(57)【要約】【課題】ＣＭＯＳ半導体製造プロセスによって製造した場合でも、製造のバラツキの影響が小さく、かつ温度に対する電圧の変化量（感度）を大きくする。【解決手段】半導体製造プロセスによって製造される基板の温度を検知すべく、基板上に、該基板をコレクタとし、各トランジスタのベース及びエミッタを整流素子として用い、各整流素子が直列に接続された複数のトランジスタ１０１、１０２と、複数のトランジスタの各エミッタに定電流を供給する定電流源１０３、１０４と、初段のトランジスタ１０１のエミッタと最終段のトランジスタ１０２のベースとの間の電圧を出力する出力端子１０５、１０６と、を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造プロセスによって製造される基板の温度を検知する温度検知回路であって、
前記基板上に、
該基板をコレクタとする複数のトランジスタを有し、
前記複数のトランジスタのベース及びエミッタを整流素子として用い、各整流素子がベースとエミッタとを接続することで直列に接続され、
前記複数のトランジスタの各エミッタに定電流を供給する定電流源と、
初段のトランジスタのエミッタと最終段のトランジスタのベースとの間の電圧を出力する出力端子と、を備えることを特徴とする基板の温度検知回路。
【請求項２】
前記定電流源が、前記複数のトランジスの各エミッタに等しい電流値を供給することを特徴とする請求項１に記載の基板の温度検知回路。
【請求項３】
前記定電流源が、カレントミラー回路を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板の温度検知回路。
【請求項４】
前記整流素子の接続点に、後段のトランジスタのベース電流を基準とした定電流回路が接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基板の温度検知回路。
【請求項５】
前記定電流回路が、カレントミラー回路を含むことを特徴とする請求項４に記載の基板の温度検知回路。
【請求項６】
前記基板がＣＭＯＳ半導体製造プロセスによって製造されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の基板の温度検知回路。
【請求項７】
半導体製造プロセスによって製造される記録ヘッドの素子基板であって、
複数の記録素子と、
前記記録素子の駆動回路と、
前記基板上に形成されており、
該基板をコレクタとする複数のトランジスタを有し、
前記複数のトランジスタのベース及びエミッタを整流素子として用い、各整流素子がベースとエミッタとを接続することで直列に接続され、
前記複数のトランジスタの各エミッタに定電流を供給する定電流源と、
初段のトランジスタのエミッタと最終段のトランジスタのベースとの間の電圧を出力する出力端子と、を備えることを特徴とする記録ヘッドの素子基板。
【請求項８】
前記記録素子が、電気熱変換素子を含むことを特徴とする請求項７に記載の記録ヘッド素子基板。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の記録ヘッド素子基板と、前記出力端子からの出力電圧を測定して前記素子基板の温度を測定する温度測定回路と、を備えることを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板の温度検知回路、記録ヘッド素子基板、及び記録装置に関し、特に、半導体製造工程で製造される記録ヘッド素子基板の温度検知に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ等に於ける情報出力装置として、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等シート状の記録媒体に記録を行うプリンタがある。
【０００３】
プリンタの記録方式としては様々な方式が知られているが、用紙等の記録媒体に非接触記録が可能である、カラー化が容易である、静粛性に富む、等の理由でインクジェット方式が近年特に注目されており、又その構成としては所望される記録情報に応じてインクを吐出する記録ヘッドを装着すると共に用紙等の記録媒体の送り方向と交差する方向に往復走査しながら記録を行なうシリアル記録方式が安価で小型化が容易などの点から一般的に広く用いられている。
【０００４】
インクジェット方式を採用するプリンタにおいて、吐出されたインク滴の大きさが不均一であると記録画像の品位が低下したり、濃度むら等に起因した画質の劣化が発生したりするため、高品位な記録を行うためには各記録素子（ノズル）から吐出されるインク滴の大きさを常に一定に保つことが望まれる。
【０００５】
インクジェット方式の中でもヒータ等によりインクを加熱して発泡させ、その圧力によりインクを吐出させる方式を採用した記録ヘッドでは、インク滴の大きさはインクの粘度や発泡時の圧力に影響を受ける。インクの粘度や発泡時の圧力はインクの温度に依存するため、インクの温度が変化するとインク滴の大きさが変化してしまう。
【０００６】
このように、インクの温度変化により記録画像の質が劣化することが知られている。
【０００７】
このため従来より、インクの温度を検知し、インク加熱用のヒータに印加するパルス幅（時間）をインク温度に応じて変化させて、インクに印加されるエネルギーを制御することにより、インク滴の大きさを一定に保つ制御がなされている。
【０００８】
またヒータの作り込まれる基板の温度を検知することで、インク切れや高速記録動作中に記録ヘッドの破壊に至るような異常な温度上昇を検知し、記録動作を休止させるという制御もなされている。
【０００９】
特開平６−３３６０７１号公報には、このような制御を行うための温度検知回路が提案されている。この公報に記載された構成は、記録ヘッドのヒータが作り込まれるのと同一の半導体基板上にダイオードを内蔵させ、このダイオードの温度特性から検知を行うものである。
【００１０】
一般に、ダイオードの順方向電圧（ＶＦ）は、通常約−２ｍＶ／℃という電圧変化を持つため、この電圧変化を検知することで基板の温度を検知するように構成されている。
【００１１】
従来のインクジェットプリンタにおける記録ヘッドの温度検知回路の例として、上記公報に記載された温度検知回路を図７に示す。
【００１２】
この回路では、記録ヘッド７０１の基板に作り込まれたダイオード７０２の順方向電圧を差動アンプ７０４で取り出し、これと中央処理装置７０６からのデジタル出力７１１Ｄ／Ａ変換器７０８を介して出力されるダイオードの温度特性に依存しない成分との差が差動アンプ７０５で増幅されて中央処理装置７０６の第１のＡ／Ｄ入力７０９に入力され、内部で温度情報に変換される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、プリンタの記録密度向上のためにインク吐出のためのノズルの高密度化が求められており、それに伴ってヒータ及びその駆動回路を基板に高密度で作り込むことが要求されている。ヒータ及びその駆動回路が作り込まれる基板は、従来バイポーラ半導体製造プロセスを用いて製造されていたが、近年ではより高密度化が可能で工程が少なく低コスト化も実現可能であることから、ＣＭＯＳの半導体製造プロセスを用いて製造されることが多くなっている。
【００１４】
従来用いられてたバイポーラ半導体製造プロセスでは、基板の温度検知素子として使用されるダイオードを基板上に作り込むのは容易であるが、通常ＣＭＯＳ半導体製造プロセスではダイオードを基板上に作り込むのは困難である。このため、例えばＰ型シリコン基板を用いたＣＭＯＳ半導体製造プロセスを用いる場合、ＰＭＯＳデバイスに寄生するサブストレートＰＮＰトランジスタのベース・エミッタ間をダイオード（整流素子）として用いている。
【００１５】
図５は、ＣＭＯＳプロセスによる寄生トランジスタの断面構造の例を示す図である。Ｐ型基板を用いた場合のＰＭＯＳデバイスに寄生するトランジスタが示されている。このトランジスタは基板をコレクタ、Ｎ型のウエル部をベース、ＰＭＯＳのソース・ドレイン部をエミッタとするサブストレートＰＮＰトランジスタである。温度検知には、このトランジスタのベース・エミッタ間のダイオード特性が用いられる。
【００１６】
このベース・エミッタ間のダイオードも、通常のダイオードと同様にエミッタより定電流を流すと、順方向のベース・エミッタ間の電圧は０．５〜０．７Ｖとなり、温度変化に対する電圧の変化量が約−２ｍＶ／℃の温度特性を有している。
【００１７】
このようなダイオードにより温度検知を行う場合、温度に対する電圧の変化量の絶対値を増加させ温度検知の精度の向上させるため、及び電圧の絶対値と温度変化量を増加させることで、検知回路に混入するノイズに対するＳ／Ｎ比を向上させるために、ダイオードを直列に２個接続して温度検知に用いることが多い。
【００１８】
この場合、基板上の離れた位置に配置された２つのダイオードを直列に接続することで、そこで出力電圧の変化量は各場所の温度変化分の和となるため、配置された２点間の温度の平均が求まる。
【００１９】
しかしながら、ＣＭＯＳ半導体製造プロセスによって形成されるＰＮＰ構造のダイオードを単純に直列接続した場合、図６に示すような回路となる。この直列接続されたダイオードのエミッタに定電流を印加し、その順方向電圧により温度検知する場合について説明する。
【００２０】
サブストレートＰＮＰの電流増幅率をβとし、定電流Ｉ１を直列接続されたＴｒ１のエミッタに流すとＴｒ２のエミッタに流れる電流Ｉ２は、
Ｉ２＝Ｉ１／（１＋β）      （１）
となる。
【００２１】
ＣＭＯＳプロセスの寄生デバイスであるサブストレートＰＮＰの電流増幅率βは、一般に数十程度と通常のトランジスタに比べ小さく、また製造上管理されないパラメータであるためバラツキが大きい。このためエミッタに流れる電流Ｉ２は製造上のバラツキにより大きく変化する。
【００２２】
Ｔｒ２のベース・エミッタ間電位Ｖｂｅ２は電流Ｉ２により変化し、またＶｂｅ２の温度係数も電流Ｉ２により変化する。このため図６に示した構成の回路では、出力電圧が製造上のバラツキの影響を大きく受けるため、精度のよい温度検知ができないという問題がある。
【００２３】
上述の理由から、ＣＭＯＳ半導体製造プロセスにより製造された基板の温度検知には、単体のサブストレートＰＮＰトランジスタが用いられている。この場合、温度に対する電圧の変化量が直列接続されたダイオードの場合に比べて小さいため、温度検知の精度を直列接続されたダイオードを用いる場合と同等にするには、電圧を測定する回路の精度を上げる必要があり、そのため検知回路に使用される部品や電源に高精度なものが必要となりコストアップの要因となる。
【００２４】
また、基板内の複数の位置で温度検知を行うようにするには、各位置に単体のサブストレートＰＮＰトランジスタを配置し、その端子を基板外部の検知回路にそれぞれ接続する必要があるため、温度検知に関する接続パッドの数が増加してしまうという問題も生じる。パッド数の増加は、基板面積の増大につながりコストアップの要因となり、更には接続のための配線が増加して記録ヘッドとプリンタ本体とのコンタクト数も増加することで電気的な接続に対する信頼性を落とす要因ともなってしまう。
【００２５】
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、ＣＭＯＳ半導体製造プロセスによって製造した場合でも、製造のバラツキの影響が小さく、かつ温度に対する電圧の変化量（感度）の大きい基板の温度検知回路、記録ヘッド素子基板、及び記録装置を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の一態様としての基板の温度検知回路は、半導体製造プロセスによって製造される基板の温度を検知する温度検知回路であって、
前記基板上に、
該基板をコレクタとする複数のトランジスタを有し、
前記複数のトランジスタのベース及びエミッタを整流素子として用い、各整流素子がベースとエミッタとを接続することで直列に接続され、
前記複数のトランジスタの各エミッタに定電流を供給する定電流源と、
初段のトランジスタのエミッタと最終段のトランジスタのベースとの間の電圧を出力する出力端子と、を備えている。
【００２７】
このような構成とすると、ＣＭＯＳ半導体製造プロセスによって製造した場合でも、製造のバラツキの影響が小さく、かつ温度に対する電圧の変化量（感度）を大きくすることができる。
【００２８】
更に、温度検知位置が増えても温度検知素子を直列接続することが可能となり、パッド数も増加しないため、基板のコストを抑えることができる。検知出力の感度が増加することで、検知電圧の測定回路の精度をあげる必要がなくなり検知回路にかかるコストも抑えることができる。また基板と外部回路との接続の配線やコンタクトの数も抑えられるので、電気接続に関する信頼性を向上させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００３０】
本明細書において、「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、有意無意を問わず、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、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。
【００３３】
また、以下に用いる「基板（あるいは素子基板）」という語は、シリコン半導体からなる単なる基板を指し示すものではなく、各素子や配線などが設けられた基板を示すものである。
【００３４】
さらに、以下の説明で用いる「基板上」という表現は、単に基板の上を指し示すだけでなく、基板の表面、表面近傍の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（ビルトイン（ｂｕｉｌｔ−ｉｎ））」とは、別体の各素子を単に基板上に配置することを指し示している言葉ではなく、各素子を半導体回路の製造工程などによって基板上に一体的に形成、製造することを示すものである。
【００３５】
始めに、以下で説明する本発明に係る記録装置の代表的な全体構成及び制御構成について説明する。
【００３６】
＜装置本体の概略説明＞
図８は、本発明の記録ヘッド素子基板を用いる代表的な実施の形態であるインクジェットプリンタＩＪＲＡの構成の概要を示す外観斜視図である。図８において、駆動モータ５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５００９〜５０１１を介して回転するリードスクリュー５００５の螺旋溝５００４に対して係合するキャリッジＨＣはピン（不図示）を有し、ガイドレール５００３に支持されて矢印ａ，ｂ方向を往復移動する。キャリッジＨＣには、記録ヘッドＩＪＨとインクタンクＩＴとを内蔵した一体型インクジェットカートリッジＩＪＣが搭載されている。
【００３７】
５００２は紙押え板であり、キャリッジＨＣの移動方向に亙って記録用紙Ｐをプラテン５０００に対して押圧する。５００７，５００８はフォトカプラで、キャリッジのレバー５００６のこの域での存在を確認して、モータ５０１３の回転方向切り換え等を行うためのホームポジション検知器である。
【００３８】
５０１６は記録ヘッドＩＪＨの前面をキャップするキャップ部材５０２２を支持する部材で、５０１５はこのキャップ内を吸引する吸引器で、キャップ内開口５０２３を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。５０１７はクリーニングブレードで、５０１９はこのブレードを前後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板５０１８にこれらが支持されている。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用できることは言うまでもない。
【００３９】
又、５０２１は、吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切り換え等の公知の伝達機構で移動制御される。
【００４０】
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キャリッジがホームポジション側の領域に来た時にリードスクリュー５００５の作用によってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタイミングで所望の動作を行うようにすれば、本例にはいずれも適用できる。
【００４１】
＜制御構成の説明＞
次に、上述した装置の記録制御を実行するための制御構成について説明する。
【００４２】
図９はインクジェットプリンタＩＪＲＡの制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示す同図において、１７００は記録信号を入力するインタフェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１７０３は各種データ（上記記録信号やヘッドに供給される記録データ等）を保存しておくＤＲＡＭである。１７０４は記録ヘッドＩＪＨに対する記録データの供給制御を行うゲートアレイ（Ｇ．Ａ．）であり、インタフェース１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転送制御も行う。１７１０は記録ヘッドＩＪＨを搬送するためのキャリアモータ、１７０９は記録紙搬送のための搬送モータである。１７０５は記録ヘッドを駆動するヘッドドライバ、１７０６，１７０７はそれぞれ搬送モータ１７０９、キャリアモータ１７１０を駆動するためのモータドライバである。
【００４３】
上記制御構成の動作を説明すると、インタフェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ１７０４とＭＰＵ１７０１との間で記録信号がプリント用の記録データに変換される。そして、モータドライバ１７０６、１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ１７０５に送られた記録データに従って記録ヘッドが駆動され、記録が行われる。
【００４４】
ここでは、ＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムをＲＯＭ１７０２に格納するものとしたが、ＥＥＰＲＯＭ等の消去／書き込みが可能な記憶媒体を更に追加して、インクジェットプリンタＩＪＲＡと接続されたホストコンピュータから制御プログラムを変更できるように構成することもできる。
【００４５】
なお、上述のように、インクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨとは一体的に形成されて交換可能なインクカートリッジＩＪＣを構成しても良いが、これらインクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨとを分離可能に構成して、インクがなくなったときにインクタンクＩＴだけを交換できるようにしても良い。
【００４６】
図１０は、インクタンクとヘッドとが分離可能なインクカートリッジＩＪＣの構成を示す外観斜視図である。インクカートリッジＩＪＣは、図１０に示すように、境界線Ｋの位置でインクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨとが分離可能である。インクカートリッジＩＪＣにはこれがキャリッジＨＣに搭載されたときには、キャリッジＨＣ側から供給される電気信号を受け取るための電極（不図示）が設けられており、この電気信号によって、前述のように記録ヘッドＩＪＨが駆動されてインクが吐出される。
【００４７】
なお、図１０において、５００はインク吐出口列である。また、インクタンクＩＴにはインクを保持するために繊維質状もしくは多孔質状のインク吸収体が設けられている。
【００４８】
［温度検知回路の実施形態］
以下、上記のインクジェットプリンタに搭載される記録ヘッドの素子基板の実施形態について説明する。
【００４９】
（第１の実施形態）
図１は本発明の記録ヘッド素子基板の第１の実施形態の温度検知素子とその周辺回路を示す回路図である。ここではヒータが形成される記録ヘッドの素子基板としてＰ型の半導体基板を使用した場合の例について説明する。
【００５０】
図中１０１及び１０２は基板をコレクタとする温度検知素子として使用されるサブストレートＰＮＰトランジスタ（以下、単にＰＮＰとも称する）であり、１０３及び１０４は一定電流をエミッタに供給する定電流源であり、１０５及び１０６は検知電圧を出力する端子である。
【００５１】
ＰＮＰ１０１のベースはＰＮＰ１０２のエミッタに接続され、ＰＮＰ１０１のエミッタ及びＰＮＰ１０２のエミッタに定電流源１０３及び１０４がそれぞれ接続されて定電流が対応するエミッタに供給される。ＰＮＰ１０１のエミッタに端子１０５が接続され、ＰＮＰ１０２のベースに端子１０６が接続されている。
【００５２】
ここではＰＮＰ１０１及び１０２のベース電流を無視し、定電流源１０３及び１０４は温度変化によらず一定電流をエミッタに供給し、また１０３及び１０４の出力電流の値は等しいと想定する。
【００５３】
ＰＮＰ１０１のエミッタ及びＰＮＰ１０２のエミッタ１０４には、定電流源１０３及び１０４から供給される等しい値の電流が流れるので、ＰＮＰ１０１のベース・エミッタ間電圧とＰＮＰ１０２のベース・エミッタ間電圧とは等しくなる。ＰＮＰ１０１のベースはＰＮＰ１０２のエミッタに接続されているので、端子１０５と１０６との間の電位差は、ＰＮＰ１０１のベース・エミッタ間電圧ＶｂｅとＰＮＰ１０２のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅとの和（＝２Ｖｂｅ）が出力される。
【００５４】
ＰＮＰ１０１及びＰＮＰ１０２の特性が等しいとすると、各ＰＮＰに流れるエミッタ電流も等しいため、各ＰＮＰのベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅの温度特性も等しいものになる。２つの端子１０５及び１０６から出力される電圧としては、１つのＰＮＰのＶｂｅの温度特性が約−２ｍＶ／℃であるから、その２倍の−４ｍＶ／℃の温度特性を持つ出力電圧が得られる。
【００５５】
以上説明したように本実施形態によれば、ＣＭＯＳ半導体製造プロセスによって製造した場合でも、製造のバラツキの影響が小さく、かつ温度に対する電圧の変化量を大きくすることができる。
【００５６】
更に、温度検知位置が増えても温度検知素子を直列接続することが可能となり、パッド数も増加しないため、基板のコストを抑えることができる。検知出力の感度が増加することで、検知電圧の測定回路の精度をあげる必要がなくなり検知回路にかかるコストも抑えることができる。また基板と外部回路との接続の配線やコンタクトの数も抑えられるので、電気接続に関する信頼性を向上させることができる。
【００５７】
（第２の実施形態）
図２は本発明の記録ヘッド素子基板の第２の実施形態の温度検知素子とその周辺回路を示す回路図である。本実施形態は、第１の実施形態の定電流源１０３及び１０４をＣＭＯＳ半導体製造プロセスで形成されるカレントミラー回路を用いて構成したものである。
【００５８】
図２において、６つのＰＭＯＳ２０１〜２０６はカレントミラー回路を構成し、ＰＭＯＳ２０１及び２０２側の端子２０７に基準電流源２０８が接続されている。基準電流源２０８は、温度に関らず流れる電流が一定の定電流回路が望ましく、ヒータ基板外部で基準電流回路を構成して端子２０７に接続する構成としてもよく、またバンドギャップ電圧源等を用いて記録ヘッド素子基板内部で構成してもよい。
【００５９】
ＰＭＯＳ２０３及び２０４で構成されるカレントミラーはＰＮＰ１０１のエミッタに、ＰＭＯＳ２０５及び２０６で構成されるカレントミラーはＰＮＰ１０２のエミッタに、それぞれ端子２０７に接続された基準電流源２０８で設定された電流を供給する。ＰＭＯＳ２０３及び２０５のサイズ比を等しくすると、ＰＮＰ１０１のエミッタ電流とＰＮＰ１０２のエミッタ電流との値を等しくできる。
【００６０】
以上のように第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
（第３の実施形態）
上記第１及び第２の実施形態ではＰＮＰのベース電流を無視しＰＮＰ１０１とＰＮＰ１０２とのエミッタ電流の値が等しいと想定したが、図２においてＰＮＰの電流増幅率βが小さい場合、ＰＮＰ１０１のベース電流の値が大きくなり、これがＰＮＰ１０２のエミッタ電流に加算されるため無視できないものとなる。電流増幅率βは製造上のバラツキの影響が大きく、また温度による変化も大きいため、ＰＮＰ１０２のエミッタ電流は個体差や温度により変化し、ＰＮＰ１０２のＶｂｅの電圧及び温度特性も変化してしまう。
【００６２】
第３の実施形態は、このようなＰＮＰのベース電流に起因する誤差を抑制するものであり、その回路を図３に示す。図中ＮＭＯＳ３０１及び３０２はカレントミラー回路を構成し、それぞれＰＮＰ１０１のベース及びＰＮＰ１０２のベースに接続されている。ＮＭＯＳ３０１及び３０２で構成されるカレントミラー回路により、ＰＮＰ１０１のベースとＰＮＰ１０２のエミッタとの接続点からＮＭＯＳ１０１を介してＰＮＰ１０２のベース電流の値が差し引かれる。
【００６３】
ＰＮＰ１０１及びＰＮＰ１０２は、電流増幅率βが等しくエミッタ電流も等しいとすると、ＰＮＰ１０１とＰＮＰ１０２とのベース電流も等しくなり、ＰＮＰ１０２のベース電流と等しい電流がＰＮＰ１０１のベース電流が流れる接続点から差し引かれることにより、ＰＮＰ１０１のエミッタ電流とＰＮＰ１０２のエミッタ電流は等しくなる。
【００６４】
ＰＮＰ１０１とＰＮＰ１０２とのエミッタ電流が等しく、ベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅも等しくなるため、正確にＶｂｅの２倍の電圧が２つの端子１０５及び１０６の間に出力され、温度特性に関しても１つのＰＮＰのＶｂｅの温度特性が−２ｍＶ／℃とすると、正確にＶｂｅの２倍の−４ｍＶ／℃の特性をもつ電圧が出力される。
【００６５】
以上のように第３の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果に加え、トランジスタのベース電流による影響を無くして更に精度良く温度を検知することができる。
【００６６】
（第４の実施形態）
図４は本発明の記録ヘッド素子基板の第４の実施形態の温度検知素子とその周辺回路を示す回路図である。本実施形態は、第３の実施形態に対してさらに温度に対する出力電圧の変化量を増加させたものである。
【００６７】
図４の回路図に示されているように、本実施形態は図３の回路に対してＰＮＰ４０１を追加した構成であり、ＰＮＰ１０１のエミッタにＰＮＰ４０１のベースが接続されている。基準電流源２０８はＰＭＯＳ４０２及び４０３のカレントミラー回路を介してＰＮＰ４０１のエミッタに供給される。ＮＭＯＳ３０１、３０２及び４０４で構成されるカレントミラー回路により、ＰＮＰ１０２のベース電流を基準に、ＰＮＰ４０１及び１０１のベース電流が、ＰＮＰ１０１及びＰＮＰ１０２のエミッタ電流よりそれぞれ差し引かれることにより、ＰＮＰ１０１、１０２、及び４０１のエミッタ電流の値が等しくなる。
【００６８】
この構成により、１つのＰＮＰトランジスタのＶｂｅの３倍の電圧と温度特性をもつ電圧が端子１０５及び１０６の間に出力される。
【００６９】
このように、ＰＮＰトランジスタをさらに追加していくことで、製造上のバラツキ等の影響を受けずに、出力電圧の温度に対する感度をさらに増加させることが可能である。
【００７０】
［他の実施形態］
以上の実施形態は、いずれもＰ型の半導体基板を用いた場合を例に挙げて説明したが、Ｎ型半導体基板を用いた場合にも、トランジスタのＰ型及びＮ型の極性を反転させることで前述の各実施形態と同じ構成が可能であり、同様の作用・効果が得られる。
【００７１】
また、以上説明した実施形態は、記録素子として発熱体（ヒータ）を用いてインクを急激に加熱、気化させ、発生した気泡の圧力によりインク液滴をオリフィスから吐出させる、いわゆるバブルジェット（登録商標）方式のインクジェット記録ヘッドを例に挙げて説明したが、電源電圧の変動や接続に関する寄生抵抗の影響を抑えるという本発明の作用・効果に鑑みれば、これ以外の方式によって記録を行う記録ヘッドに対しても本発明が適用できることは明らかであろう。
【００７２】
この場合、上記各実施形態におけるヒータの代わりに、各方式で使用する記録素子がそれぞれ設けられることとなる。
【００７３】
以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【００７４】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて膜沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。
【００７５】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【００７６】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。
【００７７】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００７８】
加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
【００７９】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。
【００８０】
さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもできる。
【００８１】
以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。
【００８２】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【００８３】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＣＭＯＳ半導体製造プロセスによって製造した場合でも、製造のバラツキの影響が小さく、かつ温度に対する電圧の変化量（感度）を大きくすることができる。
【００８５】
更に、温度検知位置が増えても温度検知素子を直列接続することが可能となり、パッド数も増加しないため、基板のコストを抑えることができる。検知出力の感度が増加することで、検知電圧の測定回路の精度をあげる必要がなくなり検知回路にかかるコストも抑えることができる。また基板と外部回路との接続の配線やコンタクトの数も抑えられるので、電気接続に関する信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録ヘッド素子基板の第１の実施形態の温度検知素子とその周辺回路を示す回路図である。
【図２】本発明の記録ヘッド素子基板の第２の実施形態の温度検知素子とその周辺回路を示す回路図である。
【図３】本発明の記録ヘッド素子基板の第３の実施形態の温度検知素子とその周辺回路を示す回路図である。
【図４】本発明の記録ヘッド素子基板の第４の実施形態の温度検知素子とその周辺回路を示す回路図である。
【図５】ＣＭＯＳ半導体プロセスによって形成されるＰＮＰトランジスタの断面図である。
【図６】従来の温度検知回路に用いられるダイオードの構成例を示す図である。
【図７】従来の温度検知回路の例を示す回路図である。
【図８】本発明の好適な実施形態であるプリンタの外観を示す図である。
【図９】図８のプリンタの制御構成を示すブロック図である。
【図１０】図８のプリンタのインクジェットカートリッジを示す図である。
【符号の説明】
１０１，１０２，４０１  ＰＮＰトランジスタ
１０３，１０４  定電流源
２０１〜２０６，４０２，４０３  ＰＭＯＳ
３０１，３０２，４０４  ＮＭＯＳ
２０８  基準電流源
【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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