JP4428894B2 - 記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ等における情報出力装置として、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等シート状の記録媒体に行うプリンタがある。
【０００３】
そのプリンタの記録方式としては様々な方式が知られているが、用紙等の記録媒体に非接触記録が可能であり、カラー記録が容易であり、かつ静粛性に富む等の理由でインクジェット方式が近年特に注目されている。そして、その構成としては所望の記録情報に応じてインクを吐出する記録ヘッドを装着したキャリッジを記録媒体の搬送方向と直角な方向に往復走査しながら記録を行うシリアル記録方式が安価で小型化が容易などの点から一般的に広く用いられている。
【０００４】
また、特開平１１−２１９１５６号公報に開示されているように、記録ヘッド内に最適な素子駆動条件を求めるために、温度センサとその出力をデジタル情報に変換してパルス信号として出力するＡ／Ｄ変換器を設けることや、記録素子の製造過程でのバラツキに起因する素子特性を記憶するメモリを搭載する場合がある。
【０００５】
これら記録素子の温度センサ出力や素子特性の情報は、記録素子内に設けられた専用の端子からそれぞれ出力され、さらにフレキシブル基板などを経由して、記録ヘッドとの電気的接続を行うキャリッジ内のヘッドパッドに至る。
【０００６】
次に、従来のインクジェット記録ヘッドの動作の概略について説明する。
【０００７】
ここでは画像データ転送のシーケンスについて述べた後、温度検知回路および素子特性メモリの読み出しシーケンスについてそれぞれ述べる。
【０００８】
図８は従来の記録ヘッドの内部構成の一例を示すブロック図である。
【０００９】
また、図９は図８に示した記録ヘッドに備えられた素子特性メモリ、及びデジタル温度検知回路（ＤＡＣ）読み取り時の入出力端子における論理状態を示すタイムチャートである。
【００１０】
図８に示す記録ヘッドにおいて、画像データはシリアルデータとしてクロック端子（ＣＬＫ）に入力するクロック信号に同期させ、画像データ端子（ＤＡＴＡ）より入力される。入力された画像データは、画像データ転送シフトレジスタ１０１（Ｓ／Ｒ）によりパラレルデータに変換される。ここで、画像データの１ビットが１つの記録素子（ヒータ）に対応するとする。
【００１１】
画像データがヒータ１０５の数に対応するビット数、即ち、インク吐出ノズル（以下、ノズルという）の数分だけ入力されると、ラッチ信号入力端子（ＬＡＴＣＨ／ＲＥＳＥＴ）へラッチ信号が入力され、画像データを一時的に保持するデータラッチ回路（Ｌａｔｃｈ）１０２へ画像データが転送保持される。なお、ラッチ信号はローアクティブであり、その信号値が“ロー”となった時にラッチ動作が行われる。
【００１２】
次に、ヒート信号入力端子（ＨＥＡＴ）よりローアクティブのヒート信号をＡＮＤゲート１０３に入力し、このヒート信号とラッチ回路（Ｌａｔｃｈ）１０２に保持された画像データとの論理積を取る。その演算結果が“１”となったノズルに対応したドライバトランジスタ１０４が駆動されヒータ１０５にヒータ電流が流れることになる。ヒート信号入力端子（ＨＥＡＴ）にインク発泡および吐出に必要な熱エネルギがヒータで発熱される時間だけヒート信号が入力されると、対応するノズルからインクが吐出されることとなる。
【００１３】
また、このヒータ電流をＯＮさせる間に、その次のヒート信号により画像形成を行うための画像データを入力することで、画像転送とヒータ加熱を時間効率良く行うことができる。このヒータ電流ＯＮと画像データ転送を任意の回数繰り返したのち、画像データ転送を行わずにヒータ電流のみＯＮにさせることで、画像形成のシーケンスが完了する。
【００１４】
次に、記録ヘッドに備えられたデジタル温度検知回路（ＤＡＣ）１０６および素子特性メモリ１０７の読出しシーケンスについて説明する。
【００１５】
これらのデータはシリアルデータとして、別々の端子（ＴＥＭＰ＿ＯＵＴ、ＭＥＭ＿ＯＵＴ）よりそれぞれ次に述べる動作に従って出力される。また、そのときの入出力端子の論理状態は図９に示すタイムチャートに示されている。
【００１６】
デジタル温度検知回路（ＤＡＣ）１０６は、素子温度を示す温度検出用Ｄｉ．センサ１０６ａからのアナログ信号を数ビットのデジタル信号に変換するＤＡＣを有する回路ブロックである。デジタル温度検知回路１０６にラッチ信号入力端子（ＬＡＴＣＨ／ＲＥＳＥＴ）からリセット信号が入力されると、この回路はリセットされる。ここでリセット信号はハイアクティブであり、その信号値が“ハイ”となったときに回路がリセットされる。
【００１７】
その後、リセット信号を“ロー”とし、クロック端子（ＣＬＫ）からクロック信号を入力するとデジタル信号に変換された温度情報がシリアルデータとしてＴＥＭＰ＿ＯＵＴ端子からクロック信号に同期して出力される。なお、図９に示すタイムチャートによれば、出力信号の開始を示す“Ｈ”の信号がクロックパルスの１番目のパルスに同期して出力された後、温度情報をあらわす１４ビットのシリアル信号が出力される例が示されている。
【００１８】
また、素子特性メモリ１０７もデジタル温度検知回路１０６と同時に動作し、ラッチ信号入力端子（ＬＡＴＣＨ／ＲＥＳＥＴ）からハイアクティブであるリセット信号が入力されるとその出力信号はリセットされ、クロック信号に同期して素子特性メモリ１０７内に書き込まれた素子特性情報（ランク情報）がＭＥＭ＿ＯＵＴ端子から出力される。なお図９に示すタイムチャートによれば、出力信号の開始を表す“Ｈ”の信号と“Ｌ”の信号がクロックパルスの１番目と２番目のパルスにそれぞれ同期して出力された後、１４ビットからなる素子特性情報がランク情報として出力される例が示されている。
【００１９】
ここで、ラッチ信号入力端子（ＬＡＴＣＨ／ＲＥＳＥＴ）に入力される信号を、ラッチ回路１０２に対してラッチ信号（ローアクティブ）とし、デジタル温度検知回路１０６からの出力および素子特性メモリ１０７から読み出しではリセット信号（ハイアクティブ）として論理を逆として兼用しているのは、画像データ転送時には常にデジタル温度検知回路１０６、素子特性メモリ１０７からの読み出し回路をリセット（初期）状態にして不要な出力信号が各出力端子に出力されないようにするためである。
【００２０】
以上のようなデジタル温度検知回路からの出力および素子特性メモリの読み出しを行うシーケンスは、先に述べた画像データ転送シーケンスの前後や合間に適宜行われ、その都度最適な記録素子駆動条件で記録動作が行われる事になる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら以上述べたような従来の記録ヘッドでも、カラー記録や更なる高画質化のために、３色や４色、あるいは６色などといった、多数の色のインクによる記録を一つの記録ヘッドで可能とする構成が取られることが多い。
【００２２】
こうした場合、記録素子の温度や素子特性については、インク各色、或いは数色毎に実装されている記録素子各々について、プリンタ本体と記録ヘッドとの間でデータの送受信が行われ、記録素子の状態に応じた最適な条件での駆動を行うことが必要となる。
【００２３】
そのため、記録ヘッドにはその記録素子の数だけ温度検知回路出力端子（ＴＥＭＰ＿ＯＵＴ）や素子特性メモリ出力端子（ＭＥＭ＿ＯＵＴ）などに対応するヘッド情報出力端子が記録ヘッドの回路基板上にパッドとして設けられることとなる。
【００２４】
このように画像データ転送のために必要となるパッド以外の、これら温度や素子特性のデータ送受信のためのパッドが数多く存在することは、記録ヘッドとプリンタとの間の接続を複雑なものとし、記録ヘッドやプリンタ本体のサイズの大型化を招くのみならず、プリンタ本体と記録ヘッド間の信号送受信回路の構成が複雑になるなどコストアップとなる要因が多い。
【００２５】
これらヘッド情報出力端子はプリンタの動作上、常に行われているものではなく、シリアルプリンタの場合、記録ヘッド１回ないし数回の走査毎、或いは、記録媒体１頁分の記録毎に行われることが多い。そのため、ヘッド情報出力端子からの送受信速度がプリンタの印刷速度へほとんど影響を与えるものではないにも係らず、多くのパッドを必要としているのが現状である。
【００２６】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、記録品質の向上のために、例えば、ヘッド温度情報や記録素子特性などを取得しながらも、その情報取得のためのパッド数を少なくして、小型化を図った記録ヘッド、及びその記録ヘッドを用いた記録装置を提供することを目的としている。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の記録ヘッドは以下のような構成からなる。
【００２８】
即ち、記録ヘッドの第１の情報を検知し出力する第１の情報発生源と、前記記録ヘッドの第２の情報を記憶し出力する第２の情報発生源と、前記第１或いは第２の情報を前記記録ヘッドの外部に出力する出力端子と、前記第１及び第２の情報の読み出しや、前記記録ヘッドの外部からの記録信号の入力に用いられるクロック信号を入力する入力端子と、前記入力端子から入力されるクロック信号に基づいて、前記第１或いは第２の情報発生源から前記第１或いは第２の情報を読み出して、前記第１或いは第２の情報を前記出力端子を介してシリアルに前記記録ヘッドの外部へ出力するよう制御する制御回路とを有し、前記制御回路は前記クロック信号のパルス数をカウントするカウンタを含み、前記カウンタによってカウントされるパルス数に従って、前記第１の情報と第２の情報のいずれを読み出すのかを決定することを特徴とする記録ヘッドを備える。
【００２９】
ここで、第１の情報は記録ヘッドの温度を示す情報であり、その場合、第１の情報発生源は、記録ヘッドの温度を検出する温度検出センサと、その温度検出センサによって出力される信号をデジタル信号に変換する変換回路とを含むことが望ましい。
【００３０】
また、第２の情報は記録ヘッドの記録素子の素子特性を示す情報であり、その場合、第２の情報発生源は、前記記録素子の素子特性を記憶するメモリを含むことが望ましい。
【００３１】
さらに、制御回路はカウントされるパルス数に従って、第１の情報と第２の情報を読み出して前記第１の情報と第２の情報を交互に前記出力端子を介してシリアルに前記記録ヘッドの外部へ出力するように制御したり、或いは、前記カウンタによってカウントされるパルス数が予め定められた値を超えると前記出力端子への出力を抑止するように制御することが望ましい。加えて、その制御回路は、第１の情報発生源からの出力と第２の情報発生源からの出力とを入力するＯＲ回路をさらに有し、そのＯＲ回路の出力が出力端子に出力されるように構成されることが望ましい。
【００３２】
前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることがより好ましい。
【００３３】
また他の発明に従えば、上記の構成の記録ヘッドを用いて記録ヘッドを行う記録装置を備える。
【００３４】
【発明の実施の形態】
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詳細に説明する。
【００３５】
＜装置本体の概略説明＞
図１は、本発明の代表的な実施形態であるインクジェットプリンタＩＪＲＡの構成の概要を示す外観斜視図である。図１において、駆動モータ５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５００９〜５０１１を介して回転するリードスクリュー５００５の螺旋溝５００４に対して係合するキャリッジＨＣはピン（不図示）を有し、ガイドレール５００３に支持されて矢印ａ，ｂ方向を往復移動する。キャリッジＨＣには、記録ヘッドＩＪＨとインクタンクＩＴとを内蔵した一体型インクジェットカートリッジＩＪＣが搭載されている。５００２は紙押え板であり、キャリッジＨＣの移動方向に亙って記録用紙Ｐをプラテン５０００に対して押圧する。５００７，５００８はフォトカプラで、キャリッジのレバー５００６のこの域での存在を確認して、モータ５０１３の回転方向切り換え等を行うためのホームポジション検知器である。５０１６は記録ヘッドＩＪＨ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、５０１５はこのキャップ内を吸引する吸引器で、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。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用できることは言うまでもない。又、５０２１は、吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切り換え等の公知の伝達機構で移動制御される。
【００３６】
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キャリッジがホームポジション側の領域に来た時にリードスクリュー５００５の作用によってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタイミングで所望の動作を行うようにすれば、本例にはいずれも適用できる。
【００３７】
＜制御構成の説明＞
次に、上述した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。
【００３８】
図２はインクジェットプリンタＩＪＲＡの制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示す同図において、１７００はプリンタ本体を制御する例えばパーソナルコンピュータなどから出力された記録信号をプリンタ本体へ入力するためのインタフェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１７０３は各種データ（上記記録信号や記録ヘッドＩＪＨに供給される記録データ等）を保存しておくＤＲＡＭである。記録ヘッド１７０８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。１７１０は記録ヘッド１７０８を搬送するためのキャリアモータ、１７０９は記録紙搬送のための搬送モータである。１７０５は記録ヘッドＩＪＨを駆動するヘッドドライバ、１７０６，１７０７はそれぞれ搬送モータ１７０９、キャリアモータ１７１０を駆動するためのモータドライバである。
【００３９】
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、ヘッドドライバ１７０５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、記録が行われる。
【００４０】
以下、記録ヘッド、特に基板内における回路構成とその動作について詳細に説明する。
【００４１】
＜第１実施形態＞
図３は第１実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨの制御回路の構成を示すブロック図である。なお、図３において、従来例で説明したのと同じ構成要素や同じ信号には同じ参照番号や記号を付しその説明は省略する。また、この実施形態に従う記録ヘッドの画像データ転送シーケンスは従来例と同様の動作を行うため説明を省略し、温度検知回路および素子特性メモリの読み出しシーケンスについてのみ説明する。
【００４２】
この実施形態においては温度検出用Ｄｉ．センサ１０６ａからのアナログ信号は従来例同様、デジタル温度検知回路（ＤＡＣ）１０６でデジタル信号に変換する。このとき、ＲＥＳＥＴ／ＬＡＴＣＨ端子に印加されるリセットパルス信号（ハイアクティブ）によりデジタル温度検知回路１０６はリセットされるとともに、その回路のクロック入力に印加されるクロックパルスに同期して温度情報を出力する構成となっている。
【００４３】
また、素子特性メモリ１０７についてもＲＥＳＥＴ／ＬＡＴＣＨ端子に印加されるリセットパルス信号（ハイアクティブ）により素子特性メモリ１０７はリセットされるとともに、そのメモリのクロック入力に印加されるクロックパルスに同期してメモリに記憶された素子特性を出力する構成となっている。
【００４４】
この実施形態に従う構成が従来例と異なる点は、図３に示されるように、記録ヘッドの回路基板内に５ビットカウンタ１０９を設け、このカウンタへ記録素子に印加されるクロックパルスを入力して、このクロックパルス数をカウントし、カウントされたパルス数に従って、そのクロックパルスをデジタル温度検知回路（ＤＡＣ）１０６へ入力するか、素子特性メモリ１０７へ入力するかを排他的に決定している点である。
【００４５】
クロックパルスの供給先を決定するために、この実施形態では、記録素子のクロック端子に外部から印加されるクロックパルスと５ビットカウンタ１０９によるカウント結果を表すビット列のＭＳＢをインバータ１１２によって反転したデータとの論理積を演算するＡＮＤ回路１１０と、記録素子のクロック端子に外部から印加されるクロックパルスと５ビットカウンタ１０９によるカウント結果を表すビット列のＭＳＢとの論理積を演算するＡＮＤ回路１１１とを備え、ＡＮＤ回路１１０からの論理積演算の出力を素子特性メモリ１０７のクロック入力端子に出力し、ＡＮＤ回路１１１からの論理積演算の出力をデジタル温度検知回路１０６のクロック入力端子に出力する構成をとっている。
【００４６】
図４は記録装置と記録ヘッドの間で授受されるクロック信号とリセット信号と温度情報信号とヘッド情報信号とを示すタイムチャートである。なお、このタイムチャートは温度検知回路および素子特性メモリの読み出しシーケンスのみを抜き出して記載している。
【００４７】
図３に示した５ビットカウンタ１０９はクロックパルスＣＬＫを入力してそのパルス数をカウントする。図３の構成に従えば、そのカウント値を表すＭＳＢが５ビットカウンタ１０９から出力される。この出力はそのままＡＮＤ回路１１１の１つの入力となる一方、その反転値がＡＮＤ回路１１０の１つの入力となる。従って、リセット信号入力を起点として、クロックパルス数をカウントする。そのパルス数が０〜１５では、ＭＳＢは“０”なので、ＡＮＤ回路１１１からの出力は“０”となる一方、ＡＮＤ回路１１０からの出力はＣＬＫと同じ信号となる。これに対して、クロックパルス数が１６〜３１では、ＭＳＢは“１”なので、ＡＮＤ回路１１１からの出力は“１”となる一方、ＡＮＤ回路１１０からの出力はＣＬＫと同じ信号となる。
【００４８】
つまり、図４に示すように、クロックパルス数が０〜１５では素子特性メモリ１０７へクロックパルスが供給され、クロックパルス数が１６〜３１ではデジタル温度検知回路１０６へクロックパルスが供給されることになる。そして、デジタル温度検知回路１０６と素子特性メモリ１０７の出力の論理和をＯＵＴ端子から外部へ出力する構成とする事で、デジタル温度検知回路と素子特性メモリの出力をシリアルデータとして一つの出力端子へ出力することが可能となる。
【００４９】
なお、図４において、デジタル温度検知回路１０６からの出力と素子特性メモリ１０７からの出力の間には、データの切り替わりを示す信号として１ビットの“Ｈ”データと１ビットの“Ｌ”データが固定出力される構成となっている。
【００５０】
また、５ビットカウンタ１０９のリセット信号として、ＲＥＳＥＴ／ＬＡＴＣＨ端子に印加されるリセット信号（ハイアクティブ）が入力される。このリセット信号は、図３に示す構成から明らかなように、５ビットカウンタ１０９に対するリセット信号のみならず、デジタル温度検知回路１０６と素子特性メモリ１０７に対するリセット信号ともなっている。このため、これらの回路は以前に入力されたクロックパルスの影響を受けることはない。
【００５１】
以上の読み出しシーケンスは図５のフローチャートのようにまとめられる。
【００５２】
まず、ステップＳ１０でリセット信号を入力すると、５ビットカウンタ１０９のカウント値、デジタル温度検知回路１０６及び素子特性メモリ１０７の読み出しがリセットされる。次に、ステップＳ２０でクロックパルスが入力されると、５ビットカウンタ１０９でそのパルスがカウントされ、ステップＳ３０ではカウントされたクロックパルス数が０〜１５にあるかどうかを調べる。
【００５３】
ここで、そのパルス数が０〜１５にあれば処理はステップＳ４０に進み、１６以上であれば処理はステップＳ６０に進む。
【００５４】
ステップＳ４０では、素子特性メモリ１０７に対してクロックパルス信号が供給され、ステップＳ５０では素子特性メモリ１０７からの出力がＯＲ回路１０８とＯＵＴ端子を経て外部に出力される。その後、処理はステップＳ２０に戻る。
【００５５】
さて、ステップＳ６０ではさらに、カウントされたパルス数が３２以上であるかどうかを調べる。ここで、そのパルス数が３２以上であれば、処理はステップＳ７０に進み、５ビットカウンタ１０９がオーバフローしたと判断して、そのカウンタをリセットし、その後、処理はステップＳ３０に戻る。
【００５６】
これに対して、カウントされたパルス数が３１以下（即ち、１６〜３１）であれば、処理は即ちＳ８０に進む。ステップＳ８０では、デジタル温度検知回路１０６に対してクロックパルス信号が供給され、ステップＳ９０ではデジタル温度検知回路１０６からの出力がＯＲ回路１０８とＯＵＴ端子を経て外部に出力される。その後、処理はステップＳ２０に戻る。
【００５７】
従って以上説明した実施形態に従えば、ＯＵＴ端子１つを用いてデジタル温度検知回路１０６からの出力と素子特性メモリ１０７からの出力を交互にシリアルに出力することができる。
【００５８】
これにより、２つの異なる情報が１つの出力端子、即ち、１つのパッドを用いて出力されることになるので、その情報取得のためのパッド数を少なくすることができ、記録ヘッドの小型化に貢献する。
【００５９】
＜第２実施形態＞
図６は第２実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨの制御回路の構成を示すブロック図である。なお、図６において、従来例と第１実施形態で説明したのと同じ構成要素や同じ信号には同じ参照番号や記号を付しその説明は省略する。
【００６０】
図３と図６との比較から分かるように、この実施形態の制御回路の基本的な構成は第１実施形態と同様であるが、この実施形態では５ビットカウンタ１０９に替えて６ビットカウンタ１０９′を用いている。そして、そのカウンタから出力されるビットの列のＭＳＢはインバータ１１３によって反転されて３入力のＡＮＤ回路１１０′と１１１′へ夫々入力される。また、そのビット列の第５ビット（ＬＳＢから５番目のビット）はＡＮＤ回路１１１′に入力される一方、そのビットの反転ビットはＡＮＤ回路１１０′に入力される。、
このような構成をとることで、クロックパルス数が０〜１５では素子特性メモリ１０７へクロック信号が伝達され、クロックパルス数が１６〜３１ではデジタル温度検知回路１０６へ伝達される。また、クロックパルス数が３２以上では６ビットカウンタ１０９′のＭＳＢが“Ｈ”となるため、素子特性メモリ１０７、デジタル温度検知回路１０６ともにクロック信号が入力されてもそれぞれの回路ブロックへは信号が伝達されることはない。
【００６１】
この構成により、第１実施形態に従う構成ではクロックパルス数が３２以上の場合にはビットカウンタが初期状態にもどり、繰り返しデジタル温度検知回路からの出力と素子特性メモリからの出力夫々がＯＵＴ端子に現れていたが、この実施形態に従えば、クロックパルス数が３２〜６３ではクロック信号が夫々の回路に伝達されないため回路が動作せず、ＯＵＴ端子に出力が現れる事もない。
【００６２】
従って以上説明した実施形態に従えば、デジタル温度検知回路１０６と素子特性メモリ１０７からの出力をモニタリングする上で自由度を大きくすることが可能となる。
【００６３】
これにより素子のサイズの拡大や素子を形成するための製造プロセスの工夫などが不要となり、コストの削減に資する。
【００６４】
＜第３実施形態＞
図７は第３実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨの制御回路の構成を示すブロック図である。なお、図７において、従来例と第１実施形態で説明したのと同じ構成要素や同じ信号には同じ参照番号や記号を付しその説明は省略する。
【００６５】
図３と図７との比較から分かるように、第１実施形態ではＯＵＴ端子直前でデジタル温度検知回路１０６と素子特性メモリ１０７からの出力の論理和を演算して２つの出力の合成を行っていたが、この実施形態では、これらの出力合成をアナログスイッチ１１４、１１５により実現している。
【００６６】
このような構成をとることにより、第１実施形態では論理和演算を行っていたがために、デジタル温度検知回路１０６と素子特性メモリ１０７の内、どちらか一方の回路が不良により異常な出力を示した場合、ＯＲ回路１０８の出力で不良内容の把握することが困難であるのに対して、この実施形態ではアナログスイッチによる切り替えで各回路ブロックの出力をそのままＯＵＴ端子でモニタリングできる。
【００６７】
従って以上説明した実施形態に従えば、テスト時に不良個所の切り分けが容易となる。
【００６８】
なお、以上説明した実施形態における素子特性メモリが格納する記録素子の素子特性としては、電気熱変換素子（ヒータ）の抵抗値を示す信号や、電気熱変換素子（ヒータ）へ流す電流の制御を行うドライバトランジスタの電気特性を示す信号などが含まれる。
【００６９】
以上の実施形態において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。
【００７０】
そして以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【００７１】
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。この方式はいわゆるオンデマンド型、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体に、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１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、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１対１で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。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１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状にすると、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。
【００７２】
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、さらに優れた記録を行うことができる。
【００７３】
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、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面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。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体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ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。
【００７４】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の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としては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００７５】
加えて、上記の実施形態で説明した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のみならず、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を用いてもよい。
【００７６】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。
【００７７】
さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもできる。
【００７８】
以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。
【００７９】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。
【００８０】
さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良い。
【００８１】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、従来は複数の出力端子夫々から出力されていた、例えば、ヘッドの温度や素子特性の情報を、一つの出力端子から出力することが可能になるので、出力端子やパッドの数を削減することができるという効果がある。
【００８３】
これにより、記録ヘッドそのもののサイズを小型化することが可能になり、さらには、記録ヘッドと記録装置間の接続をより簡略にすることが可能となる。
【００８４】
特に、記録ヘッドと記録装置間の接続が簡略化されることは、記録装置本体と記録ヘッド間の信号送受信回路を簡略にできることを意味し、記録装置の小型化にも寄与するとともに、記録ヘッドや記録装置のコストの抑制にも貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施形態であるインクジェット方式に従って記録を行う記録ヘッドを備えた記録装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す記録装置の制御回路を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨの制御回路を示すブロック図である。
【図４】記録装置と記録ヘッドの間で授受されるクロック信号とリセット信号と温度情報信号とヘッド情報信号とを示すタイムチャートである。
【図５】温度検知回路および素子特性メモリの読み出しシーケンスを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨの制御回路を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨの制御回路を示すブロック図である。
【図８】従来の記録ヘッドの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図９】図８に示した記録ヘッドに備えられた素子特性メモリ、及びデジタル温度検知回路（ＤＡＣ）読み取り時の入出力端子における論理状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０１ シフトレジスタ
１０２ ラッチ
１０３ ＡＮＤゲート
１０４ ドライバトランジスタ
１０５ ヒータ
１０６ デジタル温度検知回路
１０６ａ 温度検出用Ｄｉセンサ
１０７ 素子特性メモリ
１０８ ＯＲ回路
１０９ ５ビットカウンタ
１０９′ ６ビットカウンタ
１１０、１１１ ＡＮＤ回路
１１０′、１１１′ ３入力ＡＮＤ回路
１１２、１１３ インバータ
１１４、１１５ アナログスイッチ
ＩＪＨ 記録ヘッド
【発明の属する技術分野】
本発明は記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ等における情報出力装置として、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等シート状の記録媒体に行うプリンタがある。
【０００３】
そのプリンタの記録方式としては様々な方式が知られているが、用紙等の記録媒体に非接触記録が可能であり、カラー記録が容易であり、かつ静粛性に富む等の理由でインクジェット方式が近年特に注目されている。そして、その構成としては所望の記録情報に応じてインクを吐出する記録ヘッドを装着したキャリッジを記録媒体の搬送方向と直角な方向に往復走査しながら記録を行うシリアル記録方式が安価で小型化が容易などの点から一般的に広く用いられている。
【０００４】
また、特開平１１−２１９１５６号公報に開示されているように、記録ヘッド内に最適な素子駆動条件を求めるために、温度センサとその出力をデジタル情報に変換してパルス信号として出力するＡ／Ｄ変換器を設けることや、記録素子の製造過程でのバラツキに起因する素子特性を記憶するメモリを搭載する場合がある。
【０００５】
これら記録素子の温度センサ出力や素子特性の情報は、記録素子内に設けられた専用の端子からそれぞれ出力され、さらにフレキシブル基板などを経由して、記録ヘッドとの電気的接続を行うキャリッジ内のヘッドパッドに至る。
【０００６】
次に、従来のインクジェット記録ヘッドの動作の概略について説明する。
【０００７】
ここでは画像データ転送のシーケンスについて述べた後、温度検知回路および素子特性メモリの読み出しシーケンスについてそれぞれ述べる。
【０００８】
図８は従来の記録ヘッドの内部構成の一例を示すブロック図である。
【０００９】
また、図９は図８に示した記録ヘッドに備えられた素子特性メモリ、及びデジタル温度検知回路（ＤＡＣ）読み取り時の入出力端子における論理状態を示すタイムチャートである。
【００１０】
図８に示す記録ヘッドにおいて、画像データはシリアルデータとしてクロック端子（ＣＬＫ）に入力するクロック信号に同期させ、画像データ端子（ＤＡＴＡ）より入力される。入力された画像データは、画像データ転送シフトレジスタ１０１（Ｓ／Ｒ）によりパラレルデータに変換される。ここで、画像データの１ビットが１つの記録素子（ヒータ）に対応するとする。
【００１１】
画像データがヒータ１０５の数に対応するビット数、即ち、インク吐出ノズル（以下、ノズルという）の数分だけ入力されると、ラッチ信号入力端子（ＬＡＴＣＨ／ＲＥＳＥＴ）へラッチ信号が入力され、画像データを一時的に保持するデータラッチ回路（Ｌａｔｃｈ）１０２へ画像データが転送保持される。なお、ラッチ信号はローアクティブであり、その信号値が“ロー”となった時にラッチ動作が行われる。
【００１２】
次に、ヒート信号入力端子（ＨＥＡＴ）よりローアクティブのヒート信号をＡＮＤゲート１０３に入力し、このヒート信号とラッチ回路（Ｌａｔｃｈ）１０２に保持された画像データとの論理積を取る。その演算結果が“１”となったノズルに対応したドライバトランジスタ１０４が駆動されヒータ１０５にヒータ電流が流れることになる。ヒート信号入力端子（ＨＥＡＴ）にインク発泡および吐出に必要な熱エネルギがヒータで発熱される時間だけヒート信号が入力されると、対応するノズルからインクが吐出されることとなる。
【００１３】
また、このヒータ電流をＯＮさせる間に、その次のヒート信号により画像形成を行うための画像データを入力することで、画像転送とヒータ加熱を時間効率良く行うことができる。このヒータ電流ＯＮと画像データ転送を任意の回数繰り返したのち、画像データ転送を行わずにヒータ電流のみＯＮにさせることで、画像形成のシーケンスが完了する。
【００１４】
次に、記録ヘッドに備えられたデジタル温度検知回路（ＤＡＣ）１０６および素子特性メモリ１０７の読出しシーケンスについて説明する。
【００１５】
これらのデータはシリアルデータとして、別々の端子（ＴＥＭＰ＿ＯＵＴ、ＭＥＭ＿ＯＵＴ）よりそれぞれ次に述べる動作に従って出力される。また、そのときの入出力端子の論理状態は図９に示すタイムチャートに示されている。
【００１６】
デジタル温度検知回路（ＤＡＣ）１０６は、素子温度を示す温度検出用Ｄｉ．センサ１０６ａからのアナログ信号を数ビットのデジタル信号に変換するＤＡＣを有する回路ブロックである。デジタル温度検知回路１０６にラッチ信号入力端子（ＬＡＴＣＨ／ＲＥＳＥＴ）からリセット信号が入力されると、この回路はリセットされる。ここでリセット信号はハイアクティブであり、その信号値が“ハイ”となったときに回路がリセットされる。
【００１７】
その後、リセット信号を“ロー”とし、クロック端子（ＣＬＫ）からクロック信号を入力するとデジタル信号に変換された温度情報がシリアルデータとしてＴＥＭＰ＿ＯＵＴ端子からクロック信号に同期して出力される。なお、図９に示すタイムチャートによれば、出力信号の開始を示す“Ｈ”の信号がクロックパルスの１番目のパルスに同期して出力された後、温度情報をあらわす１４ビットのシリアル信号が出力される例が示されている。
【００１８】
また、素子特性メモリ１０７もデジタル温度検知回路１０６と同時に動作し、ラッチ信号入力端子（ＬＡＴＣＨ／ＲＥＳＥＴ）からハイアクティブであるリセット信号が入力されるとその出力信号はリセットされ、クロック信号に同期して素子特性メモリ１０７内に書き込まれた素子特性情報（ランク情報）がＭＥＭ＿ＯＵＴ端子から出力される。なお図９に示すタイムチャートによれば、出力信号の開始を表す“Ｈ”の信号と“Ｌ”の信号がクロックパルスの１番目と２番目のパルスにそれぞれ同期して出力された後、１４ビットからなる素子特性情報がランク情報として出力される例が示されている。
【００１９】
ここで、ラッチ信号入力端子（ＬＡＴＣＨ／ＲＥＳＥＴ）に入力される信号を、ラッチ回路１０２に対してラッチ信号（ローアクティブ）とし、デジタル温度検知回路１０６からの出力および素子特性メモリ１０７から読み出しではリセット信号（ハイアクティブ）として論理を逆として兼用しているのは、画像データ転送時には常にデジタル温度検知回路１０６、素子特性メモリ１０７からの読み出し回路をリセット（初期）状態にして不要な出力信号が各出力端子に出力されないようにするためである。
【００２０】
以上のようなデジタル温度検知回路からの出力および素子特性メモリの読み出しを行うシーケンスは、先に述べた画像データ転送シーケンスの前後や合間に適宜行われ、その都度最適な記録素子駆動条件で記録動作が行われる事になる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら以上述べたような従来の記録ヘッドでも、カラー記録や更なる高画質化のために、３色や４色、あるいは６色などといった、多数の色のインクによる記録を一つの記録ヘッドで可能とする構成が取られることが多い。
【００２２】
こうした場合、記録素子の温度や素子特性については、インク各色、或いは数色毎に実装されている記録素子各々について、プリンタ本体と記録ヘッドとの間でデータの送受信が行われ、記録素子の状態に応じた最適な条件での駆動を行うことが必要となる。
【００２３】
そのため、記録ヘッドにはその記録素子の数だけ温度検知回路出力端子（ＴＥＭＰ＿ＯＵＴ）や素子特性メモリ出力端子（ＭＥＭ＿ＯＵＴ）などに対応するヘッド情報出力端子が記録ヘッドの回路基板上にパッドとして設けられることとなる。
【００２４】
このように画像データ転送のために必要となるパッド以外の、これら温度や素子特性のデータ送受信のためのパッドが数多く存在することは、記録ヘッドとプリンタとの間の接続を複雑なものとし、記録ヘッドやプリンタ本体のサイズの大型化を招くのみならず、プリンタ本体と記録ヘッド間の信号送受信回路の構成が複雑になるなどコストアップとなる要因が多い。
【００２５】
これらヘッド情報出力端子はプリンタの動作上、常に行われているものではなく、シリアルプリンタの場合、記録ヘッド１回ないし数回の走査毎、或いは、記録媒体１頁分の記録毎に行われることが多い。そのため、ヘッド情報出力端子からの送受信速度がプリンタの印刷速度へほとんど影響を与えるものではないにも係らず、多くのパッドを必要としているのが現状である。
【００２６】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、記録品質の向上のために、例えば、ヘッド温度情報や記録素子特性などを取得しながらも、その情報取得のためのパッド数を少なくして、小型化を図った記録ヘッド、及びその記録ヘッドを用いた記録装置を提供することを目的としている。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の記録ヘッドは以下のような構成からなる。
【００２８】
即ち、記録ヘッドの第１の情報を検知し出力する第１の情報発生源と、前記記録ヘッドの第２の情報を記憶し出力する第２の情報発生源と、前記第１或いは第２の情報を前記記録ヘッドの外部に出力する出力端子と、前記第１及び第２の情報の読み出しや、前記記録ヘッドの外部からの記録信号の入力に用いられるクロック信号を入力する入力端子と、前記入力端子から入力されるクロック信号に基づいて、前記第１或いは第２の情報発生源から前記第１或いは第２の情報を読み出して、前記第１或いは第２の情報を前記出力端子を介してシリアルに前記記録ヘッドの外部へ出力するよう制御する制御回路とを有し、前記制御回路は前記クロック信号のパルス数をカウントするカウンタを含み、前記カウンタによってカウントされるパルス数に従って、前記第１の情報と第２の情報のいずれを読み出すのかを決定することを特徴とする記録ヘッドを備える。
【００２９】
ここで、第１の情報は記録ヘッドの温度を示す情報であり、その場合、第１の情報発生源は、記録ヘッドの温度を検出する温度検出センサと、その温度検出センサによって出力される信号をデジタル信号に変換する変換回路とを含むことが望ましい。
【００３０】
また、第２の情報は記録ヘッドの記録素子の素子特性を示す情報であり、その場合、第２の情報発生源は、前記記録素子の素子特性を記憶するメモリを含むことが望ましい。
【００３１】
さらに、制御回路はカウントされるパルス数に従って、第１の情報と第２の情報を読み出して前記第１の情報と第２の情報を交互に前記出力端子を介してシリアルに前記記録ヘッドの外部へ出力するように制御したり、或いは、前記カウンタによってカウントされるパルス数が予め定められた値を超えると前記出力端子への出力を抑止するように制御することが望ましい。加えて、その制御回路は、第１の情報発生源からの出力と第２の情報発生源からの出力とを入力するＯＲ回路をさらに有し、そのＯＲ回路の出力が出力端子に出力されるように構成されることが望ましい。
【００３２】
前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることがより好ましい。
【００３３】
また他の発明に従えば、上記の構成の記録ヘッドを用いて記録ヘッドを行う記録装置を備える。
【００３４】
【発明の実施の形態】
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詳細に説明する。
【００３５】
＜装置本体の概略説明＞
図１は、本発明の代表的な実施形態であるインクジェットプリンタＩＪＲＡの構成の概要を示す外観斜視図である。図１において、駆動モータ５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５００９〜５０１１を介して回転するリードスクリュー５００５の螺旋溝５００４に対して係合するキャリッジＨＣはピン（不図示）を有し、ガイドレール５００３に支持されて矢印ａ，ｂ方向を往復移動する。キャリッジＨＣには、記録ヘッドＩＪＨとインクタンクＩＴとを内蔵した一体型インクジェットカートリッジＩＪＣが搭載されている。５００２は紙押え板であり、キャリッジＨＣの移動方向に亙って記録用紙Ｐをプラテン５０００に対して押圧する。５００７，５００８はフォトカプラで、キャリッジのレバー５００６のこの域での存在を確認して、モータ５０１３の回転方向切り換え等を行うためのホームポジション検知器である。５０１６は記録ヘッドＩＪＨ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、５０１５はこのキャップ内を吸引する吸引器で、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。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用できることは言うまでもない。又、５０２１は、吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切り換え等の公知の伝達機構で移動制御される。
【００３６】
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キャリッジがホームポジション側の領域に来た時にリードスクリュー５００５の作用によってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタイミングで所望の動作を行うようにすれば、本例にはいずれも適用できる。
【００３７】
＜制御構成の説明＞
次に、上述した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。
【００３８】
図２はインクジェットプリンタＩＪＲＡの制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示す同図において、１７００はプリンタ本体を制御する例えばパーソナルコンピュータなどから出力された記録信号をプリンタ本体へ入力するためのインタフェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１７０３は各種データ（上記記録信号や記録ヘッドＩＪＨに供給される記録データ等）を保存しておくＤＲＡＭである。記録ヘッド１７０８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。１７１０は記録ヘッド１７０８を搬送するためのキャリアモータ、１７０９は記録紙搬送のための搬送モータである。１７０５は記録ヘッドＩＪＨを駆動するヘッドドライバ、１７０６，１７０７はそれぞれ搬送モータ１７０９、キャリアモータ１７１０を駆動するためのモータドライバである。
【００３９】
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、ヘッドドライバ１７０５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、記録が行われる。
【００４０】
以下、記録ヘッド、特に基板内における回路構成とその動作について詳細に説明する。
【００４１】
＜第１実施形態＞
図３は第１実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨの制御回路の構成を示すブロック図である。なお、図３において、従来例で説明したのと同じ構成要素や同じ信号には同じ参照番号や記号を付しその説明は省略する。また、この実施形態に従う記録ヘッドの画像データ転送シーケンスは従来例と同様の動作を行うため説明を省略し、温度検知回路および素子特性メモリの読み出しシーケンスについてのみ説明する。
【００４２】
この実施形態においては温度検出用Ｄｉ．センサ１０６ａからのアナログ信号は従来例同様、デジタル温度検知回路（ＤＡＣ）１０６でデジタル信号に変換する。このとき、ＲＥＳＥＴ／ＬＡＴＣＨ端子に印加されるリセットパルス信号（ハイアクティブ）によりデジタル温度検知回路１０６はリセットされるとともに、その回路のクロック入力に印加されるクロックパルスに同期して温度情報を出力する構成となっている。
【００４３】
また、素子特性メモリ１０７についてもＲＥＳＥＴ／ＬＡＴＣＨ端子に印加されるリセットパルス信号（ハイアクティブ）により素子特性メモリ１０７はリセットされるとともに、そのメモリのクロック入力に印加されるクロックパルスに同期してメモリに記憶された素子特性を出力する構成となっている。
【００４４】
この実施形態に従う構成が従来例と異なる点は、図３に示されるように、記録ヘッドの回路基板内に５ビットカウンタ１０９を設け、このカウンタへ記録素子に印加されるクロックパルスを入力して、このクロックパルス数をカウントし、カウントされたパルス数に従って、そのクロックパルスをデジタル温度検知回路（ＤＡＣ）１０６へ入力するか、素子特性メモリ１０７へ入力するかを排他的に決定している点である。
【００４５】
クロックパルスの供給先を決定するために、この実施形態では、記録素子のクロック端子に外部から印加されるクロックパルスと５ビットカウンタ１０９によるカウント結果を表すビット列のＭＳＢをインバータ１１２によって反転したデータとの論理積を演算するＡＮＤ回路１１０と、記録素子のクロック端子に外部から印加されるクロックパルスと５ビットカウンタ１０９によるカウント結果を表すビット列のＭＳＢとの論理積を演算するＡＮＤ回路１１１とを備え、ＡＮＤ回路１１０からの論理積演算の出力を素子特性メモリ１０７のクロック入力端子に出力し、ＡＮＤ回路１１１からの論理積演算の出力をデジタル温度検知回路１０６のクロック入力端子に出力する構成をとっている。
【００４６】
図４は記録装置と記録ヘッドの間で授受されるクロック信号とリセット信号と温度情報信号とヘッド情報信号とを示すタイムチャートである。なお、このタイムチャートは温度検知回路および素子特性メモリの読み出しシーケンスのみを抜き出して記載している。
【００４７】
図３に示した５ビットカウンタ１０９はクロックパルスＣＬＫを入力してそのパルス数をカウントする。図３の構成に従えば、そのカウント値を表すＭＳＢが５ビットカウンタ１０９から出力される。この出力はそのままＡＮＤ回路１１１の１つの入力となる一方、その反転値がＡＮＤ回路１１０の１つの入力となる。従って、リセット信号入力を起点として、クロックパルス数をカウントする。そのパルス数が０〜１５では、ＭＳＢは“０”なので、ＡＮＤ回路１１１からの出力は“０”となる一方、ＡＮＤ回路１１０からの出力はＣＬＫと同じ信号となる。これに対して、クロックパルス数が１６〜３１では、ＭＳＢは“１”なので、ＡＮＤ回路１１１からの出力は“１”となる一方、ＡＮＤ回路１１０からの出力はＣＬＫと同じ信号となる。
【００４８】
つまり、図４に示すように、クロックパルス数が０〜１５では素子特性メモリ１０７へクロックパルスが供給され、クロックパルス数が１６〜３１ではデジタル温度検知回路１０６へクロックパルスが供給されることになる。そして、デジタル温度検知回路１０６と素子特性メモリ１０７の出力の論理和をＯＵＴ端子から外部へ出力する構成とする事で、デジタル温度検知回路と素子特性メモリの出力をシリアルデータとして一つの出力端子へ出力することが可能となる。
【００４９】
なお、図４において、デジタル温度検知回路１０６からの出力と素子特性メモリ１０７からの出力の間には、データの切り替わりを示す信号として１ビットの“Ｈ”データと１ビットの“Ｌ”データが固定出力される構成となっている。
【００５０】
また、５ビットカウンタ１０９のリセット信号として、ＲＥＳＥＴ／ＬＡＴＣＨ端子に印加されるリセット信号（ハイアクティブ）が入力される。このリセット信号は、図３に示す構成から明らかなように、５ビットカウンタ１０９に対するリセット信号のみならず、デジタル温度検知回路１０６と素子特性メモリ１０７に対するリセット信号ともなっている。このため、これらの回路は以前に入力されたクロックパルスの影響を受けることはない。
【００５１】
以上の読み出しシーケンスは図５のフローチャートのようにまとめられる。
【００５２】
まず、ステップＳ１０でリセット信号を入力すると、５ビットカウンタ１０９のカウント値、デジタル温度検知回路１０６及び素子特性メモリ１０７の読み出しがリセットされる。次に、ステップＳ２０でクロックパルスが入力されると、５ビットカウンタ１０９でそのパルスがカウントされ、ステップＳ３０ではカウントされたクロックパルス数が０〜１５にあるかどうかを調べる。
【００５３】
ここで、そのパルス数が０〜１５にあれば処理はステップＳ４０に進み、１６以上であれば処理はステップＳ６０に進む。
【００５４】
ステップＳ４０では、素子特性メモリ１０７に対してクロックパルス信号が供給され、ステップＳ５０では素子特性メモリ１０７からの出力がＯＲ回路１０８とＯＵＴ端子を経て外部に出力される。その後、処理はステップＳ２０に戻る。
【００５５】
さて、ステップＳ６０ではさらに、カウントされたパルス数が３２以上であるかどうかを調べる。ここで、そのパルス数が３２以上であれば、処理はステップＳ７０に進み、５ビットカウンタ１０９がオーバフローしたと判断して、そのカウンタをリセットし、その後、処理はステップＳ３０に戻る。
【００５６】
これに対して、カウントされたパルス数が３１以下（即ち、１６〜３１）であれば、処理は即ちＳ８０に進む。ステップＳ８０では、デジタル温度検知回路１０６に対してクロックパルス信号が供給され、ステップＳ９０ではデジタル温度検知回路１０６からの出力がＯＲ回路１０８とＯＵＴ端子を経て外部に出力される。その後、処理はステップＳ２０に戻る。
【００５７】
従って以上説明した実施形態に従えば、ＯＵＴ端子１つを用いてデジタル温度検知回路１０６からの出力と素子特性メモリ１０７からの出力を交互にシリアルに出力することができる。
【００５８】
これにより、２つの異なる情報が１つの出力端子、即ち、１つのパッドを用いて出力されることになるので、その情報取得のためのパッド数を少なくすることができ、記録ヘッドの小型化に貢献する。
【００５９】
＜第２実施形態＞
図６は第２実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨの制御回路の構成を示すブロック図である。なお、図６において、従来例と第１実施形態で説明したのと同じ構成要素や同じ信号には同じ参照番号や記号を付しその説明は省略する。
【００６０】
図３と図６との比較から分かるように、この実施形態の制御回路の基本的な構成は第１実施形態と同様であるが、この実施形態では５ビットカウンタ１０９に替えて６ビットカウンタ１０９′を用いている。そして、そのカウンタから出力されるビットの列のＭＳＢはインバータ１１３によって反転されて３入力のＡＮＤ回路１１０′と１１１′へ夫々入力される。また、そのビット列の第５ビット（ＬＳＢから５番目のビット）はＡＮＤ回路１１１′に入力される一方、そのビットの反転ビットはＡＮＤ回路１１０′に入力される。、
このような構成をとることで、クロックパルス数が０〜１５では素子特性メモリ１０７へクロック信号が伝達され、クロックパルス数が１６〜３１ではデジタル温度検知回路１０６へ伝達される。また、クロックパルス数が３２以上では６ビットカウンタ１０９′のＭＳＢが“Ｈ”となるため、素子特性メモリ１０７、デジタル温度検知回路１０６ともにクロック信号が入力されてもそれぞれの回路ブロックへは信号が伝達されることはない。
【００６１】
この構成により、第１実施形態に従う構成ではクロックパルス数が３２以上の場合にはビットカウンタが初期状態にもどり、繰り返しデジタル温度検知回路からの出力と素子特性メモリからの出力夫々がＯＵＴ端子に現れていたが、この実施形態に従えば、クロックパルス数が３２〜６３ではクロック信号が夫々の回路に伝達されないため回路が動作せず、ＯＵＴ端子に出力が現れる事もない。
【００６２】
従って以上説明した実施形態に従えば、デジタル温度検知回路１０６と素子特性メモリ１０７からの出力をモニタリングする上で自由度を大きくすることが可能となる。
【００６３】
これにより素子のサイズの拡大や素子を形成するための製造プロセスの工夫などが不要となり、コストの削減に資する。
【００６４】
＜第３実施形態＞
図７は第３実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨの制御回路の構成を示すブロック図である。なお、図７において、従来例と第１実施形態で説明したのと同じ構成要素や同じ信号には同じ参照番号や記号を付しその説明は省略する。
【００６５】
図３と図７との比較から分かるように、第１実施形態ではＯＵＴ端子直前でデジタル温度検知回路１０６と素子特性メモリ１０７からの出力の論理和を演算して２つの出力の合成を行っていたが、この実施形態では、これらの出力合成をアナログスイッチ１１４、１１５により実現している。
【００６６】
このような構成をとることにより、第１実施形態では論理和演算を行っていたがために、デジタル温度検知回路１０６と素子特性メモリ１０７の内、どちらか一方の回路が不良により異常な出力を示した場合、ＯＲ回路１０８の出力で不良内容の把握することが困難であるのに対して、この実施形態ではアナログスイッチによる切り替えで各回路ブロックの出力をそのままＯＵＴ端子でモニタリングできる。
【００６７】
従って以上説明した実施形態に従えば、テスト時に不良個所の切り分けが容易となる。
【００６８】
なお、以上説明した実施形態における素子特性メモリが格納する記録素子の素子特性としては、電気熱変換素子（ヒータ）の抵抗値を示す信号や、電気熱変換素子（ヒータ）へ流す電流の制御を行うドライバトランジスタの電気特性を示す信号などが含まれる。
【００６９】
以上の実施形態において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。
【００７０】
そして以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【００７１】
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。この方式はいわゆるオンデマンド型、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体に、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１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、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１対１で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。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１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状にすると、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。
【００７２】
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、さらに優れた記録を行うことができる。
【００７３】
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、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面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。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体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ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。
【００７４】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の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としては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００７５】
加えて、上記の実施形態で説明した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のみならず、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を用いてもよい。
【００７６】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。
【００７７】
さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもできる。
【００７８】
以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。
【００７９】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。
【００８０】
さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良い。
【００８１】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、従来は複数の出力端子夫々から出力されていた、例えば、ヘッドの温度や素子特性の情報を、一つの出力端子から出力することが可能になるので、出力端子やパッドの数を削減することができるという効果がある。
【００８３】
これにより、記録ヘッドそのもののサイズを小型化することが可能になり、さらには、記録ヘッドと記録装置間の接続をより簡略にすることが可能となる。
【００８４】
特に、記録ヘッドと記録装置間の接続が簡略化されることは、記録装置本体と記録ヘッド間の信号送受信回路を簡略にできることを意味し、記録装置の小型化にも寄与するとともに、記録ヘッドや記録装置のコストの抑制にも貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施形態であるインクジェット方式に従って記録を行う記録ヘッドを備えた記録装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す記録装置の制御回路を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨの制御回路を示すブロック図である。
【図４】記録装置と記録ヘッドの間で授受されるクロック信号とリセット信号と温度情報信号とヘッド情報信号とを示すタイムチャートである。
【図５】温度検知回路および素子特性メモリの読み出しシーケンスを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨの制御回路を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨの制御回路を示すブロック図である。
【図８】従来の記録ヘッドの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図９】図８に示した記録ヘッドに備えられた素子特性メモリ、及びデジタル温度検知回路（ＤＡＣ）読み取り時の入出力端子における論理状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０１ シフトレジスタ
１０２ ラッチ
１０３ ＡＮＤゲート
１０４ ドライバトランジスタ
１０５ ヒータ
１０６ デジタル温度検知回路
１０６ａ 温度検出用Ｄｉセンサ
１０７ 素子特性メモリ
１０８ ＯＲ回路
１０９ ５ビットカウンタ
１０９′ ６ビットカウンタ
１１０、１１１ ＡＮＤ回路
１１０′、１１１′ ３入力ＡＮＤ回路
１１２、１１３ インバータ
１１４、１１５ アナログスイッチ
ＩＪＨ 記録ヘッド
Claims (10)
- 記録ヘッドの第１の情報を検知し出力する第１の情報発生源と、
前記記録ヘッドの第２の情報を記憶し出力する第２の情報発生源と、
前記第１或いは第２の情報を前記記録ヘッドの外部に出力する出力端子と、
前記第１及び第２の情報の読み出しや、前記記録ヘッドの外部からの記録信号の入力に用いられるクロック信号を入力する入力端子と、
前記入力端子から入力されるクロック信号に基づいて、前記第１或いは第２の情報発生源から前記第１或いは第２の情報を読み出して、前記第１或いは第２の情報を前記出力端子を介してシリアルに前記記録ヘッドの外部へ出力するよう制御する制御回路とを有し、
前記制御回路は前記クロック信号のパルス数をカウントするカウンタを含み、
前記カウンタによってカウントされるパルス数に従って、前記第１の情報と第２の情報のいずれを読み出すのかを決定することを特徴とする記録ヘッド。 - 前記第１の情報は、前記記録ヘッドの温度を示す情報であることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
- 前記第１の情報発生源は、
前記記録ヘッドの温度を検出する温度検出センサと、
前記温度検出センサによって出力される信号をデジタル信号に変換する変換回路とを含むことを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッド。 - 前記第２の情報は、前記記録ヘッドの記録素子の素子特性を示す情報であることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
- 前記第２の情報発生源は、前記記録素子の素子特性を記憶するメモリを含むことを特徴とする請求項４に記載の記録ヘッド。
- 前記制御回路は前記カウンタによってカウントされるパルス数に従って、前記第１の情報と第２の情報を読み出して前記第１の情報と第２の情報を交互に前記出力端子を介してシリアルに前記記録ヘッドの外部へ出力するように制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
- 前記制御回路は前記カウンタによってカウントされるパルス数が予め定められた値を超えると前記出力端子への出力を抑止するように制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
- 前記制御回路は、前記第１の情報発生源からの出力と前記第２の情報発生源からの出力とを入力するＯＲ回路をさらに有し、
前記ＯＲ回路の出力が前記出力端子に出力されることを特徴とする請求項６又は７に記載の記録ヘッド。 - 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
- 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の記録ヘッドを用いて記録ヘッドを行う記録装置。
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