JP2008023987A - 記録ヘッド及び当該記録ヘッドを用いた記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヒータの熱エネルギーをインクに作用させてノズルからインクを吐出させる記録ヘッドでは、ヒータの温度変化を高速、かつ高精度に検出することが難しい。
【解決手段】 複数のヒータ１０４を複数のブロックに分割し、各ブロック単位で記録データに応じて通電して駆動する駆動回路９０１と、複数のヒータの各々に対応して配置された温度検知素子１０２を複数のブロックに分割した温度検知素子群のそれぞれに共通してバイアス電流を与える定電流源９１５と、選択した温度検知素子群の各温度検知素子への通電をオン／オフするスイッチング素子９１３と、選択した温度検知素子群の温度検知素子への通電により当該温度検知素子群に含まれる各温度検知素子の両端に発生した電圧を取り出す検知電圧取出し回路９１６，９１７と、その取り出した検知電圧を増幅する増幅回路とを有する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、熱エネルギーを液体に与えて吐出口から液体を吐出させる記録ヘッド及び当該記録ヘッドを用いた記録装置に関するものである。

インクジェットヘッドでは、異物によるノズルの目詰まりや、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等により、全体又は一部のノズルで吐出不良が発生することがある。特に記録シートの全幅に対応する多数のノズルを配するフルライン型のインクジェットヘッドを使用する場合には、多数のノズルの内、吐出不良が発生したノズルを特定して、その不良ノズル部分に対応する画像の補完を行なっている。更に、インクジェットヘッドの回復処理に反映させるのが重要な課題となっている。更に、このようなインクジェットヘッドを用いたプリンタでは、インクジェットヘッドの温度変化に伴って各ノズルから吐出されるインク量が変化し、印刷された画像濃度が安定しない事態が発生する。特に上述のフルライン型のインクジェットヘッドでは、このようなインク吐出量の変化による画像の劣化を抑制することが重要となる。

かかる重要性に鑑み、従来から種々のインク不吐出の検知方法、不吐出の補完方法、制御方法と装置及び種々のインク吐出量の制御方法が提案されている。

特許文献１には、熱エネルギーをインクに与えてノズルからインクを吐出する場合、各ヒータから発生される熱により抵抗値が変化する導体部を、ヒータから発生される熱を検知できる位置に配置している。そして、その導体部の抵抗値の変化、即ち、温度を検知してヒータへの吐出信号の印加を制御している構成が開示されている。

また特許文献２は、電気熱変換素子（ヒータ）と膜状の温度検知素子をシリコン基板等の同一の支持体上に設け、温度検知素子をヒータの配列領域と重ねて設けたインクジェットヘッドを開示している。ここではヒータを形成するための発熱抵抗層と、ヒータの上層部として配置されヒータの部分以外では配線の下層を構成する温度センサを形成した層、発熱抵抗層と温度センサを形成した層とを絶縁する絶縁層で構成される。この特許文献２の別の実施の形態では、ヒータの配列範囲が温度センサの配列領域に完全に含まれ、温度センサがヒータの配列の上層部として重ねて配置されている。こうして温度検出及び温度制御の精度及び応答性を向上させることが提案されている。
特公平０４−００６５４９号公報 特登録２８３１７７８号公報

特許文献１のインクジェットプリンタでは、ヒータ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、この導体部の抵抗値の変化量を検知して、温度を検出している。そして、その抵抗値の変化量に応じた温度変化に基づいて、ヒータへの吐出信号の印加を中止することが記載されている。しかし、各導体部の抵抗値の変化量を検知する各検知回路が明示されていない。また吐出不良が発生したノズルを高速で特定できる構造と方法が開示されていない。

更に特許文献２のインクジェットヘッドでは、ヒータと温度検知素子をシリコン基板等の同一の支持体上に設け、膜状に構成される温度検知素子がヒータの配列領域と重なって設けられている。このために、吐出不良を高速で検出できるが、吐出不良の各ノズルの位置を特定できるものではない。

本発明の目的は、上記従来の問題点を解決することにある。

また本願発明の特徴は、各電気熱変換素子に対応した温度情報を検知できる記録ヘッド及び当該記録ヘッドを用いた記録装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る記録ヘッドは以下のような構成を備える。即ち、
電気熱変換素子の熱エネルギーを液体に与えて吐出口から液体を吐出させる記録ヘッドであって、
複数の電気熱変換素子を複数のブロックに分割し、各ブロック単位で記録データに応じて通電して駆動する駆動手段と、
前記複数の電気熱変換素子の各々に対応して配置された複数の温度検知素子と、
前記複数の温度検知素子に共通してバイアス電流を与えるための定電流源と、
前記定電流源から各温度検知素子への通電をオン／オフする第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子による温度検知素子への通電により当該温度検知素子の両端に発生した電圧を取り出す第２のスイッチング素子とを有する検知電圧取出し回路と、を有することを特徴とする。

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る記録装置は以下のような構成を備える。即ち、
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の記録ヘッドと、
前記複数の電気熱変換素子のそれぞれを加熱駆動する画像データと、前記複数の電気熱変換素子のブロック及び前記温度検知素子群を選択するブロック選択データと、前記検知電圧取出し回路により電圧を取り出す温度検知素子を選択するための素子選択データとを含むシリアルデータを、前記記録ヘッドに転送する転送手段と、
前記記録ヘッドの前記電気熱変換素子を発熱駆動するための信号を出力する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段による駆動に同期して前記増幅回路の出力を入力して温度を検出する温度検出手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、記録ヘッドの各電気熱変換素子に対応した温度情報を、高速且つ高精度に検知できる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。尚、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

図１及び図２は、本発明の実施の形態に係るインクジェットヘッド、駆動回路、インクジェットプリンタのそれぞれ及びそれぞれの関係を説明するための図である。以下、これらの図面を参照して各部構成の説明しながら全体を説明する。

図１は、本実施の形態に係るインクジェットヘッドを説明する図である。

このインクジェットヘッド１０００は、電気信号に応じて熱を発生し、その熱を液体であるインクに与えて記録を行う方式のインクジェットヘッドである。このインクジェットヘッド１０００は、記録素子基板１１００とインク供給ユニットとで構成されている。尚、１８００は、各種色のインクを収容しているインクタンクである。

図２は、記録素子基板１１００の構成を説明する図（Ａ）と、図２ＡのＡ−Ａ断面図（Ｂ）を示している。

記録素子基板１１００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板１１０８で、薄膜により電気熱変換素子（ヒータ）が形成されている。またインク流路として長溝状の貫通口からなるインク供給口１１０１（図２Ｂ）が形成され、インク供給口１１０１の両側に電気熱変換素子１１０２がそれぞれ１列ずつ千鳥状に配列されている。これら電気熱変換素子１１０２及びアルミニウム等の電気配線が成膜技術により形成されている。またこの電気配線に電力を供給するために電極１１０３（図２（Ａ））が設けられている。

また図２（Ｂ）に示すように、このＳｉ基板１１０８上には、ノズルプレート１１１０が配置され、電気熱変換素子１１０２に対応したインク流路１１０４、ノズル１１０５、発泡室１１０７がフォトリソ技術により形成されている。またノズル（吐出口）１１０５は、電気熱変換素子１１０２に対向するように設けられている。インク供給口１１０１から供給されたインクを電気熱変換素子１１０２により加熱し気泡を発生させて、各ノズル１１０５からインクが吐出される。

図９（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態に係るインクジェットヘッドの吐出ノズルを省略したヘッドの断面図（Ａ）と平面図（Ｂ）を示している。

シリコン基板１００には、熱酸化膜ＳｉＯ2等からなるフィールド酸化膜３０２を介して薄膜抵抗体で形成される温度検知素子１０２と、接続配線のための個別配線１３１、共通配線１３３が形成されている。更に、AlCu薄膜抵抗などで形成されたヒータ１０４と、シリコン基板１００に形成された後述の駆動回路９０１（図６）を接続する配線３０４，３０７が形成されている。更に、層間絶縁膜１０３を介してＴａＳｉＮ等のヒータ１０４、ＳｉＯ2等のパシベーション膜１０５、ヒータ１０４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１０６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１０２は、ヒータ１０４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１０２に接続される温度検知素子の個別配線１３１、共通配線１３３は温度検知素子１０２の情報を検出する温度検知回路９１１（図６）の一部として構成される。

本実施の形態によれば、シリコン基板１００には、熱酸化膜ＳｉＯ2等からなるフィールド酸化膜３０２を介してヒータ１０４とシリコン基板１００に形成された、後述の制御回路を接続する配線３０４が形成されている。更に、フィールド酸化膜３０２には、層間絶縁膜１０３を介してＴａＳｉＮ等のヒータ１０４、ＳｉＯ2等のパシベーション膜１０５、Ｔａ等の耐キャビテーション膜１０６が形成されている。そして、そのフィールド酸化膜３０２の上に薄膜抵抗体で形成される温度検知素子１０２と、接続配線のための個別配線１３１、共通配線１３３を成膜、パターンニングする。

次に本実施の形態に係るヒータ１０４の加熱駆動と、温度検知素子１０２による温度検知結果を示す温度プロファイルについて説明する。

図１０は、抵抗値が３６０Ωのヒータ１０４に２０Ｖ，０．８μsecのパルスを印加した時の、正常吐出時と吐出異常時の温度検知素子１０２により検知した温度プロファイルを示している。尚、これは吐出動作が一回の時の温度プロファイルである。

４０１（太い実線）は正常吐出時の温度プロファイルを示す。４０２（長点線）はノズル内に気泡が残留したことにより生じた吐出異常時、４０３（短点線）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のプロファイルを示している。４０４（一点鎖線）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の温度プロファイルを示す。４０５（二点鎖線）は、ノズルに異物が詰まったことによる吐出異常時の温度プロファイルを示す。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分かっている。

例えば正常吐出（４０１）の場合では、時刻ｔ1で初期温度Ｔ1（２５℃）、時刻ｔ2（０）でヒータ１０４への印加信号の印加を開始する。ここで０．８μsecの間印加し、時刻ｔ3（約２μsec後）で最高温度Ｔ3＝１７０℃に到達する。そして約５μsec後の時刻ｔ4で、リフィル前温度Ｔ4（約８０℃）となる。更に、９μsec後の時刻ｔ5で、リフィル中に温度Ｔ5（４５℃）となる。これに対して図１０の４０２から４０５の吐出異常時には、正常吐出に対して相対的に温度波形が特徴的に異なる。即ち、温度検知の波形が異なるので、適切なタイミングで温度を検知することにより吐出異常を検知できる。例えば、図１０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。

図３（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態に係る温度プロファイルの状態図と、本願発明者らの実験と温度シミュレーションの結果を説明する温度プロファイルの状態図である。ここでは、正常にインクが吐出された時のインク（耐キャビテーション膜１０６）界面の温度プロファイル６０１と、インク不吐出の時のインク（耐キャビテーション膜１０６）界面の温度プロファイル６０２を示している。

インクが正常に吐出される場合、ヒータ１０４への印加開始タイミングｔ0によりヒータ１０４の温度が上昇し始め、それに伴って耐キャビテーション膜１０６の界面の温度も上昇する（状態Ｉ）。更にヒータ１０４の温度が上昇し、耐キャビテーション膜１０６の界面の温度が上昇しインクの界面の温度が一定温度に達すると、急激に気泡が発生して耐キャビテーション膜１０６上にはインクが介在しない状態になる。このため耐キャビテーション膜１０６、ヒータ１０４の温度は、より急激に上昇する（状態ＩＩ）。この急激な温度上昇を検知した後、一定の時間経過後、印加停止タイミングｔeで、ヒータ１０４への印加信号が停止される。これによりヒータ１０４の昇温が停止し、耐キャビテーション膜１０６の温度も低下し始める。こうしてインクの気泡が消滅し、インクが充満する初期状態に戻りヒータ１０４の温度も下降する。

一方、インクが不吐出の場合の一例（６０２）では、例えば耐キャビテーション膜１０６の界面にインクが存在しない（泡によるインク不吐出）場合について説明する。この場合は、ヒータ１０４の印加開始タイミングｔ0から、耐キャビテーション膜１０６の界面の温度は急激に上昇する。そして印加停止タイミングｔeによってヒータ１０４への印加信号が停止されると、そのヒータ１０４の温度は下降して耐キャビテーション膜１０６の界面の温度も下降する。

ところで本実施の形態において、ヒータ１０４や耐キャビテーション膜１０６の温度を高速に、かつ精度良く検出できるのは、図９（Ｂ）に示すように、温度検知素子１０２を各ヒータ１０４の直下に層間絶縁膜１０３を介して形成しているためである。

図４は、本実施の形態の変形例である温度検知素子の形状を示す平面図である。

前述の例では、正方形の温度検知素子１０２をヒータ１０４の直下に絶縁層を介して配置した。これに対して図４では、スネーク形の温度検知素子１０２ａをヒータ１０４の直下に絶縁層を介して配置している。前述の正方形の温度検知素子１０２では、層間絶縁膜１０３を介したヒータ１０４の平面形状を平坦に形成できる。このため、各ノズルからのインクの吐出がより安定するという利点が有る。これに対して図４のスネーク形の温度検知素子１０２ａでは、温度検知素子１０２の抵抗値を大きく設定できるため、微小の温度変化を精度良く検出できるという利点がある。

次に本実施の形態に係る不吐検知回路及びヘッド駆動回路について説明する。

本実施の形態に係るインクジェットヘッド１０００は、図１に示すように、４つの記録素子基板１１００ａ〜１１００ｄがチッププレートの上に精度良く配列されている。更に、４つの記録素子基板１１００ａ〜１１００ｄが電気配線基板で配線されている。

図５は、これら４つの記録素子基板１１００ａ〜１１００ｄ間の信号配線の概略を示す回路図である。図中、１１００ａ〜１１００ｄが図１に示す４つの記録素子基板に相当し、各記録素子基板は、奇数及び偶数の２つのノズル列及びその駆動回路を具備している。この駆動回路は、複数の記録素子（電気熱変換素子）を複数のブロックに分割し、各ブロック単位で記録データに応じて通電して駆動する。例えば記録素子基板１１００ａは、奇数ノズル列Ｅ１０００−１と偶数ノズル列Ｅ１１００−１及びその駆動回路を含んでいる。ＨＥ（ヒートイネーブル）とＩＤＡＴＡは、各素子基板毎に奇偶別々に設けられており、これらは記録素子基板毎にＨＥ１〜８及びＩＤＡＴＡ１〜８の信号名で示されている。それ以外のラッチ信号ＬＴ，クロック信号ＣＬＫ及び電源ラインは、記録素子基板間で共通に配線されている。奇数及び偶数ノズル列は共に、６４０ノズルが６００ｄｐｉピッチで配列されており、奇数及び偶数ノズル列はハーフピッチ分ずれている。このため、各記録素子基板は、１２００ｄｐｉで１２８０ノズルを構成することになる。尚、図５において、Ｅ１０００−１〜Ｅ１０００−４は、各記録素子基板の奇数番目のノズルを駆動する駆動回路、Ｅ１１００−１〜Ｅ１１００−４は、各記録素子基板の偶数番目のノズルを駆動する駆動回路である。

［実施の形態１］
図６は、本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドのヒータの駆動制御を行う駆動回路及び温度検知回路の概要を説明するブロック図である。

駆動回路９０１は、図５における記録素子基板内の奇数ノズル列用の駆動回路Ｅ１０００−１（又は偶数ノズル列用の駆動回路Ｅ１１００−１）の構成を示している。尚、他のノズル列駆動回路Ｅ１０００−２〜４（又は偶数ノズル列駆動回路Ｅ１１００−２〜４）のそれぞれも同じ構成である。

ここで、ヒータ１０４と、ヒータ１０４を発熱駆動するスイッチング素子９０３と、選択信号とオン／オフ信号の論路積をとるＡＮＤゲート９０４とで一つのセグメントを構成する。ここでは合計６４０セグメントとしており、、これらセグメントは２０のグループ（グループ０〜１９）に分割されており、各グループは３２セグメントで構成されている。そして、３２時分割×２０の時分割で駆動される構成例で示している。ＢＬＥ(Block Enable)配線群９０５は、各グループ内の一つのセグメントを選択する（２０セグメントを同時に選択する）３２ビットのブロック選択信号で、ＢＬＥ０〜ＢＬＥ３１の３２本の信号で構成され、各グループに共通に配線されている。このＢＬＥ０からＢＬＥ３１の３２本の信号線のそれぞれは各グループ内のＡＮＤゲート９０４の何れか１つと接続されている。駆動データ配線群９０６は印刷データに応じた２０ビットのオン／オフ信号で、ＩＤ０〜ＩＤ１９からなる２０本の信号で構成して各グループに個別に配線されている。デコーダ（ＤＥＣ）９０７は、ラッチ回路９０９から５ビットのブロック番号を入力してブロック選択信号ＢＬＥ０〜３１を発生する。ＡＮＤゲート９０８は、各ヒータ１０４に印加するパルス幅と、その印加タイミングを決定している。このＡＮＤゲート９０８は、印加パルスＨＥ（Heat Enable）信号と印刷データとの論理積をとって、データ信号ＩＤ０〜ＩＤ１９を生成する。ラッチ回路９０９とシフトレジスタ９１０は、シリアルデータＩＤＡＴＡを取り込んで記憶する。即ち、ＣＬＫに同期してＩＤＡＴＡが供給され、シフトレジスタ９１０にシリアルで転送され格納される。こうしてシフトレジスタ９１０に格納されたデータは、次の駆動ブロックの最初に出力されるラッチ信号ＬＴでラッチ回路９０９に記憶される。そのため、最初の転送データに従って、実際に、その対応するブロックのヒータ１０４が駆動されるのは、その次のブロックで印刷されるデータの転送が行われるタイミングである。

ここでシフトレジスタ９１０に転送されるデータには、そのデータで駆動されるブロックの番号（０〜３１）、そのブロックで駆動されるヒータ１０４の駆動データ（印刷データ）が含まれる。更に、このデータにはアナログスイッチ（第２のスイッチング素子）９１６の選択データ、及び温度検知素子１０２の切替えデータが含まれる。この切替えデータは、後述する温度検知回路９１１において温度検知素子１０２を選択するデータである。駆動ブロックを指定する番号データを受けて、ＤＥＣ９０７はＢＬＥ０〜３１にデコードし、グループ内の３２個のヒータ１０４の内の１個（即ち、合計２０個のヒータ）を同時に選択する。これと共に、ＨＥのパルス幅を有する２０ビットの印刷データＩＤ０〜１９のそれぞれを、各対応するヒータ１０４に供給して駆動する。このように温度検知素子１０２は複数個単位の群をなしており、第２のスイッチング素子であるアナログスイッチ９１６は、各群に対応して設けられている。

以上のようにして、最初に０ブロック目が駆動され、順次１，２，３ブロック，...と駆動される。そして最後にブロック３１（ＢＬＥ＝３１）の駆動が完了すると、全ての記録素子基板１１００ａ〜１１００ｄの全てのノズルから、印刷データに応じてインクが吐出されて印刷が実行されたことになる。

次に温度検知回路９１１について説明する。

温度検知素子１０２の一方には、配線１３１に接続されてＯＮ／ＯＦＦ制御するスイッチング素子９１３（第１のスイッチング素子）が設けられている。また温度検知素子１０２の他方の端子には、各グループの共通配線１３３が接続され、この共通配線１３３には複数の温度検知素子１０２が接続されている。そしてブロック選択信号ＢＬＥとオン／オフ信号ＰＴＥＮとの論路積をとるＡＮＤゲート９１４と、、スイッチング素子９１３及び温度検知素子１０２とで一つのセグメントを構成して、温度検知素子群を形成している。ここではヒータ１０４の数に対応して、同数の６４０個の温度検知素子１０２を有している。そして駆動回路９０１と同様に、３２素子からなる２０個のグループに分割して、３２×２０のマトリクスで、各センサからの出力を選択している。センサＢＬＥ配線群９１８は、各グループの中の１つ温度検知素子１０２を選択する３２ビットのブロック選択信号で、センサＢＬＥ０〜３１の３２本の信号で構成して各グループに共通に配線されている。このＢＬＥ０〜３１の信号線のそれぞれは各グループ内のＡＮＤゲート９１４の何れか１つと接続している。センサＤＡＴＡ配線群９１９は、２０グループの内の一つのグループを選択する２０ビットのグループ選択信号で、センサＤＡＴＡ０〜１９の２０本の信号で構成して各グループに個別に配線されている。

各グループには、温度検知素子１０２に一定電流を流す定電流源９１５、各温度検知素子群の出力を切り替えるアナログスイッチ９１６が接続されている。基準電流源９２１は、定電流源９１５の電流値を制御している。スイッチング素子９１３とアナログスイッチ９１６を制御する制御回路は、センサブロック番号を受けてセンサブロック選択信号（センサＢＬＥ０〜３１）を発生するデコーダ（ＤＥＣ）９２０を有している。更に、温度検知素子のグループ番号を受けて、グループの選択信号（センサＤＡＴＡ０〜１９）を発生するデコーダ（ＤＥＣ）９１７も有している。

ＩＤＡＴＡでシフトレジスタ９１０に転送されてラッチ回路９０９にラッチされたセンサブロック番号を受けて、センサブロック選択信号（センサＢＬＥ０〜３１）により選択されたブロックに所属する３２個のスイッチング素子９１３の全てを選択する。一方、同様に転送された温度検知素子群番号を受けて、ＤＥＣ９１７から出力されるグループの選択信号（センサＤＡＴＡ０〜１９）により選択されたアナログスイッチ９１６をオンにする。これにより、その選択されたブロックの、その選択されたグループに属する１つの温度検知素子だけが選択される。そして、その選択された温度検知素子１０２からの温度情報を、信号ＰＴＥＮに同期して出力端子ＳＥＮより電圧信号として出力する。

このように、各温度検知素子１０２の出力は、温度検知素子群を選択するブロック選択データにより、スイッチング素子９１３と各グループを選択するアナログスイッチ９１６を制御することにより選択される。このようにアナログスイッチ９１６を設けることにより、各温度検知素子群の各素子から直接個々に検知信号を取り出す配線が不要になるため、配線数及び端子数を削減することができる
図７は、ヒータ１０４の駆動と温度検知素子１０２から温度情報を得るための制御信号のタイミングチャートの一例を示すタイミング図である。

温度検知素子１０２により検出される温度は、ヒータ１０４の駆動停止タイミング（例えばブロック０ではｔe）から約１．２μsec後にピークとなる。いまヒータ１０４に印加するパルス（ＨＥのパルス幅）幅を０．８μsecとした場合、このヒータの温度ピークは印加開始タイミング（例えばブロック０ではｔ0）より２μsec後に現れる。複数のノズルを駆動する場合、一般的に時分割駆動するが、条件によっては、この時分割時間が２μsec程度か、それ以下しか取れない場合も生じてくる。この場合、図８に示したように、ブロック（第１ブロックの）選択時間内に、そのブロックで駆動されたヒータ温度のピーク値が得られない。このため、それ以降に駆動されるブロック（第２ブロック）の選択時間内で、先のブロック（第１ブロック）で駆動されたヒータの温度ピークを検出する必要がある。図８の例では、ブロック０で駆動されたヒータの温度の検出例を示しており、このヒータの温度は、後続のブロック１のヒータが選択されているときにセンサＢＬＥ信号を「０」にすることにより検出されている。

このように実施の形態１では、駆動回路９０１によるヒータの駆動と、温度検知素子１０２による温度検出動作とを連動させていない。このため、検知対象の温度検知素子に着目すると、センサＢＬＥとセンサＤＡＴＡの制御信号の選択（アナログスイッチ９１６の選択）により、あるヒータが駆動されたブロックの後の他のブロック選択時間で、そのヒータの温度を検知している。図７では、前述のように温度ピーク値は、ヒート開始から約２μsec（ｔp）、ヒータ駆動の時分割時間ｔdを２μsecとした場合で示している。

図７は、センサＤＡＴＡが０、即ち、グループ０のヒータ１０４の温度を検出するタイミングを示している。例えば、グループ０のヒータ１０４のブロック０（ＢＬＥ０）で選択されるヒータ１０４に対応する温度検知素子１０２の出力を検知する場合について説明する。この場合、そのヒータ１０４の駆動前、ピーク温度、レフィル前、そしてレフィル中の４つのタイミングで、温度検知素子１０２により、そのヒータの温度を測定している。この理由は前述の図１０で説明した通りである。

上述の回路を用いた場合、センサＢＬＥにより、ヒータ１０４のヒートの前後のタイミングで、そのヒータの温度を測定できる。ここでヒート前のタイミングで検知した温度を初期値とすれば、環境温度、連続印刷等の影響を考慮することができる。このときも、ヒータＢＬＥが「０」のタイミングでセンサＢＬＥは「１」を選択して出力電圧を検出する。このように、駆動回路９０１と独立した温度検知回路９１１でスイッチング素子９１３を制御するため、温度検知素子群の情報をヒートタイミングと必ずしも同一タイミングでなくても得ることが出来る。これにより検知タイミングに関して、ヒータ１０４の駆動時にとらわれない柔軟な対応が可能になる。

上述の温度検知回路９１１の情報をデジタル値に変換するために、Ａ／Ｄ変換器を設け、温度の検出結果をデジタルデータとして扱っても良い。これにより耐ノイズ性が向上するという利点がある。また、出力端子ＳＥＮにコンパレータを設け、Ｔrefに該当する基準電圧Ｖrefと比較して検出結果を得る構成も可能である。これらはシリコン基板１００（図９（Ｂ））上に構成されても良いが、外部に別回路として構成しても良い。

図８は、本実施の形態に係るインクジェットヘッドを用いたフルマルチインクジェットプリンタの概略図である。

２２１０は給紙カセット、２２０９は手差し給紙である。給紙カセット２２１０や手差し給紙２２０９により給紙された記録紙Ｐは、給紙方式としては、給送ローラ２２１１と分離パッドにより記録紙を一枚ずつ分離する方式（デュプロ方式）や、ツメ分離方式、リタード方式などが考えられる。給紙カセット２２１０や手差し給紙２２０９により給紙された記録シートは、回転が停止しているレジストローラ２２０４，２２０５のニップへ、その先端が突き当てられ、更に、その状態で少し給送ローラ２２１１を回転させる。これにより、レジストローラ２２０４と給送ローラ２２１１との間で記録シートにたるみを形成して記録シートの斜送を補正する。更に、記録シートがレジストローラ２２０４，２２０５のニップへ突き当たったことをフォトセンサ（不図示）で検知すると、レジストローラ２２０４，２２０５を回転させる。このレジストローラ２２０４，２２０５の回転開始をトリガとして、インクジェットヘッドの駆動（ヒータ駆動）タイミングを調整することにより記録シート上の所定位置に画像を印刷することができる。

レジストローラ２００４，２００５の回転により搬送された記録シートは、搬送ベルト２２０６とピンチローラ２２０７，２２０８とで挟持される。更に、ピンチローラ２２０７の下ローラ２２０８には高電圧がかけられており、また上ローラ２２０７は接地されているため、ピンチローラ対２２０７，２２０８を通過した記録シートは搬送ベルト２２０６に静電吸着されて搬送される。そして搬送ベルト２２０６上に静電吸着された記録シートは、パルスモータである駆動源によって回転駆動される駆動ローラ２２０１の回転で搬送される搬送ベルト２２０６によってインクジェットヘッド２２２１〜２２２４の直下の印刷開始位置まで搬送される。搬送ベルト２２０６は、駆動ローラ２２０１と従動ローラ２２０２及び圧力ローラ２２０３とに張架されている。圧力ローラ２２０３は、一端が図示しない筐体に揺動可能に付けられたアーム（不図示）の他端に回動可能に付けられ、そのアームがバネによって押圧されることで搬送ベルト２２０６に張力を加えている。

２２２１〜２２２４はそれぞれ、記録シートＰの印刷領域の全幅に亘って複数の記録素子（ノズル）が配列されたフルラインタイプのインクジェットヘッドである。これらインクジェットヘッドは、記録シートＰの搬送方向の上流側から、ヘッド２２２（黒）、ヘッド２２２３（イエロー）、ヘッド２２２２（マゼンタ）、ヘッド２２２１（シアン）の順に所定間隔で配置されている。これらインクジェットヘッド２２２１〜２２２４は、ヘッドホルダに取り付けられている。

以上のような構成において、記録シートは静電吸着力よって搬送ベルト２２０６の上面に吸着され、上述のインクジェットヘッドで印刷されながら搬送ベルト２２０６により搬送される。

２２１２，２２１３は排紙ローラ対で、不図示の伝達手段による従動ローラ２２０２の回転力によって搬送駆動される印刷後の記録シートは、排紙ローラ２２１２と拍車２２１３とによって挟持されて、排紙トレイ２２１４へ排紙されて収容される。拍車２２１３は、印刷後の記録シートの印刷面上に接触するため、印刷された画像のインクがなるべく転移しないように、記録シートとの接触面は先端を尖らせた形状としている。

次に、図３（Ａ）、（Ｂ）のような温度プロファイルに基づいてインクの不吐を検知する不吐検知回路について説明する。

図１１は、本発明の実施の形態１に係る不吐検知回路の構成を示す回路図で、前述の図６と共通する部分は同じ記号で示している。この回路は電源電圧ＶDDにより駆動されている。

温度検知素子群１５１は、温度検知素子１０２である薄膜抵抗のseg11，seg12と、これら温度検知素子１０２に直列に接続され、各温度検知素子１０２をオン／オフするＭＯＳトランジスタＭ1，Ｍ7（９１３）を含む。またこれら温度検知素子１０２に定電流を流す定電流源Ｍ5（９１５）と、各温度検知素子seg11，seg12の一端を接続したアナログスイッチのＭＯＳトランジスタＭ3（９１６）を含む。更に、温度検知素子seg11，seg12のもう一方の端子に個別に設けたアナログスイッチのＭＯＳトランジスタＭ2，Ｍ6（９１６）とを含む。更に、アナログスイッチＭ2，Ｍ6（９１６）の出力を接続する共通配線１３３と、この共通配線１３３に接続したアナログスイッチＭ4（９１６）とを含んでいる。ここでは説明を分かりやすくするために、温度検知素子群１５１の温度検知素子１０２が２つの場合を示している。また温度検知素子群１５２も同様に構成している。

基準電流源９２１は、定電流源Ｉrefと、この基準電流源９２１を駆動すると共に、温度検知素子群１５１，１５２の定電流源Ｍ5とカレントミラーを構成するＭＯＳトランジスタＭ8とを含み、電源電圧ＶDDを基に定電流を発生している。制御回路１５０は、スイッチング素子Ｍ1，アナログスイッチＭ2をオン／オフ制御する信号Ｓ11と、スイッチング素子Ｍ7，アナログスイッチＭ6をオン／オフ制御する信号Ｓ12と、アナログスイッチＭ3，Ｍ4をオン／オフ制御する信号Ｃ1とを発生する。同様に、温度検知素子群１５２の制御信号Ｓ21、Ｓ22、Ｃ2も発生する。差動増幅器１５３は、２つの配線１５４，１５５に接続され、利得設定抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4と基準電圧Ｖrefとを有している。

まず信号Ｃ1で、アナログスイッチＭ3とＭ4をオン状態にする。続いて信号Ｓ11で、スイッチング素子Ｍ1をオンして基準電流源９２１で設定した定電流を、定電流源Ｍ5を通して温度検知素子seg11にバイアス電流（定電流）として流す。この時の温度に応じた温度検知素子seg11の抵抗値と、予め設定したバイアス電流の電流値とに応じて温度検知素子seg11の両端に電圧が発生する。こうして温度検知素子seg11で発生した電圧が、アナログスイッチＭ3，Ｍ2，Ｍ4を通して配線１５４，１５５に伝えられる。こうして差動増幅器１５３が、これら配線１５４の電圧Ｖcomと配線１５５の電圧Ｖsegを入力する。ここで利得設定抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4と基準電圧Ｖrefにより差動電圧Ｖdifを出力する。この差動電圧Ｖdifは、以下の式で与えられる。

Ｖdif＝−Ａ（Ｖcom−Ｖseg）＋Ｖref
尚、ここでＡ＝Ｒ3／Ｒ1、 Ｒ1＝Ｒ2，Ｒ3＝Ｒ4とする。

こうして温度検知素子seg11により検知した温度に対応する電圧Ｖdifが読み出される。次に温度検知素子seg12により検知された温度を読取る場合には、信号Ｃ1でアナログスイッチＭ3とＭ4をオン状態にする。そして信号Ｓ12で、スイッチング素子Ｍ7とアナログスイッチＭ6をオンさせて、その温度検知素子seg12による検知電圧Ｖdifを読み出す。温度検知素子群１５２の温度検知素子seg21、温度検知素子seg22の場合も同様にして、その各温度検知素子による検知電圧を読み出す。このように検知電圧を読み出す検知電圧取出し回路を、マトリクス駆動（ここでは２列×２行マトリクス）して各温度検知素子で発生された電圧（温度）を、時分割で選択して読み出すことができる。

図１２（Ａ）、（Ｂ）は、これら一連の温度測定動作をシミュレーションした結果の一例を示す図である。

図１２（Ａ）は、配線１５４の電圧Ｖcomと配線１５５の電圧Ｖsegの一例を示している。図中のΔＶは、温度に応じた抵抗値を有する温度検知素子１０２の出力電圧（検知電圧）である。ここではバイアス電流を３ｍＡとし、温度検知素子seg11，seg12，seg21，seg22の抵抗値をそれぞれ３１Ω，２７．９Ω，２４．８Ω，２１．７Ωとした場合を示している。図１２（Ｂ）は、利得Ａ倍した差動電圧Ｖdifと基準電圧Ｖrefの関係を示している。

ここでは利得Ａは２０倍とし、基準電圧Ｖref＝２．２Ｖにした時の条件で示している。温度検知素子seg11，seg12，seg21，seg22のそれぞれのバイアス電流の印加時間をそれぞれ４００μsecとした時の温度検知電圧Ｖdifは、それぞれ期待値通りに１８００ｍＶ，１６７０ｍＶ，１４９０ｍＶ，１３００ｍＶを示していることが分かる。

図１３は、本実施の形態に係る温度検知回路を用いたヒータの駆動と温度検知動作のタイミング例を説明する図である。ここでは図１１に示すように４つのヒータを備え、２列×２行のマトリクスで駆動している。ＢＬＥは列を選択する列信号、ＣＬＥは行を選択する行信号、そしてＨＥは選択されたヒータへの印加信号である。これら信号ＢＬＥ，ＣＬＥ，ＨＥを時間間隔ｔ、吐出周波数ｆで制御して時分割駆動する。そしてヒータに対応する４つの温度検知素子seg11からseg22による検出信号は、ヒータの印加に伴った温度波形（検知電圧波形）を示している。

具体例として、時間間隔ｔ（２μsec）、吐出周波数ｆ（１２ＫＨz）で、図１０と同様にＨＥの印加パルス幅０．８μsecとした時の４点で検知する場合を説明する。ここでは温度検知素子seg11による温度検知の場合で説明する。

まず信号Ｃ1をオンし、時刻ｔ2の１μsec前のｔ1で信号Ｓ11をオンして初期温度（ａ）点の温度検知電圧Ｖdif（A）を読み出す。次に時刻ｔ２で信号ＨＥをオンし、次に２μsec後の時刻ｔ3で信号Ｓ11をオンして、最高温度（ｂ）点の温度検知電圧Ｖdif（B）を読み出す。次に５μsec後の時刻ｔ4で、信号Ｓ11をオンしてリフィル前（ｃ）点の温度検知電圧Ｖdif（C）を読み出す。更に９μsecの後の時刻ｔ5で信号Ｓ11をオンして、リフィル中（ｄ）点の温度検知電圧Ｖdif（D）を読み出す。これら４点での温度検知のために合計６つの時分割時間を要する。次に温度検知素子seg12による温度検知は、吐出周期８３．３μsec後に、温度検知素子seg12を選択して、前述同様に、今度は信号Ｓ12を制御して同様の４点のタイミングで読み出す。また温度検知素子群１５２の温度検知素子seg21，seg22の場合も同様にして測定できる。このようにヒータの印加に同期して温度検知素子により発生された電圧を選択的に読み出すことにより、各ヒータの印加駆動に伴う温度変化を検出することができる。

図１３に示すタイミングで、例えば、解像度１２００ｄｐｉでＡ４縦長さのラインヘッドを用いて印刷するプリンタでは、約１００００ライン／枚、時分割数を２４とした時、１ラインで４つの温度検知素子による温度検知が可能である。これにより１ページでは４００００回の測定ができる。いま１チップのノズル数を８００とした時、ノズル当たり５０回温度検知ができる。いま印刷のデューティを２０％とすると、ページ当たり、１ノズルに対して平均１０回の不吐検知ができることになる。

このように実施の形態１の回路では、温度検知素子に定電流バイアスをかけ、温度検知素子の一端を共通配線に接続し、温度検知素子の他方の端子に個別アナログスイッチを設けている。こうして温度に応じて変化する各温度検知素子で発生した電圧（温度）を選択的に読み出すことができる。更に、その読み出した微弱な電圧を差動増幅することにより、任意のヒータの温度状態を精度良く検出できる。

［実施の形態２］
図１４は、本発明の実施の形態２に係る不吐検知回路の構成を示す回路図で、前述の図６及び図１１と共通する部分は同じ記号で示している。

温度検知素子群１５１ａは、温度検知素子１０２である薄膜抵抗のseg11，seg12と、各温度検知素子をオン／オフするＭＯＳトランジスタＭ1，Ｍ7を含んでいる。また温度検知素子seg11、seg12の一端を個別に接続したアナログスイッチのＭＯＳトランジスタＭ10，Ｍ11と、温度検知素子seg11、seg12のもう一方の端子に個別に設けたアナログスイッチのＭＯＳトランジスタＭ2，Ｍ6とを有している。更に、アナログスイッチＭ2，Ｍ6の出力に接続する共通配線１３３と、この共通配線１３３に接続されたアナログスイッチＭ4とを含んでいる。ここでも図１１と同様に、各温度検知素子群が２つの温度検知素子を有している構成例を示している。尚、温度検知素子群１５２ａも同様に構成している。

基準電流源９２１ａは、定電流源Ｉrefと、この定電流源Ｉrefを駆動するＭＯＳトランジスタＭ9と、このトランジスタＭ9とカレントミラーを構成し、温度検知素子群に定電流を供給するＭＯＳトランジスタＭ8とを具備している。制御回路１５０は、スイッチング素子Ｍ1，Ｍ2をオン／オフ制御する信号Ｓ11と、Ｍ6，Ｍ7をオン／オフ制御する信号Ｓ12と、Ｍ10，Ｍ11，Ｍ4をオン／オフ制御する信号Ｃ1を発生する。同様に、温度検知素子群１５２ａへの制御信号Ｓ21，Ｓ22，Ｃ2を発生する。差動増幅器１５３は、配線１５４，１５５に接続され、利得設定抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4と基準電圧Ｖrefとを有している。

まず信号Ｃ1信号で、トランジスタＭ10，Ｍ11，Ｍ4をオン状態にする。続いて信号Ｓ11で、トランジスタＭ1をオンさせて基準電流源９２１ａで設定した定電流をトランジスタＭ8を通して温度検知素子seg11にバイアス電流を流す。この時の温度に応じた温度検知素子seg11の抵抗値と、予め設定したバイアス電流の電流値とにより、温度検知素子seg11の両端には、温度に応じた電圧が発生する。この電圧をアナログスイッチＭ10，Ｍ2，Ｍ4を通して配線１５４，１５５に伝える。そして差動増幅器１５３が配線１５４の電圧Ｖcomと配線１５５の電圧Ｖsegを入力し、利得設定抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4と基準電圧Ｖrefとにより差動電圧Ｖdifとして出力する。この差動電圧Ｖdifは、以下の式で与えられる。

Ｖdif＝−Ａ（Ｖcom−Ｖseg）＋Ｖref
尚、ここでＡ＝Ｒ3／Ｒ1、Ｒ1＝Ｒ2，Ｒ3＝Ｒ4とする。

こうして温度検知素子seg11で発生した電圧（温度）が読み出される。次に温度検知素子seg12に関しても同様に、信号Ｃ1でＭ10，Ｍ11，Ｍ4をオン状態にして、信号Ｓ12で、Ｍ7，Ｍ6をオンさせて、温度検知素子seg12で発生した電圧を読み出す。こうして温度検知素子群１５２ａの温度検知素子seg21，seg22も同様な工程で読み出すことができる。このようにマトリクス駆動（ここでは２列×２行マトリクス）して、各温度検知素子で発生した電圧ある（検知温度）を時分割で選択して読み出す。

実施の形態２においても、前述の実施の形態１と同様にして各温度検知素子による温度検出結果が得られる。そして前述の実施の形態１の図１２，図１３と同様の、温度検知動作タイミングで動作させることができる。

このように、温度検知素子に定電流バイアスをかけ、各温度検知素子の両端子にアナログスイッチを設けて、温度に応じて変化する各温度検知素子で発生した電圧を選択的に読み出すことができる。更に、微弱な検知電圧を差動増幅することにより、ヒータの温度状態を精度よく検出することができる。

以上説明したように実施の形態２によれば、各温度検知素子で発生した電圧を選択的に読み出して、ヒータの駆動に伴うノズルの温度を精度よく検出することができる。これにより、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り、しかも、その異常を印刷中に捉えることができる。また温度変化の具合も検出できるため、インクの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、適切なインク吐出の回復処理や、インクの不吐を補正する画像データの処理を行なえるようになる。これにより、より信頼性の高い印刷画像を提供できる。

更に、インク吐出量の制御に対応する駆動機能を備え、ヒータ（ノズル）毎の温度情報を利用して、温度で変化する各ノズルの吐出量を制御できるようになり、より高品質な印刷画像の提供が可能となる。

［実施の形態３］
次に本発明の実施の形態３について説明する。

図１５は、本発明の実施の形態３に係る温度検知回路の構成を示す回路図で、前述の図１４と共通する部分は同じ記号で示し、それらの説明を省略する。この図１５の回路の動作は、前述の図１４の回路の動作と同じであるため、その説明を省略する。

図１６は、実施の形態３に係る差動増幅器の構成を示す回路図である。

差動増幅器２００は、温度検知回路の出力である配線１５４，１５５に接続され、利得設定抵抗のＲ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4と基準電圧Ｖrefを有している。保持回路２０１は、差動増幅器２００の出力に接続したアナログスイッチであるＭＯＳトランジスタＭ20と、このトランジスタＭ20のドレイン端子に接続した充電用コンデンサＣhとバッファアンプＵ1とを含んでいる。更に後段の差動増幅器２０２は、差動増幅器２００の出力とバッファアンプＵ1の出力及び基準電圧Ｖrefに接続され、利得設定抵抗Ｒ5、Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8とバッファアンプとを有している。

図１０の時刻ｔ1において、信号Ｃ1で、制御回路１５０はアナログスイッチＭ10，Ｍ11とＭ4とをオン状態にする。続いて信号Ｓ11で、スイッチング素子Ｍ1をオンして基準電流源９２１ａで設定した定電流（バイアス電流）を定電流源Ｍ8を通して温度検知素子seg11に流す。この時の温度に応じた温度検知素子seg11の抵抗値と、予め設定したバイアス電流の電流値に応じて温度検知素子seg11の両端に電圧が発生する。こうして温度検知素子seg11で発生した電圧が、アナログスイッチＭ10，Ｍ2，Ｍ4を通して配線１５４，１５５に伝えられる。こうして差動増幅器２００が、これら配線１５４の電圧Ｖcomと配線１５５の電圧Ｖsegを入力する。こうして差動増幅器２００は、利得設定抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4と基準電圧Ｖrefにより差動電圧Ｖ1を出力する。この差動電圧Ｖ1は、以下の式で与えられる。

Ｖ1(t1)＝−Ａ（Ｖcom−Ｖseg）＋Ｖref
尚、ここでＡ＝Ｒ3／Ｒ1、 Ｒ1＝Ｒ2，Ｒ3＝Ｒ4とする
一方、信号Ｓ11と同じタイミングで、Ｓ／Ｈ信号（図１６）をサンプルモードにし、アナログスイッチＭ20をオン状態にする。これにより電圧Ｖ1(t1)がコンデンサＣhに充電される。次に信号Ｓ11をオフする前に、Ｓ／Ｈ信号をホールドモードに切り替えてアナログスイッチＭ20をオフ状態にする。そして、電圧Ｖ1(t1)でホールド状態のコンデンサＣhの電圧をバッファアンプＵ1を通してベース電圧Ｖbとして差動増幅器２０２に出力する。

続いて、図１０の時刻ｔ3において、前述と同様に温度検知素子seg11を選択してバイアス電流を印加し、
差動電圧Ｖ1(t3)＝−Ａ（Ｖcom−Ｖseg）＋Ｖref
を発生する。

差動増幅器２０２は、この電圧Ｖ1(t3)と、サンプルホールドされた電圧Ｖ1(t1)、即ち電圧Ｖbを受け、利得設定抵抗のＲ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8と基準電圧Ｖrefにより、差動電圧Ｖ2を出力する。

ここでＶ2＝−Ｂ（Ｖb−Ｖ1(t3)）＋Ｖref
尚、ここでＢ＝Ｒ7／Ｒ5， Ｒ5＝Ｒ6，Ｒ7＝Ｒ8である。

こうして温度検知素子seg11の時刻ｔ1に対する時刻ｔ3の変化分である、温度検知電圧Ｖ2(t3)が差動増幅器２０２から出力される。同様に時刻ｔ4，ｔ5においても，信号Ｓ11信号をオンすることにより時刻ｔ1に対する時刻ｔ4及び時刻ｔ5の変化分である温度検知電圧Ｖ2(t4)，Ｖ2(t5)を、この差動増幅器２０２から出力することができる。

次に温度検知素子seg12においては、信号Ｃ1でＭ10，Ｍ11，Ｍ4をオン状態にして信号Ｓ12でトランジスタＭ7，Ｍ6をオンさせて、温度検知素子seg12による出力電圧がＶbとなる電圧Ｖ1(t1)を保持回路に保持する。そして時刻t1に対する時刻ｔ3，ｔ4，ｔ5それぞれにおける変化分とする温度検知電圧のＶ2(t3)，Ｖ2(t4)，Ｖ2(t5)を、差動増幅器２０２から出力できる。同様にして温度検知素子群１５２ａの温度検知素子seg21、seg22のよる検知温度も出力することができる。

このようにマトリクス駆動（ここでは２列×２行マトリクス）して、１つの温度検知素子により検知された温度信号を時分割で選択し、且つ複数回の時刻に亘って読み出すことができる。

図１７は、実施の形態３に係るヒータの駆動と温度検知動作のタイミングを説明する図である。ここでは図１５に示すように４つのヒータを備え、２列×２行のマトリクス駆動する。ＢＬＥは列を選択する列信号、ＣＬＥは行を選択する行信号、そしてＨＥは選択されたヒータへの印加信号である。これら信号ＢＬＥ，ＣＬＥ，ＨＥを時分割時間ｔ、吐出周波数ｆで制御して時分割駆動する。そしてヒータに対応する４つの温度検知素子seg11，seg12，seg21，seg22は、ヒータの印加に伴った温度波形（検知電圧波形）を出力する。

具体例として、時分割時間ｔ（２μsec）、吐出周波数ｆ（１２ＫＨz）で、図１０と同様にＨＥの印加パルス幅０．８μsecとした時の４点で検知する場合を説明する。尚、ここでは初期電圧Ｖbとして、温度検知素子seg11の電圧Ｖbを保持しているものとする。

温度検知素子seg11による温度検知の場合で説明する。ここでは信号Ｃ1をオンし、時刻ｔ2の１μsec前の時刻ｔ1で信号Ｓ11をオンして初期温度（ａ）点の温度検知電圧電圧Ｖ1（t1）a（＝Ｖb）をサンプリング／ホールドする。次に時刻ｔ2で信号ＨＥをオンし、次に２μsec後の時刻ｔ3で信号Ｓ11をオンして、最高温度（ｂ）点の温度検知電圧Ｖ1(t3)bを受けて、差動増幅器２０２から出力される変化分の温度検知電圧Ｖ2(t3)b＝−Ｂ（Ｖ1(t3)b−Ｖb）を読み出す。

次に５μsec後の時刻ｔ4で、信号Ｓ11をオンしてリフィル前（ｃ）点の温度検知電圧Ｖ1(t4)cを受けて、差動増幅器２０２から出力される変化分の温度検知電圧Ｖ2(t4)c＝−Ｂ（Ｖ1(t4)c−Ｖb）を読み出す。更に９μsecの後の時刻ｔ5で信号Ｓ11をオンして、リフィル中（ｄ）点の温度検知電圧Ｖ1(t5)dを受けて、差動増幅器２０２から出力される変化分の温度検知電圧Ｖ2(t5)d＝−Ｂ（Ｖ1(t5)d−Ｖb）を読み出す。これら４点での温度検知に合計６つの時分割時間を要する。次に温度検知素子seg12による温度検知は、吐出周期８３．３μsec後に、温度検知素子seg12を選択して、前述の温度検知素子seg11の場合と同様な４点のタイミングで読み出す。また温度検知素子群１５２ａの温度検知素子seg21，seg22の場合も同様にして測定できる。このようにヒータの印加に同期して温度検知素子により発生された電圧を選択的に読み出すことにより、各ヒータの印加駆動に伴う温度変化を検出することができる。

図１７に示すタイミングで、例えば、解像度１２００ｄｐｉでＡ４縦長さのラインヘッドを用いて印刷するプリンタでは、約１００００ライン／枚、時分割数を２４とした時、１ラインで４つの温度検知素子による温度検知が可能である。これにより１ページでは４００００回の測定ができる。いま１チップのノズル数を８００とした時、ノズル当たり５０回の温度検知ができる。いま印刷のデューティを２０％とすると、１ページで、１ノズル当たり平均１０回の不吐検知ができることになる。

このように、温度検知素子に定電流バイアスをかけて、温度に応じて変化する検知電圧を選択的に読み出す際、差動増幅器２００で温度検知素子の端子間電圧Ｖ1を発生し、保持回路２０１で温度変化波形のベース電圧Ｖbをサンプル／ホールドする。こうして時刻に応じて変化する電圧Ｖ1(t)と、初期温度での電圧Ｖbとを基に、差動増幅器２０２で、その変化分の検知電圧Ｖ2を発生することにより、微弱な検知電圧を増幅して、温度状態を精度良く検出することができる。

［実施の形態４］
図１８は、本発明の実施の形態４に係る差動増幅器の構成を説明するブロック図である。

図において、差動増幅器２２０は、図１５と同じ温度検知回路９１１からの配線１５４，１５５が接続され、利得設定抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4と、基準電圧Ｖrefと、バッファアンプを有している。参照回路２２１は、温度検知素子群と同一基板上に形成され、図１５と同じ定電流を供給する定電流源Ｉrと、図１６に示す差動増幅器２０２とを有している。差動増幅器２０２は、差動増幅器２２０の出力Ｖ1と、参照回路２２１で発生したベース電圧Ｖbに等しい参照差動電圧Ｖrに接続されている。

いま、オン／オフ制御信号ＥＮでＭＯＳトランジスタＭ21をオン状態にする。ヒータに印加前の検知電圧が基板温度とほぼ同じとみなし、例えば基板温度が２５℃であれば、この時の差動電圧Ｖ1(25℃)と同じ参照差動電圧Ｖr（＝Ｖb）が出力される。この状態で図１０の時刻ｔ1において、電圧差動増幅器２２０が配線１５４の電圧Ｖcomと配線１５５の電圧Ｖsegを受け、利得設定抵抗Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4と基準電圧Ｖrefとにより、差動電圧Ｖ1(t1)を出力する。

Ｖ1(t1)＝−Ａ（Ｖcom−Ｖseg）＋Ｖref
尚、ここで、Ａ＝Ｒ3／Ｒ1，Ｒ1＝Ｒ2，Ｒ3＝Ｒ4である。

差動増幅器２０２は、この差動電圧Ｖ1(t1)と、参照回路２２１からのベース電圧Ｖbとを入力し、利得設定抵抗のＲ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8と基準電圧Ｖrefとにより、以下に示す差動電圧Ｖ2を得る。

Ｖ2＝−Ｂ（Ｖb−Ｖ1(t1)）＋Ｖref
尚ここで、Ｂ＝Ｒ7／Ｒ5， Ｒ5＝Ｒ6，Ｒ7＝Ｒ8である。

こうして温度検知素子seg11の電圧Ｖbに対する時刻ｔ1の変化分である検知電圧のＶ2(t1)が読み出される。同様に、時刻ｔ3，ｔ4，ｔ5においても，信号Ｓ11をオンすることにより、電圧Ｖbに対する時刻ｔ3，ｔ4及びｔ5における温度の変化分に相当する検知電圧Ｖ2(t3)，Ｖ2(t4)，Ｖ2(t5)が読み出される。

図１９は、実施の形態４に係るヒータの駆動と温度検知動作のタイミングを説明する図である。ここでは図１５に示すように４つのヒータを備え、２列×２行のマトリクス駆動とする。ＢＬＥは列を選択する列信号、ＣＬＥは行を選択する行信号、そしてＨＥは選択されたヒータへの印加信号である。これら信号ＢＬＥ，ＣＬＥ，ＨＥを時分割時間ｔ、吐出周波数ｆで制御して時分割駆動する。そしてヒータに対応する４つの温度検知素子seg11, seg12, seg21, seg22は、ヒータの印加に伴った温度波形（電圧波形）を出力する。

具体例として、時分割時間ｔ（２μsec）、吐出周波数ｆ（１２ＫＨz）で、図１０と同様に、ＨＥの印加パルス幅０．８μsecとした時の４点で検知する場合を説明する。

ここでは温度検知素子seg11による温度検知の場合で説明する。ここでは信号Ｃ1をオンし、時刻ｔ2の１μsec前の時刻ｔ1で信号Ｓ11をオンして初期温度（ａ）点の温度検知電圧Ｖ2（t1）aを読み出す。次に時刻ｔ2で信号ＨＥをオンし、次に２μsec後の時刻ｔ3で信号Ｓ11をオンして、最高温度（ｂ）点の温度検知電圧Ｖ2(t3)bを読み出す。次に５μsec後の時刻ｔ4で、信号Ｓ11をオンしてリフィル前（ｃ）点の温度検知電圧Ｖ2(t4)cを読み出す。更に９μsecの後の時刻ｔ5で信号Ｓ11をオンして、リフィル中（ｄ）点の温度検知電圧Ｖ2(t5)dを読み出す。これら４点での温度検知に合計６つの時分割時間を要する。次に温度検知素子seg12による温度検知は、吐出周期８３．３μsec後に、温度検知素子seg12を選択して、同様な４点のタイミングで読み出す。また温度検知素子群１５２ａの温度検知素子seg21，seg22の場合も同様にして測定できる。このようにヒータの印加に同期して、各温度検知素子により発生された電圧を選択的に読み出すことにより、各ヒータの印加駆動に伴う温度変化を検出することができる。

このように、温度検知素子に定電流バイアスをかけて、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、参照回路２２１で発生する参照電圧Ｖrをヒータ印加前の温度検知電圧とみなす。こうして参照電圧Ｖrをベース電圧Ｖbとし、時刻に応じて変化する電圧値Ｖ1(t)とベース電圧Ｖbとを受けて差動増幅器２０２で変化分の検知電圧Ｖ2を発生する。これにより、微弱な温度検知電圧を増幅して温度状態を精度良く検知できるようになる。

［実施の形態５］
図２０は、本発明の実施の形態５に係る差動増幅器の構成を説明するブロック図である。

図において、差動増幅器２４０は、図１５と同じ温度検知回路からの配線１５４，１５５に接続され、利得設定抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4と基準電圧Ｖrefとバッファアンプを有している。オフセット電圧発生回路２４１は、電圧設定信号adjに基づいて、ベース電圧Ｖbとなるオフセット電圧を発生する電圧源Ｖofsを有している。差動増幅器２４２は、差動増幅器２４０の出力と電圧源Ｖofs及び基準電圧Ｖrefに接続され、利得設定抵抗Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8とバッファアンプで構成されている。

いま電圧設定信号adjを通して、ヒータに印加前の検知電圧に相当するベース電圧Ｖbを設定する。ここではヒータの印加前の基板温度、例えば２５℃における差動電圧Ｖ1(25℃)＝Ｖbとする。このように設定した上で、図１０の時刻ｔ1において、差動増幅器２４０が配線１５４の電圧Ｖcomと配線１５５の電圧Ｖseg入力し、これら利得設定抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4と基準電圧Ｖrefより、差動電圧Ｖ1(t1)を生成する。

Ｖ1(t1)＝−Ａ（Ｖcom−Ｖseg）＋Ｖref
尚、ここでＡ＝Ｒ3／Ｒ1，Ｒ1＝Ｒ2，Ｒ3＝Ｒ4である。

差動増幅器２４２は、この差動電圧Ｖ1(t1)とベース電圧Ｖb（Ｖ1(25℃)）とを受け、利得設定抵抗Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8と基準電圧Ｖrefとにより、差動電圧Ｖ2を出力する。

Ｖ2＝−Ｂ（Ｖb−Ｖ1(t1)）＋Ｖref
尚、ここでＢ＝Ｒ7／Ｒ5，Ｒ5＝Ｒ6，Ｒ7＝Ｒ8である。

こうして温度検知素子seg11のベース電圧Ｖbに対する時刻ｔ1の変化分に相当する温度検知電圧Ｖ2(t1)が読み出される。同様に時刻ｔ3，ｔ4，ｔ5においても，信号Ｓ11をオンすることにより、ベース電圧Ｖbに対する時刻ｔ3，ｔ4及びｔ5の変化分に相当する温度検知電圧Ｖ2(t3)，Ｖ2(t4)，Ｖ2(t5)が読み出される。この具体例は、前述の実施の形態４の説明と同様である。

このように、温度検知素子に定電流バイアスをかけて、温度に応じて変化する検知電圧を選択的に読み出す。この際、ヒータの印加前の基板温度での差動電圧Ｖ1をＶbとして、差動増幅器２４０で温度検知素子の端子間電圧Ｖ1を発生し、この電圧Ｖ1とベース電圧Ｖbとに基づいて、差動増幅器２４２で変化分の温度検知電圧Ｖ2を発生する。これにより、微弱な検知電圧を増幅して温度状態を精度よく検知できる。

［実施の形態６］
図２１は、本発明の実施の形態６に係る温度検知回路の構成を示す回路図で、前述の図１１と共通する部分は同じ記号で示している。

温度検知素子群１５１ｂは、温度検知素子１０２である薄膜抵抗seg11，seg12と、温度検知素子をオン／オフするＭＯＳトランジスタＭ1，Ｍ7と、温度検知素子に定電流を流すトランジスタＭ5を有している。更に、これら温度検知素子seg11、seg12の一端を接続したアナログスイッチトランジスタＭ3を有している。ここでは説明を簡単にするために、１つの温度検知素子群に２つの温度検知素子が配列されている。温度検知素子群１５２ｂも同様に構成している。

アナログスイッチＭ3の出力は、共通配線１５４に接続されて次段の増幅回路２５０に接続されている。基準電流源９２１は、定電流源Ｉrefと、定電流源を駆動すると共に温度検知素子群１５１ｂ，１５２ｂのトランジスタＭ5とカレントミラーを構成するＭＯＳトランジスタＭ8を有している。制御回路１５０ａは、スイッチング素子Ｍ1をオン／オフ制御する信号Ｓ11と、スイッチング素子Ｍ7をオン／オフ制御する信号Ｓ12と、アナログスイッチＭ3をオン／オフ制御する信号Ｃ1を出力する。同様に、温度検知素子群１５２ｂに対しても、制御信号Ｓ21，Ｓ22，Ｃ2を供給している。増幅回路２５０は、それぞれ増幅率がＡ１，Ａ３，Ａ４、Ａ５の４つの増幅器Ｕ1，Ｕ3，Ｕ4，Ｕ5と、これら増幅器Ｕ1，Ｕ3，Ｕ4，Ｕ5のそれぞれに対応するオフセット電圧源Ｖofs1，Ｖofs3，Ｖofs4，Ｖofs5とを有している。選択回路２５１は、４ to １のアナログマルチプレクサである。この選択回路２５１は、制御回路１５０ａからの制御信号Ｂ1，Ｂ3，Ｂ4，Ｂ5に応じて、各対応するトランジスタＭ31，Ｍ33，Ｍ34，Ｍ35をオンする。これにより、増幅器Ｕ1，Ｕ3，Ｕ4，Ｕ5の出力を選択して電圧をＶoutとして出力する。尚、ここでこれら添え字１，３，４，５のそれぞれは、前述の図１０の中での対象とする時刻ｔ1，ｔ3，ｔ4，ｔ5の添え字に合わせたものである。

まず信号Ｃ1で、アナログスイッチＭ3をオン状態にする。続いて信号Ｓ11で、トランジスタＭ1をオンさせ、基準電流源９２１で設定した定電流をスイッチＭ5を通して定電流を温度検知素子seg11に印加する。この時の温度に応じた（温度検知素子seg11の抵抗値＋素子Ｍ1のオン抵抗）と、予め設定したバイアス電流により、温度検知素子seg11の一端とGNDとの間に電圧が発生する。この電圧が、アナログスイッチＭ3を通して配線１５４に検知電圧Ｖcomとして供給される。そして増幅回路２５０が、この配線１５４の電圧Ｖcomを入力し、４つの増幅器Ｕ1，Ｕ3，Ｕ4，Ｕ5にそれぞれに利得Ａとオフセット電圧Ｖofsを与える。ここで各増幅器Ｕ1，Ｕ3，Ｕ4，Ｕ5の出力Ｖoは、
Ｖo＝Ａ（Ｖcom−Ｖofs）＋Ｖofs
となる。尚、ここで各出力Ｖoi（i=1,3,4,5）としたとき、Ｖofsは、各増幅器に対応するオフセット電圧値となる。

これはＶofsを基準に差電圧を増幅した電圧である。そして、これら４つのＶoを選択回路２５１に入力し、制御信号Ｂ1，Ｂ3，Ｂ4，Ｂ5に応じて、いずれか１つの電圧Ｖoが選択され、温度検知電圧Ｖoutとして出力される。

ここで、増幅回路２５０の利得設定方法とオフセット電圧設定方法を説明する。

図２２は、図１０で説明した温度プロファイルに基づいて、実施の形態６に係る構成での温度検知電圧Ｖcomを示している。図中、Ｖmは、スイッチング素子Ｍ1のオン抵抗成分の電圧降下を示しており、温度検知素子１０２の電圧成分は、温度検知波形とＶmラインとの間となる。このような温度検知電圧の波形に対し、時刻ｔ1，ｔ3，ｔ4，ｔ5の４点で温度を検知する場合、正常吐出と各不吐状態との間で電圧の差の大小が異なる。この電圧差が小さい所では大きくなるように、各検知時刻における電圧差の大きさに応じて利得を設定する。また同時に、増幅動作の基準電位となるオフセット電圧も各検知時刻における電圧差の大きさ応じて設定する。尚、図中の４０１〜４０５は、前述の図１０の４０１〜４０５にそれぞれ対応している。

例えば、時刻ｔ1のＶcom1（９６０ｍＶ）、時刻ｔ3のＶcom3（９９０ｍＶ）、時刻ｔ4のＶcom4（９８０ｍＶ）、時刻ｔ5のＶcom5（９７０ｍＶ）であるとき、時刻ｔ2の１μsec前の時刻ｔ1に対応する増幅器Ｕ1では、Ａ１＝５、Ｖofs1＝９０５ｍＶとする。また時刻ｔ2の２μsec後の時刻ｔ3に対応する増幅器Ｕ3では、Ａ３＝１０、Ｖofs3＝９８０ｍＶとする。更に、時刻ｔ2の５μsec後の時刻ｔ4に対応する増幅器Ｕ3では、Ａ３＝２０、Ｖofs4＝９７０ｍＶとする。そして時刻ｔ2の９μsec後の時刻ｔ5に対応する増幅器Ｕ5では、Ａ５＝２０、Ｖofs5＝９６０ｍＶに設定する。こうすることにより、増幅器Ｕ1の出力電圧Ｖo1は、
Ｖo1＝Ａ１（Ｖcom1−Ｖofs1）＋Ｖofs1＝１０００ｍＶ
となる。他の増幅器Ｕ3，Ｕ4，Ｕ5の出力も同様にして求められ、それぞれＶo3＝１０８０ｍＶ，Ｖo4＝１１７０ｍＶ，Ｖo5＝１１６０ｍＶとなる。

こうして発生した温度に対応する電圧を、選択回路２５１で，その検知時刻に応じて選択して温度検知電圧として読み出す。尚、図には示していないが、これらの温度検知電圧を受けて不吐か否かを判断する判断機能部は、温度検知電圧Ｖoutと各Ｖofsをセットで受け取り変化を判断する。

このようにして温度検知素子seg11により発生された電圧が読み出される。温度検知素子seg12、seg21、seg22による検知電圧も同様な工程で読み出される。このようにマトリクス駆動（ここでは２列×２行マトリクス）して、１つの温度検知素子による電圧値を、その検知時刻に応じて選択回路２５１により温度検知電圧Ｖoutを読み出すことができる。

このように、温度検知素子の一端を共通配線にし、定電流バイアスをかけた各温度検知素子の出力電圧をアナログスイッチにより選択的に読み出すことができる。

更に、その検知時刻に応じて利得とオフセット電圧を設定した増幅器の出力を選択して、温度を検知した結果を得ることにより、微弱な温度検知電圧を精度良く検出できる。

以上説明したように本実施の形態によれば、温度に応じて変化する電圧を選択的に読み出し、任意のヒータの温度状態を精度よく検出することができる。これにより、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。またこの温度検知は、印刷中においても実施できる。

また温度の変化具合により、異常吐出の種類も判断可能な情報を提供できる。こうした温度情報を提供することにより、より適切なヘッドの回復処理や画像処理を行なえるようになり、より信頼性の高い印刷画像の提供が可能となる。

更には、各ヒータ毎の温度情報を利用してインク吐出量の制御を実施できる駆動機能を備えることで、温度で変化するインクの吐出量をヒータ毎に制御して、より高品質な画像の提供が可能となる。

［実施の形態７］
図２３は、本発明の実施の形態７に係る温度検知回路の構成を示す回路図である。

定電流源２７４は、定電流源Ｉrefと、カレントミラー回路とで構成され、温度検知素子群２７０に定電流Ｉsを供給する。温度検知素子群２７０は、セグメントSeg1からSegNまで備えている。各セグメントは、薄膜抵抗の温度検知素子Ｒs（１０２）と、この温度検知素子１０２をオン／オフするＭＯＳトランジスタＭ1と、温度検知素子１０２の両端子電圧を読み出すＭＯＳトランジスタＭ2，Ｍ3とを有している。各セグメントのトランジスタＭ2，Ｍ3の出力は、共通配線Ｌ1とＬ2に接続されている。バッファアンプ２７１は、共通配線Ｌ1とＬ2に出力される温度検知素子１０２の両端子電圧Ｖ1とＶ2とを高入力インピーダンスで受けてバッファする。尚、抵抗Ｒ11とＲ12は、非選択時におけるバッファアンプ入力の電位固定用の抵抗器で、その抵抗値は高入力インピーダンスを妨げない抵抗値に設定している。差動増幅器２７２は、前述の差動増幅器１５３と同様に、利得設定抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4と基準電圧Ｖrefとバッファアンプで構成されている。この差動増幅器２７２は、バッファアンプ２７１の出力を受けて温度検知素子Ｒsの端子間電圧を増幅する。制御回路２７３は、各セグメントの選択信号Ｓ1〜Ｓnを発生する。

選択信号Ｓ1でトランジスタＭ1をオンさせて、セグメントSeg1の温度検知素子Ｒsに定電流Ｉsを流す。温度検知素子Ｒsには、温度に応じた端子電圧Ｖ1，Ｖ2が発生し、同時にオンしている読み出し用のトランジスタＭ2，Ｍ3を通じて端子電圧Ｖ1，Ｖ2を読み出す。バッファアンプ２７１を通して端子電圧Ｖ1，Ｖ2が差動増幅器２７２に入力され、基準電圧Ｖrefと利得Ｇを与えて、温度検知電圧Ｖが得られる。ここで温度検知電圧Ｖは、以下の式で与えられる。

Ｖ＝Ｇ（Ｖ1−Ｖ2）−Ｖref
尚、ここでＧ＝Ｒ3／Ｒ1，Ｒ1＝Ｒ2，Ｒ3＝Ｒ4である。

こうしてセグメントSeg1の温度検知電圧が読み出される。同様に、セグメントSegNにおいても、選択信号ＳnでセグメントSegNを選択することで温度検知電圧が読み出される。

図２４（Ａ）、（Ｂ）は、実施の形態７に係る動作をシミュレーションした結果例を示す図である。

図２４（Ａ）は、端子電圧Ｖ1とＶ2を示す。ここで（Ｖ1−Ｖ2）が温度に応じた温度検知素子の端子間電圧である。ここでは定電流Ｉs＝３ｍＡ、セグメントSeg1の温度検知素子の抵抗値を３１．６Ω、セグメントSegNの温度検知素子の抵抗値を４５Ωとした時の条件である。図２４（Ｂ）は、利得Ｇ倍した温度検知電圧Ｖsと基準電圧Ｖrefを示している。ここでは、Ｇ＝１５，Ｖre＝２．４Ｖ、セグメントSeg1とSegNの選択期間を１μsecとした時の条件である。温度検知電圧Ｖsは、それぞれ期待値通りに１４２２ｍＶ，２０２５ｍＶを示している。

図２５は、実施の形態７に係るヒータの駆動時に同期させた温度検知動作のタイミング図である。図において、ＬＴは、温度検知素子を選択する素子選択データを取り込み保持する時のラッチ信号で、ヒータの時分割駆動に同期した信号である。ＨＥはヒータへの印加パルスである。信号Ｓ1とＳnは、制御回路２７３から出力される図２３に示した温度検知素子の選択信号である。（Ｖ1−Ｖ2）は、選択した温度検知素子の端子間電圧である。Ｖs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温度検知電圧である。

いま期間(1)で、セグメントSeg1に対応したヒータが選択されてＨＥパルスが印加される。このヒータに対応する温度検知素子のセグメントSeg1を選択して、ＨＥパルスの直前のタイミングで信号Ｓ1を印加してセグメントSeg1を選択し、その選択したセグメントで発生する電圧を取り出して温度検知電圧Ｖsとして出力する。ここでの温度検知電圧は図１０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、引き続き信号Ｓ1によりセグメントSeg1を選択してその温度検知電圧Ｖsを出力する。ここでの温度検知電圧は図１０の時刻ｔ3にあたる温度情報である。同様に、期間(3)と期間(5)でもセグメントSeg1を選択してその温度検知電圧Ｖsを出力する。こうして図１０の時刻ｔ4と時刻ｔ5に該当する温度情報を出力する。尚、図中、（Ｖ1−Ｖ2）での点線は、セグメントSeg1の温度検知素子が連続して印加されたときを想定した波形を示している。続いて期間(6)では、次のセグメントSegNに対応したヒータが選択されてＨＥパルスが印加されている。このヒータに対応する温度検知素子のセグメントSegNを選択するために、ＨＥパルスの直前のタイミングで信号Ｓnを印加し、そのセグメントで発生する電圧を選択して読み出して温度検知電圧Ｖsを得る。そしてそれ以降のセグメントに対しても同様に、セグメントSeg1の場合と同様に、所望のタイミングで信号Ｓnを発生して温度検知電圧を出力する。

この図２５では、セグメントSeg1の温度検知素子を、期間(1)ら期間(4)まで連続して選択している。しかし、各時分割期間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というようにランダムに温度検知素子を選択して、その電圧を出力することもできる。

このように、任意の温度検知素子を選択して、その温度検知素子で検知される温度に応じた温度検知電圧を読み出すことができる。更に、微弱な温度検知電圧を差動増幅することにより、任意のヒータの温度状態を精度よく検出することができる。

なお、上述した第１第２のスイッチは温度検知素子の近傍に配置されるとともに温度検知素子の配列間隔で配置されていることが検出制度の点からも望ましい。

［実施の形態８］
図２６は、本発明の実施の形態８に係る温度検知回路を説明する回路図である。

前述したように各ヒータ１０４の近傍に配置された温度検知素子１０２に対応するセグメントseg11、seg12を示している。尚、図２６では説明を簡単にするために２つのセンサだけを示しているが、実際は、各ヒータに対応する数のヒータが配置されている。

トランジスタＭ81は、定電流回路Ｉからセグメントseg11への通電をオン／オフするトランジスタである。またトランジスタＭ82は、定電流回路Ｉからセグメントseg12への通電をオン／オフするトランジスタである。トランジスタＭ80は、各センサに共通に接続される共通端子の電圧を取出すためのトランジスタ、トランジスタＭ82、Ｍ86のそれぞれは、各セグメントで発生した電圧を取り出すためのトランジスタである。こら各トランジスタのオン／オフは、前述の実施の形態のように、制御回路（不図示）からの信号により制御されている。

差動増幅器８００は、各セグメントで発生する電圧を増幅し電圧ＶG1として出力する。サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）８０１，８０２はそれぞれ異なるタイミングで、差動増幅器８００の出力をサンプルホールドしている。差動増幅器８０３は、これら２つのサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）８０１，８０２から出力される電圧値を入力し、その差分を増幅して電圧ＶG2として出力している。

図２７は、この実施の形態８における温度のサンプリング例を説明する概念図である。尚、この図２７では、最高温度の検知タイミングを示し、更に図２６に示されていないセグメントseg13，seg14を追加して示している。図において，２７００は、セグメントseg11に対応するヒータ１０４に通電してたときのセグメントseg11により検出される温度波形を示している。同様に２７０１は、セグメントseg12に対応するヒータ１０４に通電してたときのセグメントseg12により検出される温度波形を示している。他の波形もそれぞれセグメントseg13, seg14に対応するヒータ１０４に通電したときにセグメントseg13, seg14により検出される温度波形を示している。

いまタイミングｔ1では、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）８０１に、セグメントseg11で発生して差動増幅器８００で増幅された電圧値Ｖ11がサンプルホールドされる。またタイミングｔ2では、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）８０２に、セグメントseg12で発生して差動増幅器８００で増幅された電圧値Ｖ12がサンプルホールドされる。これにより差動増幅器８０３は、セグメントseg11とセグメントseg12とにより発生された電圧値（温度）の差分（Ｖ11−Ｖ12）を増幅してＶG2として出力する。同様にタイミングｔ3では、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）８０１に、セグメントseg13で発生して差動増幅器８００で増幅された電圧値Ｖ13がサンプルホールドされる。そして差動増幅器８０３は、セグメントseg12とセグメントseg13とにより発生された電圧値（温度）の差分（Ｖ13−Ｖ12）を増幅してＶG2として出力する。同様にタイミングｔ4では、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）８０２に、セグメントseg14で発生して差動増幅器８００で増幅された電圧値Ｖ14がサンプルホールドされる。これにより差動増幅器８０３は、セグメントseg13とセグメントseg14とにより発生された電圧値（温度）の差分（Ｖ13−Ｖ14）を増幅してＶG2として出力する。

このように、各ヒータ１０４に通電する度に、その検出した温度に対応する電圧値をサンプルホールドして、その差分を求めることにより各ノズルにおけるインクの不吐を検出することができる。

また差動増幅器８００のゲインをＧ1、差動増幅器８０３のゲインをＧ2とすると、出力電圧ＶG2は、Ｇ1×Ｇ2の関数で表すことができる。これにより全体としての増幅率を大きく取ることができるため、検出精度を高めることが可能となる。更に、各タイミングにおいて温度検知素子で検出された温度の差分を求めるため、各タイミングでのヒータの初期温度に依存する温度差の影響を低減できる。このため、吐出状態の判定に用いる温度テーブル等も簡易化できる。

図２８は、最高温度、リフィル前、リフィル中の温度を、ヘッドの各状態に応じて示す図である。ここではゲインＧ1×Ｇ2＝１０×１０＝１００、２５℃における温度検知素子１０２の抵抗値Ｒ25＝３０Ω、温度検知素子１０２の温度係数ＴＣＲ＝３０００ppm/℃、定電流値Ｉ＝３mAとしている。

尚、この検知電圧は、温度分解能＝２７mV／℃の場合である。ヘッド状態はインクが正常に吐出されない状態を示している。「泡不吐」は、気泡によりインクが吐出されない事態が発生したことを示す。「流路詰り」は、乾燥したインクによるノズルの目詰まりが発生した状態、、「ゴミ不吐」はノズルにゴミが詰まったためにインクが吐出しない状態を示す。「ヌレ異常」は、ノズルにインクが充満して正常にインクが吐出されない状態を示す。

本実施の形態に係るインクジェットヘッドを説明する図である。 記録素子基板の構成を説明する図（Ａ）と、図２（Ａ）のＡ−Ａ断面図（Ｂ）である。 本実施の形態に係る温度プロファイルの状態を説明する図（Ａ）と、実験と温度シミュレーションの結果を説明する温度プロファイルの状態図（Ｂ）である。 本発明の実施の形態に係る温度検知素子の形状を示す平面図である。 ４つの記録素子基板間の信号配線の概略を示す回路図である。 本発明の実施の形態１に係る駆動回路の概要を説明するブロック図である。 本実施の形態に係るヒータとスイッチング素子の制御信号のタイミングチャートの一例を示すタイミング図である。 本実施の形態に係るヘッドを用いたフルマルチインクジェットプリンタの概略図である。 本実施の形態に係るヘッドの吐出ノズルを省略したヘッドの断面図と平面図である。 正常吐出時と吐出異常時の温度検知素子により検知した温度プロファイルを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る不吐検知回路の構成を示す回路図である。 温度測定動作をシミュレーションした結果の一例を示す図である。 ヒータの駆動と温度検知動作のタイミングを説明する図である。 本発明の実施の形態２に係る不吐検知回路の構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態３に係る温度検知回路の構成を示す回路図である。 実施の形態３に係る差動増幅器(differential amplifier)の構成を示す回路図である。 実施の形態３に係るヒータの駆動と温度検知動作のタイミングを説明する図である。 本発明の実施の形態４に係る差動増幅器の構成を説明するブロック図である。 実施の形態４に係るヒータの駆動と温度検知動作のタイミングを説明する図である。 本発明の実施の形態５に係る差動増幅器の構成を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態６に係る温度検知回路の構成を示す回路図である。 図１４で説明した温度プロファイルに基づいて、実施の形態６に係る構成での温度検知電圧Ｖcomを示す図である。 本発明の実施の形態７に係る温度検知回路の構成を示す回路図である。 実施の形態７に係る動作をシミュレーションした結果例を示す図である。 実施の形態７に係るヒータ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。 本発明の実施の形態８に係る温度検知回路を説明する回路図である。 実施の形態８における温度のサンプリング例を説明する概念図である。 最高温度、リフィル前、リフィル中の温度を、ヘッドの各状態に応じて示す図である。

Claims (15)

1. 電気熱変換素子の熱エネルギーを液体に与えて吐出口から液体を吐出させる記録ヘッドであって、
   複数の電気熱変換素子を複数のブロックに分割し、各ブロック単位で記録データに応じて通電して駆動する駆動手段と、
   前記複数の電気熱変換素子の各々に対応して配置された複数の温度検知素子と、
   前記複数の温度検知素子に共通してバイアス電流を与えるための定電流源と、
   前記定電流源から各温度検知素子への通電をオン／オフする第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子による温度検知素子への通電により当該温度検知素子の両端に発生した電圧を取り出す第２のスイッチング素子とを有する検知電圧取出し回路と、を有することを特徴とする記録ヘッド。
2. 前記検知電圧取出し回路で取り出した検知電圧を増幅する増幅回路を更に有することを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
3. 前記温度検知素子は複数個単位の群をなしており、前記第２のスイッチング素子は前記群に対応して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
4. 前記複数の電気熱変換素子の各ブロックと前記複数の温度検知素子の各ブロックとは、それぞれ同数の電気熱変換素子、温度検知素子をそれぞれ含むことを特徴とする請求項３に記載の記録ヘッド。
5. 前記第２のスイッチング素子は、各温度検知素子に対応して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
6. 前記複数の電気熱変換素子のそれぞれを加熱駆動する記録データと、前記複数の電気熱変換素子のブロック及び前記温度検知素子群を選択するブロック選択データと、前記検知電圧取出し回路により電圧を取り出す温度検知素子を選択するための素子選択データとを含むシリアルデータを入力して保持するシフトレジスタと、前記ブロック選択データ及び前記素子選択データをデコードして前記ブロック及び及び前記温度検知素子群及び各温度検知素子を選択する信号を生成するデコード手段と更に有することを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
7. 前記温度検知素子のそれぞれは、絶縁層を介して前記電気熱変換素子の対応するそれぞれの直下に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
8. 前記増幅回路で増幅した検知電圧を保持する保持回路と、
   前記保持回路で保持された電圧と、前記増幅回路で増幅した次の検知タイミングの検知電圧との差分を増幅して出力する差動増幅器とを更に有することを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッド。
9. 更に、温度に対応する電圧を発生する電圧発生回路と、
   前記電圧発生回路で発生された電圧と、前記増幅回路で増幅した検知電圧との差分を増幅して出力する差動増幅器とを有することを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッド。
10. 前記検知電圧取出し回路から取り出される各温度検知素子による検知電圧を、それぞれ対応するオフセット電圧で増幅する複数の増幅器と、
    前記複数の増幅器の出力を選択する選択回路とを更に有することを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
11. 前記第１及び第２のスイッチング素子の切替えは、シフトレジスタに入力されるデータによってなされることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
12. 前記温度検知素子は、電気熱変換素子の直下に配置されており、前記第１及び第２のスイッチング素子は、温度検知素子の近傍に配置されるとともに温度検知素子の配列間隔で配置されることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
13. 温度に対応する参照電圧を発生する電圧発生回路と、参照電圧と検知電圧との差分を増幅する差動増幅器とを更に有することを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッド。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の記録ヘッドと、
    前記複数の電気熱変換素子のそれぞれを加熱駆動する画像データと、前記複数の電気熱変換素子のブロック及び前記温度検知素子群を選択するブロック選択データと、前記検知電圧取出し回路により電圧を取り出す温度検知素子を選択するための素子選択データとを含むシリアルデータを、前記記録ヘッドに転送する転送手段と、
    前記記録ヘッドの前記電気熱変換素子を発熱駆動するための信号を出力する駆動制御手段と、
    前記駆動制御手段による駆動に同期して前記増幅回路の出力を入力して温度を検出する温度検出手段と、
    を有することを特徴とする記録装置。
15. 前記素子選択データは、前記駆動制御手段が駆動した電気熱変換素子の第１ブロックとは異なる第２ブロックの駆動時に、前記第１ブロックで駆動した電気熱変換素子の発熱に伴う温度を検知するためのデータであることを特徴とする請求項１４に記載の記録装置。

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