(57)【要約】【課題】環境温度や記録デューティや記録ヘッド自体が異なっても良好な記録が可能なヘッド基板、記録ヘッド、ヘッドカートリッジ、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】このためにヘッド基板に以下の構成を備える。即ち、複数のヒータと、これらヒータを駆動するための定電流を発生する定電流源と、定電流を発生させるための基準電流を発生する基準電流発生回路とである。さらに、その基準電流に応じて定電流源を駆動して得られる定電流によって複数のヒータを駆動するＭＯＳＦＥＴと、基準電流が発生する時間を規定するスイッチとも備える。そして、このスイッチの開閉時間は外部から制御できるようにする。【選択図】  図５
2009248399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のヒータと、
前記複数のヒータを駆動するために用いる定電流を発生する定電流源と、
前記定電流を発生させるための基準電流を発生する基準電流発生回路と、
前記基準電流発生回路で発生した基準電流に応じて前記定電流源を駆動させることによって得られる前記定電流によって前記複数のヒータを駆動するスイッチング素子と、
前記基準電流が発生する時間を規定するスイッチとを有し
前記スイッチの開閉時間は外部から制御されることを特徴とするヘッド基板。
【請求項２】
温度を検出するセンサをさらに有し、
前記スイッチの開閉時間は前記センサによって検出された温度に従って制御されることを特徴とする請求項１に記載のヘッド基板。
【請求項３】
前記温度が低いほど前記スイッチが閉じて、前記基準電流が発生する時間が長くなることを特徴とする請求項２に記載のヘッド基板。
【請求項４】
製造ばらつきを反映した特性を格納する不揮発性メモリをさらに有し、
前記スイッチの開閉時間は前記特性に従って制御されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のヘッド基板。
【請求項５】
前記特性に従って、前記基準電流値が低いほど前記スイッチが閉じて、前記基準電流が発生する時間が長くなることを特徴とする請求項４に記載のヘッド基板。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のヘッド基板を用いた記録ヘッド。
【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６に記載の記録ヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドに供給するためのインクを貯留したインクタンクを一体的に備えたことを特徴とするヘッドカートリッジ。
【請求項９】
請求項７に記載のインクジェット記録ヘッド又は請求項８に記載のヘッドカートリッジを用いてインクを記録媒体に吐出して記録を行う記録装置。
【請求項１０】
外部より送信された記録データを解析し、前記記録ヘッドによる記録のデューティを得る手段と、
前記デューティに従って、前記スイッチの開閉時間を制御する手段とをさらに有することを特徴とする請求項９に記載の記録装置。
【請求項１１】
前記制御する手段は、前記デューティが低いなら前記スイッチが閉じて、前記基準電流が発生する時間が長くするよう制御することを特徴とする請求項１０に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヘッド基板、記録ヘッド、ヘッドカートリッジ、及び記録装置に関する。特に、本発明は、例えば、インクジェット方式に従って記録を行うために用いられ、定電流方式によりヒータに所定電流を与えて駆動するための回路を有するヘッド基板、記録ヘッド、ヘッドカートリッジ、及び記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、記録ヘッドのノズル内に配置されたヒータにより熱エネルギーを発生させ、その熱エネルギーを利用してヒータ近傍のインクを発泡させ、その発泡によりノズルからインクを吐出させて記録を行うインクジェット記録ヘッドが知られている。以下、インクジェット記録ヘッドを単に記録ヘッドと呼んで言及する。
【０００３】
近年、この記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置は高速化、高精細化が要求されている。このため、その記録ヘッドは高密度でより多くノズルを実装しており、記録ヘッドにおけるヒータ駆動に際しては、記録速度の点から、なるべく多くのヒータを同時に高速に駆動することが求められている。
【０００４】
通常、多数のヒータとその駆動回路は同一の半導体基板上に形成している（以下、この基板をヘッド基板という）。このためヒータの駆動回路の形成には、従来のバイポーラ型半導体プロセスに比較してデバイスの高密度・小型化が可能で製造工程が簡略で低コストであるＭＯＳ型の半導体プロセスが用いられている。
【０００５】
このような高速記録とＭＯＳ製造プロセスに対応する新たなヒータの駆動方法として所定電流によるヒータ駆動の方法が特許文献１や特許文献２等に提案されている。
【０００６】
図１３は特許文献２で提案された記録ヘッドのヒータ駆動回路の構成を示す図である。
【０００７】
このヒータ駆動回路は、図１３から明らかなように、基準電圧回路１０５、電圧電流変換回路１０４、電流源ブロック１０６を備えている。そして、電流源ブロック１０６はｘ個のヒータを収容するｍ個のヒータグループで構成されている。また、図示はしていないが１つの記録ヘッドにはｎ個の電流源ブロックを備えている。従って、１つの記録ヘッドには、総数が（ｘ×ｍ×ｎ）個のヒータが備えられる。
【０００８】
基準電圧回路１０５は、電圧電流変換回路１０４の基準となる基準電圧Ｖrefを生成する。電圧電流変換回路１０４は、基準電圧回路１０５からの基準電圧Ｖrefを基に電圧から電流への変換を行い、基準電圧Ｖrefから基準電流Ｉrefを生成する。
【０００９】
そして、電圧電流変換回路１０４で生成された基準電流Ｉrefに基づいて、基準電流発生回路（不図示）において基準電流Ｉrefに比例する複数の基準電流を発生する。これらの基準電流夫々は、ｎ個の電流源ブロックに対して供給されている。
【００１０】
そして、基準電流ＩＲ１〜ＩＲｎを基準としてｎ個の電流源ブロック各々における定電流源１０３1〜１０３mより、その定電流源に供給された基準電流に比例する定電流Ｉｈ１〜Ｉｈｍを出力する。
【００１１】
電流源ブロック１０６は、図１３に示されているように、（ｘ×ｍ）個のヒータ、それと同数のスイッチング素子１０２、そして、ｍグループ分の定電流源１０３1〜１０３mを備えている。なお、図１３では（ｘ×ｍ）個のスイッチング素子１０２に個別に言及するため、参照番号に添え字ijを付している。ここで、ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｘである。以下、スイッチング素子１０２の全体に言及する場合には、その添え字は省略する。
【００１２】
スイッチング素子１０２は、記録装置本体の制御回路からの制御信号により、端子間の電流の短絡及び開放が制御される。（ｘ×ｍ）個のヒータ１０１及びスイッチング素子１０２は夫々ｘ個が収容されるｍ個のグループで構成される。各グループにおいて、ヒータ１０１11〜１０１mxと各ヒータの駆動制御用のスイッチング素子１０２11〜１０２mxとは直列接続される。各グループ内での電源供給側端子は電源供給ライン１１０に、そしてグランド側端子は定電流源を経てＧＮＤライン１１１へ共通接続される。なお、図１３ではｍ個のグループに個別に言及するため、参照番号に添字を付し、１０６−１、１０６−２、……１０６−ｍとしている。しかしながら、ｍ個のグループ全体に言及する場合には、参照番号１０６とし、その添字は省略する。
【００１３】
ｍ個のグループ１０６夫々に設けられた定電流源１０３1〜１０３mの出力端子は、ヒータ１０１とスイッチング素子１０２が直列接続されたグループ１０６夫々の共通接続端に接続される。ヒータへの電流の駆動制御は、各グループ内のスイッチング素子１０２を制御信号によりオン／オフすることにより実行される。そして、グループ毎に設けられた定電流源１０３1〜１０３mの出力電流Ｉｈ１〜Ｉｈｍを所望のヒータへ供給する。
【００１４】
実際の記録ヘッドでは、同一構成の電流源ブロック１０６が複数（ｎ個）配設されており、各電流源ブロック１０６でのヒータの駆動動作は、前述と同様である。こうしてｎ個の電流源ブロック１０６に対して、同様の動作を行うことで（ｘ×ｍ×ｎ）個のヒータの内の任意のヒータが発熱駆動される。
【特許文献１】特開２００４−１８１６７８号公報
【特許文献２】特開２００４−１８１６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら上記従来例では以下のような問題がある。
【００１６】
（１）低温環境下での吐出不安定と吐出不良
記録装置の設置された環境の温度が著しく低い場合（例えば、１０℃以下）、インクの粘度が上昇して吐出が不安定になり、最悪の場合、吐出不良となる。
【００１７】
（２）記録デューティによるヘッド温度上昇特性差
高濃度な画像の記録と低濃度な画像の記録とでは、ヘッド基板の温度上昇特性に差があり、インク吐出状態が異なる。このため、高濃度な画像のためのドット形成と低濃度な画像のためのドット形成とが異なり、結果として画像品位が劣化することがある。
【００１８】
（３）各ヘッド基板の設定電流値差に起因するヘッド温度上昇差
ヘッド基板の製造ばらつきにより記録素子（ヒータ）の電気抵抗ばらつきが発生する。このため、記録素子により所定の熱エネルギーを発生させようとすると、記録素子に流れる電流値を変更せざるを得ない。このため、記録素子に供給する電流の基となる基準電流（以下、設定電流値）を記録ヘッド毎に変更することになるため、各ヘッド基板によって基準電流発生回路の発熱量が異なり、その結果、温度上昇に差が生じる。従って、記録ヘッドが変わると記録画像に濃度ムラ等が生じ、色味に差が生じてしまう。
【００１９】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、環境温度や記録デューティや記録ヘッド自体が異なっても良好な記録が可能なヘッド基板、その基板を用いた記録ヘッド、その記録ヘッドを組み込んだヘッドカートリッジとを提供することを目的としている。また、その記録ヘッドを用いた記録装置を提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するため本発明のヘッド基板は以下のように構成されている。
【００２１】
即ち、複数のヒータと、前記複数のヒータを駆動するために用いる定電流を発生する定電流源と、前記定電流を発生させるための基準電流を発生する基準電流発生回路と、前記基準電流発生回路で発生した基準電流に応じて前記定電流源を駆動させることによって得られる前記定電流によって前記複数のヒータを駆動するスイッチング素子と、前記基準電流が発生する時間を規定するスイッチとを有し前記スイッチの開閉時間は外部から制御されることを特徴とするヘッド基板を備える。
【００２２】
また他の発明によれば、上記構成のヘッド基板を用いた記録ヘッドを備える。
【００２３】
さらに他の発明によれば、上記インクジェット記録ヘッドとその記録ヘッドに供給するためのインクを貯留したインクタンクを一体的に備えたヘッドカートリッジを備える。
【００２４】
またさらに他の発明によれば、上記構成のインクジェット記録ヘッド又はヘッドカートリッジを用いて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】
【００２５】
従って本発明によれば、基準電流を発生する時間を、例えば、検出された温度、記録のためのデューティ、記録ヘッドの製造ばらつきを反映した特性に従って、変化させることで、基準電流発生回路からの発熱量を調整することができる。これにより、ヘッド基板が適切に加温され、ヘッド基板、記録ヘッドの温度が安定し、温度、デューティ、記録ヘッドの個体差によらず、良好な記録を行なうことができる。
【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。
【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。
【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】
以下に用いる記録ヘッド用基板（ヘッド基板）とは、シリコン半導体のみで構成され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指し示すものである。
【００３２】
さらに、基板上とは、単にヘッド基板の上を指し示すだけでなく、ヘッド基板の表面、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」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ヘッド基板上に一体的に形成、製造することを示すものである。
【００３３】
なお、本発明における「定電流」および「定電流源」とは、同時駆動される記録素子数の変動などによらず記録素子に与えられる所定の一定電流およびこの電流を記録素子に与える電流源のことを意味するものである。そして、一定とすべき電流値自体は、所定の電流値に変更設定される場合をも含んだ意味、即ち、ＤＨＦＣ（発泡制御）を含むという意味である。
【００３４】
＜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例であるインクジェット記録装置の概観図である。図１において、リードスクリュー５００４は、キャリッジモータ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。キャリッジＨＣは、リードスクリュー５００４の螺旋溝５００５に対して係合するピン（不図示）を有し、リードスクリュー５００４の回転に伴って、ガイドレール５００３に支持されて矢印ａ，ｂ方向に往復移動される。このキャリッジＨＣには、インクジェットカートリッジＩＪＣが搭載されている。インクジェットカートリッジＩＪＣは、インクジェット記録ヘッドＩＪＨ（以下、記録ヘッドという）及び記録用のインクを貯蔵するインクタンクＩＴを具備する。
【００３５】
インクジェットカートリッジＩＪＣは記録ヘッドＩＪＨとインクタンクＩＴとを一体化した構成となっている。
【００３６】
５００２は紙押え板であり、キャリッジの移動方向に亙って紙をプラテン５０００に対して押圧する。プラテン５０００は不図示の搬送モータにより回転し、記録紙Ｐを搬送する。５０１６は記録ヘッドの前面をキャップするキャップ部材５０２２を支持する部材である。また、５０１５はこのキャップ内を吸引する吸引手段で、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。
【００３７】
図２はインクジェットカートリッジＩＪＣの詳細な構成を示す外観斜視図である。
【００３８】
図２に示されているように、インクジェットカートリッジＩＪＣはブラックインクを吐出するカートリッジＩＪＣＫとシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の３色のカラーインクを吐出するカートリッジＩＪＣＣから構成されている。これら２つのカートリッジは互いに対して分離可能であり、夫々独立にキャリッジＨＣと脱着可能である。
【００３９】
カートリッジＩＪＣＫはブラックインクを貯留するインクタンクＩＴＫとブラックインクを吐出して記録する記録ヘッドＩＪＨＫとから成り立っているが、これらは一体型の構成となっている。同様に、カートリッジＩＪＣＣはシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の３色のカラーインクを貯留するインクタンクＩＴＣとこれらカラーインクを吐出して記録する記録ヘッドＩＪＨＣとから成り立っているが、これらは一体型の構成となっている。なお、この実施例ではインクタンク内にインクが充填されているカートリッジとなっている。
【００４０】
また、カートリッジＩＪＣＫやＩＪＣＣは一体型のみならず、インクタンクと記録ヘッドとが分離する構成のものを用いることもできる。
【００４１】
記録ヘッドＩＪＨは記録ヘッドＩＪＨＫと記録ヘッドＩＪＨＣとをまとめて言及すると用いる。
【００４２】
さらに、図２から明らかなように、ブラックインクを吐出するノズル列、シアンインクを吐出するノズル列、マゼンタインクを吐出するノズル列、イエロインクを吐出するノズル列はキャリッジ移動方向に並んで配置される。また、ノズルの配列方向はキャリッジ移動方向とは交差する方向となっている。
【００４３】
図３は３色のカラーインクを吐出する記録ヘッドＩＪＨＣの立体的な内部構造を示す斜視図である。
【００４４】
図３からインクタンクＩＴＫから供給されるインクの流れが明らかになる。記録ヘッドＩＪＨＣには、シアン（Ｃ）インクを供給するインクチャネル２Ｃ、マゼンタ（Ｍ）インクを供給するインクチャネル２Ｍ、イエロ（Ｙ）インクを供給するインクチャネル２Ｙがある。インクタンクＩＴＫからは夫々のインクチャネルに基板の裏面側から夫々のインクを供給する供給路（不図示）が備えられている。
【００４５】
インク流路３０１Ｃ、３０１Ｍ、３０１Ｙが電気熱変換体（ヒータ）４０１に対応して設けられており、これらのインク流路を経てＣインク、Ｍインク、Ｙインクは夫々、基板上に設けられた電気熱変換体（ヒータ）４０１まで導かれる。そして、電気熱変換体（ヒータ）４０１に対して後述する回路を通して通電されると、電気熱変換体（ヒータ）４０１上にあるインクに熱が与えられ、インクが沸騰する。その結果、生じた泡によって吐出口３０２Ｃ、３０２Ｍ、３０２Ｙからインク液滴９００Ｃ、９００Ｍ、９００Ｙが吐出される。
【００４６】
なお、図３において、１は後で詳述する電気熱変換体やこれを駆動する種々の回路、メモリ、キャリッジＨＣとの電気的接点となる種々のパッド、種々の信号線が形成される記録ヘッド用基板（以下、ヘッド基板という）である。
【００４７】
また、１つの電気熱変換体（ヒータ）及びこれを駆動するＭＯＳ−ＦＥＴをまとめて記録素子といい、複数の記録素子を総称して記録素子部という。
【００４８】
図３ではカラーインクを吐出する記録ヘッドＩＪＨＣの立体的な構造を示したが、ブラックインクを吐出する記録ヘッドＩＪＨＫも同様な構造をしている。ただし、その構造は図３に示す構成の３分の１である。即ち、インクチャネルは１つであり、ヘッド基板の規模も約３分の１程度となる。
【００４９】
次に、上述した記録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。
【００５０】
図４は記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。
【００５１】
図４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である。１７０３は各種データ（上記記録信号や記録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。
【００５２】
さらに、１７０９は記録紙Ｐを搬送するための搬送モータ（図１では不図示）１７０６は搬送モータ１７０９を駆動するためのモータドライバ、１７０７はキャリッジモータ１７１０を駆動するためのモータドライバである。１７０５は記録ヘッドＩＪＨを駆動するためのヘッドドライバである。このヘッドドライバは記録ヘッドＩＪＨのヒータに与える定電流値を所定値に可変設定するための制御信号としての論理信号や基準電流を発生する電圧電流変換回路などに設けられるスイッチを制御する制御信号をも出力する。なお、記録ヘッド内部でこのスイッチを制御する信号を生成する場合には、記録装置本体から信号を送信する必要はない。
【００５３】
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、キャリッジＨＣに送られた記録データに従って記録ヘッドＩＪＨが駆動され、記録紙Ｐ上への画像記録が行われる。
【００５４】
なお、この実施例では、図２に示すような構成の記録ヘッドを用い、キャリッジ各走査において、記録ヘッドＩＪＨＫによる記録と記録ヘッドＩＪＨＣによる記録とが重ならないように制御する。カラー記録の場合、各走査毎に記録ヘッドＩＪＨＫと記録ヘッドＩＪＨＣとを交互に駆動する。例えば、キャリッジが往復走査する場合に、往路走査において記録ヘッドＩＪＨＫを駆動し、復路走査において記録ヘッドＩＪＨＣを駆動するように制御する。記録ヘッドの駆動制御はこのような制御のみならず、記録動作は往路走査のみで行い記録紙Ｐの搬送を行わずに２回の往路走査で記録ヘッドＩＪＨＫと記録ヘッドＩＪＨＣを夫々駆動するなどの他の制御を行っても良い。
【００５５】
次に、記録ヘッドＩＪＨに実装されるヘッド基板の構成とその動作について説明する。
【００５６】
図５は、記録ヘッドＩＪＨのヘッド基板に設けられているヒータ駆動回路の構成を示す図である。なお、図５において、既に図１３で説明したのと同じ構成要素に対しては同じ参照番号を付し、その説明は省略する。
【００５７】
図５では、基準電圧回路１０５、電圧電流変換回路１０４、電流源ブロック１０６に加えて、基準電流発生回路１０７が図示されている。また、電流源ブロック１０６は同様の構成をもつｎ個の電流源ブロック１０６1〜１０６nから成り立っている。さらに、電圧電流変換回路１０４には基準電流Ｉrefを通電を制御するためにスイッチ１０８が挿入されている。このスイッチの開閉時間、即ち、基準電流を供給する時間は、ヘッド基板の外部（即ち、記録装置の本体）により制御される。
【００５８】
基準電圧回路１０５の電圧源としては、電源電圧や温度変化に対し安定な電圧を出力することが望ましいので、例えば、バンドギャップ電圧を用いて電源電源や温度変化に対し安定な電圧を得ている。
【００５９】
電圧電流変換回路１０４で生成された基準電流Ｉrefを基に、基準電流発生回路１０７ではｎ個の基準電流ＩＲ１〜ＩＲｎを発生する。この実施例では、スイッチ１０８を制御することにより基準電流Ｉrefの供給の有無が切換え制御される。これに加えて、基準電流Ｉrefを基に生成されるｎ個の基準電流ＩＲ１〜ＩＲｎも同時にその供給の有無が切り換わる。ｎ個の電流源ブロック夫々は、ｘ個のヒータ１０１とｘ個のスイッチング素子１０２とから成るｍ個のグループ１０６に対応してｍ個の定電流源１０３1〜１０３mを備えている。
【００６０】
グループ１０６−１〜１０６−ｍ毎に設けられた定電流源１０３1〜１０３mの出力端子は、各グループで、ヒータ１０１とスイッチング素子１０２が直列接続された各グループの共通接続端に夫々接続される。また、各定電流源はＧＮＤライン１１１に接続されている。
【００６１】
この実施例ではスイッチング素子１０２にはＭＯＳＦＥＴが用いられている。従って、各ヒータへの通電制御は各グループ内の各ＭＯＳＦＥＴのゲートに印加される制御信号をＯＮ／ＯＦＦすることによりなされる。これにより、各グループ毎に設けられた定電流源１０３1〜１０３mの出力電流Ｉｈ１〜Ｉｈｍが所望のヒータへ供給される。
【００６２】
ここで、定電流源１０３1〜１０３mには、ＭＯＳトランジスタを飽和領域で動作させるようにした定電流源を用いている。これにより、ヒータ近傍といった回路の実装密度が高い領域にも電源を配置することが可能になる。
【００６３】
また、ヘッド基板にはヘッドの温度を検出するためのセンサ１１２が設けられており、その出力は記録装置本体に出力され、定電流駆動に用いられる。記録装置本体では、例えば、ＭＰＵやＧ．Ａ．がヘッドの温度を入力し、これに基づいて、以下の実施例で説明する定電流駆動のための基準電流を供給する時間を決定する。
【００６４】
なお、図５では１個のセンサを図示しているのみであるが、その数は複数個でもよく、例えば、ｎ個の電流源ブロックごとに設けられていても良いし、各電流源ブロック内に１個以上備えられていても良い。また、ヘッドの温度のみならず、記録装置周辺の温度を検出するために、記録装置本体にもセンサを設け、そのセンサ出力に基づいた基準電流を供給する時間の制御を行なうこともできる。従って、環境温度とは、ヘッド温度のみならず記録装置周辺の温度も含むものとして解釈される。
【００６５】
次にヒータ駆動回路の動作について説明する。
【００６６】
ｍ個のグループの駆動制御は同じ方法でなされるので、ここでは、図５に示すヒータ駆動回路において、グループ１０６−１に収容されるｘ個のヒータ１０１11〜１０１1xを例にして説明する。
【００６７】
図６はスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）のゲートに印加される制御信号ＶＧｉの信号波形とスイッチ１０８を制御する制御信号Ｖｓと各ヒータを流れる電流量の時間変化を示す図である。
【００６８】
図６において、（Ａ）は各スイッチング素子に印加される制御信号ＶＧｉの信号波形を示す図であり、（Ｂ）は各ヒータを流れる電流量の時間変化を示している。
【００６９】
図７は図６に示した制御信号ＶｓとＶＧ１の関係だけを切り出して示した図である。
【００７０】
図６（Ａ）におけるＶＧ１〜ＶＧｘは、ｘ個のスイッチング素子１０２11〜１０２1x夫々を、オン（短絡）又はオフ（開放）するように制御する制御信号である。ここで、制御信号ＶＧｉの信号レベルがハイレベル（Ｈ）のときに対応するスイッチング素子がオン（導通）し、ローレベル（Ｌ）のときに対応するスイッチング素子がオフ（非導通）する。同様に、制御信号Ｖｓの信号レベルがハイレベル（Ｈ）のときにスイッチ１０８がオン（導通）し、ローレベル（Ｌ）のときにスイッチ１０８がオフ（非導通）する。
【００７１】
図６（Ａ）に示す例では、グループ１０６−１の全てのヒータ１０１11〜１０１1xが順次駆動されるものとして説明している。
【００７２】
図６（Ａ）によれば、時刻ｔ＝ｔ１において、制御信号Ｖｓがハイレベルとなり基準電流Ｉrefが流れ、定電流源１０３1に基準電流が供給される。ｔ１≦ｔ＜ｔ２において、ゲート制御信号ＶＧ１〜ＶＧｘは全てローレベルであるため、定電流源１０３1の出力とヒータ１０１11〜１０１1xとは開放されている。このため、ヒータ１０１11〜１０１1xのいずれにも電流が流れない。
【００７３】
次に、ｔ２≦ｔ＜ｔ３において、ゲート制御信号ＶＧ１だけがハイレベルになる。このためスイッチング素子１０２11だけが短絡し、定電流源１０３1の出力電流Ｉｈ１がヒータ１０１11を流れる。これは、図６（Ｂ）において、ｔ２≦ｔ＜ｔ３において、出力電流Ｉｈ１−１が立ち上がっていることで示されている。
【００７４】
そして、ｔ３≦ｔでは制御信号ＶＧ１が再びローレベルとなり、ヒータ１０１11への通電が遮断される。さらに、ｔ４≦ｔでは、制御信号Ｖｓがローレベルとなるので、基準電流Ｉrefの通電が遮断され、定電流源１０３1への基準電流の供給が停止する。
【００７５】
以上説明したように、ヒータ１０１11に通電直前のｔ１≦ｔ＜ｔ２に基準電流Ｉrefが定電流源１０３1に供給される。ｔ２≦ｔ＜ｔ３では、ヒータ１０１11にのみ電流が供給されてヒータ１０１11が加熱される。ヒータ１０１11への通電が終了すると、ｔ４≦ｔでは、基準電流Ｉrefの供給が遮断される。このような過程で、ヒータ１０１11の近傍のインクが加熱されて発泡し、ヒータ１０１11が配置されているノズルからインクが吐出される。これによりドットを記録することができる。
【００７６】
続いて、ゲート制御信号ＶＧ２がハイレベルとなるとスイッチング素子１０２12が短絡され、定電流源１０３1の出力電流Ｉｈ１がヒータ１０１12に印加される。これは、図６（Ｂ）において、出力電流Ｉｈ１−２が立ち上がっていることで示されている。
【００７７】
以下同様にして、ゲート制御信号ＶＧｎが順次ハイレベルとなることにより、スイッチング素子１０２11〜１０２1xが順次オンされる。そして、定電流源１０３1の出力電流Ｉｈ１がヒータ１０１11〜１０１1xに順次供給される。その結果、グループ１０６−１に収容される全てのヒータ１０１11〜１０１1xが駆動される。
【００７８】
尚、ここではグループ１０６−１の全てのヒータ１０１11〜１０１1xが順次駆動される場合について説明したが、実際の記録動作では所望のドットを形成するために必要なヒータのみが駆動される。従って、所望のヒータを駆動してドットを記録するときのみ、そのスイッチング素子に対応する制御信号がハイレベルとなる。
【００７９】
以上説明した動作は、グループ１０６−２〜１０６−ｍ夫々に収容される各ヒータについても同様にして実行される。これにより各ヒータへの通電制御が行われて（ｘ×ｍ）個のヒータから任意のヒータを選択駆動できる。
【００８０】
以上説明した定電流駆動の基本制御に基づいて、この明細書の“発明が解決しようとする課題”の項で言及した問題点を解決するためのいくつかの実施例について説明する。
【実施例１】
【００８１】
図８、図９、及び図１０は夫々、実施例１に従う定電流駆動制御を実行するための制御を説明する図である。
【００８２】
この実施例では、図８〜図１０に示すように、吐出不良或いは吐出不安定となるヘッド温度のもとでは、記録前或いは記録動作の初期に基準電流（Ｉref）を通常より長く供給し、基準電流発生回路１０７での発熱量を増大させる。これによりヘッド基板を保温する。ヘッド基板を保温することでインク粘度が低下し、吐出しやすくするのである。
【００８３】
この基準電流の供給時間の制御の方法を、図７を参照して具体的に説明する。
【００８４】
図７（Ａ）に示すように、制御信号ＶＳの立上り時刻ｔ＝ｔ１は、スイッチング素子に印加する制御信号ＶＧ１の立上り時刻ｔ＝ｔ２より前、或いは、同時になるよう、即ち、ｔ１≦ｔ２になるように固定する。さらに、低温環境下では、制御信号ＶＧ１がローレベルとなってから制御信号ＶＳが立ち下がり始めるまでの期間Δｔ3-4を長めになるように制御する。
【００８５】
これにより、通常の温度（２５℃以上）での吐出状態に近づけることができる。
【００８６】
図８は、環境温度が１０℃の例である。この場合には基準電流（Ｉref）を記録前より供給し、記録動作開始後もしばらくの間、供給し続ける。
【００８７】
図９は、環境温度が１５℃の例である。この場合には記録動作開始とともに、基準電流（Ｉref）をしばらくの間、供給し続ける。
【００８８】
図１０は、環境温度が２０°の例である。この場合には、記録動作の初期には、通常安定的にインク吐出を行なうことができる場合に供給される基準電流（Ｉref）のパルスより長いパルスを供給する。
【００８９】
このような基準電流を供給する時間はスイッチ１０８の開閉時間により規定され、その開閉時間はセンサ１１２によって検出されたヘッド温度に従って制御される。そして、スイッチ１０８が閉じた時間だけ基準電流が電源供給ライン１１０からＧＮＤライン１１１へ流れ、その時間だけ基準電流発生回路１０７が駆動され、その回路からの発熱が生じることになる。その結果、ヘッド基板がその発熱により加温される。
【００９０】
以上説明したように、この実施例に従えば、低温環境下での吐出不安定と吐出不良の発生を抑えて良好な記録を行なうことができる。
【実施例２】
【００９１】
図１１は、実施例２に従う定電流駆動制御を実行するための制御を説明する図である。
【００９２】
図１１（Ａ）は高濃度な画像の記録（即ち、高デューティな記録）を行なう場合の記録ヘッドの温度変化を示したものである。この図から分かるように、記録ヘッドの温度変化は連続的であり、その変化も急激なものではない。
【００９３】
図１１（Ｂ）は基準電流の供給時間を記録デューティの変化によらず一定として高濃度な画像の記録（高デューティ）と低濃度な画像の記録（低デューティ）とを行なった場合の記録ヘッドの温度変化を示したものである。この図から分かるように、記録ヘッドの温度変化は不連続的であり、記録デューティが不連続的に変化する場合、ヘッド温度の変化も急激なものである。以下、記録デューティを単にデューティという。
【００９４】
これは高濃度な画像の記録と低濃度な画像の記録とでは、ヘッド基板の温度上昇特性に差があり、インク吐出状態が異なるためである。このため、高濃度な画像のためのドット形成と低濃度な画像のためのドット形成とが異なり、結果として画像品位が劣化することがある。
【００９５】
この実施例では、高濃度な画像と低濃度な画像を混在して記録する場合に、高濃度な画像の記録時には基準電流の供給時間を短く設定し基準電流発生回路１０７の発熱量を減らす。一方、低濃度な画像の記録時には基準電流の供給時間を長く設定し基準電流発生回路１０７での発熱量を増やす。このようにすることで、図１１（Ｃ）に示すように、記録ヘッドの温度を常に高濃度な画像を記録している状態（図１１（Ａ））に近い温度特性（高温安定）とし、デューティによらず、一定の記録状態を維持する。
【００９６】
なお、このデューティの値は記録装置に送信された記録データをＭＰＵやＧ．Ａ．が解析することで得ることができる。
【００９７】
以上説明したようにこの実施例に従えば、記録デューティによるヘッド温度上昇特性差を吸収し、そのデューティが異なっても良好な記録を行なうことができる。
【実施例３】
【００９８】
図１２は、実施例３に従う定電流駆動制御を実行するための制御を説明する図である。
【００９９】
記録ヘッドの製造ばらつきを反映した特性は、ヘッド基板に設けられた不揮発性メモリ（不図示）によりランク特性として格納される。記録装置は、その記録ヘッドをキャリッジに搭載した際、その不揮発性メモリからランク特性を読込んで、その記録ヘッドに適切な基準電流値を設定する。
【０１００】
図１２（Ａ）は設定電流値が低い場合の基準電流の供給時間を表わす一方、図１２（Ｂ）は設定電流値が高い場合の基準電流の供給時間を表わしている。
【０１０１】
この実施例によれば、その設定電流値が高くなった記録ヘッドについては、図１２（Ｂ）に示すように、基準電流（Ｉref）の供給時間を短く設定し基準電流発生回路１０７の発熱量を減らす。これに対して、設定電流値が低くなった記録ヘッドについては、図１２（Ａ）に示すように、基準電流（Ｉref）の供給時間を長く設定し基準電流発生回路１０７での発熱量を増やす。
【０１０２】
以上説明したようにこの実施例に従えば、設定電流値に従って基準電流の供給時間を変化させることで、各記録ヘッドの温度上昇をほぼ同じにし、記録ヘッドの個体差による記録状態の差をなくすことができる。これにより、記録ヘッド個体差による記録画像の色味の差をなくすことができる。
【０１０３】
なお、以上説明では実施例１〜３を個別的に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く、実施例１〜３に含まれる特徴を全て有したヘッド基板とその記録ヘッドとその記録ヘッドを用いる記録装置を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【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】インクジェットカートリッジＩＪＣの詳細な構成を示す外観斜視図である。
【図３】３色のカラーインクを吐出する記録ヘッドＩＪＨＣの立体的な構造を示す斜視図である。
【図４】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５】記録ヘッドＩＪＨのヘッド基板に設けられているヒータ駆動回路の構成を示す図である。
【図６】スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）のゲートに印加される制御信号ＶＧｉの信号波形とスイッチ１０８を制御する制御信号Ｖｓと各ヒータを流れる電流量の時間変化を示す図である。
【図７】図６に示した制御信号ＶｓとＶＧ１の関係だけを切り出して示した図である。
【図８】、
【図９】、
【図１０】実施例１に従う定電流駆動制御を実行するための制御を説明する図である。
【図１１】実施例２に従う定電流駆動制御を実行するための制御を説明する図である。
【図１２】実施例３に従う定電流駆動制御を実行するための制御を説明する図である。
【図１３】従来の記録ヘッドのヒータ駆動回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０１11〜１０１mx  ヒータ
１０２11〜１０２mx  スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）
１０３1〜１０３m  定電流源
１０４  電圧電流変換回路
１０５  基準電圧回路
１０６  電流源ブロック
１０７  基準電流発生回路
１０８  スイッチ
ＩＪＨ  記録ヘッド
【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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