(57)【要約】【課題】高精度な記録素子基板の温度検出を可能とし、かつ記録素子基板の大型化を抑制できる記録素子基板を提供すること。【解決手段】記録素子基板に配列される発熱抵抗素子に沿ってセンサを配置するにあたり、ダイオードセンサを、吐出口からの液体の吐出動作において記録素子基板の温度変化の割合が大きい部分ほど高い密度で配置する。【選択図】図３
2016016633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数の吐出口と、
該吐出口に沿って設けられた複数の温度検出素子と、を備えた記録素子基板において、
前記温度検出素子は、前記吐出口からの液体の吐出動作において、前記記録素子基板の温度変化の割合が大きい部分ほど高い密度で配置されていることを特徴とする記録素子基板。
【請求項２】
前記吐出口は、列を成し、前記記録素子基板の一端部近傍から他端部近傍に亘って設けられており、
前記記録素子基板の中心部から端部に向かうほど、前記温度検出素子が高い密度で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の記録素子基板。
【請求項３】
前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギを発生し、前記吐出口に対応して設けられた発熱抵抗素子と、
液体を前記吐出口に供給する液体供給口と、を備え、
前記吐出口と前記発熱抵抗素子とは、前記液体供給口に沿って設けられ、
前記温度検出素子は、列を成して設けられ、
前記発熱抵抗素子は、前記温度検出素子の列と前記液体供給口との間に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の記録素子基板。
【請求項４】
前記温度検出素子は、前記液体供給口の周囲に沿って配置されており、前記吐出口の列に沿った前記液体供給口の中心線上に少なくとも１つ、該中心線と交差する２本の線上にそれぞれ１つ設けられていることを特徴とする請求項３に記載の記録素子基板。
【請求項５】
前記発熱抵抗素子を駆動するためのドライバ回路と、
該ドライバ回路への信号を制御するロジック回路と、を備え、
前記液体供給口の中心線上に設けられた前記温度検出素子は、前記液体供給口と、前記ドライバ回路との間に設けられ、
前記中心線と交差する２本の線上にそれぞれ設けられた前記温度検出素子は、前記吐出口と前記ロジック回路との間に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の記録素子基板。
【請求項６】
前記温度検出素子は、前記記録素子基板の温度上昇に伴い、定電流印加時に出力電圧が上昇あるいは降下する特性を利用し温度を検知することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の記録素子基板。
【請求項７】
前記温度検出素子は、ダイオードセンサを含むことを特徴とする請求項６に記載の記録素子基板。
【請求項８】
複数の前記液体供給口を備えていることを特徴とする請求項３ないし請求項７のいずれか１項に記載の記録素子基板。
【請求項９】
液体を吐出する複数の吐出口が配列される吐出口列と、
前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギを発生し前記吐出口に対応して設けられた複数の発熱抵抗素子が配列された発熱抵抗素子列と、
記録素子基板の熱を検出するための複数の温度検出素子が配列された温度検出素子列と、を備える記録素子基板であって、
前記温度検出素子列は、前記発熱抵抗素子列に沿って形成されており、
前記複数の吐出口が配列される方向に関して、前記記録素子基板の端部側に配される前記発熱抵抗素子の配列密度は、前記記録素子基板の中央部側に配される前記発熱抵抗素子の配列密度より大きいことを特徴とする記録素子基板。
【請求項１０】
前記発熱抵抗素子に液体を供給するための液体供給口と、を備え、
前記発熱抵抗素子列は、前記温度検出素子列と前記液体供給口との間に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の記録素子基板。
【請求項１１】
前記温度検出素子は前記液体供給口の周囲に沿って配置されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の記録素子基板。
【請求項１２】
前記温度検出素子は前記方向に関して、前記供給口の一端部側の延長線上と他端部側の延長線とに配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の記録素子基板。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の記録素子基板を備えていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１４】
請求項１３に記載の液体吐出ヘッドを搭載可能であることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１５】
前記記録素子基板は、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギを発生する発熱抵抗素子を備え、
前記温度検出素子同士の間を少なくとも１つ以上の領域に設定し、
前記温度検出素子が検出した温度に基づいて、
前記領域に対応した前記発熱抵抗素子ごとに制御を行うことを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出口より液体を吐出させて記録を行う液体吐出装置と、その液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドおよび記録素子基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置としては、例えば、発熱抵抗素子からの熱エネルギを利用して記録素子基板に備えられた吐出口から液体を吐出可能な液体吐出ヘッドを用いて、画像を記録する液体吐出装置がある。この種の液体吐出装置で良好な画像を得るために、記録される画像等における濃度変動や濃度むらの発生を極力抑える目的で、液体吐出ヘッドから吐出される吐出量を安定化する制御が種々行なわれている。液体の温度が高いと液体の粘度が低くなり、液体が吐出し易くなることで吐出量が多くなる。そこで液体吐出装置は、液体の温度を調整すること（以下、「温調」ともいう）によって、吐出量等に影響を及ぼす液体の粘性を制御する。また、このような液体吐出ヘッドでは、記録素子基板の温度が液体の温度に大きく影響する。複数の発熱抵抗素子を備えた記録素子基板が、熱伝導率の高い支持体に備えられている液体吐出ヘッドでは、記録素子基板の熱はその支持体に拡散する。
【０００３】
そのため、記録素子基板の端部と中央部とに温度センサを設けることで、記録素子基板全体の温度予測が可能となる。特許文献１には、液体吐出ヘッドの特に吐出口へと続く流路近傍の急峻な温度変化を正確に測定するために、吐出口へと続く流路の端部と中央部の複数個所に温度センサを配置する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６２５１０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２０３０１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、特許文献１の方法では記録素子の温度変化は分かるが、各吐出口毎の制御に反映することができない。そのため、温度検出は端部と中央部だけではなく、より詳細な温度検出が必要となる。そこで全吐出口近傍に温度センサを設けることでより詳細な温度検出が可能となり、吐出口近傍の温度に合わせてヒータの駆動制御を行うことによって記録品位を高精度化することができる。特許文献２には、吐出口のそれぞれの近傍の温度を個別に検出する独立した温度検出手段によって不吐検出を検出する方法が提案されている。
【０００６】
しかし、全吐出口近傍に温度センサを設けた場合、そのセンサ数だけ定電流を流し、電圧を出力するための配線が必要となり記録素子基板の大型化につながってしまう。さらに、個別に検出するための制御や、個別に検出された温度から記録制御にフィードバックするためにはデータ量が多く記録速度の低下につながる。
【０００７】
よって、本発明の目的は、上記課題を解決するものである。すなわち高精度な記録素子基板の温度検出を可能とし、かつ記録素子基板の大型化を抑制できる記録素子基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのため本発明の記録素子基板は、液体を吐出する複数の吐出口と、該吐出口に沿って設けられた複数の温度検出素子と、を備えた記録素子基板において、前記温度検出素子は、前記吐出口からの液体の吐出動作において、前記記録素子基板の温度変化の割合が大きい部分ほど高い密度で配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば記録素子基板は、高精度な記録素子基板の温度検出が可能であり、かつ記録素子基板の大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】液体吐出装置を示した概略図である。
【図２】記録素子基板とそれを支持するための支持体を示す斜視図である。
【図３】記録素子基板の平面図である。
【図４】４つのダイオードセンサを備える記録素子基板の温度センサ信号の外部出力回路及び信号選択手段を示す図である。
【図５】記録素子基板の温度を示すグラフである。
【図６】隣り合うダイオードセンサ同士の間を領域で分けた様子を示した図である。
【図７】第２の実施形態の記録素子基板を示した図である。
【図８】隣り合うダイオードセンサ同士の間を領域で分けた様子を示した図である。
【図９】第３の実施形態の記録素子基板を示した図である。
【図１０】第４の実施形態の記録素子基板を示した図である。
【図１１】インク供給口を３つ備えた記録素子基板の温度分布を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。  
図１は、本実施形態を適用可能な液体吐出装置を示した概略図である。キャリッジ１０は、ガイドシャフト１１によって主走査方向（矢印α方向）に沿って往復移動可能に支持されている。このキャリッジ１０は、キャリッジモータ１２を駆動して駆動ベルト１３を移動させることにより、ガイドシャフト１１に沿って往復移動する。また、キャリッジ１０には、液体吐出ヘッド１４が搭載可能であり、液体吐出ヘッド１４は、記録素子基板６を備えており、記録素子基板６は液体（以下、インクともいう）を吐出するための吐出口が主走査方向に沿って複数配列されている。この液体吐出ヘッド１４の吐出口と対向する位置には、インクを吐出させるための熱エネルギを発生する発熱抵抗素子（以下、ヒータともいう）が設けられている。また、このシリアル型液体吐出装置には、普通紙や高品位専用紙、ＯＨＰシート、光沢紙、光沢フィルム、ハガキ等の記録媒体Ｐを搬送する搬送機構が設けられている。この搬送機構は、搬送ローラ１５と、搬送ローラ１５を駆動する搬送モータ１６などを有し、記録媒体Ｐは、搬送モータ１６の駆動に伴い副走査方向（矢印β方向）に間欠的に搬送される。記録ヘッド１４と記録媒体Ｐとを相対的に動かす動作を繰り返すことにより、記録媒体Ｐ全体に画像が形成される。
【００１２】
以下、液体吐出ヘッド１４が備える記録素子基板６について説明する。  
図２は、記録素子基板６とそれを支持するための支持体９を示す斜視図である。この図に示される記録素子基板６は、シリコン半導体基板などに半導体装製造技術を用いて回路が形成されるものである。この記録素子基板６は略矩形状を有し、中央部に、長手方向に延びる略矩形の貫通孔であるインク供給口（液体供給口）５が形成されている。インク供給口５の両縁に沿って、複数のヒータ７が配列されるヒータ列（発熱抵抗素子列）が設けられている。ヒータ７は、記録素子基板６の一方の面（以下、表面という）に形成されており、記録素子基板６のもう一方の面（以下、裏面という）の側からインク供給口５を通って供給されてきた液体（インク）を加熱して発泡させる。これにより、ヒータ７に対面して設けられている吐出口８からインク液滴が吐出される。吐出口８は、図のように列を成しており、記録素子基板の一端部近傍から他端部近傍に亘って設けられている。また、記録素子基板６は、インク流路部を備えた支持体９上に設けられている。耐インク性に優れた接着剤等で記録素子基板６と支持体９とは固定されている。支持体９の材質としては、比較的に低コストで支持するためにプラスチックのような熱伝導率は０．５Ｗ／ｍＫ以下の樹脂材料等とする。
【００１３】
図３は、記録素子基板６の平面図である。ヒータ７を挟んでインク供給口５の反対側には、ドライバ部２が設けられている。ドライバ部（ドライバ回路）２は、それぞれのヒータ７を駆動するためのドライバなどを含んでいる。ドライバは、典型的にはヒータ７ごとに設けられ、スイッチ用のトランジスタなどからなっている。さらに、記録素子基板６には、ロジック回路部３と、装置本体部側から電源と信号とをこの記録素子基板６に供給するためのパッド部４とが設けられている。ロジック回路部３やパッド部４は、記録素子基板６の長手方向端部に形成されている。パッド部４は、複数のパッドを含んでおり、ワイヤーボンディングなど電気的接続手段を用いることにより記録素子基板６上の回路を液体吐出装置本体と電気的に接続させる。ロジック回路部３は、パッド部４のパッドを介して装置本体側から信号が与えられた際に、その信号に基づいて、ドライバ部２内の各トランジスタのオン／オフを制御するロジック回路を含んでいる。
【００１４】
そして記録素子基板６には、インク供給口５の周囲で、ドライバ部２とヒータ７との間、ロジック回路部３とインク供給口５との間に、温度検出素子としてダイオードセンサ１が設けられている。ダイオードセンサ１はヒータ７の列に沿って複数配置され列（温度検出素子列）を形成している。さらに、ダイオードセンサ１は、インク供給口５の一端部側の延長線上と他端部側の延長線上にも設けられている。ロジック回路部３とインク供給口５との間に設けられたダイオードセンサ１は、インク供給口５の中心線上に設けられている。ドライバ部２とヒータ７との間に設けられたダイオードセンサ１は、インク供給口５の中心線と交差する線上に設けられている。ダイオードセンサ１は、定電流印加時の温度上昇に伴い出力電圧が降下する特性をもっており、この特性を利用しインクを吐出する際の基板温度を装置本体側からモニタすることができる。ここではダイオードセンサ１を配置しているが、アルミニウム配線を蛇行形状に配置し抵抗値をあげたものを配置してもよい。この場合、定電流印加時の温度上昇に伴い出力電圧が上昇する特性をもっており、基板温度測定に利用可能である。センサ材料としては、アルミニウムに限らず、銅、銀、金、タンタル、チタン、ニッケル、ポリシリコンなどのいずれかを配線材として使用できる抵抗体や、ドーピングなどにより作製する拡散抵抗体などがセンサ材料として使用できる。つまり、定電流が印加されたときに、温度上昇に伴い出力電圧が上昇する特性を有する材料であるならばセンサ材料に用い得る。
【００１５】
次に複数の温度ダイオードセンサ１から温度を検知する手段について説明する。  
図４は、４つのダイオードセンサ１を備える記録素子基板６における、温度センサ信号の外部出力回路及び信号選択手段を示す図である。信号選択手段は、アナログスイッチＳＷ１と、アナログスイッチＳＷ２とによって構成されている。温度センサ４０〜４３は、抵抗体構成されている温度検出素子である。ここで、各温度センサ値を個別に測定する方法について説明する。温度センサ４０〜４３のいずれか１つの温度センサによって測定する場合、定電流源４４からの電流が、いずれかの温度センサに流れるように、アナログスイッチＳＷ１、ＳＷ２のそれぞれに、２ｂｉｔの選択信号ＳＳ１、２ｂｉｔの選択信号ＳＳ２を入力する。温度センサ４０が温度測定する場合、アナログスイッチＳＷ１の回路Ｓ１と、アナログスイッチＳＷ２の回路Ｗ１とを選択することによって、温度センサ４０に定電流を供給する。つまり、第１の選択信号ＳＳ１がアナログスイッチＳＷ１の回路Ｓ１を選択し、第２の選択信号ＳＳ２がアナログスイッチＳＷ２の回路Ｗ１を選択することによって、温度センサ４０に定電流を流す。温度センサ４０の両端電圧は、温度変化に比例した電圧値であるので、この温度センサ４０の両端電圧を、オペアンプ４５で増幅処理した後に、Ａ／Ｄ変換器４６がディジタルデータに変換し、図示しない制御回路へ入力し、温度データとして処理される。これと同様にして、温度センサ４１が温度測定する場合、第１の選択信号ＳＳ１がアナログスイッチＳＷ１の回路Ｓ２を選択し、第２の選択信号ＳＳ２がアナログスイッチＳＷ２の回路Ｗ２を選択することによって、温度センサ４１に定電流を流す。温度センサ４２が温度測定する場合、第１の選択信号ＳＳ１がアナログスイッチＳＷ１の回路Ｓ３を選択し、第２の選択信号ＳＳ２がアナログスイッチＳＷ２の回路Ｗ３を選択することによって、温度センサ４２に定電流を流す。温度センサ４３が温度測定する場合、第１の選択信号ＳＳ１がアナログスイッチＳＷ１の回路Ｓ４を選択し、第２の選択信号ＳＳ２がアナログスイッチＳＷ２の回路Ｗ４を選択することによって、温度センサ４３に定電流を流す。
【００１６】
図５は、記録素子基板の温度を示すグラフである。ここで、記録素子基板６における記録中の温度分布について説明する。ここでは吐出口全体を均一に使用し、かつ高吐出周波数で駆動するようなパターンを記録した例を示す。記録を行うにあたり記録素子基板６の中央部で発生した熱は、両端部側に拡散するが、端部側で発生した熱は基板中央側にのみ熱の拡散が発生する。もちろん支持体９の熱伝導率がアルミナセラミックのように高い場合は、支持体９側へも熱拡散が起きるが、本実施形態では支持体９の熱伝導率が低い系とし、記録素子基板内で発生した熱はほとんど放熱されない場合を考える。
【００１７】
熱伝導率の低い部材を支持体９に用いた場合の基板の温度分布は、曲線Ｂのように中央部の温度は端部よりも高く、端部側は温度変化が大きいことが分かる。ここで、ある一定の温度変化量でプロットすると曲線Ｂ上に示したプロットとなる。吐出口列方向におけるプロット間隔は、中央部に対し端部側の方が狭くなることが分かる。前述したように、記録画質向上のためインク温度ごとに個別の駆動制御をおこなう場合は、ある一定の温度領域ごとに行うことが望ましい。曲線Ｂのような温度分布の場合は、プロット位置を境界とし、それぞれの吐出口ごとに異なる発熱抵抗素子の駆動制御を行う。
【００１８】
以上のことから、温度検出として用いるダイオードセンサ１は、曲線Ｂのプロット位置に配置することが望ましい。また、液体吐出装置において最も高吐出周波数かつ全吐出口使用時の温度分布を考慮してダイオードセンサ１を配置しておけば、それ以上の温度変化が起きることはないため、使用上十分な温度検出が可能である。
【００１９】
一方で、ダイオードセンサ１が多ければより詳細な温度検出が可能となるが、図４で示したように、ダイオードセンサ１からの配線が多くなるため記録素子基板６の大型化につながり好ましくない。また、ダイオードセンサ１の数が多ければ、その分検出に要する時間が増えて、高画質を保ちながら高速記録制御を行う事は困難になる。よって、ダイオードセンサ１の数は必要最小限にとどめることが望ましい。
【００２０】
このように、記録素子基板において、記録時の温度変化の割合が大きな部分に、高い密度でダイオードセンサ１を配置する。本実施形態では、記録時において、記録素子基板の中央部に比べて端部における温度変化の割合が大きく、記録素子基板の中心部から端部に向かうほどダイオードセンサ１が高い密度で配置されているが、これに限定するものではない。つまり、装置の構成等によって記録時の温度変化の割合が大きな部分は変わり得るものである。それぞれの構成により、記録時の温度変化の割合が大きな部分に高い密度でダイオードセンサを配置すればよい。
【００２１】
以下に、本発明における具体的な実施形態について説明する。尚、以下の各実施形態において、用いる寸法や数値等は一例を示したものであり、これに限定されるものではない。本実施形態では、インク供給口５が１つである記録素子基板６における、２０個のダイオードセンサ１を使用した温度検出とその検出温度を用いた記録駆動制御方法の例を述べる。
【００２２】
図３の記録素子基板（以下、単に基板ともいう）６について詳細を説明する。基板６の長辺寸法は１．０７インチとし、インクを吐出する吐出口はインク供給口５両側のＣ側とＤ側にそれぞれ６４０吐出口、計１２８０吐出口配列している。また吐出口はインクジェット記録ヘッドの記録時の走査方向に対し、垂直方向Ｃ側とＤ側にそれぞれ６００ｄｐｉのピッチで配列している。Ｃ側とＤ側で１／２ピッチずつずれて配列しており、全体としては１２００ｄｐｉの吐出口解像度を有している。使用するインク粘度は３．０ｍＰａ・ｓ、表面張力は３７．０ｍＮ／ｍとする。記録素子基板６の支持体９の熱伝導率は、比較的伝導率の低い０．２９Ｗ／ｍＫとする。
【００２３】
温度検出のためのダイオードセンサ１は、図３のような配置となっており、全部で２０個基板上に配置している。最端部のダイオードセンサ１は、インク供給口５の中央を通るＣ・Ｄ境界線上に配置しかつ吐出口の近くになるよう配置する。また、Ｃ側とＤ側のダイオードセンサ１は、吐出口が１／２ピッチずれて配列しているのと同様、１／２ピッチずれて配置させている。また、中央側から端部側にかけてダイオードセンサ１の間隔は狭くなる（密度が高くなる）ように配置し、Ｃ側Ｄ側にそれぞれ９個配置している。よって、Ｃ側吐出口の温度分布は１１個を使用することで基板内の温度分布予測が可能となる。Ｄ側についても同様である。つまり、複数の吐出口８が配列される方向に関して、記録素子基板６の端部側に配される発熱抵抗素子７の配列密度は、記録素子基板６の中央部側に配される発熱抵抗素子７の配列密度より大きい。
【００２４】
各吐出口において吐出周波数を２４ｋＨｚで連続記録駆動した場合、駆動直後のＣ側１１個のダイオードセンサ１の検出温度は、図５の曲線Ｂのようになる。吐出口は等間隔であり各吐出口における発熱量は同じであり、図３のような記録素子基板の形状の場合、ダイオードセンサ１同士の間の温度分布は曲線Ｂのように曲線近似的に連続な温度分布をとると予測することができる。また、全部の吐出口ではなく、部分的に吐出した場合でも、曲線Ｐのような連続的な温度分布をとることが予測できる。これは、記録素子基板内の熱伝導は一様であるため、連続的な温度分布をとると考えられる。
【００２５】
次に１スキャン直後、曲線Ｂのような温度分布が検出された場合の次スキャンの記録制御について説明する。ここではＣ側のダイオードセンサ１と吐出口について述べ、Ｄ側も同様の温度分布であれば同様の制御でよいものとする。
【００２６】
図６は、隣り合うダイオードセンサ１同士（温度検出素子同士）の間を領域で分けた様子を示した図である。ダイオードセンサ１を端から図３のようにａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋとし、１スキャン後の検出温度を図６に示した温度とする（ここでは、基板端部のａから中央のｆまでを表記）。端部側になればなるほど検出温度が低いため、端部側の方のインクは粘度が高いことが予想される。つまり次のスキャンでは中央側よりも端側は吐出しづらく、相対的に吐出量が少なくなり、吐出口列方向の記録ムラにつながり端部側が薄い記録となる。従って記録制御（駆動制御）をインク温度差ΔＴが２℃毎で変える場合、各ダイオードセンサ１間をａ−１、ａ−２、ｂ−１、ｂ−２、・・・、ｅ−１、ｅ−２のように隣接するダイオードセンサ１の検出温度差４℃より、４℃／２℃＝２領域毎にヒータを制御する。この場合、例えば、領域ａ−１に設定する温度を３０℃とし、領域ａ−２に設定する温度を３２℃とし、領域ｂ−１に設定する温度を３４℃のように各領域に温度を設定する。また、インク温度差ΔＴが１℃ごとで変えたい場合は、４℃／１℃＝４領域ごとにヒータを制御すればよい。具体的な駆動制御としては、温度の低い領域における吐出口に対応するヒータ７は、より大きい熱量を与えられるようなパルス制御手法等が挙げられる。
【００２７】
２スキャン目以降で、隣接するダイオードセンサ１の検出温度に差がないような場合は、前述した記録駆動制御領域に分割する必要はなく、同一の駆動制御でよい。このように、スキャンごとの検出温度に合わせて駆動制御領域は変えてよいものとし、検出温度を記録画質の高精度化につなげることができる。
【００２８】
なお、記録素子基板上の温度分布が、曲線近似的に連続な温度分布をとると予測でき、温度分布の対称性を考慮すれば、記録素子基板６に配置するダイオードセンサ１は、少なくとも、図３のｋにおける１つ、ｉにおける１つ、ｆにおける１つがあればよい。少なくともこの３つのダイオードセンサ１があることで、記録素子基板６の温度分布を予測することができる。
【００２９】
このように、記録素子基板に配列される発熱抵抗素子に沿ってセンサを配置するにあたり、ダイオードセンサを、吐出口からの液体の吐出動作において記録素子基板の温度変化の割合が大きい部分ほど高い密度で配置する。そして、隣り合うセンサ同士の間を領域に分けて、その領域ごとにヒータの制御を行う。これによって、高精度な記録素子基板の温度検出を可能とし、かつ記録素子基板の大型化を抑制できる記録素子基板を実現することができた。
【００３０】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。
【００３１】
本実施形態では、インク供給口５を１つ備えた記録素子基板７６における、８個のダイオードセンサ数を使用した温度検出とその検出温度を用いた記録駆動制御方法の例を述べる。
【００３２】
図７は、本実施形態の記録素子基板を示した図であり、図８は、隣り合うダイオードセンサ１同士の間を領域で分けた様子を示した図である。記録素子基板７６の長辺寸法は１．０７インチとし、インクを吐出する吐出口は、インク供給口５両側のＥ側とＦ側にそれぞれ６４０個、計１２８０個配列している。また吐出口は液体吐出ヘッドの記録時の走査方向に対し、垂直方向にＥ側とＦ側にそれぞれ６００ｄｐｉのピッチで配列している。また、吐出口はＥ側とＦ側とで１／２ピッチずつずれて配列しており、全体としては１２００ｄｐｉの吐出口解像度を有している。使用するインク粘度は３．０ｍＰａ・ｓ、表面張力は３７．０ｍＮ／ｍとする。記録素子基板７６の支持体９の熱伝導率は第１の実施形態で用いたものよりも熱伝導率が高い０．５Ｗ／ｍＫとする。
【００３３】
温度検出のためのダイオードセンサ１は、図７に示したような配置となっており、全部で８個のダイオードセンサ１が、記録素子基板上に配置している。最端部のダイオードセンサ１は、インク供給口５の中央を通るＥ・Ｆ境界線上に配置しかつ吐出口の近くなるよう配置する。また、Ｅ側とＦ側のダイオードセンサ１は吐出口が１／２ピッチずれて配列しているのと同様、１／２ピッチずれて配置させている。また、中央部から端部にかけてダイオードセンサ１の間隔は狭くなるように配置し、Ｅ側Ｆ側にそれぞれ３個配置している。よって、Ｅ側吐出口の温度分布は端部のダイオードセンサ１を含め５個を使用することで基板内の温度分布予測が可能となる。Ｆ側についても同様である。各吐出口において吐出周波数を２４ｋＨｚで連続記録駆動した場合、駆動直後のＥ側の５個のダイオードセンサ１の検出温度は、図５の曲線Ａのようになる。吐出口は等間隔であり各吐出口における発熱量は同じであり、図３のような基板形状の場合、ダイオードセンサ１間の温度分布は曲線Ａのように曲線近似的に連続な温度分布をとると予測できる。
【００３４】
次に１スキャン直後、曲線Ａのような温度分布が検出された場合の次スキャンの記録制御について述べる。ここではＥ側のダイオードセンサ１と吐出口について述べ、Ｆ側も同様の温度分布であれば同様の制御でよいものとする。ダイオードセンサ１を端部から図７のようにｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏとし、１スキャン後の温度を図８のような温度とする（ここでは、中央部までを表記）。端部になればなるほど検出温度が低いため、端部の方のインクは粘度が高いことが予想される。つまり次のスキャンでは中央部よりも端部は吐出しづらく、相対的に吐出量が小さい記録となり、吐出口列方向の記録ムラにつながり端部が薄い記録となる。したがって、例えば記録駆動制御をインク温度差ΔＴが２℃ごとで変えたい場合は、各ダイオードセンサ１間を図８のｋ−１、ｋ−２、ｌ−１、ｌ−２のように、隣接するダイオードセンサ１の検出温度差４℃より、４℃／２℃＝２領域ごとに吐出口を制御すればよい。具体的な駆動制御としては、温度の低い吐出口のヒータ７はより大きい熱量を与えられるようなパルス制御手法等が挙げられる。
【００３５】
２スキャン目以降で、隣接するダイオードセンサ１の検出温度に差がないような場合では、前述した記録駆動制御領域に分割する必要はなく、同一駆動制御でよい。このように、スキャンごとの検出温度に合わせて駆動制御領域は変えてよいものとし、検出温度を記録画質の高精度化につなげることができる。
【００３６】
また本実施形態は、第１の実施形態よりもダイオードセンサ１が少ない場合を例とし、これは支持体９の熱伝導率が第１の実施形態よりも高い時である。これは前述したように熱伝導率の高い支持体９上にある基板は、発熱しても支持体９側へ放熱し、全体として温度分布は均一になりやすいため、より詳細な位置での温度検出は不要となるからである。
【００３７】
なお、記録素子基板上の温度分布が、曲線近似的に連続な温度分布をとると予測できる。これを考慮すると記録素子基板に配置するダイオードセンサ１は、少なくとも図７のｏにおける１つ（インク供給口５の中心線上のいずれか１つ）、ｎにおける１つ、ｍにおける１つ（インク供給口５の中心線と交差する２本の線上にそれぞれ１つ）があればよい。
【００３８】
このように、記録素子基板に配列される発熱抵抗素子に沿ってセンサを配置するにあたり、ダイオードセンサを、吐出口からの液体の吐出動作において記録素子基板の温度変化の割合が大きい部分ほど高い密度で配置する。そして、隣り合うセンサ同士の間を領域に分けて、その領域ごとにヒータの制御を行う。これによって、高精度な記録素子基板の温度検出を可能とし、かつ記録素子基板の大型化を抑制できる記録素子基板を実現することができた。
【００３９】
（第３の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。
【００４０】
本実施形態では、インク供給口５を３つ備えた記録素子基板９６における、吐出口配列方向に配置されたダイオードセンサの数が各列同一とした場合のセンサ配置及び温度検出とその検出温度を用いた記録駆動制御方法について述べる。
【００４１】
図９は、本実施形態の記録素子基板を示した図である。記録素子基板９６の長辺寸法は１．０７インチとし、第１から第３の３つのインク供給口５を備えている。第１インク供給口５に対応してインクを吐出する吐出口は、両側のＧ側とＨ側とにそれぞれ６４０吐出口、計１２８０吐出口配列している。また吐出口はインクジェット記録ヘッドの記録時の走査方向に対し、垂直方向Ｇ側とＨ側にそれぞれ６００ｄｐｉのピッチで配列している。Ｇ側とＨ側で１／２ピッチずつずれて配列しており、１つのインク供給口５に対し１２００ｄｐｉの吐出口解像度を有している。第２、第３インク供給口も同様である。３つのインク供給口５をもつため、最大で３つの異なるインクを使用することが可能である。ここではシアン、マゼンタ、イエローの３色をそれぞれのインク供給口５から供給し記録するものとする。
【００４２】
温度検出のためのダイオードセンサ１は、図９のような配置となっており、全部で３６個基板上に配置している。端部のダイオードセンサ１は、インク供給口５の長手方向で、中央を通るＧ・Ｈ境界線、Ｈ・Ｉ境界線及びＩ・Ｊ境界線上に配置しかつ吐出口の近くになるよう配置する。また、中央部から端部にかけてダイオードセンサ１の間隔は狭くなる（密度が高くなる）ように配置し、インク供給口５の両側にそれぞれ５個配置している。以上より、各インク供給口５と連通している吐出口はＧ、Ｈ、Ｉ、Ｊの４つの領域の温度分布を検出することができ、画質向上の記録制御が可能となる。
【００４３】
温度検出とその検出温度を用いた記録駆動制御方法は第１の実施形態と同様である。ただし、インクによって温度変化が与える画像への影響は異なる場合があるため、必ずしも３つのインクそれぞれを同一制御する必要はない。すなわち、インクによってあるタイミングで隣接するダイオードセンサ間の検出温度差が同じでも、その間の吐出口に関する制御領域数は使用するインクによって異なってもよい。
【００４４】
このように、記録素子基板に配列される発熱抵抗素子に沿ってセンサを配置するにあたり、ダイオードセンサを、吐出口からの液体の吐出動作において記録素子基板の温度変化の割合が大きい部分ほど高い密度で配置する。そして、隣り合うセンサ同士の間を領域に分けて、その領域ごとにヒータの制御を行う。これによって、高精度な記録素子基板の温度検出を可能とし、かつ記録素子基板の大型化を抑制できる記録素子基板を実現することができた。
【００４５】
（第４の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。
【００４６】
図１０は、本実施形態の記録素子基板を示した図である。本実施形態では、インク供給口５が３つである記録素子基板１０６における、吐出口配列方向に配置されたダイオードセンサ１の数が、隣り合うインク供給口５同士で異なる場合のセンサ配置及び温度検出とその検出温度を用いた記録駆動制御方法について述べる。
【００４７】
図１０の記録素子基板６について詳細を説明する。基板の長辺寸法は１．０７インチとし、第４から第６の３つのインク供給口５を備えている。第４インク供給口についてインクを吐出する吐出口は、両側のＫ側とＬ側にそれぞれ６４０吐出口、計１２８０吐出口配列している。また吐出口はインクジェット記録ヘッドの記録時の走査方向に対し、垂直方向Ｋ側とＬ側にそれぞれ６００ｄｐｉのピッチで配列している。Ｋ側とＬ側で１／２ピッチずつずれて配列しており、１つのインク供給口５に対し１２００ｄｐｉの吐出口解像度を有している。第５、第６インク供給口も同様である。３つのインク供給口５をもつため、最大で３つの異なるインクを使用することが可能である。ここではシアン、マゼンタ、イエローの３色をそれぞれのインク供給口５から供給し記録するものとする。
【００４８】
温度検出のためのダイオードセンサ１は、図１０のような配置となっており、全部で３２個基板上に配置している。端部はインク供給口５の中央を通るＫ・Ｌ境界線、Ｌ・Ｍ境界線及びＭ・Ｎ境界線上に配置し、かつ吐出口の近くになるよう配置する。さらに図１０のように、Ｋ側には３つ、Ｌ側には５つのダイオードセンサ１を配置した。これは、第４インク供給口の吐出口と第５インク供給口の吐出口が同時に吐出する場合は、Ｋ側よりも最大で２倍の熱量がＬ側で発生する。また、Ｋ側の温度差よりも大きな温度差がＬがわには生じる。よって、Ｋ側よりもＬ側は高温になり得るため、より詳細な温度検出を行うためにＫ側よりもＬ側のダイオードセンサ１を多く配置した。Ｍ側とＮ側も同様に、Ｍ側は５つ、Ｎ側には３つのダイオードセンサ１を配置している。
【００４９】
図１１は、インク供給口を３つ備えた記録素子基板１０６における、温度分布を示したグラフである。Ｌ、Ｍの側では、Ｋ，Ｎの側に比べて温度も高く、温度差も大きくなっていることが分かる。このグラフに基づいて、一定の温度変化の割合で横線を引くと、図のような点をプロットすることができる。このプロットの位置に基づいてダイオードセンサ１が配置されている。
【００５０】
Ｌ側では、第４インク供給口と連通している吐出口の近傍と、第５インク供給口と連通している吐出口の近傍と、にそれぞれダイオードセンサ１が配置され、それぞれの吐出口の温度検出を行う。このようなダイオードセンサ１の配置は、Ｍ側についても同様である。
【００５１】
以上より、各インク供給口５と連通している吐出口は、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎの４つの領域の温度分布を検出することで検出することができ、画質向上の記録制御が可能となる。
【００５２】
温度検出とその検出温度を用いた記録駆動制御方法は、第１の実施形態と同様である。ただし、インクによって温度変化が与える画像への影響は異なる場合があるため、必ずしも３つのインクそれぞれを同一制御する必要はない。すなわち、インクによって、隣接するダイオードセンサ１の間の距離とその検出温度差とが同じでも、その間の吐出口に関する制御領域数を異ならせてもよい。
【００５３】
このように、記録素子基板に配列される発熱抵抗素子に沿ってセンサを配置するにあたり、ダイオードセンサを、吐出口からの液体の吐出動作において記録素子基板の温度変化の割合が大きい部分ほど高い密度で配置する。そして、隣り合うセンサ同士の間を領域に分けて、その領域ごとにヒータの制御を行う。これによって、高精度な記録素子基板の温度検出を可能とし、かつ記録素子基板の大型化を抑制できる記録素子基板を実現することができた。
【符号の説明】
【００５４】
１  ダイオードセンサ
２  ドライバ部
３  ロジック回路部
４  パッド部
５  インク供給口
６  記録素子基板
７  ヒータ
８  吐出口
９  支持体
４０  温度センサ
４１  温度センサ
４２  温度センサ
４３  温度センサ
４５  オペアンプ
【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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