(57)【要約】【課題】  記録ヘッドの駆動電圧を出力する電源装置について、出力電圧を高精度で調整することをせず、記録装置に取付けられた記録ヘッドの特性に最適な電圧を生成することが可能な記録ヘッド駆動方法を提供することである。【解決手段】  記録ヘッド内にヘッド駆動電源の出力電圧を設定するための基準電圧源を設け、記録装置に組み込まれたヘッド駆動電源回路はこの基準電圧の分圧値と電源回路の出力電圧の分圧値とを比較し誤差を無くすように制御する。更に記録ヘッドに不揮発性メモリを備え、製造過程の最後の試験時に記録ヘッドの吐出特性を最適化する駆動エネルギーを供給するための設定データを記録装置に組み込まれたヘッド駆動電源回路と同様の構成をもつ試験装置を用いて求め、これを不揮発性メモリに書き込み記録ヘッドを記録装置に装着した際には、そのメモリからの設定データを読み出して実際の記録に用いる駆動パルスを決定する。【選択図】  図４
2005053118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録素子と外部に基準電圧を出力することが可能な基準電圧源とを備えた記録ヘッドを駆動するための記録ヘッド駆動方法であって、
前記記録ヘッドが記録装置に搭載されたとき、前記基準電圧源から入力された基準電圧に基づいて、前記記録装置の駆動電源供給回路から前記記録ヘッドの複数の記録素子を駆動するために供給される駆動電圧を設定することを特徴とする記録ヘッド駆動方法。
【請求項２】
複数の記録素子と外部に基準電圧を出力することが可能な基準電圧源と吐出特性を格納する不揮発性メモリとを備えた記録ヘッドを駆動する最適な駆動パルスを決定する記録ヘッド試験装置であって、
前記記録ヘッドを搭載して駆動する記録装置の駆動制御回路と同様の構成の駆動制御手段と、
前記記録装置の駆動電源供給回路と同様の構成の駆動電源供給手段と、
前記基準電圧源からの基準電圧を入力する入力手段と、
前記入力手段によって入力した基準電圧に基づいて、前記駆動電源供給手段から前記記録ヘッドの複数の記録素子を駆動するために供給される駆動電圧を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された駆動電圧を前記複数の記録素子に印加しながら、前記記録ヘッドにテスト信号と駆動パルスとを供給して試験記録を行う試験記録手段と、
前記試験記録手段によって得られた最適な駆動パルスを設定するデータを前記記録ヘッドの不揮発性メモリに書き込む書込手段とを有することを特徴とする記録ヘッド試験装置。
【請求項３】
前記記録ヘッド試験装置は、前記記録ヘッド製造工程の最終工程における試験で用いられることを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッド試験装置。
【請求項４】
前記記録ヘッドが備える基準電圧源は、前記複数の記録素子が形成されるのと同一の半導体素子内に設けられるバンドギャップ電圧であることを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッド試験装置。
【請求項５】
前記記録ヘッドが備える基準電圧源は、前記不揮発性メモリと同一半導体素子内に設けるバンドギャップ電圧であることを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッド試験装置。
【請求項６】
前記記録ヘッドは、前記駆動電圧或いは前記駆動電圧を分圧して得られる電圧を前記基準電圧源からの基準電圧と比較し誤差量を出力する差分アンプをさらに有すること特徴とする請求項２に記載の記録ヘッド試験装置。
【請求項７】
前記記録ヘッドは、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の記録ヘッド試験装置。
【請求項８】
前記インクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることを特徴とする請求項７に記載の記録ヘッド試験装置。
【請求項９】
前記記録ヘッドに設けられたメモリ内の吐出特性に応じて、記録素子を駆動するための駆動パルスを設定することを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド駆動方法。
【請求項１０】
前記メモリ内に保持された特性は、前記基準電圧源の電圧を利用して得られた特性であることを特徴とする請求項９に記載の記録ヘッドの駆動方法。
【請求項１１】
被記録媒体に対して記録を行う記録ヘッドにおいて、
記録を行うための記録素子と、
基準電圧を発生する基準電圧源と、
該基準電圧をヘッド外部に出力するための端子を有することを特徴とする記録ヘッド。
【請求項１２】
請求項１１に記載の記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置であって、
前記記録ヘッドを搭載して走査するキャリッジを有し、
前記キャリッジは、前記記録ヘッドを駆動するための駆動制御回路と駆動電源供給回路を備えることを特徴とする記録装置。
【請求項１３】
前記記録ヘッドは前記キャリッジから着脱可能であることを特徴とする請求項１２に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録ヘッド及び記録ヘッドの駆動方法に関し、特に、例えば、インクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドを駆動する記録ヘッド駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドの駆動において、その記録ヘッドに印加されるエネルギーを正確に制御することが要求されている。
【０００３】
なぜなら、インクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）から吐出されるインク量が変動すると記録される画像に濃度むらが生じたり、記録装置の個体差により記録画像の品質がばらつくことになるばかりか、記録ヘッドに印加される駆動エネルギーが不足するとインクの吐出不良が生じたり、あるいはそのエネルギーが過剰に供給される場合には、記録ヘッドの寿命を縮めてしまうことが生じえるからである。
【０００４】
従って、記録ヘッドの駆動電圧の精度は定格電圧の±１％程度に抑える必要がある。
【０００５】
通常、電源回路では出力電圧を設定するために、半導体のバンドギャップ電圧を基準電圧として利用しているが、このバンドギャップ電圧の精度は±２％程度であるため、駆動電源に要求される±１％の精度を実現するために、従来より記録ヘッド駆動電源供給回路の製造工程において可変抵抗等を用いて出力電圧の調整を行っている。
【０００６】
一方、記録ヘッドは記録装置本体から取り外しが可能な構造であり、その製造は、通常、記録装置本体とは別に行われている。
【０００７】
例えば、インク流路の近傍に設けられた電気熱変換体に電気エネルギーを加えて熱を発生させ、その熱によって生じる泡でインクを吐出するサーマル式インクジェットプリンタでは、電気熱変換体の抵抗値やその電気熱変換体とインク液室との絶縁膜の膜厚等が製造ばらつきにより、同じ駆動電圧、駆動パルスを加えてもインク吐出量を一定にすることができない。
【０００８】
従って、製造時にインク吐出試験を実施し、その吐出量が一定になるように、駆動電圧、或いは駆動パルス幅を調整することで、これらの製造過程に生じるバラツキを小さくしている。最近では、最適な駆動条件を記録ヘッドの製造時に実施するインク吐出試験で計測し、記録ヘッドに実装した不揮発性メモリに最適な駆動条件を吐出情報として書き込み、記録装置本体は記録ヘッドを取付けたときに個々の記録ヘッド搭載された不揮発性メモリに書き込まれた吐出情報を読み込み、その情報に基づいて最適な駆動パルス幅を設定するようにしている。
【特許文献１】特開平８−１１８６２８号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上記従来例では、以下のような問題があった。
【００１０】
（１）記録ヘッドと記録装置に搭載される駆動電源回路は、通常、別々に製造される。記録ヘッドの製造時には精密なインク吐出の計測試験が行われ、記録ヘッド毎に最適な駆動条件の設定が行われる。従って、その試験装置で使用する電源回路は正確な電圧調整がなされている。一方、記録装置本体の駆動電源の製造時も出力電圧の精度を定格電圧±１％程度に正確に調整する工程を必要する。つまり、記録ヘッド試験装置の電源回路及び記録装置本体の駆動電源回路は夫々、電圧の絶対精度を確保するために調整工程作業が必要となる。更には電源回路の構成部品も高精度のものを使用する必要があり、トータルコストが高くなる。
【００１１】
（２）記録ヘッドの駆動条件の計測時に使用される試験装置の駆動電圧の設定精度、及び記録装置本体の駆動電源の設定精度は、実用上各々１％〜１．５％程度のばらつきは許容せざるを得ない。従って、両者の設定電圧の間には相対的に２％〜３％程度の誤差が含まれることになる。このため、記録ヘッドの設計に当たっては、この誤差を見込んで駆動条件の設計を行う必要があり、その結果、実用化製品では過剰なエネルギーが記録ヘッドに供給されることになる。このような過剰エネルギーを加えることは記録ヘッド寿命の点では好ましくはない。
【００１２】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、記録ヘッドの駆動電圧を精度高く設定可能な記録ヘッド、及び記録ヘッドの寿命に悪影響を与えることなく、かつ適切な駆動エネルギーを記録ヘッドに供給することのできる記録ヘッド駆動方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため本発明の記録ヘッド駆動方法は以下の工程からなる。
【００１４】
即ち、複数の記録素子と外部に基準電圧を出力することが可能な基準電圧源とを備えた記録ヘッドを駆動するための記録ヘッド駆動方法であって、前記記録ヘッドが記録装置に搭載されたとき、前記基準電圧源から入力された基準電圧に基づいて、前記記録装置の駆動電源供給回路から前記記録ヘッドの複数の記録素子を駆動するために供給される駆動電圧を設定することを特徴とする記録ヘッド駆動方法を備える。
【００１５】
また、本発明の記録ヘッド試験装置は以下の構成を有する。
【００１６】
即ち、複数の記録素子と外部に基準電圧を出力することが可能な基準電圧源と吐出特性を格納する不揮発性メモリとを備えた記録ヘッドを駆動する最適な駆動パルスを決定する記録ヘッド試験装置であって、前記記録ヘッドを搭載して駆動する記録装置の駆動制御回路と同様の構成の駆動制御手段と、前記記録装置の駆動電源供給回路と同様の構成の駆動電源供給手段と、前記基準電圧源からの基準電圧を入力する入力手段と、前記入力手段によって入力した基準電圧に基づいて、前記駆動電源供給手段から前記記録ヘッドの複数の記録素子を駆動するために供給される駆動電圧を設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された駆動電圧を前記複数の記録素子に印加しながら、前記記録ヘッドにテスト信号と駆動パルスとを供給して試験記録を行う試験記録手段と、前記試験記録手段によって得られた最適な駆動パルスを設定するデータを前記記録ヘッドの不揮発性メモリに書き込む書込手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明は、被記録媒体に対して記録を行う記録ヘッドにおいて、記録を行うための記録素子と、基準電圧を発生する基準電圧源と、該基準電圧をヘッド外部に出力するための端子を有することを特徴とする記録ヘッドを備える。
【００１８】
またさらに、本発明は、上記構成の記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置であって、前記記録ヘッドを搭載して走査するキャリッジを有し、前記キャリッジは、前記記録ヘッドを駆動するための駆動制御回路と駆動電源供給回路を備えることを特徴とする記録装置を備える。
【００１９】
その記録装置において、前記記録ヘッドは前記キャリッジから着脱可能であると良い。
【００２０】
さて、前記記録ヘッド試験装置は、前記記録ヘッド製造工程の最終工程における試験で用いられることが望ましい。
【００２１】
また、前記記録ヘッドが備える基準電圧源は、前記複数の記録素子が形成されるのと同一の半導体素子内に設けられるバンドギャップ電圧であっても良いし、前記不揮発性メモリと同一半導体素子内に設けるバンドギャップ電圧であっても良い。
【００２２】
さらに、前記記録ヘッドは、前記駆動電圧或いは前記駆動電圧を分圧して得られる電圧を前記基準電圧源からの基準電圧と比較し誤差量を出力する差分アンプをさらに備えることが望ましい。
【００２３】
なおまた、前記記録ヘッドにはインクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドであることが望ましく、その場合、そのインクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることが望ましい。
【発明の効果】
【００２４】
従って以上説明したように本発明によれば、記録ヘッドの試験と実際の記録とにおいて記録ヘッド内部の同一の基準電圧源が用いられるので、記録装置と試験装置の基準電圧に夫々生じる誤差を気にすることなく、また記録ヘッド個々のばらつきがあっても、記録ヘッド試験装置からの駆動電圧と記録装置からの駆動電圧は相対的にはほぼ同一の電圧とすることができる。また、例えば、この電圧に基づいて記録ヘッドの最適な駆動条件となる設定値が不揮発性メモリに書き込まれるため、記録ヘッド試験装置や記録装置の電源回路の電圧調整をしなくても常に最適な駆動条件で動作することが可能となるという効果がある。
【００２５】
これにより、適切な駆動エネルギーを記録ヘッドに供給することのできるので記録ヘッドの寿命に悪影響を与えることなく、その長寿命化に貢献するという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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、さらに具体的かつ詳細に説明する。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
またさらに、「ノズル」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。
【００３１】
＜インクジェット記録装置の説明（図１）＞
図１は本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置１の構成の概要を示す外観斜視図である。
【００３２】
図１に示すように、インクジェット記録装置（以下、記録装置という）は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なう記録ヘッド３を搭載したキャリッジ２にキャリッジモータＭ１によって発生する駆動力を伝達機構４より伝え、キャリッジ２を矢印Ａ方向に往復移動させるとともに、例えば、記録紙などの記録媒体Ｐを給紙機構５を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その記録位置において記録ヘッド３から記録媒体Ｐにインクを吐出することで記録を行なう。
【００３３】
また、記録ヘッド３の状態を良好に維持するためにキャリッジ２を回復装置１０の位置まで移動させ、間欠的に記録ヘッド３の吐出回復処理を行う。
【００３４】
記録装置１のキャリッジ２には記録ヘッド３を搭載するのみならず、記録ヘッド３に供給するインクを貯留するインクカートリッジ６を装着する。インクカートリッジ６はキャリッジ２に対して着脱自在になっている。
【００３５】
図１に示した記録装置１はカラー記録が可能でり、そのためにキャリッジ２にはマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクを夫々、収容した４つのインクカートリッジを搭載している。これら４つのインクカートリッジは夫々独立に着脱可能である。
【００３６】
さて、キャリッジ２と記録ヘッド３とは、両部材の接合面が適正に接触されて所要の電気的接続を達成維持できるようになっている。記録ヘッド３は、記録信号に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出して記録する。特に、この実施形態の記録ヘッド３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おり、記録信号に応じて対応する電気熱変換体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。
【００３７】
さらに、図１において、１４は記録媒体Ｐを搬送するために搬送モータＭ２によって駆動される搬送ローラである。
【００３８】
＜インクジェット記録装置の制御構成（図２）＞
図２は図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【００３９】
図２に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納したＲＯＭ６０２、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御、及び、記録ヘッド３の制御のための制御信号を生成する特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等を設けたＲＡＭ６０４、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行うシステムバス６０５、以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給するＡ／Ｄ変換器６０６などで構成される。
【００４０】
また、図２において、６１０は画像データの供給源となるコンピュータ（或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど）でありホスト装置と総称される。ホスト装置６１０と記録装置１との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。
【００４１】
さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリント開始を指令するためのプリントスイッチ６２２、及び記録ヘッド３のインク吐出性能を良好な状態に維持するための処理（回復処理）の起動を指示するための回復スイッチ６２３など、操作者による指令入力を受けるためのスイッチから構成される。６３０はホームポジションｈを検出するためのフォトカプラなどの位置センサ６３１、環境温度を検出するために記録装置の適宜の箇所に設けられた温度センサ６３２等から構成される装置状態を検出するためのセンサ群である。
【００４２】
さらに、６４０はキャリッジ２を矢印Ａ方向に往復走査させるためのキャリッジモータＭ１を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体Ｐを搬送するための搬送モータＭ２を駆動させる搬送モータドライバである。
【００４３】
ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド３による記録走査の際に、ＲＡＭ６０２の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッドに対して記録素子（ヒータ）の駆動データ（ＤＡＴＡ）を転送する。
【００４４】
図３は記録ヘッドへの信号と電源の供給の回路の概要を示す図である。
【００４５】
図３において、７００は記録装置１の主電源装置（以下、本体電源と呼ぶ）、７２０は記録ヘッド３を支持し記録媒体Ｐに対して主走査方向に移動して記録動作を行うキャリッジ２に取付けられたキャリッジ基板、７２１はキャリッジ基板７２０上に設けられた降圧形ＤＣ／ＤＣコンバータの構成の記録ヘッド駆動用電源（以下、ヘッド駆動電源という）である。
【００４６】
また、記録ヘッド３は、記録ヘッドの特性情報１０４を格納した不揮発性メモリ７５１とシリコン基板上に種々の回路が形成されるヒータボード７５２を含み、さらに、インクタンクからのインク供給口、インク流路、及びインク吐出口等を一体として形成されたユニットとなっている。そして、ヒータボード７５２には、インクに熱エネルギーを印加する電気熱変換体（記録素子、或いはヒータ）７５４、電気熱変換体７５４に通電するＭＯＳ−ＦＥＴなどのスイッチ素子７５５、記録装置のコントローラ６００からの記録信号や制御信号１０３に基づいてスイッチ素子７５５を駆動するロジック回路７５３、半導体のバンドギャップ電圧で作られる基準電圧Ｖｒｅｆを生成する基準電圧源７５６等の回路が形成されている。また、この基準電圧源で発生する電圧を外部に出力できるように構成されている。
【００４７】
なお、図３では記録ヘッド３にはヒータボードを１つだけ含む構成が図示されているが、通常は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクを吐出してカラー画像を記録するために、各色に対応して、複数のヒータボードが搭載される。
【００４８】
さて記録ヘッド駆動用電源７２１には本体電源７００から電力供給線１０１、１０２を介して電力が供給される。基準電圧Ｖｒｅｆは基準電圧供給線１０７、１０８を介してヒータボード７５２からヘッド駆動電源７２１に供給され抵抗７３０、７３１で分圧されたＶ（＋）電圧となる。一方、電源ライン１０５、ＧＮＤライン１０６を介して電気熱変換体（ヒータ）７５４に印加される出力電圧ＶＨ１は抵抗７２７、７２８で分圧されて電圧Ｖ（−）となる。これら電圧Ｖ（＋）とＶ（−）とは差動アンプ７２９に入力されて比較され、Ｖ（＋）とＶ（−）の差電圧をなくすようにスイッチ素子７２２の時比率を調整制御することによって出力電圧ＶＨ１が決定される。
【００４９】
さらに、図３において、７２４はダイオード、７２５はコイル、７２６はコンデンサである。
【００５０】
次に、ヒータに印加される駆動電圧、或いはヒータに供給される駆動エネルギーがどのようなに決められるかを説明する。
【００５１】
記録ヘッド３に備えられている複数個ある記録素子の１つを駆動するために必要な電気エネルギーは数μＪ（ジュール）であり、このエネルギーは約１μ秒の時間、ヒータに駆動パルスを印加することによって得られ、その結果、ノズルからインクを飛翔させることが可能となる。
【００５２】
ここで、インクの吐出量が常に一定になるようにするためには、このエネルギーをヒータに過不足なく加えることが必要となる。
【００５３】
ところが、個々のヒータボードには、ヒータの抵抗値のばらつきやヒータとインク液室との間の絶縁膜や保護膜の厚みのばらつき等のヒータボードの製造プロセスによって生じるばらつきが有り、一定のパルス幅で一定の電圧を印加しても、インクの吐出量を一定にすることができない。従って、製造プロセスばらつきによって生じるヒータボード個々のインク吐出特性の違いを検出し、常に一定な吐出量となるように、駆動パルス幅もしくは駆動電圧を調整し、最適な電気エネルギーをヒータに加えるような吐出量制御を記録ヘッドと駆動電源と記録装置本体のコントローラとを用いて行う。なお、ヒータボード個々に特有のインク吐出特性は後に説明する試験過程に得られ、その情報は不揮発性メモリ７５１に格納される。
【００５４】
実際に、記録ヘッド３が記録装置１のキャリッジ２に取付けられて画像を記録する時には、記録ヘッド３内の不揮発性メモリ７５１に格納された駆動パルスを設定するデータが読み出し信号線１０４を介して読み出され、コントローラ６００に信号線１０３を介して与えられる。これに応じて、コントローラ６００は取り付けられた記録ヘッド３の駆動エネルギーを最適化する駆動パルスを設定し、画像データ、ブロック選択データ等と共に記録ヘッド３に送信する。このようにして、記録ヘッド３には記録素子を駆動するための最適なエネルギーが与えられて画像が記録される。
【００５５】
ここで、ヒータ７５４を駆動するために用いるヘッド駆動電源７２１は、以下に説明する試験装置に設けられた電源回路と同じ回路構成であり、最適な駆動電圧ＶＨ１を決められるようになっている。
【００５６】
図４は、記録ヘッド個々のインク吐出特性の違いを検出し最適な駆動パルス幅に調整する試験回路７７０の構成を示すブロック図である。
【００５７】
図３と図４とを比較するなら分かるように、図４に示す記録ヘッド試験用電源（以下、ヘッド試験電源という）７７１はヘッド駆動電源７２１と同じ回路構成を有している。
【００５８】
また、図４において、ヘッド試験電源７７１、駆動パルス生成回路７８２、テストプリント信号発生回路７８３等には試験用電源７８１から必要な電力を供給する。また、図４に示す記録ヘッドは図３に示した記録ヘッドと同一のものである。
【００５９】
試験装置のヘッド試験電源では、記録装置のキャリッジ基板が出力電圧ＶＨ１を決定するのと同様に、出力電圧ＶＨ２を決定する。ここで、基準電圧源７５６の基準電圧（Ｖｒｅｆ）の絶対値がばらついても、ヘッド試験電源７７１の出力電圧ＶＨ２と記録装置のヘッド駆動電源７２１の出力電圧ＶＨ１は相対的に合っているから、各電源回路の出力電圧を調整しなくても誤差は十分に許容値以内に収めることが出来る。つまり、駆動エネルギーの誤差は、この実施形態では、キャリッジ基板７２０に設けられた抵抗７２７、７２８、７３０、７３１、及び試験装置７７０に設けられた抵抗７７７、７７８、７８０、７８１のばらつき精度以下しか現れない。従って、規定された抵抗値に対して０．５％の精度を有する抵抗を使用すれば駆動エネルギーの誤差は１％以下に収めることが可能となる。
【００６０】
この記録ヘッドはその製造時に次に説明する試験を行い、最適な駆動パルス幅データを決定し、これを不揮発性メモリ７５１に格納する。なお、不揮発性メモリ７５１に格納するデータとしては駆動パルス幅を設定するためのデータではなく、駆動電圧を設定するためのデータであってもよい。
【００６１】
次に、試験回路７７０を用いた試験方法の手順について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６２】
まず、ステップＳ１０では、ヘッド試験電源７７１で生成されたヘッド駆動電圧ＶＨ２を電源ライン１０５、ＧＮＤライン１０６を介して記録ヘッド３のヒータボード７５２に印加する。
【００６３】
さらに、ステップＳ２０では、テストプリント信号発生回路７８３から記録ヘッド３の複数の記録素子を順次駆動するテスト信号１１２をヒータボード７５２のロジック部７５３に入力し、同時に駆動パルス生成回路７８２からある幅の駆動パルス１１１をヒータボード７５２のロジック部７５３に入力する。
【００６４】
ステップＳ３０では、記録ヘッド３がこれらの信号およびヘッド駆動電圧ＶＨ２を受け、記録ヘッド３の各記録素子が順次駆動され各記録素子のノズルからインクが吐出される。そして、ステップＳ４０では吐出されたインク吐出量を計測する。
【００６５】
ステップＳ５０ではその計測されるインク吐出量が規定量であるかどうかを調べる。ここで、その計測値が規定量でなければ、処理はステップＳ６０に進み、駆動パルス生成回路７８２から出力する駆動パルス幅を変化させ、その後、処理はステップＳ２０に戻る。このようにして、計測されるインク吐出量が規定量となるように調整する。これに対して、その計測値が規定量であれば、処理はステップＳ７０に進み、規定量のインクを吐出した駆動パルス幅を最適パルス幅と決定し、そのパルスを設定するためのデータ１１０を駆動パルス生成回路８２から出力する。
【００６６】
そして、ステップＳ８０では不揮発性メモリ７５１に駆動パルス生成回路８２から出力されたデータ１１０を格納する。
【００６７】
なお、不揮発性メモリ７５１に格納するデータが駆動電圧を設定するためのデータである場合は、駆動パルス生成回路７８２から出力する駆動パルス１１１は一定のパルス幅とし、ヘッド試験電源７７１で生成されたヘッド駆動電圧ＶＨ２を変化させ、計測されるインク吐出量が規定量となるように調整制御する。そして、その調整制御され決定された駆動電圧を設定するためのデータを不揮発性メモリ７５１に格納する。
【００６８】
このような製造時の試験によって、個々の記録ヘッドの吐出特性に応じて駆動エネルギーを最適化する駆動データが設定される。
【００６９】
以上説明したように、この実施形態に従う記録装置では、記録ヘッドの吐出特性に応じて駆動エネルギーを最適化する調整手段を行っているが、ここで、試験装置に使用されるヘッド試験電源７７１の出力電圧（ＶＨ２）と記録装置のヘッド駆動電源７２１の出力電圧（ＶＨ１）が一致もしくは、精度良くあっていることが必要となる。より詳しくは、ＶＨ１とＶＨ２との誤差の許容値分だけ、駆動エネルギーを過剰に印加するように設定している。ところが、この駆動エネルギーの過剰分は記録ヘッドの寿命に影響を与え、ＶＨ１とＶＨ２との誤差をいかに小さくするかが記録ヘッドの開発上、重要な課題である。
【００７０】
通常、この誤差許容値は±０．２Ｖ〜０．３Ｖ程度であり、例えば、駆動電圧（ＶＨ）をＶＨ＝２０Ｖとすると、１％〜１．５％の精度である。この精度を確保するために、従来では、図１０〜図１１に示すように、試験装置のヘッド試験電源７７１′及び記録装置のヘッド駆動電源７２１′は各々、高精度の調整を行っていた。図１０〜図１１は従来の記録ヘッドの構成、従来のキャリッジ基板の構成、及び従来の試験装置の構成を示すブロック図である。なお、図１０〜図１１に示す従来の構成で図３〜図４に示すこの実施形態の構成と同様の構成には同じ参照番号を付し、その説明は省略する。
【００７１】
この構成から明らかなように、従来の記録ヘッドにはその内部に基準電圧源を備えておらず、むしろ、基準電圧源７４１、７９１は記録装置のキャリッジ基板の内部、試験装置に備えられている。そして、駆動電圧の調整は可変抵抗７４０、７９０によって行なわれる。
【００７２】
上記誤差許容値はこの調整工程で実現可能な値であり、より小さくすることが望ましい。
【００７３】
これに対して、この実施形態は、試験装置のヘッド試験電源７７１及び記録装置のヘッド駆動電源７２１を上述のように規定された抵抗値に対して０．５％の精度を有する抵抗を使用することで、駆動エネルギーの誤差は１％以下に収めることにより、無調整でこの誤差の低減を実現することをその特徴としている。
【００７４】
以上実施形態を用いて説明した本発明の特徴をまとめると以下のようになる。
【００７５】
通常の半導体プロセスを使用した基準電圧（バンドギャップ電圧）は、±２％の精度を得るのが限度である。従って、基準電圧を使用した図３に示すようなチョッパー形のＤＣ／ＤＣコンバータ、或いはシリーズレギュレータを用いると、その出力電圧は、基準電圧のばらつきはそのままの割合で出力電圧のばらつきとなる。言い換えると、基準電圧が２％ばらつくと出力電圧も２％のばらつきとなる。
【００７６】
従って、出力電圧の精度に１．０〜１．５％が要求される従来の方法では、基準電圧源の選別や、可変抵抗を使用した調整手段（図１０〜図１１の７４０、７９０）が必須となり、記録ヘッドや記録装置のコストアップを引き起こすばかりか、ヘッド駆動電源を記録ヘッドの製造時に調整する工程が必要になる。
【００７７】
これに対して、本発明に従う以上説明した実施形態では、抵抗のばらつきに起因したばらつきだけであり、更には分圧比分だけ出力電圧の誤差が低減されるという効果がある。
【００７８】
また、抵抗素子は単価が非常に安く、０．５％程度の精度が求められる抵抗でも記録ヘッドや記録装置全体としては大きなコストアップとならないという利点がある。更に、出力電圧の相対精度が確保出来ればよいため、基準電圧そのものの絶対精度の要求は従来例より緩和しても良く、そうであれば、より安価な素子を用いることが可能になる。
【００７９】
なお以上説明した実施形態では、図３〜図４に示したように、基準電圧源７５６をヒータボード７５２の内部に設ける構成となっているが、基準電圧源の設置場所はヒータボード７５２の内部に限定するものではない。図６〜図７は記録ヘッドの別の構成を示す図であるが、図６に示すように記録ヘッド３内の不揮発性メモリ７５１に内蔵しても良いし、或いは、図７に示すようにヒータボード７５２、不揮発性メモリ７５１以外に別の半導体チップ７５７に設けても良い。
【００８０】
また以上説明した実施形態では、図３〜図４に示したように、基準電圧源を記録ヘッド内に設ける構成を例として説明したが、本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、図８〜図９に示すように、記録ヘッド内に基準電圧源のみならず、差動アンプや出力電圧（ＶＨ１、ＶＨ２）を分圧する抵抗を設ける構成を用いても良い。なお、このような構成でも、回路動作、駆動エネルギーを設定する手段は前述の実施形態１と同じであるので、その説明を省略する。
【００８１】
図８〜図９に示す構成にすると、試験装置７７０のヘッド駆動電源の出力電圧（ＶＨ２）と記録装置１のヘッド駆動電源の出力電圧（ＶＨ１）は全く誤差を無くすことができる。これにより、過剰な駆動エネルギーを大きく抑制でき、記録ヘッド寿命を延ばすために一層資することになる。
【００８２】
なお、図８〜図９において、７２７′と７２８′は抵抗７２７と７２８と同様な出力電圧を分圧するための抵抗、７５８は差動アンプ７７９と同様な差動アンプ、７５７は基準電圧源７５６と差動アンプ７５８とを実装する半導体チップである。
【００８３】
さらに以上説明してきた実施形態の構成は一例であり、本発明はこの構成に限定されるものではない、例えば、ヘッド駆動電源７２１は、キャリッジ基板７２０ではなく記録装置本体側のコントローラにあっても良い。また、ヘッド駆動電源７２１、ヘッド試験電源７７１は、チョッパ形ＤＣ／ＤＣコンバータではなくシリーズレギュレータでも良いし、或いは、昇圧形のＤＣ／ＤＣコンバータでも良いし、ＡＣ／ＤＣ電源でも良い。また、最適な駆動エネルギーの設定値を記録ヘッドに保存する手段は、不揮発性メモリだけではなく、バーコードや抵抗アレーであっても良く、設定値をトリミングする手段、静電容量の容量値をトリミングする手段でも良い。
【００８４】
またさらに以上説明した実施形態では、記録ヘッドにはヒータボードを１つ備えた構成としているが、本発明はこれによって限定されるものではなく、ヒータボードを複数備えても良い。この場合には、基準電圧源は記録ヘッドの中に１つだけ備えるか、或いは複数の基準電圧源の中から１つの基準電圧源のみを使用して、試験装置のヘッド試験電源の電圧設定と記録装置のヘッド駆動電圧の電圧設定を行ってもよいし、ヒータボードごとに別々の基準電圧源を使用して、試験装置のヘッド試験電源の電圧設定と記録装置のヘッド駆動電圧の電圧設定を行ってもよい。
【００８５】
ただし、カラー記録を行う記録ヘッドのようにヒータボードが同じ構造で、同一ロットから得られるヒータボードを用いる場合は、その組の中のどれか１つの基準電圧で駆動電源を生成し、同一の電圧を印加するようにしても良い。
【００８６】
以上の説明は、電気熱変換体を使用したサーマルインクジェット方式の記録装置について記載してきたが、パルス駆動するピエゾインクジェット方式の記録装置に対しても、同様に記録ヘッド駆動電圧回路および駆動パルス幅を調整する手段として本発明を適用できる。
【００８７】
さらに、以上の実施形態において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。
【００８８】
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を備え、前記熱エネルギーにより熱作用面に膜沸騰を生じさせてインクの吐出を行わせる。
【００８９】
この際、記録ヘッドに印加する駆動信号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。
【００９０】
また、以上の実施形態は記録ヘッドを走査して記録を行なうシリアルタイプの記録装置であったが、記録媒体の幅に対応した長さを有する記録ヘッドを用いたフルラインタイプの記録装置であっても良い。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。
【００９１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置のキャリッジ周辺部の構成の概要を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】記録ヘッドへの信号と電源の供給の回路の概要を示す図である。
【図４】記録ヘッド個々のインク吐出特性の違いを検出し最適な駆動パルス幅に調整する試験回路７７０の構成を示すブロック図である。
【図５】試験回路７７０を用いた試験方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】記録ヘッドの別の構成を示す図である。
【図７】図６に示す構成の記録ヘッドを試験する試験装置の構成を示す図である。
【図８】記録ヘッドのさらに別の構成を示す図である。
【図９】図８に構成の記録ヘッドを試験する試験装置の構成を示す図である。
【図１０】従来の記録装置の構成を示す図である。
【図１１】従来の記録ヘッド製造時のヘッドの吐出特性を最適化する駆動エネルギーを調整設定する試験装置および記録ヘッドの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１  記録装置
２  キャリッジ
３  記録ヘッド
１０１、１０２  電力供給線
１０３  信号線
１０４  読み出し信号線
１０５  電源ライン
１０６  ＧＮＤライン
１０７、１０８  基準電圧供給線
６００  コントローラ
７００  主電源装置
７２０  キャリッジ基板
７２１  記録ヘッド駆動用電源
７２２  スイッチ素子
７２４  ダイオード
７２５  コイル
７２６  コンデンサ
７２７、７２８、７３０、７３１  抵抗
７２９  差動アンプ
７５１  不揮発性メモリ
７５２  ヒータボード
７５３  ロジック回路
７５４  電気熱変換体（記録素子、或いはヒータ）
７５５  スイッチ素子
７５６  基準電圧源
７７０  試験回路
７７１  ヘッド試験電源
７７７、７７８、７８０、７８１  抵抗
７８１  試験用電源
７８２  駆動パルス生成回路
７８３  テストプリント信号発生回路
【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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