JP2001047630A - インクジェット記録ヘッド、及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信号をケーブルで伝送することによるパルス
波形のなまりや、ケーブルから発生する放射ノイズを抑
制しつつ、高速化及び多ノズル化に対応したインクジェ
ット記録ヘッド、及びインクジェット記録装置を提供す
る。 【解決手段】 インクを吐出させるためのエネルギーを
与える複数の記録素子と、複数の記録素子をそれぞれ駆
動するための記録素子用ドライバと、記録素子用ドライ
バを制御する制御回路と、外部から所定の周期で連続的
に与えられる１又は２以上の入力信号を用いて該周期よ
りも短い周期を有する基準信号を生成する高分解能基準
信号生成部と、を有し、該基準信号を前記制御回路に供
給することで記録制御するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクを吐出して所
望の画像を被記録媒体上に形成するためのインクジェッ
ト記録ヘッド、及びインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱等のエネルギーをインクに与えること
で、インクに急峻な体積変化（気泡の発生）を伴う状態
変化を生じさせ、この状態変化に基づく作用力によって
吐出口からインクを吐出し、これを被記録媒体上に付着
させて画像を形成するインクジェット記録方法、いわゆ
るバブルジェット（登録商標）記録方法が従来知られて
いる。このバブルジェット記録方法を用いる記録装置に
は、米国特許第４，７２３，１２９号明細書等の公報で
開示されているように、インクを吐出するための吐出口
と、この吐出口に連通するインク流路と、インク流路内
に配されたインクを吐出するためのエネルギー発生手段
としての電気熱変換体が一般的に配されている。

【０００３】このような記録方法によれば、品位の高い
画像を高速、低騒音で記録することができるとともに、
この記録方法を行うヘッドではインクを吐出するための
吐出口を高密度に配置することができるため、小型の装
置で高解像度の記録画像、さらにカラー画像をも容易に
得ることができるという多くの優れた点を有している。
このため、このバブルジェット記録方法は、近年、プリ
ンタ、複写機、ファクシミリ等の多くのオフィス機器に
利用されており、さらに、捺染装置等の産業用システム
にまで利用されるようになってきた。

【０００４】ところで、インクを吐出するためのエネル
ギーを発生させる記録素子は、半導体製造プロセスを用
いて作製することができる。そのため、バブルジェット
技術を利用したヘッドは、シリコン基板からなる素子基
板上に記録素子を形成し、その上に、インク流路を形成
するための溝を形成した、ポリサルフォン等の樹脂やガ
ラス等からなる天板を接合した構成となっている。

【０００５】また、素子基板がシリコン基板からなるこ
とを利用し、記録素子を素子基板上に構成するだけでな
く、記録素子を駆動するためのドライバや、記録素子を
ヘッドの温度に応じて制御する際に用いられる温度セン
サおよびその駆動制御部等を素子基板上に構成したもの
もある。

【０００６】このようなヘッド基板の一例として、例え
ば、図２５に示すようなものがある。なお、図２５は、
特開平７−２５６８８３号公報の従来の技術として記載
された構成である。

【０００７】図２５において、素子基板９００には、イ
ンクに吐出用の熱エネルギーを与える、並列に配列され
た複数の発熱体（記録素子）９０１と、各発熱体９０１
を駆動するためのパワートランジスタ９０２と、外部か
らシリアルに入力される画像データ及びこれに同期する
シリアルクロックが入力され、１ライン毎に画像データ
をラッチするシフトレジスタ９０４と、ラッチ用のクロ
ックに同期してシフトレジスタ９０３から出力された１
ライン分の画像データをラッチし、パワートランジスタ
９０２にパラレルに転送するラッチ回路９０３と、パワ
ートランジスタ９０２に対応してそれぞれ設けられ、ラ
ッチ回路９０３の出力信号を外部からのイネーブル信号
に応じてパワートランジスタ９０２に印加する複数のＡ
ＮＤゲート９１５と、画像データや各種信号等を外部か
ら入力するための入力端子９０５〜９１２が形成されて
いる。

【０００８】また、素子基板９００には、素子基板９０
０の温度を測定するための温度センサ、あるいは各発熱
体９０１の抵抗値を測定するための抵抗センサといった
センサ９１４が形成される。

【０００９】このようなドライバや温度センサおよびそ
の駆動制御部等を素子基板上に構成したヘッドは実用に
供されており、記録ヘッドの信頼性の向上及び装置の小
型化に寄与している。

【００１０】このような構成において、シリアル信号と
して入力された画像データは、シフトレジスタ９０４に
よってパラレルな信号に変換され、ラッチ用のクロック
に同期してラッチ回路９０３で出力保持される。この状
態で入力端子を介して発熱体９０１の駆動パルス信号
（ＡＮＤゲート９１５に対するイネーブル信号）が入力
されることにより、画像データに応じてパワートランジ
スタ９０２がオンされ、対応する発熱体９０１に電流が
流れて、その液流路のインクが発熱され、ノズル先端よ
りインクが液滴として吐出される。

【００１１】ここで、図２５に示した構成では、インク
ジェット記録装置の本体装置がセンサ９１４の出力をモ
ニタすることで発熱体９０１の抵抗値を検出し、その値
により電源電圧や駆動パルス幅を変化させることで、発
熱体９０１にほぼ一定のエネルギーが印加されるように
している。

【００１２】上記特開平７−２５６８８３号公報に記載
のインクジェット記録装置では、インクジェット記録装
置の本体装置の負荷を低減する目的で、センサ９１４を
駆動し、センサ９１４からの出力に応じて発熱体９０１
の駆動パルス幅を制御するための駆動制御部を素子基板
９００上に形成し、素子基板９００内で各発熱体９０１
の抵抗値や温度センサをモニタしてヘッドの特性や状態
を検出し、発熱体９０１の駆動パルス幅をその特性や状
態に応じて変化させることを提案している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】近年、インクジェット
記録装置に対しては、多方面の製品のそれぞれの分野に
応じた、より高品位な画像の出力要求が高まっている。
また、記録速度を向上させる要求もますます高まり、イ
ンクを吐出するノズル数の増加や記録周期の短縮化が図
られている。その結果、同時に駆動する記録素子の数が
増加し、電源容量を大きくする必要があるためにコスト
の増加を招くだけでなく、流体的にも同時に多くのイン
クを吐出することは安定的な吐出という面で不利であ
る。

【００１４】このような問題に対処するためには、記録
素子に印加する駆動パルス信号の幅を短くすることで、
同時駆動する記録素子の数を減らすことが有効である。

【００１５】ここで、従来においては、ヘッド吐出周波
数が10KHz（周期100μS）程度であり、たとえば時分割
数16とすると、１時分割あたり約6μSとなる。このと
き、ひとつのヒート信号パルス幅は約4〜5μSで対応可
能である。ここで、ヒート信号パルスをヘッド内で生成
・制御するために必要な時間分解能は、ヒート信号パル
スの1／20〜1／40程度あればセンサ出力によるパルス幅
へのフィードパック等に対応できるため、上記の分解能
を得るための基準となるクロック周波数は、5〜10MHz
（周期0．2μS〜0．1μS）となる。

【００１６】そして、上述のノズル数増大による瞬間電
流の増加対応、印字速度の高速化対応のために、ヒート
パルス信号の幅を短くすると、例えば、駆動周波数30KH
z、時分割数を同じ16とした場合、ひとつの時分割時間
は約2μSしかとれないこととなり、ひとつの時分割あた
りの時間が従来の6μS程度からはるかに短い時間とな
る。したがって、この場合、これに伴いひとつのヒート
信号のパルス幅を2μS以下（0．5〜1．5μS程度）にセ
ットすることが求められる。このヒート信号にパルス幅
の制御も含めて要求される分解能は、0．01μS〜0．07
μSとなり、このレベルの分解能を満たす基準クロック
信号は15MHz〜100MHz（周期0．07μS〜0．01μS）の周
波数を必要とする。

【００１７】この様に、画像データの転送クロックの周
波数を高くすれば（周期を短くすれば）分解能を向上さ
せることができるが、通常このクロック信号は、図２５
に示すように記録装置の本体装置からヘッドに供給され
るため、印字中に移動するヘッドと本体装置とをフレキ
シブル基板等の比較的長いケーブルで接続することにな
る。このケーブルには高電流が近接して流れることにな
るため、ケーブルによって伝送される信号にはノイズが
重畳しやすく、ケーブルのインダクタンス成分によって
パルス波形の立ち上がりや立ち下がりが長くなる（波形
がなまる）という現象が生じる。（具体的には図２６の
（a）の波形が図２６の（ｂ）のような波形となる。）
このことは記録素子の駆動時間を変動させてしまう。そ
して、パルス波形がなまる影響は、駆動パルス信号の周
期が短くなる程、相対的に変動の割合が大きくなるため
に無視できないものとなり、ヘッド側で信号を正確に受
信することができなくなり、誤動作を起こすおそれがあ
る。また、記録素子の寿命を短くする要因にもなる。

【００１８】さらに、高い周波数のクロックを伝送した
場合、ケーブルがアンテナとして作用して放射ノイズが
発生する。この放射ノイズは周囲の機器に誤動作を起こ
させるおそれがある。

【００１９】このように従来パルス幅を短くするために
クロックの周波数を高くすることは限界があり、パルス
幅を2μS以下にすることは従来困難であった。

【００２０】転送クロックの波形のなまりを無くすと共
に放射ノイズを低減する手法として、例えば、本体装置
からヘッドが搭載されたキャリッジに信号光を照射し、
キャリッジ側でその信号光を受光することで電気信号を
再生する、いわゆる光通信によってクロックを本体装置
からキャリッジに送信する方法が考えられる。

【００２１】しかしながら、その場合、ヘッドとキャリ
ッジは被記録媒体の大きさに合わせて移動するため、そ
れらがどの位置にあっても正確に信号を受け取ることが
できなければならない。そのためには送信側である本体
装置は広い範囲に強い光を照射しなければならず、かつ
その光を高速にオン／オフしなければならない。すなわ
ち、本体装置は光通信に用いる発光素子に大電流を流す
必要があり、かつそのドライブ素子を高速にスイッチン
グする必要があるため、高速化及び多ノズル化されたヘ
ッドに対応するクロックを光によって送信することは困
難であった。

【００２２】本発明は上記したような従来の技術が有す
る問題点を解決するためになされたものであり、信号を
ケーブルで伝送することによるパルス波形のなまりや、
ケーブルから発生する放射ノイズを抑制しつつ、高速化
及び多ノズル化に対応したインクジェット記録ヘッド、
及びインクジェット記録装置を提供することを目的とす
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出さ
せるためのエネルギーを与える複数の記録素子と、前記
複数の記録素子をそれぞれ駆動するための記録素子用ド
ライバと、前記記録素子用ドライバを制御する制御回路
と、外部から所定の周期で連続的に与えられる１又は２
以上の入力信号を用いて該周期よりも短い周期を有する
基準信号を生成する高分解能基準信号生成部と、を有
し、該基準信号を前記制御回路に供給することで記録制
御するものである。

【００２４】前記基準信号は記録制御クロック信号であ
る事が好ましい。

【００２５】前記入力信号はデータ転送クロック信号
や、ヒートイネーブル信号であることが好ましい。

【００２６】ヒータ駆動時間決定信号は、前記基準信号
と画像データ転送信号とから生成されること、ヘッド駆
動時分割信号は、前記基準信号と画像データ転送信号と
から生成されること、ヘッド駆動時分割信号は、前記入
力信号と画像データ転送信号とから生成されることが可
能である。

【００２７】前記高分解能基準信号生成部は、ｎを正の
整数としたとき、前記外部から与えられる複数の入力信
号の少なくとも一部の信号周期を、１／ｎ倍にするもの
である。この高分解能基準信号生成部は、ＰＬＬ回路で
あることが考えられる。

【００２８】前記記録素子は発熱素子や圧電素子である
ことが考えられる。

【００２９】前記複数の記録素子、前記記録素子用ドラ
イバ、前記制御回路、及び前記高分解能基準信号生成部
が一つの半導体基板上に形成されることが好ましい。

【００３０】また、互いに接合されることで、それぞれ
インクを吐出する吐出口と連通する複数の液流路を構成
するための第１の基板及び第２の基板を有し、前記複数
の記録素子、前記記録素子用ドライバ、前記制御回路、
及び前記高分解能基準信号生成部は、その機能に応じて
前記第１の基板と前記第２の基板とに振り分けられてい
ることが好ましい。

【００３１】前記制御回路は、前記記録素子が形成され
る基板の特性及び状態に応じて、前記高分解能基準信号
生成部の出力信号から前記記録素子用ドライバに与える
駆動パルス信号を生成するものである。

【００３２】また上記のヘッドは、吐出するインク量を
制御するための吐出量制御素子と、前記吐出量制御素子
を駆動するための制御素子用ドライバと、をさらに有
し、前記制御回路は、前記制御素子用ドライバを制御す
るものであることが好ましい。

【００３３】この場合、前記吐出量制御素子は、前記イ
ンクを温めるための発熱素子や、前記吐出口に形成され
るメニスカスを制御するための素子であることが考えら
れる。

【００３４】さらに前記吐出量制御素子、及び制御素子
用ドライバが一つの半導体基板上に形成されることが好
ましい。

【００３５】あるいは、互いに接合されることで、それ
ぞれインクを吐出する吐出口と連通する複数の液流路を
構成するための第１の基板及び第２の基板とを有し、前
記吐出量制御素子、及び制御素子用ドライバは、その機
能に応じて前記第１の基板と前記第２の基板とに振り分
けられていることが好ましい。

【００３６】前記制御回路は、前記吐出量制御素子が形
成される基板の特性及び状態に応じて、前記周期短縮回
路の出力信号から前記制御素子用ドライバに与える駆動
パルス信号を生成するものである。

【００３７】前記基板の特性は前記発熱素子の抵抗値に
応じ、前記基板の状態は前記インクの温度に応じてい
る。

【００３８】一方、本発明のインクジェット記録装置
は、インクを吐出させるためのエネルギーを与える複数
の記録素子、前記複数の記録素子をそれぞれ駆動するた
めの記録素子用ドライバ、及び前記記録素子用ドライバ
を制御する制御回路を有するインクジェット記録ヘッド
と、前記インクジェット記録ヘッドが着脱自在に搭載さ
れ、被記録媒体の表面に沿って走査されるキャリッジ
と、前記インクジェット記録ヘッドに、記録制御に用い
られる複数の信号を送信する本体装置と、を有するイン
クジェット記録装置であって、前記インクジェット記録
ヘッドは、外部から所定の周期で連続的に与えられる入
力信号を用いて該周期よりも短い周期を有する基準信号
を生成する高分解能基準信号生成部と、を有し、該基準
信号を前記制御回路に供給することで記録制御するもの
である。

【００３９】前記インクジェットヘッドは、被記録媒体
の表面に沿って走査されるとともにフレキシブルケーブ
ルによって本体装置からの信号が入力されるものであ
る。

【００４０】また、前記複数の信号の少なくとも一部
は、光によって前記本体装置から前記インクジェット記
録ヘッドに送信されるものである。。

【００４１】上記のようなインクジェット記録装置は、
インクジェット記録ヘッドの内部で記録制御に用いる一
部の信号周期を高分解能とすることができるため、高速
化及び多ノズル化されたインクジェット記録ヘッドに送
信する信号の周期を従来と同程度にすることができる。

【００４２】なお、本発明の説明で用いる「上流」「下
流」とは、液体の供給源から気泡発生領域（または可動
部材）を経て、吐出口へ向かう液体の流れ方向に関し
て、またはこの構成上の方向に関しての表現として用い
られる。

【００４３】

【発明の実施の形態】本発明においては、高分解能基準
信号生成部を、例えば、従来のヒート信号生成部と印字
装置本体との間に構成し、印字装置本体からは従来レベ
ルの周波数のクロック信号を転送してもらい、ヘッドあ
るいはキャリッジ部分において、高分解能基準信号生成
部を形成し、その部分にて前記受け取ったクロック信号
の周波数をアップして高分解能の基準クロック信号を生
成し、ヒート信号生成部に供給する。このようにヘッド
・キャリッジ部分で基準信号を周波数アップして高分解
能とすることで、これからの高周波数駆動ヘッドにおい
ても、精度の良い駆動信号を生成・供給するとともに、
ヘッド内でのセンサ等のフィードバックにも十分に対応
できる。

【００４４】以下、本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。

【００４５】（第１の実施形態）本発明に適用可能な一
実施形態として、インク（液体）を吐出する複数の吐出
口と、互いに接合されることでそれぞれ吐出口と連通す
る複数の液流路を構成するための第１の基板および第２
の基板と、電気エネルギーを液流路内の液体の吐出エネ
ルギーに変換するために各液流路内に配された複数の記
録素子と、記録素子の駆動条件を制御するための、機能
が異なる複数の素子あるいは電気回路とを有し、上記素
子あるいは電気回路がその機能に応じて第１の基板と第
２の基板とに振り分けられているインクジェット記録ヘ
ッドの説明を行う。

【００４６】なお、以下では記録素子として発熱素子
（発熱体）を用いる例で説明するが、記録素子にはピエ
ゾ効果によってインクを吐出させる圧電素子を用いても
よい。

【００４７】図１は、本発明の一実施形態であるインク
ジェット記録ヘッドの液流路方向に沿った断面図であ
る。

【００４８】図１に示すように、このインクジェット記
録ヘッドは、液体に気泡を発生させるための熱エネルギ
ーを与える複数個（図１では１つのみ示す）の記録素子
である発熱体２が並列に設けられた素子基板１と、この
素子基板１上に接合された天板３と、素子基板１および
天板３の前端面に接合されたオリフィスプレート４と、
素子基板１と天板３とで構成される液流路７内に設置さ
れた可動部材６とを有する。

【００４９】素子基板１は、シリコン等の基板上に絶縁
および蓄熱を目的としたシリコン酸化膜または窒化シリ
コン膜を成膜し、その上に、発熱体２を構成する電気抵
抗層および配線をパターニングしたものである。この配
線から電気抵抗層に電圧を印加し、電気抵抗層に電流を
流すことで発熱体２が発熱する。

【００５０】天板３は、各発熱体２に対応した複数の液
流路７および各液流路７に液体を供給するための共通液
室８を構成するためのもので、天井部分から各発熱体２
の間に延びる流路側壁９が一体的に設けられている。天
板３はシリコン系の材料で構成され、液流路７および共
通液室９のパターンをエッチングで形成したり、シリコ
ン基板上にＣＶＤ等の公知の成膜方法により窒化シリコ
ン、酸化シリコンなど、流路側壁９となる材料を堆積し
た後、液流路７の部分をエッチングして形成することが
できる。

【００５１】オリフィスプレート４には、各液流路７に
対応しそれぞれ液流路７を介して共通液室８に連通する
複数の吐出口５が形成されている。オリフィスプレート
４もシリコン系の材料からなるものであり、例えば、吐
出口５を形成したシリコン基板を１０〜１５０μｍ程度
の厚さに削ることにより形成される。なお、オリフィス
プレート４は本発明には必ずしも必要な構成ではなく、
オリフィスプレート４を設ける代わりに、天板３に液流
路７を形成する際に天板３の先端面にオリフィスプレー
ト４の厚さ相当の壁を残し、この部分に吐出口５を形成
することで、吐出口付きの天板とすることもできる。

【００５２】可動部材６は、液流路７を吐出口５に連通
した第１の液流路７ａと、発熱体２を有する第２の液流
路７ｂとに分けるように、発熱体２に対面して配置され
た片持梁状の薄膜であり、窒化シリコンや酸化シリコン
などのシリコン系の材料で形成される。

【００５３】この可動部材６は、液体の吐出動作によっ
て共通液室８から可動部材６を経て吐出口５側へ流れる
大きな流れの上流側に支点６ａを持ち、この支点６ａに
対して下流側に自由端６ｂを持つように、発熱体２に面
した位置に発熱体２を覆うような状態で発熱体２から所
定の距離を隔てて配されている。この発熱体２と可動部
材６との間が気泡発生領域１０となる。

【００５４】上記構成に基づき、発熱体２を発熱させる
と、可動部材６と発熱体２との間の気泡発生領域１０の
液体に熱が作用し、これにより発熱体２上に膜沸騰現象
に基づく気泡が発生し、成長する。この気泡の成長に伴
う圧力は可動部材６に優先的に作用し、可動部材６は図
１に破線で示されるように、支点６ａを中心に吐出口５
側に大きく開くように変位する。可動部材６の変位もし
くは変位した状態によって、気泡の発生に基づく圧力の
伝搬や気泡自身の成長が吐出口５側に導かれ、吐出口５
から液体が吐出する。

【００５５】つまり、気泡発生領域１０上に、液流路７
内の液体の流れの上流側（共通液室８側）に支点６ａを
持ち下流側（吐出口５側）に自由端６ｂを持つ可動部材
６を設けることによって、気泡の圧力伝搬方向が下流側
へ導かれ、気泡の圧力が直接的に効率よく吐出に寄与す
ることになる。そして、気泡の成長方向自体も圧力伝搬
方向と同様に下流方向に導かれ、上流より下流で大きく
成長する。このように、気泡の成長方向自体を可動部材
によって制御し、気泡の圧力伝搬方向を制御すること
で、吐出効率や吐出力または吐出速度等の根本的な吐出
特性を向上させることができる。

【００５６】一方、気泡が消泡工程に入ると、可動部材
６の弾性力との相乗効果で気泡は急速に消泡し、可動部
材６も最終的には図１に実線で示した初期位置に復帰す
る。このとき、気泡発生領域１０での気泡の収縮体積を
補うため、また、吐出された液体の体積分を補うため
に、上流側すなわち共通液室８側から液体が流れ込み、
液流路７への液体の充填（リフィル）が行われるが、こ
の液体のリフィルは、可動部材６の復帰作用に伴って効
率よく合理的かつ安定して行われる。

【００５７】また、本実施形態のインクジェット記録ヘ
ッドは、発熱体２を駆動したりその駆動を制御するため
の回路や素子を有する。これら回路や素子は、その機能
に応じて素子基板１または天板３に分担して配置されて
いる。また、これら回路や素子は、素子基板１および天
板３がシリコン材料で構成されていることから、半導体
ウェハプロセス技術を用いて容易かつ微細に形成するこ
とができる。

【００５８】次に、素子基板１および天板３への回路や
素子の振り分け構成について説明する。

【００５９】図２は、図１に示したインクジェット記録
ヘッドの回路構成を説明するための図であり、同図
（ａ）は素子基板の平面図、同図（ｂ）は天板の平面図
である。なお、図２（ａ）および（ｂ）は、互いの対向
面を表わしている。

【００６０】図２（ａ）に示すように、素子基板１に
は、並列に配列された複数の発熱体２と、画像データに
応じてこれら発熱体２を駆動するドライバ１１と、入力
された画像データをドライバ１１に出力する画像データ
転送部１２と、発熱体２の駆動条件を制御するために必
要なパラメータを測定するセンサ１３とが設けられてい
る。

【００６１】画像データ転送部１２は、シリアルに入力
される画像データを各ドライバ１１にパラレルに出力す
るシフトレジスタ、およびシフトレジスタから出力され
るデータを一時記憶するラッチ回路で構成される。な
お、画像データ転送部１２は、各発熱体２に個別に対応
して画像データを出力するものでもよいし、発熱体２の
並びを複数のブロックに分け、ブロック単位に対応して
画像データを出力するものでもよい。特に、１つのヘッ
ドについて複数のシフトレジスタを備え、記録装置本体
からのデータの転送を複数のシフトレジスタに振り分け
て入力するようにすることで、印字速度の高速化に容易
に対応することもできる。

【００６２】センサ１３としては、発熱体２の近傍の温
度を測定する温度センサや、発熱体２の抵抗値をモニタ
するための抵抗センサ等が用いられる。

【００６３】噴射される液滴の吐出量を考えた場合、そ
の吐出量は主に液体の発泡体積に関係する。液体の発泡
体積は、発熱体２およびその周辺の温度によって変化す
る。

【００６４】そこで、温度センサによって発熱体２およ
び周辺の温度を測定し、その結果に応じ液体吐出のため
のヒートパルスを印加する前に、液体を吐出しない程度
の小さいエネルギーのパルス（プレヒートパルス）を加
え、そのプレヒートパルスのパルス幅や、その出力タイ
ミングを変更することにより発熱体２および周辺の温度
を調整して、一定の液滴を吐出するようにして画像品位
を維持することが行われる。

【００６５】また、発熱体２における、液体を発泡させ
るのに必要なエネルギーを考えた場合、放熱条件が一定
であれば、そのエネルギーは発熱体２の必要な単位面積
当たりの投入エネルギーと発熱体２の面積の積で表わさ
れる。これにより、発熱体２の両端にかかる電圧、発熱
体２を流れる電流およびパルス幅を、その必要なエネル
ギーが得られる値に設定すればよい。ここで発熱体２に
印加される電圧については、インクジェット記録装置本
体の電源により電圧を供給することにより、ほぼ一定に
保持することができる。一方、発熱体２を流れる電流に
ついては、発熱体２の抵抗値が、素子基板１の製造過程
における発熱体２の膜厚のばらつき等により、ロットに
より、あるいは素子基板１によって抵抗値が異なってく
る。従って、印加されるパルス幅が一定で、発熱体２の
抵抗値が設定よりも大きい場合はその流れる電流値が小
さくなり、発熱体２に投入されるエネルギー量が不足し
てしまい、液体を適正に発泡させることができなくな
る。逆に、発熱体２の抵抗値が小さくなると、同じ電圧
を印加しても電流値が設定値よりも大きくなる。この場
合には、発熱体２により過剰なエネルギーが発生され、
発熱体２の損傷や短寿命につながるおそれがある。そこ
で、抵抗センサによって発熱体２の抵抗値を常にモニタ
し、その値により電源電圧やヒートパルス幅を変化さ
せ、発熱体２にほぼ一定のエネルギーが印加されるよう
にする方法もある。すなわち、インクの吐出量を制御す
るための吐出量制御素子が発熱体２自身となる構成であ
る。

【００６６】一方、図２（ｂ）に示すように、天板３に
は、前述したように液流路および共通液室を構成する溝
３ａ，３ｂが形成される他に、素子基板１に設けられた
センサ１３を駆動するセンサ駆動部１７と、センサ駆動
部１７により駆動されたセンサからの出力結果に基づい
て発熱体２の駆動条件を制御する発熱体制御部１６とが
設けられている。なお、天板３には、外部から共通液室
に液体を供給するために、共通液室に連通した供給口３
ｃが開口している。

【００６７】さらに、素子基板１および天板３の接合面
の、互いの対向する部位にはそれぞれ、素子基板１に形
成された回路等と天板３に形成された回路等とを電気的
に接続するための接続用コンタクトパッド１４，１８が
設けられている。また、素子基板１には、外部からの電
気信号の入力端子となる外部コンタクトパッド１５が設
けられている。素子基板１の大きさは天板３の大きさよ
りも大きく、外部コンタクトパッド１５は、素子基板１
と天板３とを接合したときに天板３から露出する位置に
設けられている。

【００６８】ここで、素子基板１および天板３への回路
等の形成手順の一例について説明する。

【００６９】素子基板１については、まず、シリコン基
板上に、上記ドライバ１１、画像データ転送部１２およ
びセンサ１３を構成する回路を半導体ウェハプロセス技
術を用いて形成する。次いで、前述したようにして発熱
体２を形成し、最後に、接続用コンタクトパッド１４お
よび外部コンタクトパッド１５を形成する。

【００７０】天板３については、まず、シリコン基板上
に、上記発熱体制御部１６およびセンサ駆動部１７を構
成する回路を半導体ウェハプロセス技術を用いて形成す
る。次いで、上述したように、成膜技術およびエッチン
グによって、液流路や共通液室を構成する溝３ａ，３ｂ
および供給口３ｃを形成し、最後に、接続用コンタクト
パッド１８を形成する。

【００７１】上記のように構成された素子基板１と天板
３とを位置合わせして接合すると、各液流路に対応して
発熱体２が配置されるとともに、それぞれの接続用パッ
ド１４，１８を介して素子基板１および天板３に形成さ
れた回路等が電気的に接続される。この電気的接続は例
えば、接続用パッド１４，１８に金バンプ等を載せて行
う方法があるが、それ以外の方法でもよい。このよう
に、素子基板１と天板３との電気的接続を接続用コンタ
クトパッド１４，１８によって行うことで、素子基板１
と天板３との接合と同時に、上述した回路同士の電気的
接続を行うことができる。素子基板１と天板３との接合
後に、液流路７の先端にオリフィスプレート４を接合
し、これによりインクジェット記録ヘッドが完成する。

【００７２】なお、図１に示したように本実施形態のイ
ンクジェット記録ヘッドは可動部材６を有しているが、
この可動部材６についても、上述のようにして素子基板
に回路等を形成した後、フォトリソグラフィプロセスを
用いて素子基板１上に形成される。

【００７３】このようにして得られたインクジェット記
録ヘッドをヘッドカートリッジや記録装置に搭載する場
合には、図３に示すように、プリント配線基板２３が搭
載されたベース基板２２上に固定し、液体吐出ヘッドユ
ニット２０とされる。図３において、プリント配線基板
２３には、記録装置のヘッド制御部と電気的に接続され
る複数の配線パターン２４が設けられ、これら配線パタ
ーン２４は、ボンディングワイヤー２５を介して外部コ
ンタクトパッド１５と電気的に接続される。外部コンタ
クトパッド１５は素子基板１のみに設けられているの
で、液体吐出ヘッド２１と外部との電気的接続は、従来
のインクジェット記録ヘッドと同様にして行うことがで
きる。ここでは、外部コンタクトパッド１５を素子基板
１に設けた例について説明したが、素子基板１ではなく
天板３のみに設けてもよい。

【００７４】以上説明したように、発熱体２の駆動や制
御のための各種回路等を素子基板１と天板３とに両者の
電気的接合を考慮した上で振り分けることで、これらの
回路等が１つの基板に集中しなくなるので、インクジェ
ット記録ヘッドの小型化が可能になる。また、素子基板
１に設けられた回路等と天板３に設けられた回路等との
電気的接続を接続用コンタクトパッド１４，１８によっ
て行うことで、ヘッド外部への電気的接続部の数が減
り、信頼性の向上、部品点数の削減、ヘッドのより一層
の小型化を実現することができる。

【００７５】また、上述した回路等を素子基板１と天板
３とに分散させることで、素子基板１の歩留まりを向上
させることができ、その結果、インクジェット記録ヘッ
ドの製造コストを下げることができる。さらに、素子基
板１および天板３を、シリコンという同一材料をベース
とした材料で構成しているため、素子基板１と天板３と
の熱膨張係数が等しくなる。その結果、発熱体２の駆動
により素子基板１および天板３が熱膨張しても両者にず
れは生じなくなり、発熱体２と液流路７との位置精度が
良好に維持される。

【００７６】本実施形態では上述の各回路等をその機能
に応じて振り分けているが、この振り分けの基準となる
考え方について以下に述べる。

【００７７】各発熱体２に個別またはブロック単位に電
気配線接続で対応する回路は、素子基板１に形成する。
図２に示した例では、ドライバ１１および画像データ転
送部１２がこれに相当する。各発熱体２には駆動信号が
パラレルに与えられるので、その信号分だけ配線の引き
回しが必要となる。従って、このような回路を天板３に
形成すると、素子基板１と天板３との接続数が多くなり
接続不良が発生する可能性が高くなるが、素子基板１に
形成することで、発熱体２と上記回路との接続不良が防
止される。

【００７８】制御回路などアナログ的な部分は、熱の影
響を受け易いことから、発熱体２が設けられていない基
板すなわち天板３に設ける。図２に示した例では、発熱
体制御部１６がこれに相当する。

【００７９】センサ１３は、必要に応じて素子基板１に
設けてもよいし、天板３に設けてもよい。例えば抵抗セ
ンサである場合には、抵抗センサは素子基板１上に設け
ないと意味がなかったり測定精度が低下したりするため
素子基板１に設ける。また、温度センサの場合には、ヒ
ータ駆動回路の異常による温度上昇などを検知する場合
には素子基板１上に設けることが好ましいが、後述する
インクを介しての温度上昇によりインクの状態を判断し
たい場合には、天板３、或いは素子基板１と天板３との
双方に設けることが好ましい。

【００８０】その他、各発熱体２に個別にもブロック単
位にも電気配線接続で対応していない回路、必ずしも素
子基板１に設けなくてもよい回路、天板３に設けても測
定精度には影響しないセンサ等は、素子基板１および天
板３のいずれか一方に集中しないように必要に応じて素
子基板１または天板３に形成する。図２に示した例で
は、センサ駆動部１７がこれに相当する。

【００８１】上記の考え方に基づいて各回路やセンサ等
を素子基板１と天板３とに設けることで、素子基板１と
天板３との電気的接続数をできるだけ少なくしつつも、
各回路やセンサ等をバランスよく振り分けることができ
る。

【００８２】以上、本発明の基本的な構成についての実
施形態を説明したが、以下に、上述した回路等の具体的
な例について説明する。

【００８３】〈発熱体への印加エネルギーを制御する
例〉図４は、センサ出力に応じて発熱体への印加エネル
ギーを制御する例の素子基板および天板の回路構成を示
す図である。

【００８４】図４（ａ）に示すように、素子基板３１に
は、一列に配列された発熱体３２と、ドライバとして機
能するパワートランジスタ４１と、パワートランジスタ
４１の駆動を制御するためのＡＮＤ回路３９と、パワー
トランジスタ４１の駆動タイミングを制御するための駆
動タイミング制御ロジック回路３８と、シフトレジスタ
およびラッチ回路で構成される画像データ転送回路４２
と、発熱体３２の抵抗値を検出するランクヒータ４３と
が形成されている。

【００８５】駆動タイミング制御ロジック回路３８は、
装置の電源容量を少なくする目的で、全ての発熱体３２
を同時に通電するのではなく発熱体３２を分割駆動して
時間をずらして通電するためのものであり、この駆動タ
イミング制御ロジック回路３８を駆動するイネーブル信
号（ヘッド駆動時分割信号）は、外部コンタクトパッド
であるイネーブル信号入力端子４５ｋ〜４５ｎから入力
される。

【００８６】また、素子基板３１に設けられる外部コン
タクトパッドとしては、イネーブル信号入力端子４５ｋ
〜４５ｎの他に、発熱体３２の駆動電源の入力端子４５
ａ、パワートランジスタ４１の接地端子４５ｂ、発熱体
３２を駆動するエネルギーを制御するために必要な信号
用の入力端子４５ｃ〜４５ｅ、ロジック回路の駆動電源
端子４５ｆ、接地端子４５ｇ、画像データ転送回路４２
のシフトレジスタに入力されるシリアルデータの入力端
子４５ｉおよびこれに同期するシリアルクロック信号の
入力端子４５ｈ、ラッチ回路に入力されるラッチクロッ
ク信号の入力端子４５ｊがある。

【００８７】一方、図４（ｂ）に示すように、天板３３
には、ランクヒータ４３を駆動するためのセンサ駆動回
路４７と、ランクヒータ４３からの出力をモニタしその
結果に応じて発熱体３２への印加エネルギーを制御する
ための駆動信号制御回路４６と、ランクヒータ４３で検
出された抵抗値データあるいは抵抗値からランク分けさ
れたコード値、および予め測定されている各発熱体３２
による液体吐出量特性（一定温度で、所定のパルス印加
における液体吐出量）をヘッド情報として記憶し駆動信
号制御回路４６に出力するメモリ４９と、駆動信号制御
回路４６に入力される基準クロックＣＬＫの周期を短く
するための周期短縮回路であるＰＬＬ（Phase Locked L
oop）回路５０とが形成されている。

【００８８】また、接続用コンタクトパッドとして、素
子基板３１および天板３２には、ランクヒータ４３とセ
ンサ駆動回路４７とを接続する端子４４ｇ，４４ｈ，４
８ｇ，４８ｈ、外部から上記発熱体３２を駆動するエネ
ルギーを制御するために必要な信号用の入力端子４５ｃ
〜４５ｅと駆動信号制御回路４６とを接続する端子４４
ｂ〜４４ｄ，４８ｂ〜４８ｄ、駆動信号制御回路４６の
出力をＡＮＤ回路３９の一方の入力端子に入力させるた
めの端子４８ａ等が設けられている。

【００８９】ＰＬＬ回路５０は、例えば、図５に示すよ
うに、入力される２つの信号の位相差を検出する位相比
較器７１と、位相比較器７１の出力パルスを平滑化する
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７２と、ローパスフィルタ
７２の出力電圧に比例する周波数のパルス信号を出力す
る電圧制御発振器（ＶＣＯ）７３と、電圧制御発振器７
３の出力パルスの周波数を分周する分周器７４とによっ
て構成される。

【００９０】図５に示したＰＬＬ回路は、位相比較器７
１に入力される２つの信号の位相（周波数）が一致する
ように動作するため、電圧制御発振器７３からは分周器
７４の分周比（１／Ｎ）によって決まる入力信号のＮ倍
の周波数（１／Ｎの周期）のパルス信号が得られる。

【００９１】ＰＬＬ回路５０は、端子４８ｄと駆動信号
制御回路４６間に挿入され、端子４８ｄ，４４ｄを介し
て入力される基準クロックＣＬＫの周期を１／Ｎ倍にす
る。なお、駆動信号制御回路４６は画像データを転送す
るためのクロックＤＣＬＫを用いて動作する場合もある
が、その場合もＰＬＬ回路５０によってクロックＤＣＬ
Ｋの周期が１／Ｎ倍にされて駆動信号制御回路４６に入
力される。

【００９２】以上の構成における信号の流れについて説
明する。図６は本実施形態の信号の流れ図である。

【００９３】まず、装置本体のヘッド駆動制御回路部
で、ヒート信号を生成するために用いられる基準入力信
号と、DCLK、DATA、LATCHといった画像データの転送に
用いられる画像データ等転送信号と、ヘッド駆動時分割
信号（BENB₁〜_n）と、が生成され、ヘッド側に出力され
る。

【００９４】これらの信号のうち、基準入力信号は駆動
信号制御回路４６に入力される前に高分解能基準信号生
成部５０に入力され、基準入力信号から高分解能を有す
るクロック信号(CLK)が生成される。駆動信号制御回路
４６は、高分解能を有するクロック信号と画像データ等
転送信号の一部の信号をもとにメモリー４９に記憶され
たセンサーからの情報によって補正を行ってヒーター駆
動時間決定信号を生成し、このヒーター駆動時間決定信
号を駆動タイミング制御回路３８およびAND回路３９に
出力する。

【００９５】一方、画像データ転送回路４２にはシリア
ル入力の画像データを含む画像データ等転送信号が入力
され、ラッチされた画像データとして駆動タイミング制
御回路３８およびAND回路３９に出力される。さらに駆
動タイミング制御回路３８およびAND回路３９には、ヘ
ッド駆動時分割信号が入力され、これらの信号により、
吐出用ヒーターの駆動を行う。

【００９６】より具体的には、発熱体３２の抵抗値がラ
ンクヒータ４３で検出され、その結果がメモリ４９に記
憶される。駆動信号制御回路４６では、メモリ４９に記
憶された抵抗値データおよび液体吐出量特性に応じて発
熱体３２の駆動パルス信号の立ち上がりデータおよび立
ち下がりデータを決定し、端子４８ａ，４４ａを介して
ＡＮＤ回路３９に出力する。一方、シリアルで入力され
た画像データは、画像データ転送回路４２のシフトレジ
スタに記憶され、ラッチ信号によりラッチ回路にラッチ
されて、駆動タイミング制御回路３８を介してＡＮＤ回
路３９に出力される。これにより、立ち上がりデータお
よび立ち下がりデータに応じてヒートパルスのパルス幅
が決定され、このパルス幅で発熱体３２への通電が行わ
れる。その結果、発熱体３２にはほぼ一定のエネルギー
が印加される。

【００９７】ここで、本実施形態では、駆動信号制御回
路４６を動作させるための基準クロックＣＬＫの周期を
ＰＬＬ回路５０によって１／Ｎ倍にしているため、高速
化及び多ノズル化されたインクジェット記録ヘッドに対
応可能な駆動パルス信号を高分解能で精度よく生成する
ことができる。

【００９８】上述したように、基準クロックＣＬＫはイ
ンクジェット記録装置の本体装置からキャリッジ上に搭
載されたインクジェット記録ヘッドにフレキシブル基板
等のケーブルを介して伝送される。本実施形態では、基
準クロックＣＬＫの周波数が、高速化及び多ノズル化さ
れたインクジェット記録ヘッドであっても、従来と同様
に１ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ程度で済むため、ケーブルから
発生する不要な放射ノイズを低減することが可能にな
り、パルス波形のなまりも少なくて済むためインクジェ
ット記録ヘッドの誤動作が防止される。

【００９９】また、上記構成によってインクジェット記
録ヘッドに送信する基準クロックＣＬＫの周波数が従来
と同程度で済むため、図７に示すように、本体装置８１
の光データ送信部８３からインクジェット記録ヘッドが
搭載されたキャリッジ８２の光データ受信部８４に信号
光を照射することでも基準クロックを送信することが可
能になる。この場合、パルス波形のなまりと共に、放射
ノイズがより低減されたインクジェット記録装置８０を
得ることができる。なお、光データ受信部８４はキャリ
ッジ８２ではなく、インクジェット記録ヘッドに設けら
れていてもよい。

【０１００】また、吐出口に形成されるメニスカスの位
置を制御するために、各液流路内に発熱素子あるいは圧
電素子が設けられる構成においても、ＰＬＬ回路５０に
よって周期が１／Ｎ倍にされたクロックを用いてそれら
の駆動パルス信号を生成することで、インクの吐出量を
高精度に制御することができる。

【０１０１】なお、メモリ４９及びＰＬＬ回路５０につ
いては、素子基板３１側のスペースが許せば、天板３３
ではなく素子基板３１に設けてもよい。部品コスト、実
装コストは若干上がるが、本課題を解決するため、素子
基板とは別の基板上、あるいはインクジェット記録ヘッ
ドと共に移動するキャリッジ内にＰＬＬ回路５０を設け
て、クロック周期を短くしてもよい。

【０１０２】上述のように、良好な画像品位を得るため
に発熱体３２の駆動を制御しても、共通液室内に気泡が
発生し、これが液体のリフィルとともに液流路内に移動
してくると、共通液室内には液体が存在するにもかかわ
らず、液体が吐出されないという不具合が発生する場合
がある。

【０１０３】そこで、これに対処するために、詳細は後
述するが、各液流路内（特に発熱体３２の近傍）での液
体の有無を検出するセンサを設け、さらに、このセンサ
で液体がないことが検出されたらその結果を外部に出力
させる処理回路を天板３３に設けてもよい。そして、こ
の処理回路からの出力に基づき、インクジェット記録装
置側で、ヘッド内の液体を吐出口から強制的に吸引する
ようにすれば、液流路内の気泡を除去することができ
る。上記の液体の有無を検出するセンサとしては、液体
を介しての抵抗値の変化により検出するものや、液体が
存在しない場合の発熱体の異常昇温を検出するものを用
いることができる。

【０１０４】〈素子基板の温度を制御する例〉図１５
は、センサ出力に応じて素子基板の温度を制御する例の
素子基板および天板の回路構成を示す図である。

【０１０５】この例では、図１５（ａ）に示すように、
素子基板５１に、液体吐出用の発熱体５２とは別に、イ
ンクの吐出量を制御するための吐出量制御素子として、
素子基板５１の温度を調節するために素子基板５１自体
を加熱する保温ヒータ５５と、その保温ヒータ５５のド
ライバとなるパワートランジスタ５６とが、図４（ａ）
に示した素子基板３１に対して付加されている。また、
センサ６３としては、素子基板５１の温度を測定する温
度センサが用いられる。

【０１０６】一方、図１５（ｂ）に示すように、天板５
３には、センサ６３を駆動するためのセンサ駆動回路６
７と、液体吐出量特性が記憶されているメモリ６９の他
に、センサ６３からの出力をモニタし、その結果に応じ
て保温ヒータ５５の駆動を制御するための保温ヒータ制
御回路６６が形成されている。保温ヒータ制御回路６６
はコンパレータを有しており、素子基板５１の必要とさ
れる温度に基づいて予め決定された閾値とセンサ６３か
らの出力とを比較し、閾値よりもセンサ６３からの出力
が大きい場合に、保温ヒータ５５を駆動するための保温
ヒータ制御信号を出力する。上記の素子基板５１の必要
とされる温度とは、このインクジェット記録ヘッド内の
液体の粘性が安定吐出範囲にあるような温度である。そ
して、保温ヒータ制御回路６６から出力される保温ヒー
タ制御信号を、素子基板５１に形成された保温ヒータ用
のパワートランジスタ５６に入力させるための端子６４
ａ，６８ａが、接続用コンタクトパッドとして素子基板
５１および天板５３に設けられている。その他の構成は
図４に示した構成と同様である。

【０１０７】上記の構成により、センサで６３の出力結
果に応じて、保温ヒータ制御回路６６により保温ヒータ
５５が駆動され、素子基板５１の温度が所定の温度に保
たれる。その結果、インクジェット記録ヘッド内の液体
の粘性が安定吐出範囲に保たれ、良好な吐出が可能とな
る。また、保温ヒータ制御回路６６を動作させるための
基準クロックの周期を、図４に示した構成と同様にＰＬ
Ｌ回路によって短くしているため、高い分解能で温度ヒ
ータ５５の駆動パルス信号を生成することが可能であ
り、より高精度な温度制御が可能になる。

【０１０８】なお、センサ６３には、固体差による出力
値のばらつきがある。さらに正確な温度調節を行いたい
場合には、このばらつきを補正するために、ヘッド情報
として出力値のばらつきの補正値をメモリ６９に記憶さ
せ、メモリ６９に記憶された補正値に応じて、保温ヒー
タ制御回路６６に設定された閾値を調整してもよい。

【０１０９】ところで、図１に示した実施形態では、液
流路７を構成するための溝は天板３に形成し、吐出口５
が形成された部材（オリフィスプレート４）も素子基板
１及び天板３とは別の部材で構成した例を示したが、本
発明が適用されるインクジェット記録ヘッドの構造は、
これに限られるものではない。

【０１１０】例えば、天板の端面にオリフィスプレート
の厚さ相当の壁を残しておき、この壁に、イオンビーム
加工や電子ビーム加工等により吐出口を形成すれば、オ
リフィスプレートを用いずにインクジェット記録ヘッド
を構成することができる。また、天板に溝を形成するこ
とによってではなく素子基板に流路側壁を形成すれば、
発熱体に対する液流路の位置精度が向上し、かつ、天板
の形状を簡易なものとすることができる。可動部材はフ
ォトリソグラフィプロセスを利用して天板に形成するこ
とができるが、このように素子基板に流路側壁を設けた
構成とした場合には、素子基板への可能部材の形成と同
時に素子基板を形成することもできる。

【０１１１】次に、温度センサを用いたインク有無検知
及び検出結果に伴うヘッド駆動動作について、図１６〜
図２０を用いて説明する。

【０１１２】図１６〜図２０はいずれも本発明のインク
ジェット記録ヘッドの素子基板及び天板の回路構成の変
形例を説明するための概略説明図であり、各図いずれも
（ａ）は素子基板の平面図、（ｂ）は天板の平面図を示
している。なお、これらの図は、図２と同様に、各図の
（ａ）と（ｂ）とで互いの対向面を図示しており、各図
の（ｂ）における点線部は、素子基板と接合した時の液
室及び流路の位置を示している。

【０１１３】なお、図１６〜図２０で示されるヘッド
は、素子基板４０１に流路壁４０１ａが設けられた構造
の場合を例として描いているが、素子基板及び天板の構
造に関しては、上述したいずれの形態にも適用できるも
のである。また、以下の各説明において、特に断りのな
い限りは、図１６〜図２０に示す各実施例をそれぞれ組
合わせた形態も本発明に含まれるものであることは言う
までもない。なお、以下の説明では、共通の機能を有す
る部分については、同じ符号を用いて説明している。

【０１１４】図１６（ａ）において、素子基板４０１に
は、前述したように流路に対応して並列に配列された複
数の発熱体４０２と、共通液室内に設けられたサブヒー
タ４５５と、画像データに応じてこれら発熱体４０２を
駆動するドライバ４１１と、入力された画像データをド
ライバ４１１に出力する画像データ転送部４１２が設け
られており、ノズルを形成するための流路壁４０１ａ
や、共通液室を形成するための液室枠４０１ｂが設けら
れている。

【０１１５】一方、図１６（ｂ）において、天板４０３
には、共通液室内の温度を測定するための温度センサ４
１３と、温度センサ４１３を駆動するセンサ駆動部４１
７と、温度センサの出力に基づいて前記発熱抵抗素子の
駆動を制限または停止する制限回路４５９と、センサ駆
動部４１７及び制限回路４５９の信号に基づいて発熱体
４０２の駆動条件を制御する発熱体制御部４１６とが設
けられるとともに、外部から共通液室に液体を供給する
ために、共通液室に連通した供給口４０３ａが開口して
いる。

【０１１６】さらに、素子基板４０１および天板４０３
の接合面の、互いの対向する部位にはそれぞれ、素子基
板４０１に形成された回路等と天板４０３に形成された
回路等とを電気的に接続するための接続用コンタクトパ
ッド４１４，４１８が設けられている。また、素子基板
４０１には、外部からの電気信号の入力端子となる外部
コンタクトパッド４１５が設けられている。素子基板４
０１の大きさは天板４０３の大きさよりも大きく、外部
コンタクトパッド４１５は、素子基板４０１と天板４０
３とを接合したときに天板４０３から露出する位置に設
けられている。

【０１１７】上記のように構成された素子基板４０１と
天板４０３とを位置合わせして接合すると、各液流路に
対応して発熱体４０２が配置されるとともに、それぞれ
の接続用コンタクトパッド４１４，４１８を介して素子
基板４０１および天板４０３に形成された回路等が電気
的に接続される。

【０１１８】第１の基板（素子基板４０１）と第２の基
板（天板４０３）との間には、数十μｍというスペース
にインクが満たされるようになっている。このため、サ
ブヒータ４５５による加熱を行なった際に、インクの有
無によって第２基板への熱の伝わりかたに差が生じる。
そこで、この熱の伝わりかたの差をＰＮ接合を利用した
ダイオードセンサ等により構成される温度センサ４１３
で検知することで、液室内のインクの有無を検知するこ
とが可能となる。そこで、この温度センサ４１３による
検出結果に応じて、例えば温度センサ４１３がインクが
あるときと比べて異常な温度を検知した場合には前述の
制限回路４５９により、発熱体４０２への駆動を制限、
あるいは停止したり、本体へ異常を知らせる信号を出力
したりすることで、ヘッドの物理的な損傷を防止し、常
に安定した吐出性能を発揮することのできるヘッドを提
供することができる。

【０１１９】特に、本発明の場合には、上述の温度セン
サ、及び制限回路を半導体ウェハプロセスにより製造す
ることができるので、最適な位置に素子を配置すること
ができるとともに、ヘッド自体のコストアップをするこ
となくヘッドの損傷防止機能を付加することができる。

【０１２０】図１７は、図１６の変形例を示す説明図で
あり、図１７に示される変形例では、サブヒータではな
く、吐出用のヒータすなわち発熱体４０２を用いている
点が前述の図１６に示す形態と異なっている。図１７に
示す変形例では、温度センサ４１３は発熱体４０２と対
向する天板４０３上の領域に設けられており、発熱体４
０２で発泡しないレベルの短パルス、あるいは低電圧で
駆動したときの温度を検出することで、インク有無検知
を行なうようにしたものである。インク有無検知を行う
他、液体の吐出動作を行いながら温度をモニターし、駆
動にフィードバックすることも可能である。本変形例の
構成は、共通液室にサブヒータを配置しづらい場合は特
に有効である。また、本変形例では、発熱体制御部４１
６によって、温度センサ４１３の出力に基づくヘッド駆
動の制限あるいは停止が行われている。

【０１２１】図１８に示す変形例は、図１７に示す変形
例と比較して、温度センサ４１３を異なる発熱体４０２
に対応する複数のグループ（図面上では４１３ａ，４１
３ｂ、４１３ｃ...と一つ一つのノズルに対応）を形成
するように配置している点が異なっている。発熱体４０
２は選択的に駆動できることから、このように複数の温
度センサを設けることで、より細かい部分でのインク有
無など、インクの状態の検知を行うことができる。

【０１２２】さらに、本実施例のように各発熱体４０２
に一対一で対応するように温度センサを設けることで、
液体吐出時の温度変化をノズル単位に検出することがで
き、ノズル内のインクの有無、さらには発泡状態を温度
で検出することが可能となる。各ノズル毎のインク切れ
による部分的な不吐出の検知については、図２０で説明
するようなメモリを設け、メモリ内に保持される正常吐
出の場合のデータとの比較により行なってもよいし、隣
接する複数のノズルのデータと比較すること（例えば４
１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃ....で４１３ｂだけ異常な
出力となった場合は、４１３ｂについて異常と判定す
る）により行なってもよい。

【０１２３】なお、この場合、発熱体４０２に対して各
温度センサ４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃ...は電気配
線接続で対応しているわけではないので、天板４０３に
設けていても配線が複雑になる等の問題はない。また、
複数のセンサを設ける場合であっても、本発明のように
半導体ウェハプロセスにより製造することで、コストの
上昇を招くことはない。したがって後述するフルライン
ヘッドにおいて採用することは、特に好ましい。

【０１２４】図１９に示す変形例は、図１７に示す変形
例と比較して、素子基板４０１及び天板４０３の両方に
温度センサ４１３ａ、４１３ｂを備えている点が異なっ
ている。いずれか一方の基板にのみ温度センサが配置さ
れている場合には、外気温やヘッドの状態（例えば印字
終了直後など）によってインク有無のしきい値が変化
し、制御が難しくなる場合であっても、加熱時の２つの
センサの温度上昇の差を測定することで、一方の基板に
しかセンサがない場合に比べより容易かつより正確にイ
ンク有無などのインクの状態の検知をすることができる
という利点がある。

【０１２５】図２０に示す変形例は、図１９に示す変形
例に比べて、ヘッドの製造工程においてインクがない場
合とある場合とでの発熱抵抗素子の加熱時の温度変化を
ヘッド情報として記憶し発熱体制御部４１６に出力する
メモリ４６９を有している点が異なっている。このよう
にメモリ４６９を備えて、メモリ４６９の値とセンサの
出力とを比較することで、より精度の高いインク有無検
知を行うことができる。

【０１２６】もちろん、このメモリ内には前述の実施例
で説明したように、予め測定されている各発熱体４０２
による液体吐出量特性（一定温度で、所定のパルス印加
における液体吐出量）や、使用するインク等のヘッド情
報を保持していてもよい。

【０１２７】以上が、基本構成をベースに展開した本発
明のポイントであるが、本発明では必ずしも印字装置本
体からの基準信号を個別に要求しなくても良いし、また
基準入力信号から生成される信号はヒート信号(ヒータ
ー駆動時間決定信号)に限られる必要性はない。その例
を以下に示す。

【０１２８】（第２の実施形態）図８は、本発明の第2
の実施形態を示す信号の流れ図である。

【０１２９】図６と共通の部分は説明を省略する。

【０１３０】本実施形態ではイネーブル信号は、イネー
ブル信号生成部で高分解能基準信号と画像データ等転送
信号から生成されている。本実施形態ではイネーブル信
号を外部より供給する必要がないので、信号線の数を減
らすことができるという効果を奏する。なお、図８では
データ等転送信号を用いてヒートパルス情報を得ている
が、EEPROM等の不揮発性メモリをヘッドが有しており、
このメモリを制御する構成が付加されている形態でもよ
い。また、イネーブル信号生成部に入力される高分解能
基準信号と駆動信号制御回路に入力される高分解能基準
信号との周期は同期さえしていれば必ずしも同じでなく
ともよい。

【０１３１】（第３の実施形態）図９は、本発明の第３
の実施形態を示す信号の流れ図である。

【０１３２】図６と共通の部分は説明を省略する。

【０１３３】先の第2の実施形態ではイネーブル信号は
高分解能基準信号と画像データ等転送信号から生成され
ていたが、本実施形態では、高分解能基準信号生成部に
入力される前の基準入力信号と画像データ等転送信号か
ら生成されている。イネーブル信号は、ヒート信号に対
して分解能が小さくてもよいので、一部のヒータ駆動制
御信号について高分解能基準信号生成部を通さずにもと
の基準入力信号を活用してもよいものである。ここで、
必要以上に分解能を小さくすると、高分解能基準信号(C
LK)をカウントする部分の構成が大きくなる(カウント値
が大きいと回路も大きくなるため)デメリットもあり、
必要に応じて高分解能基準信号生成部を通す信号と通さ
ない信号とを混在させることも有効である。

【０１３４】（第４の実施形態）図１０は、本発明の第
４の実施形態を示す信号の流れ図である。

【０１３５】図６と共通の部分は説明を省略する。

【０１３６】本実施形態では、データ転送に用いられる
データクロック信号を基準入力信号として用いる例を示
す。この構成によれば、先の第2の実施形態よりもさら
に信号線の数を減らすことが可能となる。本実施形態で
は、データ転送のデータ数によってクロック数に制約が
出るため、第3の実施形態のように高分解能基準信号生
成部を通す信号と通さない信号とを混在させることが有
効となる。

【０１３７】（第５の実施形態）図１１は、本発明の第
５の実施形態を示す信号の流れ図である。

【０１３８】図６と共通の部分は説明を省略する。

【０１３９】本実施形態では、キャリッジを含むヘッド
内に基準入力信号を生成するための発振器を設けた構成
を示す。このようにすることで基準入力信号用の信号線
をなくすことができるものである。ただし、本形態の場
合、発信機は温度の影響を受けやすいためヘッドの発熱
部から遠ざける目的でキャリッジ部に設けてある。ま
た、本実施形態では高分解能基準信号生成部はキャリッ
ジ上に設けてあるが、キャリッジ上においても配線の引
き回し等により基準信号の波形のなまり、放射ノイズの
影響ができる場合があるので、高分解能基準信号生成部
は、図12に示すようにヘッド内部、さらには、図13に示
すようにヘッド基板内に設けられることが望ましい。

【０１４０】（第６の実施形態）図１４は、本発明の第
６の実施形態を示す信号の流れ図である。

【０１４１】図６と共通の部分は説明を省略する。

【０１４２】本実施形態では基準入力信号を単一の信号
ではなく、他の複数のロジック信号を用いて高分解能基
準信号を生成する構成を示す。ここでは、高分解能基準
信号を複数のイネーブル信号を用いて形成する。具体的
には複数のイネーブル信号のタイミングのずれを利用し
て基準となる信号とし、どのイネーブル信号よりも周波
数の高い高分解能基準信号を生成する。本構成によれば
基準入力信号線をなくすことができる。

【０１４３】以上、本発明の要部の実施例についての説
明を行ったが、以下に、本発明に好ましく適用可能な他
の適用例について説明を行う。

【０１４４】まず、上記実施の形態に係るインクジェッ
ト記録ヘッドを搭載したインクジェット記録ヘッドカー
トリッジを概略説明する。

【０１４５】図２１は、前述したインクジェット記録ヘ
ッドを含むインクジェット記録ヘッドカートリッジの模
式的分解斜視図であり、インクジェット記録ヘッドカー
トリッジは、主に液体吐出ヘッド部２００と液体容器１
４０とから概略構成されている。

【０１４６】液体吐出ヘッド部２００は、素子基板１５
１、吐出口が開口した天板１５３、押さえバネ１２８、
液体供給部材１３０、アルミベースプレート（支持体）
１２０等から成っている。素子基板１５１には、前述の
ように液体に熱を与えるための発熱抵抗体が、複数個、
列状に設けられている。この素子基板１５１と天板１５
３との接合によって、吐出される液体が流通する液流路
（不図示）が形成される。押さえバネ１２８は、天板１
５３に素子基板１５１方向への付勢力を作用させる部材
であり、この付勢力により素子基板１５１、天板１５３
と、後述する支持体１２０とを良好に一体化させてい
る。天板と素子基板とを例えば接着剤などで接合する場
合には、この押さえバネはなくてもよい。支持体１２０
は、素子基板１５１等を支持するためのものであり、こ
の支持体１２０上にはさらに素子基板１５１に接続し電
気信号を供給するためのプリント配線基板１２３や、装
置側と接続することで装置側と電気信号のやりとりを行
うためのコンタクトパッド１２４が配置されている。

【０１４７】液体容器１４０は、液体吐出ヘッド部２０
０に供給される液体を収容している。液体容器１４０の
外側には、液体吐出ヘッド部２００と液体容器１４０と
の接続を行う接続部材を配置するための位置決め部１４
４と、接続部材を固定するための固定軸１４５が設けら
れている。液体の供給は、液体容器１４０の液体供給路
１４２、１４３から接続部材を介して液体供給部材１３
０の液体供給１３１、１３２に供給され、各部材の液供
給路１３３、１２９、１５３ｃを介して共通液室に供給
される。ここでは液体容器１４０から液体供給部材１３
０への液体の供給を２つの経路に分けて行っているが、
必ずしも分けなくてもよい。

【０１４８】なお、この液体容器１４０には、液体の消
費後に液体を再充填して使用してもよい。このためには
液体容器１４０に液体注入口を設けておくことが望まし
い。又、液体吐出ヘッド部２００と液体容器１４０とは
一体であってもよく、分離可能としてもよい。

【０１４９】図２２は、前述のインクジェット記録ヘッ
ドを搭載したインクジェット記録装置の概略構成を示し
ている。本実施例の形態では特に吐出液体としてインク
を用いたインクジェット記録装置ＩＪＲＡを用いて説明
する。インクジェット記録装置のキャリッジ（走査装
置）ＨＣは、インクを収容する液体容器１４０と液体吐
出ヘッド部２００とが着脱可能なヘッドカートリッジを
搭載しており、被記録媒体搬送手段で搬送される記録紙
等の被記録媒体１７０の幅方向（矢印ａ，ｂ方向）に往
復移動する。なお、液体容器と液体吐出ヘッド部とは互
いに分離可能な構成になっている。

【０１５０】図２２では不図示の駆動信号供給手段から
フレキシブルケーブルを介してキャリッジＨＣ上の液体
吐出手段に駆動信号が供給されると、この信号に応じて
液体吐出ヘッド部２００から被記録媒体１７０に対して
記録液体が吐出される。

【０１５１】また、本例のインクジェット記録装置にお
いては、被記録媒体搬送手段とキャリッジＨＣを駆動す
るための駆動源としてのモータ１６１、駆動源からの動
力をキャリッジＨＣに伝えるためのギア１６２、１６
３、及びキャリッジ軸１６４等を有している。この記録
装置によって、各種の被記録媒体に対して液体を吐出す
ることで良好な画像の記録物を得ることができた。

【０１５２】図２３は、本発明のインクジェット記録ヘ
ッドを適用したインクジェット記録装置を動作させるた
めの装置全体のブロック図である。

【０１５３】記録装置は、ホストコンピュータ３００よ
り印字情報を制御信号として受ける。印字情報は印字装
置内部の入出力インタフェイス３０１に一時保存される
と同時に、記録装置内で処理可能なデータに変換され、
ヘッド駆動信号供給手段を兼ねるＣＰＵ３０２に入力さ
れる。ＣＰＵ３０２はＲＯＭ３０３に保存されている制
御プログラムに基づき、前記ＣＰＵ３０２に入力された
データをＲＡＭ３０４等の周辺ユニットを用いて処理
し、印字するデータ（画像データ）に変換する。

【０１５４】またＣＰＵ３０２は前記画像データを記録
用紙上の適当な位置に記録するために、画像データに同
期して記録用紙およびヘッド２００を移動する駆動用モ
ータ３０６を駆動するための駆動データを作る。画像デ
ータおよびモータ駆動データは、各々ヘッドドライバ３
０７と、モータドライバ３０５を介し、ヘッド２００お
よび駆動モータ３０６に伝達され、それぞれ制御された
タイミングで駆動され画像を形成する。

【０１５５】上述のような記録装置に適用でき、インク
等の液体の付与が行われる被記録媒体としては、各種の
紙やＯＨＰシート、コンパクトディスクや装飾板等に用
いられるプラスチック材、布帛、アルミニュウムや銅等
の金属材、牛皮、豚皮、人工皮革等の皮革材、木、合板
等の木材、竹材、タイル等のセラミックス材、スポンジ
等の三次元構造体等を対象とすることができる。

【０１５６】また、上記記録装置として、各種の紙やＯ
ＨＰシート等に対して記録を行うプリンタ装置、コンパ
クトディスク等のプラスチック材に記録を行うプラスチ
ック用記録装置、金属板に記録を行う金属用記録装置、
皮革に記録を行う皮革用記録装置、木材に記録を行う木
材用記録装置、セラミックス材に記録を行うセラミック
ス用記録装置、スポンジ等の三次元網状構造体に対して
記録を行う記録装置、又、布帛に記録を行う捺染装置等
をも含むものである。

【０１５７】また、これらのインクジェット記録装置に
用いる吐出液としては、夫々の被記録媒体や記録条件に
合わせた液体を用いればよい。

【０１５８】次に、本発明のインクジェット記録ヘッド
をパーマネントタイプの記録ヘッドとして用い、被記録
媒体に対して記録を行う、インクジェット記録システム
の一例を説明する。

【０１５９】図２４は、前述した本発明のインクジェッ
ト記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置の構成を
説明するための模式図である。本実施の形態におけるイ
ンクジェット記録ヘッドは、被記録媒体の記録可能幅に
対応した長さに３６０ｄｐｉの間隔で吐出口を複数配し
たフルライン型のヘッドであり、イエロー（Ｙ）、マゼ
ンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色に
対応した４つのヘッド２０１ａ〜２０１ｄをホルダ２０
２によりＸ方向に所定の間隔を持って互いに平行に固定
支持されている。

【０１６０】これらのヘッド２０１ａ〜２０１ｄに対し
てそれぞれ駆動信号供給手段を構成するヘッドドライバ
３０７から信号が供給され、この信号に基づいて各ヘッ
ド２０１ａ〜２０１ｄの駆動が成される。各ヘッド２０
１ａ〜２０１ｄには、吐出液としてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの
４色のインクがそれぞれインク容器２０４ａ〜２０４ｄ
から供給されている。

【０１６１】また、各ヘッド２０１ａ〜２０１ｄの下方
には、内部にスポンジ等のインク吸収部材が配されたヘ
ッドキャップ２０３ａ〜２０３ｄが設けられており、非
記録時に各ヘッド２０１ａ〜２０１ｄの吐出口を覆うこ
とでヘッド２０１ａ〜２０１ｄの保守を成すことができ
る。

【０１６２】符号２０６は、先の例で説明したような各
種、被記録媒体を搬送するための搬送手段を構成する搬
送ベルトである。搬送ベルト２０６は、各種ローラによ
り所定の経路に引き回されており、モータドライバ３０
５に接続された駆動用ローラにより駆動される。

【０１６３】本インクジェット記録装置においては、記
録を行う前後に被記録媒体に対して各種の処理を行う前
処理装置２５１および後処理装置２５２をそれぞれ被記
録媒体搬送経路の上流と下流に設けている。

【０１６４】前処理と後処理は、記録を行う被記録媒体
の種類やインクの種類に応じて、その処理内容が異なる
が、例えば、金属、プラスチック、セラミックス等の被
記録媒体に対しては、前処理として、紫外線とオゾンの
照射を行い、その表面を活性化することでインクの付着
性の向上を図ることができる。また、プラスチック等の
静電気を生じやすい被記録媒体においては、静電気によ
ってその表面にゴミが付着しやすく、このゴミによって
良好な記録が妨げられる場合がある。このため、前処理
としてイオナイザ装置を用い被記録媒体の静電気を除去
することで、被記録媒体からゴミの除去を行うとよい。
また、被記録媒体として布帛を用いる場合には、滲み防
止、染着率の向上等の観点から布帛にアルカリ性物質、
水溶性物質、合成高分子、水溶性金属塩、尿素およびチ
オ尿素から選択される物質を付与する処理を前処理とし
て行えばよい。前処理としては、これに限らず、被記録
媒体の温度を記録に適切な温度にする処理等であっても
よい。

【０１６５】一方、後処理は、インクが付与された被記
録媒体に対して熱処理、紫外線照射等によるインクの定
着を促進する定着処理や、前処理で付与し未反応で残っ
た処理剤を洗浄する処理等を行うものである。

【０１６６】なお、本例では、ヘッド２０１ａ〜２０１
ｄとしてフルラインヘッドを用いて説明したが、これに
限らず、前述したような小型のヘッドを被記録媒体の幅
方向に搬送して記録を行う形態のものであってもよい。
ここで、この場合におけるヘッドとは、前述したキャリ
ッジ部分も包含するものである。

【０１６７】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。

【０１６８】外部から所定の周期で連続的に与えられる
１又は２以上の入力信号を用いて該周期よりも短い周期
を有する基準信号を生成する高分解能基準信号生成部を
有し、該基準信号を記録素子用ドライバを制御する制御
回路に供給することで記録制御するため、外部から与え
られる信号の周期が従来と同等であっても、高速化及び
多ノズル化されたインクジェット記録ヘッドに対応可能
な駆動パルス信号を高分解能で精度よく生成することが
できる。

【０１６９】また、インクジェット記録ヘッドの内部で
記録制御に用いる一部の信号周期を短くするため、高速
化及び多ノズル化されたインクジェット記録ヘッドに送
信する信号の周期を従来と同程度にすることができる。
したがって、ケーブルから発生する不要な放射ノイズを
低減することが可能であり、かつパルス波形のなまりに
よる誤動作が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるインクジェット記録
ヘッド構造を説明するための、液流路方向に沿った断面
図である。

【図２】図１に示したインクジェット記録ヘッドに用い
られる素子基板の断面図である。

【図３】図２に示した素子基板の主要素子を縦断するよ
うに素子基板を切断した模式的断面図である。

【図４】センサ出力に応じて発熱体への印加エネルギー
を制御する例の素子基板および天板の回路構成を示す図
である。

【図５】図４に示したＰＬＬ回路の一構成例を示すブロ
ック図である。

【図６】第1の実施形態の信号を流れを示すブロック図
である。

【図７】本発明の一実施形態であるインクジェット記録
装置の構成を示す平面図である。

【図８】第２の実施形態の信号を流れを示すブロック図
である。

【図９】第３の実施形態の信号を流れを示すブロック図
である。

【図１０】第４の実施形態の信号を流れを示すブロック
図である。

【図１１】第５の実施形態の信号を流れを示すブロック
図である。

【図１２】図１１の変形例を示すブロック図である。

【図１３】図１１のさらに別の変形例を示すブロック図
である。

【図１４】第６の実施形態の信号を流れを示すブロック
図である。

【図１５】センサ出力に応じて素子基板の温度を制御す
る例の素子基板および天板の回路構成を示す図である。

【図１６】温度センサの出力を利用してインクの有無を
検知する例の素子基板および天板の回路構成を示す図で
ある。

【図１７】図１６に示した素子基板および天板の回路構
成の変形例を示す図である。

【図１８】図１６に示した素子基板および天板の回路構
成の変形例を示す図である。

【図１９】図１６に示した素子基板および天板の回路構
成の変形例を示す図である。

【図２０】図１６に示した素子基板および天板の回路構
成の変形例を示す図である。

【図２１】本発明を適用可能なインクジェット記録ヘッ
ドカートリッジの分解斜視図である。

【図２２】本発明を適用可能なインクジェット記録装置
の概略構成図である。

【図２３】本発明を適用可能なインクジェット記録装置
の装置ブロック図である。

【図２４】本発明を適用可能な液体吐出システムを示す
図である。

【図２５】従来のヘッドの素子基板の回路構成の図であ
る。

【図２６】波形のなまりを説明するための説明図であ
る。

【符号の説明】

１、３１、５１、４０１ 素子基板 ２、３２、５２、４０２ 発熱体 ３、３３、５３、４０３ 天板 ３ａ、３ｂ 溝 ３ｃ 供給口 ４ オリフィスプレート ５ 吐出口 ６ 可動部材 ６ａ 支点 ６ｂ 自由端 ７ 液流路 ７ａ 第１の液流路 ７ｂ 第２の液流路 ８ 共通液室 ９ 流路側壁 １０ 気泡発生領域 １１、４１１ ドライバ １２、４１２ 画像データ転送部 １３、６３ センサ １４、１８、４１４、４１８ 接続用コンタクトパッ
ド １５、４１５ 外部コンタクトパッド １６、４１６ 発熱体制御部 １７、４１７ センサ駆動部 ２０ 液体吐出ヘッドユニット ２１ 液体吐出ヘッド ２２ ベース基板 ２３ プリント配線板 ２４ 配線パターン ２５ ボンディングワイヤー ３８ 駆動タイミング制御ロジック回路 ３９ ＡＮＤ回路 ４１、５６ パワートランジスタ ４２ 画像データ転送回路 ４３ ランクヒータ ４４ａ〜４４ｈ、４８ａ〜４８ｄ、４８ｇ、４８ｈ、６
４ａ、６８ａ 端子 ４５ａ、４５ｃ〜４５ｅ、４５ｉ、４５ｈ、４５ｊ
入力端子 ４５ｂ、４５ｇ 接地端子 ４５ｆ 駆動電源端子 ４５ｋ〜４５ｎ イネーブル信号入力端子 ４６ 駆動信号制御回路 ４７、６７ センサ駆動回路 ４９、６９ メモリ ５０ ＰＬＬ回路 ５５ 保温ヒータ ６６ 保温ヒータ制御回路 ７１ 位相比較器 ７２ ローパスフィルタ ７３ 電圧制御発振器 ７４ 分周器 ８０ インクジェット記録装置 ８１ 本体装置 ８２ キャリッジ ８３ 光データ送信部 ８４ 光データ受信部 ４０１ａ 流路壁 ４０１ｂ 流室枠 ４１３、４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃ 温度センサ ４５５ サブヒータ ４５９ 制限回路 ４６９ メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 昭弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA01 EA24 EB07 EB29 EB30 EB51 EC03 EC07 EC29 EC42 EC67 FA03 FA04 FA10 FA13 FB02 FB03 FB04 HA05 HA16 HA42 HA46 HA52 HA60 JA17 KC22 2C057 AF02 AF93 AG83 AG85 AG90 AG99 AJ02 AJ03 AJ04 AK01 AK02 AK07 AK20 AL17 AL25 AL40 AM03 AM17 AM18 AM19 AM21 AM22 AM30 AN01 AN05 AP02 AP21 AP24 AP31 AP53 AP56 AQ02 BA03 BA13 BA14

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出させるためのエネルギーを
   与える複数の記録素子と、 前記複数の記録素子をそれぞれ駆動するための記録素子
   用ドライバと、 前記記録素子用ドライバを制御する制御回路と、 外部から所定の周期で連続的に与えられる１又は２以上
   の入力信号を用いて該周期よりも短い周期を有する基準
   信号を生成する高分解能基準信号生成部と、を有し、該
   基準信号を前記制御回路に供給することで記録制御する
   ことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記基準信号は記録制御クロック信号で
   ある請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記入力信号はデータ転送クロック信号
   である請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記入力信号はヒートイネーブル信号で
   ある請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
5. 【請求項５】 ヒータ駆動時間決定信号は、前記基準信
   号と画像データ転送信号とから生成される請求項２に記
   載のインクジェット記録ヘッド。
6. 【請求項６】 ヘッド駆動時分割信号は、前記基準信号
   と画像データ転送信号とから生成される請求項１に記載
   のインクジェット記録ヘッド。
7. 【請求項７】 ヘッド駆動時分割信号は、前記入力信号
   と画像データ転送信号とから生成される請求項１に記載
   のインクジェット記録ヘッド。
8. 【請求項８】 前記高分解能基準信号生成部は、ｎを正
   の整数としたとき、前記外部から与えられる複数の入力
   信号の少なくとも一部の信号周期を、１／ｎ倍にする請
   求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
9. 【請求項９】 前記高分解能基準信号生成部は、ＰＬＬ
   回路である請求項８記載のインクジェット記録ヘッド。
10. 【請求項１０】 前記記録素子は、発熱素子である請求
    項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
11. 【請求項１１】 前記記録素子は、圧電素子である請求
    項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
12. 【請求項１２】 前記複数の記録素子、前記記録素子用
    ドライバ、前記制御回路、及び前記高分解能基準信号生
    成部が一つの半導体基板上に形成される請求項１に記載
    のインクジェット記録ヘッド。
13. 【請求項１３】 互いに接合されることで、それぞれイ
    ンクを吐出する吐出口と連通する複数の液流路を構成す
    るための第１の基板及び第２の基板を有し、 前記複数の記録素子、前記記録素子用ドライバ、前記制
    御回路、及び前記高分解能基準信号生成部は、その機能
    に応じて前記第１の基板と前記第２の基板とに振り分け
    られている請求項１に記載のインクジェット記録ヘッ
    ド。
14. 【請求項１４】 吐出するインク量を制御するための吐
    出量制御素子と、 前記吐出量制御素子を駆動するための制御素子用ドライ
    バと、 をさらに有し、 前記制御回路は、前記制御素子用ドライバを制御する請
    求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
15. 【請求項１５】 前記吐出量制御素子は、前記インクを
    温めるための発熱素子である請求項１４に記載のインク
    ジェット記録ヘッド。
16. 【請求項１６】 前記吐出量制御素子は、前記吐出口に
    形成されるメニスカスを制御するための素子である請求
    項１４に記載のインクジェット記録ヘッド。
17. 【請求項１７】 前記吐出量制御素子、及び制御素子用
    ドライバが一つの半導体基板上に形成される請求項１４
    に記載のインクジェット記録ヘッド。
18. 【請求項１８】 互いに接合されることで、それぞれイ
    ンクを吐出する吐出口と連通する複数の液流路を構成す
    るための第１の基板及び第２の基板とを有し、 前記吐出量制御素子、及び制御素子用ドライバは、その
    機能に応じて前記第１の基板と前記第２の基板とに振り
    分けられている請求項１４に記載のインクジェット記録
    ヘッド。
19. 【請求項１９】 前記制御回路は、前記記録素子が形成
    される基板の特性及び状態に応じて、前記高分解能基準
    信号生成部の出力信号から前記記録素子用ドライバに与
    える駆動パルス信号を生成する請求項１から１３のいず
    れか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
20. 【請求項２０】 前記制御回路は、前記吐出量制御素子
    が形成される基板の特性及び状態に応じて、前記周期短
    縮回路の出力信号から前記制御素子用ドライバに与える
    駆動パルス信号を生成する請求項１４から１８のいずれ
    か１項記載のインクジェット記録ヘッド。
21. 【請求項２１】 前記基板の特性は、前記発熱素子の抵
    抗値である請求項１９または２０に記載のインクジェッ
    ト記録ヘッド。
22. 【請求項２２】 前記基板の状態は、前記インクの温度
    である請求項１９または２０に記載のインクジェット記
    録ヘッド。
23. 【請求項２３】 インクを吐出させるためのエネルギー
    を与える複数の記録素子、前記複数の記録素子をそれぞ
    れ駆動するための記録素子用ドライバ、及び前記記録素
    子用ドライバを制御する制御回路を有するインクジェッ
    ト記録ヘッドと、 前記インクジェット記録ヘッドが着脱自在に搭載され、
    被記録媒体の表面に沿って走査されるキャリッジと、 前記インクジェット記録ヘッドに、記録制御に用いられ
    る複数の信号を送信する本体装置と、を有するインクジ
    ェット記録装置であって、 前記インクジェット記録ヘッドは、外部から所定の周期
    で連続的に与えられる入力信号を用いて該周期よりも短
    い周期を有する基準信号を生成する高分解能基準信号生
    成部と、を有し、該基準信号を前記制御回路に供給する
    ことで記録制御することを特徴とするインクジェット記
    録装置。
24. 【請求項２４】 前記インクジェットヘッドは、被記録
    媒体の表面に沿って走査されるとともにフレキシブルケ
    ーブルによって本体装置からの信号が入力される請求項
    ２３に記載のインクジェット記録装置。
25. 【請求項２５】 前記複数の信号の少なくとも一部は、
    光によって前記本体装置から前記インクジェット記録ヘ
    ッドに送信される請求項２３に記載のインクジェット記
    録装置。