JP7105590B2 - 素子基板、記録ヘッド、及び記録装置 - Google Patents
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Description
他の側面では、その素子基板は、インクを加熱してノズルから吐出するヒータと、前記ヒータに対応して設けられた温度センサと、外部から入力される第1の信号が指定する電流値に基づいて前記温度センサに定電流を通電する定電流源と、前記定電流により通電された温度センサから出力される電圧と外部から入力される第2の信号が指定する閾値電圧とに基づいて、前記ノズルからのインクの吐出状態を判定し、判定結果信号を出力する判定回路と、前記第1の信号と前記第2の信号が共通に入力される端子と、を有することを特徴とする。
図1は本発明の代表的な実施例であるインクを吐出して記録を行うフルライン記録ヘッドを用いた記録装置1000の概略構成を示した図である。
図2は記録装置1000の制御回路の構成を示すブロック図である。
図3はシリコン基板に形成された記録素子近傍の多層配線構造を示す図である。
図4は図3に示す素子基板を用いた温度検知の制御構成を表すブロック図である。
図5は素子基板5の詳細な内部回路構成を示す図である。
Rs=Rs0{1+TCR(T-T0)}……(1)
である。温度センサ102に定電流Irefが供給されると、両端の差電圧VSは、式(2)で表される。即ち、
VS=Iref・Rs=Iref・Rs0{1+TCR(T-T0)}……(2)
である。差電圧VSは差動アンプ111に反転入力されるが、そのままでは出力Vdifが接地電位GND以下の負電圧となり、実際にはVdif=0Vとなって差動アンプ111内部のオペアンプの-端子にフィードバックされる。そのため、最終的に予期しない信号が出力されてしまう。これを回避するため、出力Vdifが接地電位GND以上となるのに十分なオフセット電圧Vrefを、定電圧源112により差動アンプ111に印加する。
Vdif=Vref-Gdif・Vs……(3)
である。差動アンプ111の出力Vdifはバンドパスフィルタ(BPF)113に入力される。BPF113は、電圧Vdifにおけるノイズを抑制して変化が最大のときの信号をピークに変換して出力するための回路である。
fcL=1/[2π・√(R1L・R2L・C1L・C2L)]……(4)
である。
fcH=1/(2π・R1H・CH)……(5)
である。
Vinv=Vofs+Ginv(Vofs-VF)……(6)
である。
Vdif0=Vref-Gdif・Iref・Rs0……(7)
となる。即ち、出力Vdifは定電圧となり、BPF113の出力信号VFはオフセット電圧Vofsとなるため、式(6)から第2項が消えて反転アンプ115の出力信号VinvもVofsとなる。即ち、反転アンプ115に印加するオフセット電圧をHPF502に印加するオフセット電圧Vofsと共通にすることで、電圧Vinvの基準電圧は反転アンプ115の増幅率Ginvやオフセット電圧間の差電圧のバラつきの影響を受けずに安定する。
Vinv=Vpref=Vofs+Vofs2-Ginv・Vofs1……(8)
となる。つまり、出力Vinvの基準電圧Vprefは、定電圧VofsからVofs2-Ginv・Vofs1だけバラつくことになる。そこで、この実施例では、実施例1でピーク電圧Vpを検出したときと同様の方法で、定電流Iref0で温度センサ102に通電する。そして、ヒータ101にヒータ駆動信号のパルスを印加しない状態で、出力電圧Vinvと閾値電圧を比較して、コンパレータ116を用いて基準電圧Vprefを検出する。
Iadj=Iref0×{(Vpe―Vpref)/(Vp-Vpref)}……(9)
である。定電流Iadjで温度センサ102に通電したときに検出されるピーク電圧Vpと基準電圧Vprefの差電圧Vp-VprefがVpe-Vprefに一致することを確認することで、定電流値Iadjを調整済みの定電流値として確定できる。
9 判定結果抽出部、80 筺体、81、82 搬送ローラ、104 定電流源、
111 差動アンプ、220 液体供給ユニット、230 負圧制御ユニット、
240 定電流制御回路、250 判定回路、400 ホスト装置、
404 操作パネル、417 プリントエンジンユニット、
419 プリントコントローラ、421 RAM、427 ヘッドI/F、
1000 インクジェット記録装置
Claims (18)
- インクを加熱してノズルから吐出するヒータと、
前記ヒータに対応して設けられた温度センサと、
外部から入力される第1の信号が指定する電流値に基づいて前記温度センサに定電流を通電する定電流源と、
前記定電流により通電された温度センサから出力される電圧と外部から入力される第2の信号が指定する閾値電圧とに基づいて、前記ノズルからのインクの吐出状態を判定し、判定結果信号を出力する判定回路とを有し、
前記第1の信号が指定する電流値は、複数の段階を予め定められた刻み幅で設定可能であり、
前記第2の信号が指定する閾値電圧は、複数のランクを予め定められた刻み幅で設定可能である
ことを特徴とする素子基板。 - インクを加熱してノズルから吐出するヒータと、
前記ヒータに対応して設けられた温度センサと、
外部から入力される第1の信号が指定する電流値に基づいて前記温度センサに定電流を通電する定電流源と、
前記定電流により通電された温度センサから出力される電圧と外部から入力される第2の信号が指定する閾値電圧とに基づいて、前記ノズルからのインクの吐出状態を判定し、判定結果信号を出力する判定回路と、
前記第1の信号と前記第2の信号が共通に入力される端子と、を有する
ことを特徴とする素子基板。 - 前記第1の信号が指定する電流値に基づいて前記定電流源を駆動する定電流制御回路をさらに有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の素子基板。
- 前記判定回路は、
前記温度センサから出力される電圧を増幅する差動アンプと、
前記差動アンプから出力される電圧信号に含まれるノイズを抑制するフィルタと、
前記フィルタから出力される信号を反転する反転アンプと、
前記反転アンプから出力される信号と前記第2の信号が指定する閾値電圧を比較するコンパレータとを含み、
前記コンパレータによる比較の結果に基づいて前記判定結果信号を出力することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の素子基板。 - 前記温度センサへの通電をON/OFFする第1のスイッチと、
前記ヒータへの通電をON/OFFする第2のスイッチとをさらに有し、
前記第1のスイッチは、外部から入力されるセンサ通電信号によりON/OFFされ、
前記第2のスイッチは、外部から入力される記録データ信号によりON/OFFされることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の素子基板。 - 外部から入力されるクロック信号に同期して前記ヒータを駆動するための前記記録データ信号を受信する第1のシフトレジスタと、
外部から入力されるラッチ信号により、前記第1のシフトレジスタで受信した前記記録データ信号をラッチする第1のラッチ回路と、
前記クロック信号に同期して前記センサ通電信号を含むセンサ選択信号を受信する第2のシフトレジスタと、
前記ラッチ信号により前記第2のシフトレジスタで受信した前記センサ選択信号をラッチする第2のラッチ回路とをさらに有することを特徴とする請求項5に記載の素子基板。 - 前記第1のスイッチと前記第2のスイッチは、前記ラッチ信号に同期してON/OFFされることを特徴とする請求項6に記載の素子基板。
- 前記第1の信号と前記第2の信号は、前記ラッチ信号に同期して入力されることを特徴とする請求項6又は7に記載の素子基板。
- 前記ヒータは複数、備えられ、
複数の前記ヒータそれぞれに対応して前記温度センサは、複数、備えられることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の素子基板。 - 1つのタイミングで複数の前記ヒータのうち、1つのヒータに対応するノズルからのインクの吐出状態が判定されることを特徴とする請求項9に記載の素子基板。
- 前記素子基板は、前記ヒータの直下に前記温度センサを備える多層配線構造であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の素子基板。
- 請求項10乃至11のいずれか1項に記載の素子基板を含む記録ヘッド。
- 前記記録ヘッドはフルライン記録ヘッドであることを特徴とする請求項12に記載の記録ヘッド。
- 請求項12又は13に記載の記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対して前記第1の信号と前記第2の信号とを生成して送信する信号生成手段と、
前記判定結果信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記判定結果信号が示す判定結果を格納する記憶手段とを有することを特徴とする記録装置。 - 請求項12又は13に記載の記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対して前記第1の信号と前記第2の信号とを生成して送信する信号生成手段と、
前記判定結果信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記判定結果信号に基づいて、前記定電流源が通電する電流値を調整する調整手段とを有することを特徴とする記録装置。 - 前記受信手段が受信した前記判定結果信号に基づいて、前記素子基板に送信する定電流値と閾値電圧とを決定することを特徴とする請求項14又は15のいずれか1項に記載の記録装置。
- 前記定電流値と前記閾値電圧とは、複数の前記ヒータそれぞれに対して決定されることを特徴とする請求項16に記載の記録装置。
- 前記閾値電圧は、複数の前記ヒータに対して1つ決定されることを特徴とする請求項16に記載の記録装置。
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