(57)【要約】【課題】  温度検知機能、印加パルス選択機能を備えたヒーターボードの提案。ノズル毎の温度情報に基づいて高精度な不吐検知と吐出量制御を可能にする記録ヘッドの提供。【解決手段】  電気熱変換素子の各々の直下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備え、各温度検知素子の温度情報を選択読み出しする温度検知手段と、複数ある印加パルスのうち一つの印加パルスを電気熱変換素子毎に選択設定する印加パルス選択手段を備えて電気熱変換素子を選択印加する電気熱変換素子駆動手段を備える。【選択図】  図１
2009101576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気熱変換素子の各々の直下または直上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備え、各温度検知素子の温度情報を選択読み出しする温度検知手段と、複数ある印加パルスのうち一つの印加パルスを電気熱変換素子毎に選択設定する印加パルス選択手段を備えて電気熱変換素子を選択印加する電気熱変換素子駆動手段とを備えることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
温度検知手段は、温度検知素子をON/OFFするスイッチと、温度検知素子の両端電圧を読み出しするスイッチと、読み出した電圧を差動増幅する差動増幅回路と、任意の温度検知素子を選択する手段とから構成することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
電気熱変換素子駆動手段は時分割駆動するものであって、これに同期して動作する印加パルス選択手段は、印加パルス選択データを取り込み保持する手段と、複数の印加パルスから一つを選択するセレクタ回路とから構成することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気電気熱変換素子の熱エネルギーを記録用インクに作用させて吐出させるタイプの記録ヘッドにより記録を行う液体噴射装置に関するもので、温度検知情報による吐出不良を検出して画像の補正や回復作業に反映させるとともに、吐出量制御して安定画像を得る記録ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は、記録ヘッドに設けた吐出口からインク（記録用インク液滴）を吐出させて紙等の被記録材に付着させることにより各種情報の記録を行うものであるので、騒音の発生が少なく、かつ高速記録が可能であり、しかも被記録材の選択範囲が広いなどの多くの利点を有しており、種々のタイプの記録ヘッドおよび液体噴射装置が提案されている。多くの方式の中でも、熱エネルギーをインクに作用させて上記の吐出口から吐出させるタイプの記録ヘッドは、記録信号に対する応答性が良い、吐出口の高密度マルチ化が容易である等の利点を有する（米国特許4,723,129号明細書、米国特許4,740,796号明細書を参照）。一方、このような記録ヘッドを用いた液体噴射装置においては、異物による吐出口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により記録ヘッドの全体又は吐出ノズルの一部で吐出不良が発生することがある。特に記録材の全幅に対応する数だけライン状に配してなるフルライン型記録装置では、高速で印字することが可能であるが、反面ではこのような吐出不良の発生した吐出ノズルを高速で特定して画像の補完や記録ヘッドの回復作業に反映させることは極めて重要な課題となっている。更に、このような記録ヘッドを用いた液体噴射装置においては、前記記録ヘッドの温度変化に伴ってインク吐出量が変化し画像の安定性を損ねてしまうことがある。特に記録材の全幅に対応する数だけライン状に配してなるフルライン型記録装置では、高速で印字することが可能であるが、反面ではこのようなインク吐出量の変化による画像劣化を抑制して高画質画像を得ることは極めて重要な課題となっている。
【０００３】
かかる重要性に鑑み従来から、種々の不吐出検知方法、不吐出補完方法、制御方法と装置および種々の吐出量制御方法、装置が提案されており、以下具体的に紹介する。
【０００４】
プリント物を検出する方法でページワイド幅のヘッドに適用したものとしては、インクジェット記録ヘッドの吐出状態を同じにする為に、複数の吐出口と複数の吐出エネルギー発生手段とを有するインクジェット記録ヘッドと、インクが吐出されたか否かを検出する水素化アモルファスシリコンやＣＣＤ等の光センサーである検出手段（読取りヘッド）と、前記検出手段により検出したときの駆動条件に基づいて設定する設定手段とを備えた特許2731012号公報の記録装置が提案されている。
【０００５】
インク滴の飛翔を検出する方法としては、記録液を検知する手段として記録ヘッドの吐出口列の両端近傍に配置された発光素子（レーザダイオード）と受光素子（フォトダイオード）の組みを有し、記録液を検知する手段により検知された各吐出口の記録液吐出情報に基づき、記録液回復動作を各吐出口に対して選択的に行う為の制御手段とを有する特開平2-194967号公報の液体噴射吐出装置が提案されている。
【０００６】
吐出源で検出する方法としては、電気熱変換素子から発生される熱により抵抗値が変化する位置に導体部が配列され、導体部の温度に関係して変化する抵抗値の変化量を検知する検出回路を有し、さらに前記温度変化に応じて、電気熱変換素子への吐出信号の印加を中止する特公平4-6549号公報の液体吐出装置が提案されている。
【０００７】
吐出源で検出する別の方法としては、電気熱変換素子と温度検出素子をシリコン基板等の同一の支持体上に設けるとともに膜状に構成される温度検出素子が前記電気熱変換素子の配列領域と重なって設けられている特許2831778号公報の液体噴射記録ヘッドが提案されている。吐出ヒータを形成するための発熱抵抗層と、吐出ヒータの上層部として配置され吐出ヒータの部分以外では配線の下層として設けられている温度センサをなす層、発熱抵抗層と温度センサ−をなす層とを絶縁する絶縁層で構成される。
【０００８】
インクの吐出安定性と吐出量を一定に保つ為の手段として、記録ヘッドユニットを構成するヒーターボードに内蔵した温度センサの情報に基づいてパルス幅変調する方法が一般に知られている。また、複数の電気熱変換素子の左右に温度センサが配置され、ヒータボードの左右端にはサブヒータが配設された特許03110538号公報のインクジェット記録装置が提案されている。サブヒータ温調と前記電気熱変換素子により非吐出時に発泡しない程度のパルス幅（短パルス）で駆動することで行う短パルス温調を併用して行うことにより、速やかな温度上昇と良好な温度制御を可能として濃度ムラのない高品位の記録を可能とする。
【特許文献１】米国特許4,723,129号明細書
【特許文献２】米国特許4,740,796号明細書
【特許文献３】特許2731012号公報
【特許文献４】特開平2-194967号公報
【特許文献５】特公平4-6549号公報
【特許文献６】特許2831778号公報
【特許文献７】特許03110538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、特許2731012号公報の記録装置では、インクが吐出されたか否かを検出する水素化アモルファスシリコンやＣＣＤ等の光センサーである検出手段を記録ヘッドの外部に設けることが必要である。
【００１０】
更に特開平2-194967号公報の液体噴射吐出装置では、記録ヘッドの吐出口列の両端近傍に配置された発光素子と記録素子の組みが必要であり、両方の公知例ともに装置の小型化、低コスト化が難しい。
【００１１】
更に特公平4-6549号公報の液体吐出装置では、電気熱変換素子から発生される熱により抵抗値が変化する位置に導体部が配列され、導体部の温度に関係して変化する抵抗値の変化量を検知する検出回路を有し、さらに前記温度変化に応じて、エネルギー変換体への吐出信号の印加を中止する事が開示されている。しかしながら電気熱変換素子から発生される熱により抵抗値が変化する最適な位置および各導体部の温度に関係して変化する抵抗値の変化量を検知する各検知回路が明示されておらず、吐出不良の発生した吐出ノズルを高速で特定する構造と方法が開示されていない。
【００１２】
更に特許2831778号公報の液体噴射記録ヘッドでは、電気熱変換素子と温度検出素子をシリコン基板等の同一の支持体上に設けるとともに膜状に構成される温度検出素子が前記電気熱変換素子の配列領域と重なって設けられているために、吐出不良を高速で検出することは可能であるが吐出不良の各ノズルの位置を特定することが開示されていない。
【００１３】
更に特許03110538号公報のインクジェット記録装置では、検知素子としてシリコン基板内に形成され、電気熱変換素子の左右に配置されたダイオードの半導体検知素子を用いている。ダイオードは温度と温度変化量を対数圧縮して電圧と電圧変化量に変換するために小型で高精度の温度検出素子として大変有効である。ところが電気熱変換素子の熱エネルギーをインクに作用させて吐出口から吐出させるタイプの記録ヘッドでは、熱エネルギーの損失を防ぐために電気熱変換素子とシリコン基板との断熱を目的として蓄熱層を形成する事が必要であり、シリコン基板内に形成されたダイオードの半導体検知素子は電気熱変換素子の温度変化を高速で、高精度で検出することが難しいために長時間の印加パルスによる低速での温度変化を検出するために使用しているのが現状であり、吐出不良（不吐出）や吐出量変化をノズル毎、チップ毎に高速で、高精度に検知する事は困難である。また、電気熱変換素子の左右にしか配置できない為に各電気熱変換素子の個別の温度情報を得ることは困難である。
【００１４】
本発明は上記問題点を解決して、高精度な不吐検知と吐出量制御を可能にする記録ヘッドの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明は、
電気熱変換素子の各々の直下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備え、各温度検知素子の温度情報を選択読み出しする温度検知手段と、複数ある印加パルスのうち一つの印加パルスを電気熱変換素子毎に選択設定する印加パルス選択手段を備えて電気熱変換素子を選択印加する電気熱変換素子駆動手段とを備える。
【００１６】
前記温度検知手段は、温度検知素子をON/OFFするスイッチと、温度検知素子の両端電圧を読み出しするスイッチと、読み出した電圧を差動増幅する差動増幅回路と、任意の温度検知素子を選択する手段とから構成する。
【００１７】
前記電気熱変換素子駆動手段は、時分割駆動するものであって、これに同期して動作する印加パルス選択手段は、選択データを取り込み保持する手段と、複数の印加パルスから一つを選択するセレクタ回路とから構成する。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明により、温度に応じて変化する温度検知電圧を選択的に読み出し、任意のヒーターの温度状態を精度よくモニターすることができるようになることで、偶発的に発生する異常吐出を温度変化で捉えることが可能になる。しかも印字中に捉えることができる。また、温度変化具合により、異常吐出の種類も判断できる情報を提供できる。こうした温度情報を提供することで適切な回復処理や画像処理を行なえるようになり、より信頼性の高い画像の提供が可能となる。さらには、電気熱変換素子毎の温度情報を利用し、印加パルス選択回路を備えて吐出量制御することで、吐出量を電気熱変換素子毎に制御できるようにもなり、安定した画像の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００２０】
図1は記録ヘッドを構成するヒーターボード101の機能を示すブロック図である。ヒーターボード101は、ノズル毎に温度検知素子を備えて、選択アドレスデータに基づき温度検知素子を任意に選択する選択回路103を備えて、温度情報を読み出す温度検知回路102と、複数の印加パルスを入力し、印加パルスの選択データに基づきノズル毎に選択設定する印加パルス選択回路105を備えて電気熱変換素子を時分割駆動で駆動する電気熱変換素子駆動回路104と、ヒーターボード101を加熱する発熱体106と、ヒーターボード101の部分的な温度を検知する温度検知素子107とから構成している。制御装置108は、温度検知回路102から得られた温度情報に基づき、各ノズルの吐出状態を判断すると共に最適な駆動条件となる印加パルスの選択データを電気熱変換素子駆動回路104に与える。合わせて温度検知素子107の温度情報も得ながら、発熱体106による加熱温調も連動させて安定吐出するように制御する。
【００２１】
以下、ヒーターボード101に内蔵した機能を詳細に説明する。
【００２２】
温度検知回路
図2（ａ）と図2（ｂ）は、本発明に関わる記録ヘッドの吐出ノズルを省略した記録ヘッドの断面図と平面図である。シリコン基板201には、熱酸化膜SiO2等からなるフィールド酸化膜202を介してAl、Pt、Ti、TiN、TiSi、Ta、TaN、TaSiN、TaCr、Cr、CrSiN、W等の薄膜抵抗体で形成される温度検知素子203と接続配線のためのAL1の個別配線211、共通配線210および後述するヒータとシリコン基板に形成された駆動回路を接続するAL1、AL2配線が形成され、更に層間絶縁膜205を介してTaSiN等の電気熱変換素子206、SiO2等のパシベーション膜208、電気熱変換素子上の耐キャビテーション性を高めるTa等の耐キャビテーション膜209が半導体プロセスで高密度に積層されて形成される。薄膜抵抗体で形成される温度検知素子203は電気熱変換素子206の各々の直下に分離独立して配置される。各温度検知素子に接続される温度検知素子の個別配線211、共通配線210は温度検知素子の情報を検出する検出回路の一部として構成される。
【００２３】
本発明の実施例によれば、シリコン基板201には、熱酸化膜SiO2等からなるフィールド酸化膜802を介して電気熱変換素子とシリコン基板に形成された制御回路を接続するAL1配線が形成され、更に層間絶縁膜205を介してTaSiN等の電気熱変換素子206 、SiO2等のパシベーション膜208、Ta等の耐キャビテーション膜209が形成されたフィールド酸化膜202の上に薄膜抵抗体で形成される温度検知素子203と接続配線のためのAL1の個別配線211、共通配線210を成膜、パターンニングする事で従来の記録ヘッド構造を変えることなく作製することができる。
【００２４】
図17は、本発明の別の実施例に関わる温度検知素子の形状を示す平面図である。図2の実施例では正方形の温度検知素子であったが、図17の実施例ではスネーク形の温度検知素子をヒータ直下に配置して構成される。図2の正方形では層間絶縁膜を介したヒータの平面形状を平坦に形成でき吐出の安定性がより容易に確保できる利点が有り、図17のスネーク形では温度検知素子の抵抗値を大きく設定することが容易になるためにより微小の温度変化を精度良く検出できる利点がそれぞれある。
【００２５】
次に本発明にかかわる温度プロファイルについて説明する。図3は抵抗値360Ωのヒーターに20V、0.8usのパルスを印加したときの正常吐出時と様々な吐出異常時の温度検知素子の温度プロファイルを示している。なお、これは吐出動作一回の時の温度プロファイルである。（ａ）は正常吐出時、（ｂ）はノズル内に気泡が残留したことにより引き起こされた吐出異常時、（ｃ）は流路に不純物が堆積しインク再充填が正常に行われなかったために起こった吐出異常時、（ｄ）はノズル表面に付着したインクによって起こった吐出異常時、（e）は吐出口に異物が詰まったことによる吐出異常時で、相対的にこのような温度プロファイルになることがこれまでにわかっている。
【００２６】
例えば正常吐出では、時刻t1で初期温度T1=25℃、時刻t2=0としてヒーターに印加スタートして0.8us印加、時刻t3=約2usで最高温度T3=170℃、時刻t4=約5usで変曲点前温度T4=約80℃、時刻t5=9usで変曲点後温度T5=45℃である。そこで、前述したように（b）から（e）の吐出異常時は正常吐出に対して相対的に温度波形が特徴的に異なるので、すなわち温度検知波形が異なるので、適切なタイミングで検知することにより吐出異常を検知することが可能になる。例えば図3の温度プロファイルでは、時刻t1、t3、t4、t5のタイミングが適当である。
【００２７】
温度検知素子の他の構成例
温度検知素子は電気熱変換素子の直上に配置することも可能である。図18（ｂ）は、図18（ａ）における温度検知素子1802を含む部分ａ−ａ'の部分断面図である。シリコン基板1809には、熱酸化膜ＳｉＯ２等からなる層間絶縁膜1808を介して電気熱変換素子1803とシリコン基板1809に形成された制御回路を接続するＡｌ配線が形成され、更に層間絶縁膜を介して電気熱変換素子1803、ＳｉＮ等のパシベーション膜が成膜され、その上にＡｌ、Ｐｔ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＳｉ、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＳｉＮ、ＴａＣｒ、Ｃｒ、ＣｒＳｉ、ＣｒＳｉＮ、Ｗ、ＷＳｉ２、ＷＮ、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ，α−Ｓｉ、Ｍｏ、ＭｏＳｉ，Ｎｂ、Ｒｕ等の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温度検知素子1802と接続配線のためのＡｌ等の個別配線1804が形成され、その上にまた絶縁するためにＳｉＮ等のパシベーション膜1807が成膜された上に耐キャビテーション性を高める為にＴａ等の耐キャビテーション膜1806が半導体プロセスで高密度に積層されて形成される。薄膜抵抗体として形成される温度検知素子1802は電気熱変換素子1803の各々の直上に分離独立して配置される。各温度検知素子に接続される個別配線1804は温度検知素子の情報を検出する検出回路の一部として構成される。本発明の実施例でも、従来の記録ヘッド構造を変えることなく作製することができるので工業生産上も大きな利点を有する。
【００２８】
このような温度プロファイルの温度情報を検知するための温度検知回路102について説明する。
【００２９】
構成。図4は温度検知素子を選択読み出して温度情報となる検知電圧を発生する原理図である。温度検知素子401にバイアス電流を供給する定電流源403と、温度検知素子401をON/OFFするMOSトランジスタM1と、温度検知素子401の端子電圧を読み出すアナログスイッチのMOSトランジスタM2、M3と、読み出した端子間電圧を増幅する差動増幅器404とから構成する。
【００３０】
動作。信号SでM1をオンさせて温度に応じて抵抗値が変化する温度検知素子401に定電流バイアスして電圧を発生させ、同時にM2、M3がオンして端子間電圧を読み出す。M2側の電圧をV1、M3側の電圧をV2とする時、基準電圧Vrefと利得Aを与えて、差動増幅器404は、
検知電圧SEN=A(V1-V2)-Vref
を発生する。
【００３１】
このような温度検知回路をノズル数に合わせて配列して選択読み出しする構成例を説明する。図4で示した1bit検知回路402を複数並べた構成を図5に示す。ここでは8回路（セグメント）での例である。1bit検知回路501が8回路と、選択信号Sを発生するAND502の8回路とで構成するブロック503。各1bit検知回路501には、定電流源であるIS、VSSを接続し、端子電圧のV1、V2を共通接続。デコード信号S0〜S7と、ブロック選択信号Bと、オン/オフ信号PTENをAND502で論理積をとって、選択信号Sを発生する。
【００３２】
このブロック503を基本単位にしてノズル数分並べた構成例を図6に示す。ここでは、インク供給口をはさんでODD列ノズル数384、EVEN列ノズル数384が並ぶノズル列に対して、1bitランダム選択読み出しする温度検知回路の構成例である。
【００３３】
構成。8セグメントから成るブロック605が96ブロックと、各ブロックに対応するように７ビットアドレス信号でデコード論理を組んだデコーダ604と、各ブロック内8セグメントのうち一つを選択するデコード信号を発生するデコーダ602と、選択アドレスデータ10ビットを取り込み保持するシフトレジスタ/ラッチ601と、温度検知素子の端子間電圧V1とV2を受けて差動増幅するアンプ603とから構成する。
【００３４】
動作。図7は電気熱変換素子の駆動に同期させた温度検知動作のタイミング図である。LTは選択アドレスデータを取り込み保持する時のラッチ信号で、電気熱変換駆動回路103の時分割駆動に同期した信号である。DEC出力はラッチした選択アドレスデータに基づき発生したデコード信号で、デコーダ602、604の出力にあたる。HEは電気熱変換素子への印加パルスである。PTENは図5で前述した温度検知素子のオン/オフ信号である。“V1-V2”は選択した温度検知素子の端子間電圧である。SENは基準電圧Vrefを基準に温度検知素子の端子間電圧を反転して差動増幅した検知電圧である。
【００３５】
期間（１）で、電気熱変換素子Mが選択されてHEのタイミングで印加される。この電気熱変換素子Mに対応する温度検知素子mを選択状態にして、HEパルスの直前のタイミングでPTENパルスを印加、選択読み出して検知電圧を出力する。ここでの検知電圧は図3で説明した時刻t1にあたる温度情報である。続いて期間（２）では、引き続き温度検知素子mを選択状態にしてPTENパルスを印加、選択読み出して検知電圧を出力する。ここでの検知電圧は図3で説明した時刻t3にあたる温度情報である。同様に、期間（３）と期間（４）でも温度検知素子mを選択状態にしてPTENパルスを印加、図3の時刻4と時刻5にあたる温度情報を出力する。なお、図中、“V1-V2”での点線は温度検知素子mが連続印加されたときを想定した波形を示している。図7では温度検知素子mを期間（１）から期間（４）まで連続選択した例であるが、一時分割毎に異なる温度検知素子を選択して温度情報を読み出すこともできる。例えば、期間（１）で温度検知素子m、期間（２）では温度検知素子n、期間（３）では温度検知素子o、期間（４）では温度検知素子p、・・・と選択読み出しできる。
【００３６】
このように、温度検知素子に定電流バイアスをかけ、温度に応じて変化する温度検知電圧を選択的に読み出し、さらに微弱な温度検知電圧を差動増幅することにより、任意の電気熱変換素子の温度状態を精度よくモニターすることができるようになる。
【００３７】
電気熱変換素子駆動回路
図8は時分割駆動における1コモンの構成を示す。ここでは２4セグメントとしている。電源VHに共通接続された電気熱変換素子801と、MOSトランジスタである駆動スイッチ802と、セグメント選択信号のBLEと印字データと印加パルスに基づいた信号ENの論理積をとるAND803とで構成し、BLE信号とEN信号で時分割駆動する。
【００３８】
このコモン804を基本単位にしてノズル数分並べた構成例を図9に示す。ここでは、インク供給口907をはさんでODD列ノズル数384、EVEN列ノズル数384が並ぶノズル列に対して、それぞれ24時分割×16コモンで駆動する電気熱変換素子駆動回路の構成例である。
【００３９】
構成。インク供給口907をはさんでODD列とEVEN列の回路は同一構成なのでここではODD列回路について説明していく。24セグメントから成るコモン901が16グループと、24セグメントのデコード信号を発生するデコーダ904と、印加パルス選択データと、BLEを選択するBLE選択データとを取り込み保持するシフトレジスタ/ラッチ903と、印加パルス選択データに基づき5種類の印加パルス信号のうち一つを選択するセレクタ902と、インク供給口両端に配置した加熱素子905と、インク供給口両端に配置した温度検知ダイオード906とから構成する。
【００４０】
動作。図10は、印加パルスを選択しながら電気熱変換素子群を時分割駆動するタイミング図である。LTは、印字パルス選択データ/BLE選択データを取り込み保持するラッチ信号で、温度検知回路で説明したLT信号と同じものである。BLEは、セグメント選択データに基づき発生したデコーダ904の出力である。HDは、シフトレジスタ/ラッチ903で取り込み保持した各コモンの印加パルス選択データS0〜S2である。HE0〜SHPEは、5種類の印加パルスである。ここではHE0〜HE4は印字パルスで、SHPEは温調の短パルスを表している。ENは図8で説明した印加パルス選択データに基づきセレクタ902で選択した印加パルス信号である。EN信号を発生するセレクタ902は表1の真理値表のように動作する。非印字の時は0を、印字の時はHE0〜HE3のいずれかを、短パルスの時はSHPEがそれぞれ選択される。
【００４１】
【表１】
2009101576.tif 000003
図10の期間（１）において、LT信号のタイミングで、BLE選択とコモンCOM1〜COM31に対応する印加パルス選択データが設定され、16個の電気熱変換素子はそれぞれ、非印加を含め選択された印加パルスで同時駆動される。ここではBLE0としている。次の期間（２）ではBLE2を同様な動作で時分割駆動する。
【００４２】
このように、電気熱変換素子毎に印加パルスを選択設定しながら時分割駆動することにより、ノズル毎の駆動条件を選択できるようになる。
【００４３】
吐出量制御
温度に応じて吐出量が変化する現象がある一方、印加パルス幅で吐出量が変化することが知られており、温度に応じてパルス幅変調して吐出量の安定化がこれまでに行われてきている。本発明の温度検知回路と電気熱変換駆動回路による応用例としてリアルタイムにノズル毎の吐出量制御がある。図11に吐出量制御の一例を示す。まずステップ111で所望のノズルの温度を測定する。図3の初期温度T1にあたる。ステップ112で予め求めておいた温度に応じた印加パルス幅テーブルを参照して印加パルスを選択、ステップ113で対応する印加パルス選択データを設定する。ここでは印字するノズルに対する単純な工程を示したが、印字期間中、同時に非印字ノズルに短パルスも交えて温度分布を低減する温調工程も可能である。
【００４４】
印字状況に応じて刻々と変化する各ノズルの温度状況に対し、このようなパルス幅変調と温調する工程をリアルタイムに施すことにより、印字動作を止めることなく安定した吐出量とすることができる。
【００４５】
データ転送
図12は印字パルス選択データと、BLE選択データと、温度検知素子の選択アドレスデータのデータ転送タイミングを示す。ここではODD列でのデータ番号の並びの例である。CLKは転送クロックである。LTはラッチ回路で取り込み保持させるラッチ信号である。D0〜D3は印字パルス選択データ、BLE選択データ、温度検知素子の選択アドレスデータのシリアルデータ信号である。
【００４６】
表2にデータ番号の対応を示す。データ番号0、1、2がCOM1に対応、3、4、5がCOM3に対応、・・・45、46、47がCOM31に対応する印字パルス選択データ群である。データ番号48〜52は時分割駆動のBLE選択データ群である。データ番号53〜62は温度検知素子を選択する選択アドレスデータ列である。このようなデータフォーマットで1時分割駆動毎にデータ転送する。
【００４７】
【表２】
2009101576.tif 000004
記録ヘッド。図13に本発明のヒーターボードを複数並べた構成での記録ヘッドの一例を示す。記録ヘッドH1000は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギーを発生する電気熱変換素子を用いて記録を行うバブルジェット（登録商標）方式のサイドシュータ型とされる記録ヘッドである。
【実施例２】
【００４８】
電気熱変換素子駆動回路の別な構成例を図14に示す。これは印字データとHE信号の選択データと短パルスデータとを別々に受けて印加パルスを選択設定する方法である。
【００４９】
構成。インク供給口1409をはさんでODD列とEVEN列の回路は同一構成なのでここではODD列回路について説明していく。24セグメントから成るコモン1401が16コモンと、24セグメントのデコード信号を発生するデコーダ1402と、印字データとBLE選択データとを取り込み保持するシフトレジスタ/ラッチ1403と、印字データと短パルスデータに応じて印加パルス信号を選択するセレクタ1404と、短パルスデータを取り込み保持するシフトレジスタ/ラッチ1405と、4種類の印加パルス信号のうち一つを選択するセレクタ1406と、4つのHE信号のうち一つを選択するHE選択データを取り込み保持するシフトレジスタ/ラッチ1407と、加熱素子1408とから構成する。
【００５０】
動作。図15は、印加パルスを選択設定しながら電気熱変換素子群を時分割駆動するタイミング図である。LTは、印字データ/BLE選択データと印加パルス選択データを取り込み保持するラッチ信号である。BLEは、セグメント選択データに基づき発生したデコーダ1402の出力である。IDは、シフトレジスタ/ラッチ1403で取り込み保持された印字データである。HE0〜HE3は、印字する時の4種類の印加パルスである。SHPEは温調の短パルスを表している。HDは、シフトレジスタ/ラッチ1407で取り込み保持したHE選択データである。SDはシフトレジスタ/ラッチ1405で取り込み保持した短パルスデータである。ENは印字データ、短パルスデータの組み合わせ条件に基づきセレクタ1404で選択した印加パルス信号である。表3にセレクタ1404の真理値表を示す。（×は0/1どちらでもよい）
【００５１】
【表３】
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データ転送。図16は印字データ/ BLE選択データと、短パルスデータと、印加パルス選択データと、温度検知素子の選択アドレスデータのデータ転送タイミングを示す。ここではODD列でのデータ番号の並びの例である。CLKは転送クロックである。LTはラッチ回路で取り込み保持させるラッチ信号である。D0は印字データ/ BLE選択データ列、D1は短パルスデータ列、D2は印加パルス選択データ列、D3は温度検知素子の選択アドレスデータ列の信号である。
【００５２】
データ番号0〜15がCOM1〜COM31に対応する印字データ、データ番号16〜21がBLE選択データ、データ番号21〜37がCOM1〜COM31に対応する短パルスデータ、データ番号38〜70がCOM1〜COM31に対応する印加パルス選択データ、データ番号71〜80は温度検知素子を選択する選択アドレスデータ列である。このようなデータフォーマットで1時分割駆動毎にデータ転送する。
【００５３】
このように、電気熱変換素子毎に印字データと印加パルス選択データと短パルスデータを与えて印加パルスを選択設定しながら時分割駆動することにより、ノズル毎の駆動条件を選択できるようになる。
【００５４】
本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記録を行うインクジェット方式の記録ヘッドを用いた記録装置において優れた効果をもたらすものである。
【００５５】
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。この方式は所謂オンデマンド型、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素子に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換素子に熱エネルギを発生せしめ、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一体一で対応した液体（インク）内の気泡を形成出来るので有効である。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、少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、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。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、更に優れた記録を行うことが出来る。
【００５６】
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、電気熱変換素子の組合わせ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他に熱作用部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。
【００５７】
加えて、複数の電気熱変換素子に対して、共通するスリットを電気熱変換素子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の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭59-138461号公報に基いた構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録を確実に効率よく行うことができるようになるからである。
【００５８】
さらに、記録装置が記録できるプリント材の最大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において、複数記録ヘッドの組合せによってその長さを満たす構成や、一体形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでも本発明は有効に適用できる。
【００５９】
加えて、シリアルタイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは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、あるいは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を用いた場合にも本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明のヒーターボードの機能ブロック図
【図２】本発明の温度検知素子部構造図
【図３】本発明の温度検知素子の温度プロファイル
【図４】本発明の温度検知素子を選択読み出しする回路図
【図５】本発明の1bit検知回路を複数並べた構成図
【図６】本発明の温度検知回路のブロック図
【図７】本発明の電気熱変換素子の駆動に同期させた温度検知動作のタイミング図
【図８】本発明の電気熱変換素子を時分割駆動する１コモンの回路図
【図９】本発明の電気熱変換素子駆動回路のブロック図
【図１０】本発明の印加パルスを選択しながら時分割駆動するタイミング図
【図１１】吐出量制御手順の一例
【図１２】本発明のデータ転送のタイミング図
【図１３】本発明の記録ヘッドの外観斜視図
【図１４】第2の実施例の電気熱変換駆動回路のブロック図
【図１５】第2の実施例の印加パルスを選択しながら時分割駆動するタイミング図
【図１６】第２の実施例のデータ転送のタイミング図
【図１７】本発明の他の温度検知素子形状を示す図
【図１８】本発明の温度検知素子を直上に配置した構成を示す図
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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