(57)【要約】【課題】基板面積を小さくして製造コストを削減し、かつ複数の温度検知素子が選択された際の誤検知を防止することが可能な素子基板と、その素子基板を用いた記録ヘッド、その記録ヘッドを用いた記録装置を提供することである。【解決手段】その素子基板は、複数の電気熱変換素子と、前記複数の電気熱変換素子に対応する複数の温度検知素子と、前記複数の電気熱変換素子と前記複数の温度検知素子とを選択駆動する共通の選択回路とを備える。さらに、前記選択された電気熱変換素子の数が２つ以上であるかどうかを判定する判定回路と、前記判定回路による判定の結果に従って、前記選択された温度検知素子からの出力信号を外部に出力するよう制御する制御回路を備える。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電気熱変換素子と、
前記複数の電気熱変換素子に対応する複数の温度検知素子と、
前記複数の電気熱変換素子と前記複数の温度検知素子とを選択駆動する共通の選択回路と、
前記選択回路によって選択された電気熱変換素子の数が２つ以上であるかどうかを判定する判定回路と、
前記判定回路による判定の結果に従って、前記選択回路により選択された温度検知素子からの出力信号を外部に出力するよう制御する制御回路とを有することを特徴とする素子基板。
【請求項２】
前記素子基板は多層構造であり、
電気熱変換素子が設けられる層とは異なる層であって、該電気熱変換素子の直下又は近傍に対応する温度検知素子が設けられ、
前記選択回路は、電気熱変換素子と該電気熱変換素子に対応する温度検知素子とを同時に選択することを特徴とする請求項１に記載の素子基板。
【請求項３】
前記複数の電気熱変換素子は互いに対して近傍に配置される複数の電気熱変換素子ごとに複数のグループに分割され、
前記選択回路は、前記複数のグループの各々に設けられ、
複数の前記選択回路はそれぞれ、担当するグループの電気熱変換素子を選択駆動したかどうかを示す第１の信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の素子基板。
【請求項４】
複数の前記選択回路のそれぞれが出力する前記第１の信号が、複数のＯＲ回路による論理和により演算されることを特徴とする請求項３に記載の素子基板。
【請求項５】
前記複数の電気熱変換素子は、予め定められた方向に配列されて素子列を形成し、
前記素子列が前記予め定められた方向とは異なる方向に複数、並べて配置され、
複数の前記素子列を構成する複数のグループは、互いに近傍に配置される予め定められた数のグループがまとめられて複数のユニットを形成し、
前記予め定められた方向を列方向、前記予め定められた方向とは異なる方向を行方向としたときに、前記複数のユニットはマトリクス構造に配置されることを特徴とする請求項４に記載の素子基板。
【請求項６】
前記複数のユニットのそれぞれは、複数の前記選択回路のそれぞれが出力する前記第１の信号に基づいて、各ユニットの内部で選択駆動された電気熱変換素子があるかどうかを示す第２の信号と、該第２の信号と隣りのユニットから出力される前記第２の信号とに基づいて複数の電気熱変換素子が選択駆動されたかどうかを示す第３の信号とを生成することを特徴とする請求項５に記載の素子基板。
【請求項７】
前記判定回路は、前記第２の信号と前記第３の信号とに基づいて、選択された電気熱変換素子の数が２つ以上であるかどうかを示す第４の信号を生成することを特徴とする請求項６に記載の素子基板。
【請求項８】
前記制御回路は、前記第４の信号が前記選択された電気熱変換素子の数が１つであることを示す場合に、前記選択された電気熱変換素子に対応する温度検知素子からの出力信号を出力することを特徴とする請求項７に記載の素子基板。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の素子基板と、
前記複数の電気熱変換素子に対応して設けられる複数の吐出口と、
前記複数の電気熱変換素子を駆動することにより前記複数の吐出口から吐出されるインクを供給するインク供給口とを有することを特徴とする記録ヘッド。
【請求項１０】
前記記録ヘッドはフルライン記録ヘッドであることを特徴とする請求項９に記載の記録ヘッド。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の記録ヘッドからインクを記録媒体に吐出して記録を行う記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は素子基板、記録ヘッド、及び記録装置に関し、特に、例えば、複数の記録素子を備えた素子基板を組み込んだ記録ヘッドをインクジェット方式に従って記録を行うために適用した記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）では、異物によるノズルの目詰まりや、インク供給経路内に混入した気泡やノズル表面の濡れ性の変化等により、全体又は一部のノズルで吐出不良が発生することがある。そこで、このような記録ヘッドでは、吐出不良の発生したノズルを特定して画像補完や記録ヘッドの回復動作に反映させることが重要な課題となっている。
【０００３】
この課題に鑑み、特許文献１は、記録ヘッドに内蔵される素子基板に、電気熱変換素子各々に絶縁膜を介し薄膜抵抗体で形成される温度検知素子を設け、ノズル毎の温度情報を検知してその温度変化から吐出不良のノズルを検査する方法を提案している。また、特許文献２は、複雑な回路を設けることなく、各電気熱変換素子に対応して設けられた温度検知素子により検知される温度変化から吐出不良のノズルを検査する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０２３９８７号公報
【特許文献２】特開２００６−３３７５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１では、各電気熱変換素子の吐出不良を検査するために、その電気熱変換素子に対応した温度検知素子を選択する際に、電気熱変換素子と温度検知素子をそれぞれに選択するための選択回路が複数、必要になる。そのため、素子基板の面積が大きくなり製造コストが高くなるという問題がある。また、温度検知の際に、各電気熱変換素子とそれに対応する温度検知素子を選択するが、回路の不具合等で、複数の電気熱変換素子と複数の温度検知素子が選択されてしまった場合には、正確に温度情報を取得できず、正しく吐出不良を検査することができない。
【０００６】
また、特許文献２によれば、電気熱変換素子と温度検知素子を選択する回路が共通化され素子基板の面積削減は可能であるが、特許文献１と同様に温度検知素子が複数選択された際に、正確に温度情報を取得できず正しく吐出不良を検査することができない。
【０００７】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、基板面積を小さくして製造コストを削減し、かつ複数の温度検知素子が選択された際の誤検知を防止する素子基板と、その素子基板を用いた記録ヘッド、その記録ヘッドを用いた記録装置を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の素子基板は次のような構成からなる。
【０００９】
即ち、その素子基板は、複数の電気熱変換素子と、前記複数の電気熱変換素子に対応する複数の温度検知素子と、前記複数の電気熱変換素子と前記複数の温度検知素子とを選択駆動する共通の選択回路と、前記選択回路によって選択された電気熱変換素子の数が２つ以上であるかどうかを判定する判定回路と、前記判定回路による判定の結果に従って、前記選択回路により選択された温度検知素子からの出力信号を外部に出力するよう制御する制御回路とを有することを特徴とする。
【００１０】
また本発明を別の側面から見れば、上記構成の素子基板と、前記複数の電気熱変換素子に対応して設けられる複数の吐出口と、前記複数の電気熱変換素子を駆動することにより前記複数の吐出口から吐出されるインクを供給するインク供給口とを有することを特徴とする記録ヘッドを備える。
【００１１】
さらに本発明を別の側面から見れば、上記構成の記録ヘッドからインクを記録媒体に吐出して記録を行う記録装置を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、基板面積を小さくすること、かつ複数の温度検知素子が選択されてしまった際の誤検知を防止することが可能となる。コストダウンと機能面の向上の両方を備えた素子基板を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の代表的な実施例であるフルライン記録ヘッドを備えた記録装置の構造を説明するための斜視図である。
【図２】記録ヘッドの概略構成を示す斜視図である。
【図３】平行四辺形の形状の素子基板の詳細な構成を示す図である。
【図４】多層構造の素子基板に設けられた１つの電気熱変換素子の周辺部を拡大して模式的に示した図である。
【図５】電気熱変換素子の温度検知に関する素子基板の構成を示すブロック図である。
【図６】素子基板に実装される電気熱変換素子と温度検知素子の駆動選択回路を共通化した際のレイアウト構成の例を示す図である。
【図７】実施例１に従うオンリーワン回路の詳細な構成を示す回路図である。
【図８】吐出有無判定部５１１Ａの内部構成を示す回路図である。
【図９】各行ユニット判定部５０７Ｄの内部構成を示す回路図である。
【図１０】吐出検知制御部５１２ｎの内部構成を示す回路図である。
【図１１】実施例２に従うオンリーワン回路の詳細な構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には、複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられても良い。さらに添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
【００１５】
なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。
【００１６】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００１７】
さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【００１８】
またさらに、「ノズル（「記録素子」という場合もある）」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。
【００１９】
以下に用いる記録ヘッド用の素子基板（ヘッド基板）とは、シリコン半導体からなる単なる基体を指し示すものではなく、各素子や配線等が設けられた構成を差し示すものである。
【００２０】
さらに、基板上とは、単に素子基板の上を指し示すだけでなく、素子基板の表面、表面近傍の素子基板内部側をも示すものである。また、本発明でいう「作り込み（built-in）」とは、別体の各素子を単に基体表面上に別体として配置することを指し示している言葉ではなく、各素子を半導体回路の製造工程等によって素子板上に一体的に形成、製造することを示すものである。
【００２１】
＜フルライン記録ヘッドを搭載した記録装置（図１）＞
図１は本発明の代表的な実施例であるインクを吐出して記録を行うフルライン記録ヘッドを用いた記録装置１０００の概略構成を示した図である。
【００２２】
図１に示されるように、記録装置１０００は、記録媒体２を搬送する搬送部１と、記録媒体２の搬送方向と略直交して配置されるフルライン記録ヘッド３とを備え、複数の記録媒体２を連続的又は間欠的に搬送しながら連続記録を行うライン型記録装置である。フルライン記録ヘッド３には、インク経路内の圧力（負圧）を制御する負圧制御ユニット２３０と、負圧制御ユニット２３０と連通した液体供給ユニット２２０と、液体供給ユニット２２０へのインクの供給及び排出口となる液体接続部１１１Ａとを設ける。
【００２３】
筺体８０には、負圧制御ユニット２３０と液体供給ユニット２２０と液体接続部１１１Ａとが備えられる。
【００２４】
なお、記録媒体２は、カットシートに限らず、連続したロールシートであっても良い。
【００２５】
フルライン記録ヘッド（以下、記録ヘッド）３は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクによるフルカラー記録が可能である。記録ヘッド３に対しては、インクを記録ヘッド３へ供給する供給路である液体供給ユニット２２０と、メインタンクが接続される。また、記録ヘッド３には、記録ヘッド３へ電力および吐出制御信号を伝送する電気制御部（不図示）が電気的に接続される。
【００２６】
また、記録媒体２はその搬送方向に長さＦの距離だけ離して設けられた２つの搬送ローラ８１、８２を回転することにより搬送される。
【００２７】
この実施例の記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用している。このため、記録ヘッド３の各吐出口には電気熱変換素子（ヒータ）を備えている。この電気熱変換素子は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換素子にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。なお、記録装置は、上述した記録媒体の幅に相当する記録幅をもつフルライン記録ヘッドを用いた記録装置に限定するものではない。例えば、記録媒体の搬送方向に吐出口を配列した記録ヘッドをキャリッジに搭載に、そのキャリッジを往復走査しながらインクを記録媒体に吐出して記録を行ういわゆるシリアルタイプの記録装置にも適用できる。
【００２８】
図２は記録ヘッドの概略構成を示す斜視図である。
【００２９】
図２に示すように、記録ヘッド３は、平行四辺形の形状をした素子基板１００が所定の方向に複数個並べられて配置されており、一般的にはラインヘッドと呼ばれる形態を採用している。図２では、素子基板１００が９個並んで配置されているが、本発明はこれに限定されるわけではない。また、素子基板の形状もこれに限定されるわけではなく、矩形形状や台形形状をしていても良い。
【００３０】
図３は平行四辺形の形状の素子基板の詳細な構成を示す図である。図３において、（ａ）は素子基板１００の平面図を示し、（ｂ）は、図３（ａ）に示された一点鎖線で囲まれた領域Ａの拡大図である。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、素子基板１００には電気熱変換素子１０１が複数個、Ｘ方向に配置されて素子列が形成され、さらにその素子列が複数（図３（ａ）では４つ）、Ｙ方向に並べて配置されている。
【００３２】
さらに、電気熱変換素子１０１を駆動するための駆動選択回路２０３が各素子列に沿って平行に設けられている。駆動選択回路２０３は電極パッド２０１に接続され、電極パッド２０１を介して記録ヘッド３の外部から供給される記録信号に応じて電気熱変換素子１０１及び温度検知素子（後述）の駆動電流を供給する。なお、図３（ａ）では、電気熱変換素子１０１はＸ方向に一列で並ぶように配置されているが、例えば、複数の電気熱変換素子１０１を千鳥状配置にしながらＸ方向に配置しても良い。
【００３３】
図３（ｂ）に示すように、電気熱変換素子１０１に対応してインクを吐出する吐出口５が設けられている。また、複数の吐出口５（電気熱変換素子１０１）の両側（図では上側と下側）にはインク供給口３００ａと３００ｂが設けられる。
【００３４】
図４は多層構造の素子基板に設けられた１つの電気熱変換素子の周辺部を拡大して模式的に示した図である。図４において、（ａ）は１つの電気熱変換素子１０１の周辺部を図３（ａ）におけるＸ方向とＹ方向とに直交する方向から眺めて拡大した平面図であり、（ｂ）は図４（ａ）に示す平面図のＡ−Ａ線に沿った断面図である。また、（ｃ）は素子基板の断面構造のより詳細な構成を示す断面図である。
【００３５】
図４（ｂ）において、Ｓｉ（シリコン）基板１１には、熱酸化膜１２（ＳｉＯ2）とＢＰＳＧ膜１３（ボロンとリンをドープしたシリコン酸化膜）から成る蓄熱層が形成される。この蓄熱層を介して、Ｓｉ基板１１上に、温度検知素子１０、温度検知素子１０の配線であるアルミニウムなどからなる配線１４、層間絶縁膜１５を介して、電気熱変換素子１０１と駆動選択回路２０３とを接続するアルミニウム配線１６などが形成されている。電気熱変換素子１０１はＴａＳｉＮなどのＴａ化合物から形成されている。電気熱変換素子１０１の膜厚は０．０１〜０．０５μｍ程度である。温度検知素子１０は、後述するが温度に応じて抵抗値が変化する薄膜抵抗体で形成される。
【００３６】
さらに、アルミニウム配線１６と電気熱変換素子１０１上には、ＳｉＮなどからなるパシベーション膜１７、耐キャビテーション膜１８が積層されて形成される。パシベーション膜１７は、半導体回路層をインクから保護するための膜であり、例えば、Ｐ−ＳｉＮで全面に形成される。耐キャビテーション膜１８は、電気熱変換素子１０１上に形成されるキャビテーションに対する耐性を高めるための膜であり、例えば、Ｔａで電気熱変換素子１０１の周辺に形成される。
【００３７】
温度検知素子１０は、各電気熱変換素子１０１の直下に、電気熱変換素子１０１ごとに独立して配置される。しかしながら、必ずしも電気熱変換素子１０１の直下でなくとも近傍に形成してもよい。温度検知素子１０それぞれに接続される配線１４は、温度情報を検出するための検出回路の一部として構成される。電気熱変換素子１０１の直上には、吐出口５が設けられる。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、温度検知素子１０は、微少な温度変動でも高い電圧値として出力するために、電気熱変換素子１０１と重なる領域において高い抵抗値となる蛇行形状となっている。ただし、ＴＣＲ（温度抵抗係数）の高い材料であれば、温度検知素子１０の形状は、例えば、電気熱変換素子１０１よりも一回り小さい四角形であっても構わない。
【００３９】
また、図４（ｃ）に示すように、Ｓｉ基板１１上に設けられた層間絶縁膜１５の内部には、電気熱変換素子１０１に電流を供給するための電気配線１０３が延びている。電気配線１０３は層間絶縁膜１５に多層的に埋め込まれるように設けられている。そのため、図４（ｃ）では、異なる層に埋め込まれた配線を区別するために、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄとして示し、これらを総称して言及するときには１０３として言及する。
【００４０】
さて、電気配線１０３は接続部材１０２を介して、駆動選択回路２０３と電気熱変換素子１０１及び、温度検知素子（図４（ｃ）内では不図示）とを電気的に接続している。電気配線１０３もアルミニウムからなり、膜厚は０．６〜１．２μｍ程度である。供給された電流によって電気熱変換素子１０１が発熱し、高温となった電気熱変換素子１０１はインク供給口８内のインクを加熱して気泡を発生させる。この気泡によって吐出口５の近傍のインクが吐出口５から吐出し、記録が行われる。
【００４１】
次に、以上のような構成をもつ素子基板１００を内蔵する記録ヘッド３における各電気熱変換素子（ヒータ）の温度検知素子１０の駆動方法の実施例について説明する。
【実施例１】
【００４２】
図５は電気熱変換素子の温度検知に関する素子基板の構成を示すブロック図である。図５では、特に、駆動選択回路２０３と電気熱変換素子１０１と温度検知素子１０との関係が示されている。ここでは、１つのグループを構成する４セグメント（図ではＳｅｇと表記）分の電気熱変換素子１０１とそれに対応して配置されている温度検知素子１０とを配した構成を例に挙げて説明する。
【００４３】
なお、温度検知素子１０は、例えば、測温抵抗体を用いた温度検知回路、サーミスタを用いた温度検知回路、熱電対を用いた温度検知回路、Ｃｄｓ（光電効果）を用いた光検知回路などが適用される。また、温度検知素子は、上記例示に限られず、２端子素子であり、非選択時に定電流源で生成された定電流が導通された（通電された）としても、直流電圧を通す（即ち、電圧降下を生じない）構成であれば何でも良い。
【００４４】
素子基板１００の１グループ１００Ｇには、４つの温度検知素子１０（第１〜第４温度検知素子）が設けられている。４つの温度検知素子１０は、４つの電気熱変換素子１０１（第１〜第４電気熱変換素子）それぞれの近傍に対応して設けられている。図５に示されるように、各電気熱変換素子（Ｓｅｇ１〜Ｓｅｇ４）１０１の一方の端子は、電気熱変換素子１０１へ駆動電圧ＶＤを供給する配線６０１に（並列に）共通接続され、他方の端子は、駆動スイッチ１１６に接続されている。駆動スイッチ１１６の他方の端子は、駆動電圧ＶＤのリターン（回収）先となるＧＮＤ配線６０２に接続されている。 
駆動スイッチ１１６は、駆動選択回路２０３に接続されており、駆動選択回路２０３からの選択信号（対応する温度検知素子１０の選択を指示する信号）に従ってオン／オフ制御される。
【００４５】
また、図５に示されるように、電気熱変換素子（Ｓｅｇ１〜Ｓｅｇ４）１０１に対応した温度検知素子１０は、一方の端子（第１の端子）が定電流源から供給される定電流ＩＳの配線（定電流共通配線）６０３に共通接続されている。他方の端子（第２の端子：温度検知素子を介して第１の端子の反対側に設けられる端子）は、選択スイッチ１０３と読出スイッチ１０４に接続されている。選択スイッチ１０３は、温度検知素子１０を選択し、温度検知素子１０に定電流源からの定電流ＩＳを選択的に導通させて検知動作を行なわせる選択ユニットとしての役割を果たす。
【００４６】
読出スイッチ１０４は、端子電圧を読出し、その読取電圧を吐出検知出力信号６００として出力する。従って、読出スイッチ１０４の一方の端子からは、吐出検知出力信号６００が出力され、選択スイッチ１０３の他方の端子は、定電流ＩＳのリターン先となるＶＳＳの配線６０４に接続されている。即ち、選択スイッチ１０３のオン／オフにより温度検知素子１０へ定電流ＩＳが導通されることになる。 
そして、４つの電気熱変換素子（Ｓｅｇ１〜４）に対応した温度検知素子１０の選択スイッチ１０３と読出スイッチ１０４は、電気熱変換素子１０１とそれに対応する温度検知素子１０に共通接続されている選択信号Ｄ１〜Ｄ４に従ってオン／オフ制御される。従来の素子基板では、電気熱変換素子と温度検知素子を選択する回路を別々に設ける構成を採用していたために、その分、基板面積が大きくなっていた。これに対して、この実施例に従う素子基板では、電気熱変換素子と温度検知素子を選択する駆動選択回路を共通化することで選択機能を維持しつつ、回路面積を大幅に削減している。
【００４７】
駆動選択回路２０３は、１ビットシフトレジスタと１ラインデコーダとを含んで構成されており、４時分割駆動する。従って、４セグメントの電気熱変換素子では同時駆動する電気熱変換素子（及びそれに対応する温度検知素子）は１セグメントまでということになる。以下、この４セグメント単位を「グループ」と呼ぶ。グループを構成する４つの電気熱変換素子は互いに対して近傍に配置されている。
【００４８】
駆動選択回路２０３は、電気熱変換素子及びそれに対応する温度検知素子をオン／オフする行データと時分割ブロックを指定する列データとを受けて選択信号Ｄ１〜Ｄ４を発生する。この時、駆動選択回路２０３は、自分自身が担当する１グループの中でオンするセグメント（Ｓｅｇ）があったかどうかの情報が駆動有無信号（第１の信号）５３０として出力され、後述するオンリーワン回路を動作させるための情報として使用される。
【００４９】
なお、この実施例では、説明を簡単にするため、１グループを４セグメントしているが本発明はこれに限定されるわけではない。さらに、実際に吐出検知を行う際には、吐出検知モードを有する。吐出検知モードとは、ノズルから正常にインクが吐出されているかを各ノズルに対応する温度検知素子を用いて確認するモードである。このモードが設定されると任意に選択した温度検知素子の電圧が出力される。
【００５０】
ここで、素子基板１００における動作について、電気熱変換素子（Ｓｅｇ１）に対応する温度検知素子１０が選択される場合を例に挙げて説明する。
【００５１】
まず、駆動選択回路２０３からの選択信号Ｄ１に従って選択スイッチ１０３と読出スイッチ１０４がオンし、電気熱変換素子（Ｓｅｇ１）に対応する温度検知素子１０には定電流ＩＳが供給される。この時、他の電気熱変換素子（Ｓｅｇ２〜Ｓｅｇ４）に対応する温度検知素子１０には定電流ＩＳは供給されていない。これにより、電気熱変換素子（Ｓｅｇ１）に対応する温度検知素子１０は選択状態となり、検知量に応じた端子電圧を発生する。温度検知素子１０の選択スイッチ１０３のｂ側の端子電圧は、読出スイッチ１０４を介して吐出検知出力信号６００として出力される。
【００５２】
なお、駆動選択回路２０３には、記録データ信号Ｄ＿Ｄ、クロック信号ＣＬＫ＿Ｄ、ラッチ信号ＬＴ、イネーブル信号ＥＮをそれぞれ入力するための端子も備えられている。これらの信号については公知なので、その説明は省略する。
【００５３】
図６は素子基板に実装される電気熱変換素子と温度検知素子の駆動選択回路を共通化した際のレイアウト構成の例を示す図である。
【００５４】
図６に示されるように、電気熱変換素子１０１とそれに対応する温度検知素子１０は、２つのインク供給口３００ａと３００ｂの間に配置している。また、温度検知素子１０の選択スイッチ１０３はインク供給口３００ｂの下方、電気熱変換素子１０１の駆動スイッチ１１６はインク供給口３００ａの下方に配置される。駆動スイッチ１１６は電圧が大きく変動する箇所であるため、その変動に伴って生じる高周波ノイズの影響を避けるために、選択スイッチ１０３を駆動するための配線１４ｂからは距離を置いた位置に配置することが望ましい。また、インク供給口３００ｂの上方には、駆動選択回路２０３が配置され、各電気熱変換素子、温度検知素子へそれぞれ、配線１４ａ、１４ｂを通して接続されている。
【００５５】
以上のようにレイアウトされることで、電気熱変換素子１０１と温度検知素子１０を選択駆動する駆動選択回路２０３が共通化されても効率よく、かつ耐ノイズ性を高めることが可能である。
【００５６】
図７はオンリーワン回路の詳細な構成を示す回路図である。
【００５７】
オンリーワン回路とは、素子基板１００に実装される電気熱変換素子において、前述した「グループ」を任意に定めた「ユニット」数にまとめ、そのまとめたユニットで１つのユニット内でしか吐出駆動（吐出検知）をしていないことを確認する回路である。この実施例では、素子基板の面積をできるだけ小さくするために、吐出検知による吐出検知出力データ５０１は１系統の吐出検知処理回路（不図示）で処理することを想定している。従って、吐出検知をする際に、同時に２セグメント以上の吐出駆動（吐出検知）を実行してしまうと、吐出検知出力データ５０１が重複してしまい正確なデータを取得することができなくなる。このため、任意に定めたユニット数で１つのユニット内（１Ｓｅｇ）でのみ吐出検知できていることを確認することは非常に重要である。
【００５８】
図７には、素子基板１００に設けられている全ての電気熱変換素子と温度検知素子とが示されている。上述のように、１グループには４つのセグメントが含まれている。図７から分かるように、素子基板１００は６４個のグループ（即ち、２５６個のセグメント）から形成される素子列を５列分（Ａ列〜Ｅ列）、配置している。また、各列に注目すると、例えば、Ａ列にあるユニット５０２Ａ、５０４Ａ、５０５Ａ、５０６Ａはそれぞれ、１６グループ（１グループは４セグメント）毎にまとめている。Ｂ列〜Ｅ列も同様数のユニットにまとめられている。図７において、Ｂ列にあるユニットは５０２Ｂ、５０４Ｂ、５０５Ｂ、５０６Ｂと表記され、Ｃ列にあるユニットは５０２Ｃ、５０４Ｃ、５０５Ｃ、５０６Ｃと表記され、Ｄ列にあるユニットは５０２Ｄ、５０４Ｄ、５０５Ｄ、５０６Ｄと表記される。また、Ｅ列にあるユニットは５０２Ｅ、５０４Ｅ、５０５Ｅ、５０６Ｅと表記される。つまり、いずれの列でも１６グループが１ユニットにまとめられる。
【００５９】
なお、これら２０個のユニットは同じ構成を備える。各ユニットには、ユニット５０２Ａ、５０２Ｂに示すように、１グループ毎に論理回路（ＯＲ回路）が設けられている。これは、ユニット内で吐出駆動の有無を確認するためである。
【００６０】
また、図７から分かるように、２０個のユニットはマトリクス構造に配置されており、行方向に１６個のグループごとに吐出駆動の有無を判定できるように、同じ内部構成の４つの行ユニット判定回路５０７Ａ、５０７Ｂ、５０７Ｃ、５０７Ｄが設けられている。
【００６１】
次に、ユニット５０２Ａ、Ｂを例に挙げて、ユニット内の動作を説明する。
【００６２】
図５に示した１グループ内にある駆動選択回路２０３より出力される、グループ内で吐出駆動の有無を示す駆動有無信号５３０を論理和を演算するＯＲ回路で数珠繋ぎとすることで確認し、ユニット内駆動有無信号５４０Ａ、５４０Ｂを出力する。ユニット内駆動有無信号５４０Ａ、５４０Ｂはそれぞれ、吐出有無判定回路５１１Ａ、５１１Ｂ、吐出検知制御回路５１２Ａ、５１２Ｂへ接続されている。また、これらの判定回路、制御回路などは全ユニット内に同様に配置されている。吐出検知制御回路は、温度検知素子からの信号を外部に出力するよう制御する回路である。
【００６３】
なお、吐出有無判定回路５１１Ａ、５１１Ｂの内部構成、吐出検知制御回路５１２Ａ、５１２Ｂの内部構成はそれぞれ同じである。
【００６４】
図８は、吐出有無判定回路５１１Ａの内部構成を示す回路図である。吐出有無判定回路５１１ｎは各列のユニットに備えられ、その構成は同じであるので、ｎ＝Ａ〜Ｅとして、各列の吐出有無判定回路５１１ｎを特定する。
【００６５】
まず、吐出有無判定回路５１１Ａにユニット内駆動有無信号（第２の信号）５４０Ａが入力される。信号端子５３２、５３１は、ユニット５０２Ａに限ってはグラウンドＶＳＳに接続される。他の列のユニットの吐出有無判定回路５１１ｎ（ｎ＝Ｂ〜Ｅ）には前列のユニットの吐出有無判定回路５１１ｎ（ｎ＝Ａ〜Ｄ）からの出力が入力される。
【００６６】
図８からも分かるように、吐出有無判定回路５１１ｎは２つのＯＲ回路５１１−１、５１１−２と１つのＡＮＤ回路５１１−３から構成される。
【００６７】
ユニット内で吐出駆動があり、ユニット内駆動有無信号５４０Ａが「Ｈ」の場合は、ユニット内駆動判定信号５３４Ａは「Ｈ」、吐出駆動がない場合は「Ｌ」が出力される（ユニット５０２Ａに限っては複数ユニット駆動判定信号５３３Ａは「Ｌ」）。ユニット内駆動判定信号５３４Ａ、複数ユニット駆動判定信号（第３の信号）５３３Ａは、吐出有無判定回路５１１Ｂへ出力される。吐出有無判定回路５１１Ｂでは、ユニット５０２Ｂでのユニット内駆動有無信号５４０Ｂが入力される（吐出有無判定回路５１１Ａと同様にその出力は「Ｈ又はＬ」）。
【００６８】
また、吐出有無判定回路５１１Ｂの出力は、ユニット内駆動判定信号５３４Ａ、複数ユニット駆動判定信号５３３Ａによって決まる。ユニット５０２Ａで吐出駆動があり（ユニット内駆動判定信号５３４Ａが「Ｈ」）、ユニット５０２Ｂでも吐出駆動があった際には、複数ユニット駆動判定信号５３３Ｂで「Ｈ」が出力される。これは、複数ユニット吐出駆動が行われたことを示す。
【００６９】
同様に、全ての列のユニットでこれらの判定は行われる。Ｅ列ユニットの結果は各行ユニット判定回路５０７Ａ〜Ｄへ出力される。
【００７０】
図９は各行ユニット判定回路５０７Ｄの内部構成を示す回路図である。各行ユニット判定回路５０７ｎは各行に備えられ、その構成は同じであるので、ｎ＝Ａ〜Ｄとして、各行ユニット判定回路５０７ｎを特定する。図９では、その一例として、各行ユニット判定回路５０７Ｄが図示されている。図９から分かるように、各行ユニット判定回路５０７ｎは２つのＯＲ回路５０７−１、５０７−２と１つのＡＮＤ回路５０７−３から構成される。
【００７１】
図７に示したユニットのマトリクス構成からも分かるように、行ユニット判定回路５０７Ｄは、各ユニットによる判定結果の最終到達部である。そこでは、各行ユニットでの吐出駆動有無の判定結果である、ユニット内駆動判定信号５３４Ｅと、複数ユニット駆動判定信号５３３Ｅとが入力される。さらに、隣の行ユニット判定回路５０７から吐出駆動有無の判定結果である、行ユニット内駆動判定信号５３７Ｃと、複数行ユニット駆動判定信号５３６Ｃも入力される。また出力として、行ユニット判定回路５０７Ｄに至るまでにあるユニットで吐出駆動の有無を表す信号として行ユニット内駆動判定信号５３７Ｄとそれが複数ユニットで吐出駆動がされてないかを表す信号として複数行ユニット駆動判定信号５３８Ｄが出力される。ここで、複数ユニットで吐出駆動がある際には、複数行ユニット駆動判定信号５３８Ｄは「Ｈ」となる。
【００７２】
以上のように、この実施例では、各ユニット内にある吐出有無判定回路と各行ユニット判定回路５０７を用いて、全ユニット内で複数吐出駆動がされてないかの判定を行っている。
【００７３】
これらの結果は、オンリーワン信号出力回路５０３へ入力される。そして、オンリーワン信号出力回路５０３からは、複数ユニットで吐出駆動がある際には「Ｌ」、複数ユニットで吐出駆動がない際には「Ｈ」となるオンリーワン信号（第４の信号）が全ユニットへフィードバック出力される。
【００７４】
図１０は吐出検知制御回路５１２ｎの内部構成を示す回路図である。吐出検知制御回路５１２ｎは各列に備えられ、その構成は同じであるので、ｎ＝Ａ〜Ｅとして、各列の吐出検知制御回路５１２ｎを特定する。図１０から分かるように、吐出検知制御回路５１２ｎは、ＡＮＤ回路５１２−１、コンパレータ５１２−２、スイッチ５１２−３から構成される。
【００７５】
図１０に示すように、吐出検知制御回路５１２ｎには４つの信号が入力される。１つ目はオンリーワン信号５３９、２つ目はユニット内駆動有無信号５４０ｎ、３つ目は吐出検知モード信号５００、４つ目は吐出検知出力信号６００である。これら信号により、複数ユニットでの吐出駆動がないこと、対象のユニットで吐出駆動があること、吐出検知モードであることが確認できた際に、吐出検知制御回路５１２ｎのスイッチ５１２−３が有効化され、吐出検知出力データ５０１が出力される。
【００７６】
なお、吐出検知出力データ５０１は吐出検知処理回路（不図示）へ出力される。
【００７７】
以上のような構成により、任意に定めた「ユニット」毎で複数吐出駆動（２セグメント以上）が検出された際に吐出検知することを防止でき、これにより正確な吐出検知出力データを取得することが可能となる。
【００７８】
なお、以上説明した構成では、ユニットを４セグメント×１６グループ毎にまとめているが、本発明はこれに限定されるわけではなく、また、各ユニット毎のまとめる数も統一しなくともよい。ユニット数をより小さい数でまとめることでより詳細に同時吐出駆動有無の判定が可能となる。
【００７９】
従って以上説明した実施例に従えば、従来の構成よりも素子基板面積を小さくし、かつ複数の温度検知素子が選択されてしまった際の誤検知を防止することができる。これにより、コストダウンと機能面の向上の両方を備えた素子基板を提供することができる。
【実施例２】
【００８０】
図１１は実施例２に従うオンリーワン回路の詳細な構成を示す回路図である。なお、図１１において、既に図７を参照して説明したのと同じ構成要素には同じ参照番号を付し、その説明は省略する。
【００８１】
実施例２では、実施例１に対して、吐出検知出力データ５０１を処理する吐出検知処理回路（不図示）が４つ備えることを前提とし、４つの吐出検知出力データ５０１Ａ〜Ｄを出力する構成としている。また、行ユニット判定回路５０７Ａ〜Ｄがなくなり、新たに各行ユニットの終着点にオンリーワン信号出力回路５０３Ａ〜Ｄが吐出検知処理回路の数に合わせて配置される。
【００８２】
従って以上説明した実施例によれば、回路規模は多少大きくなるが、各行ユニット内に複数吐出駆動があった際にはそれぞれ複数吐出駆動を検知可能であるという利点がある。
【００８３】
なお、図１１に示すように、行方向にユニットの終着点にオンリーワン信号出力回路５０３Ａ〜Ｄを配置した構成としているが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、列方向にユニットの終着点にオンリーワン信号出力回路を配置してもよい。
【００８４】
本発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
【符号の説明】
【００８５】
３  記録ヘッド、５  吐出口、１０  温度検知素子、１００  素子基板、
１０１  電気熱変換素子、２０３  駆動選択回路、１０００  インクジェット記録装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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