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JP4974664B2 - RECORDING HEAD SUBSTRATE, RECORDING HEAD OR HEAD CARTRIDGE USING THE SUBSTRATE, AND RECORDING DEVICE USING THE RECORDING HEAD - Google Patents

RECORDING HEAD SUBSTRATE, RECORDING HEAD OR HEAD CARTRIDGE USING THE SUBSTRATE, AND RECORDING DEVICE USING THE RECORDING HEAD Download PDF

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JP4974664B2 JP2006340578A JP2006340578A JP4974664B2 JP 4974664 B2 JP4974664 B2 JP 4974664B2 JP 2006340578 A JP2006340578 A JP 2006340578A JP 2006340578 A JP2006340578 A JP 2006340578A JP 4974664 B2 JP4974664 B2 JP 4974664B2
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

本発明は記録ヘッド用基板、その基板を用いた記録ヘッド又はヘッドカートリッジ、及びその記録ヘッドを用いた記録装置に関する。本発明は、特に、例えば、インクジェット方式に用いられる記録ヘッド用基板、その基板を用いた記録ヘッド又はヘッドカートリッジ、及びその記録ヘッドを用いた記録装置に関する。   The present invention relates to a recording head substrate, a recording head or head cartridge using the substrate, and a recording apparatus using the recording head. In particular, the present invention relates to a recording head substrate used in, for example, an ink jet system, a recording head or a head cartridge using the substrate, and a recording apparatus using the recording head.

インクジェット記録方法の中でも、例えば、特許文献1、2に記載されている記録方法のように、熱エネルギーを液体に作用させて発生した気泡によって記録ヘッド部の先端のオリフィスからインクを吐出する構成が知られている。特に、特許文献2に開示の記録方法は、所謂ドロップ・オン・デマンド記録に極めて有効に適用されるばかりではなく、高解像度、高品質の画像を高速記録するための高密度に多数のオリフィスを備えたフルラインタイプ記録ヘッドを容易に実現できる。   Among inkjet recording methods, for example, as in the recording methods described in Patent Documents 1 and 2, there is a configuration in which ink is ejected from the orifice at the tip of the recording head by bubbles generated by applying thermal energy to the liquid. Are known. In particular, the recording method disclosed in Patent Document 2 is not only very effectively applied to so-called drop-on-demand recording, but also has a large number of orifices at high density for high-speed recording of high-resolution, high-quality images. The full line type recording head provided can be easily realized.

このような記録ヘッドは、インク等の液体を吐出するためオリフィスと、該オリフィスに連通するとともに、が液体に熱を与える熱作用部を構成の一部とする液流路とを有する液吐出部とを備えている。さらに、そのインクジェット記録ヘッド(以下、記録ヘッド)は熱エネルギーを発生する電気熱変換体(ヒータ)を備える記録ヘッド基板を備えている。   Such a recording head has a liquid discharge section having an orifice for discharging a liquid such as ink, and a liquid flow path that is in communication with the orifice and that includes a heat flow section that heats the liquid. And. Furthermore, the ink jet recording head (hereinafter referred to as recording head) includes a recording head substrate including an electrothermal transducer (heater) that generates thermal energy.

近年、このような記録ヘッド基板では、複数のヒータと、各ヒータの駆動用ドライバと、画像データを各ドライバに並列に送るためのシフトレジスタと、データを一時記憶するラッチ回路とを同一基板内に構成している。   In recent years, in such a recording head substrate, a plurality of heaters, a driver for driving each heater, a shift register for sending image data to each driver in parallel, and a latch circuit for temporarily storing data are provided on the same substrate. It is configured.

図14は従来の記録ヘッド用基板の回路構成例を示すブロック図である。   FIG. 14 is a block diagram showing a circuit configuration example of a conventional recording head substrate.

図14において、900は記録ヘッド用基板(以下、基板)、901はヒータ、902はヒータ901への通電を制御するパワートランジスタ、903はラッチクロック(L)に同期して記録データをラッチするラッチ回路である。904はシリアルクロック(CK)に同期してシリアルデータ(DATA)を入力するシフトレジスタ、914は基板900のヒータ901の抵抗値をモニタするセンサであるヒータ抵抗値モニタ素子である。   In FIG. 14, 900 is a print head substrate (hereinafter referred to as a substrate), 901 is a heater, 902 is a power transistor that controls energization to the heater 901, and 903 is a latch that latches print data in synchronization with a latch clock (L). Circuit. Reference numeral 904 denotes a shift register that inputs serial data (DATA) in synchronization with the serial clock (CK), and reference numeral 914 denotes a heater resistance value monitor element that is a sensor that monitors the resistance value of the heater 901 of the substrate 900.

905〜913は入出力端子である。特に、908はパワートランジスタ902のオン時間、即ち、ヒータ901に電流を供給して駆動する時間を記録ヘッドの外部から制御するためのヒートパルス信号(駆動パルス信号)を入力する端子である。また、909はロジック回路の駆動電源端子、910はグランド(GND)端子、911はヒータ902の駆動電源の入力端子である。   Reference numerals 905 to 913 denote input / output terminals. In particular, reference numeral 908 denotes a terminal for inputting a heat pulse signal (driving pulse signal) for controlling the ON time of the power transistor 902, that is, the driving time by supplying current to the heater 901 from the outside of the recording head. Reference numeral 909 denotes a driving power supply terminal of the logic circuit, 910 denotes a ground (GND) terminal, and 911 denotes an input terminal of the driving power supply for the heater 902.

以上の構成において、シリアル入力された記録データは、シフトレジスタ904に記憶され、ラッチ信号によりラッチ回路903にラッチされる。この状態で端子908よりヒートパルスが入力されることにより、記録データに応じてパワートランジスタ902がオンされる。これにより対応するヒータ901に電流が流れて、その液流路のインクが発熱されてノズル先端より液滴として吐出される。   In the above configuration, serially input recording data is stored in the shift register 904 and latched in the latch circuit 903 by a latch signal. In this state, when a heat pulse is input from the terminal 908, the power transistor 902 is turned on according to the recording data. As a result, a current flows through the corresponding heater 901, and the ink in the liquid flow path is heated and discharged as droplets from the nozzle tip.

ここで、ヒータ901における液体を発泡させるのに必要なエネルギーを考えた場合、放熱条件が一定であれば、そのエネルギーはヒータの必要な単位面積あたりの投入エネルギーとヒータの面積の積で表される。これにより、ヒータ901の両端にかかる電圧、ヒータ901を流れる電流及び時間(パルス幅)を、その必要なエネルギーが得られる値に設定すれば良い。ここで、ヒータ印加電圧については、記録装置本体の電源より電圧を供給することにより、ほぼ一定に保持することができる。   Here, when the energy required for foaming the liquid in the heater 901 is considered, if the heat dissipation condition is constant, the energy is represented by the product of the input energy per unit area required for the heater and the area of the heater. The Thereby, the voltage applied to both ends of the heater 901, the current flowing through the heater 901, and the time (pulse width) may be set to values at which the necessary energy can be obtained. Here, the heater applied voltage can be kept substantially constant by supplying a voltage from the power supply of the printing apparatus main body.

一方、ヒータ901を流れる電流については、基板の製造過程における発熱体の膜厚のばらつき等がロット或いは基板によって異なることでヒータ抵抗値が異なるため、ばらつきを生じる。従って、印加されるヒートパルス幅が一定でもヒータの抵抗値が設定よりも大きい場合はその流れる電流値が小さくなる。この場合、そのヒータに投入されるエネルギー量が不足してしまい、インクを適正に発泡させることができなくなる。逆に、ヒータの抵抗値が小さくなると同じ電圧、同じ幅のヒートパルスを印加しても電流値が設定よりも大きくなる。この場合には、ヒータにより過剰なエネルギーが発生し、ヒータの短寿命につながる可能性がある。   On the other hand, the current flowing through the heater 901 varies because the heater resistance value varies depending on the lot or the substrate due to variations in the film thickness of the heating element in the substrate manufacturing process. Therefore, even if the applied heat pulse width is constant, if the resistance value of the heater is larger than the set value, the flowing current value becomes small. In this case, the amount of energy input to the heater is insufficient, and the ink cannot be properly foamed. On the contrary, when the resistance value of the heater becomes small, the current value becomes larger than the set value even when the same voltage and the same width heat pulse are applied. In this case, excessive energy is generated by the heater, which may lead to a short life of the heater.

これに対処するため、従来より、ヒータのランク決定用のヒータであるランクヒータ914によってヒータ901の抵抗値を常にモニタし、その結果を記録装置本体にフィードバックして記録制御を行っている。
また、温度センサによって基板900の温度をモニタし、その値により電源電圧やヒートパルス幅を変化させ、ヒータ901にほぼ一定のエネルギーが印加されるように制御する方法も提案されている。
特開昭54−51837号公報 独国特許出願公開第2843064号
In order to cope with this, conventionally, the resistance value of the heater 901 is always monitored by a rank heater 914 which is a heater for determining the rank of the heater, and the result is fed back to the recording apparatus main body to perform recording control.
In addition, a method has been proposed in which the temperature of the substrate 900 is monitored by a temperature sensor, the power supply voltage and the heat pulse width are changed according to the values, and control is performed so that substantially constant energy is applied to the heater 901.
JP 54-51837 A German Patent Application Publication No. 2843064

近年のインクジェット記録装置(以下、記録装置)では、高解像度、高画質の画像を得るために、インクの液滴のサイズが急速に小さくなっている。一方、記録速度の高速化も進んでいるので、インク液滴の小型化と記録の高速化を同時に達成するために、小液滴化に対応した小さいヒータを記録ヘッド基板に高密度に多数配列するようになっている。例えば、インク液滴の大きさが半分になったとすると、単純に同じ画像を得るためには記録速度が半分になってしまう。その場合、同じ記録速度を維持するためにはヒータ数を倍にする必要がある。更には、インク液滴の大きさを半分にしつつ記録速度を2倍するためには、同じように考えれば、ヒータ数を4倍にしなければならない。   In recent inkjet recording apparatuses (hereinafter referred to as recording apparatuses), the size of ink droplets is rapidly decreasing in order to obtain high-resolution and high-quality images. On the other hand, since the recording speed is also increasing, a large number of small heaters corresponding to the small droplets are arranged in high density on the recording head substrate in order to simultaneously reduce the size of the ink droplets and increase the recording speed. It is supposed to be. For example, if the ink droplet size is halved, the recording speed is halved to obtain the same image. In that case, it is necessary to double the number of heaters in order to maintain the same recording speed. Furthermore, in order to double the recording speed while halving the size of the ink droplet, the number of heaters must be quadrupled in the same way.

このように、高画質化を達成しつつ記録速度の維持、更には記録の高速化を図るためにはヒータ数を多くすることが必要不可欠である。   As described above, it is indispensable to increase the number of heaters in order to maintain the recording speed and achieve higher recording speed while achieving high image quality.

しかしながら、基板上でヒータピッチが同じとすると、ヒータ数を多くするには基板のサイズも大きくなってしまう事は避けられない。そして、基板サイズが大きくなると、基板製造過程におけるヒータの膜厚バラツキなどのプロセスバラツキ、Si基板内の面内バラツキが生じる。これにより発生しうる同一基板内ヒータ抵抗値バラツキが大きくなってしまう。このため、同じパルス幅でインクを吐出するとあるヒータではエネルギー不足で発泡インク液滴の大きさが小さくなり、別のヒータでは逆に発泡インク液滴の大きさが大きくなってしまうことがある。従って、ヒータ列の端部等で画像上濃度ムラが発生することが懸念される。   However, if the heater pitch is the same on the substrate, it is inevitable that the size of the substrate will be increased in order to increase the number of heaters. When the substrate size increases, process variations such as heater film thickness variations in the substrate manufacturing process and in-plane variations in the Si substrate occur. As a result, a variation in the heater resistance value within the same substrate that may occur is increased. For this reason, when ink is ejected with the same pulse width, the size of the foamed ink droplet may be reduced due to insufficient energy in one heater, and the size of the foamed ink droplet may be increased in another heater. Therefore, there is a concern that density unevenness on the image may occur at the end of the heater array.

そこで、ヒートパルス信号入力端子を複数備え、例えば基板の長手方向(ヒータの配列方向)などの所定領域毎に、より適したヒートパルス幅で駆動することで濃度ムラを抑えることを本発明者らで検討した。これらの非公知の背景技術について以下に説明する。   Therefore, the present inventors have provided a plurality of heat pulse signal input terminals and suppressed density unevenness by driving with a more suitable heat pulse width for each predetermined region such as the longitudinal direction of the substrate (the heater arrangement direction). I examined it. These non-known background techniques will be described below.

図15は2個のヒートパルス信号入力端子を備えた記録ヘッド基板900のレイアウト構成を示す図である。   FIG. 15 is a diagram showing a layout configuration of a recording head substrate 900 having two heat pulse signal input terminals.

図15において、101、102はパルス信号入力端子である。また、103、104は夫々、パルス信号入力端子101、102から入力されたヒートパルス信号が用いられるヒータセグメント領域に対してヒータを駆動するためのヒートパルス信号(HE1、HE2)を供給する信号線である。さらに、105はヒータ列(ヒータアレイ)、106はインク供給口である。   In FIG. 15, 101 and 102 are pulse signal input terminals. Reference numerals 103 and 104 denote signal lines for supplying heat pulse signals (HE1 and HE2) for driving the heaters to the heater segment regions in which the heat pulse signals input from the pulse signal input terminals 101 and 102 are used. It is. Further, 105 is a heater array (heater array), and 106 is an ink supply port.

図16は図15に対応したヒータセグメント領域の一例を示す図である。   FIG. 16 is a diagram showing an example of the heater segment region corresponding to FIG.

図16に示す例は、ヒータ数が40のヒータセグメントを表しているがヒータ数がこれ以上の場合でも良いことは言うまでもない。ヒータセグメント(記録素子)
とは、ヒータ(抵抗)とこれを駆動するドライバやドライバをスイッチングする直前の論理回路など、ヒータを駆動するためのヒータ数に対応した回路単位である。また、図15に示したパルス信号入力端子101、102からは夫々、図16に示すHE1、HE2信号が入力される。
The example shown in FIG. 16 represents a heater segment with 40 heaters, but it goes without saying that the number of heaters may be larger. Heater segment (recording element)
Is a circuit unit corresponding to the number of heaters for driving the heater, such as a heater (resistance), a driver for driving the heater, and a logic circuit immediately before switching the driver. Further, the HE1 and HE2 signals shown in FIG. 16 are input from the pulse signal input terminals 101 and 102 shown in FIG.

図17は、図16に示したセグメント番号(SegNO)18〜21のエリアのヒータからインクが記録媒体に吐出された様子を示す図である。   FIG. 17 is a diagram illustrating a state in which ink is ejected from the heater in the area of segment numbers (SegNO) 18 to 21 illustrated in FIG. 16 to the recording medium.

このようなヒータ駆動制御では、1つのヒートパルス信号(1種類のパルス幅)で制御していたものが2つのヒートパルス信号(2種類のパルス幅)で制御することになる。従って、個別のヒータセグメントの群毎に適したヒートパルス幅の信号をパルス信号入力端子101、102から夫々入力することが可能になり、個々のヒータセグメント領域では個別的に夫々濃度ムラが低減できる。   In such heater drive control, what is controlled by one heat pulse signal (one kind of pulse width) is controlled by two heat pulse signals (two kinds of pulse width). Therefore, it becomes possible to input a heat pulse width signal suitable for each group of individual heater segments from the pulse signal input terminals 101 and 102, and density unevenness can be individually reduced in each heater segment region. .

さて、ヒートパルスの幅が変わる領域(図16におけるSegNO18〜21近辺)のヒータ(例えば、seg18とseg20のヒータ)は互いにヒータセグメント群(記録素子群)が隣接するため実際のヒータ抵抗値の差は殆ど無い。しかしながら、基板の所定領域毎に適合された幅のヒートパルス信号でヒータを駆動すると、一方のヒータには所望の幅よりも短いパルスが投入され、他方のヒータには所望の幅よりも長いパルスが投入されることがあり得る。その結果、パルス信号の切替わり領域において濃度ムラが発生してしまうことがあり得る。   Now, since the heaters (for example, heaters of seg18 and seg20) in the region where the width of the heat pulse changes (in the vicinity of SegNO18 to 21 in FIG. 16) are adjacent to each other, the difference in the actual heater resistance value. There is almost no. However, when the heater is driven with a heat pulse signal having a width adapted to each predetermined area of the substrate, a pulse shorter than the desired width is applied to one heater and a pulse longer than the desired width is applied to the other heater. May be injected. As a result, density unevenness may occur in the pulse signal switching region.

例えば、図17に示した記録ドットの上半分はHE1信号によって記録され、下半分はHE2信号によって記録されることになる。従って、この図の記録ドットは異なるヒートパルス信号が与えられる境界部に相当する。図17では下半分はHE2信号によりインク吐出量が多くなり、上半分はHE1信号によりインク吐出量が少なくなる。このため、濃度のムラが他の部分に比べて目立ってしまう。これは、特に基板長が長くなった時(ヒータ列が長くなった時)に顕著に現れる現象である。   For example, the upper half of the recording dots shown in FIG. 17 is recorded by the HE1 signal, and the lower half is recorded by the HE2 signal. Accordingly, the recording dots in this figure correspond to the boundary portions to which different heat pulse signals are given. In FIG. 17, in the lower half, the ink ejection amount is increased by the HE2 signal, and in the upper half, the ink ejection amount is decreased by the HE1 signal. For this reason, density unevenness becomes conspicuous as compared with other portions. This is a phenomenon that appears prominently when the substrate length becomes long (when the heater array becomes long).

本発明は上記非公知の背景技術に鑑みてなされたもので、適切なヒートパルス信号でヒータを駆動し良好な記録を行うことが可能な記録ヘッド用基板、記録ヘッド及び記録装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-mentioned non-known background art, and provides a recording head substrate, a recording head, and a recording apparatus that can perform good recording by driving a heater with an appropriate heat pulse signal. It is an object.

上記目的を達成するため本発明の記録ヘッド用基板は以下の特徴を持つ。   In order to achieve the above object, the recording head substrate of the present invention has the following characteristics.

即ち、複数の記録素子を列状に配置して形成され、前記複数の記録素子は、近接する複数の記録素子からなる第1の記録素子群と、前記第1の記録素子群に属する複数の記録素子とは異なる、近接する複数の記録素子からなる第2の記録素子群とに分割され、前記第1の記録素子群の端部の少なくとも1つの記録素子と、前記第1の記録素子群の端部に近接した前記第2の記録素子群の端部の少なくとも1つの記録素子とが前記列状に配置された配列方向に関して交互に配置された記録ヘッド用基板であって、前記第1の記録素子群に属する複数の記録素子それぞれには第1の駆動パルス信号が供給され、前記第2の記録素子群に属する複数の記録素子それぞれには前記第1の駆動パルス信号とはパルス幅の異なる第2の駆動パルス信号供給されることを特徴とする。 That is, a plurality of recording elements are arranged in a row , and the plurality of recording elements includes a first recording element group including a plurality of adjacent recording elements and a plurality of recording elements belonging to the first recording element group. The first recording element group is divided into a second recording element group composed of a plurality of adjacent recording elements different from the recording element, and at least one recording element at an end of the first recording element group, and the first recording element group A recording head substrate in which at least one recording element at the end of the second recording element group adjacent to the end of the second recording element group is alternately arranged in the arrangement direction arranged in the row . A first driving pulse signal is supplied to each of the plurality of recording elements belonging to the recording element group, and the first driving pulse signal has a pulse width different from each of the plurality of recording elements belonging to the second recording element group. test is different second drive pulse signal Is the fact characterized.

また、上記目的を達成するための記録ヘッドや記録装置は上記記録ヘッド基板の構成を有する。   Further, a recording head and a recording apparatus for achieving the above object have the configuration of the recording head substrate.

従って、本発明によれば記録素子群の内のいずれか2つが隣接する領域では、前記記録素子群が配置されるそれぞれの領域の一部が互いに重なった駆動パルス信号変更領域を持つので、隣接する領域での記録濃度のムラを低減することができるという効果がある。そして、これにより、高品位な記録が達成できる。   Therefore, according to the present invention, in an area where any two of the recording element groups are adjacent, a part of each area where the recording element group is arranged has a drive pulse signal changing area which overlaps with each other. There is an effect that unevenness of recording density in the area to be reduced can be reduced. As a result, high-quality recording can be achieved.

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described more specifically and in detail with reference to the accompanying drawings.

なお、この明細書において、「記録」(「プリント」という場合もある)とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみを表すものではない。これに加えて、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。   In this specification, “recording” (sometimes referred to as “printing”) does not represent only the case of forming significant information such as characters and graphics. In addition to this, an image, a pattern, a pattern, or the like is widely formed on a recording medium regardless of whether it is significant involuntary, or whether it is manifested so that a human can perceive it visually, or It also represents the case where the medium is processed.

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。   “Recording medium” refers not only to paper used in general recording apparatuses but also widely to cloth, plastic film, metal plate, glass, ceramics, wood, leather, and the like that can accept ink. Shall.

さらに、「インク」(「液体」と言う場合もある)とは、上記「記録(プリント)」の定義と同様広く解釈されるべきものである。即ち、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理(例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化)に供され得る液体を表すものとする。   Further, “ink” (sometimes referred to as “liquid”) should be interpreted widely as in the definition of “recording (printing)”. That is, by being applied on the recording medium, it is used for forming an image, pattern, pattern, etc., processing the recording medium, or processing the ink (for example, solidification or insolubilization of the colorant in the ink applied to the recording medium). It shall represent a liquid that can be made.

さらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。   Further, the “nozzle” collectively refers to an ejection port or a liquid path communicating with the ejection port and an element that generates energy used for ink ejection unless otherwise specified.

<装置本体の概略説明>
図1は、本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置(以下、記録装置)IJRAの構成の概要を示す外観斜視図である。
<Outline of the main unit>
FIG. 1 is an external perspective view showing an outline of the configuration of an ink jet recording apparatus (hereinafter referred to as a recording apparatus) IJRA which is a representative embodiment of the present invention.

図1において、駆動モータ5013の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア5009〜5011を介して回転するリードスクリュー5005の螺旋溝5004に対して係合するキャリッジHCはピン(不図示)を有している。そして、キャリッジHCはガイドレール5003に支持されて矢印a,b方向を往復移動する。キャリッジHCには、記録ヘッドIJHとインクタンクITとを内蔵した一体型インクジェットカートリッジIJCが搭載されている。5002は紙押え板であり、キャリッジHCの移動方向に亙って記録用紙Pをプラテン5000に対して押圧する。5016は記録ヘッドIJHの前面をキャップするキャップ部材5022を支持する部材で、5015はこのキャップ内を吸引する吸引器で、キャップ内開口5023を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。   In FIG. 1, the carriage HC that engages with the spiral groove 5004 of the lead screw 5005 that rotates via the driving force transmission gears 5009 to 5011 in conjunction with the forward / reverse rotation of the drive motor 5013 has a pin (not shown). is doing. The carriage HC is supported by the guide rail 5003 and reciprocates in the directions of arrows a and b. On the carriage HC, an integrated ink jet cartridge IJC incorporating a recording head IJH and an ink tank IT is mounted. A paper pressing plate 5002 presses the recording paper P against the platen 5000 in the moving direction of the carriage HC. Reference numeral 5016 denotes a member that supports a cap member 5022 that caps the front surface of the recording head IJH. Reference numeral 5015 denotes a suction unit that sucks the inside of the cap, and performs suction recovery of the recording head through the cap opening 5023.

<制御構成の説明>
次に、上述した装置の記録制御を実行するための制御構成について説明する。
<Description of control configuration>
Next, a control configuration for executing the recording control of the above-described apparatus will be described.

図2は記録装置IJRAの制御回路の構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control circuit of the recording apparatus IJRA.

図2において、1700は記録信号を入力するインタフェース、1701はMPU、1702はMPU1701が実行する制御プログラムを格納するROM、1703は各種データ(記録信号や記録ヘッドに供給される記録データ等)を保存するDRAMである。1704は記録ヘッドIJHに対する記録データの供給制御を行うゲートアレイ(G.A.)であり、インタフェース1700、MPU1701、RAM1703間のデータ転送制御も行う。1710は記録ヘッドIJHを搬送するためのキャリッジモータ、1709は記録紙搬送のための搬送モータである。1705は記録ヘッドIJHを駆動するヘッドドライバ、1706、1707はそれぞれ搬送モータ1709、キャリアモータ1710を駆動するためのモータドライバである。また、ヘッドドライバ1705を介して後述するヒートパルス信号が装置本体からヘッドに供給される。   In FIG. 2, 1700 is an interface for inputting a recording signal, 1701 is an MPU, 1702 is a ROM for storing a control program executed by the MPU 1701, and 1703 is for storing various data (such as recording signals and recording data supplied to the recording head). DRAM. Reference numeral 1704 denotes a gate array (GA) that controls supply of print data to the print head IJH, and also controls data transfer among the interface 1700, MPU 1701, and RAM 1703. Reference numeral 1710 denotes a carriage motor for conveying the recording head IJH, and 1709 denotes a conveyance motor for conveying the recording paper. Reference numeral 1705 denotes a head driver for driving the recording head IJH, and reference numerals 1706 and 1707 denote motor drivers for driving the transport motor 1709 and the carrier motor 1710, respectively. Further, a heat pulse signal described later is supplied from the apparatus main body to the head via the head driver 1705.

上記制御構成の動作を説明すると、インタフェース1700に記録信号が入るとゲートアレイ1704とMPU1701との間で記録信号が記録データに変換される。そして、モータドライバ1706、1707が駆動されると共に、ヘッドドライバ1705に送られた記録データに従って記録ヘッドIJHが駆動され、記録が行われる。   The operation of the above control configuration will be described. When a recording signal enters the interface 1700, the recording signal is converted into recording data between the gate array 1704 and the MPU 1701. The motor drivers 1706 and 1707 are driven, and the recording head IJH is driven according to the recording data sent to the head driver 1705 to perform recording.

図3は記録ヘッドの概略構成を示す部分破断斜視図である。   FIG. 3 is a partially broken perspective view showing a schematic configuration of the recording head.

図3では、インク供給口106の片側のヒータ(ヒータ抵抗)901及びそれに対応する吐出口40のみが示されている。   In FIG. 3, only the heater (heater resistance) 901 on one side of the ink supply port 106 and the discharge port 40 corresponding thereto are shown.

記録ヘッド基板900には、上述したように、電気信号を受けることで熱を発生し、その熱によって発生する気泡によって吐出口40からインクを吐出するためのヒータ901が複数個、列状に配されている。ヒータ901に対向する位置に設けられた吐出口40へインクを供給するための流路41がそれぞれの吐出口40に対応して設けられている。これらの吐出口40はオリフィスプレート20に形成されている。オリフィスプレート20を記録ヘッド基板900に接続することで、インク供給口106に連通し各流路41にインクを供給する共通液室が設けられる。   As described above, the recording head substrate 900 generates heat by receiving an electrical signal, and a plurality of heaters 901 for discharging ink from the discharge ports 40 by bubbles generated by the heat are arranged in a row. Has been. A flow path 41 for supplying ink to the ejection port 40 provided at a position facing the heater 901 is provided corresponding to each ejection port 40. These discharge ports 40 are formed in the orifice plate 20. By connecting the orifice plate 20 to the recording head substrate 900, a common liquid chamber that communicates with the ink supply port 106 and supplies ink to each flow path 41 is provided.

図4はインクジェットカートリッジIJCの外観を示す図である。   FIG. 4 is a view showing the appearance of the ink jet cartridge IJC.

図4に示すように、TABテープ1200上に、記録ヘッド基板900との電気接続部1201が設けられ、TABテープ1200の一端側に記録装置との接続に用いられるコンタクトパッド部1204が形成されている。この実施例の記録ヘッド基板900は、オリフィスプレート20の下側にある。記録ヘッド基板900にドライフィルムなどで流路41を形成した後、オリフィスプレート20を張り付け、それをTABテープ1200が貼り付けてあるインクタンクITに貼り付ける。その後、ボンディングを行い、TABテープ1200の電気接続部1201を封止材によって封止してインクジェットカートリッジIJCが完成する。なお、インクジェットカートリッジIJCは記録ヘッドIJHとインクタンクITとが分離する分離型でも良い。   As shown in FIG. 4, an electrical connection 1201 with the recording head substrate 900 is provided on the TAB tape 1200, and a contact pad 1204 used for connection with a recording device is formed on one end of the TAB tape 1200. Yes. The recording head substrate 900 of this embodiment is on the lower side of the orifice plate 20. After the flow path 41 is formed on the recording head substrate 900 with a dry film or the like, the orifice plate 20 is attached, and this is attached to the ink tank IT on which the TAB tape 1200 is attached. Thereafter, bonding is performed, and the electrical connection portion 1201 of the TAB tape 1200 is sealed with a sealing material, thereby completing the ink jet cartridge IJC. The ink jet cartridge IJC may be a separation type in which the recording head IJH and the ink tank IT are separated.

図5は記録ヘッド基板900の各素子のレイアウト構成例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing a layout configuration example of each element of the recording head substrate 900.

図5において、ヒータアレイ201は、インクを吐出させるための熱エネルギーを供給する発熱抵抗素子である複数のヒータ(不図示)が配列されている領域である。パワーMOSアレイ202は、ヒータに電流を選択的に供給するためのトランジスタ(不図示)が配列されているドライバ領域である。これらの記録素子であるヒータやドライバトランジスタはそれぞれ記録要素を構成する1要素である。   In FIG. 5, the heater array 201 is an area where a plurality of heaters (not shown), which are heating resistance elements that supply thermal energy for ejecting ink, are arranged. The power MOS array 202 is a driver region in which transistors (not shown) for selectively supplying current to the heater are arranged. Each of these recording elements, such as a heater and a driver transistor, is one element constituting a recording element.

論理回路203は、ドライバのトランジスタのスイッチング動作を制御するためのロジック回路(不図示)が配置されている領域である。また、パッド部204は、記録装置本体側との電気的接続を行うためのパッドが配置されている領域である。また、インク供給口106は、記録ヘッド基板900の裏面側に設けられたインクタンク(不図示)から基板表面の各ヒータの位置へインクを供給するために設けられている。   The logic circuit 203 is an area where a logic circuit (not shown) for controlling the switching operation of the driver transistor is arranged. The pad unit 204 is an area where pads for electrical connection with the recording apparatus main body are arranged. The ink supply port 106 is provided to supply ink from an ink tank (not shown) provided on the back side of the recording head substrate 900 to the position of each heater on the substrate surface.

なお、図5に示した構成要素夫々の詳細な構成は、従来例において図14を参照して説明したのと同様の構成なので、その詳細な説明は省略し、必要であれば図14に記した参照番号でそれらの構成要素に言及する。なお、図14に示した構成(符号901〜912)の夫々は、図5におけるヒータアレイ201、パワーMOSアレイ202の上側(或は下側)半分と、論理回路203、パッド204の右側(或は左側)半分を詳細に示した図である。   The detailed configuration of each of the components shown in FIG. 5 is the same as that described with reference to FIG. 14 in the conventional example, so the detailed description thereof will be omitted and, if necessary, will be described in FIG. References are made to those components with reference numbers. Each of the configurations (reference numerals 901 to 912) shown in FIG. 14 includes the heater array 201 and the upper half (or lower side) of the power MOS array 202 in FIG. 5, the right side of the logic circuit 203 and the pad 204 (or It is the figure which showed the left side half in detail.

また、記録ヘッド基板には前述したランクヒータ(不図示)などのセンサ類などが形成される。ランクヒータは、記録ヘッド基板の膜付けやエッチングなどの変動要素をヒータ901と同一工程により形成されており、抵抗値(ランク抵抗)が測定される。測定されたランク抵抗は、記録ヘッド基板の製造工程で生じるヒータの抵抗値の基板毎のバラツキ、Si基板の面内バラツキに対して駆動電圧や駆動パルス幅を調整制御するのに用いられる。なお、この実施例では記録装置本体から駆動電圧を供給するため駆動電圧は定電圧とし、そのヒートパルス信号(駆動パルス信号)のパルス幅の制御を行う。   Further, sensors such as the rank heater (not shown) described above are formed on the printhead substrate. In the rank heater, the variable elements such as film formation and etching of the recording head substrate are formed in the same process as the heater 901, and the resistance value (rank resistance) is measured. The measured rank resistance is used to adjust and control the driving voltage and the driving pulse width with respect to the variation of the resistance value of the heater generated in the manufacturing process of the recording head substrate for each substrate and the in-plane variation of the Si substrate. In this embodiment, since the drive voltage is supplied from the recording apparatus main body, the drive voltage is a constant voltage, and the pulse width of the heat pulse signal (drive pulse signal) is controlled.

また、ランクヒータはヒータサイズ等のパターンバラツキ、プロセスバラツキの影響をできるだけ小さくするために、同じ構成、サイズのものを複数個並べて、例えば、平均をとることが望ましい。さらには、パルス幅を決定するヒートパルス信号の数とヒータセグメント領域に対応して基板内に、ランクヒータを複数箇所に設けることにより、基板内バラツキ、Si基板面内バラツキ等のモニタが可能になる。これにより、特に基板サイズが大きい場合により精度の高い測定値のモニタが可能になる。   Moreover, in order to minimize the influence of pattern variations such as heater size and process variations as much as possible, rank heaters are preferably arranged by arranging a plurality of the same configurations and sizes, for example, averaging. Furthermore, by providing multiple rank heaters in the substrate corresponding to the number of heat pulse signals that determine the pulse width and the heater segment area, it is possible to monitor variations in the substrate, variations in the Si substrate surface, etc. Become. This makes it possible to monitor the measured value with higher accuracy, particularly when the substrate size is large.

次にこの実施例に従う記録ヘッド基板の要部の配線構成について説明する。   Next, the wiring configuration of the main part of the recording head substrate according to this embodiment will be described.

図6は記録ヘッド基板配線構成例の概略を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing an outline of a printhead substrate wiring configuration example.

なお、図6において、既に図15を参照して説明したのと同じ構成要素には同じ参照番号を付し、その説明は省略する。   In FIG. 6, the same components as those already described with reference to FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図6と図15とを比較すると分かるように、図15の例では、パルス信号入力端子101、102から夫々入力されたヒートパルス信号(HE1、HE2)は基板900の上半分、下半分のヒータ群(記録素子群)に対して供給されていた。つまりセグメント18と19までが図上での上半分の群で、セグメント20と21以降が図面上での下半分の群になっており両者間で境界を形成していた。これに対して、この実施例では、2つのヒートパルス信号が供給されるヒータが隣接する領域107において、夫々のヒートパルス信号に対応するセグメントの配置領域を重ねる。そして、1セグメントごとに交互に別のヒートパルス信号が供給されるよう信号線103、104を接続している。   As can be seen by comparing FIG. 6 and FIG. 15, in the example of FIG. 15, the heat pulse signals (HE 1, HE 2) input from the pulse signal input terminals 101, 102 are the heaters of the upper half and the lower half of the substrate 900. It was supplied to the group (recording element group). That is, segments 18 and 19 are the upper half group in the drawing, and segments 20 and 21 and later are the lower half group in the drawing, forming a boundary between them. On the other hand, in this embodiment, in the region 107 adjacent to the heater to which two heat pulse signals are supplied, the segment arrangement regions corresponding to the respective heat pulse signals are overlapped. The signal lines 103 and 104 are connected so that different heat pulse signals are alternately supplied for each segment.

図7は図6に示したヒートパルス信号の接続を行った場合の駆動セグメントの対応関係を示す図である。なお、この例でも、図16に示す例と同様に、セグメント数を40として考えることとする。   FIG. 7 is a diagram showing the correspondence relationship of the drive segments when the heat pulse signals shown in FIG. 6 are connected. In this example as well, as in the example shown in FIG.

図7に示すように、上半分のヒータセグメントの群は基本的にHE1信号を供給する入力端子101に接続されるが、下半分のヒータセグメントの群は基本的にHE2信号を供給する入力端子102に接続されている。但し、図7に矢印で示した図6の領域107に対応するセグメント接続の切替わり部(SegNO18〜21:後述の駆動パルス信号変更領域)については、HE1信号とHE2信号の結線を入れ替えている。   As shown in FIG. 7, the upper half heater segment group is basically connected to the input terminal 101 for supplying the HE1 signal, while the lower half heater segment group is basically the input terminal for supplying the HE2 signal. 102. However, the connection of the HE1 signal and the HE2 signal is switched for the segment connection switching portion (SegNO18 to 21: drive pulse signal change region described later) corresponding to the region 107 of FIG. 6 indicated by the arrow in FIG. .

図8は図7に示す信号の入れ替えによって記録された記録ドットを示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing recording dots recorded by exchanging signals shown in FIG.

図8に示す例では、ヒータ抵抗値の基板内バラツキに対応し基板のヒータ配列方向を分断した1つの領域に合わせ込んで設定されたHE1信号と、分断したもう一方の領域に合わせ込んで設定されたHE2信号とを用いている。   In the example shown in FIG. 8, the HE1 signal set in accordance with one area obtained by dividing the heater arrangement direction of the board corresponding to the variation in the heater resistance value in the board, and set in accordance with the other divided area. HE2 signal is used.

そして図8のドットはHE1信号による記録では基板中央部のヒータに対しては、ヒートパルス信号のパルス幅がやや短くインク液滴がやや小さくなってしまった場合を示している。逆に、HE2信号による記録ではヒートパルス信号のパルス幅が基板中央部のヒータに対してはやや長くインク液滴がやや大きくなってしまった場合を示している。なお、当然にこの逆もあり得ることは言うまでもない。   The dots in FIG. 8 show the case where the ink droplets are slightly smaller for the heater at the center of the substrate in the recording using the HE1 signal, with the pulse width of the heat pulse signal being slightly shorter. On the contrary, in the recording using the HE2 signal, the case where the pulse width of the heat pulse signal is slightly longer than that of the heater at the center of the substrate and the ink droplet is slightly increased is shown. Needless to say, the reverse is also possible.

この実施例では、前述のように、2つのヒートパルス信号であるHE1信号とHE2信号の結線を領域107で交互に入れ替えている。領域107を駆動パルス信号変更領域と呼ぶ。このような構成にすることでパルス幅のやや短い信号とパルス幅の長い信号の切替え部分(境界の領域)に現れていた図17で示したような濃度ムラが低減される。   In this embodiment, as described above, the connection of the two heat pulse signals, the HE1 signal and the HE2 signal, is alternately switched in the region 107. The region 107 is called a drive pulse signal change region. With such a configuration, density unevenness as shown in FIG. 17 that appears in a switching portion (boundary region) between a signal having a slightly shorter pulse width and a signal having a longer pulse width can be reduced.

なお、2つのヒートパルス信号の結線領域を重ねて用いる例は、前述のように、1セグメント分のヒータの接続を入れ替える例に限定されるものではなく、別の実施例も考えられる。   In addition, the example which uses the connection area | region of two heat pulse signals in piles is not limited to the example which replaces the connection of the heater for 1 segment as mentioned above, Another Example can also be considered.

図9は2つのヒートパルス信号の結線領域を重ねて用いる他の構成を示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing another configuration in which the connection regions of two heat pulse signals are used in an overlapping manner.

例えば、図9(a)に示すように、ヒータを2セグメント毎に束ねて2セグメント毎に2つのヒートパルス信号を交互に供給してオーバラップさせても良い。或いは、図9(b)に示すように、1セグメント毎に2つのヒートパルス信号を交互に供給することを複数セグメントにわたって繰り返すことでオーバラップさせても良い。また所定数毎に交互に異なるヒートパルスを供給するようにしても良い。
また、図9(c)に示すように、ヒートパルス信号入力端子の数をさらに増やし(例えば、4)、更にこれらの入力端子に対応するヒータセグメント領域を細かく刻み、ヒートパルス信号が切替わる部分でのパルス信号選択を交互するようにしても良い。
For example, as shown in FIG. 9A, heaters may be bundled every two segments, and two heat pulse signals may be alternately supplied for every two segments to overlap. Alternatively, as shown in FIG. 9B, the two heat pulse signals may be alternately supplied for each segment to be overlapped by repeating over a plurality of segments. Alternatively, different heat pulses may be supplied every predetermined number.
Further, as shown in FIG. 9 (c), the number of heat pulse signal input terminals is further increased (for example, 4), and the heater segment region corresponding to these input terminals is further finely cut to switch the heat pulse signal. Alternatively, the pulse signal selection may be alternated.

また、これらの場合(例えば、図9(a)、(b))、異なるヒートパルスが供給されるヒータの配置領域(前述のヒート信号変更領域)内のセグメントの数が、ヒート信号毎の各分割領域に含まれるヒータセグメント数の1/2を超えると、次の事象が生じる。即ち、オーバラップするヒータ抵抗値が夫々の分割領域の中心抵抗値よりも離れてしまう。このことが原因で濃度ムラが発生してしまうことも考えられる。従って、オーバラップさせるヒータセグメントは、各分割領域に含まれるヒータセグメントの1/2以内の部分(例えば、後述する図12におけるセグメント502〜504間)にする必要がある。   In these cases (for example, FIGS. 9A and 9B), the number of segments in the heater arrangement area (the above-described heat signal change area) to which different heat pulses are supplied is different for each heat signal. When the number of heater segments included in the divided area exceeds 1/2, the following event occurs. That is, the overlapping heater resistance values are separated from the center resistance values of the respective divided regions. This can also cause density unevenness. Accordingly, the heater segments to be overlapped must be a portion within 1/2 of the heater segments included in each divided region (for example, between segments 502 to 504 in FIG. 12 described later).

ここで、ランクヒータのモニタ値を各ヒートパルス信号入力端子から入力されるヒートパルス信号のパルス幅にフィードバックする処理について説明する。   Here, a process of feeding back the monitor value of the rank heater to the pulse width of the heat pulse signal input from each heat pulse signal input terminal will be described.

図10はそのフィードバック処理を示すフローチャートである。ここでは、2つの処理が示されており、まず(a)に示す処理について説明する。この処理は記録装置だけでなされる処理である。   FIG. 10 is a flowchart showing the feedback processing. Here, two processes are shown. First, the process shown in FIG. This process is performed only by the recording apparatus.

まずステップS100で、記録ヘッドIJHを記録装置本体に装着し、ステップS150では所定の測定条件にてランク抵抗値をモニタする。ステップS200では、モニタされた値を、記録装置本体に格納されているランク分けテーブルに基づいてランク番号によるランク分けを行う。   First, in step S100, the recording head IJH is mounted on the recording apparatus main body, and in step S150, the rank resistance value is monitored under predetermined measurement conditions. In step S200, the monitored values are ranked by rank number based on the rank table stored in the recording apparatus main body.

図11はランク分けテーブルを示す図である。この図によれば、ランク抵抗値(R)を予めセットされている規格範囲内(R1≦R≦R2)をN等分に分割し、分割した夫々の段階にランク番号(No)が割り振られている。   FIG. 11 shows a ranking table. According to this figure, the rank resistance value (R) is divided into N equal parts within a preset standard range (R1 ≦ R ≦ R2), and a rank number (No) is assigned to each divided stage. ing.

ステップS250では、そのランク分けにより得られたランク番号に基づいて駆動条件(ここではパルス幅)を決定するための変換テーブルを用いて駆動パルス幅を決定する。そして、ステップS300では、その決定された駆動条件で記録ヘッドIJHを駆動して記録を行う。   In step S250, the drive pulse width is determined using a conversion table for determining the drive condition (here, the pulse width) based on the rank number obtained by the ranking. In step S300, recording is performed by driving the recording head IJH under the determined driving conditions.

一方、図10(b)に示すように、記録ヘッドの製造工程で所定の測定条件でランク抵抗値の測定を行い、その結果を反映させても良い。なお、図10(a)と(b)での共通の処理ステップには同じステップ参照番号を付している。   On the other hand, as shown in FIG. 10B, the rank resistance value may be measured under predetermined measurement conditions in the manufacturing process of the recording head, and the result may be reflected. In addition, the same step reference number is attached | subjected to the common process step in Fig.10 (a) and (b).

即ち、ステップS10では、記録ヘッドの製造工程で所定の測定条件でランク抵抗値の測定を行う。そして、ステップS20では、その測定されたランク抵抗値を図11に示したようなテーブルを用いてランク分けする。さらに、ステップS30では、この時の最適な印加エネルギー値を、ランク番号と共に記録ヘッドに内蔵されたメモリに記録特性情報として格納する。   That is, in step S10, the rank resistance value is measured under predetermined measurement conditions in the recording head manufacturing process. In step S20, the measured rank resistance value is ranked using a table as shown in FIG. In step S30, the optimum applied energy value at this time is stored as recording characteristic information in a memory built in the recording head together with the rank number.

その後、その記録ヘッドは出荷され、上述のように、ステップS100において、記録装置本体に装着される。   Thereafter, the recording head is shipped, and is attached to the recording apparatus main body in step S100 as described above.

ステップS120において、記録ヘッドのメモリに格納された各ヘッドの情報(ランク番号)が読み取られる。以下、図10(b)で説明したように、ステップS250とステップS300の処理が実行される。   In step S120, the information (rank number) of each head stored in the memory of the recording head is read. Thereafter, as described with reference to FIG. 10B, the processes of step S250 and step S300 are executed.

以上のようにしてランクヒータのモニタ値がヒートパルス信号のパルス幅にフィードバックされる。   As described above, the monitor value of the rank heater is fed back to the pulse width of the heat pulse signal.

なお、ヒートパルス信号のパルス幅へのフィードバック処理は、ランクヒータ抵抗値の代わりに、実際のインク吐出安定性に基づいても良い。   Note that the feedback processing to the pulse width of the heat pulse signal may be based on actual ink ejection stability instead of the rank heater resistance value.

図12はインク吐出安定性からヒートパルス信号のパルス幅を決定する処理を示すフローチャートである。なお、図12において、既に図10(b)のフローチャートで説明したのと同じ処理ステップには同じステップ参照番号を付し、その説明は省略する。   FIG. 12 is a flowchart showing processing for determining the pulse width of the heat pulse signal from the ink ejection stability. In FIG. 12, the same processing steps as those already described in the flowchart of FIG. 10B are denoted by the same step reference numerals, and the description thereof is omitted.

図12によれば、ステップS10aでは、モニタされたランク抵抗値の代わりにインク吐出安定性を測定(インクを吐出する閾値を測定)する。そして、その情報に基づいてランク番号を取得し、以下、図10(b)で説明したのと同様の処理を実行する。   According to FIG. 12, in step S10a, the ink ejection stability is measured (the ink ejection threshold is measured) instead of the monitored rank resistance value. Then, the rank number is acquired based on the information, and the same processing as described with reference to FIG.

さて、ヒータセグメントの数が多くなると、記録ヘッド基板のサイズが大きくなり、ヒータ抵抗値のバラツキも従来のものより大きくなってしまう。そして、ヒータ抵抗値は1個の基板内でもSi基板面内バラツキ、製造工程のバラツキなどにより、ヒータ抵抗値としてさまざまな分布を示すことがあり得る。   As the number of heater segments increases, the size of the print head substrate increases, and the variation in heater resistance value also becomes larger than that of the conventional one. The heater resistance value may show various distributions as the heater resistance value even within one substrate due to variations in the Si substrate surface, manufacturing process variations, and the like.

従って、基板内の分割領域毎により適したパルス幅で駆動するために、ヒートパルス信号入力端子数に応じて、即ち、ヒータセグメント領域毎にランクヒータ抵抗値を測定できるよう、複数のランクヒータを有することが望ましい。更には、それらのランクヒータの抵抗値がヒータ抵抗値をより正確に代表するよう各領域の中心部にランクヒータを配置し、その領域の中心部のランクヒータ抵抗値をフィードバックすることが望ましい。   Therefore, in order to drive with a pulse width more suitable for each divided area in the substrate, a plurality of rank heaters are provided so that the rank heater resistance value can be measured according to the number of heat pulse signal input terminals, that is, for each heater segment area. It is desirable to have. Furthermore, it is desirable to place a rank heater at the center of each region so that the resistance value of the rank heater more accurately represents the heater resistance value, and to feed back the rank heater resistance value at the center of the region.

図13はヒータ抵抗値のばらつきの例を示す図である。ここでは、3つの例が示されている。図13(a)〜(c)において、縦軸はヒータ抵抗値、横軸はヒータセグメント番号を表している。   FIG. 13 is a diagram showing an example of variation in heater resistance value. Here, three examples are shown. 13A to 13C, the vertical axis represents the heater resistance value, and the horizontal axis represents the heater segment number.

例えば、図13(a)の場合で、2つのヒートパルス信号入力端子を設けてヒータセグメント501の左側と右側で分割し、ヒータセグメント501、502、或は503近傍にランクヒータを配設することを検討する。
ここで、上記左側とは図中でセグメント番号が小さい側のことで、基板上では基板長手方向の一端側のことである。また右側とは図中でセグメント番号が大きい側のことで、基板上では基板長手方向の他端側のことである。
ヒータセグメント501或は503近傍にランクヒータを配設すると、その配設部から一番遠いヒータとは抵抗値のバラツキがΔ503となる。これに対して、ヒータセグメント502近傍にランクヒータを配設すると、その配設部から一番遠いヒータとは抵抗値のバラツキがΔ502となる。Δ502はΔ503の半分なので、ランクヒータをヒータセグメント502、504の近傍に配設すると、ヒータ抵抗値のバラツキを半分に見積もることができる。
For example, in the case of FIG. 13A, two heat pulse signal input terminals are provided and divided on the left and right sides of the heater segment 501, and a rank heater is disposed in the vicinity of the heater segments 501, 502, or 503. To consider.
Here, the left side is a side with a smaller segment number in the figure, and is one end side in the longitudinal direction of the substrate on the substrate. The right side is the side with the larger segment number in the drawing, and the other side in the longitudinal direction of the substrate on the substrate.
When a rank heater is disposed in the vicinity of the heater segment 501 or 503, the resistance variation of the heater farthest from the disposed portion is Δ503. On the other hand, when a rank heater is disposed in the vicinity of the heater segment 502, the variation in resistance value is Δ502 with respect to the heater farthest from the disposed portion. Since Δ502 is half of Δ503, if the rank heater is disposed in the vicinity of the heater segments 502 and 504, the variation in the heater resistance value can be estimated in half.

これは、図13(b)、(c)に示すような線形的な抵抗バラツキを持つ場合においても同様である。即ち、ヒータセグメント501或は503近傍にランクヒータを配設した場合の抵抗値のバラツキの最大値はΔ503であるのに対して、ヒータセグメント502近傍にランクヒータを配設した場合の抵抗値のバラツキの最大値はΔ502となる。このようにランクヒータの配設場所によりヒータ抵抗値のバラツキは半分となる。   The same applies to the case where there is a linear resistance variation as shown in FIGS. That is, the maximum variation in resistance value when the rank heater is disposed near the heater segment 501 or 503 is Δ503, whereas the resistance value when the rank heater is disposed near the heater segment 502 is The maximum variation is Δ502. Thus, the variation in heater resistance value is halved depending on the location of the rank heater.

従って、記録ヘッド基板内にヒートパルス信号入力端子の数と同じ数のランクヒータを設け、夫々の分割領域の中央部近傍に配設することで、ヒータ抵抗値のバラツキを最小したヒートパルス幅へのフィードバックが可能になる。   Therefore, by providing the same number of rank heaters as the number of heat pulse signal input terminals in the recording head substrate and disposing them near the center of each divided area, the heat pulse width that minimizes the variation in the heater resistance value is achieved. Feedback is possible.

従って以上説明した実施例に従えば、複数のヒートパルス信号を入力するために複数の入力端子を記録ヘッド基板に設け、複数のヒータを入力するヒートパルス信号の数に従って複数のヒータセグメント領域に分割する。そして、その分割領域毎に別のヒートパルス信号でヒータを駆動する。また、ヒートパルス信号が別のものになるヒータセグメント領域の境界部では、2つのヒートパルス信号がその境界部のヒータに対して交互に供給されるようにその信号線を接続する。   Therefore, according to the embodiment described above, a plurality of input terminals are provided on the recording head substrate for inputting a plurality of heat pulse signals, and divided into a plurality of heater segment regions according to the number of heat pulse signals for inputting a plurality of heaters. To do. Then, the heater is driven with a separate heat pulse signal for each divided region. Further, at the boundary portion of the heater segment region where the heat pulse signal is different, the signal lines are connected so that two heat pulse signals are alternately supplied to the heater at the boundary portion.

これにより、異なるヒートパルス信号が供給されるヒータ領域の境界部においてヒートパルス信号の特性が急に変化することがなくなり、記録ドットの変化の急な変化による濃度むらを低減させ、高品位な記録を行うことができる。   As a result, the characteristics of the heat pulse signal do not change suddenly at the boundary between the heater areas to which different heat pulse signals are supplied, and density unevenness due to a sudden change in recording dots is reduced, resulting in high-quality recording. It can be performed.

また、記録ヘッド基板上で分割されたヒータセグメント領域(群)夫々の中心部にランクヒータを配設し、これらのランクヒータ抵抗値に基づいてヒートパルス信号のパルス幅を決定する。これにより、各領域のヒータに対してより適切なエネルギーを投入してヒータを駆動することができ、インク吐出特性がより均一化され高品位な記録に貢献する。   In addition, a rank heater is provided at the center of each of the heater segment areas (groups) divided on the recording head substrate, and the pulse width of the heat pulse signal is determined based on these rank heater resistance values. As a result, the heater can be driven by supplying more appropriate energy to the heater in each region, and the ink discharge characteristics are made more uniform, contributing to high-quality recording.

また、以上の実施例において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。   In the above embodiments, the liquid droplets ejected from the recording head have been described as ink, and the liquid stored in the ink tank has been described as ink. However, the storage is limited to ink. It is not a thing. For example, a treatment liquid discharged to the recording medium may be accommodated in the ink tank in order to improve the fixability and water resistance of the recorded image or to improve the image quality.

本発明が適用可能なインクジェット記録装置の構成例の概要を示す外観斜視図である。1 is an external perspective view showing an outline of a configuration example of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applicable. 記録装置IJRAの制御回路の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram illustrating a configuration of a control circuit of the recording apparatus IJRA. FIG. 記録ヘッドの概略構成を示す部分破断斜視図である。2 is a partially broken perspective view showing a schematic configuration of a recording head. FIG. インクジェットカートリッジIJCの外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the inkjet cartridge IJC. 記録ヘッド基板の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a recording head substrate. 記録ヘッド基板のレイアウト構成例の概略を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of a layout configuration example of a recording head substrate. 図6に示したヒートパルス信号の接続を行った場合の駆動セグメントの対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of the drive segment at the time of connecting the heat pulse signal shown in FIG. 図7に示す信号の入れ替えによって記録された記録ドットを示す図である。It is a figure which shows the recording dot recorded by replacement of the signal shown in FIG. 2つのヒートパルス信号が供給されている領域を重ねて用いる他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example which uses the area | region where two heat pulse signals are supplied overlapping. ヒートパルス信号のパルス幅へのフィードバック処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the feedback process to the pulse width of a heat pulse signal. ランク分けテーブルを示す図である。It is a figure which shows a ranking table. インク吐出安定性からヒートパルス信号のパルス幅を決定する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which determines the pulse width of a heat pulse signal from ink discharge stability. ヒータ抵抗値のばらつきの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the dispersion | variation in a heater resistance value. 従来の記録ヘッド用基板の回路構成例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a circuit configuration example of a conventional recording head substrate. 2個のヒートパルス信号入力端子を備えた記録ヘッド基板のレイアウト構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a layout configuration of a recording head substrate having two heat pulse signal input terminals. 図15に対応したヒータセグメントとヒートパルス信号との関係例を示す図である。It is a figure which shows the example of a relationship between the heater segment corresponding to FIG. 15, and a heat pulse signal. 図16に示したセグメント番号18〜21の境界領域のヒータからインクが記録媒体に吐出された様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the ink was discharged to the recording medium from the heater of the boundary area of the segment numbers 18-21 shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

20 オリフィスプレート
40 インク吐出口
41 インク流路
101、102 ヒートパルス信号入力端子
105 ヒータアレイ(ヒータ列)
106 インク供給口
107 オーバラップ領域
201 ヒータ列(ヒータアレイ)
202 パワーMOSアレイ
203 論理回路(ロジック回路)
204 パッド部
501〜504 ヒータセグメント
900 記録ヘッド基板
901 ヒータ
902 パワートランジスタ(ドライバ)
903 ラッチ回路
904 シフトレジスタ
905〜912 入力端子
20 Orifice plate 40 Ink discharge port 41 Ink flow path 101, 102 Heat pulse signal input terminal 105 Heater array (heater array)
106 Ink supply port 107 Overlap area 201 Heater array (heater array)
202 Power MOS array 203 Logic circuit (logic circuit)
204 Pad portions 501 to 504 Heater segment 900 Recording head substrate 901 Heater 902 Power transistor (driver)
903 Latch circuit 904 Shift register 905-912 Input terminal

Claims (8)

複数の記録素子を列状に配置して形成され、前記複数の記録素子は、近接する複数の記録素子からなる第1の記録素子群と、前記第1の記録素子群に属する複数の記録素子とは異なる、近接する複数の記録素子からなる第2の記録素子群とに分割され、前記第1の記録素子群の端部の少なくとも1つの記録素子と、前記第1の記録素子群の端部に近接した前記第2の記録素子群の端部の少なくとも1つの記録素子とが前記列状に配置された配列方向に関して交互に配置された記録ヘッド用基板であって、
前記第1の記録素子群に属する複数の記録素子それぞれには第1の駆動パルス信号が供給され
前記第2の記録素子群に属する複数の記録素子それぞれには前記第1の駆動パルス信号とはパルス幅の異なる第2の駆動パルス信号供給されることを特徴とする記録ヘッド用基板。
A plurality of recording elements are arranged in a row , and the plurality of recording elements includes a first recording element group including a plurality of adjacent recording elements and a plurality of recording elements belonging to the first recording element group. Is divided into a second recording element group consisting of a plurality of adjacent recording elements, at least one recording element at the end of the first recording element group, and an end of the first recording element group A recording head substrate in which at least one recording element at an end of the second recording element group adjacent to a portion is arranged alternately with respect to the arrangement direction arranged in the row ,
A first drive pulse signal is supplied to each of the plurality of recording elements belonging to the first recording element group,
A recording head substrate, wherein each of the plurality of recording elements belonging to the second recording element group is supplied with a second driving pulse signal having a pulse width different from that of the first driving pulse signal.
前記第1の駆動パルス信号を供給する第1の端子と、
前記第2の駆動パルス信号を供給する第2の端子とを有することを特徴とする請求項1に記載の記録ヘッド用基板。
A first terminal for supplying the first drive pulse signal;
The recording head substrate according to claim 1, further comprising a second terminal that supplies the second drive pulse signal .
前記交互に配置された記録素子の数は、前記第1と第2の記録素子群各々に含まれる記録素子の数の半分以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の記録ヘッド用基板。 3. The recording head according to claim 1, wherein the number of the alternately arranged recording elements is equal to or less than half of the number of recording elements included in each of the first and second recording element groups. Substrate. 前記第1の記録素子群の複数の記録素子の記録特性を測定する第1のモニタ素子と、
前記第2の記録素子群の複数の記録素子の記録特性を測定する第2のモニタ素子とをさらに備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の記録ヘッド用基板。
A first monitor element for measuring recording characteristics of a plurality of recording elements of the first recording element group ;
A printhead substrate according to any one of claims 1 to 3, and a second monitor device for measuring the recording characteristics, further comprising a plurality of printing elements of the second recording element group.
前記第1の記録素子群の複数の記録素子の記録特性を表す情報と前記第2の記録素子群の複数の記録素子の記録特性を表す情報とを格納するメモリをさらに有することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の記録ヘッド用基板。 And a memory for storing information indicating recording characteristics of the plurality of recording elements of the first recording element group and information indicating recording characteristics of the plurality of recording elements of the second recording element group. a printhead substrate according to any one of claims 1 to 4. 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の記録ヘッド用基板と、
前記複数の記録素子各々に対応してインクを吐出する複数のインク吐出口を形成する部材とを有することを特徴とする記録ヘッド。
A substrate for a recording head according to any one of claims 1 to 5 ,
And a member that forms a plurality of ink ejection openings for ejecting ink corresponding to each of the plurality of recording elements.
請求項に記載の記録ヘッドと、
前記供給口に供給するインクを貯留するインクタンクとを有することを特徴とするヘッドカートリッジ。
A recording head according to claim 6 ;
A head cartridge comprising an ink tank for storing ink to be supplied to the supply port.
請求項に記載の記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置であって、
前記記録ヘッドのメモリに格納された記録特性を表す情報或は前記記録ヘッドのモニタ素子によって測定された記録特性に従って、前記第1の駆動パルス信号と前記第2の駆動パルス信号とのパルス幅を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定されたパルス幅をもつ前記第1の駆動パルス信号と前記第2の駆動パルス信号とで前記記録ヘッドを駆動する駆動手段とを有することを特徴とする記録装置。
A recording apparatus for recording on a recording medium using the recording head according to claim 6 ,
The pulse width between the first drive pulse signal and the second drive pulse signal is determined according to information representing the recording characteristic stored in the memory of the recording head or the recording characteristic measured by the monitor element of the recording head. A decision means to decide;
A recording apparatus comprising: driving means for driving the recording head with the first driving pulse signal and the second driving pulse signal having the pulse width determined by the determining means.
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