JP6878122B2 - Recording element substrate, liquid discharge head and recording device - Google Patents
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Description
本発明は、吐出口から液体を吐出する記録素子基板、液体吐出ヘッドおよび記録装置に関し、特には、吐出の良否の検査に用いられる検査手段を内蔵した記録素子基板、液体吐出ヘッドおよび記録装置に関する。 The present invention relates to a recording element substrate, a liquid discharge head, and a recording device that discharge liquid from a discharge port, and more particularly to a recording element substrate, a liquid discharge head, and a recording device having an inspection means used for inspecting the quality of discharge. ..
記録吐出ヘッドが備える吐出口から液体を吐出して記録を行う記録装置では、より高画質、高速の記録が求められており、近年、記録幅に亘って記録素子基板を複数配置し、多数の吐出口で記録を行うフルライン型記録ヘッドが開示されている。 In a recording device that discharges a liquid from a discharge port provided in a recording discharge head to perform recording, higher image quality and higher speed recording are required. In recent years, a plurality of recording element substrates are arranged over a recording width, and a large number of recording elements are arranged. A full-line recording head that records at the discharge port is disclosed.
特許文献1では、記録素子基板を千鳥状に配列したり、一列に配列しつつ記録素子基板の端部に角度をつけることで、吐出口列が記録素子基板のつなぎ部で吐出口列方向において重なるようにした構成が開示されている。記録素子基板の端部に角度をつけて配置することで、千鳥状に記録素子基板を配列する場合よりも、隣接する記録素子基板の吐出口の距離を近づけることができる。隣接する記録素子基板の吐出口の距離が近づくことにより、つなぎ部での吐出口列のズレが低減されて液体の着弾位置ズレを抑制することができる。 In Patent Document 1, by arranging the recording element substrates in a staggered pattern or arranging them in a row and making an angle at the end of the recording element substrate, the discharge port row is formed at the joint portion of the recording element substrate in the discharge port row direction. The overlapping configurations are disclosed. By arranging the recording element substrates at an angle at the end, the distance between the discharge ports of the adjacent recording element substrates can be made closer than when the recording element substrates are arranged in a staggered pattern. By reducing the distance between the discharge ports of the adjacent recording element substrates, the deviation of the discharge port row at the joint portion can be reduced, and the deviation of the liquid landing position can be suppressed.
また記録素子基板では、吐出口毎に温度を検出する検知素子を設け、この検知素子の検出結果に基づいて吐出不良の吐出口を特定することで、画像補完や記録ヘッドの回復作業に反映させる手段が提案されている。 Further, in the recording element substrate, a detection element for detecting the temperature is provided for each discharge port, and the discharge port with defective discharge is identified based on the detection result of this detection element, which is reflected in the image complementation and the recovery work of the recording head. Means have been proposed.
温度情報などを検出する検知素子が複数配設された検知素子列が、吐出口列に対応して設けられた記録素子基板では、以下の課題が生じる。すなわち、吐出口列の端部の吐出口と記録素子基板の端部との間には、記録素子を駆動させる駆動回路と、検知素子回路と、接続される配線が多数引き回されている。この配線が引き回されている配線領域における配線数が多くなると、配線領域を幅広く取ることが求められる。特に、吐出口毎に対応して検知素子が設けられた記録素子基板は、配線の数がより多くなるため、配線領域が大きくなってしまう。 The following problems occur in a recording element substrate in which a row of detection elements in which a plurality of detection elements for detecting temperature information and the like are arranged is provided corresponding to a row of discharge ports. That is, a large number of wires connected to the drive circuit for driving the recording element and the detection element circuit are routed between the discharge port at the end of the discharge port row and the end of the recording element substrate. As the number of wires in the wiring area around which the wiring is routed increases, it is required to take a wide wiring area. In particular, in the recording element substrate in which the detection element is provided corresponding to each discharge port, the number of wirings is larger, so that the wiring area becomes large.
このように配線領域が大きくなると、吐出口列方向における記録素子基板の長さが長くなってしまう。特に、記録素子基板の外延端部に角度をつけて、複数の記録素子基板を一列に配列する場合、吐出口列の端部と検知素子列の端部との間の配線領域が広くなると、つなぎ部における吐出口列のズレが大きくなり、液体の着弾位置ズレが生じる虞がある。 When the wiring region becomes large in this way, the length of the recording element substrate in the discharge port row direction becomes long. In particular, when a plurality of recording element substrates are arranged in a row at an angle to the outer extension end of the recording element substrate, if the wiring area between the end of the discharge port row and the end of the detection element row becomes wide, The deviation of the discharge port row at the joint portion becomes large, and there is a possibility that the landing position of the liquid may be displaced.
よって本発明は、吐出口列に対応して検知素子列が設けられた記録素子基板で、吐出口列方向における長さの増大を抑えることができる記録素子基板、液体吐出ヘッドおよび記録装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a recording element substrate in which a detection element row is provided corresponding to a discharge port row, and a recording element substrate, a liquid discharge head, and a recording device capable of suppressing an increase in length in the discharge port row direction. The purpose is to do.
そのため本発明の記録素子基板は、液体を吐出するのに用いられる複数の吐出素子が列を成した複数の吐出素子列と、前記吐出素子列と対応して設けられ、液体の吐出の状態を検知する複数の検知素子が列を成した複数の検知素子列と、複数の前記検知素子からの検知を行う前記検知素子の選択、および複数の前記検知素子列からの検知を行う前記検知素子を含む前記検知素子列の選択、を制御する制御手段と、を備えた記録素子基板において、前記検知素子列に対応して設けられ、前記制御手段による前記検知素子列の選択に基づいて、対応する前記検知素子列を選択する列選択手段を備え、複数の前記検知素子列と前記制御手段とは、前記検知素子列に対応する前記列選択手段と、複数の前記検知素子列に共通して設けられた第1の共通配線と、を介して接続されており、前記第1の共通配線は、前記記録素子基板の前記吐出素子列の方向における端部と、前記記録素子基板の当該端部の側の前記吐出素子列の端部および前記検知素子列の端部と、の間の領域を通って配線されていることを特徴とする。 Therefore, the recording element substrate of the present invention is provided with a plurality of discharge element rows in which a plurality of discharge elements used for discharging liquid are formed in a row, and the discharge element rows are provided to control the state of liquid discharge. A plurality of detection element sequences in which a plurality of detection elements to be detected are formed, a selection of the detection element for detecting from the plurality of detection elements, and the detection element for detecting from the plurality of detection element sequences. In a recording element substrate provided with a control means for controlling the selection of the detection element array including the detection element array, the recording element substrate is provided corresponding to the detection element array, and corresponds based on the selection of the detection element array by the control means. A column selection means for selecting the detection element sequence is provided, and the plurality of detection element sequences and the control means are provided in common to the column selection means corresponding to the detection element sequence and the plurality of detection element sequences. The first common wiring is connected to the first common wiring, and the first common wiring is an end portion of the recording element substrate in the direction of the discharge element row and the end portion of the recording element substrate. It is characterized in that it is wired through a region between the end of the discharge element row and the end of the detection element row on the side.
本発明によれば、吐出口列に対応して検知素子列が設けられた記録素子基板で、吐出口列方向における記録素子基板の長さの増大を抑えることができる。 According to the present invention, in a recording element substrate in which a detection element row is provided corresponding to a discharge port row, it is possible to suppress an increase in the length of the recording element substrate in the discharge port row direction.
(第1の実施形態)
以下、図面を参照して本発明の第1の実施形態について説明する。
本発明の実施形態を説明するにあたり、はじめに比較例の形態を説明する。ここで説明する記録素子基板に用いられる記録素子は、熱的または機械的なエネルギを与えられて圧力を発生することで、吐出口から液滴を吐出させる記録素子である。また、記録素子基板は吐出口毎に検知素子を備え、その検知素子は、温度または圧力または静電容量の物理量を検知する検知素子であり、ここでは、特に温度検知素子に好適な形態を説明する。温度検知素子を用いて温度プロファイルを得ることで、正常な吐出状態か吐出不良状態かといった液体の吐出の状態を検出することができる。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In explaining the embodiment of the present invention, first, the embodiment of the comparative example will be described. The recording element used for the recording element substrate described here is a recording element that ejects droplets from a discharge port by being given thermal or mechanical energy to generate pressure. Further, the recording element substrate is provided with a detection element for each discharge port, and the detection element is a detection element that detects a physical quantity of temperature, pressure, or capacitance. Here, a particularly suitable form for the temperature detection element will be described. To do. By obtaining a temperature profile using a temperature detection element, it is possible to detect a liquid discharge state such as a normal discharge state or a discharge failure state.
なお、吐出不良状態とは、流路内の気泡残留による吐出不良や流路に不純物が堆積し液体の再充填が正常に行われなかったために起こった吐出不良などがある。また、吐出口表面に付着した液体によって起こった吐出不良や、吐出口に不純物が詰まったことにより生じた吐出不良などがある。 The discharge failure state includes a discharge failure due to residual air bubbles in the flow path and a discharge failure caused by the accumulation of impurities in the flow path and the liquid not being refilled normally. In addition, there are discharge defects caused by the liquid adhering to the surface of the discharge port and discharge defects caused by the clogging of the discharge port with impurities.
図6(a)は、記録素子と検知素子を備え、吐出検査の機能を供えた比較例の記録素子基板の配線を示した模式図である。図6(b)は、実際の記録素子基板における配線の外観レイアウトを示した図であり、図6(c)は、図6(b)のVIC−VICにおける断面図である。制御回路703は、制御回路705と制御回路704とからなり、記録素子基板における4列の吐出口列に対応する記録素子列を構成する記録素子駆動する駆動回路および検知素子回路を制御する。回路706は、一列目の記録素子駆動回路707と検知素子回路708とからなり、制御回路703と複数の配線で接続されている。
FIG. 6A is a schematic view showing the wiring of the recording element substrate of the comparative example provided with the recording element and the detecting element and the function of the discharge inspection. FIG. 6 (b) is a diagram showing an external layout of wiring on an actual recording element substrate, and FIG. 6 (c) is a cross-sectional view of the VIC-VIC of FIG. 6 (b). The
制御回路703の記録素子駆動回路を制御する制御回路704と、記録素子駆動回路707とは、配線の束710で接続されている。配線の束710は、個別の配線束712と、共通配線の束711と、を有する。シリアルデータ転送信号のクロック信号CLKとデータ信号Dとは、各記録素子列に設けられた記録素子駆動回路に対してそれぞれ個別の配線束712で伝達される。また、データのラッチ信号LTと駆動印加信号HEとは、各記録素子列に設けられた記録素子駆動回路に対して共通に設けられた共通配線の束711で伝達される。
The
また、制御回路703内の検知素子回路を制御する制御回路705と、検知素子回路708とは、配線の束713で接続されている。検知素子を選択するデータを転送するシリアルデータ転送信号のクロック信号CLKSとデータ信号DSとラッチ信号LTSとは、各記録素子列に設けられた検知素子回路に対して共通に設けられた共通配線の束714で伝達される。また、検知素子へ給電される電源ISと、検知情報の検知素子の端子電圧S+とS−とが配線の束715で各記録素子列に設けられた検知素子回路に対してそれぞれ個別に接続されている。配線の束713と配線の束710との配線本数は合計25本となっている(図6(c)参照)。
Further, the
これらの配線は図6(c)のように、記録素子基板701の基板端部718側から順に、制御回路705と検知素子回路708とを結線する配線の束713、制御回路704と記録素子駆動回路707とを結線する配線の束710が並べられている。特に、検知素子回路708と接続される電源ISと端子電圧S+とS−の配線は、アナログ信号であるため雑音重畳の回避に配慮した配線をしなければならない。よって、電源ISと端子電圧S+とS−の配線は、雑音源となる記録素子駆動回路707を跨がないように、雑音源の少ない基板端側に配線することが望ましい。そのため各列の検知素子回路708と制御回路705とを接続する配線を基板端部718側に配置している。
As shown in FIG. 6C, these wirings are, in order from the
次に、本実施形態における記録素子基板の構成を説明する。 Next, the configuration of the recording element substrate in this embodiment will be described.
図1(a)は、本実施形態における、記録素子(吐出素子)と検知素子を備え、吐出検査の機能を供えた記録素子基板の配線を示した模式図である。複数の記録素子は列を成して記録素子列(吐出素子1列)を形成している。また、複数の検知素子も列を成して検知素子列を形成している。ここで、記録素子を駆動する駆動回路に関わる構成は、比較例の形態で説明したものと同じ構成である。回路106は、一列目の記録素子駆動回路107と検知素子回路108とからなり、制御回路103と複数の配線で接続されている。制御回路103における、検知素子回路の制御回路105と検知素子回路108とは、配線の束113で接続されている。配線の束113のうち共通配線の束114で、検知素子を選択するデータ(検知素子選択信号)を転送するシリアルデータ転送信号のクロックCLKS、データDS、ラッチLTSの各信号が伝達される。そして、共通配線の束(列選択信号伝達配線)116で、検知素子回路の列を選択する列選択信号A0、A1が伝達される。また配線の束113のうち、共通配線の束(検知情報伝達配線)115で、検知素子へ給電される電源ISと検知情報の検知素子の端子電圧S+とS−とが各列の列選択手段としての列選択回路117へ伝達される。
FIG. 1A is a schematic view showing the wiring of a recording element substrate including a recording element (discharge element) and a detection element and having a discharge inspection function in the present embodiment. A plurality of recording elements form a row to form a recording element row (one row of ejection elements). Further, a plurality of detection elements are also formed in a row to form a detection element row. Here, the configuration related to the drive circuit for driving the recording element is the same as that described in the form of the comparative example. The
本実施形態では、各記録素子列に設けられる検知素子回路108に列選択回路117を設けて、列選択信号A0、A1で検知素子回路の列を選択する構成にすることで、配線本数の低減を可能にしている。これにより、共通配線の束114と共通配線の束116と共通配線の束115との配線本数は合計18本となっている(後述する図1(d)参照)。
In the present embodiment, the number of wirings is reduced by providing the
以下、本実施形態における検知素子回路の列の選択方法を含め、具体的な回路構成について説明する。 Hereinafter, a specific circuit configuration including a method of selecting a row of detection element circuits in the present embodiment will be described.
図1(b)は、記録素子として発熱抵抗素子を用いた記録素子駆動回路107と、検知素子として感温抵抗素子を用いた検知素子回路108と、の詳細な回路構成を示した図である。記録素子を駆動する駆動回路107において、記録素子123の一方の端子が電源線122に接続され、他方の端子が駆動スイッチ124に接続される。駆動スイッチ124は、シリアルデータで転送されてくる記録データを展開、格納する選択回路125でオン/オフ制御される。検知素子回路108は、シリアルデータで転送されてくる検知素子の選択データを展開、格納するシフトレジスタ133と、選択データを受けて検知を行う任意の検知素子を選択するデコーダ130とを備えている。また、検知素子回路108は、列選択信号A1、A0を受けて検知を行う検知素子126を含む検知素子列の選択を切り替えるアナログスイッチマルチプレクサ134を備えている。更に、検知素子回路108は、検知素子126の配列と、検知素子126で検出した信号とをバッファする一対のバッファアンプ132とを備えている。なお、本実施形態では、記録素子123ごとに対応して検知素子126が設けられた構成であるが、検知素子126は記録素子123ごとに設けられていなくてもよい。一つの記録素子123の列に対応して、複数の検知素子126が配設されて構成される検知素子126の列が設けられていればよい。
FIG. 1B is a diagram showing a detailed circuit configuration of a recording
検知素子126の一方の端子が、検知素子126に給電する電源IS(ここでは定電流)の配線に共通接続され、他方の端子は、選択スイッチ129に接続される。また、検知素子126の両端子は、端子電圧を読み出す読み出しスイッチ127、128にそれぞれ接続される。読み出しスイッチ127、128の他方の端子は、それぞれ一対の共通配線131に接続され、共通配線131は、バッファアンプ132に接続される。選択スイッチ129と読み出しスイッチ127、128とは、デコーダ130でオン/オフ制御される。
One terminal of the
アナログスイッチマルチプレクサ134は、列毎に固有のデコードに固定されたデコーダ135と、電源ISを選択するスイッチ136と、バッファアンプ132の出力信号を選択する一対のスイッチ137と、で構成される。制御回路105から列選択信号A1、A0と検知素子の選択データを送ると、指定した列の検知素子とアナログスイッチマルチプレクサ134が選択される。そして、共通配線の電源ISが給電されると共に共通配線の配線S+と配線S−に検知素子126の端子電圧が出力される。
The
図1(c)は、隣接して配置された記録素子基板のつなぎ部における配線の外観レイアウトを示した図であり、図7(a)に示す記録ヘッド100の領域Aを拡大して示す図である。図1(d)は、図1(c)のId−Idにおける断面図である。記録素子基板101と記録素子基板102は、吐出素子列が延在する方向と鋭角に交差する外縁(端部)を備えている。記録素子基板101と記録素子基板102とは、この端部同士が隣り合うように設けられている。ここでは液体吐出ヘッドとしての記録ヘッドの一部として、隣接して配設される2つの記録素子基板101と記録素子基板102とを示している。吐出素子列の方向に交差する方向に延在する記録素子基板の端部同士が隣り合うように、複数の記録素子基板が配設されて、フルライン型の記録ヘッドは構成される。本実施形態の記録素子基板における配線は図1(d)のように基板端部101aから順に制御回路105と各検知素子回路108を接続する配線束113、制御回路104と各記録素子駆動回路107を接続するシリアルデータ転送用の配線束110が並べられている。また、共通配線の束113は、電源ISと検知信号S+、S−の共通配線の束115、列選択信号A0、A1の共通配線の束116、シリアルデータ転送信号のCLKS、DS、LTSの共通配線の束114、の順に並べられている。
FIG. 1C is a diagram showing an external layout of wiring at a connecting portion of recording element substrates arranged adjacent to each other, and is an enlarged view showing a region A of the
このように本実施形態では、検知素子回路108に列選択回路117を設けて、複数の検知素子列に共通する共通配線を介して伝達される列選択信号A0、A1を受けた列選択回路117が、対応する検知素子列の選択の切り替えを行う。これによって制御回路103と、記録素子駆動回路、検知素子回路と、を接続する配線を共通配線化し選択的に信号の伝達を可能にすることで、配線本数を18本に削減して基板端部における配線領域を狭くすることを可能にしている。これにより、記録素子基板102と記録素子基板101とのつなぎ部における吐出口118のつなぎ距離119を、比較例のつなぎ距離719(図6(b)参照)と比較して短くすることができる。
As described above, in the present embodiment, the
これによって、吐出口列に対応して検知素子列が設けられた記録素子基板で、つなぎ部における液体の着弾位置ズレを抑制することができる記録素子基板および記録装置を実現することができた。また、吐出口列に対応して検知素子列が設けられた記録素子基板で、吐出口列方向における記録素子基板の長さの増大を抑えることができた。 As a result, it has become possible to realize a recording element substrate and a recording device capable of suppressing the displacement of the landing position of the liquid at the joint portion in the recording element substrate provided with the detection element array corresponding to the discharge port array. Further, in the recording element substrate in which the detection element row is provided corresponding to the discharge port row, it is possible to suppress an increase in the length of the recording element substrate in the discharge port row direction.
図7(b)は、記録素子基板101における記録素子用の配線の束110と検知素子用の配線の束113のレイアウトを示した図である。これらの配線の束110、113は、記録素子と検知素子とを有する回路106の複数を含む回路部120と、制御回路103とを接続している。上述したように、検知素子列の一方の端部に列選択回路117が配置されており、この端部とこの端部に近接する記録素子基板の端部101aとの間に配線の束113が配置されている。また、記録素子基板101の検知素子列の他方の端部には列選択回路117は配置されておらず、この他方の端部とこの他方の端部に近接する記録素子基板101の端部101bとの間には、配線の束も配置されていない。そして、図1(c)や図7(a)に示すように、記録ヘッド100では、記録素子基板101の配線の束113が設けられた一方の端部101aと、記録素子基板102の配線の束が設けられていない他方の端部102bとが、隣り合って配置されている。
FIG. 7B is a diagram showing the layout of the
図7(c)は、変形例の記録素子基板801における記録素子用の配線の束810と検知素子用の配線の束813のレイアウトを示した図である。1つの記録素子基板801内に配置された吐出口列が多い場合などは、回路120a、回路120bの2つに分割して、それぞれの回路120a、回路120bに対応するように制御回路803a、803bを設ける構成としてもよい。この場合、記録素子基板の一方の端部810aには回路120aに接続される配線の束810a、813aを配置し、他方の端部810bには回路120bに接続される配線の束810b、813bを配置している。変形例の記録素子基板801の複数を用いて記録ヘッドを構成する際も、上述のように記録素子基板801の一方の端部801aと別の記録素子基板801の他方の端部801bとが隣り合うように配置すればよい。
FIG. 7C is a diagram showing the layout of the wiring bundle 810 for the recording element and the wiring bundle 813 for the detection element in the
なお、雑音重畳の抑制に配慮してアナログ信号の共通配線の束115を記録素子基板端部側に配置する中で、ここでは特に列選択の共通配線の束116を、雑音源でもある配線114及び110と、共通配線の束115との間に配置した。列選択信号A0、A1は、検知素子を選択して検知情報を読み出している期間は必然的に一定電圧状態になることから、雑音源に対して遮へい効果が期待できる。
In consideration of suppressing noise superposition, the
図2(a)は、列選択信号A0、A1と、デジタル動作の配線114、110と、アナログ信号IS、S+、S−のタイミング関係を示した図である。デジタル動作の信号が常に動作しているのに対し、検知素子seg1を選択している期間t_seg1の間は、列選択信号A0、A1は一定電圧となっていることから遮へい効果が得られる。
FIG. 2A is a diagram showing the timing relationship between the column selection signals A0 and A1, the
(変形例)
図2(b)は、本実施形態の記録素子基板の変形例を示した断面図である。第1の実施形態における上述の形態では、同じ配線層で配置した配線の並びの形態を説明したが、変形例では、配線層間でも同様な遮へい効果が得られる形態を説明する。変形例の記録素子基板では、アナログ信号の共通配線の束115が1層目に配置され、雑音源となる記録素子123の電源線122が3層目に配置されている時、2層目に列選択の共通配線116を配置することで遮へい効果が期待できる。
(Modification example)
FIG. 2B is a cross-sectional view showing a modified example of the recording element substrate of the present embodiment. In the above-described embodiment of the first embodiment, the form of arranging the wiring arranged in the same wiring layer has been described, but in the modified example, a form in which the same shielding effect can be obtained between the wiring layers will be described. In the recording element substrate of the modified example, when the
(第2の実施形態)
以下、図面を参照して本発明の第2の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第1の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。本実施形態では、制御回路と4列の各検知素子回路を接続する配線本数を更に減らした形態について説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment, only the characteristic configuration will be described below. In this embodiment, a mode in which the number of wirings connecting the control circuit and each of the four rows of detection element circuits is further reduced will be described.
図3(a)は、記録素子と共に検知素子を備えて吐出検査の機能を供えた記録素子基板301のつなぎ部における配線を示した図である。また、図3(b)は、実際の記録素子基板におけるつなぎ部の配線の外観レイアウトを示した図であり、図3(c)は、図3(b)のIIIC−IIICにおける断面図である。本実施形態で、記録素子駆動回路に関わる構成は、第1の実施形態と同様であるため説明を省略する。
FIG. 3A is a diagram showing wiring at a connecting portion of a
本実施形態における回路306は、一列目の記録素子駆動回路307と検知素子回路308で構成されており、制御回路303における検知素子回路の制御回路305と4列の各検知素子回路308とは、配線の束313で接続されている。本実施形態では第1の実施形態と比較して、列を選択する列選択信号A0、A1の共通配線を削減している。本実施形態では、検知素子を選択するデータに加え、列を選択する列選択データもシリアルデータ転送信号で伝達することで、列選択信号A0、A1の共通配線の削減を実現している。
The
検知素子を選択するデータを転送するシリアルデータ転送信号のクロック信号CLKSとデータ信号DSとラッチ信号LTSが共通配線の束314で各列に伝達される。検知素子へ給電される電源ISと検知情報の検知素子の端子電圧S+、S−が共通配線の束315で各列の列選択回路317へ伝達される。本実施形態では、列を選択する列選択データも共通配線の束314で伝達する。これによって、共通配線の束314と共通配線の束315との配線本数は合計16本となっている(図3(c)参照)。
The clock signal CLKS, the data signal DS, and the latch signal LTS of the serial data transfer signal for transferring the data for selecting the detection element are transmitted to each row by the
図3(d)は、検知素子として感温抵抗素子を用いた検知素子回路(列選択回路も含む)308の回路構成を示した図である。本実施形態の回路構成において第1の実施形態と異なるのは、シリアルデータ転送信号を受ける部分の回路であり、他の回路(デコーダ、検知素子の回路、バッファアンプ、そしてアナログスイッチマルチプレクサ)の構成は第1の実施形態と同じである。 FIG. 3D is a diagram showing a circuit configuration of a detection element circuit (including a column selection circuit) 308 using a temperature-sensitive resistance element as a detection element. The circuit configuration of this embodiment differs from that of the first embodiment in the circuit of the portion that receives the serial data transfer signal, and the configuration of other circuits (decoder, detection element circuit, buffer amplifier, and analog switch multiplexer). Is the same as in the first embodiment.
本実施形態では、シリアルデータで転送されてくる検知素子の選択データと列選択データをシフトレジスタ333で展開、格納する。そして、列選択データの信号は、アナログスイッチマルチプレクサ334が備えた列毎に固有のデコードに固定されたデコーダ335に伝達される。制御回路305から列選択データが送られる、指定した列の検知素子とアナログスイッチマルチプレクサ334とが選択されて、共通配線された電源ISが給電されると共に、共通配線された配線S+と配線S−に検知素子の端子電圧が出力される。
In the present embodiment, the selection data and the column selection data of the detection element transferred as serial data are expanded and stored in the
記録素子基板のつなぎ部における配線は、記録素子基板301の基板端部から順に、制御回路305と4列の各検知素子回路308を接続する配線の束313、制御回路304と4列の各記録素子駆動回路307を接続する配線の束310が並べられている。そして、検知素子回路308と接続される共通配線の束313は、電源ISと検知信号S+、S−の共通配線の束315、シリアルデータ転送信号CLKS、DS、LTSの共通配線の束314の順に並べられている。
The wiring at the connecting portion of the recording element substrate is, in order from the substrate end of the
本実施形態では、列を選択する列選択データをシリアルデータとして転送することにより、列選択信号の配線が削減され、つなぎ部の基板端部の配線領域を更に縮めることができた。それにより、記録素子基板302と記録素子基板301とのつなぎ部における吐出口のつなぎ距離319を、比較例のつなぎ距離719(図6(b)参照)と比較して、より短くすることができた。
In the present embodiment, by transferring the column selection data for selecting a column as serial data, the wiring of the column selection signal can be reduced, and the wiring area at the end of the board at the connecting portion can be further reduced. As a result, the
なお、第1の実施形態で説明した遮へい効果を加味する場合は、GND配線を雑音源とアナログ信号の共通配線の束315の間に配置すればよい。
When the shielding effect described in the first embodiment is added, the GND wiring may be arranged between the noise source and the
(第3の実施形態)
以下、図面を参照して本発明の第3の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第1の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。本実施形態では、制御回路と4列の各記録素子駆動回路とを接続する配線本数を減らした形態を説明する。
(Third Embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment, only the characteristic configuration will be described below. In this embodiment, a mode in which the number of wirings connecting the control circuit and each of the four rows of recording element drive circuits is reduced will be described.
図4(a)は、記録素子と共に検知素子を備えて吐出検査の機能を供えた記録素子基板401のつなぎ部における配線を示した図である。なお、検知素子回路に関わる構成は、第2の実施形態で説明したものと同じである。
FIG. 4A is a diagram showing wiring at a connecting portion of a
回路406は、一列目の記録素子駆動回路407と検知素子回路408とで構成された回路である。制御回路403における記録素子駆動の制御回路404と、4列の各記録素子駆動回路407とは、配線の束410で接続されている。
The
本実施形態の構成で、第1、第2の実施形態と異なるのは、4列の各記録素子駆動回路407へ配線の束410で伝達されるシリアルデータ転送のCLK信号とD信号を共通配線化して、列毎に個別に配線していたCLK信号とD信号との配線を削減した点である。
The configuration of the present embodiment differs from the first and second embodiments in that the CLK signal and the D signal of the serial data transfer transmitted by the bundle of
4列の各記録素子駆動回路407へ伝達され、記録素子列を選択する(吐出素子列選択信号である)シリアルデータ転送信号のクロック信号CLKとデータ信号Dは、共通配線の束410で各列に伝達されて、記録素子駆動に関わる配線本数は合計4本となる。共通配線の束410では、データのラッチ信号LTと駆動印加信号HEとが共通配線の束411で伝達され、シリアルデータ転送信号のクロック信号CLKとデータ信号Dが共通配線の束412で伝達される。第1、第2の実施形態では、クロック信号CLKとデータ信号Dとを、個別の配線で4列の各記録素子駆動回路へ伝達していたが、本実施形態では、共通配線化して共通配線の束412で伝達している。これにより、配線本数は、検知素子回路408と接続される共通配線の束413の配線本数6本と合わせて合計10本となる。
The clock signal CLK and the data signal D of the serial data transfer signal transmitted to each of the four rows of recording
図4(b)は、記録素子として発熱抵抗素子を用いた記録素子駆動回路407の詳細な回路構成を示した図である。本実施形態における記録素子駆動回路407の回路構成で、第1、第2の実施形態と異なるのは、シリアルデータ転送信号を受ける列選択回路440を備えている点である。
FIG. 4B is a diagram showing a detailed circuit configuration of a recording
列選択回路440は、シリアルデータで転送されてくる記録素子の選択データと列選択データとをシフトレジスタで展開、格納する。そして列選択回路440は、列選択データを受けて列毎に固有のデコードで固定されたマルチプレクサを内蔵して記録素子駆動回路407への入力をオン/オフする。
The
図4(c)は、実際の記録素子基板のつなぎ部における配線の外観レイアウトを示した図であり、図4(d)は、図4(c)のIVD−IVDにおける断面図である。記録素子基板401の基板端部420から順に、制御回路405と4列の各検知素子回路408とを接続する配線の束413、制御回路404と4列の各記録素子駆動回路407を接続する共通配線の束410が並べられている。共通配線の束410は、シリアルデータ転送信号CLK、Dを伝達する共通配線の束412と、LT信号、HE信号を伝達する共通配線の束411とが並べられている。
FIG. 4 (c) is a diagram showing an external layout of wiring at a connecting portion of an actual recording element substrate, and FIG. 4 (d) is a cross-sectional view of IVD-IVD of FIG. 4 (c). A bundle of
本実施形態では4列の各記録素子駆動回路407へ伝達されるシリアルデータ転送のCLK信号とD信号を共通配線化することにより、各列に個別に配線されているシリアルデータ転送配線が削減されて、つなぎ部の基板端部の配線領域を更に縮めることができた。それにより、記録素子基板402と記録素子基板401とのつなぎ部における吐出口のつなぎ距離419を、比較例のつなぎ距離719(図6(b)参照)と比較して、より短くすることができた。
In the present embodiment, the serial data transfer wiring individually wired in each row is reduced by sharing the CLK signal and the D signal of the serial data transfer transmitted to each recording
(第4の実施形態)
以下、図面を参照して本発明の第4の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第1の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。
(Fourth Embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment, only the characteristic configuration will be described below.
図5は、通常の四角い形状の記録素子基板を千鳥状に配置した場合の記録素子基板501と502とのつなぎ部の基板端部領域の配線群の外観レイアウトを示した図である。回路構成、制御回路と各列を結線する配線群、そして各配線の並びは、第1の実施形態または第2の実施形態または第3の実施形態と同じである。
FIG. 5 is a diagram showing an external layout of a wiring group in a substrate end region of a connecting portion between a
千鳥状に配置した場合、吐出口のつなぎ距離は、記録素子基板501の基板寸法Yで決まるので、基板端部の配線本数は影響を与えないが、基板端部の幅が削減されるので基板寸法Xを短くすることができる。これによって、記録ヘッドの吐出口列方向の寸法を小さくすることができる。
When arranged in a staggered pattern, the connection distance of the discharge ports is determined by the substrate dimension Y of the
(記録ヘッドおよび記録装置)
上述の実施形態の記録素子基板が搭載されるインクジェット記録ヘッド(液体吐出ヘッド)と、このインクジェット記録ヘッドを用いる記録装置の例について説明する。
(Recording head and recording device)
An example of an inkjet recording head (liquid ejection head) on which the recording element substrate of the above-described embodiment is mounted and a recording device using the inkjet recording head will be described.
図8は、インクジェット記録ヘッド100を用いるインクジェット記録装置1の構成例を説明するための概略斜視図である。本例の記録装置1は、いわゆるフルライン方式であり、記録媒体Pの幅方向全域に渡って延在する長尺の記録ヘッド100が用いられる。記録媒体Pは、搬送ベルトなどを用いる搬送機構130によって矢印A方向に連続的に搬送される。記録媒体Pを矢印A方向に搬送しつつ、記録ヘッド100からインク(液体)を吐出することによって、記録媒体Pに画像が記録される。本例の場合は、記録ヘッド100として、シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y),ブラック(K)のインクを吐出する記録ヘッド100C,100M,100Y,100Bkが用いることにより、カラー画像を記録することができる。
FIG. 8 is a schematic perspective view for explaining a configuration example of the inkjet recording device 1 using the
103 制御回路
104 制御回路
105 制御回路
108 検知素子回路
114 共通配線の束
115 共通配線の束
116 共通配線の束
117 列選択回路
A0、A1 列選択信号
103
Claims (14)
前記検知素子列に対応して設けられ、前記制御手段による前記検知素子列の選択に基づいて、対応する前記検知素子列を選択する列選択手段を備え、
複数の前記検知素子列と前記制御手段とは、前記検知素子列に対応する前記列選択手段と、複数の前記検知素子列に共通して設けられた第1の共通配線と、を介して接続されており、
前記第1の共通配線は、前記記録素子基板の前記吐出素子列の方向における端部と、前記記録素子基板の当該端部の側の前記吐出素子列の端部および前記検知素子列の端部と、の間の領域を通って配線されていることを特徴とする記録素子基板。 A plurality of discharge element rows in which a plurality of discharge elements used for discharging liquid are formed in a row, and a plurality of detection elements provided corresponding to the discharge element row and detecting a liquid discharge state form a row. The plurality of detection element sequences formed, the selection of the detection element that performs detection from the plurality of detection elements, and the selection of the detection element sequence including the detection element that performs detection from the plurality of detection element sequences. In a recording element substrate provided with a control means for controlling
A column selection means for selecting the corresponding detection element sequence based on the selection of the detection element sequence by the control means, which is provided corresponding to the detection element sequence, is provided.
The plurality of detection element trains and the control means are connected via the row selection means corresponding to the detection element train and the first common wiring commonly provided in the plurality of detection element trains. Has been
The first common wiring includes an end portion of the recording element substrate in the direction of the discharge element row, an end portion of the discharge element row on the side of the end portion of the recording element substrate, and an end portion of the detection element row. A recording element substrate characterized in that it is wired through an area between and.
前記第1の共通配線は、前記検知素子が検知した検知情報を伝達する、前記列選択信号伝達配線とは異なる検知情報伝達配線を含み、
前記検知情報伝達配線は、第1配線層に配線されており、
前記列選択信号伝達配線は、前記第1配線層とは積層方向において異なる層である第2配線層に配線されていることを特徴とする請求項2に記載の記録素子基板。 A plurality of wiring layers are laminated on the recording element substrate, and the recording element substrate has a plurality of wiring layers laminated.
The first common wiring includes a detection information transmission wiring different from the column selection signal transmission wiring that transmits the detection information detected by the detection element.
The detection information transmission wiring is wired to the first wiring layer.
The recording element substrate according to claim 2, wherein the column selection signal transmission wiring is wired to a second wiring layer which is a layer different from the first wiring layer in the stacking direction.
前記吐出素子列と前記制御手段とは、前記列選択回路を介して第2の共通配線によって接続されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の記録素子基板。 A column selection circuit for selecting the discharge element row from a plurality of the discharge element rows is provided.
The recording element according to any one of claims 1 to 4, wherein the discharge element row and the control means are connected by a second common wiring via the row selection circuit. substrate.
前記記録素子基板は、前記検知素子列に対応して設けられ、前記制御手段による前記検知素子列の選択に基づいて、対応する前記検知素子列を選択する列選択手段を備え、
複数の前記検知素子列と前記制御手段とは、前記検知素子列に対応する前記列選択手段と、複数の前記検知素子列に共通して設けられた第1の共通配線と、を介して接続されており、
前記第1の共通配線は、前記記録素子基板の前記吐出素子列の方向における端部と、前記記録素子基板の当該端部の側の前記吐出素子列の端部および前記検知素子列の端部と、の間の領域を通って配線されていることを特徴とする記録装置。 A plurality of discharge element rows in which a plurality of discharge elements used for discharging liquid are formed in a row, and a plurality of detection elements provided corresponding to the discharge element row and detecting a liquid discharge state form a row. The plurality of detection element sequences formed, the selection of the detection element that performs detection from the plurality of detection elements, and the selection of the detection element sequence including the detection element that performs detection from the plurality of detection element sequences. In a recording device including a recording element substrate having a control means for controlling
The recording element substrate is provided corresponding to the detection element array, and includes a column selection means for selecting the corresponding detection element array based on the selection of the detection element array by the control means.
The plurality of detection element trains and the control means are connected via the row selection means corresponding to the detection element train and the first common wiring commonly provided in the plurality of detection element trains. Has been
The first common wiring includes an end portion of the recording element substrate in the direction of the discharge element row, an end portion of the discharge element row on the side of the end portion of the recording element substrate, and an end portion of the detection element row. A recording device characterized in that it is wired through an area between and.
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