KR100915246B1 - 기록 헤드용 소자 기판, 기록 헤드, 및 기록 헤드를 구비한기록 장치 - Google Patents

Abstract

식별 회로는 기록 소자의 그룹 마다의 소자 기판에 전송되는 화상 데이터를 수신할 것인가 아닌가의 식별을 제공한다. 따라서, 복수의 기록 소자 그룹에 대응하는 데이터가 공통 단자로부터 수신될 수 있다.

Description

기록 헤드용 소자 기판, 기록 헤드, 및 기록 헤드를 구비한 기록 장치 {DEVICE SUBSTRATE FOR RECORDING HEAD, RECORDING HEAD, AND RECORDING APPARATUS INCLUDING THE RECORDING HEAD}

본 발명은 수신 데이터에 따라 기록 소자에 화상을 기록하기 위한 기록 헤드, 및 기록 헤드용 소자 기판에 관한 것이다. 특히, 잉크를 토출시키기 위해 열 에너지를 발생시키는 전기열 변환기 및 이러한 전기열 변환기를 구동하기 위한 구동 회로를 동일 기판상에 형성한 잉크젯 기록 헤드, 및 이러한 잉크젯 기록 헤드를 구비한 잉크젯 기록 장치에 관한 것이다.

기록 헤드의 토출 에너지 발생 소자로서 잉크젯 방식의 기록 장치에 탑재되는 전기열 변환기(히터) 및 그의 구동 회로는, 예를 들어 미국 특허 제6,290,334호에 개시된 바와 같이 반도체 프로세스 기술을 이용해서 동일 기판상에 형성된다.

최근의 잉크젯 기록 장치는 기록 품질 및 속도를 향상시키기 위해 다색 및 다열의 노즐을 헤드에 설치하는 경향이 있다.

예로서, 텍스트를 기록하기 위한 검정색 잉크 토출 소자 기판과, 사진 및 다이어그램을 기록하기 위한 칼라 잉크 토출 소자 기판이 하나의 기록 장치에 탑재된 구성이 널리 사용되고 있다.

다른 예로서, 6색 또는 8색 기록과 같은 다색 기록을 실현하고, 색 공간(color space)을 확장시키며 기록 화상의 계조성(gradation)을 향상시키기 위한 기록 장치가 널리 사용되고 있다.

최근 기록 장치의 이들 특징은 복수의 노즐 어레이를 갖는 기록 헤드를 탑재 함으로써 기록 품질 및 속도에 있어서의 고성능화를 위한 진보를 포함한다.

도1은 이러한 잉크젯 기록 헤드용 반도체 기판(100)(소자 기판)의 회로 블럭 및 잉크 공급구의 레이아웃을 도시하는 개략도이다.

도1에 도시된 반도체 기판에는, 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급구(101)가 6 라인으로 나열되어 있다.

이러한 잉크 공급구로부터 각각의 노즐 어레이에 잉크가 공급되어, 복수의 칼라에 있어서 기록 속도의 고속화, 색 공간의 확장, 및 계조성의 향상이 달성된다.

도1에서, 히터 어레이와 히터를 구동하기 위한 구동 회로로 구성되는 회로 블럭(105)내의 구성이 편의상 잉크 공급구(101)의 좌측에 1개만 도시되어 있으며, 따라서 나머지 5개의 잉크 공급구는 생략되어 있다. 구동 회로 블럭(105)에서, 1열로 배열된 복수의 히터를 각각 구성하는 히터 어레이(102)는 그들 사이에 잉크 공급구(101)가 위치한 채로 서로 대향하고 있다. 또한, 히터 어레이(102)의 개개의 히터를 선택적으로 구동하기 위한 구동 회로(103)가 각각의 히터 어레이(102)에 대응하도록 배치되어 있다. 히터 어레이(102)와 구동 회로(103)는 1 어레이 회로(106)를 구성한다. 이들 히터 및 회로 블럭에 전력 및 신호를 공급하는 패드(104)가 반도체 기판의 단부에 배치된다.

도2는 도1에 도시된 구동 회로(103)에서의 회로 다이어그램 및 신호의 흐름을 개략적으로 도시한다.

입력 단자로서의 패드(104)를 통해서 시간에 의해 분할된 히터를 구동하기 위한 시분할 데이터 및 화상 데이터를 포함하는 신호가, 입력 회로(202)를 거쳐서, 구동 회로를 구성하는 블럭 선택 회로(204)와 시분할 선택 회로(205)에 공급된다. 이러한 예에서, 입력 데이터는 직렬 데이터 형식이며, 직렬 데이터 형식의 데이터는 블럭 선택 회로(204) 또는 시분할 선택 회로(205)내의 시프트 레지스터에 의해 병렬 방식으로 변환된다. 병렬 방식으로 변환된 화상 데이터는 래치를 거쳐 배치된 복수의 히터 구동 블럭(206)에 신호 도전선을 통해서 공급된다.

블럭 선택 회로(204)는 화상 데이터에 기초하여 히터 구동 블럭 1 내지 8(206)을 구동할 것인가의 여부(유효)를 선택하는 기능을 갖는다. 이러한 예에서, 8개의 히터 구동 블럭(206)이 배치된다. 데이터 중 일부는 인접 배치된 시분할 선택 회로(205)내의 시프트 레지스터에 공급된다. 시분할 선택 회로(205)내의 디코더는 시프트 레지스터로부터의 신호를 받아 히터 구동 블럭(206)에서 구동될 수 있는 히터를 순차적으로 절환하는 시분할 선택 신호를 출력하는 기능을 갖는다.

블럭 선택 회로(204)와 시분할 선택 회로(205)는 선택신호 출력 회로(203)를 구성하고, 구동될 히터는 각각의 출력 신호에 의해 선택된다. 또한, 히터 구동 블럭 1 내지 8은 히터 구동 블럭 어레이(206)를 구성한다.

도3은 히터 구동 블럭내의 회로 다이어그램 및 히터 어레이(306)를 도시한다.

히터 구동 블럭(206)은 히터에 대응해서 배치되는 히터 구동 MOS 트랜지스터(305)와, 히터 선택 회로[앤드 게이트(AND gate)](307)를 구비한다. 히터 구동 MOS 트랜지스터(305)는 히터에 전류를 통전할 것인가를 절환하는 기능을 갖는다(절환 트랜지스터). 블럭 선택 회로 신호(302) 및 시분할 신호선(303)은 앤드 게이트(307)(히터 선택 회로)에 입력되어, 이들 2개의 신호가 모두 액티브되었을 경우, 앤드 게이트(307)의 출력이 액티브된다.

블럭 선택 회로 신호(302)는 블럭 선택 회로(204)로부터의 출력 신호이고, 시분할 신호선(303)은 시분할 선택 회로(205)로부터의 출력 신호이다.

앤드 게이트(307)의 출력 신호는 이 신호의 전압 진폭을 레벨 변환 회로(304)에 의해 입력 회로로부터 히터 선택 회로(307)까지에서 사용되는 구동 전압(제1 전원 전압)보다도 높은 전원 전압(제2 전원 전압)으로 변환한다(레벨 변환). 레벨 변환된 신호는 절환 트랜지스터(305)의 게이트에 인가된다. 그리고, 전류는 이들 게이트에 전압이 인가된 절환 트랜지스터에 접속된 히터 어레이(306)를 통해서 히터 전원 배선(301)의 +로부터 -를 향해서 흐른다.

제1 전원 전압으로부터 제2 전압 레벨로의 레벨 변환은 게이트에 인가되는 전압을 증가시킴으로써 절환 트랜지스터(305)의 저항을 감소시켜, 높은 효율로 히터에 전류가 흐르는 것을 가능하게 하기 위해서이다.

도4는 화상 데이터를 수신하는 시프트 레지스터(204)와, 히터를 소정 단위 시간으로 분할(시분할)해서 구동하기 위한 시분할 선택 회로로서의 디코더(205) 사이의 전기적인 관계를 나타내는 회로 블럭 다이어그램이다.

도5는 화상 데이터가 전송될 때의 타이밍 차트이다.

이러한 도면에는, 각각 128개의 히터를 갖는 히터 어레이 및 8개의 히터 구동 블럭이 도시되어 있으며, 8개의 히터 구동 블럭 각각은 8개의 히터를 동시에 구동하는 것이 가능한 16 시분할 구동 블럭이다.

블럭 선택 회로는 외부로부터 히터 구동 블럭을 온/오프시키기 위해 8 비트 화상 데이터(블럭의 개수)를 수신할 필요가 있다. 화상 데이터는 블럭 선택 회로(204)을 구성하는 8개의 1 비트 S/R 회로(401)와 8개의 1 비트 래치 회로(402)에 의해 수신된다. 시분할 선택 회로는 화상 데이터 및 직렬로 전송되는 시분할 데이터를 수신하는 4개의 1 비트 S/R 회로(401) 및 4개의 1 비트 래치 회로(402)로 구성된다. 시프트 레지스터를 직렬로 접속하고, 클록 신호(Clock), 데이터 신호(Data) 및 래치 신호(Latch)를 인가해서 화상을 순차적으로 전송해 직렬 신호를 병렬 방식으로 변환하도록 회로가 구성된다. 병렬 방식으로 변환된 화상 데이터는 블럭 선택 회로를 구성하는 8개의 래치 회로(402)로부터 출력되어 8개의 히터 구동 블럭(205)에 개별로 공급된다. 한편, 시분할 선택 회로(205)의 1 비트 래치 회로로부터의 4개의 출력 신호는 디코더(402)내로 입력된다. 디코더(402)는 4개의 입력과 16개의 출력을 가지며, 입력된 데이터에 따라 16 비트 출력 중에서 임의의 1 비트 출력을 선택한다. 선택된 시분할 신호(303)는 히터 구동 블럭 1 내지 8에 공통적으로 공급된다.

도5의 타이밍 차트는 1 시분할 데이터가 전송되었을 때의 예를 도시한다.

데이터는 클록 신호의 상승 에지와 동기해서, 총합 12 비트 S/R인, 8 비트 블럭 선택 회로(204)와 4 비트 시분할 선택 회로(205)에 순차적으로 전송된다. 이 데이터는 래치 신호가 높음에서 낮음으로 변화되는 매 1 비트 S/R 마다의 위치에 설치되어 있는 래치 회로(402)에 전송되며, 래치 신호가 낮음에서 높음으로 변화된 경우에 판독된 화상 데이터는 유지된다. 여기서, 래치 회로(402)는 낮음에서 활성이다.

전술한 바와 같이, 최근의 기록 장치는 기록 품질 및 기록 속도를 향상시키기 위해 복수의 칼라에 대응하는 복수 어레이의 기록 소자를 헤드에 설치하는 경향이 있다.

복수의 기록 소자 어레이를 갖는 헤드에 대해서, 기록 소자 어레이의 개수와 동수인 데이터(화상 데이터와 시분할 구동 데이터)가 입력되었다. 이들 데이터는 프린터 본체로부터 공급된다. 기록 헤드는 기록 소자 어레이의 개수와 동수의 데이터 입력 패드를 구비할 필요가 있다. 6개의 잉크 공급구(101)와 12개의 노즐 어레이를 갖는 도1에 도시된 구성에서, 데이터 전송을 위해 일반적으로 12개의 데이터 입력 패드(데이터 입력 단자)가 설치된다.

도6은 잉크젯 헤드의 각각의 어레이 회로(106), 입력되는 데이터 신호, 클록 신호, 래치 신호 사이의 관계를 개략적으로 도시한다.

12개의 어레이 회로는 6쌍을 갖도록 배치되어 있으며, 1개의 잉크 공급구(101)가 그들 사이에 배치된 채로 서로 대향하고 있다.

어레이 회로는, 도면에 도시된 바와 같이, 선택 신호 출력 회로(시프트 레지스터 및 디코더)와 히터 구동 블럭 어레이로 구성되어 있다.

패드에 인가되는 신호는 입력 회로를 경유해 각각의 어레이 회로에 공급된다. 래치 신호 및 클록 신호는 각각의 어레이 회로에 공통적으로 인가된다. 화상 데이터 신호는 입력 회로를 경유해서 시프트 레지스터에 클록에 의해 입력되며, 이러한 시프트 레지스터는 각각의 어레이 회로에 개별적으로 제공된 패드를 통해서 블럭 선택 회로를 구성한다. 각각의 어레이 회로에서, 개별적인 데이터 신호가 공통 클록 신호와 동기해서 인가되어 어레이마다 임의인 히터를 선택적으로 구동시킨다.

특히 잉크젯 기록 헤드에 있어서, 회로를 형성한 기판에 잉크 공급구가 제공될 필요가 있기 때문에, 히터와 그 주변 회로의 배치가 잉크 공급구에 의해 제한된다. 잉크 공급구는 상부에서 바닥까지 기판을 관통하는 관통구를 형성하므로, 회로 및 배선이 잉크 공급구의 위치에 형성될 수 없다. 따라서, 어레이 회로는 잉크 공급구 사이에 끼인 영역에 배치되므로, 어레이 회로는 전기적으로 서로 독립된다.

따라서, 각각의 어레이에 대해서 임의의 히터를 선택적으로 구동하기 위한 데이터 신호는 개별로 인가되므로, 어레이 수의 증가에 따라, 장치 본체로부터 헤드에 공급하는 데이터 신호의 라인수가 증가하게 된다.

데이터 신호의 라인수의 증가는 신호를 생성하기 위한 프린터 본체의 비용 증가, 헤드 및 카트리지 크기의 대형화 등의 폐해를 초래한다.

본 발명은 잉크젯 기록 헤드에 관한 것이다. 본 발명의 일 특징에 따르면, 기록 헤드는 기록을 행하기 위한 기록 소자의 그룹과, 이 그룹의 기록 소자를 구동하도록 구성된 구동 회로의 조합체를 포함한다. 또한 기록 헤드는 기록 소자를 구동하기 위한 데이터를 입력하도록 구성된 입력 단자와, 입력 단자에 입력된 데이터를 기록 소자의 그룹의 조합체에 대응하는 구동 회로에 공통으로 공급하도록 구성된 배선과, 복수의 구동 회로 각각에 제공되며 공급된 데이터를 수용할 것인가 아닌가를 식별하도록 구성된 복수의 식별 회로를 포함한다.

본 발명의 다른 특징은 첨부된 도면을 참조하여 하기의 예시적인 실시예의 상세한 설명을 통해 명백해진다.

본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명된다.

용어 "소자 기판"은 실리콘 반도체로 이루어지는 기판을 단순히 지시하는 것이 아니라, 장치 및 배선이 형성된 기판을 나타낸다.

용어 "소자 기판 상(on the device substrate)"은 단순히 소자 기판의 표면상을 지시할 뿐만 아니라, 상측 표면에 근접한 기판 내측도 나타낸다. 또한, 용어 "조립"은 별개의 소자를 단순히 기판상에 배치하는 것을 나타낼 뿐만 아니라, 반도체 회로의 제조 공정에 의해 히터 기판상에 장치를 일체로 형성하는 것을 나타낸다.

용어 "기록 소자"는, 잉크젯 기록 시스템에서 잉크 토출 에너지를 발생시키는 토출 에너지 발생 소자, 노즐 및 유로를 포함하는 구성을 나타내고; 승화 시스템과 같은 열 기록 시스템에서 상기 용어는 히터 자체를 나타낸다.

[제1 실시예]

도7은 소자 기판에 마련된 잉크 공급구와, 제1 실시예에 따라 소자 기판에 조립된 회로를 나타내는 회로 블럭 다이어그램과, 전기 신호의 흐름을 개략적으로 도시하는 도면이다.

이러한 도면에는, 어레이 회로에 대한 데이터, 클록 신호 및 래치 신호의 공급 경로가 개략적으로 도시되어 있다.

실제 배치로서, 12개의 어레이 회로(706)가 6쌍을 갖도록 배치되고, 각각은 그들 사이에 1개의 잉크 공급구(107)가 위치한 상태로 서로 대향된다. 어레이 회로(706)는 도1에 도시된 바와 같은 구동 회로(103)(시프트 레지스터 및 디코더 등)와 히터 어레이(102), 및 또한 후술하는 식별 회로를 포함한다.

본 실시예에 따르면, 잉크 공급구의 형상에 따라서 히터 및 구동 회로가 직렬로 배치되는 경우를 예로 들고 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 잉크 공급구의 형상 및 회로 배치를 소자 기판상에 한정하는 구성으로 인해 구동 회로가 복수의 그룹을 하고 있는 한, 직렬 그룹 이외의 배치가 본 발명에 적용가능하다.

패드에 인가되는 신호는 버퍼와 같은 입력 회로와 배선을 경유해 각 어레이에 공급된다. 래치 신호 및 클록 신호에 대해서, 그들 각각의 어레이 회로에 동일한 신호가 인가된다. 즉, 래치 신호선은 복수의 어레이 회로의 래치에 공통적으로 접속되고, 클록 신호선도 복수의 어레이 회로의 시프트 레지스터에 공통적으로 접속된다. 본 실시예에 따르면, 화상 데이터는, 클록 및 래치 신호와 동일한 방식으로, 1개의 패드 및 1개의 입력 회로를 경유해 복수의 어레이 회로의 시프트 레지스터에 공통으로 인가된다.

도8은 본 실시예에 따라 1개의 어레이 회로(706)내의 구동 회로의 구체적인 구성을 도시한다. 도8은 시프트 레지스터(401), 디코더(403) 및 식별 회로(210)를 포함하고, 이들 소자 사이의 전기적인 접속 관계를 나타내는 회로 블럭 다이어그램이다. 도8의 회로로부터 기록 소자를 구성하는 히터까지의 구성은 도3에서 설명한 것과 동일하므로, 설명은 생략한다. 시프트 레지스터 및 시분할 디코더는 도4에서 설명한 것과 같은 기능을 갖는다. 식별 회로(210)는 후술하는 바와 같이 디코더(801)를 갖도록 구성되며, 이 디코더로부터는 1개의 신호(식별 신호)만이 출력된다.

도9는 도8의 회로에서 데이터가 전송될 때 1회의 시분할 시스템을 추출한 타이밍 차트이다.

도8의 회로는 모든 노즐 어레이에 배치된다.

관련 기술 구성에서는, 클록 신호(Clock) 및 래치 신호(Latch)는 모든 12 어레이에 공통적으로 인가되고, 데이터(Data)는 각 어레이에 개별적으로 인가된다(도6). 반면에, 본 실시예(도7 및 도8)에 따르면, 데이터, 클록 신호 및 래치 신호는 모든 12 어레이에 공통적으로 인가된다.

이들 도면에는, 도2의 블럭 단위에서와 마찬가지로, 각각 128개의 히터를 갖는 히터 어레이와, 8개의 히터를 동시에 구동할 수 있는 16 시분할 구동 블럭인 8개의 히터 구동 블럭이 도시되어 있다.

블럭 선택 회로는 외부로부터 히터 구동 블럭을 온/오프하는 8 비트 화상 데이터(블럭의 수)를 수신한다. 화상 데이터는 블럭 선택 회로(204)를 구성하는 8개의 1 비트 S/R 회로(401)와 8개의 1 비트 래치 회로(402)에 의해 수신된다.

1 블럭내의 복수의 히터를 복수의 서로 다른 시점에서 선택해서 구동하는 시분할 선택 회로는 화상 데이터와 직렬로 전송되는 시분할 데이터를 수신하는 4개의 1 비트 S/R 회로(401)와 4개의 1 비트 래치 회로(402)로 구성된다. 이 회로는, 이들 시프트 레지스터가 직렬로 접속되고, 화상이 클록 신호, 데이터 신호, 래치 신호를 인가함으로써 순차적으로 전송되어 직렬 신호를 병렬 방식으로 변환하도록 구성되어 있다. 병렬 방식으로 변환된 화상 데이터는 블럭 선택 회로를 구성하는 8개의 래치 회로(402)로부터 출력되어 8개의 히터 구동 블럭(205)(도2 참조)에 개별적으로 공급된다. 한편, 시분할 선택 회로(205)의 1 비트 래치로부터의 4개의 출력 신호(시분할 신호)는 디코더(403)에 입력된다. 디코더(403)는 4 입력 및 16 출력을 갖고, 입력된 데이터에 따라 16 비트 출력 중 임의의 1 비트 출력을 선택한다. 선택 시분할 신호(303)는 히터 구동 블럭 1 내지 8에 공통적으로 공급된다.

전술한 바와 같이, 화상 데이터와 시분할 데이터에 기초하는 데이터 구성은 도2 내지 도4를 참조하여 설명한 구성과 동일하지만, 본 발명의 특징은 식별 회로(210)를 더 포함하며, 따라서 본 발명에 따른 블럭 선택 신호 및 시분할 선택 신호 이외에, 식별 신호는 식별 데이터에 기초하여 출력된다.

본 실시예에 따르면, 4 비트의 식별 데이터가 시분할 데이터 및 화상 데이터보다 먼저 장치 본체로부터 전송되지만, 식별 데이터는 시분할 데이터 및 화상 데이터 이후에 수신될 수도 있다.

4 비트의 식별 데이터는 장치 본체로부터 수신되는 화상 데이터 및 시분할 데이터가 12 어레이 회로에서 어레이 회로에 대응하는 것을 나타낸다. 4 비트의 식별 데이터는 헤드의 외부로부터 4 비트의 시프트 레지스터에 입력되어 래치 신호와 동시에 래치(402)에 의해 유지된다. 디코더(801)는 래치된 식별 데이터를 수신하여 식별 신호를 출력한다.

식별 데이터를 판독 및 출력하는 본 실시예에 따른 식별 회로(210)는 12 어레이의 어레이 회로 각각에서 상이하므로, 식별 회로는 특정한 식별 데이터가 입력되었을 경우에만 신호를 출력한다. 예를 들어, 식별 회로를 구성하는 디코더(801)는 본래 4 비트 입력에 의해 16 비트 정보를 출력할 수 있지만, 배선은 16 비트 데이터 내에서 1 비트에 대해서만 이루어져 있어, 1 비트 신호만이 외부로 출력될 수 있다.

특정 어레이에 대응한 4 비트의 식별 데이터가 공급되었을 경우, 래치 신호와 동기해서 특정한 식별 회로의 디코더로부터 출력된 값이 참(true)으로 된다.

식별 회로의 디코더의 출력(식별 신호)과 래치 신호와의 논리곱이 식별 회로(210)의 출력 신호로서 블럭 선택 회로 및 시분할 선택 회로의 각 래치 회로에 공급된다.

본 실시예에 따르면, 식별 회로의 출력 신호가 참일 때, 출력 신호는 블럭 선택 회로 및 시분할 선택 회로의 래치 신호로서 각 래치 회로에 공급된다. 식별 회로의 출력 신호가 거짓(false)일 경우, 데이터는 블럭 선택 회로 및 시분할 선택 회로내의 래치에 의해 유지되지 않는다.

여기서 래치 신호는 네가티브 논리(negative logic)인 반면, 디코더의 출력은 포지티브 논리(positive logic)이다.

본 실시예에 따르면, 각각의 어레이 회로에 대응해 공통인 데이터 입력 단자를 갖도록 이러한 동작을 12회 반복함으로써, 데이터는 모든 어레이 회로에 전송될 수 있다.

화상 데이터는 각 어레이에 대해 순차적으로 전송될 필요가 있으므로, 화상 데이터의 전송 속도를 증가시킬 필요가 있을 수 있다. 이러한 경우, 저진폭을 갖는 차동 신호에 의해 데이터를 고속으로 전송하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 식별 데이터에 의해, 공급된 데이터가 각 어레이 회로에 의해 수신되도록 할 것인지를 식별함으로써, 각 어레이는 전기적으로 독립하여 데이터를 수신할 수 있고, 신호수의 삭감을 달성할 수 있다.

또한, 같은 데이터가 다른 실시예에 따른 복수의 어레이에 의해 수신될 수 있는 회로가 구성될 수 있다.

즉, 전술한 식별 회로는 임의의 1 어레이마다 데이터를 수신 가능한 신호를 출력하는 반면, 복수 어레이에 의해 같은 데이터가 수신될 수 있다. 식별 데이터가 공급되었을 경우, 복수의 어레이를 갖는 대응하는 식별 회로로부터 참 신호가 출력되어, 동일한 전송 데이터가 다른 어레이의 래치에 공급된다.

예를 들면, 화상의 고 농도부가 기록될 경우, 같은 화상 데이터를 이용해서 복수의 어레이의 노즐로부터 잉크가 동시에 토출될 수 있다. 이 때, 화상 데이터는 각각의 어레이내로 개별적으로 입력되지 않고, 복수 어레이에 대응한 정보를 식별 회로에 부가함으로써 데이터가 한번에 복수의 어레이에 전송될 수 있다.

복수의 어레이에 대응하는 이러한 식별 정보에 대해서, 인접하는 2 어레이를 선택하는 코드 및 모든 어레이를 선택하는 코드가 이용될 수 있다. 이러한 방법에서, 복수의 어레이에 대응하는 식별 정보에 의해 복수 어레이에 데이터를 동시에 입력하도록 함으로써, 화상 데이터가 효율적으로 전송될 수 있다.

[제2 실시예]

도10은 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 회로 블럭 및 전기 신호의 흐름의 개략도이다.

제1 실시예에서는 12 어레이에 대한 데이터량이 1개의 데이터 단자로부터 입력되었지만, 제2 실시예에 따르면 데이터량은 잉크 공급구를 사이에 끼운 좌측 어레이 데이터(Data 1)와 우측 어레이 데이터(Data 2)로 분할된다. 제1 실시예에 따르면, 12 어레이에 대한 데이터량을 전송하기 위해 도면의 타이밍 차트에 따라 데이터 전송 작동을 12회 반복할 필요가 있었지만; 제2 실시예에 따르면, 2 라인 데이터 단자로 인해 반복 회수는 6회이다. 데이터 신호 라인의 수가 2개로 되지만, 1개의 데이터 신호 라인의 경우와 비교해서 데이터가 저속으로 전송될 수 있다.

[제3 실시예]

도11은 임의의 1 어레이에 대응한 시프트 레지스터와 디코더 사이의 전기적인 접속 관계를 나타내는 회로 블럭 다이어그램이다.

제3 실시예에 따르면, 2개의 사이즈를 갖는 액적을 토출하는 2종류의 기록 소자가 1 노즐 어레이에 혼합된다.

각 회로 다이어그램에서, 첨자 "a"는 큰 액적용 회로를 나타내고, 첨자 "b"는 작은 액적용 회로를 나타낸다.

기록 소자는 큰 액적과 작은 액적을 교대로 토출하도록 배치된다. 큰 액적을 만드는 큰 액적 회로(1101a)와 작은 액적을 만드는 작은 액적 회로(1101b)가 1 기록 소자 어레이에 대응해서 배치된다.

큰 액적 회로(1101a)와 작은 액적 회로(1101b)의 내부 구성은 동일하지만, 대응하는 식별 정보에 있어서 식별 회로(210a)는 식별 회로(210b)와 상이하다.

큰 액적 회로(1101a)와 작은 액적 회로(1101b)에 대해서, 같은 데이터, 클록 및 래치 신호가 각각 인가된다.

2 라인 어레이 회로에 대해서, 각기 상이한 식별 회로(210a, 210b)가 할당되므로, 각각 원하는 식별 데이터를 입력함으로써, 시분할 선택 데이터 및 블럭 선택 데이터가 상이한 크기를 갖는 액적에 대응하는 래치에 전송될 수 있다.

2개의 상이한 크기를 갖는 액적을 토출하는 구성의 이유는 고속화와 화상 품질의 향상을 양립시키기 위해서다. 고속화를 달성하기 위해서는, 화상이 큰 액적으로 및 적은 잉크 토출 횟수로 형성될 필요가 있다. 한편, 계조성 및 정밀도를 향상시키기 위해서는, 보다 작은 잉크 액적으로 화상을 형성할 필요가 있다. 이들 모두를 위해서, 상이한 크고 작은 사이즈를 갖는 액적을 토출시키는 기록 소자가 제공된다.

이러한 구성은 큰 액적 및 작은 액적 각각의 데이터가 1개의 입력 단자로부터 실행되도록 할 수 있다.

일반적인 기록 모드에 있어서, 본 실시예에 따르면 큰 액적 및 작은 액적 각각의 데이터가 전송되어, 잉크가 각각의 노즐로부터 동시에 또는 독립적으로 토출된다.

고속 기록 모드에 있어서, 큰 액적만을 사용하거나 또는 큰 액적을 매우 자주 사용함으로써 단시간에 화상 기록이 실현된다.

고화질 기록 모드에 있어서는, 작은 액적만이 사용되거나 또는 보다 종종 사용되어 계조성 및 정밀도를 향상시킨다.

본 실시예의 특징은 필요한 데이터의 효율적인 전송을 포함한다.

큰 액적만을 이용하는 고속 기록 모드에서는, 큰 액적의 데이터만 전송되어야 한다. 고화질 기록 모드에 있어서는, 큰 액적 및/또는 작은 액적의 데이터가 화상에 대응해 입력된다.

본 실시예의 구성에 의해, 패드수의 증가가 억제되는 반면, 임의의 액적 사이즈에 대응한 데이터는 효율적으로 전송될 수 있다.

[기타 실시예]

본 발명의 실시예에 따른 기록 헤드의 개략적인 구성이 도12를 참조해 하기에 설명된다. 도12는 3개의 컬러 잉크를 토출하는 기록 헤드의 입체적인 구조를 도시하는 사시도이다.

기록 헤드는 청록색(C), 자홍색(M), 노란색(Y)의 잉크를 각각 토출하는 잉크 공급구(2C, 2M, 2Y)를 갖는다.

잉크 유로(301C, 301M, 301Y)가 전기열 변환기(히터)(121)에 대응해 설치되고, C 잉크, M 잉크 및 Y 잉크는 각각 이들 잉크 유로를 거쳐서 소자 기판상에 배치된 전기열 변환기(히터)(121)까지 유도된다. 따라서, 전기열 변환기(히터)(121)가 구동되면, 잉크가 비등하고, 발생된 거품에 의해 노즐(302C, 302M, 302Y)로부터 잉크 액적(900C, 900M, 900Y)이 토출된다.

도12에서, 소자 기판은 그상에 형성된 전기열 변환기, 소자, 전술한 구동 회로 및 패드를 포함한다.

열 잉크젯 헤드에 있어서, 전기열 변환기(히터), 노즐 및 유로는 기로 소자로서 요약된다.

도12는 컬러 타입의 기록 헤드(IJHC)의 입체적인 구조를 도시하고; 검정색 잉크를 토출하는 기록 헤드(IJHK)도 유사한 구조를 갖는다. 그러나, 그의 규모(scale)는 도3에 도시된 것의 1/3이다. 즉, 잉크 공급구가 1개이고 기록 소자의 수가 동일하면, 소자 기판의 규모는 약 1/3 정도로 작아진다.

이후, 이러한 기록 헤드가 탑재된 기록 장치의 개략적인 구성에 대해서 설명한다.

[잉크젯 기록 장치의 설명]

도13은 본 발명의 대표적인 실시예에 따른 잉크젯 기록 장치(IJRA)의 개략적인 도면이다. 캐리지(HC)는 리드 스크류(5004)의 나선형 홈(5005)과 결합하는 핀(도시되지 않음)을 갖고, 가이드 레일(5003)상에 지지된 채로 리드 스크류(5004)의 회전에 의해 화살표 방향 "a" 및 "b"로 왕복운동한다. 캐리지(HC) 그 상에 장착된 잉크 카트리지(IJC)를 구비한다. 잉크 카트리지(IJC)는 잉크젯 기록 헤드(IJH)(이하, 기록 헤드로 간주됨) 및 기록 잉크를 저장하는 잉크 탱크(IT)를 구비한다.

잉크 카트리지(IJC)는 기록 헤드(IJH)와 잉크 탱크(IT)의 일체형 구성을 갖는다.

플래튼(platen)(5000)은 반송 모터(도시되지 않음)에 의해 회전되어 기록지(P)를 반송한다.

도14는 기록 장치의 제어 회로의 블럭 다이어그램이다.

도14에서, 인터페이스(1700)는 기록 신호를 입력하고, ROM(1702)은 MPU(1701)에 의해 실행되는 제어 프로그램을 저장하고, DRAM(1703)은 각종 데이터(기록 헤드에 공급되는 기록 데이터)를 저장한다. 게이트 어레이(GA)(1704)는 기록 헤드(IJH)에 대한 기록 데이터의 공급을 제어하고, 또한 인터페이스(1700), MPU(1701) 및 RAM(1703) 사이의 데이터 전송을 제어한다.

또한, 반송 모터(1709)(도1에는 도시되지 않음)는 기록지(P)를 반송하고, 모터 구동기(1706)는 반송 모터(1709)를 구동하고, 모터 구동기(1707)는 캐리지 모터(1710)를 구동하고, 헤드 구동기(1705)는 기록 헤드(IJH)를 구동한다. 헤드 구동기(1705)는 화상 데이터, 시분할 데이터 및 식별 데이터를 헤드에 출력한다.

제어 구성의 동작을 설명하면, 기록 신호가 인터페이스(1700)에 입력되면, 이 기록 신호는 게이트 어레이(1704)와 MPU(1701) 사이에서 프린트 기록 데이터로 변환되고; 그후, 모터 구동기(1706, 1707)가 구동될 뿐만 아니라 캐리지(HC)에 공급된 기록 데이터에 따라서 기록 헤드(IJH)가 구동되어 기록지(P)상에 화상을 기록한다.

전술한 실시예에 따르면, 기록 소자를 구성하는 토출 에너지 발생 소자로서 전기열 변환기(히터)를 갖는 잉크젯 기록 헤드가 예시되어 있으나, 토출 에너지 발생 소자로서 압전 소자를 갖는 잉크젯 기록 헤드 및 승화 시스템에 이용되는 열 헤드가 본 발명에 적용가능하다.

잉크 공급구를 갖는 잉크젯 기록 헤드에 있어서, 회로 구성이 잉크 공급구에 의해 분할되므로 구동 회로는 어레이 유닛으로 히터 어레이에 대해 제공될 필요가 있기 때문에, 본 발명에 따른 구성의 효과가 향상된다.

전술된 본 발명의 실시예에 따르면, 구동 회로에 데이터를 식별하는 회로를 설치함으로써, 어느 그룹에 대해서 데이터가 전송되었는가가 식별될 수 있다.

따라서, 예를 들어 잉크젯 기록 헤드에서와 같이 회로 배치가 제한되어 회로를 공통으로 사용하기 어려운 경우에도, 회로가 공통으로 사용될 수 있다.

비록 본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 설명된 예시적인 실시예에 한정되지 않음을 알 수 있다. 하기의 특허청구범위는 모든 수정, 동등한 구성 및 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석으로 이루어진다.

본 발명에 따르면, 화상 기록을 고속으로 실현하고, 화상 품질을 향상시킬 수 있으며, 장치 크기의 소형화가 실현되고, 패드수의 증가가 억제되는 반면 임의의 액적 사이즈에 대응한 데이터가 효율적으로 전송될 수 있다.

도1은 소자 기판상의 회로 블럭과 잉크 공급구의 배치를 도시하는 개략도.

도2는 구동 회로(103)의 회로 구성과 신호의 흐름을 도시하는 개략도.

도3은 히터 구동 블럭내의 회로를 도시하는 도면.

도4는 시프트 레지스터(204)와 디코더(205) 사이의 전기적인 접속 관계를 도시하는 회로 블럭 다이어그램.

도5는 1 시분할 화상 데이터가 전송될 경우의 타이밍 차트.

도6은 각 어레이 회로, 입력되는 데이터, 클록 신호, 래치 신호 사이의 관계를 도시하는 개략도.

도7은 회로 블럭 다이어그램과 전기 신호의 흐름을 도시하는 개략도.

도8은 시프트 레지스터와 디코더 사이의 전기적인 접속 관계를 도시하는 회로 블럭 다이어그램.

도9는 도8의 화상 데이터 신호가 전송될 때의 1 시분할 시스템의 타이밍 차트.

도10은 회로 블럭과 전기 신호의 흐름을 도시하는 개략도.

도11은 임의의 1 어레이에 대응하는 시프트 레지스터와 디코더 사이의 전기적인 접속 관계를 도시하는 회로 다이어그램.

도12는 3가지 컬러 잉크를 토출하는 기록 헤드(IJHC)의 입체적인 구조를 도시하는 사시도.

도13은 본 발명을 반영한 기록 장치의 개략도.

도14는 기록 장치의 제어 구성의 블럭 다이어그램.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 반도체 기판

101 : 잉크 공급구

102 : 히터 어레이

103 : 구동 회로

104 : 패드

105 : 회로 블럭

204 : 블럭 선택 회로

205 : 시분할 선택 회로

301 : 히터 전원 배선

302 : 블럭 선택 회로 신호

303 : 시분할 신호선

307 : 앤드 게이트

Claims (14)

1. 기록 헤드이며,

   기록용 히터 그룹과,

   상기 기록용 히터 그룹에 대응하고 히터를 구동하기 위한 화상 데이터를 수신하도록 구성된 시프트 레지스터와 래치의 조합체와,

   화상 데이터를 입력하도록 구성된 입력 단자와,

   입력 단자에 입력된 화상 데이터를 기록용 히터 그룹에 대응한 복수의 시프트 레지스터에 공통으로 공급하도록 구성된 배선과,

   복수의 시프트 레지스터에 각각 대응하도록 배치되고, 공급된 화상 데이터를 시프트 레지스터에 의해 수용할 것인가 아닌가를 식별하도록 구성된 복수의 식별 회로를 포함하는 기록 헤드.
2. 제1항에 있어서, 식별 회로는 디코더를 포함하는 기록 헤드.
3. 기록 헤드이며,

   제1 및 제2 그룹의 기록 소자와 상기 기록 소자를 구동하도록 구성된 구동 회로의 조합체와,

   기록 소자를 구동하기 위한 데이터를 입력하도록 구성된 입력 단자와,

   입력 단자에 입력된 데이터를 제1 및 제2 그룹의 기록 소자에 대응하는 제1 및 제2 구동 회로에 공통으로 공급하도록 구성된 배선과,

   복수의 제1 및 제2 구동 회로 각각에 제공되고, 상기 공급된 데이터를 수용할 것인가 아닌가를 식별하도록 구성된 제1 및 제2 식별 회로를 포함하는 기록 헤드.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 그룹의 기록 소자는,

   잉크를 토출하기 위한 제1 토출 에너지 발생 소자열과 상기 제1 토출 에너지 발생 소자열에 대응하여 형성된 토출구와,

   잉크를 토출하기 위한 제2 토출 에너지 발생 소자열과 상기 제2 토출 에너지 발생 소자열에 대응하여 형성된 토출구로 구성되고,

   상기 제1 및 제2 그룹의 기록 소자와 기록 소자를 구동하도록 구성된 구동 회로의 조합체들 각각이 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급구를 사이에 두고 소자 기판 상에 배치된 기록 헤드.
5. 제3항에 있어서, 구동 회로는 배선을 거쳐서 데이터를 수신하도록 구성된 시프트 레지스터와, 시프트 레지스터에 공급되는 데이터를 수신해서 유지하도록 구성된 래치 회로를 구비하고,

   상기 데이터는 식별 회로의 출력 신호에 따라서 래치 회로에 의해 수신되는 기록 헤드.
6. 제5항에 있어서, 상기 데이터는 식별 회로의 출력 신호와 상기 데이터를 유지하는 타이밍을 결정하는 래치 신호에 따라서 래치 회로에 의해 수신되는 기록 헤드.
7. 제3항에 있어서, 적어도 화상 데이터를 갖는 상기 데이터와, 상기 화상 데이터가 기록 소자의 그룹 중에서 어느 그룹에 대한 것인가를 나타내는 식별 데이터가 입력 단자에 입력되는 기록 헤드.
8. 제4항에 있어서, 상기 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급구가 복수 형성되고,

   각 잉크 공급구를 사이에 두고 양측에 각각 상기 제1 및 제2 그룹의 기록 소자가 구비되는 기록 헤드.
9. 제3항에 있어서, 구동 회로는 화상 데이터, 시분할 데이터 및 식별 데이터를 수신하도록 구성된 시프트 레지스터와 래치를 구비하고,

   식별 회로는 수신된 식별 데이터를 갖는 시프트 레지스터와 래치로부터의 출력에 따라 상기 입력된 화상 데이터와 시분할 데이터가 래치되는가를 결정하는 신호를 출력하는 기록 헤드.
10. 제4항에 있어서, 입력 단자와 배선의 복수의 라인이 모든 구동 회로에 대해 제공되고 상이한 양의 잉크를 토출하도록 구성되는 기록 헤드.
11. 제3항에 있어서, 상기 식별 회로는 기록 소자의 그룹 중에서 다른 그룹내의 식별 회로와는 상이하게 식별을 행하는 기록 헤드.
12. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 식별 회로는 동일한 식별을 행하는 회로인 기록 헤드.
13. 기록 장치이며,

    기록 소자의 그룹과 상기 기록 소자의 그룹을 구동하도록 구성된 구동 회로의 조합체와, 기록 소자를 구동하기 위한 데이터를 입력하도록 구성된 입력 단자와, 입력 단자에 입력된 데이터를 기록 소자의 복수의 그룹에 대응하는 복수의 구동 회로에 공통으로 공급하도록 구성된 배선과, 복수의 구동 회로 각각에 제공되고 상기 공급된 데이터를 수용할 것인가 아닌가를 식별하도록 구성된 복수의 식별 회로를 구비하는 기록 헤드와,

    화상 데이터 및 식별 데이터를 기록 헤드의 입력 단자에 출력하도록 구성된 제어 회로를 포함하는 기록 장치.
14. 소자 기판이며,

    기록 소자의 그룹과 상기 기록 소자의 그룹을 구동하도록 구성된 구동 회로의 조합체와,

    기록 소자를 구동하기 위한 데이터를 입력하도록 구성된 입력 단자와,

    입력 단자에 입력된 데이터를 기록 소자의 복수의 그룹에 대응하는 복수의 구동 회로에 공통으로 공급하도록 구성된 배선과,

    복수의 구동 회로 각각에 제공되고 상기 공급된 데이터를 수용할 것인가 아닌가를 식별하도록 구성된 복수의 식별 회로를 포함하는 소자 기판.