JP2002374163A - Recording head and recording device employing this recording head - Google Patents
Recording head and recording device employing this recording headInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は記録ヘッド及びその
記録ヘッドを用いた記録装置に関し、特に、例えば、イ
ンクを吐出するために必要な熱エネルギーを発生する電
気熱変換素子とそれを駆動するための駆動回路を同一の
基板上に形成したインクジェット記録ヘッド及びその記
録ヘッドを用いた記録装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording head and a recording apparatus using the recording head, and more particularly to, for example, an electrothermal conversion element for generating thermal energy necessary for discharging ink and for driving the element. The present invention relates to an ink jet print head having the above drive circuit formed on the same substrate and a printing apparatus using the print head.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来よりワードプロセッサ、パーソナル
コンピュータ、ファクシミリ等に用いられるおける情報
出力装置として、所望される文字や画像等を記録用紙や
フィルム等のシート状の記録媒体に行うプリンタが知ら
れている。2. Description of the Related Art As an information output device used in a word processor, a personal computer, a facsimile, and the like, a printer that performs desired characters and images on a sheet-like recording medium such as recording paper or film has been known. .
【０００３】プリンタの記録方式としては様々な方式が
知られているが中でも、記録媒体に対して非接触で記録
が可能であり、カラー記録が容易であり、静粛性に富む
等の利点があることからインクジェット方式が特に注目
されている。Various printing methods are known as printing methods for printers. Among them, there are advantages such as non-contact printing on a printing medium, easy color printing, and quietness. For this reason, the ink jet system has been receiving particular attention.
【０００４】インクジェット方式を採用した記録装置で
は、記録情報に応じてインクを吐出する記録ヘッドを装
着したキャリッジを記録媒体の搬送方向と直角な方向に
往復走査しながらシリアルに記録を行うという構成が、
安価で小型化が容易であるなどの点から一般的に広く用
いられている。特に、ヒータに数μ秒程度通電すること
で発生する熱エネルギーにより誘発されるインクの発泡
現象をインク液滴の吐出に利用する方式を採用した記録
ヘッドは、高密度に多数のインク吐出ノズルをそのヘッ
ドに形成が可能であるという利点がある。[0004] A recording apparatus employing an ink-jet system has a configuration in which recording is performed serially while reciprocatingly scanning a carriage equipped with a recording head for discharging ink in accordance with recording information in a direction perpendicular to the transport direction of the recording medium. ,
They are generally widely used because they are inexpensive and easy to miniaturize. In particular, a print head that employs a method of using ink bubbling phenomena induced by thermal energy generated by energizing a heater for several microseconds to discharge ink droplets has a large number of ink discharge nozzles at high density. There is an advantage that the head can be formed.
【０００５】図８は従来のインクジェット方式に従う記
録ヘッドの制御回路の構成を示すブロック図である。従
来の制御回路はその回路を駆動するために電源電圧（図
中ＶＬ）として５Ｖ程度の電圧を用いている。なお、図
８では、制御回路の上に設けられるフレキシブル基板配
線や記録装置本体の駆動回路は略している。そして、製
品仕様により、図８に示す制御回路が複数個実装されて
記録ヘッドが形成される。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a control circuit of a recording head according to a conventional ink jet system. The conventional control circuit uses a voltage of about 5 V as a power supply voltage (VL in the figure) to drive the circuit. In FIG. 8, a flexible circuit board wiring provided on the control circuit and a driving circuit of the recording apparatus main body are omitted. Then, depending on the product specifications, a plurality of control circuits shown in FIG. 8 are mounted to form a recording head.
【０００６】さて、図８に示す制御回路には、記録装置
本体からｍ個のヒータ１０５とヒータドライバ１０４を
駆動するための電源ＶＨと、論理回路を駆動するための
電源ＶＬの２つの電源電圧が供給されている。The control circuit shown in FIG. 8 has two power supply voltages, a power supply VH for driving the m heaters 105 and the heater driver 104 from the printing apparatus main body and a power supply VL for driving the logic circuit. Is supplied.
【０００７】またこれらの電源の他に、画像信号に基づ
きヒータに通電を行うタイミングおよび通電時間などの
制御を行うためのｎ個のロジック信号ＩＮ１、ＩＮ２、
・・・、ＩＮｎが印加される。In addition to these power supplies, n logic signals IN1, IN2, and n for controlling the timing of energizing the heater and the energizing time based on the image signal.
..., INn is applied.
【０００８】次にこの制御回路の駆動について簡単に述
べる。Next, the driving of the control circuit will be briefly described.
【０００９】制御回路内部では、記録装置本体から画像
信号に基づいて印加されるロジック信号ＩＮ１、ＩＮ
２、……ＩＮｎの波形整形をシュミットトリガ回路１０
１により行う。波形整形されたロジック信号は論理回路
１０２へと入力される。In the control circuit, logic signals IN1, IN applied from the printing apparatus main body based on image signals
2. Schmitt trigger circuit 10 for shaping the waveform of INn
Perform by 1. The waveform-shaped logic signal is input to the logic circuit 102.
【００１０】論理回路１０２は、入力されたロジック信
号に基づいてヒータ１０５に通電を行うタイミングやそ
の通電時間などを各ヒータに応じてそれぞれ決定し、ヒ
ータ１０５に対して通電制御を行うヒータドライバ１０
４へとレベルコンバータ（ＬＶＣ）１０３を経由して接
続される。The logic circuit 102 determines the timing for energizing the heater 105 and the energizing time based on the input logic signal for each heater, and controls the heater driver 10 for energizing the heater 105.
4 via a level converter (LVC) 103.
【００１１】ここで、論理回路１０２の出力をレベルコ
ンバータ（ＬＶＣ）１０３経由で接続する構成とするの
は、論理回路１０２の出力電圧ＶＬをより高い電圧ＶＭ
１へと電圧レベル変換してヒータドライバ１０４のトラ
ンジスタを駆動することでそのトランジスタの駆動能力
を向上することを目的としているからである。なお、高
電圧ＶＭ１（＞ＶＬ）は、ヒータ駆動電圧（ＶＨ）を受
けて動作する定電圧源１０６により生成される。Here, the output of the logic circuit 102 is connected via the level converter (LVC) 103 because the output voltage VL of the logic circuit 102 is higher than the higher voltage VM.
This is because the purpose is to improve the drive capability of the transistor by driving the transistor of the heater driver 104 by converting the voltage level to 1 to drive the transistor. The high voltage VM1 (> VL) is generated by the constant voltage source 106 that operates upon receiving the heater drive voltage (VH).
【００１２】図９は定電圧源１０６の内部構成の例を示
す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of the internal configuration of the constant voltage source 106.
【００１３】図９に示す構成によれば、ヒータ駆動電圧
（ＶＨ）を抵抗４０１および抵抗４０２により分圧し、
この分圧した電圧を、ＮＭＯＳトランジスタ４０３およ
び抵抗４０４からなるＮＭＯＳソースフォロワのゲート
へ印加し、ＮＭＯＳトランジスタ４０３のソースから抵
抗分圧した電圧のＶｔｈだけ低い電圧が出力される。こ
の例では、この出力電圧をＶＭ１とし、図８に示したレ
ベルコンバータ１０３の電源電圧としている。According to the configuration shown in FIG. 9, the heater driving voltage (VH) is divided by the resistors 401 and 402,
The divided voltage is applied to the gate of the NMOS source follower including the NMOS transistor 403 and the resistor 404, and a voltage lower than the divided voltage by Vth is output from the source of the NMOS transistor 403. In this example, this output voltage is VM1 and is the power supply voltage of the level converter 103 shown in FIG.
【００１４】図１０はレベルコンバータ（ＬＶＣ）１０
３の構成例を示す図である。FIG. 10 shows a level converter (LVC) 10.
3 is a diagram illustrating a configuration example of FIG.
【００１５】図１０に示すレベルコンバータ（ＬＶＣ）
１０３はＶＭ１を電源電圧とし、抵抗５０１とＮＭＯＳ
トランジスタ５０２とからなるインバータを構成してい
る。ここで入力信号（論理回路１０２からの出力）は、
ＮＭＯＳトランジスタ５０２のゲートへ印加される。こ
の入力電圧レベルがＮＭＯＳトランジスタ５０２のＶｔ
ｈ以上であれば、入力信号の論理が反転されてＶＭ１を
振幅レベルとする信号として出力され、信号の振幅レベ
ルが変換される。A level converter (LVC) shown in FIG.
Reference numeral 103 designates a power supply voltage of VM1, a resistor 501 and an NMOS.
An inverter including the transistor 502 is formed. Here, the input signal (output from the logic circuit 102) is
The voltage is applied to the gate of the NMOS transistor 502. This input voltage level is Vt of the NMOS transistor 502.
If h is greater than or equal to h, the logic of the input signal is inverted and output as a signal having VM1 as the amplitude level, and the amplitude level of the signal is converted.
【００１６】以上述べてきたような構成の記録ヘッドの
制御回路においては、論理信号の処理を行う論理回路の
電源電圧（ＶＬ）は、記録装置本体から供給される電圧
レベルを変えずに動作させている。In the print head control circuit having the above-described configuration, the power supply voltage (VL) of the logic circuit for processing the logic signal is operated without changing the voltage level supplied from the printing apparatus main body. ing.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】ところで、これまで、
インクジェットプリンタとプリンタを制御する例えばパ
ーソナルコンピュータなどとを接続するためのインタフ
ェースとしてはパラレルインタフェースが一般的に用い
られてきた。この場合、プリンタ本体のロジック用の電
源としては５Ｖが用いられ、ヘッド内のインクジェット
記録ヘッド用基板もロジック電源にその５Ｖを用いてい
たため、前述の従来技術の例においてＶＬを５Ｖとし
た。またプリンタ内部回路のＩＣにおいて、一部のＩＣ
が５Ｖの電源を必要としていたこともロジック電圧（Ｖ
Ｌ）が５Ｖで発展してきた背景でもある。By the way, until now,
A parallel interface has been generally used as an interface for connecting an ink jet printer and a personal computer for controlling the printer, for example. In this case, 5 V was used as the logic power supply of the printer main body, and the ink jet recording head substrate in the head also used the 5 V as the logic power supply. Therefore, VL was set to 5 V in the above-described prior art example. In addition, some ICs in the printer internal circuit
Required a power supply of 5 V, and the logic voltage (V
It is also the background that L) has developed at 5V.
【００１８】しかしながら、近年においてＩＣ技術の向
上と新しいインタフェースの採用等も加わり、プリンタ
本体のロジック電源に５Ｖを用意することは、コスト
面、サイズ面において不利な状況となってきた。ここで
プリンタ本体のロジック電源電圧（ＶＬ）の主流として
最近は３．３Ｖが用いられるようになった。However, in recent years, improvement of IC technology and adoption of a new interface have been added, and preparing 5 V for a logic power supply of the printer body has been disadvantageous in terms of cost and size. Recently, 3.3 V has been used as the mainstream of the logic power supply voltage (VL) of the printer body.
【００１９】しかしながらこれまで実績のあるヘッド用
基板のロジック電源電圧を単に５Ｖから３．３Ｖに低下
させようとすると、以下の現象が起こる。However, if the logic power supply voltage of the head substrate, which has been used, is simply reduced from 5 V to 3.3 V, the following phenomenon occurs.
【００２０】動作速度の問題 問題のひとつであるインクジェット記録ヘッド基板の画
像データ転送能力（動作速度）の低下について以下に説
明する。The problem of the operating speed The reduction in the image data transfer capability (operating speed) of the ink jet recording head substrate, which is one of the problems, will be described below.
【００２１】図１１は、インクジェット記録ヘッド用基
板内の構成例である。図中1003は、外部から信号を受け
取るパッドであり、このパッド1003は、ロジック電源電
圧を受け取るVDD端子1006、ヒーター駆動電源電圧を受
け取るVH端子1008、グランドにつながるGWDH端子1005、
CSS端子1007等を有している。また、画像データをシリ
アルで受け取りパラレル出力するシフトレジスタ等のロ
ジック回路1002、ヒータを駆動するためのドライバ100
1、ヒータ1004等がひとつのシリコン基板上に構成され
ている。FIG. 11 shows an example of the configuration inside the substrate for an ink jet recording head. In the figure, reference numeral 1003 denotes a pad for receiving a signal from the outside, the pad 1003 includes a VDD terminal 1006 for receiving a logic power supply voltage, a VH terminal 1008 for receiving a heater drive power supply voltage, a GWDH terminal 1005 connected to the ground,
It has a CSS terminal 1007 and the like. In addition, a logic circuit 1002 such as a shift register that receives image data serially and outputs it in parallel, a driver 100 for driving a heater
1. The heater 1004 and the like are formed on one silicon substrate.
【００２２】６２０ビットのヒータが形成されている場
合について図１２にさらに詳しく記載した。ここでは、
６２０ビットのヒーターを最大同時に４０ビット駆動
し、これを１６回繰り返すことで６２０ビット全てのヒ
ーターを駆動する（１周期分）構成となっている。図１
３にそのタイミングを記述した。ここで一定の高速記録
を行う場合に必要な駆動周波数１５ｋHz（既存の製品で
も使用）で６２０ビットを全て駆動する時にどの程度の
スピードで画像データを送ることが必要かを説明する。The case where a 620-bit heater is formed is described in more detail in FIG. here,
A 620-bit heater is driven at a maximum of 40 bits at the same time, and by repeating this 16 times, all 620-bit heaters are driven (for one cycle). FIG.
No. 3 describes the timing. Here, how fast it is necessary to transmit image data when driving all 620 bits at a drive frequency of 15 kHz (also used for existing products) required for performing a constant high-speed recording will be described.
【００２３】１５ｋHzは６６．６７μSの周期となる。
この時間内に４０ビットの画像データ転送を１６時分割
（ブロック）分行わなくてはならない。これを計算する
と画像データの転送速度は少なくとも１２MHｚ以上は必
要となる。この速度は、一般的なCPU等から考えると大
きな値ではないが、インクジェット記録ヘッドの場合、
稼動するキャリッジと本体を長いフレキシブル基板等で
つないでいると友に、プリンタの小型化からキャリッジ
を小型化しなくてはならないニーズもあり、１２MHzと
いう数字は決して小さい値ではなかった。15 kHz has a period of 66.67 μS.
During this time, 40-bit image data must be transferred for 16 time divisions (blocks). When this is calculated, the transfer speed of the image data is required to be at least 12 MHz or more. This speed is not a large value from the viewpoint of a general CPU, but in the case of an ink jet print head,
If the moving carriage and the main body were connected by a long flexible board, etc., my friend had a need to reduce the size of the carriage due to the downsizing of the printer, and the figure of 12 MHz was not a small value.
【００２４】このような状況のもと、ロジック電源電圧
を５Ｖから３．３Ｖに低下させた場合の転送能力の低下
について図１４を用いて説明する。図１４（ａ）には、
ロジック信号（電源）の電圧と画像データ転送可能であ
る最大のCLK周波数について記述した。Under such circumstances, a decrease in transfer capability when the logic power supply voltage is reduced from 5 V to 3.3 V will be described with reference to FIG. In FIG. 14A,
The voltage of the logic signal (power supply) and the maximum CLK frequency at which image data can be transferred have been described.
【００２５】図にあるようにロジック信号（電源）電圧
の低下に伴い、CLK周波数が落ちていく傾向がある。こ
れは、画像データ転送を行うためのCLK等の入力回路
部、シフトレジスター部に用いているMOSトランジスタ
の駆動能力がCMOSのゲート電圧としてそのまま利用され
るロジック電源電圧の低下により同時に下がりことによ
り低下することによる。図によればゲート電圧の低下に
より駆動能力（ドレイン電流Ｉｄ）が低下することがわ
かる。As shown in the figure, as the logic signal (power supply) voltage decreases, the CLK frequency tends to decrease. This is because the driving capability of the MOS transistor used for the input circuit unit such as CLK for performing image data transfer and the shift register unit is simultaneously reduced due to the decrease in the logic power supply voltage used as it is as the CMOS gate voltage. By doing. According to the figure, it can be seen that the driving capability (drain current Id) decreases due to the decrease in the gate voltage.
【００２６】さらにインクジェット記録ヘッド基板にお
いては、基板上においてヒータを駆動することにより、
温度面でもスピードを満足することが必要である。これ
はインクをヒータによって吐出するインクジェット記録
ヘッド用基板に特徴的に求められる能力である。図１４
（ｂ）に基板の温度とCLK最大周波数の関係を示した。
ここでは３．３Ｖ化した場合の能力の低下とそれだけで
なく、温度が高くなるにつれてさらに能力が低下する傾
向があることを示している。Further, in the ink jet recording head substrate, by driving a heater on the substrate,
It is necessary to satisfy speed in terms of temperature. This is a characteristic characteristic required of an ink jet recording head substrate that discharges ink by a heater. FIG.
(B) shows the relationship between the substrate temperature and the CLK maximum frequency.
Here, it is shown that the capacity is reduced when the voltage is changed to 3.3 V, and that the capacity tends to be further reduced as the temperature increases.
【００２７】図１５に一般的なＭＯＳトランジスタのＩ
ｄ−Ｖｄ特性を示すが、ゲート電圧の低下により駆動能
力（ドレイン電流Iｄ）が低下する特性となっている。FIG. 15 shows a general MOS transistor I
Although it shows d-Vd characteristics, the driving capability (drain current Id) is reduced due to a decrease in gate voltage.
【００２８】論理回路をＭＯＳトランジスタで構成する
場合、ゲート電圧にはロジック電源電圧にほぼ等しい電
圧となるため、ロジック電源電圧の低下はＭＯＳトラン
ジスタの駆動能力の低下、ひいては回路の動作速度の低
下を招くこととなる。When a logic circuit is formed by MOS transistors, the gate voltage is substantially equal to the logic power supply voltage. Therefore, a decrease in the logic power supply voltage causes a decrease in the driving capability of the MOS transistor and a decrease in the operation speed of the circuit. Will be invited.
【００２９】さらにインクジェット記録ヘッド基板は、
同一基板上においてヒータを駆動するため、高い基板温
度の場合にも動作スピードを満足することが必要であ
る。これはインクをヒータによって吐出するインクジェ
ット記録ヘッド用基板に特長的に求められる能力であ
る。図１４の下に基板の温度とCLK最大周波数の関係を
示した。ここでは３．３Ｖ化した場合の能力の低下とそ
れだけでなく、温度が高くなるにつれてさらに能力が低
下する傾向がある。Further, the ink jet recording head substrate includes:
Since the heater is driven on the same substrate, it is necessary to satisfy the operation speed even at a high substrate temperature. This is a capability characteristically required of an ink jet recording head substrate that discharges ink by a heater. The relationship between the substrate temperature and the CLK maximum frequency is shown below FIG. Here, not only does the capability decrease when the voltage is changed to 3.3 V, but also the capability tends to further decrease as the temperature increases.
【００３０】以上のように、これまで５Vでは１２MHｚ
のCLK周波数での回路動作に問題はなかったもが、ロジ
ック電源電圧の低電圧化、たとえば３．３V化に伴い動
作速度を向上する必要性が出てきている。As described above, up to 12 MHz at 5 V so far
Although there was no problem with the circuit operation at the CLK frequency, there is a need to improve the operation speed as the logic power supply voltage becomes lower, for example, 3.3 V.
【００３１】ノイズ問題 さらに最近の記録ヘッドおよび記録ヘッドを用いた記録
装置（プリンタ）においては高速化や多ビット化の影響
から、電源ラインのインピダンスにより発生する電圧降
下やオーバシュート等のノイズ成分による誤動作が問題
になる場合がある。Noise Problems Further, in recent print heads and printing apparatuses (printers) using the print heads, due to the effects of high speed and multi-bit, noise components such as voltage drop and overshoot generated by the impedance of the power supply line cause noise. Malfunction may be a problem.
【００３２】例えば、代表的なＡ４プリンタの場合、本
体電源からヘッドに至るまでのフレキシブル基板などの
電源配線ケーブルの長さは約40cm程度になり、その抵抗
(R)成分はケーブルの材質や並行に接続する本数により
変化するがおよそ20mΩ〜100mΩ、またインダクタンス
(L)成分は0.1μH〜0.5μH程になる。さらに電源ライン
に寄生するインピーダンスとしてヘッドとのコンタクト
部分に付く接触抵抗やヘッド自身が持つ容量(C)成分が
ある。接触抵抗としてはコンタクト部分の材質や電源端
子として使用するパッドの数により変化するがおよそ30
mΩ〜200mΩ、また容量としてはおよそ10pF〜100pF程に
なる。For example, in the case of a typical A4 printer, the length of a power supply wiring cable such as a flexible board from the main body power supply to the head is about 40 cm, and the resistance of the cable is about 40 cm.
The (R) component varies depending on the material of the cable and the number of cables connected in parallel.
The component (L) is about 0.1 μH to 0.5 μH. Further, the impedance parasitic on the power supply line includes a contact resistance applied to a contact portion with the head and a capacitance (C) component of the head itself. The contact resistance varies depending on the material of the contact part and the number of pads used as power supply terminals, but is about 30.
mΩ to 200 mΩ, and the capacitance is about 10 pF to 100 pF.
【００３３】電源ラインに流れる電流としては1セグメ
ントにつき約150mA程度であり、１色あたりの最大同時
駆動のセグメント数を１６とした場合０．９Ａとなる。
したがって最近の６色カラープリンタにおいては瞬間的
な総電流は５．４Ａにもなる。The current flowing through the power supply line is about 150 mA per segment, and is 0.9 A when the maximum number of simultaneously driven segments per color is 16.
Therefore, in a recent six-color printer, the instantaneous total current is 5.4 A.
【００３４】前述のインピダンス成分R,L,Cからなる電
源ラインに５．４Ａの電流が流れた場合、オーバシュー
トによるリンギングが発生しこれが電源ラインの電圧を
揺らすことになる。その電圧変動は実測および電気回路
シミュレーションから０．５Ｖ〜１．０Ｖ程度である。When a current of 5.4 A flows through the power supply line composed of the impedance components R, L, and C, ringing due to overshoot occurs, which fluctuates the voltage of the power supply line. The voltage fluctuation is about 0.5 V to 1.0 V from actual measurement and electric circuit simulation.
【００３５】この電圧変動が特にドライバトランジスタ
のGNDラインに発生した場合には電流駆動のファンクシ
ョンに誤動作を生じる可能性が大きい。このためこの電
圧変動が起こった場合にも誤動作が起きないような手段
をとる必要がある。If this voltage fluctuation occurs especially in the GND line of the driver transistor, there is a high possibility that the current drive function will malfunction. For this reason, it is necessary to take measures to prevent a malfunction from occurring even when this voltage fluctuation occurs.
【００３６】ロジック部電圧共通化問題 最近の記録ヘッドおよび記録ヘッドを用いた記録装置
（プリンタ）においてはヒータ駆動回路やＣＰＵなどの
外部信号処理回路の高速化や設計ルールの微細化等によ
りロジック信号電圧は低電圧化する方向にあり、現状の
５Ｖから３．３Ｖ化への転換が急速に進んでいる。In the recent print head and a printing apparatus (printer) using the print head, the logic signal is increased by increasing the speed of a heater drive circuit or an external signal processing circuit such as a CPU or by miniaturizing design rules. The voltage is in the direction of lowering the voltage, and the transition from the current 5V to 3.3V is rapidly progressing.
【００３７】さらにＣＰＵの低電圧化はその製造プロセ
スの微細化度の進行とともに進むことになり、例えば、
０．５umルールのプロセスを用いた場合の電源電圧は
２．０Ｖ程度、０．１５〜０．１８umルールのプロセス
を用いた場合の電源電圧は１．５Ｖあるいはそれ以下に
なることが予想される。このとき外部処理回路の信号電
圧とヘッド内部のロジック信号電圧を等しくしておくこ
とは共通化の観点から装置全体のコストダウンにとって
重要であり、このことからヘッド内部のロジック信号電
圧も今後３．３Ｖ→２．０Ｖ→１．５Ｖ→それ以下と低
電圧化が進んでいくことになる。これに伴い特にロジッ
ク信号に従い、ドライバトランジスタの駆動を行う回路
ブロックにおいて低電圧化に伴い誤動作が発生する可能
性が高まるため低電圧に対応する手段を講じることや弊
害を除去するための手段をとる必要がある。Further, the lowering of the voltage of the CPU will proceed with the progress of the degree of miniaturization of the manufacturing process.
The power supply voltage when using the process of the 0.5 μm rule is expected to be about 2.0 V, and the power supply voltage when using the process of the 0.15 to 0.18 μm rule is expected to be 1.5 V or less. . At this time, it is important to equalize the signal voltage of the external processing circuit and the logic signal voltage inside the head from the viewpoint of commonality to reduce the cost of the entire apparatus. Therefore, the logic signal voltage inside the head will be 3. The lowering of the voltage proceeds from 3 V to 2.0 V to 1.5 V and below. Along with this, in particular, according to a logic signal, in a circuit block that drives a driver transistor, the possibility of malfunction occurring due to lowering of the voltage increases, so that a means corresponding to a low voltage is taken or a means for removing an adverse effect is taken. There is a need.
【００３８】本発明は上記問題点に対し、低電圧化され
たロジック電源電圧に対応し、ヘッドのロジック回路に
大幅な変更を加えることなく所望の性能を発揮すること
ができるように、記録装置本体および記録ヘッドの制御
回路のコスト上昇を招くことなく、その制御回路の動作
速度およびノイズ耐性を確保するとともに、記録ヘッド
と記録装置本体とのロジック部電圧共通化問題を解決す
ることができる記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた
記録装置を提供することを目的としている。The present invention is directed to a recording apparatus capable of responding to the above-mentioned problems and responding to a reduced logic power supply voltage, and exhibiting desired performance without making significant changes to the logic circuit of the head. Recording that can ensure the operation speed and noise resistance of the control circuit without increasing the cost of the control circuit of the main body and the recording head, and can solve the problem of common use of the logic part voltage between the recording head and the recording apparatus main body. It is an object to provide a head and a recording apparatus using the recording head.
【００３９】[0039]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の記録装置は、以下のような構成からなる。In order to achieve the above object, a recording apparatus according to the present invention has the following arrangement.
【００４０】即ち、与えられた駆動電圧に基づいて駆動
される記録素子と、該記録素子の駆動を制御する論理回
路とを備える記録ヘッドにおいて、前記与えられる駆動
電圧として、第１の電圧を受ける第１端子部と、さらに
前記与えられる駆動電圧として、前記第１の電圧より高
い第２の電圧を受ける第２端子部と、前記第１の電圧に
基づいて外部から入力される記録信号を前記第１の電圧
より高く前記第２の電圧より低い第３の電圧に昇圧して
前記論理回路に供給する第１のレベルコンバータとを有
することを特徴とする記録ヘッドを備える。That is, in a recording head including a printing element driven based on a given driving voltage and a logic circuit for controlling the driving of the printing element, a first voltage is received as the given driving voltage. A first terminal unit, a second terminal unit that receives a second voltage higher than the first voltage as the applied drive voltage, and a recording signal input from the outside based on the first voltage. A first level converter which boosts the voltage to a third voltage higher than the first voltage and lower than the second voltage and supplies the third voltage to the logic circuit.
【００４１】さらに、前記論理回路からの前記第３の電
圧に基づく出力を第２の電圧に昇圧して記録素子に供給
する第２のレベルコンバータを有すると良い。Further, it is preferable to have a second level converter which boosts an output based on the third voltage from the logic circuit to a second voltage and supplies the second voltage to a recording element.
【００４２】またさらに、第１のレベルコンバータを動
作させるために前記第１の電圧で電源を供給する第１の
定電圧源と、第２のレベルコンバータを動作させるため
に第２の電圧で電源を供給する第２の定電圧源とを備え
ると良い。Still further, a first constant voltage source for supplying power at the first voltage for operating the first level converter, and a power source for supplying a second voltage for operating the second level converter. And a second constant voltage source for supplying the voltage.
【００４３】前記記録素子は、ヒータと、そのヒータを
駆動するトランジスタを含むドライバとを有しており、
そのヒータには第２の電圧より高いヒータ電圧が印加さ
れることが望ましい。The recording element has a heater and a driver including a transistor for driving the heater.
It is desirable that a heater voltage higher than the second voltage be applied to the heater.
【００４４】さて、前記第１及び第２の定電圧源はヒー
タ電圧を電源電圧として前記第１の定電圧源は第１の電
圧を基準電圧として動作しても良いし、或いは、第２の
定電圧源がヒータ電圧を電源として動作する一方、第１
の定電圧源は第２の定電圧源から供給される第２の電圧
を電源電圧として第１の電圧を基準電圧として動作して
も良い。加えて、第１の定電圧源から供給される第１の
電圧での電力供給ラインの一端にコンデンサを付加する
と良い。The first and second constant voltage sources may operate using a heater voltage as a power supply voltage and the first constant voltage source may operate using the first voltage as a reference voltage. While the constant voltage source operates using the heater voltage as a power source, the first
May operate using the second voltage supplied from the second constant voltage source as the power supply voltage and the first voltage as the reference voltage. In addition, a capacitor may be added to one end of the power supply line at the first voltage supplied from the first constant voltage source.
【００４５】なお、前記第１の電圧は３．３Ｖ、前記第
３の電圧は５Ｖ程度であることが好ましい。It is preferable that the first voltage is about 3.3V and the third voltage is about 5V.
【００４６】前記記録ヘッドは、インクを吐出して記録
を行うインクジェット記録ヘッドでも良く、そのインク
ジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインク
を吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生
するための電気熱変換体を備えていることがより好まし
い。The recording head may be an ink jet recording head that performs recording by discharging ink. The ink jet recording head generates thermal energy to be applied to the ink in order to discharge the ink by using the thermal energy. It is more preferable that the electrothermal converter of the present invention is provided.
【００４７】また、前記第１の定電圧源はオペアンプに
より構成されることが好ましい。It is preferable that the first constant voltage source is constituted by an operational amplifier.
【００４８】また他の発明に従えば、上記の構成の記録
ヘッドを用いて記録ヘッドを行う記録装置を備える。According to another aspect of the present invention, there is provided a recording apparatus for performing a recording head using the recording head having the above-described configuration.
【００４９】[0049]
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
好適な実施形態について詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【００５０】＜装置本体の概略説明＞図１は、本発明の
代表的な実施形態であるインクジェットプリンタＩＪＲ
Ａの構成の概要を示す外観斜視図である。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、ガイドレール５０
０３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５０
００に対して押圧する。５００７，５００８はフォトカ
プラで、キャリッジのレバー５００６のこの域での存在
を確認して、モータ５０１３の回転方向切り換え等を行
うためのホームポジション検知器である。５０１６は記
録ヘッドＩＪＨの前面をキャップするキャップ部材５０
２２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。５０１７はクリーニングブレ
ードで、５０１９はこのブレードを前後方向に移動可能
にする部材であり、本体支持板５０１８にこれらが支持
されている。ブレードは、この形態でなく周知のクリー
ニングブレードが本例に適用できることは言うまでもな
い。又、５０２１は、吸引回復の吸引を開始するための
レバーで、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に
伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切り
換え等の公知の伝達機構で移動制御される。<Schematic Description of Apparatus Main Body> FIG. 1 shows an ink jet printer IJR as a typical embodiment of the present invention.
It is an external appearance perspective view which shows the outline of the structure of A. In FIG. 1, a carriage HC that engages with a spiral groove 5004 of a lead screw 5005 that rotates via driving force transmission gears 5009 to 5011 in conjunction with forward and reverse rotation of a drive motor 5013 has pins (not shown). Guide rail 50
03 reciprocates in the directions of arrows a and b. The carriage HC includes a recording head IJH and an ink tank IT.
Integrated inkjet cartridge IJC
Is installed. Reference numeral 5002 denotes a paper pressing plate, which feeds the recording paper P to the platen 50 over the moving direction of the carriage HC.
Press against 00. Reference numerals 5007 and 5008 denote photocouplers, which are home position detectors for confirming the presence of the carriage lever 5006 in this region and switching the rotation direction of the motor 5013. Reference numeral 5016 denotes a cap member 50 for capping the front surface of the recording head IJH.
Reference numeral 5015 denotes a suction device that suctions the inside of the cap, and performs suction recovery of the recording head through an opening 5023 in the cap. Reference numeral 5017 denotes a cleaning blade. Reference numeral 5019 denotes a member which allows the blade to move in the front-rear direction. These members are supported by a main body support plate 5018. It goes without saying that the blade is not limited to this form, and a well-known cleaning blade can be applied to this embodiment. Reference numeral 5021 denotes a lever for starting suction for recovery of suction. The lever 5021 moves with the movement of the cam 5020 that engages with the carriage. Is done.
【００５１】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側の領域に来
た時にリードスクリュー５００５の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が行えるように構成されている
が、周知のタイミングで所望の動作を行うようにすれ
ば、本例にはいずれも適用できる。The capping, cleaning, and suction recovery are configured so that desired processing can be performed at the corresponding position by the action of the lead screw 5005 when the carriage comes to the area on the home position side. If a desired operation is performed at the timing, any of the embodiments can be applied.
【００５２】＜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 Structure> Next, a control structure for executing the recording control of the above-described apparatus will be described.
【００５３】図２はインクジェットプリンタＩＪＲＡの
制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示
す同図において、１７００はプリンタ本体を制御する例
えばパーソナルコンピュータなどから出力された記録信
号をプリンタ本体へ入力するためのインタフェース、１
７０１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（上記記録信号や記録ヘッドＩＪＨに供給される記録
データ等）を保存しておくＤＲＡＭである。記録ヘッド
１７０８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、Ｍ
ＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転送制御も行
う。１７１０は記録ヘッド１７０８を搬送するためのキ
ャリアモータ、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。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control circuit of the ink jet printer IJRA. In the figure showing a control circuit, reference numeral 1700 denotes an interface for inputting a recording signal output from, for example, a personal computer for controlling the printer main body to the printer main body.
Reference numeral 701 denotes an MPU; 1702, a ROM for storing a control program executed by the MPU 1701; and 1703, a DRAM for storing various data (the print signal and print data supplied to the print head IJH). A gate array (GA) for controlling supply of print data to the print head 1708 is provided.
Data transfer between the PU 1701 and the RAM 1703 is also controlled. Reference numeral 1710 denotes a carrier motor for transporting the recording head 1708, and reference numeral 1709 denotes a transport motor for transporting 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.
【００５４】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１７
０４とＭＰＵ１７０１との間で記録信号がプリント用の
記録データに変換される。そして、モータドライバ１７
０６、１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ１
７０５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 is input to the interface 1700, the gate array 17
04 and the MPU 1701 converts the recording signal into recording data for printing. Then, the motor driver 17
06 and 1707 are driven, and the head driver 1
705 according to the print data sent to the print head IJH.
Is driven to perform recording.
【００５５】なお、図２に示す制御回路は３．３Ｖの電
源電圧で動作するように構成されており、その制御回路
から記録ヘッドＩＪＨに供給される記録データや制御信
号も電圧３．３Ｖで制御される。The control circuit shown in FIG. 2 is configured to operate at a power supply voltage of 3.3 V, and print data and control signals supplied from the control circuit to the print head IJH also have a voltage of 3.3 V. Controlled.
【００５６】次に以上の構成の記録装置に用いられる記
録ヘッドＩＪＨのいくつかの実施形態について基板上
（ヒータボード上）に作りこまれる駆動回路の構成を中
心に説明する。Next, several embodiments of the recording head IJH used in the recording apparatus having the above-described configuration will be described focusing on the configuration of a driving circuit formed on a substrate (on a heater board).
【００５７】なお、説明で用いる「素子基体上」という
表現は、単に素子基体の上を指し示すだけでなく、素子
基体の表面、表面近傍の素子基体内部側をも示すもので
ある。また、本発明でいう「作りこみ（ビルトイン（bu
ilt-in））」とは、別体の各素子を単に基体上に配置す
ることを指し示している言葉ではなく、各素子を半導体
回路の製造工程などによって素子基体上に一体的に形
成、製造することを示すものである。The expression “on the element substrate” used in the description not only indicates the upper side of the element substrate but also the surface of the element substrate and the inside of the element substrate near the surface. In addition, the term “built-in (built-in)
“ilt-in))” is not a term that simply indicates that each element is placed on a substrate, but rather that each element is integrally formed on the element substrate through a semiconductor circuit manufacturing process or the like. It indicates that
【００５８】なお、基板の上には各記録素子に対応して
インク吐出口やこのインク吐出口に連通した流路を形成
する部材（不図示）が設けられており、これにより記録
ヘッドを構成している。Note that a member (not shown) for forming an ink ejection port and a flow path communicating with the ink ejection port is provided on the substrate corresponding to each recording element, thereby forming a recording head. are doing.
【００５９】そして、この記録素子上に供給されるイン
クを記録素子の駆動によって加熱することで膜沸騰によ
る気泡を発生させインクを吐出口から吐出する構成とな
っている。The ink supplied onto the recording element is heated by driving the recording element to generate bubbles due to film boiling, and the ink is discharged from the discharge port.
【００６０】まず、装置とヘッドとの関係から説明す
る。First, the relationship between the apparatus and the head will be described.
【００６１】＜実施例１＞図１６は、従来のロジック電
源電圧が本体含めて５Ｖであった時代に構築し、安定し
た品質を維持し製品化されてきているロジック電源電圧
５Ｖ、ロジック信号入力ＨＩＧＨレベルが５Ｖで最適化
されたインクジェット記録ヘッド用基板２０１１を記録
装置本体２０００からロジック電源電圧３．３Ｖ、ロジ
ック信号入力ＨＩＧＨレベル３．３Ｖでヘッドを駆動す
るロジック電源、信号が供給されている実施例を示す
（ＧＮＤ、及び他の例えばヘッド内の温度を検出するた
めのセンサ等は図示せず）。<Embodiment 1> FIG. 16 shows a logic power supply voltage of 5 V, a logic signal input, which has been built in the era when the conventional logic power supply voltage was 5 V including the main body, and has been stably manufactured. A logic power supply voltage of 3.3 V and a logic power supply and a signal for driving the head at a logic signal input HIGH level of 3.3 V are supplied from the printing apparatus main body 2000 to the inkjet print head substrate 2011 optimized at the HIGH level of 5 V. An embodiment is shown (GND and other sensors for detecting the temperature in the head, for example, are not shown).
【００６２】ロジック電源電圧５Ｖ、ロジック信号入力
ＨＩＧＨレベルが５Ｖで最適化されたインクジェット記
録ヘッド用基板２０１１については、図２０（ａ）に示
す従来の構成と同様である。The inkjet print head substrate 2011 optimized with a logic power supply voltage of 5 V and a logic signal input HIGH level of 5 V is the same as the conventional configuration shown in FIG.
【００６３】ここで、記録装置本体２０００と記録装置
本体２０００にプリントするためのデータを送信するＰ
Ｃ等のコントローラ（図示せず）間はデータ通信方法
（通信インタフェース２００１）として電源電圧が３．
３ＶであるＵＳＢによりデータのやりとりがなされてい
る。また、記録装置本体２０００の基板内のＣＰＵ２０
０４、ヘッドを駆動するための制御、画像処理等の複雑
な処理を行うＡＳＩＣ等のロジックをメインとしたＩＣ
２００５は３．３Ｖにより動作している。このＩＣ２０
０５の電源は図１６に示すように記録装置本体２０００
に搭載された３．３Ｖ電源より供給されている。ここで
インクジェット記録ヘッド２０１０を駆動するために装
置内に設けられたロジック電源２００２からの前記ロジ
ック電源電圧２０４０（３．３Ｖ）とＡＳＩＣ等からの
出力信号２０３０（ＨＩＧＨレベル３．３Ｖ）、及びイ
ンクを吐出させるために発熱体を駆動するための高電圧
電源（ＨＶ）２００３からのヒータ駆動電圧２０５０
（１９Ｖ）が少なくとも記録装置本体２０００からイン
クジェット記録ヘッド部２０１０に供給されている。Here, the recording apparatus main body 2000 and P for transmitting data to be printed to the recording apparatus main body 2000 are described.
C and the like (not shown) as a data communication method (communication interface 2001).
Data is exchanged by USB of 3V. Also, the CPU 20 in the substrate of the recording apparatus main body 2000
04, an IC mainly composed of logic such as an ASIC for performing complicated processing such as control for driving the head and image processing.
2005 operates at 3.3V. This IC20
As shown in FIG.
Is supplied from a 3.3V power supply mounted on the. Here, the logic power supply voltage 2040 (3.3 V) from a logic power supply 2002 provided in the apparatus for driving the inkjet recording head 2010, an output signal 2030 (HIGH level 3.3V) from an ASIC or the like, and ink Heater driving voltage 2050 from a high voltage power supply (HV) 2003 for driving the heating element to discharge
(19V) is supplied from at least the recording apparatus main body 2000 to the inkjet recording head unit 2010.
【００６４】この実施例では、図２０（ｂ）に表される
ようなヘッドに供給されるロジックの電源電圧２０４
０、信号レベル２０３０がインクジェット記録ヘッド用
基板にとって従来の５Ｖから３．３Ｖに低下したことに
よる、画像データ処理（転送）能力の低下を抑えるた
め、インクジェット記録ヘッド部２０１０（インクジェ
ット記録ヘッドをささえているキャリッジ部を含む）に
記録装置本体２０００からの電圧的に安定しているロジ
ック電源２００２である３．３Ｖを基準として、一定の
電圧増幅をおこなって出力として５Ｖをだすロジック電
源電圧の昇圧部２０２０をインクジェット記録ヘッド部
に配置した。この昇圧部２０２０により出力される５Ｖ
を従来から用いてきたロジック電源電圧及び入力信号の
ＨＩＧＨレベルが５Ｖで最適化されている発熱体、発熱
体を駆動するためのドライバ、及びドライバを制御する
ためのロジック回路がシリコン等の半導体基板上に同時
に形成されているインクジェット記録ヘッド用基板２０
１１のロジック電源電圧として供給した。またこの昇圧
部２０２０の電圧を３．３Ｖから５Ｖに上げるためのこ
の昇圧部２０２０の電源としては、発熱体を駆動するた
めの電源電圧（１９Ｖ）２０５０を利用した。この電源
電圧２００３は、発熱体を駆動する際の瞬間的に数Ａと
いう大電流により、リンギング、電圧降下等が高周波的
に発生するが、本発明による実施例においては、安定し
ているロジック電源電圧２０４０の３．３Ｖを基準とし
て一定倍の増幅を行って５Ｖを作っていることから、昇
圧部２０２０用の電源としては５Ｖに対して十分に大き
い値であればその電源が変動しても、一定倍の増幅部に
より出力の５Ｖは変動しないというメリットがある。発
熱体を駆動するための電源電圧２０５０は、５Ｖに対し
て十分高い電圧であるので、本実施例において昇圧部２
０２０より安定した５Ｖの電圧を出力することができ
る。本実施例によりインクジェット記録ヘッド用基板２
０１１に、ロジック電源電圧として５Ｖを供給すること
ができたことにより、インクジェット記録ヘッド用基板
２０１１内にある多数のロジック回路が５Ｖの振幅で動
作することにより従来のロジック電源電圧が５Ｖでの動
作速度に近づけることができた。大電流を流すＨＶ系と
ロジック回路が発熱部含めて一体に形成されたインクジ
ェット記録ヘッド用基板のロジック部を３．３Ｖに最適
化することは容易ではないため、本発明により本体側の
ロジック電源電圧・信号出力レベルが変化しても従来の
技術を利用することができた。In this embodiment, the power supply voltage 204 of the logic supplied to the head as shown in FIG.
0, in order to suppress a decrease in the image data processing (transfer) capability due to the signal level 2030 being reduced from 5V to 3.3V for the substrate for the inkjet printhead, the inkjet printhead unit 2010 (supporting the inkjet printhead). (A carriage unit included in the printer), a logic power supply voltage step-up unit that amplifies a constant voltage with reference to 3.3 V, which is a logic power supply 2002 that is voltage stable from the printing apparatus main body 2000, and outputs 5 V as an output. 2020 was arranged in the ink jet recording head section. 5V output by the booster 2020
A heating element optimized for a logic power supply voltage and a HIGH level of an input signal of 5 V, a driver for driving the heating element, and a logic circuit for controlling the driver are formed of a semiconductor substrate such as silicon. The substrate 20 for the ink jet recording head simultaneously formed thereon
11 logic power supply voltages. A power supply voltage (19V) 2050 for driving the heating element was used as a power supply of the boosting unit 2020 for raising the voltage of the boosting unit 2020 from 3.3V to 5V. In the power supply voltage 2003, ringing, voltage drop and the like occur at high frequency due to a large current of several A instantaneously when the heating element is driven. In the embodiment according to the present invention, a stable logic power supply is used. Since 5 V is generated by performing amplification by a fixed factor based on 3.3 V of the voltage 2040, if the value of the power supply for the boosting unit 2020 is sufficiently larger than 5 V, even if the power supply fluctuates. There is an advantage that the output of 5 V does not fluctuate due to the amplifying unit of a constant magnification. Since the power supply voltage 2050 for driving the heating element is sufficiently higher than 5 V, the booster 2 20
It is possible to output a stable voltage of 5 V from 020. According to the present embodiment, the substrate 2 for the ink jet recording head
011 can supply 5 V as a logic power supply voltage, so that a large number of logic circuits in the ink jet print head substrate 2011 operate at an amplitude of 5 V, so that the conventional operation at a logic power supply voltage of 5 V is performed. Speed could be approached. Since it is not easy to optimize the logic portion of the substrate for an ink jet print head, in which the HV system and the logic circuit including a heat generating portion, which flow a large current, are integrally formed, it is not easy to optimize the logic portion. Even if the voltage / signal output level changes, the conventional technology can be used.
【００６５】＜実施例２＞実施例１においては、ヘッド
部２０１０に基板２０１１とは別部品として記録装置本
体２０００から供給されるロジック電源電圧昇圧部２０
２０を設けた。ここでインクジェット記録ヘッド用基板
２０１１は発熱体を駆動するための高耐圧、大電流対応
のドライバ、及びシフトレジスタ等画像データを処理す
るための微細なルールで形成されたロジック回路の両方
を備えており、半導体プロセスとして電圧をアップする
昇圧部２０２０を形成することができることに着目し
た。そこで本発明の実施例２として、実施例１での昇圧
部２０２０をインクジェット記録ヘッド用基板２０１１
内に同時に形成した（図１７）。この場合、従来のイン
クジェット記録ヘッド用基板としての機能等はそのまま
で昇圧部のみ追加する構成をとっている。こうすること
により、別部品として搭載する必要性がなくなり、部品
コスト、部品スペース、実装コスト等においてメリット
がある。<Embodiment 2> In the first embodiment, the logic power supply voltage boosting unit 20 supplied from the printing apparatus main body 2000 to the head unit 2010 as a component separate from the substrate 2011 is used.
20 were provided. Here, the substrate 2011 for the inkjet recording head includes both a driver with a high withstand voltage and a large current for driving the heating element, and a logic circuit formed by a fine rule for processing image data such as a shift register. Therefore, attention has been paid to the fact that the boosting section 2020 for increasing the voltage can be formed as a semiconductor process. Therefore, as a second embodiment of the present invention, the booster 2020 in the first embodiment is replaced with the inkjet printhead substrate 2011.
(FIG. 17). In this case, a configuration is adopted in which only the step-up unit is added while the function as the substrate for the conventional inkjet recording head is kept as it is. This eliminates the need for mounting as a separate component, and has advantages in component cost, component space, mounting cost, and the like.
【００６６】＜実施例３、４＞これら２つの実施例は、
図１８及び図１９を用いて夫々説明する。<Embodiments 3 and 4>
This will be described with reference to FIGS. 18 and 19, respectively.
【００６７】実施例１、２においては、インクジェット
記録ヘッド用基板２０１１に供給するロジック電源電圧
２０４０にヘッド２０１０、インクジェット記録ヘッド
用基板２０１１内等で本体のロジック電源電圧である
３．３Ｖを基準に電圧増幅することで作成した５Ｖを利
用することで速度アップを実現した。ただし、前記イン
クジェット記録ヘッド用基板２０１０に記録装置本体２
０００より供給されるロジック信号ＨＩＧＨレベル２０
３０については、まだ３．３Ｖのままでありインクジェ
ット記録ヘッド用基板２０１１内の大部分が５Ｖの振幅
で動作しているので従来からは処理スピードがアップし
ているがさらにスピードをあげる手段としてこの実施例
においては、３．３Ｖのロジック信号を受け取り、信号
出力レベルを５Ｖにレベルシフトする高速処理用ＩＣ２
０２１を用意することを行った。インクジェット記録ヘ
ッド用基板２０１１は、ロジックのプロセス自体が５Ｖ
で最適化されており、高速で信号レベルが変化するロジ
ック信号部についてロジック電源電圧のＤＣ的な部分の
ように単純に３．３Ｖを５Ｖにレベルシフトすることは
できない。In the first and second embodiments, the logic power supply voltage 2040 to be supplied to the substrate 2011 for the ink jet print head is based on the logic power supply voltage 3.3 V of the main body inside the head 2010 and the substrate 2011 for the ink jet print head. The speed was increased by using 5V created by voltage amplification. However, the recording apparatus main body 2 is provided on the substrate 2010 for the inkjet recording head.
Logic signal HIGH level supplied from 000
The processing speed of 30 is still 3.3 V and most of the inside of the inkjet print head substrate 2011 operates at an amplitude of 5 V, so that the processing speed has been increased conventionally, but as a means for further increasing the processing speed. In this embodiment, the high-speed processing IC 2 receives a 3.3 V logic signal and shifts the signal output level to 5 V.
No. 021 was prepared. The substrate 2011 for the inkjet recording head has a logic process itself of 5V.
It is not possible to simply shift the level of 3.3 V to 5 V in the logic signal portion in which the signal level changes at high speed as in the DC portion of the logic power supply voltage.
【００６８】したがって、この実施例においては３．３
Ｖに最適化された別プロセスのＩＣ２０２１を容易し
て、記録装置本体２０００からの３．３Ｖの振幅で供給
されるロジック信号２０３０を一度受けて、遅延なく高
速で５Ｖに変換して出力する高速ロジック信号振幅レベ
ルシフト部２０２１を別部品でさらにインクジェット記
録ヘッド２０１０に構成した。このロジック信号レベル
シフト部は、発熱体、発熱体を駆動するためのドライバ
一体ＩＣに求められる高耐圧、大電流、熱に影響される
ことはなく、単純に高速にレベルを３．３Ｖから５Ｖに
シフトするものである。レベルをシフトした後の５Ｖの
電源がこのレベルシフト部２０２１は必要となるが、こ
の電源を本発明においては、実施例１あるいは２で説明
したロジック電源電圧昇圧部２０２０の出力を利用し
た。実施例３、４においては、このレベルシフト部に
３．３Ｖと５Ｖの両方をこのレベルシフト部の電源とし
て供給しているが、５Ｖのみでも問題はない。Therefore, in this embodiment, 3.3
The IC 2021 of another process optimized for V is facilitated, receives once the logic signal 2030 supplied with the 3.3 V amplitude from the recording apparatus main body 2000, converts it to 5V at high speed without delay, and outputs it. The logic signal amplitude level shift unit 2021 is formed as a separate component in the inkjet recording head 2010. This logic signal level shifter is simply high-speed from 3.3 V to 5 V without being affected by the high withstand voltage, large current, and heat required for the heating element and the driver integrated IC for driving the heating element. It shifts to. The level shift unit 2021 needs a 5V power supply after the level is shifted. In the present invention, the power supply uses the output of the logic power supply voltage boosting unit 2020 described in the first or second embodiment. In the third and fourth embodiments, both 3.3 V and 5 V are supplied to the level shift unit as the power supply of the level shift unit. However, there is no problem with only 5 V.
【００６９】この実施例により、これまで長い時間をか
けて発熱体、ドライバ、ロジック回路をロジック電源電
圧５Ｖでマッチングして安定性を確保してきたインクジ
ェット記録ヘッド用基板を印字装置本体の環境（ロジッ
ク電源電圧低下）によってスピードダウンをせずに利用
できるようになった。According to this embodiment, the substrate for the ink jet recording head, which has been secured for a long time by matching the heating element, the driver, and the logic circuit with the logic power supply voltage of 5 V to secure the stability, is used for the environment (logic (Power supply voltage drop), it can be used without speeding down.
【００７０】以下、記録ヘッド、特に基板内における回
路の詳細を説明する。The details of the recording head, particularly the circuit in the substrate, will be described below.
【００７１】＜第１実施形態＞図３は第１実施形態に従
う記録ヘッドＩＪＨの制御回路の構成を示すブロック図
である。なお、図３において、従来例で説明したのと同
じ構成要素や同じ信号には同じ参照番号や記号を付しそ
の説明は省略する。<First Embodiment> FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control circuit of a printhead IJH according to a first embodiment. In FIG. 3, the same components and signals as those described in the conventional example are denoted by the same reference numerals and symbols, and description thereof will be omitted.
【００７２】図３に示されているように、この制御回路
には電源端子としてヒータ電源端子ＶＨおよびロジック
電源端子ＶＬの２端子が設けられている。ここでＶＨか
らはヒータ用の電源電圧（ＶＬ＜ＶＨ）が供給され、Ｖ
Ｌから記録装置本体のＬＳＩ電源電圧である、例えば、
３．３Ｖの電圧が供給される。また、ｎ個のロジック信
号入力端子ＩＮ１、ＩＮ２、……ＩＮｎを介して供給さ
れる記録装置本体のＬＳＩからのロジック信号の振幅は
ＶＬと同電位である。As shown in FIG. 3, this control circuit is provided with two terminals of a heater power supply terminal VH and a logic power supply terminal VL as power supply terminals. Here, a power supply voltage (VL <VH) for the heater is supplied from VH,
L to the LSI power supply voltage of the recording apparatus main body, for example,
A voltage of 3.3V is supplied. Further, the amplitude of the logic signal supplied from the LSI of the printing apparatus main body supplied through the n logic signal input terminals IN1, IN2,..., INn is the same potential as VL.
【００７３】さて、シュミットトリガ回路１０１により
波形整形された記録装置本体から転送されたロジック信
号ＩＮ１、ＩＮ２、……ＩＮｎは、その振幅レベルを高
くするためにレベルコンバータ（ＬＶＣ）１０７へ入力
される。The logic signals IN1, IN2,..., INn transferred from the recording apparatus main body whose waveforms have been shaped by the Schmitt trigger circuit 101 are input to a level converter (LVC) 107 in order to increase their amplitude levels. .
【００７４】レベルコンバータ（ＬＶＣ）１０７は、ロ
ジック信号の振幅レベルを所望の回路動作速度およびノ
イズ耐性が得られる電圧まで高めることを目的として備
えられたものである。この実施形態において、この電圧
レベル（ＶＭ２）は、ＶＬ＜ＶＭ２＜ＶＨとなってお
り、このＶＭ２は制御回路に設けられた定電圧源１０８
においてＶＨを電源電圧とし、ＶＬを基準電位として生
成された電圧である。The level converter (LVC) 107 is provided for the purpose of increasing the amplitude level of the logic signal to a voltage at which a desired circuit operation speed and noise resistance can be obtained. In this embodiment, the voltage level (VM2) satisfies VL <VM2 <VH, and this VM2 is a constant voltage source 108 provided in the control circuit.
Are voltages generated using VH as a power supply voltage and VL as a reference potential.
【００７５】レベルコンバータ（ＬＶＣ）１０７におい
て振幅レベルがＶＬからＶＭ２にまで高められたロジッ
ク信号は、同じくＶＭ２を電源とする論理回路１０２へ
と入力される。論理回路１０２は、振幅レベルがＶＭ２
となったロジック信号に基づいてヒータに通電を行うタ
イミングやその通電時間などを各ヒータに応じてそれぞ
れ決定し、従来例と同様に、レベルコンバータ（ＬＶ
Ｃ）１０３）を経由してヒータドライバのトランジスタ
１０４へと接続される。The logic signal whose amplitude level has been increased from VL to VM2 in the level converter (LVC) 107 is input to the logic circuit 102 also powered by VM2. The logic circuit 102 has an amplitude level of VM2
Based on the logic signal, the timing for energizing the heater and the energizing time are determined for each heater, and the level converter (LV) is used as in the conventional example.
C) via 103) to the transistor 104 of the heater driver.
【００７６】レベルコンバータ（ＬＶＣ）１０３を経由
するのは、従来例と同様に論理回路１０２の出力電圧
（ＶＭ２）をより高い電圧（ＶＭ１）へと電圧レベル変
換してヒータドライバ１０４を駆動することで、そのト
ランジスタの駆動能力を向上することを目的としている
からである。ここで、ＶＭ２＜ＶＭ１＜ＶＨであり、Ｖ
Ｍ１はヒータ駆動電圧（ＶＨ）に基づいて定電圧源１０
６により生成される。The reason for passing through the level converter (LVC) 103 is to drive the heater driver 104 by converting the output voltage (VM2) of the logic circuit 102 to a higher voltage (VM1) as in the conventional example. This is because the purpose is to improve the driving capability of the transistor. Here, VM2 <VM1 <VH, and V
M1 is a constant voltage source 10 based on the heater drive voltage (VH).
6 is generated.
【００７７】通常、ＶＭ１の値は、ヒータドライバのト
ランジスタのデバイス耐圧により決定され、トランジス
タの駆動能力を向上する目的で耐圧以下のできるだけ高
い値としている。Normally, the value of VM1 is determined by the device breakdown voltage of the transistor of the heater driver, and is set to a value as high as possible below the breakdown voltage for the purpose of improving the driving capability of the transistor.
【００７８】図４は定電圧源１０８の構成を示す回路図
である。FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of constant voltage source 108.
【００７９】図４に示すように、定電圧源１０８はＶＬ
を基準電位、ＶＨを電源電圧としたオペアンプ２０１と
抵抗２０２、および抵抗２０３とで構成される。ここ
で、ＶＭ２が論理回路１０２において所望の回路動作速
度およびノイズ耐性が得られる電圧となるように抵抗２
０２および抵抗２０３の抵抗値は設定される。As shown in FIG. 4, the constant voltage source 108 is VL
, A reference potential, VH as a power supply voltage, an operational amplifier 201, a resistor 202, and a resistor 203. Here, the resistance 2 is adjusted so that VM2 becomes a voltage at which a desired circuit operation speed and noise resistance can be obtained in the logic circuit 102.
02 and the resistance value of the resistor 203 are set.
【００８０】従来例でも説明したように、ヒータ電源電
圧（ＶＨ）は製品の仕様により１０数Ｖ〜数１０Ｖとな
る。このヒータ電源からは、インク発泡時に瞬間的に数
Ａの電流が流れ、その時に電源配線などでの電圧降下の
影響で数Ｖ（０．５〜１．０Ｖ）程度の電源電圧変動が
発生する。このとき、論理回路１０２の駆動電圧（ＶＭ
２）はこの電源電圧変動の影響を受けない値、例えば、
５Ｖ程度となるように各抵抗値を設定することでヒータ
電源電圧（ＶＨ）が変動しても安定した電圧を得ること
が可能となる。ここで、基準電位（ＶＬ）は、例えば
３．３Ｖやそれ以下という論理回路の駆動電圧（ＶＭ
２）よりも低くなっている。As described in the conventional example, the heater power supply voltage (VH) ranges from several tens of volts to several tens of volts depending on product specifications. A current of several A flows instantaneously from the heater power supply at the time of ink bubbling, and at that time, a power supply voltage fluctuation of about several V (0.5 to 1.0 V) occurs due to a voltage drop in a power supply wiring or the like. . At this time, the drive voltage (VM
2) is a value that is not affected by the power supply voltage fluctuation, for example,
By setting each resistance value to about 5 V, a stable voltage can be obtained even if the heater power supply voltage (VH) fluctuates. Here, the reference potential (VL) is, for example, 3.3 V or lower, which is the drive voltage (VM) of the logic circuit.
It is lower than 2).
【００８１】ここで基準電位（ＶＬ）にはヒータ電源電
圧のように大きい電流が流れることはないため、電源電
圧として安定している。この安定した基準電位により、
定電圧源１０８より供給される論理回路駆動電圧（ＶＭ
２）は安定した電圧とすることができ、安定した回路動
作速度およびノイズ耐性を得ることが可能となる。Here, since a large current like the heater power supply voltage does not flow through the reference potential (VL), the power supply voltage is stable. With this stable reference potential,
The logic circuit drive voltage (VM) supplied from the constant voltage source 108
In 2), a stable voltage can be obtained, and a stable circuit operation speed and noise resistance can be obtained.
【００８２】さて、定電圧源１０６の内部回路は図４に
示した定電圧源１０８と同様の構成でも良いが、従来例
で示した図９に示す構成でも良い。定電圧源１０６が従
来例で示した図９に示す構成をとる場合、ＶＭ１はヒー
タ電源電圧（ＶＨ）の変動により変化することになる。
しかし、この変化が、ヒータドライバ１０４のトランジ
スタのオン抵抗の変化として大きく現れないように電圧
を設定すれば動作上問題はない。The internal circuit of the constant voltage source 106 may have the same configuration as that of the constant voltage source 108 shown in FIG. 4, but may have the configuration shown in FIG. When the constant voltage source 106 has the configuration shown in FIG. 9 shown in the conventional example, the VM1 changes due to the fluctuation of the heater power supply voltage (VH).
However, there is no operational problem if the voltage is set so that this change does not significantly appear as a change in the on-resistance of the transistor of the heater driver 104.
【００８３】また、図３に示すレベルコンバータ（ＬＶ
Ｃ）１０３、１０７は、従来例で示した図１０に示す構
成と同様の回路構成をとることで実現できる。この場
合、レベルコンバータ１０７のインバータの電源はＶＭ
２を用いることとなる。The level converter (LV) shown in FIG.
C) 103 and 107 can be realized by adopting a circuit configuration similar to the configuration shown in FIG. 10 shown in the conventional example. In this case, the power supply of the inverter of the level converter 107 is VM
2 will be used.
【００８４】しかしながら、消費電力を抑えたり、ＰＭ
ＯＳトランジスタの耐圧が十分得ることが難しい場合な
どには、レベルコンバータの構成を図５に示す構成にす
ることが望ましい。However, power consumption can be reduced,
In the case where it is difficult to sufficiently obtain the withstand voltage of the OS transistor, for example, it is desirable that the configuration of the level converter be the configuration shown in FIG.
【００８５】図５はレベルコンバータ１０３、１０７の
別の構成を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing another configuration of level converters 103 and 107.
【００８６】この構成によれば、電圧変換回路にＮＭＯ
ＳとＰＭＯＳを組み合わせたＣＭＯＳインバータを採用
することにより電圧変換するために貫通電流が流れるこ
となく、消費電流を低く抑えることが可能となる。この
レベルコンバータは、ＮＭＯＳトランジスタのみ高耐圧
化が可能で、ＰＭＯＳトランジスタの耐圧を十分得るこ
とが難しい場合などに採用すると効果的である。According to this configuration, the NMO is added to the voltage conversion circuit.
By adopting a CMOS inverter combining S and PMOS, it is possible to suppress current consumption without causing a through current to flow for voltage conversion. This level converter can effectively increase the breakdown voltage of only the NMOS transistor, and is effective when adopted when it is difficult to sufficiently obtain the breakdown voltage of the PMOS transistor.
【００８７】従って以上説明した実施形態に従えば、シ
ュミットトリガ回路の後段にレベルコンバータを設ける
ことにより、記録装置本体から供給されるロジック電圧
が従来とは異なり低く（例えば、３．３Ｖ）ても、この
レベルをＶＭ２に昇圧して例えば、５Ｖ程度にして論理
回路に供給するので、ヒータ電源電圧（ＶＨ）が変動し
ても安定した電圧でロジック電圧を得ることができる。Therefore, according to the embodiment described above, by providing the level converter at the subsequent stage of the Schmitt trigger circuit, even if the logic voltage supplied from the printing apparatus main body is lower than the conventional one (eg, 3.3 V), Since this level is boosted to VM2 and supplied to the logic circuit at, for example, about 5 V, a logic voltage can be obtained at a stable voltage even if the heater power supply voltage (VH) fluctuates.
【００８８】さらにこの昇圧に用いる５Ｖ程度の電圧
（ＶＭ２）は、ヒータ電源電圧（ＶＨ）から記録ヘッド
基板内部で発生させることで本体から別途専用の電源供
給を受ける必要がない。Further, the voltage (VM2) of about 5 V used for the boosting is generated from the heater power supply voltage (VH) inside the recording head substrate, so that it is not necessary to separately receive a dedicated power supply from the main body.
【００８９】またさらに、昇圧するための５Ｖ程度の電
圧（ＶＭ２）を発生させる定電圧源１０８は、記録装置
本体が既に有しているロジック電圧（ＶＬ）、例えば
３．３Ｖを基準電圧として利用することで、大電流が流
れる故に変動が大きいヒータ電源電圧（ＶＨ）の影響を
受けることなく、安定した電圧供給が可能となる。ここ
でロジック電圧はヒータ電源電圧と異なり、大電流によ
る電源電圧変動はないため安定した基準電位となりう
る。Further, the constant voltage source 108 for generating a voltage (VM2) of about 5 V for boosting uses a logic voltage (VL), for example, 3.3 V, which the recording apparatus main body already has, as a reference voltage. By doing so, it is possible to supply a stable voltage without being affected by the heater power supply voltage (VH), which fluctuates greatly because a large current flows. Here, the logic voltage can be a stable reference potential because there is no power supply voltage fluctuation due to a large current, unlike the heater power supply voltage.
【００９０】これにより、記録装置本体側からは低電圧
のロジック電圧を供給すれば良く、記録ヘッドへの信号
供給に特別な電源回路を備える必要はなくなる。これは
記録装置本体のコスト削減に寄与する。また、記録ヘッ
ドの制御回路では論理回路が依然として高い電圧（例え
ば、５Ｖ）で動作できるので、ヒータ電源電圧の変動に
よる影響をうけにくく、信頼性の高い動作（速度、ノイ
ズ耐性）を確保できる。また入力される低電圧のロジッ
ク電圧がより低い電圧、たとえば３．３Ｖ→２．０Ｖ→
１．５Ｖ→それ以下と低電圧化が進んでいく場合におい
ても、入力段のシュミットトリガ回路のしきい値を調整
するだけで同様な信頼性の高い動作が実現でき、記録装
置本体ロジック部とのインタフェースに関する弊害を解
決することが容易となる。As a result, it is only necessary to supply a low logic voltage from the recording apparatus main body side, and it is not necessary to provide a special power supply circuit for supplying signals to the recording head. This contributes to cost reduction of the recording apparatus main body. Further, since the logic circuit can still operate at a high voltage (for example, 5 V) in the control circuit of the printhead, it is hardly affected by fluctuations in the heater power supply voltage, and a highly reliable operation (speed, noise resistance) can be secured. Also, the input low-voltage logic voltage is lower, for example, 3.3V → 2.0V →
Even when the voltage is reduced from 1.5 V to less, the same highly reliable operation can be realized only by adjusting the threshold value of the Schmitt trigger circuit of the input stage, and the logic of the recording apparatus main body can be realized. It is easy to solve the adverse effects related to the interface.
【００９１】＜第２実施形態＞第１実施形態では、論理
回路１０２の駆動電圧（ＶＭ２）をヒータ電源電圧（Ｖ
Ｈ）に基づいて定電圧源１０８で発生させていた。上述
のようにＶＨは通常１０数Ｖ〜数１０Ｖの電圧があるの
で、ＶＨを定電圧源１０８の電源として用いる場合に
は、定電圧源１０８を構成する素子の耐圧をＶＨ以上と
する必要がある。この耐圧の確保のためには、素子のサ
イズの拡大や素子を形成するための製造プロセスの工夫
など、コストを上昇を伴った対策が必要となる場合があ
る。<Second Embodiment> In the first embodiment, the drive voltage (VM2) of the logic circuit 102 is changed to the heater power supply voltage (V
H) based on the constant voltage source 108. As described above, VH generally has a voltage of several tens of volts to several tens of volts. Therefore, when VH is used as the power supply of the constant voltage source 108, the withstand voltage of the elements constituting the constant voltage source 108 must be VH or more. is there. In order to ensure this withstand voltage, it may be necessary to take measures with an increase in cost, such as enlarging the size of the element or devising a manufacturing process for forming the element.
【００９２】この実施形態では、この耐圧を確保するた
めの素子サイズ拡大やプロセス変更などを必要とせず
に、定電圧源１０８を形成できる例について説明する。In this embodiment, an example will be described in which the constant voltage source 108 can be formed without requiring an increase in element size or process change for securing the withstand voltage.
【００９３】図６は第２実施形態に従う記録ヘッドＩＪ
Ｈの制御回路の構成を示すブロック図である。なお、図
６において、図３や従来例で説明したのと同じ構成要素
や同じ信号には同じ参照番号や記号を付しその説明は省
略する。FIG. 6 shows a recording head IJ according to the second embodiment.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a control circuit of H. 6, the same components and signals as those described in FIG. 3 and the conventional example are denoted by the same reference numerals and symbols, and description thereof will be omitted.
【００９４】図６に示す構成から分かるように、この実
施形態では定電圧源１０８の電源として、外部から供給
されるＶＨを直接用いるのではなく定電圧源１０６の出
力電圧であるＶＭ１を用いる構成としている。As can be seen from the configuration shown in FIG. 6, in this embodiment, the power supply of the constant voltage source 108 is not directly using VH supplied from the outside, but using the output voltage VM1 of the constant voltage source 106. And
【００９５】定電圧源１０６はヒータ駆動電圧を生成す
ることを目的とした回路ブロックであり、その回路は例
えば図９に示す構成で実現される。定電圧源１０６の出
力電圧ＶＭ１は、ヒータ駆動素子であるパワートランジ
スタの耐圧以下の電圧となるように設定されている。こ
の耐圧の確保は従来からもなされており、この目的のた
めに素子サイズの拡大やプロセス変更などは必要としな
い。そのため、定電圧源１０８にＶＭ１を電源として用
いれば素子サイズの拡大やプロセス変更などは必要とせ
ず、その機能の実現が可能となる。The constant voltage source 106 is a circuit block for generating a heater drive voltage, and its circuit is realized, for example, by the configuration shown in FIG. The output voltage VM1 of the constant voltage source 106 is set to be equal to or lower than the withstand voltage of the power transistor serving as the heater driving element. Ensuring this withstand voltage has been conventionally performed, and it is not necessary to increase the element size or change the process for this purpose. Therefore, if VM1 is used as the power supply for the constant voltage source 108, the function can be realized without increasing the element size or changing the process.
【００９６】例えば、定電圧源１０８の出力電圧（ＶＭ
２）を５Ｖ、ＶＭ１を８Ｖと仮定すると、これらの電圧
差は３Ｖとなる。一方、ＶＨの電源電圧変動が数Ｖの範
囲で発生した場合には、図９に示した定電圧源１０６の
分圧抵抗４０１と４０２の抵抗比によりＶＭ１の変動電
圧は圧縮される。具体的には、ヒータ電源電圧（ＶＨ）
の変動電圧がΔＶＨのとき、ＶＭ１の変動は抵抗４０１
と４０２の抵抗値をそれぞれＲ１、Ｒ２とすると、ΔＶ
Ｈ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）にほぼ等しいものとなる。For example, the output voltage of the constant voltage source 108 (VM
Assuming that 2) is 5V and VM1 is 8V, the voltage difference between them is 3V. On the other hand, when the power supply voltage fluctuation of VH occurs in the range of several volts, the fluctuation voltage of VM1 is compressed by the resistance ratio between the voltage dividing resistors 401 and 402 of the constant voltage source 106 shown in FIG. Specifically, the heater power supply voltage (VH)
When the fluctuation voltage of ΔVH is ΔVH, the fluctuation of VM1
And R2 are R1 and R2, respectively.
It is approximately equal to H × R2 / (R1 + R2).
【００９７】このようにＶＭ１の変動がＶＨの変動に比
較して圧縮されるため、定電圧源１０８の電源としてＶ
Ｍ１を用いれば、同様に定電圧源１０８の出力電圧（Ｖ
Ｍ２）の変動も現れにくいものとなる。さらに、ＶＭ２
＝５Ｖ、ＶＭ１＝８Ｖであれば、アンプの出力電圧の駆
動範囲から３Ｖ程度の変動範囲をアンプで吸収すること
が可能であるため、十分にＶＭ２の変動を抑制すること
ができる。As described above, since the fluctuation of VM1 is reduced in comparison with the fluctuation of VH, the power of V
If M1 is used, the output voltage (V
M2) also hardly appears. In addition, VM2
= 5V, VM1 = 8V, the variation range of about 3V from the drive range of the output voltage of the amplifier can be absorbed by the amplifier, and thus the variation of VM2 can be sufficiently suppressed.
【００９８】従って以上説明した実施形態に従えば、ヒ
ータ駆動電圧を生成するための定電圧源の出力電圧を論
理回路のロジック電圧を生成するための定電圧源の電源
電圧とする構成をとることで、論理回路の駆動電源とな
る定電圧源の回路構成として耐圧を高めた特別な素子を
用いる必要がなくなり、かつ安定した電源電圧を供給可
能となる。Therefore, according to the embodiment described above, a configuration is adopted in which the output voltage of the constant voltage source for generating the heater drive voltage is used as the power supply voltage of the constant voltage source for generating the logic voltage of the logic circuit. Thus, it is not necessary to use a special element with a high withstand voltage as a circuit configuration of the constant voltage source serving as a driving power supply of the logic circuit, and a stable power supply voltage can be supplied.
【００９９】これにより素子のサイズの拡大や素子を形
成するための製造プロセスの工夫などが不要となり、コ
ストの削減に資する。As a result, it is not necessary to increase the size of the element or devise a manufacturing process for forming the element, which contributes to cost reduction.
【０１００】＜第３実施形態＞第１実施形態では論理回
路１０２の駆動電圧（ＶＭ２）をヒータ電源電圧（Ｖ
Ｈ）に基づき定電圧源１０８で発生させ、また、第２実
施形態では、論理回路１０２の駆動電圧（ＶＭ２）を定
電圧源１０６の出力電圧（ＶＭ１）に基づいて定電圧源
１０８で発生させていた。Third Embodiment In the first embodiment, the drive voltage (VM2) of the logic circuit 102 is changed to the heater power supply voltage (V
H), and in the second embodiment, the driving voltage (VM2) of the logic circuit 102 is generated by the constant voltage source 108 based on the output voltage (VM1) of the constant voltage source 106. I was
【０１０１】さて、論理回路は一般的にＣＭＯＳ回路に
より形成される事が多いが、ＣＭＯＳ回路では回路動作
に伴い、瞬間的に貫通電流が流れることになる。この貫
通電流は電源ラインに存在するインピーダンスやアンプ
の出力インピーダンスに依存したノイズを発生させ、そ
の結果、ＶＭ２にはそのノイズに起因した電圧変動がわ
ずかに生じる場合がある。In general, a logic circuit is generally formed by a CMOS circuit. In a CMOS circuit, a through current instantaneously flows with the circuit operation. This through current generates noise depending on the impedance present in the power supply line and the output impedance of the amplifier, and as a result, a slight voltage fluctuation may occur in VM2 due to the noise.
【０１０２】この電圧変動を抑制するように、定電圧源
１０８を構成するアンプの出力段のトランジスタは動作
するが、論理回路の貫通電流に伴うノイズには数１０Ｋ
Ｈｚ以上の高い周波数成分が含まれ、定電圧源１０８を
構成するアンプのスルーレート以上の電圧変動が発生す
る可能性がある。このような電源電圧変動をより緩やか
なものとし電源の安定化を図るために、この実施形態で
は、電圧ＶＭ２を記録ヘッドの制御回路外部に出力する
ためのパッドを追加し、外部にコンデンサを付加する構
成をとる。The output stage transistor of the amplifier constituting the constant voltage source 108 operates so as to suppress this voltage fluctuation, but noise due to through current of the logic circuit is several tens of kilobytes.
There is a possibility that a high-frequency component equal to or higher than Hz is included, and a voltage fluctuation equal to or higher than the slew rate of the amplifier constituting the constant voltage source 108 occurs. In order to make such power supply voltage fluctuations more gentle and to stabilize the power supply, in this embodiment, a pad for outputting the voltage VM2 to the outside of the control circuit of the recording head is added, and a capacitor is added to the outside. Configuration.
【０１０３】図７は第３実施形態に従う記録ヘッドＩＪ
Ｈの制御回路の構成を示すブロック図である。なお、図
７において、図３や従来例で説明したのと同じ構成要素
や同じ信号には同じ参照番号や記号を付しその説明は省
略する。FIG. 7 shows a recording head IJ according to the third embodiment.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a control circuit of H. In FIG. 7, the same components and signals as those described in FIG. 3 and the conventional example are denoted by the same reference numerals and symbols, and description thereof will be omitted.
【０１０４】図７に示されているように、定電圧源１０
８から出力される論理回路の駆動電圧（ＶＭ２）は論理
回路１０２へと接続される一方、外部パッド１０９へと
引き出されている。外部パッド１０９は、さらに記録ヘ
ッドの制御回路外部に設けられたコンデンサ１１０の一
端へフレキシブル基板などを介して電気的に接続されて
いる。そして、コンデンサ１１０の他の一端は基板電位
へと接続される。As shown in FIG. 7, the constant voltage source 10
The drive voltage (VM2) of the logic circuit output from the logic circuit 8 is connected to the logic circuit 102 and is drawn out to the external pad 109. The external pad 109 is further electrically connected to one end of a capacitor 110 provided outside the control circuit of the printhead via a flexible substrate or the like. The other end of the capacitor 110 is connected to the substrate potential.
【０１０５】ここで、定電圧源１０８の出力電圧（ＶＭ
２）から外部パッド１０９を介してコンデンサ１１０の
一端にいたる配線インピーダンスが十分小さく、かつコ
ンデンサ１１０の周波数特性が定電圧源１０８のアンプ
のスルーレートより高い周波数範囲でも大きく低下しな
い特性とする。Here, the output voltage of the constant voltage source 108 (VM
The wiring impedance from 2) to one end of the capacitor 110 via the external pad 109 is sufficiently small, and the frequency characteristic of the capacitor 110 does not significantly decrease even in a frequency range higher than the slew rate of the amplifier of the constant voltage source 108.
【０１０６】さて、論理回路１０２が動作したとき流れ
る貫通電流によって、出力電圧（ＶＭ２）にはノイズが
発生、電源電圧変動が生じる。ＶＭ２が変動すると、定
電圧源１０８の中のアンプは変動した電源電圧を安定さ
せようと動作する。しかしながら、このアンプのみでは
アンプの動作速度よりも高速な電源電圧変動に対しては
電圧を安定させることができない。Now, noise occurs in the output voltage (VM2) due to the through current flowing when the logic circuit 102 operates, and the power supply voltage fluctuates. When VM2 fluctuates, the amplifier in the constant voltage source 108 operates to stabilize the fluctuated power supply voltage. However, this amplifier alone cannot stabilize the voltage with respect to power supply voltage fluctuation faster than the operating speed of the amplifier.
【０１０７】この実施形態では、このような場合を考慮
し、コンデンサ１１０が低いインピーダンスでＶＭ２の
電源ラインに接続されていることで、電源電圧変動を抑
制するようにしている。In this embodiment, in consideration of such a case, the fluctuation of the power supply voltage is suppressed by connecting the capacitor 110 to the power supply line of the VM 2 with a low impedance.
【０１０８】論理回路１０２の動作に伴って発生するＶ
Ｍ２の電源ノイズは定電圧源１０８へと入力される。こ
れに応答して、定電圧源１０８を構成するアンプは、入
力してきた電圧変動に従い、その変動を打ち消すように
出力電圧を変化させ安定なＶＭ２電圧となるように動作
する。しかし、上述のようにこのアンプの安定化動作は
アンプ固有のスルーレート以上の速さには追従すること
ができない。一方、コンデンサ１１０は、高周波数ノイ
ズ、例えば、論理回路が動作時に発生するリップルノイ
ズなどを打ち消すように電荷の充放電を行う働きをす
る。このコンデンサの働きによりＶＭ２の電圧変動は緩
やかなものとなる。このようにして緩やかとなった電圧
変動に対して、定電圧源１０８の動作速度を最適化する
ことでＶＭ２をより安定なものとなる。V generated by the operation of logic circuit 102
The power supply noise of M2 is input to the constant voltage source 108. In response, the amplifier constituting the constant voltage source 108 changes the output voltage according to the input voltage fluctuation so as to cancel the fluctuation, and operates so as to be a stable VM2 voltage. However, as described above, the stabilizing operation of the amplifier cannot follow a speed higher than the slew rate inherent to the amplifier. On the other hand, the capacitor 110 functions to charge and discharge electric charge so as to cancel high frequency noise, for example, ripple noise generated when the logic circuit operates. Due to the operation of this capacitor, the voltage fluctuation of VM2 becomes gentle. By optimizing the operation speed of the constant voltage source 108 with respect to the gradual voltage fluctuation as described above, the VM 2 becomes more stable.
【０１０９】従って以上説明した実施形態に従えば、論
理回路の動作に伴って発生する電源ノイズをより緩やか
なものに抑制することができるので、定電圧源のアンプ
でも十分に対応することができ、ノイズ耐性のより一層
向上が図られる。また電源パッドを用いることなく、記
録ヘッド基体内にコンデンサを形成することでも同じ効
果を得ることが期待できる。Therefore, according to the embodiment described above, power supply noise generated due to the operation of the logic circuit can be suppressed to a more gradual level, so that an amplifier of a constant voltage source can sufficiently cope with the noise. Further, noise resistance is further improved. The same effect can be expected by forming a capacitor in the recording head base without using a power supply pad.
【０１１０】以上の実施形態において、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 embodiment, the description has been made assuming that the droplets ejected from the recording head are ink, and that the liquid contained in the ink tank is ink. However, the contained matter is not limited to ink. Not something. For example, an ink tank may contain a processing liquid discharged to a recording medium in order to improve the fixability and water resistance of the recorded image or to improve the image quality.
【０１１１】そして以上の実施形態は、特にインクジェ
ット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利
用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段
（例えば電気熱変換体等）を備え、前記熱エネルギーに
よりインクの状態変化を生起させる方式を用いることに
より記録の高密度化、高精細化が達成できる。The above-described embodiment is particularly provided with a means (for example, an electrothermal converter) for generating thermal energy as energy used for performing ink ejection even in an ink jet recording system. By using a method that causes a change in the state of ink, it is possible to achieve higher density and higher definition of recording.
【０１１２】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（イン
ク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状にすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。The typical structure and principle are described in, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740.
It is preferable to use the basic principle disclosed in the specification of Japanese Patent No. 796. This method can be applied to both the so-called on-demand type and continuous type. In particular, in the case of the on-demand type, liquid (ink)
By applying at least one drive signal corresponding to the recorded information and providing a rapid temperature rise exceeding the nucleate boiling to the electrothermal transducer arranged corresponding to the sheet or the liquid path in which Since thermal energy is generated in the electrothermal transducer and film boiling occurs on the heat-acting surface of the recording head, bubbles in the liquid (ink) corresponding to this drive signal on a one-to-one basis can be formed. It is valid. By discharging the liquid (ink) through the discharge opening by the growth and contraction of the bubble, at least one droplet is formed. When this drive signal is formed into a pulse shape, the growth and shrinkage of the bubble are immediately and appropriately performed, and therefore, the ejection of liquid (ink) having particularly excellent responsiveness can be achieved, which is more preferable.
【０１１３】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。As the pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. Further, if the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 relating to the temperature rise rate of the heat acting surface are adopted, more excellent recording can be performed.
【０１１４】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第
４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構
成としても良い。The configuration of the recording head is not limited to the combination of the discharge port, the liquid path, and the electrothermal converter (linear liquid flow path or right-angled liquid flow path) as disclosed in the above-mentioned respective specifications. A configuration using U.S. Pat. No. 4,558,333 or U.S. Pat. No. 4,459,600, which discloses a configuration in which the heat acting surface is arranged in a bent region, is also included in the present invention. In addition, for multiple electrothermal transducers,
JP-A-59-123670 which discloses a configuration in which a common slot is used as a discharge portion of an electrothermal transducer, and JP-A-59-12364 which discloses a configuration in which an opening for absorbing a pressure wave of thermal energy corresponds to a discharge portion. A configuration based on 138461 may be adopted.
【０１１５】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。Further, as a full-line type recording head having a length corresponding to the width of the maximum recording medium that can be recorded by the recording apparatus, the length is determined by a combination of a plurality of recording heads as disclosed in the above specification. This may be either a configuration satisfying the above requirements or a configuration as a single recording head formed integrally.
【０１１６】加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘ
ッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリ
ッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着さ
れることで、装置本体との電気的な接続や装置本体から
のインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの
記録ヘッドを用いてもよい。In addition, not only the cartridge type recording head in which the ink tank is provided integrally with the recording head itself described in the above-described embodiment, but also the electrical connection with the apparatus main body by being mounted on the apparatus main body. A replaceable chip-type recording head, which enables a simple connection and supply of ink from the apparatus main body, may be used.
【０１１７】また、以上説明した記録装置の構成に、記
録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加する
ことは記録動作を一層安定にできるので好ましいもので
ある。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対して
のキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは
吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子
あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などが
ある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを
備えることも安定した記録を行うために有効である。It is preferable to add recovery means for the printhead, preliminary auxiliary means, and the like to the configuration of the printing apparatus described above, since the printing operation can be further stabilized. Specific examples thereof include capping means for the recording head, cleaning means, pressurizing or suction means, preheating means using an electrothermal transducer or another heating element or a combination thereof. It is also effective to provide a preliminary ejection mode for performing ejection that is different from printing, in order to perform stable printing.
【０１１８】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
も良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもで
きる。Further, the printing mode of the printing apparatus is not limited to a printing mode of only a mainstream color such as black, and may be a printing head integrally formed or a combination of a plurality of printing heads. Alternatively, the apparatus may be provided with at least one of full colors by color mixture.
【０１１９】以上説明した実施の形態においては、イン
クが液体であることを前提として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化も
しくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジ
ェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下
の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範
囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、
使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば
よい。In the embodiments described above, the description is made on the assumption that the ink is a liquid. However, even if the ink solidifies at room temperature or lower, it is possible to use an ink that softens or liquefies at room temperature. Or, in the ink jet method, it is common to control the temperature of the ink itself in a range of 30 ° C. or more and 70 ° C. or less so that the viscosity of the ink is in a stable ejection range.
It is sufficient that the ink is in a liquid state when the use recording signal is applied.
【０１２０】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒
体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。In addition, in order to positively prevent temperature rise due to thermal energy as energy for changing the state of the ink from the solid state to the liquid state, the temperature can be positively prevented.
Alternatively, in order to prevent evaporation of the ink, an ink which solidifies in a standing state and liquefies by heating may be used. In any case, the application of heat energy causes the ink to be liquefied by application of the heat energy according to the recording signal and the liquid ink to be ejected, or to start to solidify when reaching the recording medium. The present invention is also applicable to a case where an ink having a property of liquefying for the first time is used.
【０１２１】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として一体または別体に設けられるものの他、リー
ダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有
するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良
い。In addition to the above, the recording apparatus according to the present invention may be provided not only as an image output terminal of an information processing apparatus such as a computer but also integrally or separately, a copying apparatus combined with a reader or the like, and a transmission / reception apparatus. It may take the form of a facsimile machine having functions.
【０１２２】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。The present invention can be applied to a system composed of a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, a reader, a printer, etc.), but can be applied to a single device (for example, a copying machine, a facsimile machine). Etc.).
【０１２３】[0123]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、記
録装置から供給される記録信号などのロジック信号が低
電圧になっても、記録ヘッド内の論理回路を適切な電圧
で動作させることができ、かつ、記録装置から論理回路
を動作させるために別途電源の供給を受けることないと
いう効果がある。As described above, according to the present invention, even if a logic signal such as a recording signal supplied from a recording apparatus becomes a low voltage, the logic circuit in the recording head can be operated at an appropriate voltage. In addition, there is an effect that power is not separately supplied for operating the logic circuit from the recording device.
【０１２４】これにより記録装置全体としてもコストの
削減が図られることになる。As a result, the cost of the entire recording apparatus can be reduced.
【０１２５】また、論理回路を駆動させる電源電圧をヒ
ータを駆動させるために用いられる第2の電圧よりも低
い第１の電圧を基準電圧として発生させることにより、
安定した電圧で論理回路の駆動が可能となり、これによ
り、論理回路の動作速度が低下することなく、またさら
にノイズによる誤動作や電源電圧変動に対しても耐性が
確保されるという利点がある。Further, by generating a power supply voltage for driving the logic circuit as a first voltage lower than a second voltage used for driving the heater as a reference voltage,
The logic circuit can be driven with a stable voltage, which has the advantage that the operation speed of the logic circuit is not reduced, and furthermore, the immunity to malfunction or power supply voltage fluctuation due to noise is ensured.
【図１】本発明の代表的な実施形態であるインクジェッ
ト方式に従って記録を行う記録ヘッドを備えた記録装置
の槻略構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a printing apparatus including a print head that performs printing according to an ink jet system, which is a typical embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す記録装置の制御回路を示すブロック
図である。FIG. 2 is a block diagram showing a control circuit of the printing apparatus shown in FIG.
【図３】本発明の第１実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨ
の制御回路を示すブロック図である。FIG. 3 shows a printhead IJH according to the first embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a control circuit of FIG.
【図４】定電圧源１０８の内部構成の例を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing an example of an internal configuration of a constant voltage source 108.
【図５】レベルコンバータ（ＬＶＣ）１０７の構成例を
示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a level converter (LVC) 107.
【図６】本発明の第２実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨ
の制御回路を示すブロック図である。FIG. 6 shows a printhead IJH according to a second embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a control circuit of FIG.
【図７】本発明の第３実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨ
の制御回路を示すブロック図である。FIG. 7 shows a printhead IJH according to a third embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a control circuit of FIG.
【図８】従来のインクジェット方式に従う記録ヘッドの
制御回路の構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a control circuit of a recording head according to a conventional ink jet system.
【図９】定電圧源１０６の内部構成の例を示す図であ
る。FIG. 9 is a diagram showing an example of an internal configuration of a constant voltage source 106.
【図１０】レベルコンバータ（ＬＶＣ）１０３の構成例
を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a level converter (LVC) 103.
【図１１】インクジェット記録ヘッド用基板内の構成例
を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example in an inkjet recording head substrate.
【図１２】インクジェット記録ヘッド用基板内の構成例
の詳細を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing details of a configuration example in an inkjet recording head substrate.
【図１３】インクジェット記録ヘッド用基板駆動タイミ
ングを示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the drive timing of the inkjet recording head substrate.
【図１４】ロジック電源電圧を５Ｖから３．３Ｖに低下
させた場合の転送能力の低下を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a decrease in transfer capability when the logic power supply voltage is reduced from 5V to 3.3V.
【図１５】ＭＯＳトランジスタのＩｄ−Ｖｄ特性を示す
図である。FIG. 15 is a diagram showing Id-Vd characteristics of a MOS transistor.
【図１６】実施例１における装置本体とヘッドとの信号
および電源電圧の供給される構成を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a configuration in which signals and a power supply voltage are supplied between the apparatus main body and the head according to the first embodiment.
【図１７】実施例２における装置本体とヘッドとの信号
および電源電圧の供給される構成を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration in which signals and a power supply voltage are supplied between the apparatus main body and the head according to the second embodiment.
【図１８】実施例３における装置本体とヘッドとの信号
および電源電圧の供給される構成を示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration in which a signal and a power supply voltage are supplied between an apparatus main body and a head according to a third embodiment.
【図１９】実施例４における装置本体とヘッドとの信号
および電源電圧の供給される構成を示す図である。FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration in which a signal and a power supply voltage are supplied between an apparatus main body and a head according to a fourth embodiment.
【図２０】従来の装置本体とヘッドとの信号および電源
電圧の供給される構成を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a configuration in which a signal and a power supply voltage between a conventional apparatus body and a head are supplied.
１０１ シュミットトリガ回路 １０２ 論理回路 １０３、１０７ レベルコンバータ １０４ ヒータドライバ １０５ ヒータ １０６、１０８ 定電圧源 ＩＪＨ 記録ヘッド Reference Signs List 101 Schmitt trigger circuit 102 Logic circuit 103, 107 Level converter 104 Heater driver 105 Heater 106, 108 Constant voltage source IJH Recording head
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平山 信之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 今仲 良行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA24 FA03 FA10 HA01 5J056 AA32 BB18 CC10 CC11 CC21 DD00 DD13 DD29 DD51 EE11 FF08 GG06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Nobuyuki Hirayama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Canon Inc. (72) Inventor Yoshiyuki Imanaka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Incorporated F term (reference) 2C056 EA24 FA03 FA10 HA01 5J056 AA32 BB18 CC10 CC11 CC21 DD00 DD13 DD29 DD51 EE11 FF08 GG06
Claims (12)
る記録素子と、該記録素子の駆動を制御する論理回路と
を備える記録ヘッドにおいて、 前記与えられる駆動電圧として、第１の電圧を受ける第
１端子部と、 さらに前記与えられる駆動電圧として、前記第１の電圧
より高い第２の電圧を受ける第２端子部と、 前記第１の電圧に基づいて外部から入力される記録信号
を前記第１の電圧より高く前記第２の電圧より低い第３
の電圧に昇圧して前記論理回路に供給する第１のレベル
コンバータとを有することを特徴とする記録ヘッド。1. A printing head comprising: a printing element driven based on a given driving voltage; and a logic circuit for controlling the driving of the printing element, wherein the printing head receives a first voltage as the given driving voltage. A first terminal unit, a second terminal unit that receives a second voltage higher than the first voltage as the applied drive voltage, and a recording signal input from the outside based on the first voltage. A third higher than the first voltage and lower than the second voltage;
And a first level converter which boosts the voltage to a predetermined voltage and supplies the voltage to the logic circuit.
づく出力を前記第２の電圧に昇圧して前記記録素子に供
給する第２のレベルコンバータをさらに有することを特
徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。2. The apparatus according to claim 1, further comprising a second level converter that boosts an output based on the third voltage from the logic circuit to the second voltage and supplies the second voltage to the recording element. A recording head according to claim 1.
るために前記第１の電圧で電源を供給する第１の定電圧
源と、 前記第２のレベルコンバータを動作させるために前記第
２の電圧で電源を供給する第２の定電圧源とをさらに有
することを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッド。3. A first constant voltage source for supplying power at the first voltage for operating the first level converter, and a second voltage for operating the second level converter. 3. The recording head according to claim 2, further comprising a second constant voltage source for supplying a power to the recording head.
を駆動するトランジスタを含むドライバとを有し、 前記ヒータには前記第２の電圧より高いヒータ電圧が印
加されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
かに記載の記録ヘッド。4. The recording element includes a heater and a driver including a transistor for driving the heater, wherein a heater voltage higher than the second voltage is applied to the heater. The recording head according to claim 1.
タ電圧を電源電圧とし、前記第１の定電圧源は前記第１
の電圧を基準電圧として動作することを特徴とする請求
項４に記載の記録ヘッド。5. The first and second constant voltage sources use the heater voltage as a power supply voltage, and the first constant voltage source supplies the first
5. The recording head according to claim 4, wherein the recording head operates using the reference voltage as a reference voltage.
電源として動作し、 前記第１の定電圧源は前記第２の定電圧源から供給され
る前記第２の電圧を電源電圧とし、さらに前記第１の電
圧を基準電圧として動作することを特徴とする請求項４
に記載の記録ヘッド。6. The second constant voltage source operates using the heater voltage as a power supply, and the first constant voltage source uses the second voltage supplied from the second constant voltage source as a power supply voltage. 5. The apparatus according to claim 4, further comprising an operation using said first voltage as a reference voltage.
A recording head according to claim 1.
第１の電圧での電力供給ラインの一端にコンデンサを付
加することを特徴とする請求項５に記載の記録ヘッド。7. The recording head according to claim 5, wherein a capacitor is added to one end of a power supply line at the first voltage supplied from the first constant voltage source.
電圧は５Ｖ程度であることを特徴とする請求項１乃至７
のいずれかに記載の記録ヘッド。8. The method according to claim 1, wherein the first voltage is about 3.3V, and the third voltage is about 5V.
The recording head according to any one of the above.
録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴と
する請求項１乃至８のいずれかに記載の記録ヘッド。9. The recording head according to claim 1, wherein the recording head is an ink jet recording head that performs recording by discharging ink.
エネルギーを利用してインクを吐出するために、インク
に与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を
備えていることを特徴とする請求項９に記載の記録ヘッ
ド。10. The ink-jet recording head according to claim 9, further comprising an electrothermal converter for generating thermal energy to be applied to the ink in order to discharge the ink using thermal energy. A recording head according to claim 1.
り構成されることを特徴とする請求項３に記載の記録ヘ
ッド。11. The recording head according to claim 3, wherein said first constant voltage source is constituted by an operational amplifier.
記録ヘッドを用いて記録ヘッドを行う記録装置。12. A recording apparatus for performing a recording head using the recording head according to claim 1.
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