JPH02258266A - 液体噴射記録ヘッド，該記録ヘッドを有する記録装置および液体噴射記録ヘッドの駆動方法 - Google Patents

液体噴射記録ヘッド，該記録ヘッドを有する記録装置および液体噴射記録ヘッドの駆動方法

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JPH02258266A
JPH02258266A JP1184416A JP18441689A JPH02258266A JP H02258266 A JPH02258266 A JP H02258266A JP 1184416 A JP1184416 A JP 1184416A JP 18441689 A JP18441689 A JP 18441689A JP H02258266 A JPH02258266 A JP H02258266A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、液体噴射記録ヘッド用基板、該基板を有する
液体噴射記録ヘッド及び該記録ヘッドを有する記録装置
に関し、特に記録用液滴の吐出エネルギー発生手段に熱
エネルギーを発生する電気熱変換体を用いてなる液体噴
射記録ヘッド用基板、該基板を有する液体噴射記録ヘッ
ドおよび該記録ヘッドを有する記録装置に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
熱エネルギーを利用して液体を吐出する方式は、最近注
目されてきているが、古くは、例えば米国特許第４７２
３１２９号、同第４７４０７９６号の各明細書等によっ
て知られている優れた発明である。ここに記載されてい
る発明は、記録電気信号に対して応答性が良く高密度な
吐出エレメント配置による小型化が達成できる等数々の
利点がある。
この方式をさらに発展させたものとして、液体の温度を
所定の温度に加熱制御して記録を良好にした米国特許第
４７１９４７２号明細書に記載されるような発明も知ら
れている。ここに記載された加熱構成は、インク　リザ
ーバー内に温度センサと加熱ヒータを配置したものであ
るが、この構成の主たる目的はりザーバー内の液体の粘
度を整えるものである。
一方、複数の熱エネルギー発生素子を所定方向に配列し
た記録ヘッドを開示する米国特許第４．５５０．３２７
号明細書は、リザーバーとは異なり、発生素子が配置さ
れた液路の夫々に、液体の状態、即ち液体の有無を判別
するためのセンサーが設けられた構成を開示している。
この記載の構成は熱的問題に鑑みたものではないが、複
数素子と複数センサーを開示しているものとして知られ
ている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前述したように、この種の熱エネルギー
を利用した記録方式は、高精度、高ｖＩ細なマルチノズ
ルを高密度に実装できる利点があるが、米国特許第４．
５５０，３２７号明細書では、この利点を十分発揮でき
なくなる不都合がある。つまり、液路幅が大きくなると
いう欠点がある。
従って、従°来においては、高密度化の利点を最大限に
有効利用できしかも基板あるいはこれを用いた記録ヘッ
ドの状態を適切且つ即時に検知あるいは判別できるよう
な技術は知られていない。
又、複数の熱エネルギー発生素子を具備したインクジェ
ット用基板においては、その発熱による熱分布や、部分
昇温という特異状態を考慮したものがないために、不吐
出原因が、結果として異常昇温を招き、有機材料で形成
されている基板周辺の構造を変形させるという問題を生
じることもあフた。いずれにしても基板自体の温度状態
に着目した技術は液体噴射分野では知られていないため
、この種の問題や記録中の吐出不良、不安定さは解決さ
れるどころか、その程度の問題があるのは当然のことと
して改善の対象ともなっていない。
また、従来の装置では温度センサおよびヒータを別途配
設するために、それら自体の費用や組立て工程に要する
費用等が必要となり、ひいては記録ヘッドの構成価格を
増大する要因ともなっていた。
更には、このような従来の装置では、記録ヘッド全体の
温度制御を上述したような精度範囲で行うことは可能で
あるが、本発明者らが数多くの実験を繰り返し行った結
果、記録信号に応じた記録を続けていると基板内で温度
勾配が生じ記録画像の品位が低下してくることが判明し
た。このように基板内に温度勾配が生じたときにこれを
制御し、良好な記録を続けることは、従来の装置では困
難であった。
本発明は、かかる問題点を解決して、精度および応答性
に優れた温度検出を行うことが可能な液体噴射記録ヘッ
ド用基板、該基板を有する液体噴射記録ヘッド及び該記
録ヘッドを有する記録装置を提供することを目的とする
。
本発明は、基板における温度勾配に係る問題点を解決し
て、精度および応答性に優れた温度検出ないし温度制御
を施すことが可能で、しかも低廉な液体噴射記録ヘッド
用基板、該基板を有する液体噴射記録ヘッド及び該記録
ヘッドを有する記録装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、温度検出素子および保温用加熱素
子が吐出エネルギー発生素子としての電気熱変換体と同
一の成膜プロセスにより基板上に作成されることによっ
て構成価格が低減し、また近接配置が可能となり精度お
よび応答性に優れた温度制御を施すことのできる液体噴
射記録ヘッド用基板、該基板を有する液体噴射記録ヘッ
ド及び該記録ヘッドを有する記録装置を提供することで
ある。
本発明のさらなる目的は、熱的諸事項を合理的に解決し
た画期的なインクジェット記録ヘッドを提供することで
ある。
又、本発明の特に有効なさらなる目的は、以下の説明か
らも理解できよう。
（課題を解決するための手段〕 上記１課題を解決し、また上記目的を達成するための本
発明の代表的な提供構成を挙げれば特許請求の範囲の表
現に則して以下となる。
１、液体噴射のための熱エネルギーを発生するエネルギ
ー発生素子と該発生素子に電気信号を供給するための電
極配線部とが作り込まれている基板において 上記基板の温度を検知するための温度検知素子を有し、
該機能素子が上記基板に作り込まれていることを特徴と
する。
２．１で上記温度検知素子は、上記エネルギー発生素子
或は上記電極配線部の構成材料と少なくとも一部が実質
的に同一である。
３．１又は２で上記基板は、上記エネルギー発生素子を
複数個配置した領域を有し、上記温度検知素子は該エネ
ルギー発生素子配置方向に関して該複数個のエネルギー
発生素子の上流側と下流側夫々に配置されている。
４、３で上記基板は上記上流側と下流側夫々に隣接する
位置に配置された基板加温用ヒータを有し、上記上流側
の基板温度検知素子と上流側の基板加温用ヒータの組と
、上記下流側の基板温度検知素子と下流側の基板加温用
ヒータの組夫々で加熱制御される。
５．１で上記基板は、上記エネルギー発生素子を複数個
配置した領域を有し、上記温度検知素子は、該エネルギ
ー発生素子配置方向に関して該複数個のエネルギー発生
素子配置の延長上における上流側と下流側夫々にその少
なくとも一部が配置されている。
６．５で上記基板は、前記複数のエネルギー発生素子を
選択駆動するためのスイッチング素子が複数設けられた
領域と、上記エネルギー発生素子配置領域と該スイッチ
ング素子の配設領域との間に位置するマトリックス配線
部と、該マトリックス配線部の上記エネルギー発生素子
配置方向に関しての上流側と下流側夫々に配置されてい
る基板加熱ヒータと、を有している。
７．６で、上記温度検知素子は、シリコン基材を利用し
て形成され、シリコン基材上方に電気的絶縁層を２層有
し、該電気的絶縁層を延長した電気的絶縁層間に上記基
板加熱ヒータが形成されている。
８．１〜７で規定された基板を有するインクジェット記
録ヘッドにおいて、 上記基板上に設けられたインクを収容するための共通液
室と、該共通液室から供給されたインクを保持すると共
に上記エネルギー発生素子に対応する液路と、該記録ヘ
ッドからインクを吐出する際にインクが通過する吐出口
と、を有し、上記温度検知素子、上記基板加熱ヒータの
少なくとも一方の配置の基板の厚み方向に関する上方は
、該共通液室及び該液路のインク保持領域よりも外側で
ある事を特徴とするインクジェット噴射記録ヘッド。
９．１〜７で規定された基板を有するインクジェット記
録ヘッドを着脱可能にするインクジェット記録装置にお
いて、 上記上流側の基板温度検知素子と上流側の基板加温用ヒ
ー・夕の組と、上記下流側の基板温度検知素子と下流側
の基板加温用ヒータの組夫々で加熱制御するための電気
的接続部と温度制御手段を備えていることを特徴とする
インクジェット記録装置。
１Ｏ１１〜７で規定された基板を有するインクジェット
記録ヘッドを着脱可能にするインクジェット記録装置に
おいて、 上記共通液室は上記マトリックス配線部と上記スイッチ
ング素子配設領域との境界近傍であって、上記スイッチ
ング素子配設領域に至る前までをインク保持領域とする
。
１１、　１〜７で規定された基板を有するインクジェッ
ト記録ヘッドを具備できるインクジェット記録装置にお
いて、 記録ヘッドのインク吐出機能を改善するための回復手段
と、上記温度検知素子の検知結果に応じて該回復手段を
駆動するための制御手段を備えた事を特徴とするインク
ジェット記録装置。
１２、液体噴射のための熱エネルギーを発生するエネル
ギー発生素子と該発生素子に電気信号を供給するための
電極配線部とが作り込まれている基板を備えた記録ヘッ
ドにおいて、 上記基板の温度に関係する機能素子を有し、該機能素子
が上記基板に作り込まれている、そして、上記基板上に
設けられたインクを収容するための共通液室と、該共通
液室から供給されたインクを保持すると共に上記エネル
ギー発生素子に対応する液路と、該記録ヘッドからイン
クを吐出する際にインクが通過する吐出口と、を有し、
上記機能素子の配置の基板の厚み方向に関する上方は、
該共通液室及び該液路のインク保持領域よりも外側であ
る事を特徴とするインクジェット記録ヘッド。
（作　用） 上述した各構成によれば、従来にはない正確且つ確実な
温度検知を可能にするため、吐出素子の両側に各々温度
センサーを設けるか或いは、このセンサーを基板に一体
的に作り込むこと、またこれらの組合せ、さらには、加
温ヒータや回復動作を伴わせることによって、全体の温
度分布を所望のものにでき、さらには、熱効率を向上さ
せた加熱方式や装置を小型化にできる機能素子構成等を
実現することができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
第１図’（Ａ）および（Ｂ）は、本発明液体噴射記録ヘ
ッドの好適な一実施例に係る基板の模式的平面図および
その模式的部分拡大図であり、具体的には第２．２６図
示の構成に基板として適用可能なものである。
第１図（＾）　、　　（Ｂ）でわかるように、多数の熱
エネルギー発生素子としての電気熱変換体が配列された
領域３（以下、単に吐出ヒータ部という）の延長上の両
端に対して少なくとも一部が存在するように温度センサ
２が配置されている。このセンサ２は、基板表面に対し
て車に設けられた従来のものとは異なり、基板１自体に
組込まれたものである。
同図（Ａ）において１は本例に係る基板、３は吐出ヒー
タ部である。４は端子であり、ワイヤボンディング等に
より外部の電気配線と接続される。
２は温度センサであり、吐出ヒータ部３等と同し成膜プ
ロセスにより吐出ヒータ部３の近傍に形成しである。同
図（Ｂ）は同図（＾）におけるセンサ２を含む部分Ｂの
模式的拡大図であり、５および６は、それぞれ、吐出ヒ
ータおよび配線である。
センサ２は、吐出ヒータや配線等の他の部分と同様に、
半導体素子形成時の成膜プロセスと同様の成膜プロセス
によって形成しであるため極めて高精度であり、他の部
分の構成材料として用いられているアルミニウム、チタ
ン、タンタル等、温度に応じて導電率が変化する材料を
用いて作成できる。
上記した材料は、基板中では具体的に以下の部分に使用
し得る。即ち、アルミニウムは電極として用いることが
できる材料、チタンは電気熱変換素子を構成する発熱抵
抗層と電極との接着性を高めるために両者間に配置可能
な材料、タンタルは発熱抵抗層上の保護層の耐キャビテ
ーション性を高めるために上部に配置可能な材料である
。
また、図示したセンサ２は配線等の影晋を少なくするた
めに、蛇行形状を有しておりセンサ２全体として高抵抗
化を図る。そして、センサ２の出力は端子４を介して取
出すことがでとる。
このような構成の基板を用いて記録ヘッドを構成し、さ
らにこれを用いて第２図に模式的斜視図として示される
ような液体噴射記録装置（インクジェット記録装置）を
構成することができる。
第２図において、１４はヘッドカートリッジであり、上
記したような基板１を用いて構成した記録ヘッドと、イ
ンク供給源たるインクタンクとを一体に構成しキャリッ
ジ１５に着脱自在としたものである。このヘッドカート
リッジ１４は、押え部材４１によりキャリッジ１５の上
に着脱可能に固定されている。キャリッジ１５はシャフ
ト２１に沿って長手方向に往復動可能となっており、そ
れにともなってヘッドカートリッジ１４も往復動される
。記録ヘッドより吐出されたインクは、記録ヘッドと微
小間隔をおいて、プラテン１９に記録面を規制された記
録媒体１８に到達し、記録媒体ｚ８上に画像を形成する
。
記録ヘッドには、ケーブル１６およびこれに結合する端
子４（第１図（Ａ）参照）を介して適宜のデータ供給源
より画像データに応じた吐出信号が供給される。ヘッド
カートリッジは、用いるインク色等に応じて、１ないし
複数個（図では２個）を設けることができる。
なお、第２図において、１７はキャリッジ１５をシャフ
ト２１に沿フて走査させるためのキャリッジモータ、２
２はモータ１７の駆動力をキャリッジ１５に伝達するワ
イヤである。また、２０はプラテンローラ１９に結合し
て記録媒体１８を搬送させるためのフィードモータであ
る。
第３図は第１図（Ａ）及び第１図（Ｂ）に示されるセン
サ２の出力を用いた温度検出部の一例を示す、なお、セ
ンサ２に結合した各部は、装置のコントロールボード等
に設けておくことができ、端子４よりケーブル１６を介
して接続すればよい。
図のように、センサ２には分圧抵抗７および電圧端子２
８が接続され、センサ２の抵抗変化は電圧変換される。
電圧変換された出力はコンパレータ９により基準電圧源
１０と比較され、第２図示の装置の主制御部をなすｃｐ
ｕ　ｏ　（第２図には不図示）に入力される。すなわち
基板の温度がある設定より上か下かを（：Ｐｔｌ　１１
が判断でとるわけである。
基板１のセンサ部での温度変化は、第４図に示すように
変化しうる。すなわち、インクの正常吐出時には、曲線
１２のように過渡的に変化し、ある温度で定常状態に到
達するが、目詰まりその他のインク吐出不良状態が生じ
ると、熱量が蓄積して温度が急激に上昇をはじめる１曲
線１３はインク吐出不良状態の温度変化を示すものであ
る。
尚、曲線１３は複数本引かれているが、これはもちろん
、各曲線毎にインク吐出不良状態が発生した時点の違い
に対応して表わされたものであることに注意されたい。
例えば、最も左側で立上がっている曲線１３は記録開始
時点で、最も右側で立上がっている曲線１３は記録ヘッ
ドの基板温度がほぼ定常状態に達した時点で、それぞれ
インク吐出不良状態になったことを示している。
従って、温度丁。でコンパレータ９の出力が反転するよ
うに基準電圧ｖｏを設定すると、ヒータボード１の温度
がＴ。を越えたときにＣＰＵ　１１にこれが通知され、
それによりインク吐出不良発生と判断することができ、
吐出の中止、警報の発生、さらにはキャップ装置等と協
働させた回復動作を起動することができる。なお、Ｔｏ
は、通常のインク吐出状態では到達することがない温度
で、かつヘット破壊温度以下であればよい。
本実施例のように温度センサを基板自体に一体的に作り
込み、温度に関与する電気熱変換体の一部である電極材
料と同じ材質を用いて形成することで、基板自体の温度
変化に対して直線的に変化する抵抗値変化を示す正確な
温度検知が達成される。特に、この材料としてＡ１によ
りセンサを形成した場合、特に有効である。
第５図は、第３図示の回路のコンパレータ９の前段に微
分器３１を設け、温度センサ２の変化率を監視するよう
にした。実施例を示す。また、第６図は第５図の各部Ａ
−Ｄの出力波形を示す。
温度センサ出力Ａは、不吐出状態になると急激に変化し
始める。この変化率は微分器３１の出力Ｂに電圧レベル
で表れ、基準電圧ｌＯの出力Ｃとの比較で不吐出となっ
たことをＣＰＵ　１１に通知する。
ＣＰｔ１１１は、当該通知に応じて前述のような適宜の
処理を起動することが可能である。
本実施例では温度変化を監視するので基板１がある程度
高温とならなくても不吐出状態が生じれば直ちに検知可
能となり、また環境温度の影響も少なく、ヘッドをより
有効に保護できるようになった。
第７図は本発明の第３実施例を示すもので、基板１の温
度変化率ＣＰＩＩ　１１の処理によりソフトウェアで検
出するようにしたものである。温度センサ２の出力は、
ＯＰアンプ３３により増幅され、＾／Ｄコンバータ３４
に入力され、ここでデジタル化された温度値がＣＰＵ　
１１に人力される。
ＣＰＵ　１１は、第８図に例示する判断シーケンスを実
行し、その時点で（ステップＳｔ）で読込んだ温度値Ｔ
ｎと、前回の温度値Ｔｎ−１との、所定時間間隔におけ
る２時刻の温度差を見て不吐出を判断する（ステップＳ
３）。
すなわち、Ｔｎ−Ｔｎ−、が所定値Ａ以上であるか否か
を判断する。そして、肯定判定であれば不吐出と判定し
て直ちに吐出動作を中止しくステップＳ５）、さらに回
復動作、警告等を行うことができる（ステップ５７）。
本例は、第１に実施例に比して、２点の比較による時間
の遅延はあるものの、設定温度Ａはソフトウェアで任意
所望に定めることができるので、吐出デユーティが低く
温度変化量が小さい場合であっても、吐出デユーティに
対応した検知を行うことができる。すなわち、記録ヘッ
ドの使用条件等に応じた柔軟な対応が可能である。
以上説明したように、本実施例によれば、基板に直接に
温度検出センサを一体化したことにより、基板温度と検
出温度との温度差が小さくかつ検出遅れも小となるので
、精度高くかつ迅速に吐出不良等昇温要因の発生が判断
でき、記録ヘッドの破損を未然に防止できるようになっ
た。
また、温度センサには基板の成膜で用いられる材料をそ
のまま用いることができ、成膜のパターンを変更すれば
容易に製造できるので、製造費用等も従来に比して格段
に低廉化できた。
なお、以上の実施例において、センサ２は基板の成膜プ
ロセスで形成可能なものであればダイオード、トランジ
スタ等であってもよい。
次に、上述した温度センサを用いて基板の温度分布を良
好にできる本発明実施例について、第９図（Ａ）　、　
　（Ｂ）〜第１３図を用いて説明する。
第９図（Ａ）　、　（Ｂ）は第１図（Ａ）　、　（１１
）に対して、基板１あるいは記録ヘッド全体を加熱する
保温ヒータ８を設けたものである。
本実施例による保温ヒータ８を構成する材料としては、
吐出ヒータ５の発熱抵抗層と同一材料（例えばＨｆＪ）
或いは基板上の各素子及び配線等を構成する他の材料、
例えばアルミニウム、タンタル、チタン等が挙げられる
。
上述した材料を用いれば、各素子或は配線等を基板上に
形成する際に同一プロセスで保温ヒーターを形成するこ
とができるので製造コストを上昇させる心配がない。
本実施例による構成の基板１を用いて記録ヘッドを構成
し、さらにこれを用いて第２図に模式的斜視図として示
されるような液体噴射記録装置（インクジェット記録装
置）を構成することができる。
以上のような記録ヘッド及び液体噴射記録装置の基本的
な構成は前述した第１の実施例と同様でありここではそ
の詳しい説明は省略する。
第１０図は第９図（Ａ）　、　（Ｂ）に示されるセンサ
２および保温ヒータ８を出力を用いた温度制御系の一例
を示す、なお、センサ２およびヒータ８に結合した各部
は、装置本体のコントロールボード等に設けておくこと
ができ、端子４よりケーブル（不図示）を介して接続す
ればよい。
１１は第１２図を用いて後述する処理手順を実行するマ
イクロコンピュータ形態のＣＰｕであり、その処理手順
に対応したプログラム等固定データを格納したＲＯＭを
有する。このＣＰＵ　１１は、本例に係る温度制御を独
立して実行すべく設けることもでき、あるいは第２図示
の装置の主制御部（不図示）に兼用されていてもよい。
２００は温度センサ２に対して通電を行って検出値を取
出し、ＣＰｔ１１１に適合する信号に変換しＣＰＵ１１
にその信号を入力する入力部である。また、８００は保
温ヒータ８への通電を行うためのヒータドライバである
。
ここで本例の構成についての理解を容易にするため、第
１１図を用いて記録ヘッドの基板及びその近傍の温度特
性について説明する。
高解像度の記録画像を得るために記録ヘッドの基板１は
吐出エネルギー発生素子としての電気熱変換体を多数持
つため、その放熱性を考慮して同図（Ａ）に示すように
基板より大きなアルミニウム等の板９に密着して設けら
れている。しかしこのような構成においては基板１上の
吐出ヒータ５、他の部分（例えば本発明ではセンサ２の
配設位置）、およびアルミ板９の間では同図（Ｂ）に示
すような温度差がある。
同図（８）に示すように、それぞれの位置での温度を、
ＴＡ（吐出ヒーター５の位置Ａにおける温度）、Ｔａ（
他の部分Ｂにおける温度）、Ｔｃ（アルミ板上Ｃにおけ
る温度）とすると、Ａ部が高温となったときでもＢ部、
０部はＡ部よりかなり低い温度となる。
また時間的変化にも差があり、第１１図（Ｃ）に示すよ
うにアルミ板９上では昇温カーブの過渡時に時間遅延を
生ずる。
従来の記録ヘッドでは、温度センサとしてサーミスタを
用いることが多く、サーミスタをとりつける際、基板上
では、スペース的に困難があるので、アルミ板９上にと
りつける場合が多かった。
しかし、これでは第１１図（Ｂ）に示すように、吐出特
性を左右する吐出ヒータ５付近の温度との温度差が大き
いので良好な記録を行えるだけの精度のよい検出を行う
ことが難しかった。
本例の温度センサ２は第１１図中（＾）のＢ部の位置、
更に詳しく述べるならば１９図に示すように複数の吐出
ヒーターの配列方向の両端すなわち両端の吐出ヒーター
に隣接して夫々温度センサが設けられているため、極め
て精度の高い検出が可能となる。
再び本発明の実施例による構成についての説明に戻り、
本実施例の最も特徴的な構成について詳述する。
第１２図は本例に係る温度制御手順の一例を示すフロー
チャート、第１３図は本例による温度制御を行った場合
の前述した位置Ａ、Ｂ、Ｃにおける温度の経時変化を示
すグラフである。
以下第１２図のフローチャートに基づいて吐出ヒーター
の設けられている位置Ａにおける温度ＴＡを温度Ｔ３〜
Ｔａ　（Ｔｓ＜７４）の範囲に設定する温度制御手順に
ついて説明する。
第１２図示の手順は、適宜のタイミングで起動すること
ができ、本手順が起動されるとまずステップＳ１でセン
サ２の出力を読込み、ステップＳ３にて温度１７以上で
あるか否かを判定する。ここでＴ２は式Ｔ２＜７３を満
たす温度である。否定判定がなされればステップＳ５に
進み、センサ２の検出温度がＴ１以下であるか否かを判
定する。ここでＴ１は式Ｔ、＜Ｔ２を満たす温度である
。
ステップＳ５で否定判定がなされた場合またはステップ
Ｓ３で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ７にて
ヒータ８への通電をオフし、ステップＳ５で肯定判定が
なされた場合にはステップＳ９にてヒータ８をオンとす
る。
以上のような手順により、Ａ部の温度をＴ３〜Ｔ４の範
囲に調整するわけであるが、その為には温度センサによ
って検知されるＢ部の温度がＴ４より低い温度であると
ころのＴ、〜Ｔ２という温度範囲に収まるように、保温
ヒータ８への通電をヒータードライバーの駆動をコント
ロールすることにより制御する。
本例に係るインクジェット記録方式は、温度による吐出
特性の変化が大きいが、とくに吐出ヒーターにより発生
するインクの吐出に利用されるエネルギーとしての熱エ
ネルギーがインクに作用する部分（Ａ部）の温度を一定
に近づけることが吐出特性を安定させ記録品位を良好に
する。
本例のように、Ｂ部に配設した温度センサ２で温度を測
定し、温度がＴ２に達したら保温ヒータ８をオフ、Ｔ１
に温度が下がったときにオンとするようにすれば、前述
した温度勾配に基き逆算すればＡ部の温度変化はＴ、〜
Ｔ４の範囲におさめられることがわかる。
このように、本例によると、同一基板上に保温ヒータと
温度センサがあるため、より詳しくは第９図に示されて
いるように吐出ヒーター列の両端に設けられているため
、温度制御の精度が飛躍的に向上した。
そして、Ａ部の温度とＢ部の温度とは対応関係が大であ
るので、基板の領域内で生じる温度勾配に対しても比較
的容易に対処できる。
これとは、対称的に、第１３図に示されているように、
０部の温度変化は、応答性に劣るため、Ｂ部のようには
比例的に反応しない。
本実施例の記録ヘッドの製造方法について簡単に説明す
る。
まずシリコン単結晶基板を用意し、その基板に吐出ヒー
ターの誤動作防止用として用いられるダイオードを形成
した。
次に、ダイオードの形成された基板の表面を熱酸化して
畜熱層及び絶縁層として機能する酸化シリコン層を形成
し、エツチングによりコンタクトホールを形成した。
そして、スパッタリングにより発熱抵抗層として機能す
る硼化ハフニウム層を形成し、更にその上に信号配線、
温度センサ、及び保温ヒーターを構成するためのＡ４２
層を形成し、バターニングを行うごとにより、複数の電
気熱変換体からなる吐出ヒータ（複数）、ＡｊＺの信号
配線、Ａ１の温度センサ、及びＡｎの保温ヒーターを形
成した。
更に、これらの各素子及び配線上に絶縁性の保護層とし
て機能する酸化シリコン層を全面に、ＣＶＤ法により形
成し、更にその上には部分的に耐キヤビテーシヨン層と
して機能するＴ、層及び耐インク性の保護層として機能
する感光性樹脂層を形成した。
最後に吐出口及び液路を画成する為の凹部が設けられた
天板を係合させて記録ヘッドを製造した。
以上説明したように、本実施例によれば、基板の所望の
位置に直接に温度検出センサおよび保温用ヒータを一体
化したことにより、温度差が小さくかつ検出遅れも小と
なり、精度高くかつ迅速に温度制御を施すことができる
ようになった。これにより、温度制御が不適当である場
合に生じる濃度ムラやインク吐出不良も解決できた。
また、温度センサおよび保温ヒータにはヒータボードの
成膜工程で用いられる材料をそのまま用いることができ
、成膜のパターンを変更すれば容易に製造できるので、
製造費用等も従来に比して格段に低順化できた。
さらに、それらの配設位置や個数に関して自由度も高く
なった。
さらに、温厚センサおよびヒータの配設部位や個数につ
いても、ヒータボード上で任意所望に定められるのは勿
論であるが、センサ位置としては、第１図および第９図
に示した位置が好ましく、保温ヒータとしても、該セン
サよりも吐出用ヒータ５から離れる位置で両側端側に設
けることが好ましい。
第１４図の感熱素子２は、発熱素子としてのヒータ５と
同様電極１ｄにより配線され、ワイヤーホンディング等
によりプリント基板と電気的に接続される。感熱素子２
は、フォトリソ技術によれば、正確な位置に形成できる
。
本実施例中、感熱素子２に用いる材料を発熱素子５の材
料と同一にすれば、成膜工程及び成膜装置のより簡略化
が図れる。
更には、薄膜による温度センサの熱容量は、極小さく熱
応答性が迅速となり、温度センサの位置もフォトリソ技
術の利用により非常に正確になり、ヘッドの温度制御が
高精度に行えるようになった。
以上のような液体噴射記録ヘットでは、温度センサとな
る感熱素子２が吐出ヒータエレメントの基板ｌａ上、即
ち発熱素子５と同一基板上に形成されるので、被側温部
により近い位置での温度ｒｌ！！ｌ定が可能である。
また、前述同様温度センサが薄膜により形成されること
により、素子自身の熱容量が極めて小さいため、熱応答
性が極めて速い。
尚、後述するが、電極２及び発熱素子５上にはこれらを
液体から守る保護層（不図示）が被覆されている。この
保護層の材料としては、Ｓｉｎ、。
Ｔａ２０５．Ａ　Ｊ２０ｓ、等の酸化物、５ｉ３Ｎａ、
　ＡＪ：ｌＮ等の窒化物及びＳｉＣ等の炭化物及びダイ
ヤモンド状カーボン等が使用できる。
感熱素子２は、検温機能をもつ電気抵抗体であればよい
が、旧、ＣＯ等の金属の酸化物が主原料となり、温度の
上昇と共に、抵抗値が大きく減少する物性をもつものが
好ましい。
ところで、吐出ヒータやそのためのインク保持、供給用
の液路を高密度化すればする程、これに伴ってフレーム
の配線も細くかつ多数となるので、フレーム配線数およ
びヒータボードとしての基板上のパッド数は極力少ない
ことが望ましい。
しかるに、加熱ヒータや温度センサをも一体化したヒー
タボートを用いる場合、それらのためのフレーム配線お
よびパッドも必要になる。
第１５図、第１６図（Ａ）〜（Ｄ）　に示される実施例
は、かかる点に鑑みて、加熱ヒータや温度センサの配線
部をヒータボード上で適切に構成し、以てヒータボード
ないしはこれを用いる記ε茅ヘッドの小型化および配線
の簡略化を図ることを目的とする。
本例の特徴をまとめると、液体を吐出するために利用さ
れるエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、エネ
ルギー発生素子とは異なる機能を果たす複数の機能素子
とを有する液体噴射記録用基板又はヘッドであって、エ
ネルギー発生素子と機能素子とが同一の基板上に設けら
れるとともに、複数の機能素子の一方の配線を基板上で
共通に形成してなることを特徴とする。
この構成によれば複数の機能素子、例えば温度センサや
加熱ヒータなどの一方の配線１０例えばアース側の配線
を共通化することにより、外部との接続用の電極端子数
を少くすることができる。
第１５図は第９図（Ｂ）　　と同様に、加熱ヒータ８は
、吐出ヒータ５の発熱抵抗層と同一材料（例えばＩｔ　
ｆ　Ｂ　２　）を用いて形成できるが、ヒータボードを
構成する他の材料、例えばアルミニウム、タンタル、チ
タン等を用いて形成されている。そして、その一端の電
極配線は、前述したセンサ２の一端の電極配線として結
線されている。この詳細は、第１６図（Ａ）　、　（Ｃ
）　、　（Ｄ）の構成として説明されるが、まず、第１
６図（Ｂ）のようなパッド数と比較して第１６図（八）
を説明する。
第１６図（Ａ）は本発明の一実施例に係るヒータボード
１の主要部の模式図であり、本例では、吐出ヒータ部３
の左右にある温度センサ２および加熱ヒータ８について
、アース側のプリント配線を共通とした。
図において、２Ａおよび８＾は、それぞれ、温度センサ
２および加熱ヒータ８に通電を行うための供給側のプリ
ント配線、２Ｃおよび８Ｃは、それぞれの電極パッド、
２８Ｂは共通とされたアース側のプリント配線、２８Ｇ
はその電極パッドである。また、３０は吐出ヒータ部３
およびその配線部やドライバ部、電極パッド部を含む部
分である。
本例によると、第１６図（Ｂ）　に示すようにアース側
の配）、ＨＢ、ａｎを共通とせず、それぞれに電極パッ
ド２Ｇ、　８Ｇを設ける場合に比して、センサおよび加
熱ヒータに係るパッド数は片側で３個、両側で６個とな
り、パッド数が減少することからリードフレーム接続工
程の簡略化およびヒータボード１の小型化が可能となる
。
そして、上記構成を用いて温度検出ないしヒータボード
１の保温を行う場合には、温度センサ２および加熱ヒー
タ８のアース側が共通にされているので、単に、それら
を別の時間に、例えば時分割に通電ないし駆動できる。
なお、上記構成において、両側にあるアース側の配線２
８Ｇも共通となるように適切に配線を行うこともでき、
これによるとドツト数をさらに１個減らすことができる
。また、タイミングをずらして通電を行えば、各２個の
センサおよび加熱ヒータについて格別の選択的駆動を行
うことができる。
また、上記構成では、アース側の配線を共通としたが、
供給側を共通、アース側を別体とし、制御部に至る不図
示のアース経路途中にそれぞれスイッチを設けてそれら
を適宜オン／オフし、温度センサ２および加熱ヒータ８
に選択的に通電を行うようにすることもできる。
第１６図（Ｃ）　、　（Ｄ）は本発明の他の２実施例を
示し、第１６図（Ｃ）は左右に配置された温度センサ２
に係るアース側のプリント配線２Ｂを共通として単一の
電極パッド２６′　を設けた構成例、第１６図（ロ）は
同じく加熱ヒータ８に係るアース側のプリント配置３８
Ｂを共通として単一の電極パッド８Ｇ’　を設けた構成
例である。
これら例によっても第１６図（８）のような構成に対し
て電極パッドをそれぞれ１個減らすことができる。そし
て、左右の温度センサ２または加熱ヒータ８は、これら
を同時に駆動してもよく、タイミングをずらして各別に
選択的に駆動してもよい。
なお、これら例においても、第１６図（Ａ）につき前述
したように、電力供給側を共通、アース側を別配線とし
、制御部に至るアース経路の途中にそれぞれスイッチを
設けてそれらを適宜オン／オフし、左右の温度センサま
たは加熱ヒータについて選択的な通電を行うようにする
ことも可能である。
また、左右一対の温度センサ２に係る一方のプリント配
線を共通とした第１６図（Ｃ）に示される構成例と、同
じく加熱ヒータ８に係る一方のプリント配線を共通とし
た第１６図（Ｄ）　に示される構成例とを組合せてヒー
タボードを構成してもよい。さらに、１６図（Ｃ）に示
される構成については保温ヒータ８およびこれに係る配
線部等が１６図（Ｄ）に示される構成については温度セ
ンサ２およびこれに係る配線部等がヒータボード上に形
成されていないものであってもよい。
なお、本発明は以上の各実施例にのみ限られることなく
、温度セン抄や保温用加熱ヒータなと、吐出エネルギー
発生素子とは異なる機能を有する機能素子を複数個数、
吐出エネルギー発生素子と同一基板上に形成してなるも
のであれば通用できるのは勿論である。
例えば、機能素子としては上側の他に、ヒータボード冷
却用のベルチェ素子等を設けてもよい。
ところで、上述したような記録ヘッドにおいては、電気
熱変換素子およびこれに隣接した機能素子が高密度に配
置されているため、マトリックス配線部やダイオード配
置領域から発生した熱による蓄熱作用や熱伝達が顕著に
なる。この傾向をむしろ利用して液体の実質的な予備加
熱効果を得ることのできる記録装置を以下、第１７図〜
第２２図を用いて説明する。
この実施例の目的とするところは、電気熱変換素子と機
能素子とのそれぞれ配置される位置を隔てると共に、基
板上の電気熱変換素子が配設される部位以外の、マトリ
クス配線部および機能素子が配設される部位の少なくと
も一部までインク液室を延長して設けることにより、電
気熱変換素子等が発生する熱が機能素子に与える影響を
緩和させたインクジェット記録ヘットを提供することに
ある。
つまり、基板には、その一端側から電気熱変換素子、配
線、機能素子がこの順序で配設され、共通液室は順序に
おける電気熱変換素子以降に延在することを特徴とする
。
より好適には共通液室は機能素子が配設される直前まで
延在することを特徴とする。
以上の構成によれば、電気熱変換素子が発生する熱の一
部が機能素子に及ぼす影響が軽減され、またこの熱によ
る記録ヘッドの蓄熱作用が、インりの熱吸収およびイン
ク吐出による放熱によって緩和される。
第１７図、第１８図は上述実施例を示すそれぞれ分解斜
視図および縦断面図であり、１０１は前述したヒータ８
．センサ２の２組を不図示であるが備えたヒーターボー
ド、１０２は基板、１０３はインク液滴が吐出される吐
出口、１０４はインク液滴を発泡させるのに必要な熱を
発生する電気熱変換素子、１０５は配線電極、１０６は
発熱抵抗部、１０７はマトリクス配線部、１０８は複数
の機能素子をアレイ状に配列した駆動回路部、１０９は
電極パッド部、１１０は天板、１１１はインク液路、１
１２は各インク液路に共通なインク液室、１１３はイン
ク供給口をそれぞれ示す。
これら図に示すように、記録ヘッドはヒーターボード１
０１と天板１１０とを接合することによりその主要部が
構成されるものであり、このヒーターボード１０１は複
数の電気熱変換素子１０４がアレイ状に配列されて構成
される電気熱変換素子配列部１１４と、電気熱変換素子
１０４の各々に対応して設けられる機能素子で構成され
る駆動回路部１０Ｂと、電気熱変換素子１０４とこれら
の各々を独立に駆動するよう駆動回路部１０８との間を
マトリクス構成で配線するマトリクス配線部１０７とを
シリコン等で形成される基板１０２上に配設して構成さ
れる。また天板１１０は熱作用部にインクを供給するた
めのインク液路１１１およびこれらインク液路１１１の
各々に共通のインク液室１１２を構成するための所定の
形状と寸法で形成される所定数の溝およびこれら各々の
溝と接続する共通の掘り込み部を有する。
すなわち、天板１１０に形成される溝は、所定の間隔で
配列されている電気熱変換素子１０４の配列ピッチと等
ピッチで形成される。これにより、ヒーターボード１０
１　と天板１１０とは溝と、この溝の各々に対応する各
電気熱変換素子１０４とが対向する様に接合され、その
一部に熱作用部１１５を有する複数のインク液路１１１
とこれらのインク液路１１１にインクを満たすように供
給する共通のインク液室１１２が形成される。また、天
板１１０の上方にはインク液室１１２にインクを供給す
るためのインク供給口１１３が設けられている。
ヒーターボード１０１上の電気熱変換素子１０４は、こ
れら各素子に共通の共通電極と、駆動回路部１０８を構
成する機能素子としてのトランジスタのコレクタ部に接
続される電ｉ　＋０５　との間に発生した熱をインクに
作用させるために設けられる発熱抵抗部１０δを有し、
また、電気熱変換素子配列部１１４の表面全域には電気
絶縁性の保護層（不図示）および耐キヤビテーシヨン層
（不図示）が配設され、さらに駆動回路部１０８には基
板１０２の表面内部には機能素子としてのトランジスタ
が配列される。
以上の構成により、記録データに基づいて駆動回路部１
０８の各機能素子に供給される信号によって電気熱変換
素子の各々が選択的に駆動され、インク吐出が行なわれ
る。
また、上述の構成において、ヒーターボード１０１上に
はインク液滴吐出側より吐出口１０３．電気熱変換素子
配列部１１４．マトリクス配線部１０７．駆動回路部１
０８．電極パッド部１０９の順で配設されており、電気
熱変換素子と駆動回路部とを隔てた構成となっている。
これにより、電気熱変換素子の発生する熱が機能素子に
与える影響を軽減する。また、液室１１２は、マトリク
ス配線部まで延長されており、この液室中のインクによ
り、後述されるように記録ヘッドにおける蓄熱を緩和す
る。
このように、インク液室は、駆動回路部の前方、マトリ
クス配線部後方まで延在しているため、インク７夜室の
インク量は、ヒーターボードの蓄熱か各機能素子に影響
を及ぼさない程度に軽減される放熱効果を得られる量で
あり、長時間記録においても良好な記録品位および信頼
性の高い記録ヘッドが得られる。また、蓄熱軽減のため
の特別な手段を必要とせず記録ヘッドがコスト高になる
心配もない。
第１９図（八）　、　（Ｂ）はインク液室の大きさの違
いによる蓄熱緩和作用の比較を説明するための断面概略
図を示す。
第１９図（Ａ）は上述した実施例よりインク液室を小さ
くした例を示す。この構成では、長時間記録を行なうと
、電気熱変換素子が発生する熱による記録ヘッドの蓄熱
を緩和するのが不十分になる場合があり、各機能素子が
熱による影響を受け、誤動作を引起こす恐れがあるので
低速記録装置や簡易記録装置のみに有効なものである。
第１９図（Ｂ）は本発明の構成においてインク液室をさ
らに後方の駆動回路部上まで延在させた構成を示す。こ
の構成では、熱の緩和、放出等の効果は十分得られる。
ただし、この駆動回路部は配線電極が密にしかも複雑に
重なり合っており、保護層のステップカバレッジが困難
な領域であるため、製造精度が悪いものでは保護層の欠
陥が他の場所より発生し易い領域である。従って、ここ
までインク液室が延在しインクが満たされると、保護層
が良質であれば問題はないが、保護層をもたなかったも
のや簡易に形成した場合は、インクを介し各電極間でシ
ョートを生じる場合があるので注意を必要とする。
これら他の条件を不適とする場合、インク液室の延在範
囲は、第１８図に示した構成が最善と言える。
なお、上述した実施例では駆動回路部を構成する機能素
子が、スイッチング機能を有するトランジスタとして説
明したが、公知の方法で作製された信号増幅手段の付加
されたダイオードアレイにより構成されている場合にも
本発明が適用され得るのは明らかである。
第２０図は、記録ヘッド全体の温度・熱の条件から決定
された好ましい実施例の模式図を示している。この図は
第９図（Ａ）の模式図で温度センサー２として１つのダ
イオードセンサーを用いており、共通液室の基板１に対
する当接領域１１０Ａを示している０図中６２４Ｇは吐
出用熱エネルギー発生素子としての電気熱変換体８個を
１つのグループ３Ｇとして、吐出ヒータ部領域３に配設
しである計６４個の電気熱変換体を時分割駆動するため
のダイオード駆動回路部であり、各電気熱変換体に対し
て１つのダイオードがｌ対１対応している（配線は不図
示であるが、第１７図を参照）０図中中央の８本の電気
的配線は、第１７図で示したマトリックス配線のうちの
領域３に平行なもので、配線１は、各グループ３Ｇの左
から１番目の電気熱変換体計８個が接続され、配線２は
各グループ３Ｇの左から２番目の変換体が接続され順に
配線３に左から３番目の変換体が、最後に配線８に最右
端の変換体が接続される。これらの接点が図中１０５Ｇ
で一部のみ示されている。１０９Ｇは、記録ヘッドの記
録装置に対する電気的接合領域で、前述した第１６図（
Ａ）　、　（Ｃ）　、　（Ｄ）　、第１７図のいずれか
の構成のｐａｄ構成を有している。当接領域１１０Ａは
、吐出ヒータ部領域３をとり囲むようにその内壁を位置
させており、図中、吐出ヒータ部領域３の中央部の電気
熱変換体３２個に対応し領域３に平行な部分と、領域３
の両側から電気的接合領域１０９Ｇ方向に向う側方規制
部分と、これらの部分を角度をもって連結する傾斜部分
とで形成されている。この当接領域１１０＾によって区
画された共通液室は、上記マトリックス配線部１０７の
大半を含むことになる。この配線部１０７の残りのマト
リックス配線部は、当接領域１１０＾の下方に位置して
いる。従って、この配線部１０７からの熱発生は実質的
に共通液室内に吸収されることになるので、前述した第
１８図と同様の作用効果が得られる。共通液室の壁は一
般に樹脂やガラス（Ｓｉ（ｈ）で形成されているので当
接領域１１０＾に対するカバー効果は向上する。当接領
域１１０＾における共通液室の壁の接着部を外壁側中心
に行ったところ、当接領域１１０＾の内壁側にわずかに
液体が進入したが、電気的リークの発生は全くなく第１
８図と同様の効果が得られた。
第２０図におけるダイオード温度センサ２．基板加熱用
ヒータ８は基板１に作り込まれているので、正確且つ確
実な温度検知と効率の良い加熱が実行できるが、本例で
は、これらは共通液室の当接領域１１０Ａに一部進入し
ているものの全体としては共通液室の外にある。この位
置関係は、少なくともセンサ、ヒータの一方を満たして
いれば、夫々の効果は得られる。つまり、これらの上方
には液体が存在していす、これらが基板１に対して作用
するものであることが明確となっている。これらセンサ
２．ヒータ８の構成は第２１図に示すように基板１に堆
積された複数膜構成中に位置しており、上、工夫々に断
熱構造を有しているため、温度検知や加熱効率が他に影
響されずに向上できるものである。
尚、第２０図における共通液室は、電気熱変換体中央部
やマトリックス配線に対して液体の存在の影響の割合が
両端に比較して大であるため、中央部の熱を液体へ吸収
させることが向上できる。他方、両端は、相対的に液体
の存在割合を小（即ち、変換素子と共通液室の内壁との
対向距離が中央部に比べて小）としているので、ヒータ
８による基板加熱による温度上昇割合を高効率にできる
構成となっている。従って、後述の第２８図〜第４０図
に説明する加熱制御に有効な構成となっている。又、本
図での基板中の断面表示は、電気熱変換体の個数を増大
させた場合にも本構成の特徴を含めたものにできるとい
うことを示すためのものである。
第２１図は、第２０図の吐出部ヒータ領域３の電気熱変
換体（膜沸騰による気泡形成を行うもの）と基板１の加
熱用ヒータ８との膜構成を図中左側に、第２０図のダイ
オードセンサ２とダイオード駆動回路部６２４Ｇの１つ
のダイオード構成を図中右側に示したものである。図中
基板１は、基体としてのＳｉ膜層上に電気的絶縁層（Ｓ
ｉ（ｈ）を３層有しており、下から表面側に向って順に
第１絶縁層２０３゜第２絶縁層２０１．第３絶縁層２０
０である。これらの層厚を順にＴＩ、Ｔ２．７３とする
と、本例ではＴ、＞７２＞Ｔ３の関係にしてあり、Ｔｌ
＋ｈ＋７３の全体の厚みは２．０〜４．５μｍとしであ
る。
図中左側部に示される電気抵抗層ＨｆＢ２は吐出用ヒー
タ５．加熱用ヒータ８の抵抗層で、これらに対する電気
信号供給用の電極対ＡＪ２が抵抗層ＨｆＢ２上に設けら
れている。この電極対は、この抵抗層の下層として位置
させても良い。いずれにしてもこの電極対ＡＪ２と抵抗
層ＨｆＢ２は第２絶縁層２０１と第３絶縁層２００との
間に位置し、ここから発生した熱を層２００．２０１の
両方へ伝達することになる。
吐出用ヒータ５としては、層２００上に位置する液体（
インク）に対して熱エネルギーによる膜沸騰を効率よく
行うため、下層２０１側の熱分布状態を良好なものにす
ることが好ましい。本実施例では、この層２０１上に加
熱用ヒータ８が位置しているので、層２０１に対する熱
エネルギーの供給を効率よく即時行えるので、上記熱分
布状態を安定化することに適している。これらのヒータ
５，８は同一の構成、成膜によって所望の位置に形成で
きるので、上記作用効果を確実なものにできる。
図中右側部におけるダイオードは、吐出用ヒータ５に接
続されるスイッチング用ダイオード６２４と、単独のダ
イオードセンサ２とに共通の構成を示している。このダ
イオードは、第２．第３絶縁層２０１．２００の下の位
置して基体のＳｉ層と第１絶縁層２０３を薄くした部分
（厚みＴ４＜ＴＩ）を利用したものである。センサーと
してのダイオードは、上層２０１．２００の存在によっ
て熱的にも外部環境条件に支配されない程度に基体のＳ
ｔ層を主として上層２０１の影響下の基板温度を検知す
ることになる。従って、このセンサーとしてのダイオー
ドは、基板温度を正確に且つ微少な温度変化に対しても
一対一対応が直線的に検知できる。このセンサーを前述
の電極温度センサーとしたときは（第１図（Ｂ）、第９
図（Ｂ））、図中左側部に示される電極Ａｊ２がセンサ
一部を形成・するので、第２絶縁層上の位置になること
で正確な検知が達成できる。
いずれにしても温度センサーとして、基板の機能素子と
しての吐出用ヒータ、電極を含む電気熱変換体やスイッ
チング素子としてのダイオード、トランジスタの構成自
体又はその１部を有する構成とすることで、従来にはな
い優れた温度検知が達成できる。
上記Ａ１センサとダイオード、トランジスタダイオード
を比較すると基板のＳｉ基体に近接配置されている後者
の方が、製造上や制御効果の面からより優れているので
本発明によってより好ましい。
このダイオード順方向の電圧降下Ｖ、が生ずる。
一般に、順方向電圧降下Ｖ、は、温度変化に応じて変化
し、この変化量を利用して温度の検出を行なう。
また、ｖ２の値はダイオード内を流れる電流密度によっ
ても変化する値であり、電流値を一定にすれば、ダイオ
ード３４において検出される順方向電圧降下値は温度の
みの関数となる。すなわち、■。
と温度の関係は と表わされ（１）式において、ｋ、Ｑはそれぞれ波数、
電子の電荷と呼ばれる定数である。また、■。
はＰＮ接合の面積から導かれる一定の電流定数、■。
は順方向電流値、Ｔは絶対温度である。
従って、ダイオードに流す順方向の電流値ｔｒを固定す
れば、順方向電圧ｖ２は、Ｔのみの関数として表わすこ
とができる。すなわち、 第２２図は、第１７図〜第２０図で説明した構成の共通
液室をもった記録ヘッドで、６２０は、電気熱変換素子
としてのヒータ一部６０１とマトリクス配線部６３０と
機能素子としてのダイオード部６２４とを形成する為の
基板であり、ここではＮ型シリコン基板を用いている。
こね以外にＰ型シリコン基板、Ｎ型シリコン基板上にエ
ピタキシャル成長させたーＰ型或いはＮ型の層を形成し
たもの、Ｐ型シリコン基体上にエピタキシャル成長させ
たＰ型或はＮ型の層を形成したものであってもよい。
この場合基板８２０のうち、ヒータ一部６０１．マトリ
クス配線部６３０．ダイオード部６２４が形成される領
域はヒーター６０１の駆動電圧による耐圧性を考慮し高
抵抗化することが望ましい。
例えばその領域をエピタキシャル成長させた層領域とす
るのであれば、その導入する量を制御することで抵抗値
（比抵抗）を変化させることのできる不純物としては、
Ｐ型とするのであればＢ。
Ｇａ、等の周期律表第１ＩＩ族に属する原子であり、Ｎ
型とするのであればＰ、＾Ｓ等の周期律表第■族に属す
る原子である。そして不純物濃度はｌＸｌ０”〜Ｉ　Ｘ
　１０”ｃｍ−’が好ましく、より好ましくは１×１ｏ
１２〜Ｉ　Ｘ　１０”ｃｍ−３とすることが望ましし）
、ヒーター６０１の下部に形成する蓄熱層６０３−１．
６０２−２は良好な蓄熱性と絶縁性を有する材料から適
宜選択されるものであり、例えば、シリコン、バナジウ
ム、ニオブ、モリブデン、タンタル、タングステン、ク
ロム、ジルコニウム、ハフニウム、ランタン９イツトリ
ウム、マンガン、アルミニウム、カルシウム、ストロン
チウム、バリウム、等の酸化物或いはシリコン、アルミ
ニウム、ボロン、タンタル等の高抵抗窒化物等の無機材
料或いはエポキシ樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ポ
リイミド、ポリエチレンナフタレート。感光性樹脂等の
有機材料等からなる単一の層或いは複数の層が使用可能
である。なかでも酸化シリコン（例えば５ｉＯｚ）窒化
シリコン（例えば５ｉ３Ｎ４）が好適に用いられる。
ヒーター６０１はバターニングされた、発熱抵抗層と一
対の電極との積層された構造を有し、上記発熱層上に形
成されている。その数は記録時、形成する画素に応じて
設けられ、例えばＮＸＭ個の吐出口と同数設けられる（
Ｎ％Ｍ、は２以上の自然数）０発熱抵抗層とじて好適に
用いられる材料は、タンタル、ニクロム、ハフニウム、
ランタン、ジルコニウム、チタン、タングステン、アル
ミニウム、モリブデン、ニオブ、クロム、バナジウム等
の金属或はそれらの合金或いはそれらの硼化物である。
マトリクス配線部６３０は、蓄熱層６０３−１上に形成
されたＮ個の共通信号選択配線６０２−３と、該Ｎ個の
共通信号選択配線８０２−３上に形成された層間絶縁層
としての役目をはたす蓄熱層６０３−２と、該蓄熱層６
０３−２上に形成された、ＮＸＭ個の個別信号配線６０
２−１及びＮＸＭ個の個別信号選択配線６０２−２と、
を有し、これらの多層配線構造をなしている。ここで個
別信号選択配線６０２−２は１つの電気熱変換素子の一
方の電極であり蓄熱層［１（１３−２に設けられたコン
タクトホールを介して１つの共通信号選択配線６０２−
３に接続されている。又、個別信号配線８０２−１は上
記１つの電気熱変換体のもう一方の電極であり、やはり
蓄熱層６０３−２に設けられたコンタクトホールを介し
てダイオード部の、アノード電極に接続されている。こ
のように互いに交差する配線同士を３次元的に配設する
ことにより占有面積を小さくすることができる。
ダイオード部６２４は基板６２Ｇ上にヒーター６０１と
同数（ＮＸＭ個）設けられている。
本明細書では本実施態様のように基板内に作り込まれて
いる場合であっても便宜上“基板上に設けられた”と表
現することに注意されたい。
このように、Ｍ個のグループのうちあるグループが選択
された時、にそのグループ内で非駆動とすべきヒーター
に電流が流れ誤動作することを防止する。
本実施例のダイオード部は、不純物濃度の低いＰ型の高
抵抗領域（Ｐ領域）６２１と、該Ｐ領域６２１中に設け
られアノード電極６０２−Ｃとオーミックなコンタクト
をする為の不純物濃度の高いＰ型の抵抗領域（Ｐ”領域
）６２２と、からなるアノード領域及びＰ領域８２１中
に設けられたカソード領域としての不純物濃度の高いＮ
型の低抵抗領域（Ｎ”領域）　６２３．とて単位セルが
構成されている。もちろんダイオードの極性はヒーター
６０１に印加する信号の極性に応じて適宜選択されるも
のであり、整流性を示すものであれば良い。
第２２図では、マトリクス配線部６３０をヒーター部６
０１と機能素子部としてのダイオード部６２４との間に
設けることにより、ヒーターとダイオードとの間の距離
を適切に保ち熱の影響を回避することができる。
又、基板の厚み方向においても蓄熱層をマトリクス配線
部の層間絶縁層として利用しているので同一プロセスで
形成でき・、全体の層構成を複雑にすることがないだけ
でなく、発熱抵抗層の発熱領域からダイオードまでの層
間の導電層である金属配線があることで適度に熱が均一
に分散し熱伝達特性に優れた構造となっている。更には
、マトリクス配線部の下層配線が蓄熱層内に形成されて
いるので発熱面側つまりインク液路側へ段差による凹凸
が表われにくく液路抵抗等の設計が容易に行われ得る。
もちろん、高価な単結晶シリコン基板上のスペースを有
効に利用できることにより記録ヘッドの小型化、簡略化
、低価格化をより一層推進することができる。
以上のようにしてヒータ一部、マトリクス配線部、ダイ
オード部が設けられた基板表面には、電気的絶縁性、熱
伝導性に優れた保護層６０４が設けられている。
この保護層６０４上であり、ヒーター上つまり発熱部近
傍には耐キヤビテーシヨン層６０８が設けられている。
同様にマトリクス配線部とダイオード部の上には上部層
６０７が設けられている。
上記保護層６０４と上部層６０７は前述した蓄熱層と同
じ材料が使用可能であり、保護層６０４と上部層６０７
を異種材料とすることで機能分離することもできる。
耐キヤビテーシヨン層８０８としては、１１％２「、Ｈ
ｆ、　Ｔａ、　Ｖ％Ｎｂ、　Ｃｒ、Ｍｏ％Ｗ％Ｆｅ、　
Ｇｏ、　Ｎｉ等の金属或いは合金、或いは上記金属の炭
化物や硼化物やケイ素化物や窒化物が用いられる。
第２３図（Ａ）および（Ｂ）ないし第２４図を用いて、
前述温度センサ２として複数ダイオードを直列配置した
実施例の要部を説明する。
第２３図（＾）に示す温度検出部は第２１図に示したダ
イオードを５個直列に結合して構成される。図において
、１０５はＡ１電極配線であり、ダイオード６２４ａ〜
ｄのＰ領域およびＮ領域に接続し、各ダイオード間の直
列結合および人出力に供される。
２０３は５ｉ０２で形成され、ヘッド基板１の上面に配
される絶縁層であり各電極間の絶縁を行なう。５個のダ
イオード６２４ａ〜ｄは、ＡＪ２配線１によって直列結
合をなす。
第２３図（Ｂ）は第２３図（Ａ）に示した構成の等価回
路を示す。当図に示されるように、ダイオード３ａ、３
ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅにおける順電圧降下をそれぞれ、
ＶＦａ＋ＶＦｂ＋’／Ｆｅ＋ｖＦｄ＋ｖＦ＠＋とすると
、全体の順電圧降下Ｖ、は、ｖ、＝ｖ、−ｖ２＝ｖ、ｌ
ｌ＋Ｖ、ｂ　＋ｖ、、　＋ｖ、、となる。
第２４図は第２３図（Ａ）に示した構成の温度検出部を
用いた場合の記録ヘッドにおける温度変化とそれに対応
した順電圧降下Ｖ、の変化の測定結果を表わす線図であ
る。
同図から明らかなように、記録ヘッド温度が０〜５０℃
の範囲で変化することにより、その温度変化に対する電
圧値Ｖ、の変化は、３．０〜２．５ｖとなり、その変化
範囲は０．５ｖとなる。すなわち、ダイオードが直列に
複数個接続された分だけ電圧変化の範囲が大きくなり、
５倍の変化量を大きくすることが可能となる。
尚、第２５図は第２３図（＾）に示したようなダイオー
ドアレイをＮ型シリコン基板上に構成するための工程を
示す。なお、同図には１つのダイオードのみが示される
。
まず工程（２）において、Ｎ型シリコン基板２３上に、
５ｉ０２の絶縁層９２をバターニングする。その後工程
（３）　、　（４）　、　（５）でレジストバターニン
グによりＰウェル拡散層９３をドープし、とのＰフェル
層９３中にさらに２４層９４およびＮ０層９５をドーピ
ングする。また、工程（６）　で上述のように形成され
た半導体上に絶縁層９６をバターニング、し、最後に工
程（７）でＡＬ電極配線１をバターニングする。
なお、上側ではダイオードを５個接続させたが、これは
５個に限られたことでなく、２個以上の複数個を接続さ
せることにより、単位で検出することに対する優位性が
得られることはもちろんである。
第２６図は、上述した記録ヘッド用基板を具備した記録
ヘッドをインクタンクと一体化したカートリッジタイプ
の液体噴射記録ヘッドカートリッジ５００の斜視図であ
る。本図では、前述した機能素子アレイ５０２を有した
シリコン基板５０！を基板５１０として、液路及び共通
液室形成用の天板５０６を一体化したものがカートリッ
ジ本体に固定されている。この固定によって上述した基
板の電気的接続用パッドは、カートリッジ本体のパッド
に接続されて、入力端子５０４としてカートリッジ本体
の凹部に配線されている。尚５０５は、前述した電気熱
変換体による熱エネルギーの熱作用領域を部分指示する
もので、５０３は、吐出口オリフィス群の位置を示して
いる。
上述した液体噴射記録ヘッドカートリッジ５００を装置
に装着した好適な一例を第２７図を用いて説明する。
第２７図において、５０はキャリッジ、　５１はキャリ
ッジ案内レール、５３は装置本体の電気信号、電圧供給
用のフレキシブル配線板、５４はキャッピング装置、５
５はキャップ、　５Ｂは吸引チューブ、５７は吸引ポン
プ、５２はプラテン、Ｐは記録紙である。
ヘッドカートリッジ５００はキャリッジ５０上に載置さ
れることでその入力端子５０４がキャリッジの電気的接
続部を接続すると共に位置決めがなされる。キャリッジ
５０はレール５１に沿って不図示の駆動手段によって往
復動させられる。前述した第１図（＾）、（Ｂ）に示し
た温度センサの検知等に伴なった回復処理の一例を以下
に説明する。
キャッピング手段５４はキャップ５５を有し、ヘッドカ
ートリッジ５００がキャリッジ５０の移動によってキャ
ッピングポジションに来たとき、キャップ５５でヘッド
カートリッジの吐出口を覆うように構成される（キャッ
ピング）、この状態（キャッピング状態）で吸引ポンプ
５７を駆動すると、吸引チューブ５６を通じてヘッドカ
ートリッジ５００の吐出口からインクが吸引され、ヘッ
ドカートリッジの機能が回復及び／又は保持される。
尚、第２６図に示したようなインクタンクをも有するヘ
ッドカートリッジの形態をとらずとも、単に記録ヘッド
をキャリッジ５０碇固定し、インクの供給はインク供給
チューブを用いて装置本体に載置したインクタンクから
行なうような形態としても良い。又、本発明の範囲内で
多くの形態が考え得る。
キャッピング装置は、上記では吸引機構について示した
が、これは、ヘッドの機能の維持、不良吐出の回復等の
機能が果たせるのであれば必ずしも上記構成に限られな
い、そして、場合によって鵜、キャッピング装置そのも
のをも有さなくとも良い場合がある。しかしながら、よ
り一層確実な記録を行なうためにはキャッピング装置を
有することが望ましい。
次に第２８因〜第４０図において、前述した構成の記録
ヘッド５００を用いた、具体的な温度検知等の他の実施
例を説明する。
まず、第２８図〜第３０図では、第３，５図について前
述した基準温度Ｔ０を６０℃とし、１２６０℃が検出さ
れるような基準電圧ｖ０を設定した例を示す。
通常記録モードなどインク吐出を行わせるとき、吐出デ
ユーティと温度変化率ＶＴとには概ね第２８図に示すよ
うに一定の関係がある。通常記録時の吐出デユーティは
、１行分のデータを格納するラインバッファメモリのデ
ータから１行の平均デユーティを計算することが可能で
あるので、データをテーブル化してＲＯＭ等に格納して
おき、求めた平均デユーティに基づいてＲＯＭより正常
時のｖＴを読出すことができる。そこで、この正常時の
ｖＴ値と出力Ｂとを比較し、後者が大となったとき例え
ば誤差等を考慮して、安全のために１．５倍以上となっ
たときに異常と判定して、後述のような適宜の処理を起
動することが可能である。
第２９図で、ＣＰＵｌｌ０は装置の主制御部に兼用した
マイクロコンピュータの形態を有する。５１Ｏは第３図
または第５図について述べた温度検知回路を含む温度状
態検知部であり、第３図の構成では１２６０℃のときに
異常検知信号を、第５図の構成では昇温速度のデータを
発生する。５２０は第３０図につき後述する処理手順に
対応したプログラムや、その他の固定データ（温度状態
検知部５１０に第５図示の構成を採る場合には第２８図
のようなデータを展開したテーブル等）を格納する。５
３０がＲＡＭであり、入力された記録データを例えば１
頁分格納したり、１行分のデータを整列させるためのデ
ータエリアと演算や制御の過程で作業用に用いるワーク
エリアとを有する。
５４０は吐出回復装置であり、記録範囲外に設けられ、
第２７図の吸引機構、または記録ヘッド５０Ｇへのイン
ク供給系を加圧してインク排出を行わせる加圧機構とか
ら成るものとすることができる。
５５０は警報装置であり、ＬＥＤ等の表示器やブザー等
の音声発生装置、またはそれらの組合わせとすることが
できる。５６０は記録等に際してキャリッジ５０を操作
させるための主走査機構であり、モータを含むものであ
る。５７０は副走査機構であり、記録媒体Ｐを搬送する
モータ２０を含むものである。
第３０図は第２９図の構成による処理手順の一例を示し
、同図（＾）は全体的な概略の手順、のフローチャート
、同図（Ｂ）は同図（＾）の手順データ適宜起動可能な
異常除去処理手順のフローチャートである。
まず、同図（Ａ）において、例えば記録指令が入力され
ると、ステップＳＡＩで記録ヘッド５００に予備吐出を
行わせる処理を行う、このときには記録ヘッド５００を
吐出回復装置５４０のキャップ装置に対向させ、記録時
と同様の吐出を行わせて液流路内のインクのリフレッシ
ュを行う。その後記録データに対応した記録処理（ステ
ップＳ＾３）を、キャリッジ５０を走査しつつ１行毎に
行い、これを終了まで繰返す、（ステップ５Ａ５）。
次に同図（Ｂ）の異常除去処理は、同図（＾）における
予備吐出処理（ステップ５ＡＩ）の過程もしくはその終
了直後に、および１行分の記＃ｉ処理（ステップ５Ａ３
）の過程もしくはその終了直後に起動することができる
。
本手順が起動されると、まずステップＳＢＩにて異常の
有無の判定を行う。この異常判定は、例えば第３図示の
構成ではコンパレータ９からの信号の有無を判定するこ
とにより行うことができる。
第５図示の構成では、Ａ／Ｄ変換器３２の出力に基づい
た昇温速度の判定により行うことができるが、ここで予
備吐出処理に関連して本手順が起動された場合には予備
吐出時の吐出デユーティに基づいて、一方記録処理に関
連して本手順が起動された場合には１行分の吐出デユー
ティの平均に基づいてＲＯＭ　５２のテーブルをアクセ
スし、対応する昇温速度と検出された昇温速度とを比較
することにより行うことができる。そして、異常がなけ
れば本手順を終了し、異常があればステップＳＢ３以降
の処理を行う。
ステップＳＢ３では、以下の異常除去の手順を行うため
の処理を行う、すなわち、記録ヘッド５００をキャップ
装置に接合させる処理や、１行分の記録処理の途中で起
動された場合には当該記録を中断するための処理等であ
る。次いで、ステップＳＢ５にて警報装置５５０を起動
して操作者に異常を報知し、ステップ５８７にて異常発
生要因を除去すべく吐出回復処理を行う。
その後、ステップＳＢ９にて予備吐出を行わせ、この処
理に関連してステップ５ｅｌｌにて異常が除去されたか
否かを判定する。そして否定判定であればステップ５８
７ないし５ａｌｌを繰返し、肯定判定がなされればステ
ップ５８１３にて異常除去処理を終了するための処理（
例えば記録を再開させるための処理等）を行って本手順
を終了する。
以上のような処理によれば、精度および応答性に優れた
吐出不良等昇温要因の発生の検知を行うことができ、警
告や吐出回復を速やかにかつ的確に行うことができるよ
うになった。
なお、上側では予備吐出および記録処理の双方に関連し
て異常を検知するようにしたが、いずれか一方に関連さ
せてもよい。例えば所定量の記録後に、もしくは記録開
始の直前に行われる予備吐出にのみ関連させて第３０図
のような処理が行われてもよい。
前述の記録ヘッドでは、第１図（Ａ）、第９図（Ａ）。
第２０図に示すように基板１の両端に温度センサ２を設
けであるため、それらの温度センサの出力から電気熱変
換素子５の配列方向における基板温度の分布状態を把握
できる。また温度センサ２の近傍に保温用ヒータ８が設
けられているために、加熱による温度の変化の検知の応
答速度が高い。これを用いて基板上の温度分布を一定と
するには以下のように行えばよい。
第３１図はそのような温度制御を行うための回路の構成
例を示す。ここで、ＳｌおよびＳｌは温度検知部であり
、基板１上の左右にある２つの温度センサ２に対応する
、■１およびＨ２は加熱部であり、温度センサ２のそれ
ぞれの近傍にある保温ヒータ８単体あるいは、これに吐
出用ヒータ５の端部域数個の予備加熱使用を含めたもの
に対応する。また、Ａ１およびＡ３は、それぞれ温度検
知部ＳｌおよびＳｌの出力に対する反転増幅回路、Ａ２
およびＡ４は、それぞれ、回路＾ｌおよびＡ３の出力を
基準電圧と比較するコンパレータである。ＱｌおよびＱ
ｌは、それぞれ、コンパレータ＾２およびＡ４の出力に
基づいて加熱部旧およびＨ２をオン／オフするためのト
ランジスタである。
ここにおいて、一方の温度検知部Ｓ１からの出力は反転
増幅回路＾１によって増幅され、コンパレータＡ２によ
って温度検知部Ｓｌ近傍の加熱部■１の通電のオン／オ
フが行われる。また、他方の温度検知部Ｓ２からの出力
で同様にして加熱部Ｈ２の制御を行う。
すなわち、以上の構成では、２つの検知出力を検知し、
一方がある基準温度以上を示したとき、その近傍にある
加熱部への通電量を小さくして温度上昇が止められ、同
様に、一方がある基準温度以下を示したときには、その
近傍の加熱部への通電量を大きくして温度上昇させる制
御が独立に行われる。そして、このように制御を行うこ
とにより両端にある保温ヒータ２（旧、Ｈ２）の発熱量
を制御し、基板１の全体の温度、特に吐出口付近の温度
を均一に保つことができる。
従って、本例によれば、両側にある加温用ヒータ８ない
し、上述の定数による加熱部を部分的に駆動制御するこ
とができるので、画像記録の状態に起因した基板の温度
のムラ、すなわち吐出ヒータ５の選択駆動の状態に起因
した温度のムラを補正して温度分布を一定にし、吐出条
件を吐出ヒータ部３にわたって均一にすることができる
ようになった。
なお、第３１図において、基板１の一方の側の温度を他
方の側の温度よりも高くするように構成することもでき
る。すなわち、基板に温度勾配をもたせることができる
。このことは例えば主として記録される画像の種類によ
り、一方の側のインク吐出量を大とし、他方を小とする
ことが望ましい場合や、吐出ヒータ部３の使用頻度に分
布があるような場合に有効である。
このためには、第３１図において、例えば反転増幅器Ａ
ｌおよびＡ３の増幅度を異なる大きさにすればよい。す
なわち、Ｉ　Ｒ２／Ｒ１≠Ｒｅ／Ｒｓとし、２つのコン
パレータ＾２．＾４のしきい値は同一とすればよい。ま
た、２つの反転増幅器＾１．＾３の増幅度を同じとし、
２つのコンパレータ＾２．＾４のしきい値を異なる大き
さとしてもよい。すなわち、第３２図における抵抗値Ｒ
３，Ｒａの組み合わせとＲ７，ｎａの組み合わせとを適
当に選択すればよい。
さらに、以上の実施例において、基板１の温度制御をし
ながら記録を行うときに、周囲の環境温度が低い場合、
また記録装置の電源投入直後で吐出ヒータ部３のある部
分にわたって均一な温度、あるいは一定の勾配をもつ温
度分布状態が得られない場合には、吐出ヒータ５の適宜
のいくつかにインクが吐出しない程度の小さなパルスで
通電を行うことで、基板１上の温度の低い部分を加熱し
て温度分布状態を補正するようにすることもできる。
第３２図は基板１に対して温度制御を行う回路の他の例
である。この例では、温度検知手段たる温度検知部Ｓｌ
およびＳｌに負の温度特性を有するＮＴＣセンサ（例え
ばＮＴＣサーミスタ）、加熱手段たる加熱部器およびＲ
２に正の温度特性を有するＰＴＣヒータ（例えばＰＴＣ
サーミスタ）を用いている。
この回路では、温度検知部（或いはＮＴＣセンサ）、Ｓ
ｌおよびＳｌにそれぞれ固定抵抗ＲｓｌおよびＲａ２を
直列に接続し、それらに電圧を印加し、ＮＴＣセンサと
固定抵抗との分圧をとりだして、それぞれ差動増幅器＾
５およびＡ６に人力することによって分圧の差を増幅す
る。そして、この差の出力を大電力に流せるトランジス
タＱ３およびＱ４のベースに与えることでこれらのトラ
ンジスタのエミッタ電流を変化させ、加熱部ないしＰＴ
Ｃヒータ■１およびＲ２への電力を制御するものである
。
ＮＴＣセンサは温度によって抵抗値が変化するため、抵
抗値Ｒ１□およびＲａ２はそれぞれセンサで゛あるＮＴ
ＣセンサＳ１およびＳｌの基板１上の位置において制御
したい温度に相当するＳｌおよびＳｌの抵抗値と同じ値
に設定する。こうすることで温度が設定値と大きく異な
る場合には差動増幅器の出力が大となるので、保温ヒー
タであるＰＴＣヒータ旧およびＲ２には大電力が供給さ
れる。一方、温度が設定値に近い場合には差動増幅器の
出力が小さくなるので、ＰＴＣヒータＨ１およびＲ２に
投入する電力を抑える制御が可能となる。また、温度が
設定値をこえた場合には、差動増幅器＾５．八６の出力
の極性が反転するため、ＰＴＣヒータ旧およびＲ２への
電力の制御トランジスタｑ３およびＱ４が作動せず、昇
温が抑えられる。
さらに、ヒータＨ１およびＲ２としてＰＴＣヒータを使
用していることで、温度の上昇と共にＰＴＣヒータの抵
抗値も大きくなるので、高温になるほどＰＴＣヒータＨ
１およびＲ２に流れる電流は小となり、上記の制御はよ
り有効に行えることとなる。
そして、第３２図の回路において、温度センサ５１とＳ
ｌとに同特性のＮＴＣセンサを用いていれば、Ｒｔｌお
よびＲａ２の抵抗値を同一値とすることで基板１上の温
度分布を均一にするように制御することができる。また
、Ｒ□および８ｗ３の抵抗値を異なる値とすれば、基板
１上に温度勾配をもたせる温度制御も可能となる。
以上のような温度制御を行うには、第３１．３２．３３
図に示したようなハードウェアによるもののみならず、
以下に述べるようにソフトウェアによっても行うことが
できる。
第３３図はその制御を行うための温度制御部の一構成例
を示すブロック図である。
第３３図の構成では、基板１上の温度センサ２（温度検
知部Ｓ１およびＳｌ）のそれぞれの出力を、増幅器７１
および７２により各別に増幅した後、当該増幅出力をＡ
／Ｄ変換器７３および７４でマイクロコンピュータ形態
のＣＰＵ　７０が処理できるディジタル値ＴＩおよびＴ
２に変換し、それらをＣＰｔ１７０内にとりこむように
する。ＣＰＵ　７０は、Ｔ１およびＴ２のデータをもと
にして、例えば第３４図のような分布を得るための温度
制御を行う。そのためＣＰＩＩ　７０は第３５図示の処
理手順に対応したプログラムが記憶されたＲＯＭ７０＾
と接続されており、このプログラムによって制御のため
に必要な加熱部器およびＲ２のそれぞれの発熱量のデー
タを演算し、ディジタル量のデータＰＩおよびＰｌとし
て出力する。データＰ１およびＰｌは、それぞれ、Ｄ／
Ａ変換器７５および７６で加熱部器およびＨｌへの通電
の制御信号に変換される。
そして、これらの制御信号は、それぞれ通電回路７７お
よび７Ｂを介して、それぞれ加熱部Ｈ１およびＨｌに独
立に供給される。
次に、以上のような構成において、第３４図のようにヒ
ータボード（基板）に温度勾配を持たせる際の比例制御
のプログラムについて、第３５図のフローチャートを一
例をして説明する。
まず、ステップＳＴＩにおいて温度制御を行うか否かが
判定され、肯定判定されたときはステップＳＴ２へ進み
、一方否定判定であれば以下の手順を経る必要がないの
で終了する。ステップＳＴ２では、Ｓｔ位置での検出温
度Ｔ１が５１位置での設定温度Ｔ＾と等しいか否かを判
定し、等しいと判定されたときは保温ヒータに通電する
必要がないのでステップＳＴ４へ進み、ＰＩおよびＰｌ
のデータを共に、“０”にセットした後にステップ５Ｔ
ＩＯへ進む、ステップ５ＴＩＯではさらに温度制御を続
けるか否かを判断し、続ける必要のあるときはステップ
ＳＴ２へ復帰し、そうでないときは本手順を終了する。
ステップＳＴ２でＴＩがＴＡと等しくないとぎには、ス
テップＳＴ３へ進み、Ｔ１がＴＡより大きいか否かを判
定する。ここで大きいと判断されたときには、基板温度
が設定値よりも高いということであるので、保温ヒータ
に通電する必要がなく、ステップＳＴ４へ進む。一方、
ＴＩがＴＡよりも低いときには、基板温度が設定値より
も低いということであるので、保温ヒータを通電させて
、基板温度を上昇させる必要があるため、ステップＳＴ
５に進んで保温ヒータへの通電量を演算する。
ステップＳＴ５では２つの温度センサＳｌ、　Ｓ２の検
出結果であるＴ１およびＴ２のデータをもとに、それぞ
れのセンサ位置での設定温度Ｔ＾およびＴ８との偏差か
ら２つの保温ヒータ旧および■２への制御ｉｐｔおよび
Ｐｌを、比例制御のために必要な大きさとしてそれぞれ
独立に演算する。ここで、Ｉ、およびｍ２は、それぞれ
、■およびＨｌを制御するための比例帯の値、ＰｏはＨ
ｌおよびＨｌの最低限の発熱のため制御量を示す。
ステップＳＴ５では、５１位置での基板温度ＴＩが設定
温度よりも低いというだけでヒータＩ１１およびＨｌの
制御量を決定しただけであるので、次のステップＳＴ６
以降のようにＴＩおよびＴ２の温度差によってＰｌおよ
びＰｌをそれぞれ適切に定め、基板全体の温度勾配を保
ちながら制御できるようにする。
ステップＳＴ６ではＴ１とＴ２の差が、設定温度の差Ｔ
Ａ−ＴＢに等しいか否かを判定し、等しいと判断された
ときはステップＳＴ５で定めたＰＩおよびＰｌが適切で
あるのでステップ５ＴＩＯへ移行する。一方、ステップ
ＳＴ６で否定判定されたときは、基板の温度勾配を保ち
ながら制御できるように適切なＰｌおよびＰｌに演算し
直すため、ステップＳＴ７へ進む。
ステップＳＴ７では検出した温度差Ｔｌ−７２が設定し
た温度差Ｔ＾−ＴＢよりも小さいか否かを判定する。こ
こで小さいと判断されたときはＴＩに比べＴ２の方がや
や高い温度となっているわけであるから、その高い量の
割合だけヒータ■２の制御量Ｐ２を減らす必要があり、
そこでステップＳＴ８へ進んでその補正を行った後にス
テップ５ＴＩＯへ進む。ステップＳＴ７でＴｌ−Ｔ２が
ＴＡ−ＴＢより大きいと判断されたときは、Ｔ２に比べ
Ｔｌがやや高めの温度となっているわけであるから、そ
の分だけ旧への制御量Ｐ１を減らす必要があるので、ス
テップＳＴ９に移行してその補正を行った後にステップ
５ＴＩＯへ進む。
ステップ５ＴＩＱでは、これらの一連の演算をさらに繰
り返す否かの判定を行う。さらにくり返す場合にはステ
ップＳＴ２へ復帰して同様の演算を行っていく、ステッ
プ５ＴＩＯでさらに演算をくり返さないとするときには
本手順を終了する。
以上のような流れによって、温度センサＳｌおよびＳ２
の検出結果ＴＩ、　Ｔ２に基づき、第３４図のような基
板の温度分布状態をつくるための保温ヒータ旧およびＨ
ｌへの制御量Ｐｉ、　Ｐｌを比例制御に従って演算する
ことができるようになった。また、第３５図の手順では
、第３４図の温度勾配を常に保ちつつ温度制御をするの
で、温度勾配が逆転することがなく、制御状態も非常に
応答性に優れたものとなる。
例えば第３６図は、例えばインクシートを利用するサー
マルヘッドに本発明を通用した場合を示す。ここで、３
９はサーマルヘッド、３８は基板、３５は発熱素子群、
３７は加熱手段たる保温ヒータ、３６は温度検知手段た
るＮＴＣサーミスタである。このようなサーマルヘッド
に対しても、前述の各実施例と同様な制御を施すことが
可能である。
第３７図は第９図に示したセンサ２および保温ヒータ８
出力を用いた温度制御系の一例を示す。
なお、センサ２およびヒータ８に結合した各部は、装置
のコントロールボード等に設けておくことができ、端子
４よりケーブル１６を介して接続すればよい。
１１は第３９図につき後述する処理手順を実行するマイ
クロコンピュータ形態のＣＰＵであり、その処理手順に
対応したプログラム等固定データを格納したＲＯＭ等を
有する。このｃｐｕ　ｔｔは、本例に係る温度制御を独
立して実行すべく設けることもでき、あるいは第３８図
示の装置の主制御部に兼用されていてもよい。
２肩嘘温度センサ２に対して通電を行って検出値を取出
し、ｃｐｕ　ｔｔに適合する信号に変換を行う入力部で
ある。また、８０Ａは保温ヒータ８への通電を行うため
のヒータドライバである。また、５ＧＯＡはこの記録ヘ
ッド５００を駆動するためのドライバである。
次に、本例に係る温度制御の態様を説明する。
第３８図（Ａ）は保温ヒータ２のみを使用した場合のヒ
ータボード１上の温度分布を示す。第２８図の構成では
、保温ヒータ２が両側部分にあるので、ヒータボード１
中央部の温度が低くなる分布を呈する。このように中央
部の温度が低くなると、低い分布でのインク物性（粘度
・表面張力等）が異なることにより、吐出するインク量
に差が生じる。従ってこのままでは記録画像に濃度ムラ
が生じ、画像品位が低くなってしまう。
そこ、で、本例においては、温度が低い部分に位置する
ノズルの吐出ヒータ５に発泡ないし吐出が生じない程度
のエネルギーを加え、加熱が行われるようにする。なお
、当該加熱を予備加熱という。ここに、エネルギーの制
御は吐出ヒータ５に対する通電パルスのパルス幅、駆動
周波数または電圧を制御することにより行う。
このような予備加熱の条件は、ヒータ５の形状、・大き
さその他の種々の条件により異なるが、第９図（Ａ）の
ような基板１を用いて構成した記録ヘッド５００の一例
においては、エネルギーの記録時の印加条件および予備
加熱時の印加条件は英国公開２１５９４６５，２１６９
８５５，２１６９８５６．米国特許４７１２１７２等で
知られるものが採用できる。
本実施例では、予備加熱時に印加される通電パルスのパ
ルス幅（Ｐｗ）は記録時のそれと同等以下とするのが好
ましく、具体的には１〜ｌ／２０の範囲が適当であった
。また、印加電圧（Ｖｏｐ）についても同様に、記録時
のそれと同等以下とするのが適当であった。そして、本
例においては、Ｐｗ＝２　μｓ、Ｖｏｐ　＝　２４Ｖと
し、駆動周波数ｆ。、　＝７ｋＨ２とした。
一方、予備加熱に係る吐出ヒータの選定については、第
３８図のような温度分布を基準にして適切に行うことが
できる。
第３８図（Ｂ）は中央部を含む適切な範囲の吐出ヒータ
５を用いて予備加熱を行った場合の温度分布を示す、こ
れによると、ヒータボードｌの当該範囲で温度が高く、
端部側で低くなる分布が得られるので、これと第３８図
（＾）で示した保温ヒータ８のみを用いた場合の分布と
を合せることにより、第３８図（Ｃ）のようなほぼ均一
の分布が得られることになる。
なお、予備加熱に供される吐出ヒータ５の本数および印
加エネルギーは、保温ヒータ８０のみの使用による温度
分布から決定することができるが、予め温度分布を測定
することにより、その決定を行っておき、これを固定デ
ータとしてＲＯＭに格納し、温度制御に際してこのデー
タを使用すればよい。
また、均一な温度分布を得るためには、適切な範囲に含
まれるすべての吐出ヒータ５を一律の予偏加熱条件で駆
動してもよく、この駆動条件に分布をもたせてもよい。
また、すべてを駆動するのではなく、１つおきとするな
ど、いくつかを選択的に駆動するようにしてもよい。
本例に係る温度制御手順を、装置電源投入直後に行なう
場合、各部の初期化を行った後、保温ヒータ８をオンと
し、予備加熱のためにも使用される吐出ヒータ５を上記
条件で駆動する０次に、温度センサ２の出力を基に温度
Ｔ℃が所定温度Ｔ１℃を越えたか否かを判定し、肯定判
定された場合には保温ヒータ８および予備熱用吐出ヒー
タ５の駆動を停止する。この手順によれば、ヒータボー
ド１は第３８図（Ｃ）のような温度分布を呈することに
なる。
また、記録開始時の制御では、第３９図に示すように、
まずステップＳＢＩにて記録動作を行うか否か、例えば
記録開始の指令が入力されたか否かを判定し、肯定判定
されればステップ５８３にてヒータボード温度Ｔ℃が所
定温度Ｔ２℃を越えているか否かを判定する。そして否
定判定であればステップＳＢ５に進み、保温ヒータ８０
に通電を行うとともに予備加熱用吐出ヒータ５を上記条
件で駆動し、ステップＳＢ３で肯定判定がなされるまで
これを繰返す。
ステップ５８３で肯定判定がなされた場合にはステップ
Ｓ［１７に進み、保温ヒータ８および予備加熱用吐出ヒ
ータ５の駆動をオフとした後に、ステップＳＢ９にて吐
出ヒータ５を用いた記録処理を行う。
以上の手順を経ることにより、ヒータボード１の吐出ヒ
ータ部３はその配列範囲にわたってほぼ均一な温度分布
（第３８図（Ｃ）参照）を呈し、これによって第４０図
中実線で示すように記録画像の濃度がその範囲でほぼ一
定となった。これに対して、保温ヒータ８のみを用いて
記録を行った場合には、上記配列範囲で一様でない温度
分布（第３８図（＾）参照）を呈するので、第４０図中
破線で示すように濃度がばらついた。
なお、上記手順において、所定値ＴＩおよびＴ２は、こ
れらを等しくしてもよく、大小関係を設けてもよい。例
えば、上記説明におけるＴ１をやや低めにしておき、第
３９図の手順では直ちに記録が行われるのでＴ、をＴｌ
より高い最適の温度としておいてもよい。逆に、ある程
度時間が経過してもその後直ちに記録を行うことができ
つようにＴｌをやや高めの温度とし、第３９図の手順で
はＴ、を記録に適する温度範囲の下限とすることもでき
る。また、上記手順の代りに、記録待機中に上記記録に
適する温度範囲を常にヒータボード１が保たれるように
制御を行う手順を採用することもできる。
以上の説明ではシリアルプリンタに用いられる記録ヘッ
ドに本発明を適用した場合について述べたが、記録媒体
の全幅に対応して吐出口を整列させた形態のラインプリ
ンタに用いられる所謂フルマルチタイプの記録ヘッドに
対しても、本発明は極めて有効かつ容易に適用できるの
は勿論である。
第４１図は、インクジェット記録装置１０００と記録ヘ
ッドカートリッジの基板１００４との電気的接続構成を
説明するための模式図である。
記録ヘッドカートリッジ基板１００４は、前述のように
複数グループの時分割駆動される電気熱変換体の吐出ヒ
ータ５が６４個設けられているが、図面上は８個のヒー
タ５の１グループと、左側の加温ヒータ８．温度センサ
ー６２４Ｇのみを示している。
本例は第２０．２１図で示したように、スイッチングダ
イオード６２４　とセンサー６２４Ｇに用いられるダイ
オード構成を同じものとし、吐出ヒータ５．加温ヒータ
８の膜構成を同じヒータ構成としである。
前述の例は、吐出ヒータ５に常時電圧がかからないよう
に共通型８ｉ（パッド５Ａ側）と吐出ヒータ５との間に
スイッチングダイオード６２４を介在させているが、本
例では、選択電極と吐出ヒータ５との間にダイオード６
２４を介在させている。実用上は前者の方が好ましい。
インクジェット記録装置１０００は、基板１００４を装
置本体に対して着脱可能にしたもので、基板１００４の
装着によって電気的に接続するパッド領域１００３に、
各パッドを有している。本例では、各機能素子の一つの
電極側は同−ｐａｄとし、他方の電極側はこのｐａｄと
は異なるｐａｄ　　（位置或いは形状が異なる）で同一
としており、各機能素子ごとにさらに異なるｐａｄとし
ている。そしてこれらのｐａｄは、基板１００４の１辺
側にすべて集中されている。
即ち、吐出ヒータ５の共通電極側パッド５＾が最大で、
これに接触する装置側パッド５Ｂはこれと同一形状で、
プラス電位となっている。そして、吐出用ヒータの選択
電極側パッド６２４＾は、列状に並設された小形のパッ
ドで、装置側のこれらに対応するパッドが小形のパッド
６２４Ｂである０次に、ダイオードセンサ６２４Ｇの電
圧印加用のパッド対ｌ＾。
６２４ＧＡは、異なる位置にあり、前述のパッド５＾。
６２４Ａの位置と異っている。加えて、加温ヒータ８の
電圧印加用のパッド対８＾、８Ｃの位置、大きさとも異
っており、前述のすべてのパッド５＾、６２４＾。
１＾、６２４Ｇ＾と異なる位置にある。このように、パ
ッドの位置を各機能素子ごとに異ならせることで、製造
上容易さと、ヘッドカートリッジの挿着不備を防止でき
る０図中、１００１はインターフェイス。
１００２はＣＰＵである。本例では装置本体１０００を
記録装置としているが、第２６図のインクタンク一体型
カートリッジ装置としても良い。
本発明記録ヘッドの構成としては、上述の吐出口、液路
、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路のエツ
ジ吐出タイプ又は直角液流路のサイドシュータイブ）の
他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第４５５８３３３号明ｆａ書、米国特許
第４４５９６［）０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、共通するスリ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年第１２３６７０号公報や熱エ
ネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる
構成を開示する特開昭５９年第１３８４６１号公報に基
づいた構成としても本発明の効果は有効である。
又、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わ
せによってでもよいが、異なる色の複色カラー又は、混
色によるフルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも
本発明は、極めて有効である。
〔発明の効果〕
上述したように、本発明によれば、従来にはない正確且
つ確実な温度検知を可能にするため吐出素子の両側に各
々温度センサーを設けるか或いは、このセンサーを基板
に一体的に作り込むこと、また、これらの組合せ、さら
には、加温ヒータや回復動作を伴わせることによって、
全体の温度分布を所望のものにでき、さらには、熱効率
を向上させた加熱方式や装置を小型化にできる機能素子
構成等を実現することができる。
また、本発明によれば従来に比較してより優れた温度検
知を達成でき、これに基づくより優れたインクジェット
記録を長期的に安定して行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明液体噴
射記録ヘッドに適用可能なヒータボードの−構成例を示
す平面図およびその部分拡大図、第２図は本発明を適用
した液体噴射記録装置の概略構成例を示す斜視図、 第３図は吐出不良等に起因した温度上昇を検出するため
の回路の一構成例を示す回路図、￥Ｓ４図は吐出不良等
に起因した温度上昇を説明するための線図、 第５図は温度上昇検出回路の他の構成例を示す回路図、 第６図はその動作を説明するための説明図、第７図は温
度上昇検出回路のさらに他の構成例を示す回路図、 第８図はその検出に基づく異常判定処理手順の一例を示
すフローチャート、 第９図（＾）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明液体噴
射記録ヘッドに適用可能なヒータボードの−構成例を示
す平面図およびその部分拡大図、第１Ｏ図は制御系の一
構成例を示すブロック図、 第１１図（Ａ）　、　＜８）および（Ｃ）は記録ヘッド
各部の温度を説明するための説明図、 第１２図は本例に係る温度制御手順の一例を示すフロー
チャート、 第１３図は本例の動作を説明するための説明図、 第１４図は、本発明温度センサーの他の例の説明図、 第１５図および第１６図（＾）〜（１）は、本発明実用
上の装置パッドの個数減少を達成するための説明図、 第１７図〜第１９図は、本発明を実施する上での配線部
の熱的緩和構成を説明するための簡略図、第２０図は、
本発明の要素を組みこんだ構成を説明するための模式図
、 第２１図は、本発明の好ましい実施例として第２０図に
おける部分膜構成を説明する説明図、第２２図は、第２
１図の膜構成のさらなる改良が加えられた実施例の説明
図、 第２３図（Ａ）および（Ｂ）は本発明による温度センサ
の変更例の説明図、 第２４図は第２３図（Ａ）　、　（Ｂ）の温度センサー
の温度電圧降下の関係図、 第２５図は、ダイオードセンサの形成方法の説明図、 第２６図は、本発明が通用された記録ヘッドカートリッ
ジの斜視図、 第２７図は、第２６図のカートリッジを有するインクジ
ェット記録装置の要部斜視図、 第２８図は、インクジェット記録ヘッドの記録デユーテ
ィに対しての温度センサの電圧降下特性の一例の説明図
、 第２９図は異常除去処理を行うための制御系の一構成例
を示すブロック図、 第３０図（＾）　、　（Ｂ）は記録ないし異常除去処理
手順の一例を示すフローチャート、 第３１図は本発明の第１実施例に係る温度制御回路の構
成例を示す回路図、 第３２図は本発明の第２の実施例に係る温度制御回路の
構成例を示す回路図、 第３３図は本発明の第３実施例に係る温度制御系の構成
例を示すブロック図、 第３４図は第３３図示の制御系により得るヒータボード
の温度分布の一例を示す線図、 第３５図は第３４図示の温度分布を得るための温度制御
手順の一例を示すフローチャート、第３６図は本発明の
さらに他の実施例に係る記録ヘッドの構成例を示す斜視
図、 第３７図は制御系の一構成例を示すブロック図、 第３８図（Ａ）〜（Ｃ）は本実施例による温度分布の補
正の態様を説明するための説明図、 第３９図は本例に係る温度制御手順の一例を示すフロー
チャート、 第４０図は本例の効果を説明するための説明図、 第４１図は、カートリッジと本体装置との電気接続パッ
ド構成の説明図である。 ３・・・吐出ヒータ部、 ５、８１，１０４，５０１・・・吐出ヒータ（発熱素子
、電気熱変換体）、 １４．５００・・・記録ヘッドカートリッジ、１５．５
０・・・キャリッジ、 ８．１８０・、・・保温ヒータ（加温ヒータ）、８００
・・・ヒータドライバ、 １１．１１０・・・ＣＰＵ　。 １１０＾・・・当接領域、 ６２４・・・機能素子。 １　、６２０，５１０．１００４・・・基板、２・・・
センサ（感熱素子）、 第２図 第６図 第１Ｏ図 第１３図 第１４図 第１６図（ぞの１） 第１６図（ぞｆ）２） １〜文　〔°Ｃ〕 第２４図 第２５図 （Ｂ） 第３０図 ＶＴ 第２８図 第２９図 第３２図 Ｖｃｃ Ｖｃｃ 第３４図 第４０図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）液体噴射のための熱エネルギーを発生するエネルギ
    ー発生素子と該発生素子に電気信号を供給するための電
    極配線部とが作り込まれている基板において、 前記基板の温度を検知するための温度検知 素子を有し、該機能素子が前記基板に作り込まれている
    ことを特徴とする液体噴射記録 ヘッド用基板。 ２）前記温度検知素子は、前記エネルギー発生素子或は
    前記電極配線部の構成材料と少なくとも一部が実質的に
    同一であることを特徴ととする請求項１に記載の基板。 ３）前記基板は、前記エネルギー発生素子を複数個配置
    した領域を有し、前記温度検知素子は前記エネルギー発
    生素子配置方向に関して該複数個のエネルギー発生素子
    の上流側と下流側夫々に配置されていることを特徴とす
    る請求項１または２に記載の基板。 ４）前記基板は、前記上流側と下流側夫々に隣接する位
    置に配置された基板加温用ヒータを有し、前記上流側の
    基板温度検知素子と上流側の基板加温用ヒータの組と、
    前記下流側の基板温度検知素子と下流側の基板加温用ヒ
    ータの組夫々で加熱制御されることを特徴とする請求項
    ３に記載の基板。 ５）前記温度検知素子の一方の配線は、前記基板加温用
    ヒータの一方の配線と電気的に接点を有した共通配線部
    を有し、前記基板に作り込まれていることを特徴とする
    請求項４に記載の基板。 ６）前記温度検知素子は、複数個の直列に配列されたダ
    イオード温度センサーで、前記配線部に配置されたスイ
    ッチングダイオードと同じダイオードであることを特徴
    とする請求項１に記載の基板。 ７）前記基板は、前記エネルギー発生素子を複数個配置
    した領域を有し、前記温度検知素子は、前記エネルギー
    発生素子配置方向に関して該複数個のエネルギー発生素
    子の配置の延長上における上流側と下流側夫々にその少
    なくとも一部が配置されていることを特徴とする請求項
    １に記載の基板。 ８）前記基板は、前記複数のエネルギー発生素子を選択
    駆動するためのスイッチング素子が複数設けられた領域
    と、前記エネルギー発生素子配置領域と該スイッチング
    素子の配設領域との間に位置するマトリックス配線部と
    、該マトリックス配線部の前記エネルギー発生素子配置
    方向に関しての上流側と下流側夫々に配置されている基
    板加熱ヒータと、を有していることを特徴とする請求項
    ７に記載の基板。 ９）前記温度検知素子は、シリコン基材を利用して形成
    され、シリコン基材上方に電気的絶縁層を２層有し、該
    電気的絶縁層を延長した電気的絶縁層間に前記基板加熱
    ヒータが形成されていることを特徴とする請求項８に記
    載の基板。 １０）請求項９に記載の基板を有する液体噴射記録ヘッ
    ドにおいて、 前記基板上に設けられたインクを収容する ための共通液室と、該共通液室から供給されたインクを
    保持すると共に前記エネルギー発生素子に対応する液路
    と、前記記録ヘッドからインクを吐出する際にインクが
    通過する吐出口と、を有し、前記温度検知素子、前記基
    板加熱ヒータの少なくとも一方の配置の基板の厚み方向
    に関する上方は、前記共通液室及び前記液路のインク保
    持領域よりも外側である事を特徴とする液体噴射記録ヘ
    ッド。 １１）請求項１０に記載の基板を有した液体噴射記録ヘ
    ッドにおいて、 前記基板加熱ヒータの下方の電気的絶縁層 に前記マトリックス配線の一部が位置していることを特
    徴とする液体噴射記録ヘッド。 １２）請求項１０に記載の基板を有した液体噴射記録ヘ
    ッドを着脱可能にする記録装置におい て、 前記上流側の基板温度検知素子と上流側の 基板加温用ヒータの組と、前記下流側の基板温度検知素
    子と下流側の基板加温用ヒータの組夫々で加熱制御する
    ための電気的接続部と温度制御手段を備えていることを
    特徴とする記録装置。 １３）請求項１０に記載の基板を有した液体噴射記録ヘ
    ッドを着脱可能にする記録装置におい て、 前記共通液室は前記マトリックス配線部と 前記スイッチング素子配設領域との境界近傍であって、
    前記スイッチング素子配設領域に至る前までをインク保
    持領域とすることを特徴とする記録装置。 １４）請求項１に記載の基板を有するインクジェット記
    録ヘッドを具備できる記録装置において、 記録ヘッドのインク吐出機能を改善するた めの回復手段と、前記温度検知素子の検知結果に応じて
    前記回復手段を駆動するための制御手段を備えた事を特
    徴とする記録装置。 １５）液体噴射のための熱エネルギーを発生するエネル
    ギー発生素子と該発生素子に電気信号を供給するための
    電極配線部とが作り込まれている基板を備えた液体噴射
    記録ヘッドにおいて、 前記基板の温度に関係する機能素子を有 し、該機能素子が前記基板に作り込まれており、かつ、
    前記基板上に設けられたインクを収容するための共通液
    室と、該共通液室から供給されたインクを保持すると共
    に前記エネルギー発生素子に対応する液路と、前記記録
    ヘッドからインクを吐出する際にインクが通過する吐出
    口と、を有し前記機能素子の配置の基板の厚み方向に関
    する上方は、前記共通液室及び前記液路のインク保持領
    域よりも外側である事を特徴とする液体噴射記録ヘッ ド。 １６）前記機能素子は、前記エネルギー発生素子或は前
    記電極配線部の構成材料と少なくとも一部が実質的に同
    一であることを特徴とする請求項１５に記載の液体噴射
    記録ヘッド。 １７）熱エネルギーを発生する発熱素子を複数有し、当
    該熱エネルギーを利用して記録用液体を吐出させて記録
    を行う記録ヘッドを具えた記録装置において、 前記記録ヘッドに配設されて該記録ヘッド の加熱を行うための加熱手段と、 当該加熱により生じる前記記録ヘッドの温 度分布を補正すべく、前記発熱素子が前記吐出が生じな
    い程度に発熱するように前記発熱素子を選択的に駆動す
    る制御手段と を具えたことを特徴とする記録装置。 １８）熱エネルギーを発生する発熱素子を複数有し、当
    該熱エネルギーを利用して記録用液 体を吐出して記録を行う記録装置におい て、 装置電源投入時および／または記録開始の 指令入力時に、前記記録ヘッドに配設された加熱手段を
    用いて加熱を行うとともに、当該加熱により生じる前記
    記録ヘッドの温度分布を補正すべく、前記発熱素子が前
    記吐出が生じない程度に発熱するように前記発熱素子を
    選択的に駆動することを特徴とする記録装 置。 １９）液体を吐出するための吐出口と、前記液体を吐出
    するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー
    発生素子と、該エネルギー発生素子とは異なる機能を果
    たす複数の機能素子とを有する液体噴射記録ヘッドにお
    い て、前記エネルギー発生素子と前記機能素子とが同一の
    基板上に設けられるとともに、前記複数の機能素子の一
    方の配線を前記基板上で共通に形成してなることを特徴
    とする液体噴射記録ヘッド。 ２０）前記エネルギー発生素子は通電に応じて発熱する
    電気熱変換素子の形態を有することを特徴とする請求項
    １９に記載の液体噴射記録ヘッド。 ２１）前記複数の機能素子は、温度を検出するための温
    度検出素子および／または前記液体を加熱するための加
    熱素子であることを特徴とする請求項１９または２０に
    記載の液体噴射記録ヘッド。 ２２）前記共通に形成される一方の配線はアース側の配
    線であることを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか
    の項に記載の液体噴射記録ヘッド。 ２３）液体を吐出するために利用されるエネルギーを発
    生するエネルギー発生素子と、該エネルギー発生素子と
    は異なる機能を果たす複数の機能素子とを有し、前記複
    数の機能素子の一方の配線が共通に形成されてなること
    を特徴とする液体噴射記録ヘッド用基板。 ２４）前記エネルギー発生素子は通電に応じて発熱する
    電気熱変換素子の形態を有することを特徴とする請求項
    ２３に記載の基板。 ２５）前記複数の機能素子は、温度を検出するための温
    度検出素子および／または前記液体を加熱するための加
    熱素子であることを特徴とする請求項２３または２４に
    記載の基板。 ２６）前記共通に形成される一方の配線はアース側の配
    線であることを特徴とする請求項２３〜２５のいずれか
    の項に記載の基板。 ２７）通電によって発熱し、当該熱を利用して記録用液
    体を吐出する記録ヘッドを具えた記録装置において、 前記記録ヘッドの温度を検出するための検 出手段と、 前記記録ヘッドの温度に係る情報を保持す る保持手段と、 当該保持された情報と前記検出手段によっ て検出された温度に係る情報とから異常発生を判定する
    判定手段と を具え、 前記温度検知手段および前記加熱手段は、 前記発熱素子群を形成した前記記録ヘッドの基板上に一
    体に設けられていることを特徴とする記録装置。 ２８）前記保持手段は前記記録ヘッドに悪影響が生じな
    い最高温度に係る情報を保持し、前記判定手段は前記検
    出された温度に係る情報が当該最高温度を越えたときに
    異常を判定することを特徴とする請求項２７に記載の記
    録装置。 ２９）前記保持手段は前記発熱素子の駆動条件に対応し
    た温度上昇速度に係る情報を保持し、前記判定手段は前
    記検出された温度の上昇温度がその時の駆動条件に対応
    した温度上昇速度により大であるときに前記判定を行う
    ことを特徴とする請求項２７に記載の記録装置。 ３０）前記異常の判定は記録に備えて前記液体をリフレ
    ッシュするための予備吐出処理に際して行うことを特徴
    とする請求項２７〜２９のいずれかの項に記載の記録装
    置。 ３１）前記保持手段が保持する温度情報は、記録ヘッド
    の正常動作時における温度情報であることを特徴とする
    請求項２７〜３０のいずれかの項に記載の記録装置。 ３２）通電によって発熱し、当該熱を利用して記録を行
    う発熱素子群を有する記録ヘッドの温度を検知する複数
    の温度検知手段と、 該複数の温度検知手段に対応して設けら れ、前記記録ヘッドを加熱するための複数の加熱手段と
    、 前記温度検知手段の検出結果に基づいて対 応する前記加熱手段による熱エネルギーを独立に制御す
    る制御手段と を具えたことを特徴とする記録装置。 ３３）前記温度検知手段および前記加熱手段は、前記発
    熱素子群を形成した前記記録ヘッドの基板上に一体に、
    前記発熱素子群の配設範囲をはさみこむように設けられ
    ていることを特徴とする請求項３２に記載の記録装置。 ３４）前記記録ヘッドは液体噴射記録ヘッドの形態を有
    することを特徴とする請求項３２または３３に記載の記
    録装置。 ３５）前記記録ヘッドはサーマルヘッドの形態を有する
    ことを特徴とする請求項３２または３３に記載の記録装
    置。
JP1184416A 1988-07-26 1989-07-19 液体噴射記録ヘッド，該記録ヘッドを有する記録装置および液体噴射記録ヘッドの駆動方法 Expired - Lifetime JP2806562B2 (ja)

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