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JP2006168315A - Ink-jet recording head and ink-jet recording method - Google Patents

Ink-jet recording head and ink-jet recording method Download PDF

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JP2006168315A
JP2006168315A JP2004367680A JP2004367680A JP2006168315A JP 2006168315 A JP2006168315 A JP 2006168315A JP 2004367680 A JP2004367680 A JP 2004367680A JP 2004367680 A JP2004367680 A JP 2004367680A JP 2006168315 A JP2006168315 A JP 2006168315A
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jet recording
recording head
ink
nozzles
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JP2004367680A
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Japanese (ja)
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Toru Yamane
徹 山根
Ikutomo Watabe
育朋 渡部
Seiichiro Karita
誠一郎 刈田
Junji Yasuda
淳司 安田
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Canon Inc
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Canon Inc
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink-jet recording head and an ink-jet recording method which can realize the improvement of a heater board shrink and a BJ head throughput. <P>SOLUTION: In the BJ head for performing a time-sharing driving, a nozzle sequential selection means for sequentially selecting the driving nozzle according to a clock signal input from outside is composed inside the head. Apart from the nozzle sequential selection means, an adjoining nozzle selection means for non-ejection correction is composed. The ink-jet recording method using the above-mentioned composition is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液体に外部からエネルギーを加えることによって、所望の液体を吐出するインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録方法に関するものである。   The present invention relates to an ink jet recording head and an ink jet recording method for discharging a desired liquid by applying energy from the outside to the liquid.

この種のインクジェット記録ヘッドに関し、例えば特許文献1に記載されているインクジェット記録方法は、熱エネルギーを液体に作用させて、液滴吐出の原動力を得るという点において、他のインクジェット記録方法とは異なる特徴を有している。即ち、上述の特許文献1に開示されている記録方法は、熱エネルギーの作用を受けた液体が加熱されて気泡を発生し、この気泡発生に基づく作用力によって、記録ヘッド部先端のオリフィスから液滴が形成され、この液滴が被記録部材に付着して情報の記録が行われるということを特徴としている。   With respect to this type of ink jet recording head, for example, the ink jet recording method described in Patent Document 1 is different from other ink jet recording methods in that thermal energy is applied to a liquid to obtain a driving force for droplet ejection. It has characteristics. That is, in the recording method disclosed in Patent Document 1 described above, the liquid that has been subjected to the action of thermal energy is heated to generate bubbles, and the action force based on the generation of the bubbles causes the liquid from the orifice at the tip of the recording head unit. It is characterized in that droplets are formed and the droplets adhere to the recording member to record information.

この記録方法に適用される記録ヘッドは、一般に液体を吐出するために設けられたオリフィスと、このオリフィスに連通して液滴を吐出するための熱エネルギーが液体に作用する部分である熱作用部を構成の一部とする液流路とを有する液吐出部及び熱エネルギーを発生する手段である熱変換体としての発熱抵抗層とそれをインクから保護する上部保護層と蓄熱するための下部層を具備している。   A recording head applied to this recording method generally includes an orifice provided for ejecting a liquid, and a heat acting portion that is a portion where heat energy for ejecting droplets communicated with the orifice acts on the liquid. A liquid discharge portion having a liquid flow path having a liquid crystal structure as a part, a heat generation resistance layer as a heat conversion body which is a means for generating thermal energy, an upper protective layer for protecting it from ink, and a lower layer for storing heat It has.

近年では、より高速に高精細の画像の記録を実現するため、より印字幅が広く、よりオリフィスの配置密度の高いものが要求されており、その要求に対応したインクジェット記録ヘッドと、その記録方法の従来例を図8〜13を用いて説明する。   In recent years, in order to realize high-definition image recording at a higher speed, there has been a demand for a printing width wider and a higher orifice arrangement density. A conventional example will be described with reference to FIGS.

図8は従来のインクジェット記録ヘッドの一例を示す外観斜視図で、図9はその主要部の断面を模式的に示した模式的斜視図、図10〜13は、その駆動方法および記録紙への記録方法を説明するための図である。   FIG. 8 is an external perspective view showing an example of a conventional ink jet recording head, FIG. 9 is a schematic perspective view schematically showing a cross section of the main part, and FIGS. 10 to 13 show the driving method and recording paper. It is a figure for demonstrating the recording method.

このインクジェット記録ヘッドは、シリコン基板101上にヒーター111を設け、ノズル材(不図示)でノズルを形成する。インクは、シリコン基板101を貫通する穴として形成されたインク供給口110を通じてシリコン基板101の裏面から供給される。ヒーター111に電気エネルギーを印加してインクを加熱、発泡させることで、インクを吐出口102から吐出させ、記録を行う。   In this ink jet recording head, a heater 111 is provided on a silicon substrate 101, and nozzles are formed by a nozzle material (not shown). Ink is supplied from the back surface of the silicon substrate 101 through an ink supply port 110 formed as a hole penetrating the silicon substrate 101. By applying electric energy to the heater 111 to heat and foam the ink, the ink is ejected from the ejection port 102 and recording is performed.

ヒーター111への電気エネルギーの印加は、外部から電気コネクタ108を通じて入力される信号に応じて、電気回路基板107、フレキシブル回路基板105を通じてシリコン基板101上に設けられた、作り込み駆動素子103によって行われる。このようなインクジェット記録ヘッドに、高密度、高精度のノズル及び吐出口を形成する方法として特許文献2、及び特許文献3に示されている方法が提案されている。   Electric energy is applied to the heater 111 by a built-in driving element 103 provided on the silicon substrate 101 through the electric circuit board 107 and the flexible circuit board 105 in accordance with a signal input from the outside through the electric connector 108. Is called. As methods for forming high-density, high-precision nozzles and ejection openings in such an ink jet recording head, methods disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3 have been proposed.

このようなインクジェット記録ヘッドの駆動回路の最も一般的な従来例を図10を用いて説明する。   The most common conventional example of such an ink jet recording head drive circuit will be described with reference to FIG.

各々のヒーター111に対応してドライバトランジスタ601が設けられており、ヘッド外部から入力される印字データ、時分割駆動信号、吐出パルスに応じてドライバトランジスタ601が駆動され、インクの吐出が行われる。   A driver transistor 601 is provided corresponding to each heater 111, and the driver transistor 601 is driven in accordance with print data, a time-division drive signal, and an ejection pulse input from the outside of the head, and ink is ejected.

図10に示す回路においては、各々のヒーター111に対応して各々1bitずつのシフトレジスタ604およびラッチレジスタ605が設けられており、印字データは、図10中のData1からクロック信号に同期してシフトレジスタ604に順次入力され、ラッチ信号の入力とともにラッチレジスタ605に格納される。外部から入力されるデコーダ入力信号に応じてデコーダ回路606が駆動され、ラッチレジスタ605に格納されたデータが、順次時分割的に選択され、吐出パルス信号(ENB)の印加とともにAND回路603、ドライバトランジスタ601が駆動される構成になっている。   In the circuit shown in FIG. 10, a 1-bit shift register 604 and a latch register 605 are provided corresponding to each heater 111, and print data is shifted in synchronization with the clock signal from Data1 in FIG. The signals are sequentially input to the register 604 and stored in the latch register 605 together with the input of the latch signal. The decoder circuit 606 is driven in accordance with a decoder input signal input from the outside, and the data stored in the latch register 605 is sequentially selected in a time-sharing manner, and the AND circuit 603 and driver are applied together with the application of the ejection pulse signal (ENB). The transistor 601 is driven.

また、このような構成に対し、デコーダ入力信号のデータ線数を削減する目的で、図11に示すような駆動回路も従来知られている。   For such a configuration, a drive circuit as shown in FIG. 11 is also known for the purpose of reducing the number of data lines of the decoder input signal.

図11に示す駆動回路においては、時分割駆動を行うためのデコーダ回路606に入力するデコーダ入力信号が、デコーダ入力データ格納シフトレジスタ607、デコーダ入力データ格納ラッチレジスタ608から入力されている。デコーダ入力データ格納シフトレジスタ607は、印字データを格納するシフトレジスタ604とカスケードに信号線は接続されている。   In the drive circuit shown in FIG. 11, a decoder input signal input to a decoder circuit 606 for performing time-division driving is input from a decoder input data storage shift register 607 and a decoder input data storage latch register 608. The decoder input data storage shift register 607 has a signal line connected in cascade with the shift register 604 for storing print data.

このようなインクジェット記録ヘッドで高速の印字を行うには、インク吐出口102を記録紙幅いっぱいに多数個並べて形成し、インクジェット記録ヘッドに対して相対的に記録紙を1度走査する間にすべての印字データを記録する方法が知られている。   In order to perform high-speed printing with such an ink jet recording head, a large number of ink ejection openings 102 are formed side by side across the width of the recording paper, and all the recording paper is scanned once relative to the ink jet recording head. A method for recording print data is known.

このようなインクジェット記録ヘッドにおいては、多数のノズルのうち、1つでも不具合があると、印字不良につながってしまうため、不具合のあるノズルがあっても、他のノズルを用いて印字不良を補完する方法が従来知られている。その方法を図12および図13を用いて説明する。   In such an ink jet recording head, if any one of the many nozzles is defective, it will lead to defective printing. Therefore, even if there are defective nozzles, other nozzles are used to compensate for defective printing. The method of doing is known conventionally. This method will be described with reference to FIGS.

図13は、従来知られている一部不具合ノズルのあるインクジェット記録ヘッドでの、印字不具合の補完方法の第一の例を示す。この図は印字DUTY100%のパターンを印字した際の図である。図面上、X方向にインクジェット記録ヘッドを配置し、Y方向に走査を行いながら印字を行っている。本来、図13(a)に示すような印字パターンを形成するところが、何らかの不具合でインクを吐出できないノズルがあると、図13(b)に示すように白スジが形成されてしまう。   FIG. 13 shows a first example of a conventionally known method for complementing printing defects in an inkjet recording head having a partially defective nozzle. This figure is a diagram when a pattern of 100% print duty is printed. In the drawing, an ink jet recording head is arranged in the X direction, and printing is performed while scanning in the Y direction. Originally, when a print pattern as shown in FIG. 13A is formed, but there is a nozzle that cannot eject ink due to some trouble, white stripes are formed as shown in FIG. 13B.

これを補完するために、図13(c)に示すように、不吐出ノズルに隣接するノズルが、本来の記録密度の倍の周波数で吐出を行い、不吐ノズル補完ドット503を吐出する方法が知られている。このような補完駆動を行った場合の飛翔インク滴の一例として、ノズル番号507のノズルに不具合があり、ノズル番号508のノズルでその補完吐出を行う例を図12に示す。
特開昭54−51837号公報 特開平5−330066号公報 特開平6−286149号公報
In order to compensate for this, as shown in FIG. 13C, there is a method in which the nozzle adjacent to the non-ejection nozzle ejects at a frequency twice the original recording density and ejects the non-ejection nozzle complementary dot 503. Are known. As an example of the flying ink droplet when such complementary driving is performed, there is a problem in the nozzle with nozzle number 507, and an example in which complementary ejection is performed with the nozzle with nozzle number 508 is shown in FIG.
JP 54-51837 A JP-A-5-330066 JP-A-6-286149

しかしながら、上記説明したような従来の構成のインクジェット記録ヘッド、記録方法には以下のような問題点があった。   However, the conventional ink jet recording head and recording method as described above have the following problems.

まず、図10に示した回路構成においては、ヘッドの他ノズル化に伴い、デコーダ回路606の入力信号が増大化し、シリコン基板101からの取り出し信号電極数の増大化を招き、その結果としてシリコン基板101のサイズアップにつながり、インクジェット記録ヘッドのコストアップの原因となっていた。   First, in the circuit configuration shown in FIG. 10, with the use of other nozzles in the head, the input signal of the decoder circuit 606 increases, leading to an increase in the number of signal electrodes taken out from the silicon substrate 101. As a result, the silicon substrate As a result, the size of the ink jet recording head is increased.

また、図11に示した回路構成においては、取り出し信号電極数は低く抑えられるものの、印字データの他にデコーダ入力信号に相当するデータを印字データとともに一時分割駆動ごとにすべてシリアルデータとして入力する必要があり、データ量が増大していた。その結果として、一時分割駆動ごとに要する時間が、データ転送時間で率速され、インクジェット記録ヘッドの駆動周波数を低くせざるをえず、ひいてはインクジェット記録ヘッドのスループット低下の原因となっていた。   In the circuit configuration shown in FIG. 11, although the number of extraction signal electrodes can be kept low, it is necessary to input all the data corresponding to the decoder input signal in addition to the print data as serial data for each temporary division drive in addition to the print data. The amount of data was increasing. As a result, the time required for each temporarily divided drive is accelerated by the data transfer time, and the drive frequency of the ink jet recording head has to be lowered, which in turn causes a decrease in the throughput of the ink jet recording head.

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、印字時間をほとんど犠牲にすることなく、不具合ノズルの補完印字を行うことができるようにするインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above points, and provides an ink jet recording head and an ink jet recording method capable of performing complementary printing of defective nozzles with almost no sacrifice in printing time. For the purpose.

本発明は、多数のノズルが列状に配置され、それらのノズルを時分割的に駆動するインクジェット記録ヘッドにおいて、上記の課題を解決するものである。以下にその要旨を述べる。   The present invention solves the above-described problems in an ink jet recording head in which a large number of nozzles are arranged in a row and the nozzles are driven in a time-sharing manner. The summary is described below.

本発明の第1の要旨は、被記録媒体に対して、画像を形成するための複数個のノズルを有するインクジェット記録ヘッドであって、
各々の前記ノズルを時分割的に駆動するための時分割駆動手段を有し、
前記時分割駆動手段は、外部から入力されるクロック信号に応じて、所望の順序に従って駆動させるノズルを順次選択するノズル順次選択手段を有することを特徴とする、インクジェット記録ヘッドに存在する。
A first aspect of the present invention is an ink jet recording head having a plurality of nozzles for forming an image on a recording medium,
Having time-division driving means for driving each of the nozzles in a time-division manner;
The time-division driving means is present in an ink jet recording head having nozzle sequential selection means for sequentially selecting nozzles to be driven in a desired order in accordance with a clock signal input from the outside.

本発明の第2の要旨は、前記ノズル順次選択手段は、外部から入力されるクロック信号に応じて2進数信号を出力するカウンタ回路と、前記カウンタ回路の出力信号に応じて駆動ノズルを選択するデコーダ回路とを有することを特徴とする、第1の要旨に記載のインクジェット記録ヘッドに存在する。   According to a second aspect of the present invention, the nozzle sequential selecting means selects a counter circuit that outputs a binary signal in accordance with a clock signal input from the outside, and a driving nozzle in accordance with an output signal of the counter circuit. The inkjet recording head according to the first aspect is characterized by having a decoder circuit.

本発明の第3の要旨は、前記時分割駆動手段は、
前記ノズル順次選択手段と、
外部から入力されるノズル選択信号に応じて任意のノズルを個別に電気的に選択することのできる、ノズル個別選択手段とを有し、
前記ノズル順次選択手段と前記ノズル個別選択手段との信号のいずれをアクティブにするかを選択する、ノズル選択信号選択手段とを有することを特徴とする、第1または2の要旨に記載のインクジェット記録ヘッドに存在する。
According to a third aspect of the present invention, the time-division driving means is
The nozzle sequential selection means;
An individual nozzle selecting means capable of individually and electrically selecting an arbitrary nozzle in accordance with a nozzle selection signal input from the outside;
The inkjet recording according to the first or second aspect, further comprising: a nozzle selection signal selection unit that selects which of the signals of the nozzle sequential selection unit and the individual nozzle selection unit is to be activated. Present in the head.

本発明の第4の要旨は、被記録媒体に対して相対的に1度走査しながら、外部から入力される画像信号に応じてインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録ヘッドの記録方法であって、
前記インクジェット記録ヘッドには、前記被記録材に対して前記インクジェット記録ヘッドを走査する走査方向に対して垂直なノズル列方向に、前記ノズル列方向の画像記録密度に相当するピッチで複数個のノズルが形成されており、
前記複数個のノズルを前記走査方向の画像記録密度単位内で、時間的に分散させた複数回のタイミングに分割して駆動して記録を行うインクジェット記録方法であって、
前記、インクジェット記録ヘッドは、前記複数個のノズルのうち、前記画像記録密度単位内で、互いに時間的に異なるタイミングに分割して駆動するノズル群単位を有し、前記ノズル群単位内のノズルを、前記ノズル順次選択工程によって電気的に選択するインクジェット記録方法であって、
前記ノズル群単位内に、インクを吐出することのできる正常ノズルと、吐出することのできない不具合ノズルとを有する場合、前記不具合ノズルの前記ノズル列方向に隣接する画素に対応する正常ノズルを前記不具合ノズルに対応する画像信号に対応して駆動することで、前記不具合ノズルのドット補完を行うインクジェット記録方法であって、
前記不具合ノズルの前記ノズル列方向に隣接する画素に対応する正常ノズルを、前記ノズル個別選択工程によって選択を行うことで前記不具合ノズルのドット補完を行うことを特徴とするインクジェット記録方法に存在する。
A fourth aspect of the present invention is a recording method for an ink jet recording head that forms an image by ejecting ink in accordance with an image signal input from the outside while scanning once relative to the recording medium. There,
The inkjet recording head includes a plurality of nozzles at a pitch corresponding to an image recording density in the nozzle row direction in a nozzle row direction perpendicular to a scanning direction for scanning the inkjet recording head with respect to the recording material. Is formed,
An inkjet recording method for performing recording by driving the plurality of nozzles divided into a plurality of timings dispersed in time within an image recording density unit in the scanning direction,
The inkjet recording head has a nozzle group unit that is divided and driven at different timings within the image recording density unit among the plurality of nozzles, and the nozzles in the nozzle group unit , An ink jet recording method for electrical selection by the nozzle sequential selection step,
When the nozzle group unit has a normal nozzle that can eject ink and a defective nozzle that cannot eject ink, the normal nozzle corresponding to the pixel adjacent to the defective nozzle in the nozzle row direction is the defect. An inkjet recording method that performs dot complementation of the defective nozzle by driving in response to an image signal corresponding to a nozzle,
In the ink jet recording method, the defective nozzle is complemented by selecting a normal nozzle corresponding to a pixel adjacent to the defective nozzle in the nozzle row direction by the nozzle individual selection step.

本発明は、デコーダ回路の入力データを直接ヘッド外部から入力せず、カウンタ回路を用いることで、外部からの信号入力端子数を削減し、シリコン基板101の小型化を実現し、ひいては安価なインクジェット記録ヘッドを提供するものである。   The present invention does not directly input the input data of the decoder circuit from the outside of the head, but uses a counter circuit, thereby reducing the number of signal input terminals from the outside, realizing a reduction in size of the silicon substrate 101, and thus an inexpensive inkjet. A recording head is provided.

さらに、上記カウンタ回路からの信号とは別系統のデコーダ回路への信号入力手段を設けることにより、インクジェット記録ヘッドの印字時間をほとんど犠牲にすることなく、不具合ノズルの補完印字を行うことができるようにするインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録方法を提供するものである。   Further, by providing signal input means to a decoder circuit of a system different from the signal from the counter circuit, it is possible to perform complementary printing of defective nozzles with almost no sacrifice of the printing time of the ink jet recording head. An ink jet recording head and an ink jet recording method are provided.

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.

図1〜図4は本発明の第1の実施例を説明するための図である。図1は、本発明の第1の実施例のインクジェット記録ヘッドの駆動回路ブロック図、図2は、本発明のインクジェット記録方法を実施するインクジェット記録ヘッドの外観斜視図、図3は同インクジェット記録ヘッドの断面図、図4は同インクジェット記録ヘッドの主要部の断面斜視図、である。   1 to 4 are diagrams for explaining a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram of a drive circuit for an ink jet recording head according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an external perspective view of the ink jet recording head for implementing the ink jet recording method of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a sectional perspective view of the main part of the ink jet recording head.

本発明を実施するインクジェット記録ヘッドは、シリコン基板101上に600dpiのピッチで2048個のヒーター111を2列設け、ノズル材で、そのヒーター111の各々に対応してノズルが形成されている。インクは、支持部材106中に形成されたインク共通液室117から、ベースプレート104を通り、シリコン基板101を貫通する穴として形成されたインク供給口110を通じてシリコン基板101の裏面からヒーター111上に供給される。   In the ink jet recording head for carrying out the present invention, two rows of 2048 heaters 111 are provided on a silicon substrate 101 at a pitch of 600 dpi, and nozzles are formed corresponding to each of the heaters 111 using a nozzle material. Ink is supplied from the ink common liquid chamber 117 formed in the support member 106 through the base plate 104 to the heater 111 from the back surface of the silicon substrate 101 through the ink supply port 110 formed as a hole penetrating the silicon substrate 101. Is done.

これらの構成は、インク供給口110に対してほぼ対称に構成されており、2列あるヒーター111は、互いに半ピッチずつ、ずれており、2列あるヒーター111を合わせて使用することで、1200dpiの印字密度を実現する構成になっている。   These configurations are substantially symmetrical with respect to the ink supply port 110, and the two rows of heaters 111 are shifted from each other by a half pitch, and by using the two rows of heaters 111 together, 1200 dpi. The print density is realized.

インク供給口110の形成法は、面方位が(100)のシリコン基板101を用いて、シリコンの異方性エッチング法を用いて形成しても良いし、シリコン基板101に機械加工を施して形成しても良いが、本実施例では、シリコン基板に異方性エッチング加工を施して形成した。   The ink supply port 110 may be formed by using a silicon substrate 101 having a plane orientation of (100) and using a silicon anisotropic etching method, or by forming the silicon substrate 101 by machining. However, in this embodiment, the silicon substrate is formed by performing anisotropic etching.

印字は、ヒーター111に電気エネルギーを印加してインクを加熱、発泡させることで、インクを吐出口102から吐出させ、記録を行う。ヒーター111への電気エネルギーの印加は、外部から電気コネクタ108を通じて入力される信号に応じて、電気回路基板107、フレキシブル回路基板105を通じてシリコン基板101上に設けられた、作り込み駆動素子103内のトランジスタ回路によって行われる。この作り込み駆動素子103は、シリコン製の基板101上に直接半導体工程を用いて形成した。   Printing is performed by applying electric energy to the heater 111 to heat and foam the ink, thereby discharging the ink from the discharge port 102. Electric energy is applied to the heater 111 in the built-in drive element 103 provided on the silicon substrate 101 through the electric circuit board 107 and the flexible circuit board 105 in accordance with a signal input from the outside via the electric connector 108. Performed by a transistor circuit. The built-in drive element 103 was formed on the silicon substrate 101 directly using a semiconductor process.

この作り込み駆動素子103上には封止材112が形成されており、インクに直接さらされないようにしている。   A sealing material 112 is formed on the built-in drive element 103 so as not to be directly exposed to ink.

このインクジェット記録ヘッドを駆動するための回路ブロック図を図1に示す。   A circuit block diagram for driving the ink jet recording head is shown in FIG.

前述のように、本発明を実施するインクジェット記録ヘッドは、インク供給口110に対してほぼ対称の構造となっており、その駆動回路も同様に対称の構成となっている。説明のために、図1には、各々のヒーター111に、端から順にヒーター番号(ノズル番号)を付している。各々のノズル列のヒーター111は互いに半ピッチずつずれているため、図1中、上半分は、奇数のノズル番号を有するヒーター111に属する駆動回路、下半分は、偶数のノズル番号を有するヒーター111に属する駆動回路となっており、これらの駆動回路は、互いに独立して駆動できるような構成となっている。   As described above, the ink jet recording head embodying the present invention has a substantially symmetric structure with respect to the ink supply port 110, and its drive circuit has a symmetric structure as well. For explanation, in FIG. 1, heater numbers (nozzle numbers) are given to the respective heaters 111 in order from the end. Since the heaters 111 of each nozzle row are shifted from each other by a half pitch, in FIG. 1, the upper half is a drive circuit belonging to the heater 111 having an odd nozzle number, and the lower half is a heater 111 having an even nozzle number. These drive circuits are configured such that they can be driven independently of each other.

本発明では、インクジェット記録ヘッドの瞬時消費電力を抑える目的と、インク液室内での圧力干渉を防止する目的で、これらの1カラム分の印字データは、1カラム分の印字をすべて同時に行わず、すべてのヒーター111を時間的に分散して駆動している。駆動の際は、シフトレジスタ604に1カラム分のデータを転送した後にラッチレジスタ605にそのデータを格納し、デコーダ回路606で時分割的に駆動する。   In the present invention, for the purpose of suppressing the instantaneous power consumption of the ink jet recording head and for the purpose of preventing pressure interference in the ink liquid chamber, the print data for one column is not printed at the same time, All heaters 111 are driven while being dispersed in time. At the time of driving, data for one column is transferred to the shift register 604, and then stored in the latch register 605. The decoder circuit 606 drives the data in a time division manner.

本実施例においては、片側2048あるノズルを256ずつの8つのブロックに分割し、各々のブロックを256時分割して駆動した。デコーダ回路606の入力端子は8本あり、それらは外部から入力されるクロック信号によって駆動されるカウンタ回路612の出力信号に接続されている。このような構成により、図10に示した従来例に比べて、デコーダ606を駆動する信号線数を8本から2本(リセット信号線を含む)に減少させることができた。   In this embodiment, the nozzle on one side 2048 was divided into 8 blocks each having 256 blocks, and each block was driven in 256 time divisions. The decoder circuit 606 has eight input terminals, which are connected to the output signal of the counter circuit 612 driven by a clock signal input from the outside. With such a configuration, the number of signal lines for driving the decoder 606 can be reduced from eight to two (including reset signal lines) as compared with the conventional example shown in FIG.

このように、本発明は、デコーダ回路606の入力端子が増大化したインクジェット記録ヘッド、すなわち、時分割数を多く取ったインクジェット記録ヘッドにおいて、時分割駆動タイミングの制御を行うための信号配線数を削減するものであり、その結果として、より安価なインクジェット記録ヘッドを提供するものである。   As described above, according to the present invention, the number of signal wirings for controlling the time-division driving timing is increased in the ink-jet recording head in which the input terminals of the decoder circuit 606 are increased, that is, the ink-jet recording head having a large number of time divisions. As a result, a cheaper inkjet recording head is provided.

図5〜図7を用いて本発明のインクジェット記録ヘッドの第2の実施例の説明を行う。   A second embodiment of the ink jet recording head of the present invention will be described with reference to FIGS.

図5は、本発明第2の実施例のインクジェット記録ヘッドの駆動回路ブロック図であり、図6は本発明第2の実施例のインクジェット記録ヘッドを使用して、不具合ノズルの補完駆動をした際の飛翔インク滴を模式的に示した模式図、図7は、不吐補完駆動を行った際の印字ドットを示す模式図である。   FIG. 5 is a drive circuit block diagram of the ink jet recording head according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a case where defective nozzles are complementarily driven using the ink jet recording head according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic diagram schematically showing a printing dot when undischarge complementing driving is performed.

本発明第1の実施例との相違点は、デコーダ回路606の入力信号を、カウンタ回路612の出力信号とは別の信号系統からも入力、選択できる構成とし、不具合のあるノズルに対して、隣接するノズルで補完吐出できるような構成とした点である。   The difference from the first embodiment of the present invention is that the input signal of the decoder circuit 606 can be input and selected from a signal system different from the output signal of the counter circuit 612, and for a defective nozzle, It is the point which was set as the structure which can perform complementary discharge with an adjacent nozzle.

本実施例の不吐補完駆動について、図6を用いて説明する。図6は、507番目のノズルに不具合があり、それを508番目のノズルで補完吐出を行う例を示している。不具合ノズルを除く他のノズルの駆動については、本発明第1の実施例と同様に、カウンタ回路612に入力されるクロック信号に応じてデコーダ回路606を駆動し、時分割駆動を行う。この際、カウンタ回路612の出力がデコーダ回路606に入力されるよう、SEL信号はLOWレベルに設定しておく。この非補完吐出が行われている間に、デコーダ入力データ格納シフトレジスタ607に、508番目のノズルに相当するデコーダ入力データを入力し、デコーダ入力データ格納ラッチレジスタ608に格納しておく。   The discharge failure complement driving of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an example in which there is a defect in the 507th nozzle, and complementary discharge is performed using the 508th nozzle. As for the driving of the other nozzles excluding the defective nozzle, the decoder circuit 606 is driven in accordance with the clock signal input to the counter circuit 612 in the same manner as in the first embodiment of the present invention, and the time division driving is performed. At this time, the SEL signal is set to the LOW level so that the output of the counter circuit 612 is input to the decoder circuit 606. While this non-complementary ejection is being performed, decoder input data corresponding to the 508th nozzle is input to the decoder input data storage shift register 607 and stored in the decoder input data storage latch register 608.

次に、1カラム分の非補完吐出が終了した後、SEL信号をHIGHレベルにし、デコーダ回路606にデコーダ入力データ格納ラッチレジスタ608の出力データが入力されるように制御し、508番目のノズルを駆動するのである。   Next, after the non-complementary discharge for one column is completed, the SEL signal is set to the HIGH level, and control is performed so that the output data of the decoder input data storage latch register 608 is input to the decoder circuit 606, and the 508th nozzle is controlled. Drive.

このような構成にすることで、本実施例は、図11に示した従来例に比べ、少ないデータ転送料で不吐補完駆動を行うことができるのである。   By adopting such a configuration, the present embodiment can perform discharge failure complement driving with a smaller data transfer fee than the conventional example shown in FIG.

本発明の第1の実施例の駆動回路図(カウンタ回路→Dec)Drive circuit diagram of first embodiment of the present invention (counter circuit → Dec) 本発明の第1の実施例のヘッド外観図Head external view of the first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施例のヘッド断面図Head sectional view of the first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施例のヘッド断面斜視図Head sectional perspective view of the first embodiment of the present invention 本発明の第2の実施例の駆動回路図Drive circuit diagram of second embodiment of the present invention 本発明の第2の実施例の不吐補完飛翔ドット図Non-discharge supplementary flying dot diagram of the second embodiment of the present invention 本発明第2の実施例の不吐補完印字ドット図Non-discharge complementary printing dot diagram of the second embodiment of the present invention 従来のヘッド外観図Conventional head appearance 従来のヘッド断面斜視図Conventional head sectional perspective view 従来のヘッド駆動回路図(全シフトレジスタタイプ)Conventional head drive circuit diagram (all shift register type) 従来のヘッド駆動回路図(ブロックマトリックスタイプ)Conventional head drive circuit diagram (block matrix type) 従来の隣接不吐補完記録ドット図Conventional adjacent discharge failure complement dot recording diagram 従来の隣接不吐補完記録ドット図Conventional adjacent discharge failure complement dot recording diagram

符号の説明Explanation of symbols

101 シリコン基板
102 インク吐出口
103 作り込み駆動素子
104 ベースプレート
105 フレキシブル回路基板
106 支持部材
107 電気回路基板
108 電気コネクタ
109 キャップ受け
110 インク供給口
111 ヒーター
112 封止材
114 ノズル
117 インク共通液室
401 吐出ドット
402 不吐出ドット
403 補完吐出ドット
501 印字カラム
502 印字ドット
503 不吐ノズル補完ドット
601 ドライバトランジスタ
603 AND回路
604 印字データ格納シフトレジスタ
605 印字データ格納ラッチレジスタ
606 デコーダ回路
607 デコーダ入力データ格納シフトレジスタ
608 デコーダ入力データ格納ラッチレジスタ
612 カウンタ回路
613 3ステートバッファ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Silicon substrate 102 Ink discharge port 103 Built-in drive element 104 Base plate 105 Flexible circuit board 106 Support member 107 Electric circuit board 108 Electric connector 109 Cap receptacle 110 Ink supply port 111 Heater 112 Sealant 114 Nozzle 117 Ink common liquid chamber 401 Dot 402 non-discharge dot 403 complementary discharge dot 501 print column 502 print dot 503 undischarge nozzle complementary dot 601 driver transistor 603 AND circuit 604 print data storage shift register 605 print data storage latch register 606 decoder circuit 607 decoder input data storage shift register 608 Decoder input data storage latch register 612 Counter circuit 613 3-state buffer

Claims (4)

被記録媒体に対して、画像を形成するための複数個のノズルを有するインクジェット記録ヘッドであって、
各々の前記ノズルを時分割的に駆動するための時分割駆動手段を有し、
前記時分割駆動手段は、外部から入力されるクロック信号に応じて、所望の順序に従って駆動させるノズルを順次選択するノズル順次選択手段を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
An inkjet recording head having a plurality of nozzles for forming an image on a recording medium,
Having time-division driving means for driving each of the nozzles in a time-division manner;
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the time-division driving means includes nozzle sequential selection means for sequentially selecting nozzles to be driven in a desired order in accordance with a clock signal input from the outside.
前記ノズル順次選択手段は、外部から入力されるクロック信号に応じて2進数信号を出力するカウンタ回路と、前記カウンタ回路の出力信号に応じて駆動ノズルを選択するデコーダ回路とを有することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。   The nozzle sequential selection means includes a counter circuit that outputs a binary signal in accordance with an externally input clock signal, and a decoder circuit that selects a drive nozzle in accordance with an output signal of the counter circuit. The ink jet recording head according to claim 1. 前記時分割駆動手段は、
前記ノズル順次選択手段と、
外部から入力されるノズル選択信号に応じて任意のノズルを個別に電気的に選択することのできる、ノズル個別選択手段とを有し、
前記ノズル順次選択手段と前記ノズル個別選択手段との信号のいずれをアクティブにするかを選択する、ノズル選択信号選択手段とを有することを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録ヘッド。
The time-division driving means is
The nozzle sequential selection means;
An individual nozzle selecting means capable of individually and electrically selecting an arbitrary nozzle in accordance with a nozzle selection signal input from the outside;
3. The ink jet recording head according to claim 1, further comprising a nozzle selection signal selection unit that selects which of the signals of the nozzle sequential selection unit and the nozzle individual selection unit is to be activated.
被記録媒体に対して相対的に1度走査しながら、外部から入力される画像信号に応じてインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録ヘッドの記録方法であって、
前記インクジェット記録ヘッドには、前記被記録材に対して前記インクジェット記録ヘッドを走査する走査方向に対して垂直なノズル列方向に、前記ノズル列方向の画像記録密度に相当するピッチで複数個のノズルが形成されており、
前記複数個のノズルを前記走査方向の画像記録密度単位内で、時間的に分散させた複数回のタイミングに分割して駆動して記録を行うインクジェット記録方法であって、
前記、インクジェット記録ヘッドは、前記複数個のノズルのうち、前記画像記録密度単位内で、互いに時間的に異なるタイミングに分割して駆動するノズル群単位を有し、前記ノズル群単位内のノズルを、前記ノズル順次選択工程によって電気的に選択するインクジェット記録方法であって、
前記ノズル群単位内に、インクを吐出することのできる正常ノズルと、吐出することのできない不具合ノズルとを有する場合、前記不具合ノズルの前記ノズル列方向に隣接する画素に対応する正常ノズルを前記不具合ノズルに対応する画像信号に対応して駆動することで、前記不具合ノズルのドット補完を行うインクジェット記録方法であって、
前記不具合ノズルの前記ノズル列方向に隣接する画素に対応する正常ノズルを、前記ノズル個別選択工程によって選択を行うことで前記不具合ノズルのドット補完を行うことを特徴とするインクジェット記録方法。
An inkjet recording head recording method that forms an image by ejecting ink in accordance with an image signal input from the outside while scanning the recording medium once relative to the recording medium,
The inkjet recording head includes a plurality of nozzles at a pitch corresponding to an image recording density in the nozzle row direction in a nozzle row direction perpendicular to a scanning direction for scanning the inkjet recording head with respect to the recording material. Is formed,
An inkjet recording method for performing recording by driving the plurality of nozzles divided into a plurality of timings dispersed in time within an image recording density unit in the scanning direction,
The inkjet recording head has a nozzle group unit that is divided and driven at different timings within the image recording density unit among the plurality of nozzles, and the nozzles in the nozzle group unit , An ink jet recording method for electrical selection by the nozzle sequential selection step,
When the nozzle group unit has a normal nozzle that can eject ink and a defective nozzle that cannot eject ink, the normal nozzle corresponding to the pixel adjacent to the defective nozzle in the nozzle row direction is the defect. An inkjet recording method that performs dot complementation of the defective nozzle by driving in response to an image signal corresponding to a nozzle,
An ink jet recording method comprising: performing dot complementation of the defective nozzle by selecting a normal nozzle corresponding to a pixel adjacent to the defective nozzle in the nozzle row direction in the individual nozzle selection step.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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