JP3884924B2

JP3884924B2 - Printhead heater board

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Publication number: JP3884924B2
Application number: JP2001170170A
Authority: JP
Inventors: 博之石永; 準二下田; 義範三隅; 昌明泉田; 文夫室岡; 達生古川; 博之丸
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: JP2001334667A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント装置本体に搭載されて駆動されることによりプリント媒体に画像をプリントするプリントヘッドのヒータボードに関するものである。
【０００２】
このようなプリントヘッドを採用したプリンタ装置の構成を図５及び図６に示す。
【０００３】
図５は前述の図２及び図３に示すプリントヘッドを採用したプリンタ装置の構成とホストコンピュータ３０との接続を示す図である。
【０００４】
図５において、ホストコンピュータ３０からプリンタ装置２１内の入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）２９にプリント情報が送られる。このプリント情報はマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２８に送られ、メモリ（図示せず）によるプログラムにより所定のプリント情報に加工される。この加工されたプリント情報はドライバ２７を介してヒータボード１ａ，１ｂに送られ、ドライバ２７により電気熱変換素子２を駆動してインクを吐出することによりプリント媒体にプリントする。このプリントヘッド２２にはヒータボード１ａ，１ｂの他に、例えばプリントヘッド２２の温度を上昇させる保温ヒータ２４とヘッド温度を検知する温度センサ２５等が設けられ、マイクロプロセッサ２８とドライバ２７を用いてプリント品位が向上するように制御する。
【０００５】
図６は図４のプリントヘッドを採用したプリンタ装置の構成とホストコンピュータとの接続を示す図である。ヒータボード１ｃ内に電気熱変換素子２の他にドライバ２７を含む構成になる。また、電源２６はドライバ２７に接続され、ドライバ２７を介して電気熱変換素子２にプリントデータが供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の構成では、それぞれ次のような解決すべき課題がある。
【０００７】
▲１▼図２の場合は、端子１７ａの端子数、配線数が少なくとも電気熱変換素子数分必要である。従って、ヒータボード１ａの基板サイズも大きくなり、またプリンタ装置２１内部の配線も多数で複雑となり、コスト高となる。
【０００８】
▲２▼図３の場合は、マトリクスダイオード１８（ｍ×ｐ）を用いている場合、端子１７ｂの電気接点数、配線数は、電気熱変換素子数ｎに対してｎ＝ｍ×ｐとなるため（ｍ＋ｐ）の数で済む。しかし、この場合はマトリクス駆動であるためにノズルの駆動の方法の自由度が低くなる。
【０００９】
▲３▼図４の場合では、端子１７ｃの電気接点数、配線数は前述の例よりも少ないが、シフトレジスタ２０を用いたシリアルデータ転送であるため、プリント装置２１内でプリントデータを一旦シリアルデータに変換しなければならない。よって、ソフト面及びハード面での負荷が大きくなり、プリントデータの転送速度の低下やハードウェアのコストアップなどの問題がある。
【００１０】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、プリントヘッドのヒータボードにより、データの処理と処理されたデータに基づく電気熱変換素子の駆動を行ってプリント媒体に画像を記録できるプリントヘッドのヒータボードを提供することを目的とする。
【００１１】
【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ヒータボードは以下のような構成を備える。即ち、
プリント装置本体に装着されてプリントに用いられるプリントヘッドのヒータボードであって、
プリント媒体に画像を記録する複数の電気熱変換素子と、
該複数の電気熱変換素子を駆動するためのドライバ回路と、
ＲＯＭないしＲＡＭのメモリ手段と、
プリントに用いるプリントデータの処理、および前記プリント装置全体の動作を制御するＣＰＵと、
前記ドライバ回路、前記メモリ手段及び前記ＣＰＵを接続してデータを転送するためのデータバス、アドレスバスを含む内部バスと、
プリント装置本体に入力されるプリントデータ及びプリント制御データを前記プリントヘッドが直接受信するためのインターフェースと、
前記ＣＰＵによって処理された前記複数の電気熱変換素子を駆動するためのデータを、前記内部バスを介して前記メモリ手段から前記ドライバ回路へ転送する転送手段とを有し、
前記転送手段は、前記ＣＰＵを介さずに、前記メモリ手段に格納されたデータを前記内部バスを介して前記ドライバ回路へ転送することを特徴とする。
【００１３】
【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の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は本実施の形態のプリントヘッドのヒータボード１００の構成を示すブロック図である。尚、この実施の形態では、プリントヘッドは各ノズルに対応して設けられた発熱抵抗体（電気熱変換素子２）に通電する。この発熱抵抗体はノズル内に配置されており、この発熱によりインクに膜沸騰が発生してノズル（プリント要素）よりインクを吐出してプリントが行なわれる。
【００１５】
この実施の形態のヒータボード１００内部には、通常のプリンタ装置で必要な電気回路の大半が内蔵されている。まず、ホストコンピュータ３０からのプリントデータやプリント制御データが伝送ライン１４を介して入出力インタフェース８を通して入力される。こうしてホストコンピュータ３０より入力されたプリントデータは、内部バス１３を介してマイクロプロセッサユニットＣＰＵ４に取り込まれる。ここで、伝送ライン１４が一般にセントロニクスインタフェースやＲＳ２３２Ｃ等に準拠した仕様であるのに対し、内部バス１３はデータバス、アドレスバスおよび制御バスを含み、ＣＰＵ４の演算処理のビット単位により、４ビット，８ビット，１６ビット、…等の複数の並列信号を伝送する。
【００１６】
また取り込まれたプリントデータは、データ圧縮されたものであってもよい。画像データは膨大な量であり、保存するメモリや転送時間に大きな負荷がかかるため、一般にデータ圧縮する手法をとるが、圧縮されたデータをそのまま本実施の形態のヒータボードに転送し、ヒータボード内のＣＰＵで伸長して元の画像データに戻すことで、データ転送時間やメモリ容量を節約できる。
【００１７】
このＣＰＵ４に取り込まれたプリントデータは、例えば画像データ，画像制御データ、画像品位補正データ等を含み、このプリントデータの処理には同じくヒータボード１００内に内蔵され、内部バス１３を介して接続されているＲＯＭ５，ＲＡＭ６を用いて処理される。このＲＯＭ５には、ＣＰＵ４の制御プログラムが記憶されており、所定の画像データをパターンとして保存している。このＲＯＭ５としては、マスクＲＯＭ，Ｅ²ＰＲＯＭ，ワンタイムＲＯＭ等が用いられる。またＲＡＭ６には、ホストコンピュータより送られたデータや、データ処理、演算時にワークエリアとして用いられる他、画像データや画像処理されたプリントデータ等を保存している。これらのデータはドライバ３を介して電気熱変換素子２に送られ、プリントデータに応じて発熱抵抗体を発熱駆動することによりインクを吐出する。
【００１８】
プリントデータは、用途に応じてＣＰＵ４から内部バス１２を介しドライバ３に送られる場合と、ＲＯＭ５やＲＡＭ６から直接ドライバ３に送られる場合がある。多量のデータを高速にドライバ３に送る場合は、ＣＰＵ４を介さずにＲＯＭ５やＲＡＭ６から直接、ドライバ３に送る方式（ダイレクトメモリアクセス：ＤＭＡ）がとられる。さらに、ＲＯＭ５，ＲＡＭ６のメモリ構成をノズル数ｎに応じてｎ×ｘというようにし、内部バス１２の線数をｎ本とし、メモリ（ＲＡＭ６）から直接ドライバ３、電気熱変換素子２に送るようにすることにより高速にデータ転送できる。
【００１９】
また、このヒータボード１００にはクロック発振回路７が設けられており、この発振回路７より出力されるクロック信号に応じてＣＰＵ４が動作している。１０はタイマ回路で、ＣＰＵ４の指示により所定時間を計時して、その時間の経過をＣＰＵ４に通知する。これによりＣＰＵ４は、電気熱変換素子２への通電時間やモータ３２の制御等を行うことができる。１１は外部素子ドライバで、外部モータ３２やソレノイド、外部ヘッド（図示せず）を駆動する。９はＡ／ＤコンバータやＤ／Ａコンバータ、オペアンプ等のアナログ回路などを有し、入出力端子１５を介して外部よりのアナログ信号を入力してデジタル信号に変換して内部バス１３に出力したり、内部バス１３よりのデジタル信号をアナログに変換して出力することができる。また同様に、図示しない発光素子，受光素子、磁気センサなどを設け、プリント位置（キャリッジの走査位置）を検知してプリントタイミングと同期をとったり、温度・圧力・磁気発生手段３４、状態検知手段３３、例えば温度検知素子や圧力検知素子等を設け、ヘッド温度を検知してフィードバック制御をすることができる。
【００２０】
また、電磁波検知素子（図示せず）を設けることで、電波によるプリント信号や制御信号を入力することができる。また、熱発生素子（ヒータ、発光素子（レーザ等）、マイクロ波等の電磁波）を設け、印字用紙に吐出したインクを加熱蒸発させることにより定着時間を短縮し画像品位を向上させる。
【００２１】
この実施の形態のプリンタ装置の構成と、図５および図６に示す従来例の構成と比較すると、本実施の形態ではその構成が簡単であり、本実施の形態のヒータボード１００のように構成するためのコストアップ分を考慮しても大幅なコストダウンが達成できる。さらに、このヒータボード１００には、ＣＰＵ４の周辺回路に加えて、ホストコンピュータ３０とのインターフェース８、電気熱変換素子２やそのドライバ３、タイマ１０やＡ／Ｄ，Ｄ／Ａコンバータ９更には外部モータ３２のドライバ等を備えているので、各ユニット間でのデータ転送のためのソフト、ハードの負担がなく、回路規模の縮小、開発コストの低減を図ることができる。
【００２２】
図８は、本発明が適用できるインクジェット記録装置ＩＪＲＡの概観図である。同図において、駆動モータ５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５０１１，５００９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、矢印ａ，ｂ方向に往復移動される。このキャリッジＨＣには、インクジェットヘッドＩＪＨ及びインクジェットカートリッジＩＪＣが搭載されている。このインクジェットヘッドＩＪＨのヒータボード１００は前述の図１に示す回路を備えている。５００２は紙押え板であり、キャリッジの移動方向に亙って紙をプラテン５０００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手段である。５０１６は記録ヘッド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手段で、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、５０１２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手段で移動制御される。
【００２３】
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作動を行うようにすれば、本例にはいずれも適用できる。
【００２４】
＜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、図９に示すブロック図を参照して説明する。図９において、ヒータボード１００の回路部分は点線で囲まれた部分を示している。制御回路を示す同図において、１７００は記録信号を入力するインターフェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムを格納するプログラムＲＯＭ、１７０３は各種データ（上記記録信号やヘッドに供給される記録データ等）を保存しておくダイナミック型のＲＡＭである。１７０４は記録ヘッド１７０８に対する記録データの供給制御を行うゲートアレイであり、インターフェース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はヘッド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。
【００２５】
上記制御構成の動作を説明すると、インターフェース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１７０８が駆動され、プリントが行われる。
【００２６】
以上のようなインクジェットプリンタの制御構成に、本発明の構成要素を組み込むことが可能であり、本発明は他のプリンタに限らず、上記インクジェットプリンタ等にも適用できることは明らかである。
【００２７】
本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすものである。
【００２８】
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４７４０７９６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膜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をすると、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。
【００２９】
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、優れた記録を行うことができる。
【００３０】
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としても良い。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリ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することもできる。
【００３１】
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。
【００３２】
加えて、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、あるいは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を用いてもよい。
【００３３】
また、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果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、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うために有効である。
【００３４】
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。
【００３５】
以上説明した本発明の実施の形態においては、インクを液体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、室温で軟化するもの、もしくは液体であるもの、あるいは上述の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。
【００３６】
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防止するか、またはインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを用いるかして、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、液状インクとして吐出するものや、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、熱エネルギーによって初めて液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能である。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【００３７】
さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、上述のようなワードプロセッサや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。
【００３８】
尚、本発明は複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置に適用しても良い。また、本発明はシステム或は装置に、本発明を実施するプログラムを供給することによって達成される場合にも適用できることは言うまでもない。
【００３９】
以上説明したような本実施の形態によれば、以下のような効果がある。
（１）電気回路の大半をヒータボート１００に内蔵した構成とすることにより、プリント装置内部の信号線を含めた電装系を簡略化でき、プリント装置の大幅なコストダウンが図れる。
（２）ヒータボード１００で、プリント素子の数に適したメモリ構成やシステム構成をとることにより、プリントヘッドの構成に適したデータ処理を行うことで、高速データ処理が可能となる。
（３）プリント装置本体に設けた制御回路によりプリントデータの処理を行ってプリントデータをプリントヘッドへ転送し、本体側の制御によりプリントヘッドの駆動を行う従来の構成と比較し、装置内部の配線を簡略化でき、プリンタ装置全体のサイズを小型化できる。
（４）ヒータボードの製造時に、その製造と同一プロセスで温度入出力、光や磁気・圧力等の入出力，外部モータやヘッドの駆動等に用いる素子を形成することにより、プリントヘッドの多機能化が可能で、各素子をプリンタ装置本体にユニットとして配置する従来の構成と比較してコストダウンを達成することができ、さらには、プリントデータの高速処理が可能となる。
特に、プリントに用いるためのプリントデータやプリント制御データをプリントヘッドのインターフェースを通して受信し、プリントヘッド内においてプリントデータの処理と処理されたプリントデータに基づくプリント素子の駆動を行うよう構成することで、プリンタ装置の汎用性を高めて装置本体の大幅なコストダウンを達成するとともに、プリントヘッドのプリント素子の構成に対応した処理を実現できる。さらには、プリンタ装置内部の配線が従来構成と比較して簡略化され、プリンタ装置本体の小型化を達成することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、プリントヘッドのヒータボードにより、データの処理と処理されたデータに基づく電気熱変換素子の駆動を行うことができ、プリント装置全体の回路規模を小さくし、装置本体のコストダウンと、プリントヘッドの電気熱変換素子の構成に対応したデータ処理による処理時間の短縮を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態のプリンタ装置に使用されるヒータボードの構成を示すブロック図である。
【図２】従来のヒータボードの構成例を示す図である。
【図３】従来のヒータボードの構成例を示す図である。
【図４】従来のヒータボードの構成例を示す図である。
【図５】従来のヒータボードを使用したプリンタ装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】従来のヒータボードを使用したプリンタ装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】本実施の形態のヒータボードを使用したプリンタ装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明が適用できるインクジェット記録装置ＩＪＲＡの概観図である。
【図９】図８のインクジェット記録装置の概略構成を示すブロック図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heater board of a print head that prints an image on a print medium by being mounted on and driven by a printing apparatus main body.
[0002]
The configuration of a printer apparatus employing such a print head is shown in FIGS.
[0003]
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the printer apparatus employing the print head shown in FIGS. 2 and 3 and the connection with the host computer 30. In FIG.
[0004]
In FIG. 5, print information is sent from the host computer 30 to an input / output interface (I / F) 29 in the printer device 21. This print information is sent to a microprocessor (MPU) 28 and processed into predetermined print information by a program in a memory (not shown). The processed print information is sent to the heater boards 1a and 1b via the driver 27, and the driver 27 drives the electrothermal conversion element 2 to eject ink, thereby printing on the print medium. In addition to the heater boards 1a and 1b, the print head 22 is provided with, for example, a heat retaining heater 24 for raising the temperature of the print head 22, a temperature sensor 25 for detecting the head temperature, and the like. Control to improve print quality.
[0005]
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a printer apparatus employing the print head of FIG. 4 and the connection with the host computer. The heater board 1 c includes a driver 27 in addition to the electrothermal conversion element 2. The power supply 26 is connected to a driver 27, and print data is supplied to the electrothermal conversion element 2 via the driver 27.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional configuration has the following problems to be solved.
[0007]
(1) In the case of FIG. 2, the number of terminals 17a and the number of wirings are required for at least the number of electrothermal conversion elements. Therefore, the board size of the heater board 1a is increased, and the wiring inside the printer device 21 is complicated and complicated, resulting in an increase in cost.
[0008]
(2) In the case of FIG. 3, when the matrix diode 18 (m × p) is used, the number of electrical contacts and the number of wirings of the terminal 17b is n = m × p with respect to the number of electrothermal conversion elements n. Therefore, the number of (m + p) is sufficient. However, in this case, since the matrix driving is performed, the degree of freedom of the nozzle driving method is low.
[0009]
(3) In the case of FIG. 4, the number of electrical contacts and wirings of the terminal 17c is smaller than in the above example, but since the serial data transfer is performed using the shift register 20, the print data is once serialized in the printing device 21. Must be converted to data. Therefore, the load on the software side and the hardware side increases, and there are problems such as a decrease in print data transfer speed and an increase in hardware cost.
[0010]
The present invention has been made in consideration of the above prior art, the heater board of the printhead, print based on the data processed with the processing of data rather performs driving of the electrothermal transducers can record an image on a printing medium An object is to provide a heater board for a head.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the heater board of the present invention has the following configuration. That is,
A print head heater board that is mounted on a printing apparatus main body and used for printing,
A plurality of electrothermal transducers for recording an image on a print medium;
A driver circuit for driving the plurality of electrothermal transducers ;
ROM or RAM memory means;
A CPU that controls the processing of print data used for printing and the operation of the entire printing apparatus ;
An internal bus including an address bus, a data bus for connecting the driver circuit, the memory means and the CPU to transfer data;
An interface for the print head to directly receive print data and print control data input to the printing apparatus main body;
Transfer means for transferring data for driving the plurality of electrothermal transducers processed by the CPU from the memory means to the driver circuit via the internal bus;
The transfer means transfers the data stored in the memory means to the driver circuit via the internal bus without going through the CPU.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0014]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a heater board 100 of the print head according to the present embodiment. In this embodiment, the print head energizes the heating resistor (electrothermal conversion element 2) provided corresponding to each nozzle. This heat generating resistor is disposed in the nozzle, and film generation occurs in the ink due to this heat generation, and printing is performed by ejecting ink from the nozzle (printing element).
[0015]
In the heater board 100 of this embodiment, most of the electric circuits necessary for a normal printer apparatus are incorporated. First, print data and print control data from the host computer 30 are input through the input / output interface 8 via the transmission line 14. The print data input from the host computer 30 in this way is taken into the microprocessor unit CPU4 via the internal bus 13. Here, while the transmission line 14 is generally compliant with the Centronics interface, RS232C, or the like, the internal bus 13 includes a data bus, an address bus, and a control bus. A plurality of parallel signals such as 8 bits, 16 bits,... Are transmitted.
[0016]
The captured print data may be data-compressed. Since the image data is enormous and takes a large load on the memory to be stored and the transfer time, the data compression method is generally used. However, the compressed data is directly transferred to the heater board of the present embodiment, and the heater board is used. Data transfer time and memory capacity can be saved by decompressing the original image data and restoring the original image data.
[0017]
The print data captured by the CPU 4 includes, for example, image data, image control data, image quality correction data, and the like. The processing of this print data is also built in the heater board 100 and connected via the internal bus 13. Processing is performed using the ROM 5 and RAM 6. The ROM 5 stores a control program for the CPU 4 and stores predetermined image data as a pattern. As the ROM 5, a mask ROM, E ² PROM, one-time ROM, or the like is used. The RAM 6 stores data sent from the host computer, data processing, calculation data as well as image data, print data subjected to image processing, and the like. These data are sent to the electrothermal conversion element 2 through the driver 3, and ink is ejected by driving the heating resistor in accordance with the print data.
[0018]
Depending on the application, the print data may be sent from the CPU 4 to the driver 3 via the internal bus 12 or may be sent directly from the ROM 5 or RAM 6 to the driver 3. When a large amount of data is sent to the driver 3 at high speed, a method (direct memory access: DMA) is used in which the data is sent directly from the ROM 5 or RAM 6 to the driver 3 without going through the CPU 4. Further, the memory configuration of the ROM 5 and RAM 6 is set to n × x according to the number of nozzles n, the number of lines of the internal bus 12 is n, and the memory (RAM 6) is sent directly to the driver 3 and the electrothermal transducer 2. By doing so, data can be transferred at high speed.
[0019]
The heater board 100 is provided with a clock oscillation circuit 7, and the CPU 4 operates in accordance with a clock signal output from the oscillation circuit 7. A timer circuit 10 measures a predetermined time according to an instruction from the CPU 4 and notifies the CPU 4 of the passage of the time. Thereby, the CPU 4 can control the energization time to the electrothermal conversion element 2 and the control of the motor 32. An external element driver 11 drives an external motor 32, a solenoid, and an external head (not shown). Reference numeral 9 has an analog circuit such as an A / D converter, a D / A converter, and an operational amplifier. An analog signal from the outside is input via the input / output terminal 15 to be converted into a digital signal and output to the internal bus 13. Alternatively, the digital signal from the internal bus 13 can be converted to analog and output. Similarly, a light emitting element, a light receiving element, a magnetic sensor, etc. (not shown) are provided to detect the print position (scanning position of the carriage) and synchronize with the print timing, or the temperature / pressure / magnetism generating means 34 and the state detecting means 33. For example, a temperature detection element, a pressure detection element, and the like can be provided to detect the head temperature and perform feedback control.
[0020]
Further, by providing an electromagnetic wave detection element (not shown), it is possible to input a print signal or a control signal using radio waves. In addition, a heat generating element (heater, light emitting element (laser, etc.), electromagnetic wave such as microwave) is provided to heat and evaporate the ink discharged onto the printing paper, thereby shortening the fixing time and improving the image quality.
[0021]
Compared with the configuration of the printer device of this embodiment and the configuration of the conventional example shown in FIGS. 5 and 6, the configuration is simple in this embodiment, and the configuration is similar to the heater board 100 of this embodiment. Considering the cost increase for doing so, a significant cost reduction can be achieved. Further, in addition to the peripheral circuit of the CPU 4, the heater board 100 includes an interface 8 with the host computer 30, an electrothermal conversion element 2 and its driver 3, a timer 10, an A / D, D / A converter 9, and an external device. Since the motor 32 driver and the like are provided, there is no burden of software and hardware for data transfer between the units, and the circuit scale can be reduced and the development cost can be reduced.
[0022]
FIG. 8 is a schematic view of an ink jet recording apparatus IJRA to which the present invention can be applied. In the figure, the carriage HC engaged with the spiral groove 5004 of the lead screw 5005 that rotates via the driving force transmission gears 5011 and 5009 in conjunction with the forward and reverse rotation of the drive motor 5013 has a pin (not shown). And is reciprocated in the directions of arrows a and b. An ink jet head IJH and an ink jet cartridge IJC are mounted on the carriage HC. The heater board 100 of the ink jet head IJH includes the circuit shown in FIG. Reference numeral 5002 denotes a paper pressing plate that presses the paper against the platen 5000 in the moving direction of the carriage. Reference numerals 5007 and 5008 denote photo-couplers, which are home position detection means for confirming the presence of the carriage lever 5006 in this region and switching the rotation direction of the motor 5013 or the like. Reference numeral 5016 denotes a member that supports a cap member 5022 that caps the front surface of the recording head. Reference numeral 5015 denotes suction means that sucks 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, and reference numeral 5019 denotes a member that enables the blade to be moved in the front-rear direction. Needless to say, the blade is not in this form, and a known cleaning blade can be applied to this example. Reference numeral 5012 denotes a lever for starting suction for suction recovery, which moves in accordance with the movement of the cam 5020 engaged with the carriage, and the driving force from the driving motor is controlled by a known transmission means such as clutch switching. Is done.
[0023]
These capping, cleaning, and suction recovery are configured so that desired processing can be performed at their corresponding positions by the action of the lead screw 5005 when the carriage comes to the home position side region. Any of these can be applied to this example as long as the above operation is performed.
[0024]
<Description of control configuration>
Next, a control configuration for executing the recording control of the above-described apparatus will be described with reference to a block diagram shown in FIG. In FIG. 9, the circuit portion of the heater board 100 indicates a portion surrounded by a dotted line. In the figure, showing a control circuit, reference numeral 1700 denotes an interface for inputting a recording signal, 1701 denotes an MPU, 1702 denotes a program ROM for storing a control program executed by the MPU 1701, and 1703 denotes various data (the recording signal and the recording supplied to the head). This is a dynamic RAM that stores data and the like. Reference numeral 1704 denotes a gate array that controls supply of print data to the print head 1708, and also controls data transfer among the interface 1700, MPU 1701, and RAM 1703. Reference numeral 1710 denotes a carrier motor for conveying the recording head 1708, and 1709 denotes a conveyance motor for conveying the recording paper. Reference numeral 1705 denotes a head driver for driving the head, and reference numerals 1706 and 1707 denote motor drivers for driving the transport motor 1709 and the carrier motor 1710, respectively.
[0025]
The operation of the control configuration will be described. When a recording signal enters the interface 1700, the recording signal is converted into recording data for printing between the gate array 1704 and the MPU 1701. Then, the motor drivers 1706 and 1707 are driven, and the recording head 1708 is driven according to the recording data sent to the head driver 1705 to perform printing.
[0026]
It is obvious that the components of the present invention can be incorporated in the control configuration of the ink jet printer as described above, and the present invention is not limited to other printers and can be applied to the ink jet printer and the like.
[0027]
The present invention provides an excellent effect in an ink jet recording head and a recording apparatus that perform recording by forming flying droplets using thermal energy, particularly among ink jet recording methods.
[0028]
As its typical configuration and principle, for example, those performed using the basic principle disclosed in US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740,796 are preferable. 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, it is arranged corresponding to the sheet or liquid path holding the liquid (ink). By applying at least one drive signal corresponding to the recording information and applying a rapid temperature rise exceeding the film boiling to the electrothermal transducer, the thermal energy is generated in the electrothermal transducer, and the recording head This is effective because film boiling occurs on the heat acting surface of the liquid, and as a result, bubbles in the liquid (ink) corresponding to the drive signal on a one-to-one basis can be formed. By the growth and contraction of the bubbles, liquid (ink) is ejected through the ejection opening to form at least one droplet. When the drive signal is pulse-shaped, the bubble growth and contraction is performed immediately and appropriately, and thus it is possible to achieve the discharge of liquid (ink) with particularly excellent responsiveness.
[0029]
As this pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. In addition, if the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 of the invention relating to the temperature rise rate of the heat acting surface are adopted, excellent recording can be performed.
[0030]
As the configuration of the recording head, in addition to the combination configuration (straight liquid flow path or right-angle liquid flow path) of the discharge port, the liquid path, and the electrothermal transducer as disclosed in each of the above-mentioned specifications, the heat acting surface May be configured using US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600, which disclose a configuration in which the lens is disposed in a bending region. In addition, for a plurality of electrothermal transducers, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-123670 which discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge portion of the electrothermal transducer or an opening that absorbs pressure waves of thermal energy is ejected. A configuration based on Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-138461 disclosing a configuration corresponding to each unit may be used.
[0031]
Furthermore, 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 satisfied by a combination of a plurality of recording heads as disclosed in the above specification. Either a configuration or a configuration as a single recording head formed integrally may be used.
[0032]
In addition, the ink is integrated into the replaceable chip type recording head or the recording head itself, which can be electrically connected to the apparatus main body and supplied with ink from the apparatus main body by being attached to the apparatus main body. A cartridge type recording head provided with a tank may be used.
[0033]
In addition, it is preferable to add a recovery means for the recording head, a preliminary auxiliary means, etc. provided as a configuration of the recording apparatus of the present invention, since the effects of the present invention can be further stabilized. Specifically, capping means, cleaning means, pressurizing or suction means for the recording head, preheating means using a heating element different from this, or a combination thereof, or recording is used. Performing a preliminary discharge mode for performing another discharge is also effective for performing stable recording.
[0034]
Further, the recording mode of the recording apparatus is not limited to the recording mode of only the mainstream color such as black, but the recording head may be integrated or may be a combination of a plurality of colors. An apparatus having at least one of full colors can also be provided.
[0035]
In the embodiment of the present invention described above, the ink is described as a liquid. However, the ink is solidified at room temperature or lower and softens at room temperature, or is liquid, or the above-described inkjet In general, the temperature of the ink itself is adjusted within a range of 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower to control the temperature so that the viscosity of the ink falls within the stable discharge range. Any material may be used if it is liquid.
[0036]
In addition, it is possible to prevent the temperature rise by heat energy from being used as the energy for changing the state of the ink from the solid state to the liquid state, or to use ink that solidifies in the standing state for the purpose of preventing ink evaporation. In any case, thermal energy such as ink that liquefies by application according to a recording signal of thermal energy and ejects as liquid ink, or that starts to solidify when it reaches the recording medium, etc. The use of ink having the property of being liquefied for the first time is also applicable to the present invention. In such a case, the ink is held as a liquid or solid in a porous sheet recess or through-hole as described in JP-A-54-56847 or JP-A-60-71260, It is good also as a form which opposes with respect to an electrothermal converter. In the present invention, the most effective one for each of the above-described inks is to execute the above-described film boiling method.
[0037]
In addition, as a form of the recording apparatus according to the present invention, a copying apparatus combined with a reader or the like, in addition to what is provided as an image output terminal of an information processing device such as a word processor or a computer as described above, Furthermore, it may take the form of a facsimile machine having a transmission / reception function.
[0038]
The present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices or an apparatus composed of a single device. Further, it goes without saying that the present invention can also be applied to a case where the present invention is achieved by supplying a system or apparatus with a program for implementing the present invention.
[0039]
According to the present embodiment as described above, there are the following effects.
(1) By adopting a configuration in which most of the electric circuit is built in the heater boat 100, the electrical system including the signal lines inside the printing apparatus can be simplified, and the cost of the printing apparatus can be greatly reduced.
(2) By adopting a memory configuration and system configuration suitable for the number of print elements in the heater board 100, high-speed data processing is possible by performing data processing suitable for the configuration of the print head.
(3) Compared with a conventional configuration in which print data is processed by a control circuit provided in the main body of the printing apparatus, the print data is transferred to the print head, and the print head is driven by control on the main body side, wiring inside the apparatus Can be simplified, and the size of the entire printer apparatus can be reduced.
(4) Multi-function of print head by forming elements used for temperature input / output, input / output of light, magnetism and pressure, external motor and head drive, etc. in the same process as the manufacture of heater board Compared with a conventional configuration in which each element is arranged as a unit in the printer apparatus main body, cost reduction can be achieved, and furthermore, high-speed processing of print data becomes possible.
In particular, by receiving print data and print control data for use in printing through the print head interface, the print head is configured to process the print data and drive the print elements based on the processed print data. It is possible to increase the versatility of the printer apparatus and achieve a significant cost reduction of the apparatus main body, and to realize processing corresponding to the configuration of the print element of the print head. Furthermore, the wiring inside the printer apparatus is simplified as compared with the conventional configuration, and the printer apparatus main body can be reduced in size.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the heater board of the print head can drive the data and the electrothermal conversion element based on the processed data, thereby reducing the circuit scale of the entire printing apparatus, The cost of the apparatus main body can be reduced and the processing time can be shortened by the data processing corresponding to the configuration of the electrothermal conversion element of the print head.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a heater board used in a printer apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a conventional heater board.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional heater board.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional heater board.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of a printer device using a conventional heater board.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a printer device using a conventional heater board.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of a printer apparatus using the heater board according to the present embodiment.
FIG. 8 is a schematic view of an inkjet recording apparatus IJRA to which the present invention can be applied.
9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the ink jet recording apparatus of FIG. 8;

Claims

プリント装置本体に装着されてプリントに用いられるプリントヘッドのヒータボードであって、
プリント媒体に画像を記録する複数の電気熱変換素子と、
該複数の電気熱変換素子を駆動するためのドライバ回路と、
ＲＯＭないしＲＡＭのメモリ手段と、
プリントに用いるプリントデータの処理、および前記プリント装置全体の動作を制御するＣＰＵと、
前記ドライバ回路、前記メモリ手段及び前記ＣＰＵを接続してデータを転送するためのデータバス、アドレスバスを含む内部バスと、
プリント装置本体に入力されるプリントデータ及びプリント制御データを前記プリントヘッドが直接受信するためのインターフェースと、
前記ＣＰＵによって処理された前記複数の電気熱変換素子を駆動するためのデータを、前記内部バスを介して前記メモリ手段から前記ドライバ回路へ転送する転送手段とを有し、
前記転送手段は、前記ＣＰＵを介さずに、前記メモリ手段に格納されたデータを前記内部バスを介して前記ドライバ回路へ転送することを特徴とするヒータボード。A print head heater board that is mounted on a printing apparatus main body and used for printing,
A plurality of electrothermal transducers for recording an image on a print medium;
A driver circuit for driving the plurality of electrothermal transducers ;
ROM or RAM memory means;
A CPU that controls the processing of print data used for printing and the operation of the entire printing apparatus ;
An internal bus including an address bus, a data bus for connecting the driver circuit, the memory means and the CPU to transfer data;
An interface for the print head to directly receive print data and print control data input to the printing apparatus main body;
Transfer means for transferring data for driving the plurality of electrothermal transducers processed by the CPU from the memory means to the driver circuit via the internal bus;
The heater board, wherein the transfer means transfers the data stored in the memory means to the driver circuit via the internal bus without going through the CPU.

前記転送手段は、前記ＣＰＵを介して前記メモリ手段から前記ドライバ回路へ転送する方式と、前記ＣＰＵを介さずに前記メモリ手段から前記ドライバ回路へ転送する方式と、を選択可能とすることを特徴とする請求項１に記載のヒータボード。The transfer means can select a method of transferring from the memory means to the driver circuit via the CPU and a method of transferring from the memory means to the driver circuit without going through the CPU. The heater board according to claim 1 .

前記転送手段は、転送するデータの量に応じて、前記ドライバ回路へデータを転送する方式を選択することを特徴とする請求項２に記載のヒータボード。 3. The heater board according to claim 2 , wherein the transfer means selects a method for transferring data to the driver circuit in accordance with the amount of data to be transferred.