ЭЛЕМЕНТНАЯ ОСНОВА ГОЛОВКИ, ЗАПИСЫВАЮЩАЯ ГОЛОВКА И ЗАПИСЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2010 года по МПК B41J2/05 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к элементной основе головки, записывающей головке и записывающему устройству. В более узком смысле настоящее изобретение относится к элементной основе головки с электротермическим преобразователем для генерации тепловой энергии, необходимой для записи изображения, и с установленной на той же основе схемой привода для приведения в действие электротермического преобразователя, записывающей головке, снабженной элементной основой головки, и печатающему устройству, использующему записывающую головку.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для струйного записывающего устройства в качестве записывающего элемента известна записывающая головка, включающая в себя выпускной канал и электротермический преобразователь, генерирующий энергию выпуска для выпуска чернил из выпускного канала. Такое записывающее устройство записывает изображение путем выпуска чернил на основе желаемой информации записи.

В качестве стандартной конфигурации записывающей головки струйного записывающего устройства известна записывающая головка, снабженная множеством записывающих элементов в одной матрице или в множестве матриц. Как правило, записывающие элементы в такой записывающей головке и ее схемы привода созданы на одной и той же основе с использованием технологии производства полупроводников.

В качестве способа приведения записывающей головки в действие на практике используется приведение в действие с временным разделением. Ввиду существования верхнего предела для максимальной потребляемой мощности, одновременно приводящей в действие записывающие элементы, применяется приведение в действие с временным разделением, в котором множество записывающих элементов разделяется на M блоков из N записывающих элементов, и одновременно приводятся в действие N записывающих элементов на блок. Опишем этот способ приведения в действие с конкретной конфигурацией цепи, применяемой в приведении в действие с временным разделением.

На Фиг.16 показана эквивалентная принципиальная схема стандартной элементной основы головки. Элементная основа 100 головки включает в себя вывод данных, вывод синхросигнала, вывод сигнала защелки и вывод теплового сигнала. Кроме того, в качестве схемы 103 привода в элементную основу 100 головки встроены следующие компоненты: сдвиговый регистр 21 для сохранения данных записи и данных управления блоками; запирающая схема 22 защелки, защелкивающая сохраненные данные; схема 23 логической функции И, вычисляющая логическое произведение выходного сигнала из схемы защелки и сигнала с вывода теплового сигнала; декодер 24, выдающий сигнал для выбора блока; схема 25 логической функции И, выбирающая записывающий элемент 27 для приведения в действие; переключающий элемент 26 для приведения в действие записывающего элемента и тому подобное. В матрице 102 записывающих элементов записывающие элементы имеют линейное расположение, совместно используя источник питания VH и GND.

Данные, в которых последовательно комбинируются данные записи и данные управления блоком, вводятся в схему 103 привода данных для передачи данных, а синхросигнал вводится в схему 103 привода с вывода синхросигнала соответственно. Кроме того, в цепь 103 привода с вывода защелки вводится сигнал защелки, который защелкивает данные, сохраненные в сдвиговом регистре 21, а с вывода теплового сигнала вводится тепловой сигнал в качестве сигнала ширины импульса привода, определяющего период включения питания записывающего элемента.

На Фиг.17 показана временная диаграмма, представляющая состояние передачи схемы 103 привода. Как показано на Фиг.17, в настоящем описании период от начала передачи данных первого блока до начала передачи данных следующего первого блока называется “периодом привода”. При этом период от начала передачи данных первого блока до начала передачи данных второго блока в одном и том же периоде привода называется “периодом блока”. Данные, соответствующие одному блоку записывающих элементов, передаются за период блока, а данные, соответствующие одной матрице записывающих элементов, передаются в одном периоде привода.

Данные (DATA) первого блока вводятся в сдвиговый регистр 21 посредством синхросигнала (CLK). Затем на основе сигнала защелки (LAT) данные записи и данные управления блоками, хранящиеся в сдвиговом регистре 21, выводятся из схемы 22 защелки. Логическое произведение данных записи первого блока, выводимого из 22 защелки от первого блока и теплового сигнала (HEAT), который вводится, пока передаются данные второго блока, вычисляется схемой 23 логической функции И. С другой стороны, данные управления блоком от первого блока вводятся в декодер 24, и на основе этих входных данных из декодера выводится сигнал выбора блока (BLE). Логическое произведение этого сигнала выбора блока (BLE) и выходного сигнала схемы 23 логической функции И вычисляется схемой 25 логической функции И. Если этот выходной сигнал активен, выбирается и приводится в действие переключающий элемент 26, являющийся МОП-транзистором или чем-либо подобным. Операция записи, таким образом, выполняется путем выбора записывающего элемента, соответствующего данным записи и данным управления блоком, и активации записывающего элемента для выпуска чернил из сопла. Для записи одной матрицы записывающих элементов эта операция повторяется от первого блока до M-го блока.

Дополнительно в отношении записывающей головки, оснащенной элементной основой головки, стандартно известна записывающая головка, снабженная одной матрицей записывающих элементов или множеством матриц записывающих элементов. В такой записывающей головке, с N записывающих элементов в одном блоке, на одной элементной основа головки устанавливается множество или несколько десятков схем привода, которые могут одновременно приводиться в действие. Произвольная запись может быть выполнена на носителе записи, например на бумаге для записи путем выстраивания данных записи в матрицы, относящиеся к соответствующим записывающим элементам, введения данных записи в записывающую головку и приведения в действие записывающих элементов.

За последние годы рабочие характеристики записывающей головки значительно улучшились с повышением четкости и улучшением качества изображения. С другой стороны, вместе с возросшей четкостью и улучшившимся качеством изображения с целью улучшить скорость записи выросло и количество записывающих элементов или число одновременных приведений в действие записывающих элементов. В результате возросло количество соединительных выводов между записывающей головкой и основным блоком записывающего устройства, что привело к различным проблемам, например к повышению стоимости блока соединения между записывающей головкой и основным блоком записывающего устройства и к дефектам точки контакта в месте соединения.

В качестве способа уменьшения количества соединительных выводов патент США № 6830301 предлагает уменьшение количества соединительных выводов путем общего введения данных записи множества блоков и сигналов ширины импульса привода из основного блока записывающего устройства в записывающую головку.

Дополнительно в качестве способа использования множества входных импульсов в виде большого многообразия импульсов патент США № 6116714 рассматривает способ выбора множества входных импульсов для формирования множества тепловых импульсов.

Кроме того, из-за возрастания числа записывающих элементов ввиду возрастания четкости и улучшения качества изображения число разделения блоков в вышеописанном приведении в действие с временным разделением имеет тенденцию к возрастанию. При фиксированном периоде блока период привода становится длиннее ввиду возрастания числа разделения блоков.

В будущем появится дополнительная необходимость в повышении скорости. Следовательно, в особенности в записывающих устройствах, вместе с возрастанием количества записывающих элементов серьезной проблемой станет передача возрастающих объемов информации записи на высокой скорости через малое количество выводов.

На Фиг.5 патента США № 7029084 показана линия низковольтной дифференциальной передачи сигналов (LVDS - low-voltage differential signaling) синхросигнала и данных, передаваемых по проводам от записывающего устройства в схему привода в записывающей головке. Точнее говоря, в этой конфигурации последовательный поток данных и соответствующего ему синхросигнала принимаются LVDS-линией. LVDS-технология эффективна для высокоскоростной передачи, а также в качестве меры против шума и, следовательно, эффективна в записывающей головке.

Патент США № 6830301 рассматривает следующий способ передачи данных. Как показано на Фиг.18, множество блоков данных записи и данных управления блоками (DATA) и сигнал ширины импульса привода (сигнал ENB, соответствующий сигналу HEAT) последовательно передаются логической матрице каретки посредством общей сигнальной линии. В результате период блока становится длиннее и возникает проблема более длинного периода привода. При такой конфигурации возникает проблема, связанная с повышением скорости, которая будет требоваться все выше в будущем.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение направлено на элементную основу головки, которая может принимать данные записи и сигнал ширины импульса привода, передаваемые от записывающего устройства посредством общих сигнальных линий и выводов для сокращения периода приема данных по сравнению со стандартным вариантом.

Дополнительно настоящее изобретение направлено на записывающее устройство, которое может сократить период передачи данных по сравнению со стандартным вариантом и может мультиплексировать данные записи и сигнал ширины импульса привода.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения элементная основа головки включает в себя множество записывающих элементов; причем элементная основа головки включает в себя средство приема для приема данных, в которых биты данных ширины импульса привода вставлены между битами данных записи, средство выделения для выделения данных записи из данных, принятых средством приема, и средство генерации сигнала для генерации сигнала ширины импульса привода, определяющего период включения питания множества записывающих элементов путем выделения данных ширины импульса привода из данных, принятых средством приема, где множество записывающих элементов приводится в действие на основе данных записи, выделенных средством выделения, и сигнала ширины импульса привода, сгенерированного средством генерации сигнала.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения элементная основа головки принимает данные, где биты данных ширины импульса привода вставлены между битами данных записи. Данные записи и данные ширины импульса привода выделяются из принятых данных в элементной основе головки, и записывающие элементы приводятся в действие путем генерации сигнала ширины импульса привода.

Последующие компоненты и аспекты настоящего изобретения станут очевидны из последующего подробного описания примеров вариантов осуществления со ссылками на приложенные чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сопроводительные чертежи, присоединенные к данному описанию и составляющие его часть, иллюстрируют примеры осуществления, компоненты и аспекты изобретения и, наряду с описанием, призваны пояснить принципы изобретения.

На Фиг.1 показана структурная схема, иллюстрирующая конфигурацию соединения между записывающим устройством и элементной основой головки, к которым может быть применено настоящее изобретение.

На Фиг.2 показана эквивалентная принципиальная схема, представляющая собой конфигурацию схемы элементной основы головки в соответствии с первым примером варианта осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.3A и 3B показаны временные диаграммы, касающиеся данных записи, иллюстрирующие состояние сообщения в структурной схеме с Фиг.2 в соответствии с первым примером варианта осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.4A и 4B показаны временные диаграммы, касающиеся примера конфигурации схемы генерации сигнала ширины импульса привода (теплового сигнала) и теплового сигнала в соответствии с первым примером варианта осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.5A и 5B показаны временные диаграммы, касающиеся другого примера конфигурации схемы генерации сигнала ширины импульса привода (теплового сигнала) и теплового сигнала в соответствии с первым примером варианта осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.6 показана временная диаграмма привода, иллюстрирующая состояние сообщения в схеме привода элементной основы головки в соответствии с первым примером варианта осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.7A и 7B показаны диаграммы для описания схемы мультиплексирования в соответствии со вторым примером варианта осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.8 показана эквивалентная принципиальная схема, представляющая собой конфигурацию схемы элементной основы головки в соответствии с третьим примером варианта осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.9 показана диаграмма, иллюстрирующая конфигурационный пример схемы генерации синхросигнала в соответствии с третьим примером варианта осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.10A и 10B показаны временные диаграммы привода, иллюстрирующие состояние передачи в схеме привода элементной основы головки в соответствии с третьим примером варианта осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.11A и 11B показаны диаграммы для описания схемы мультиплексирования в соответствии с четвертым примером варианта осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.12 показана структурная схема, иллюстрирующая конфигурацию соединения между записывающим устройством в соответствии с пятым примером варианта осуществления, применяющим LVDS к настоящему изобретению, и элементной основой головки.

На Фиг.13 показана структурная схема, иллюстрирующая конфигурацию соединения между записывающим устройством в соответствии с шестым примером варианта осуществления, применяющим LVDS к настоящему изобретению, и элементной основой головки.

На Фиг.14 показана пояснительная схема, иллюстрирующая один пример записывающего устройства, к которому может быть применено настоящее изобретение.

На Фиг.15 показана структурная схема, иллюстрирующая конфигурацию схемы управления записывающего устройства.

На Фиг.16 показана эквивалентная принципиальная схема, представляющая конфигурацию схемы стандартной элементной основы головки.

На Фиг.17 показана временная диаграмма привода, иллюстрирующая состояние сообщения в схеме привода стандартной элементной основы головки.

На Фиг.18 показана временная диаграмма для описания случая, где данные записи и сигнал ширины импульса привода последовательно передаются стандартным для области техники образом.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Ниже описываются различные примеры осуществления, компоненты и аспекты изобретения со ссылками на чертежи.

Опишем варианты осуществления настоящего изобретения более подробно со ссылками на приложенные чертежи. В настоящем описании словосочетание “на элементной основе” указывает не только на элементы собственно на элементной основе, но и на поверхность элементной основы и на внутреннюю сторону элементной основы рядом с поверхностью. Кроме того, слово “встроенный” указывает не только на соответственно раздельные элементы, располагающиеся на элементной основе, но и в целом на установку и производство соответствующих элементов на элементной основе на этапе изготовления полупроводниковой схемы или подобного.

ПЕРВЫЙ ПРИМЕР ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На Фиг.14 показан перспективный вид струйного записывающего устройства, к которому может быть применено настоящее изобретение. На Фиг.14 каретка HC имеет штифт (не показан), стыкующийся с винтовым пазом 4 винта 3 подачи так, что с вращением винта 3 подачи каретка HC движется из стороны в сторону в направлении стрелок a и b. На этой каретке HC устанавливается струйный картридж IJC (inkjet cartridge). Струйный картридж IJC включает в себя струйную головку (в дальнейшем, “записывающая головка IJH”) и чернильный резервуар IT с чернилами для записи. На записывающей головке IJH устанавливается элементная основа 100 головки. Элементная основа головки электрически соединена с записывающим устройством IJRA через записывающую головку.

Прижимающая пластина 2 прижимает лист бумаги к валику 1 по направлению движения каретки. Для подачи бумаги P валик 1 вращается мотором подачи (не показан). Деталь 5 поддерживает закрывающую деталь 6, которая закрывает внешнюю сторону записывающей головки.

На Фиг.15 показана структурная схема, иллюстрирующая управляющую конфигурацию записывающего устройства IJRA, показанного на Фиг.14.

Как показано на Фиг.15, цепь 106 управления компонуется из следующих компонентов: микропроцессор 11; ROM (ПЗУ) 12, где хранится программа, соответствующая управляющей последовательности, требуемые таблицы и другие фиксированные данные; специализированная интегральная схема (ASIC - application specific integrated circuit) 13, генерирующая сигналы управления для управления мотором M1 каретки, мотором M2 подачи и записывающей головкой IJH; RAM (ОЗУ) 14, снабженное областью растеризации данных записи, рабочей областью для выполнения программы и тому подобным; и системная шина 15, соединяющая между собой микропроцессор 11, ASIC 13 и ОЗУ 14 и обеспечивает обмен данными между ними.

Дополнительно на Фиг.15 данные записи, команды, сигналы состояния и так далее посылаются и принимаются между хост-устройством 17 в общем смысле (например, компьютером, считывающим устройством для считывания изображения, цифровой камерой, или т.п.), выполняющим функцию источника данных записи, и записывающим устройством IJRA через интерфейс (I/F) 16.

Дополнительно привод 20 мотора каретки приводит в действие мотор M1 каретки для прогона каретки HC из стороны в сторону в направлении стрелок a и b, а привод 19 мотора подачи приводит в действие мотор M2 подачи для подачи носителя P записи.

ASIC 13 обеспечивает логические сигналы, которые необходимо послать записывающей головке во время прямого доступа к области записи ОЗУ 14 в процессе прогона и записи посредством записывающей головки IJH. Эти логические сигналы включают в себя данные записи, данные управления блоками, синхросигнал и сигнал ширины импульса привода. Эти сигналы поставляются схеме 107 мультиплексирования. Данные, мультиплексированные схемой 107 мультиплексирования, поставляются записывающей головке, оснащенной элементной основой головки.

Далее наряду с управляющими компонентами, показанными на Фиг.15, будут кратко описаны конфигурация элементной основы 100 головки и конфигурация схемы 107 мультиплексирования в записывающем устройстве IJRA со ссылками на Фиг.1.

На Фиг.1 показана структурная схема, иллюстрирующая соединение между записывающим устройством, к которому может быть применено настоящее изобретение, и элементной основой головки. Три сигнальные линии 101 для отсылки данных (DATA), синхросигнала (CLK) и сигнала защелки (LAT) предоставляются элементной основе 100 головки из записывающего устройства IJRA. Данные (DATA) с вставленным импульсом привода, где данные записи и данные управления блоками последовательно скомбинированы схемой мультиплексирования в записывающем устройстве, передаются элементной основе 100 головки посредством вывода данных. Следовательно, сигнальные линии и выводы теплового сигнала, стандартно используемые для передачи сигнала ширины импульса привода (HEAT) элементной основе 100 головки, не являются необходимыми. “Данные ширины импульса привода” здесь являются сигналом, в котором аналоговый сигнал (т.е. “сигнал ширины импульса привода (HEAT)”) оцифровывается на частотном разрешении запускающего сигнала (TRG) в нижеописанной схеме мультиплексирования.

Для уменьшения числа выводов, как рассматривается патентом США № 6830301, известны данные управления блоком, которые могут быть дополнительно последовательно скомбинированы с данными записи таким образом, чтобы данные передавались через один вывод. Хотя эта конфигурация также применяется в настоящем изобретении, последовательное комбинирование данных управления блоком с данными записи не является необходимым ввиду мультиплексирования данных. Поэтому с целью упрощения, описание мультиплексирования и выделения данных управления блоками и данных ширины импульса привода ниже будет опущено.

Записывающее устройство IJRA с Фиг.1 включает в себя схему 106 управления, схему 107 мультиплексирования и блок 108 посылки. Данные записи и сигнал ширины импульса привода посылаются схеме 107 мультиплексирования от схемы 106 управления. Схемой 107 мультиплексирования генерируются мультиплексированные данные (DATA), получаемые из данных записи и сигнала ширины импульса привода. Тактовые импульсы (CLK), сигнал защелки (LAT) и мультиплексированные данные (DATA) посылаются от блока 108 посылки, включенного в записывающее устройство IJRA, элементной основе 100 головки.

Элементная основа 100 головки с Фиг.1 включает в себя матрицу 102 записывающих элементов, скомпонованную из записывающих элементов (например, электротермического преобразователя), и схему 103 привода. Также элементная основа 100 головки включает в себя блок 104 приема, конфигурируемый буферной схемой для приема логических сигналов, и схему 105 генерации сигнала ширины импульса привода. Описание схемы 103 привода на Фиг.1 будет опущено, поскольку схема 103 привода имеет ту же конфигурацию, что и схема привода, описанная для Фиг.16.

Опираясь на Фиг.2, кратко опишем поток сигналов в элементную основу головки.

На Фиг.2 показана эквивалентная принципиальная схема предусмотренной на элементной основе 100A головки в соответствии с первым примером варианта осуществления. Схема 103 привода приводится в действие данными (DATA), сигналом защелки (LAT), синхросигналом (CLK) и тепловым сигналом, сгенерированным в основе головки. В настоящем описании тепловой сигнал, генерируемый в основе головки, указывается как (HEAT-IN).

Опишем случай, когда объединенные данные посылаются внешним образом от элементной основы головки (записывающего устройства), как показано на Фиг.3. В этом случае каждый фрагмент данных циклически выстраивается в матрицу по битам данных записи и по битам данных ширины импульса привода (в дальнейшем, “тепловых данных”). Если данные компонуются таким образом, выборка данных (DATA) может быть выполнена путем синхронизации части данных с передним фронтом синхросигнала и синхронизации остальных данных с задним фронтом синхросигнала.

Опираясь на Фиг.2 и 3, опишем поток, в котором данные записи выделяются в элементной основе головки.

Как показано на Фиг.3, данные записи из мультиплексированных данных (DATA) синхронизируются с передним фронтом синхросигнала. Как представлено на эквивалентной принципиальной схеме с Фиг.2, мультиплексированные данные (DATA) и синхросигнал (CLK), синхронизированный с периодом матрицы битов данных записи, вводятся в сдвиговый регистр 21. В сдвиговом регистре из всех мультиплексированных данных только биты, соответствующие данным записи, сдвигаются при помощи синхросигнала. В результате в сдвиговом регистре выделяются и сохраняются только данные записи (PRINT DATA), как показано на Фиг.3. Следующий поток сигналов аналогичен потоку, описанному со ссылками на Фиг.16. Таким образом, в конфигурации схемы настоящего варианта осуществления данные записи могут быть выделены из мультиплексированных данных посредством сдвигового регистра 21 в качестве средства выделения.

Опираясь на Фиг.2, 4A, 4B, 5A и 5B, опишем поток выделения данных ширины импульса привода (тепловых данных) в элементной основе головки и генерацию сигнала ширины импульса привода (теплового сигнала).

Отдельно опишем пример схемы 105 генерации сигнала ширины импульса привода (теплового сигнала) на элементной основе головки, показанной на Фиг.2.

Схема 105A генерации теплового сигнала, сформированная D-триггерной схемой, показана на Фиг.4A. Мультиплексированные данные (DATA) и инверсный вводятся в схему 105A генерации теплового сигнала.

Как показано на Фиг.4B, в течение периода, в котором один бит данных имеет логическое значение “1”, в котором мультиплексированные данные (DATA) отбираются посредством инверсного синхросигнала, активен D-триггерный выход Q, являющийся тепловым сигналом (HEAT-IN). В этой конфигурации произвольный тепловой сигнал (HEAT-IN) может генерироваться из мультиплексированных данных.

В качестве другого примера на Фиг.5A показана схема 105B генерации теплового сигнала, сформированная T-триггерной схемой.

Когда один бит данных имеет логическое значение “1”, в которых мультиплексированные данные (DATA) отбираются посредством инверсного синхросигнала, начинается период активности T-триггерного выхода Q, являющегося тепловым сигналом (HEAT-IN). Это состояние показано на Фиг.5B. Период активности сохраняется, пока следующее логическое значение отобранного одного бита данных не обращается в “1”. В этой конфигурации произвольный тепловой сигнал (HEAT-IN) может генерироваться из мультиплексированных данных. Стандартно, известно, что он выполняет управление характеристиками выпуска более сложным образом путем подачи питания записывающего элемента на протяжении множества периодов. Когда такое управление желаемо, тепловой сигнал со множеством периодов действия может генерироваться посредством компоновки тепловых данных, как показано на Фиг.5B.

Таким образом, на основе мультиплексированных данных (DATA) и синхросигнала (CLK) тепловые данные выделяются схемой генерации теплового сигнала в основе головки в качестве средства выделения так, чтобы мог генерироваться тепловой сигнал (HEAT-IN).

Как описано выше, схема 103 привода может приводиться в действие данными записи, выделенными схемой на элементной основе головки, и выделенными и сгенерированными тепловым сигналом (HEAT-IN) и сигналом защелки (LAT).

Далее посредством Фиг.2 и 6 будет более подробно описана работа схемы привода. На Фиг.6 показана временная диаграмма для описания тактирования соответственных сигналов. Сигнал защелки (LAT), синхросигнал (CLK) и данные (DATA) являются входными сигналами вывода данных, вывода синхросигнала и вывода защелки элементной основы 100A головки, показанной на Фиг.2. Первый блок данных (DATA) вместе с синхросигналом (CLK) вводится в сдвиговый регистр 21 с Фиг.2 так, чтобы данные записи и данные управления блоком хранились описанным выше образом. После завершения ввода первого блока данных (DATA) данные записи и данные управления блоком, хранящиеся в сдвиговом регистре 21, защелкиваются в схему 22 защелки в соответствии с сигналом защелки (LAT). Выходные данные управления блоком из схемы 22 защелки вводятся в декодер 24, и из декодера выводится сигнал выбора блока для выбора блока записывающего элемента для приведения в действие. С другой стороны, для следующего второго блока или далее передаются данные (DATA), в которых мультиплексирован тепловой сигнал. Пока второй блок данных (DATA) передается и вводится в сдвиговый регистр 21, данные (DATA) и инверсный синхросигнал также вводятся в схему 105A генерации теплового сигнала, в результате чего генерируется тепловой сигнал (HEAT-IN). Логическое произведение теплового сигнала (HEAT-IN), полученного из этого второго блока, и данных записи, полученных из выходного первого блока, хранящегося в схеме защелки, вычисляется схемой 23 логической функции И. Логическое произведение выходного сигнала из схемы 23 логической функции и сигнала выбора блока, полученного из первого блока, идущего от декодера 24, вычисляется схемой 25 логической функции И. На основе этого выходного сигнала переключающий элемент 26 и записывающий элемент 27 приводятся в действие. Операция записи выполняется путем повторения этих этапов.

В настоящем варианте осуществления данные (DATA) передаются по блоку. Передаются данные записи и данные управления блоком, выделенные в элементной основе головки, и тепловой сигнал передается в следующем блоке, в котором передаются данные записи и данные управления блоком.

Способ генерации данных, посылаемых элементной основе головки, описанный в первом варианте осуществления, включает в себя следующий способ параллельно-последовательного преобразования. Данные записи и тепловой сигнал вводятся параллельно из схемы 106 управления в записывающем устройстве IJRA с Фиг.1 в схему 107 мультиплексирования, и из схемы 107 мультиплексирования выводятся мультиплексированные последовательные данные. Опираясь на Фиг.7, подробно опишем пример схемы 107 мультиплексирования.

ВТОРОЙ ПРИМЕР ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Во втором варианте осуществления описывается пример схемы мультиплексирования, генерирующей данные, где один бит данных записи и один бит тепловых данных периодически выстраиваются в матрицу, как показано на Фиг.3 первого варианта осуществления.

В схему 107A мультиплексирования, показанную на Фиг.7A, в качестве входных сигналов из схемы 106 управления, как показано на Фиг.7B, вводятся следующие сигналы: запускающий сигнал (TRG); данные записи (PRINT DATA); тепловой сигнал (HEAT 1 или HEAT 2), являющийся аналоговым сигналом; и внутренний синхросигнал (INT_CLK). На Фиг.7A объект с позиционным номером 111 является выводом для повышения напряжения на выходе.

Частота внутреннего синхросигнала (INT_CLK), используемого в схеме 107A мультиплексирования, может быть установлена так, чтобы его разрешение регулировки ширины импульса было достаточным для управления тепловым сигналом (HEAT).

Данные записи (PRINT DATA), генерируемые на основе записанного изображения схемой 106 управления, посылаются в схему 107A мультиплексирования вместе с запускающим сигналом (TRG), синхронизированным с внутренним синхросигналом (INT_CLK). В схему 107A мультиплексирования данные записи (PRINT DATA) и тепловой сигнал (HEAT) предустанавливаются в триггерной цепи при тактировании, синхронизирующем PRINT DATA и HEAT с запускающим сигналом (TRG). В этом состоянии биты данных записи (PRINT DATA), синхронизированные с внутренним синхросигналом (INT_CLK), и биты тепловых данных (с информацией о периоде активности), в которых оцифрован тепловой сигнал (HEAT), имеют поочередный порядок. В результате достигается параллельно-последовательное преобразование. Таким образом, из схемы 107A мультиплексирования выводятся мультиплексированные данные (DATA) и синхросигнал (CLK), синхронизированный с ними.

В конфигурации настоящего варианта осуществления данные записи и тепловые данные выстраиваются поочередно и мультиплексируются. Таким образом, если данные передаются на частоте, к примеру, 50 мегагерц, период активности (время включения питания в записывающем элементе) теплового сигнала может быть установлен на разрешении 20 наносекунд. Таким образом, чем выше частота передачи данных, тем более точно можно управлять мощностью, расходуемой записывающим элементом.

Дополнительно детали (способ установки данных) тепловых данных могут произвольно изменяться в соответствии с конфигурацией схемы генерации сигнала ширины импульса привода (теплового сигнала), описанной в первом примере осуществления.

Прежде всего, будет описан случай, когда схема генерации теплового сигнала формируется D-триггером. Будет описан сигнал HEAT 1 с Фиг.7B, являющийся тепловым сигналом (HEAT), посылаемым в схему 107A мультиплексирования. Тепловые данные мультиплексируются схемой мультиплексирования с данными записи так, что биты, соответствующие периоду активности, имеют значение “1”, а биты, соответствующие неактивному периоду, имеют значение “0”.

Далее будет описан случай, когда схема генерации теплового сигнала формируется T-триггером. В этом случае тепловым сигналом (HEAT), посылаемым в схему 107A мультиплексирования, будет сигнал, подобный сигналу HEAT 2, с Фиг.7B. Тепловые данные мультиплексируются с данными записи схемой 107A мультиплексирования так, что биты, соответствующие началу и концу периода активности, имеют значение “1”, а остальные биты имеют значение “0”.

Дополнительно произвольный импульс устанавливается таким образом, чтобы в одном периоде блока создать множество периодов активности, благодаря чему мультиплексирование данных может быть выполнено эффективно.

Таким образом, записывающее устройство в настоящем варианте осуществления может генерировать данные путем мультиплексирования данных записи и тепловых данных, в которых тепловой сигнал оцифровывается в схеме мультиплексирования, и передавать сгенерированные данные через общий вывод.

ТРЕТИЙ ПРИМЕР ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В третьем варианте осуществления настоящее изобретение применяется к записывающей головке с множеством матриц стандартно известных записывающих элементов.

Опираясь на Фиг.8, опишем пример, где элементная основа 100B головки имеет три матрицы 102 записывающих элементов.

На Фиг.8 показана эквивалентная принципиальная схема элементной основы 100B головки. Как показано на Фиг.8, осуществляется общий ввод сигналов DATA, HEAT-IN и LAT в схему 103 привода, относящуюся к соответствующим матрицам 102 записывающих элементов. Элементная основа головки включает в себя три матрицы 102 записывающих элементов и три схемы 103 привода с Фиг.2 согласно первому примеру варианта осуществления. Элементная основа 100B головки имеет ту же схему генерации теплового сигнала, что и в первом варианте осуществления. Разница с элементной основой 100A головки из первого варианта осуществления состоит в том, что эта основа имеет схему генерации синхросигнала. Ниже более подробно описывается эта схема генерации синхросигнала.

Схема 901 генерации синхросигнала с Фиг.9 изображается в качестве одного примера. В схеме 901 генерации синхросигнала синхросигнал (CLK) разделяется посредством T-триггера, D-триггера и так далее. Путем разделения синхросигнала подобным образом для отбираемых данных (DATA) могут быть сгенерированы CLK_P0, CLK_P1, CLK_P2 и CLK_H. Вывод T T-триггера на Фиг.9 подключен так, чтобы повысить напряжение на выходе.

Опираясь на Фиг.8 и 10A, опишем поток для выделения данных записи в элементной основе головки. Прежде всего, по Фиг.10A, выходные сигналы с CLK_P0 по CLK_P2 из схемы 901 генерации синхросигнала соответственно синхронизируются с периодами матриц битов с PRINT DATA0 по PRINT DATA2 из мультиплексированных данных (DATA). Как показано на Фиг.8, сгенерированные CLK_P0, CLK_P1 и CLK_P2 и мультиплексированные данные (DATA) вводятся в сдвиговый регистр 21 в схеме 103 привода, относящейся к соответствующей матрице 102 записывающих элементов.

Из мультиплексированных данных только биты, относящиеся к соответствующим данным записи с PRINT DATA0 по PRINT DATA2, сдвигаются в сдвиговом регистре путем синхронизации с сигналами с CLK_P0 по CLK_P2. Таким образом, в каждом сдвиговом регистре выделяются и сохраняются только данные записи с PRINT DATA0 по PRINT DATA2 (Фиг.10A). Последующий поток сигналов в каждой из схем 103 привода тот же, что и в первом примере варианта осуществления, потому его описание будет опущено.

Опираясь на Фиг.8 и 10B, опишем поток для выделения данных ширины импульса привода (тепловых данных) в элементной основе головки и генерации сигнала ширины импульса привода (теплового сигнала).

Выходной сигнал CLK_H из схемы 901 генерации синхросигнала, как показано на Фиг.10B, синхронизируется с периодом матрицы битов тепловых данных из мультиплексированных данных (DATA). Как изображено на Фиг.4A и 5A, тепловые данные, синхронизирующиеся с CLK_H, отбираются из данных (DATA), мультиплексированных схемой 105 генерации теплового сигнала. В результате может генерироваться тепловой сигнал (HEAT-IN), показанный на Фиг.10B. Как показано на Фиг.8, осуществляется общий ввод сгенерированного теплового сигнала (HEAT-IN) в схему 23 логической функции И каждой схемы 103 привода.

Таким же образом, как и в первом варианте осуществления, тепловой сигнал (HEAT-IN) может генерироваться в элементной основе головки путем выделения тепловых данных из данных (DATA), мультиплексированных схемой генерации теплового сигнала.

Путем применения вышеописанной конфигурации множество фрагментов данных записи, соответствующих каждой из матриц 102 записывающих элементов, может быть передано через один вывод, таким образом количество выводов может быть значительно уменьшено. Примеры множества фрагментов данных записи включают в себя данные записи, соответствующие трем цветам, а именно голубому, пурпурному и желтому, или данные записи для сопел с различными размерами: большими, средними и малыми.

ЧЕТВЕРТЫЙ ПРИМЕР ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Для иллюстрации способа генерации данных, посылаемых элементной основе головки, описанной в третьем варианте осуществления, описывается схема параллельно-последовательного преобразования, аналогичная схеме мультиплексирования, показанной во втором варианте осуществления.

В четвертом варианте осуществления пример схемы мультиплексирования будет описан отдельно со ссылками на Фиг.11A и 11B. Схема мультиплексирования генерирует данные, каждый фрагмент которых периодически выстраивается в матрицу по три бита данных записи и одному биту тепловых данных. Описание компонентов, аналогичных компонентам, описанным для Фиг.7A и 7B, будет опущено.

В схеме 107B мультиплексирования, показанной на Фиг.11A, в качестве входных сигналов из схемы 106 управления, как показано на Фиг.11B, вводятся следующие сигналы: запускающий сигнал (TRG); соответствующие данные записи (с PRINT DATA0 по PRINT DATA2); тепловой сигнал (HEAT), являющийся аналоговым сигналом; и внутренний синхросигнал (INT_CLK).

Как и в описании Фиг.7A и 7B, частота внутреннего синхросигнала (INT_CLK), используемого в схеме 107A мультиплексирования, может быть установлена так, чтобы его разрешение регулировки ширины импульса было достаточным для управления тепловым сигналом (HEAT).

Данные записи (PRINT DATA с 0 по 2), сгенерированные на основе записанного изображения схемой 106 управления, посылаются в схему 107B мультиплексирования вместе с запускающим сигналом (TRG), синхронизированным с внутренним синхросигналом (INT_CLK). В схеме мультиплексирвоания данные записи (PRINT DATA с 0 по 2) и тепловой сигнал (HEAT) предустанавливаются в триггерной схеме при тактировании, синхронизирующем их с запускающим сигналом (TRG). В этом состоянии данные записи (PRINT DATA с 0 по 2), синхронизированные с внутренним синхросигналом (INT_CLK), и биты тепловых данных (с информацией о периоде активности), в которых был оцифрован тепловой сигнал (HEAT), поставляются последовательно. Таким образом, достигается параллельно-последовательное преобразование, и мультиплексированные данные (DATA), и синхронизированный с ними синхросигнал (CLK) выводятся из схемы 107B мультиплексирования.

Тепловые данные могут быть установлены таким же образом, как во втором варианте осуществления.

Таким образом, записывающее устройство в настоящем варианте осуществления может генерировать данные посредством схемы мультиплексирования, которая мультиплексирует множество фрагментов данных записи и тепловые данные, в которых оцифровывается тепловой сигнал, и передает сгенерированные данные через общий вывод.

ПЯТЫЙ ПРИМЕР ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Опишем пример, где к настоящему изобретению применяется передача, осуществляемая через линию низковольтной дифференциальной передачи сигналов (LVDS). Как показано на Фиг.1, вместо использования одной сигнальной линии (односторонней сигнальной линии) на сигнал, обеспечивается линия низковольтной дифференциальной передачи сигналов (LVDS), использующая две сигнальные линии на сигнал (1 system).

Элементная основа 100 головки, показанная на Фиг.12, присоединяется к записывающему устройству IJRA посредством сигнальной линии 101, образованной гибким кабелем или чем-либо подобным. Напряжение низковольтного дифференциального входного сигнала составляет около 100 милливольт. Записывающее устройство IJRA включает в себя блок 108 посылки логического сигнала, а элементная основа 100 головки включает в себя блок 104 приема. Эти посылающий и принимающий блоки являются дифференциальным принимающим блоком и дифференциальным посылающим блоком, соответствующими LVDS-линиями, отчего размер промежуточных цепей (104a и 108a) может быть уменьшен. Кроме того, низковольтные сигналы понижают потребляемую схемой мощность, а также способствуют контролю электромагнитных помех (EMI - electromagnetic interference). Когда в схему привода с меньшей конфигурацией внутреннего контура схемы привода вводятся данные высокой частоты, могут быть реализованы функции, соответствующие высокочастотным характеристикам. Остальные части имеют конфигурацию, аналогичную конфигурации с Фиг.1.

На Фиг.12 показан пример, где LVDS применяется к конфигурациям, описанным на Фиг.1 и 8. Единственное различие с Фиг.1 и 8 состоит в блоках приема и посылки логического сигнала.

Обеспечиваются три системы линий низковольтной дифференциальной передачи сигналов (LVDS) (6 линий) для передачи мультиплексированных данных (DATA), синхросигнала (CLK) и сигнала защелки (LAT). Эти данные могут разбиваться на данные (DATA+ и DATA-), синхросигнал (CLK+ и CLK-) и сигнал защелки (LAT+ и LAT-).

В сравнении с конфигурациями, изображенными на Фиг.1 и 8, количество выводов удваивается. Однако данные записи и сигнал ширины импульса привода (тепловой сигнал) мультиплексируются схемой мультиплексирования в записывающем устройстве и передаются посредством одной сигнальной линии. Дополнительно внутри элементной основы головки выделяются данные записи и сигнал ширины импульса привода (тепловой сигнал).

Соответственно эффекты мультиплексирования данных записи и теплового сигнала могут дополнительно достигаться путем передачи данных через LVDS-линию, способную передавать высокочастотные сигналы. В частности, может быть укорочен период блока, поскольку период передачи данных может быть укорочен в сравнении с периодом теплового сигнала (HEAT), даже если передается большой объем данных, как описано в третьем варианте осуществления. Дополнительно ввиду высокочастотности сигнала можно установить период активности (время включения питания записывающего элемента) теплового сигнала с более высоким разрешением и точно управлять мощностью, расходуемой на записывающий элемент.

Хотя по конфигурации с Фиг.12 для передачи данных (DATA), синхросигнала (CLK) и сигнала защелки (LAT) могут обеспечиваться три системы линий низковольтной дифференциальной передачи сигналов (LVDS) (6 линий), в сравнении с конфигурацией с Фиг.1 количество выводов удваивается. Кроме того, появление дрожания (слабого отклонения тактирования синхросигнала) на посылающей стороне синхросигнала более вероятно на более высоких частотах, что может сделать синхронизацию с высокочастотными данными невозможной.

ШЕСТОЙ ПРИМЕР ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Опираясь на Фиг.13, опишем конфигурацию записывающего устройства, где данные записи и сигнал ширины импульса привода (тепловой сигнал) объединяются в записывающем устройстве, а другие логические сигналы (синхросигнал, сигнал защелки) также объединяются блоком посылки. При применении этой конфигурации данные могут передаваться по одной системе LVDS-линий (2 линии). Дополнительно в качестве примера опишем конфигурацию элементной основы головки, которая принимает данные, переданные от записывающего устройства, и может разделять мультиплексированные данные в элементной основе головки.

Стандартно, известна следующая технология, имеющая отношение к LVDS. Посредством схемы PPL (включенной в 108a и 104a) и подобного, что обеспечивается в LVDS-передатчике 108 и LVDS-приемнике 104, данные и синхросигнал объединяются в LVDS-передатчике 108, а синхросигнал восстанавливается из данных внутри LVDS-приемника 104. Сигнал защелки (LAT) может синхронизироваться с тактированием посылки данных (DATA). Следовательно, воспроизведение данных (DATA) и синхросигнала (CLK) и генерация сигнала защелки (LAT) также могут выполняться внутри элементной основы 100 головки. При применении такой конфигурации можно дополнительно уменьшить количество выводов.

Мультиплексированные данные вводятся в схему 105 генерации теплового сигнала и схему 103 привода в элементной основе головки. Затем информация, необходимая для приведения в действие записывающего элемента, извлекается из данных (DATA), мультиплексированных посредством CLK_P и CLK_H, которые принимаются схемой 901 генерации синхросигнала. На этой стадии тепловой сигнал (HEAT-IN) может генерироваться путем выделения тепловых данных из мультиплексированных данных для выделения данных записи (PRINT DATA), как показано на временной диаграмме с Фиг.10A и 10B. Относительно каждого сигнала записывающий элемент может произвольно приводиться схемой привода в действие в соответствии с данными записи аналогично стандартным записывающим головкам, как описано в отношении Фиг.16.

Таким образом, LVDS в применении к настоящему изобретению является эффективной, а также является мерой против EMI, поскольку количество сигнальных линий низко, система LVDS-передачи является устойчивой против синфазного шума, и радиационный шум не возникает беспрепятственно. “EMI” - это электромагнитные помехи или радиационный шум, способный привести к нарушению работы окружающих устройств или элементов ввиду радиационного шума.

Как описано выше в примерах осуществления настоящего изобретения, данные записи и сигнал ширины импульса привода не передаются как последовательные данные, как описано в патенте США № 6830301, а передаются как мультиплексированные данные. Следовательно, данные записи могут передаваться во время одновременной передачи сигнала ширины импульса привода. Дополнительно сигнал ширины импульса привода, соответствующий данным записи, переданным конкретным блоком, может быть мультиплексирован с данными записи следующего блока и передан.

Конфигурации вышеописанных вариантов осуществления могут быть применены к конфигурациям, в которых имеет место множество элементных основ головки или записывающая головка сплошных линий, соответствующая ширине записи. Линия передачи сигнала в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения была описана в отношении посылающего устройства и принимающего устройства, которые настраиваются как односторонние. Однако посылающее устройство и принимающее устройство могут также настраиваться как двусторонние. Коль скоро могут быть получены эффекты настоящего изобретения, настоящее изобретение реализуется независимо от различий в электрической или механической конфигурации и от различий в порядке программного обеспечения и так далее.

В то время как настоящее изобретение было описано в отношении примеров осуществления, очевидно, что изобретение не ограничено представленными примерами вариантов осуществления. Объем нижеприведенной формулы изобретения допускает самое широкое толкование с тем, чтобы вместить все модификации, эквивалентные структуры и функции.

Данная заявка притязает на приоритет японской заявки на патент № 2007-330950, поданной от 21 декабря 2007-го года, которая полностью включена в данную заявку посредством ссылки.

Изобретение относится к элементной основе головки с электротермическим преобразователем, записывающей головке и записывающему устройству. Элементная основа головки, включающая в себя множество записывающих элементов, содержит средство приема данных, в которых биты данных ширины импульса привода вставляются между битами данных записи, средство выделения данных записи из данных, принятых средством приема, и средство генерации сигнала ширины импульса привода, определяющего период включения питания множества записывающих элементов путем выделения данных ширины импульса привода из данных, принятых средством приема, причем множество записывающих элементов приводится в действие на основе данных записи, выделенных средством выделения, и сигнала ширины импульса привода. Записывающее устройство для выполнения записи посредством записывающей головки содержит средство генерации данных записи и данных ширины импульса привода, средство мультиплексирования для генерации битов данных ширины импульса привода, в которых оцифрован сигнал ширины импульса привода, и битов данных записи, и средство посылки данных, сгенерированных средством мультиплексирования, записывающей головке. Изобретение позволяет сократить период приема данных и может мультиплексировать данные записи и сигнал ширины импульса привода. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 23 ил.

1. Элементная основа головки, включающая в себя множество записывающих элементов, содержащая
средство приема для приема данных, в которых биты данных ширины импульса привода вставляются между битами данных записи;
средство выделения для выделения данных записи из данных, принятых средством приема; и
средство генерации сигнала для генерации сигнала ширины импульса привода, определяющего период включения питания множества записывающих элементов путем выделения данных ширины импульса привода из данных, принятых средством приема,
причем множество записывающих элементов приводится в действие на основе данных записи, выделенных средством выделения, и сигнала ширины импульса привода, сгенерированного средством генерации сигнала.

2. Элементная основа головки по п.1, в которой данные компонуются так, чтобы соответственные данные записи и данные ширины импульса привода были периодически выстроены в матрицу, и в которой средство выделения выделяет данные записи, используя данные, принятые средством приема, и синхросигнал, который синхронизируется с периодом матрицы данных записи.

3. Элементная основа головки по п.2, в которой средство выделения формируется посредством сдвигового регистра.

4. Элементная основа головки по п.1, в которой данные, принятые средством приема, компонуются так, чтобы соответственные данные записи и данные ширины импульса привода были периодически выстроены в матрицу, и в которой средство генерации сигнала генерирует сигнал ширины импульса привода путем выделения данных ширины импульса привода, используя данные, принятые средством приема, и синхросигнал, который синхронизируется с периодом матрицы данных ширины импульса привода.

5. Элементная основа головки по п.1, в которой средство генерации сигнала формируется посредством триггерной схемы.

6. Элементная основа головки по п.1, в которой средство приема принимает синхросигнал, дополнительно содержащая схему генерации синхросигнала, сконфигурированную с возможностью генерации множества синхросигналов, синхронизирующихся с соответственными периодами матриц данных записи и данных ширины импульса привода на основе синхросигнала, принятого средством приема.

7. Элементная основа головки по п.6, в которой схема генерации синхросигнала формируется посредством триггерной схемы.

8. Элементная основа головки по п.1, в которой средство приема содержит блок приема дифференциального сигнала, сконфигурированный с возможностью приема низковольтного дифференциального сигнала в качестве данных.

9. Записывающая головка, снабженная элементной основой головки по п.1.

10. Записывающее устройство для выполнения записи посредством записывающей головки, включающей в себя множество записывающих элементов, содержащее
средство генерации для генерации данных записи и данных ширины импульса привода, определяющих период включения питания множества записывающих элементов;
средство мультиплексирования для генерации битов данных ширины импульса привода, в которых оцифрован сигнал ширины импульса привода, и битов данных записи; и
средство посылки для посылки данных, сгенерированных средством мультиплексирования, записывающей головке.

11. Записывающее устройство по п.10, в котором записывающая головка является записывающей головкой по п.9.

12. Элементная основа головки, включающая в себя множество записывающих элементов, содержащая
блок приема, сконфигурированный с возможностью приема данных, в которых биты данных ширины импульса привода вставляются между битами данных записи;
блок выделения, сконфигурированный с возможностью выделения данных записи из данных, принятых блоком приема; и
блок генерации сигнала, сконфигурированный с возможностью генерации сигнала ширины импульса привода, определяющего период включения питания множества записывающих элементов путем выделения данных ширины импульса привода из данных, принятых блоком приема,
причем множество записывающих элементов приводится в действие на основе данных записи, выделенных блоком выделения, и сигнала ширины импульса привода, сгенерированного блоком генерации сигнала.

13. Записывающее устройство для выполнения записи посредством записывающей головки, включающей в себя множество записывающих элементов, содержащее
блок генерации, сконфигурированный с возможностью генерации данных записи и данных ширины импульса привода, определяющих период включения питания множества записывающих элементов;
блок мультиплексирования, сконфигурированный с возможностью генерации битов данных ширины импульса привода, в которых оцифрован сигнал ширины импульса привода, и битов данных записи; и
блок посылки, сконфигурированный с возможностью посылки данных, сгенерированных блоком мультиплексирования, записывающей головке.