JPH1071714A - 記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 端子数を少なくし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。 【解決手段】 発熱体１０１と、発熱体を駆動するトラ
ンジスタ１０２と、画像データを入力して一時的に格納
するシフトレジスタ１０４と、シフトレジスタ１０４に
格納された画像データをラッチするラッチ回路１１７と
を１つの基板上に実装し、発熱体１０１の抵抗をモニタ
するランクヒータ１２３と、ヘッド温度調整に用いる保
温ヒータ１２１と、ランクヒータ１２３と保温ヒータ１
２１への信号を入力する共通端子１２５と、共通端子１
２５にゲートが、また、ドレインに保温ヒータ１２１に
接続するＮＭＯＳトランジスタ１２４とを備え、共通端
子１２５をランクヒータ１２３に直接接続するような構
成の記録ヘッドを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録ヘッド及びその
記録ヘッドを用いた記録装置に関し、特に、インクを吐
出して記録を行うインクジェット方式の記録ヘッド及び
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】微細な吐出口からインクを吐出・飛翔さ
せて記録を行うインクジェット記録方法は、記録時に発
生する騒音を無視できる程度に小さくでき、高速に記録
を行うことが可能であるのみならず、特別な処理を必要
とせずにいわゆる普通紙に定着して記録できるなど多く
の利点がある。

【０００３】インクジェット記録を行うための方法とし
て現在までにいくつかの方法が提案されているが、その
中でも、例えば、特開昭５４−５１８３７号公報或はド
イツ公開（ＤＯＬＳ）第２８４３０６４号公報に記載さ
れている記録方法は、熱エネルギーを液体（インク）に
作用させることによってインク吐出のための作用力を得
るという点において、他のインクジェット記録方法とは
異なる特徴を有している。

【０００４】これらの公報に開示されている記録方法に
よれば、熱エネルギーの作用を受けた液体が急峻な体積
の増大を伴う状態変化を起こし、この状態変化による作
用力によって、記録ヘッドの先端に設けられたオリフィ
ス（吐出口）から液体が吐出されて飛翔的液滴が形成さ
れ、この液滴が記録媒体に付着することによって記録が
行われる。特に、ＤＯＬＳ第２８４３０６４号公報に開
示されているインクジェット記録方法は、いわゆるドロ
ップ・オン・デマンド法に極めて有効に適用できるばか
りでなく、多数の吐出口を一列に配列することにより記
録用紙の全幅に相当する記録幅を有するように構成した
フルライン型の記録ヘッドを容易に実現することがで
き、さらに吐出口密度を高めることができるので、高解
像度、高品質の画像を高速に記録することができる。

【０００５】さて、このような記録方法が適用されるイ
ンクジェット記録ヘッドは、主に液滴を吐出するために
設けられた吐出口と、この吐出口に連通する液流路と、
熱エネルギーを発生するための電気熱変換体（発熱体）
を備えた基板とから構成されている。液流路は、液滴を
吐出するための熱エネルギーが液体に作用する部分であ
る熱作用部を構成の一部としている。

【０００６】記録ヘッドには複数の吐出口が設けられる
のが普通であるから、これに対応して記録ヘッド用の基
板には、複数の発熱体が一列に配列される。このような
基板には、一列に配列された複数の発熱体の他に、発熱
体と１対１で対応して発熱体を画像データに応じてそれ
ぞれ駆動するためのドライバと、シリアル入力される画
像データを各ドライバに並列に出力するためのシフトレ
ジスタと、シフトレジスタからの出力を一時的に記憶す
るラッチ回路とを実装したものも開発されている。ここ
で、シフトレジスタには、発熱体の数と同じビット数の
画像データが格納される。同一基板上にこれら回路を組
み込んだ記録ヘッド用基板は、例えば、シリコン基板を
用い、この基板にＢｉ−ＣＭＯＳ構成（バイポーラトラ
ンジスタとＣＭＯＳトランジスタを混在させた構成）の
ＩＣ（集積回路）をモノリシックに形成し、さらに発熱
部としての発熱体を形成することによって製造される。

【０００７】図６は、６４個の発熱体（発熱素子）を有
する記録ヘッド用基板に実装された論理回路の内部等価
回路を示す図である。これら６４個の発熱体（発熱素
子）は基板上に一列に配列されている。

【０００８】図６に示されているように、この基板は、
一列に配列された６４個の発熱体（発熱素子： Ｈ１、
Ｈ２、…、Ｈ６４）１０１を有し、各発熱体１０１に１
対１に対応するように、ドライバであるパワートランジ
スタ１０２が設けられている。各発熱体１０１の一端
は、発熱体駆動電源用の端子１１０に共通に接続され、
他端は、対応するパワートランジスタ１０２のコレクタ
にそれぞれ接続されている。パワートランジスタ１０２
のエミッタはコモン端子１１１に共通接続されている。

【０００９】各パワートランジスタ１０２のオン時間
は、ヒートパルス幅入力端子１０７に入力するパルス信
号に応じて制御される。また、シフトレジスタ１０４に
は外部からの画像データ（ＤＡＴＡ）が１ビットずつシ
リアルに（例えば、ｂ１、ｂ２、…、ｂ６４）入力さ
れ、シフトレジスタ１０４の出力側にはラッチ回路１１
７が設けられている。シフトレジスタ１０４は、クロッ
ク入力端子１０５とデータ入力端子１０６が接続され、
クロック入力端子１０５に入力するクロック（ＣＬＫ）
に応じてシフト動作を実行する。さらに、基板上にはシ
フトレジスタ１０４やラッチ回路１１７などで代表され
る論理回路部分に電源を供給するための電源端子１０８
とグランド端子（ＧＮＤ）１０９が設けられている。以
上が、記録ヘッドの論理回路に最小限必要な構成要素で
ある。

【００１０】ところで、インクジェット記録ヘッドで
は、同時にインクを吐出する吐出口の数を減らすことに
より、インクタンクから液流路へのインクのリフィル
（再充填）が正しく行われ、記録品位の劣化が防止さ
れ、高品位な記録が可能となることが知られている。そ
こで、記録ヘッドをいくつかのブロック（図４に示す例
では８ブロック）に分割し、かつ隣接する吐出口が同時
にインクを吐出することがないように考慮して論理回路
を設計するようになっている。

【００１１】そのため、３ビットのブロック選択信号
（Ｂ２、Ｂ１、Ｂ０）が並列に入力する入力端子１１４
〜１１６と、入力端子１１４〜１１６に入力したブロッ
ク選択信号を各ブロックごとの信号にデコードするため
の３→８デコーダ１１８と、奇数番目素子選択信号（以
下、ＯＤＤ信号）及び偶数番目素子選択信号（以下、Ｅ
ＶＥＮ信号）がそれぞれ入力される入力端子１１２、１
１３と、各パワートランジスタ１０２にそれぞれ対応す
るＡＮＤ回路１１９とが設け、６４個のパワートランジ
スタを８個ずつ８つのブロックに分割し、さらに、隣接
するパワートランジスタ即ち奇数番目素子（Ｈ１、Ｈ
３、…、Ｈ６３）と偶数番目素子（Ｈ２、Ｈ４、…、Ｈ
６４）とが別々に駆動されるようにし、同時に駆動され
るパワートランジスタが最大４個となるように設計され
ている。

【００１２】各ＡＮＤ回路１１９は、４入力タイプのも
のであって、対応するブロックについて３→８デコーダ
１１８が出力する信号（ＢＬＫ１、ＢＬＫ２、…、ＢＬ
Ｋ８）とヒートパルス幅入力端子１０７に入力するパル
ス信号（ＥＮＢ）と偶奇数番目素子選択信号（ＯＤＤ或
いはＥＶＥＮ）とラッチ回路１１７の出力信号との論理
積に基づいて、対応するパワートランジスタ１０２を駆
動する。

【００１３】例えば、入力端子１１４にブロック選択信
号Ｂ２（ＭＳＢ）が、入力端子１１５にブロック選択信
号Ｂ１が、入力信号１１６にブロック選択信号Ｂ０（Ｌ
ＳＢ）が入力され、Ｂ２＝Ｂ１＝Ｂ０＝０であると、３
→８デコーダ１１８からの出力信号ＢＬＫ１がオンとな
って発熱体Ｈ１、Ｈ２、…、Ｈ８が選択され、さらに、
ＯＤＤ信号が入力端子１１２から入力されると、その
内、奇数番号の発熱体Ｈ１、Ｈ３、Ｈ５、Ｈ７が選択さ
れる。

【００１４】なお、この基板は、パワートランジスタ１
０２はバイポーラプロセスで形成され、ロジック回路部
分（シフトレジスタ１０４、ラッチ回路１１７、３→８
デコーダ１１８、ＡＮＤ回路１１９など）はＣＭＯＳプ
ロセスで形成される。

【００１５】このような構成の記録ヘッドを用いる記録
装置では、画像データ（ＤＡＴＡ）をデータ入力端子１
０６を介してシフトレジスタ１０４にシリアルに入力し
てシフトレジスタ１０４でこれらの画像データを一時的
に格納してパラレルデータに変換し、このパラレルデー
タをラッチ回路１１７でラッチする。そして、ラッチ回
路１１７の出力と、３→８デコーダ１１８からの出力信
号（ＢＬＫ１〜ＢＬＫ８）と、奇数番目素子選択信号
（ＯＤＤ）或は偶数番目素子選択信号（ＥＶＥＮ）と、
ヒートパルス信号（ＥＮＢ）との論理積がＡＮＤ回路１
１９で演算され、ＡＮＤ回路１１９の出力がオンの時の
みパワートランジスタ１０２がオンとなって、発熱体１
０１が駆動される。その結果、駆動された発熱体１０１
に対応する液流路中のインクが加熱され、吐出口からイ
ンクが吐出し記録が行われる。

【００１６】以上のような構成に加えて、安定したイン
ク吐出を行うために、インクの温度制御を行うための保
温ヒータ１２１を備えたり、また発熱体の抵抗値をモニ
タするランクヒータ１２３を設け、抵抗のばらつきに対
し駆動電圧や駆動パルス幅の制御ができるようにしてい
る。そして、保温ヒータ１２１とランクヒータ１２３の
一端はコモン端子１１１に接続され、夫々の他端は、保
温ヒータ端子１２２とランクヒータ端子１２０に接続さ
れる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、インクの温度を制御するための保温ヒータの保
温ヒータ端子と、発熱体の抵抗をモニタするランクヒー
タのランクヒータ端子を独立に備えていたので、特に、
前述のような回路基板を複数個組み合わせて構成する記
録ヘッドやフルライン型の記録ヘッドでは、その組み合
わせた数だけ端子数が増え、記録ヘッド全体としての生
産コストが上昇したり、記録装置と記録ヘッドとを接続
するケーブルが太く大きくなってしまうという問題があ
る。

【００１８】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、端子数を少なくした記録ヘッド及びその記録ヘッド
を用いた記録装置とを提供することを目的としている。

【００１９】

【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。

【００２０】即ち、発熱体と、前記発熱体を駆動する駆
動回路と、画像データを入力して一時的に格納するシフ
トレジスタと、前記シフトレジスタに格納された画像デ
ータをラッチするラッチ回路とを１つの基板上に実装し
た記録ヘッドであって、前記発熱体の抵抗をモニタする
モニタ素子と、ヘッド温度調整に用いる予備ヒータと、
前記モニタ素子と前記予備ヒータへの信号を入力する共
通端子とを有することを特徴とする記録ヘッドを備え
る。

【００２１】また他の発明によれば、上記構成の記録ヘ
ッドを用いた記録装置であって、前記共通端子に電流を
投入することにより前記発熱体の抵抗をモニタするモニ
タ手段と、前記共通端子に入力する電圧を変化させるよ
う制御する電圧制御手段とを有することを特徴とする記
録装置を備える。

【００２２】また、上記構成の記録ヘッドにＮＭＯＳト
ランジスタをさらに備え、共通端子をモニタ素子に直接
接続し、さらに、その共通端子をＮＭＯＳトランジスタ
のゲートに接続し、ＮＭＯＳトランジスタのドレインに
予備ヒータに接続するように構成しても良い。ここで、
ＮＭＯＳトランジスタが予備ヒータを駆動する。

【００２３】この記録ヘッドは、インクを吐出して記録
を行うインクジェット記録ヘッドでも良いし、或は、熱
エネルギーを利用してインクを吐出する記録ヘッドであ
って、インクに与える熱エネルギーを発生するための熱
エネルギー変換体を備えていても良い。

【００２４】さらに、前記基板を複数組み合わせて多く
の記録要素を含むように構成しても良い。

【００２５】一方、上記構成の記録装置に含まれる電圧
制御手段は、電圧を変化させて、記録ヘッドの温度調整
を行うよう動作する。

【００２６】

【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。

【００２７】＜装置本体の概略説明＞図１は、本発明の
代表的な実施の形態であるインクジェットプリンタＩＪ
ＲＡの構成の概要を示す外観斜視図である。

【００２８】図１において、キャリッジ１６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。記
録ヘッドＩＪＨにはプラテン２４にまで搬送されてきた
記録紙の記録面に対向してインク吐出を行うノズル群を
備えている。キャリッジ１６はインクジェットカートリ
ッジＩＪＣ２０を保持し、駆動モータ１７の駆動力を伝
達する駆動ベルト１８の一部と連結し、互いに平行に配
設された２本のガイドシャフト１９Ａおよび１９Ｂと摺
動可能となっており、記録紙の全幅にわたる往復移動が
可能である。

【００２９】さて、キャリッジ１６の往復移動路の一
端、例えば、ホームポジションのキャリッジ１６と対向
さる位置にはヘッド回復装置２６が設けられる。そし
て、伝動機構２３を介したモータ２２の駆動力によっ
て、ヘッド回復装置２６を動作させ、記録ヘッドＩＪＨ
のノズル群のキャッピングを行う。ヘッド回復装置２６
のキャップ部２６Ａによる記録ヘッドＩＪＨへのキャッ
ピングに関連させて、ヘッド回復装置２６内に設けた吸
引器によるインク吸引、或は、インクジェットカートリ
ッジＩＪＣ内のインクタンクＩＴから記録ヘッドＩＪＨ
へのインク供給経路に設けた加圧器によるインク加圧に
よって、インクを吐出口より強制的に排出させることに
より、ノズル内の増粘インクを除去する回復処理を行
う。また、記録終了には記録ヘッドＩＪＨをホームポジ
ションに移動させてそのノズルをキャッピングして記録
ヘッドを保護する。

【００３０】また、ヘッド回復装置２６の側面には、記
録ヘッドのインク吐出口をワイピングする役目を果たす
シリコンゴムで形成されたブレード３０が配設される。
ブレード３０はブレード保持部材３０Ａにカンチレバー
形態で保持され、ヘッド回復装置２６と同様、モータ２
２および伝動機構２３によって動作し、記録ヘッドＩＪ
Ｈのインク吐出面との係合が可能となる。これにより、
記録ヘッドＩＪＨの記録動作時における適切なタイミン
グで、或は、ヘッド回復装置２６を用いた回復処理後
に、ブレード３０をキャリッジ１６の移動経路に突出さ
せ、キャリッジ１６の移動に伴って記録ヘッドＩＪＨの
吐出面の結露、インク漏れあるいは塵埃等をふきとる。

【００３１】また、上述のような構成のインクジェット
プリンタＩＪＲＡは、記録用紙自動フィーダ（不図示）
が設けられており、記録用紙Ｐを自動的に給紙する。

【００３２】＜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。

【００３３】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は記録信号を入力するインタ
フェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０
１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１７０
３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。１７０４は記録ヘッドＩＪＨに対する記録データの
供給制御を行うゲートアレイ（Ｇ．Ａ．）であり、イン
タフェース１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３
間のデータ転送制御も行う。１７１０は記録ヘッドＩＪ
Ｈ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１７１
０を駆動するためのモータドライバである。

【００３４】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１７
０４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１７
０６、１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ１
７０５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。

【００３５】図３は、記録ヘッドＩＪＨの基板３０１の
構成を模式的に示す断面図である。基板３０１は、図６
で示した従来の記録ヘッドの基板と同様の内部等価回路
構成となっており、インクを吐出するためのエネルギー
を発生するエネルギー発生素子である発熱体（電気熱変
換体）と、複数の発熱体と、発熱体を駆動するために発
熱体と１対１で設けられるパワートランジスタ（ドライ
バ）と、シフトレジスタやラッチ回路等の論理回路とを
同一のシリコン基板上に形成している。

【００３６】図３に示すように、Ｐ導電体のＳｉ基板２
０１にＡｓなどのドーパントをイオンプランテーション
及び拡散の手段により導入し、Ｎ型埋込層２０２を形成
し、その上の層にＮ型エピタキシャル層２０３を形成す
る。さらに、Ｎ型エピタキシャル層２０３にＢ等の不純
物を導入し、Ｐ型ウェル領域２０４を形成する。その
後、フォトリソグラフィと酸化拡散及びイオンプランテ
ーション等の方法によって、不純物導入を繰り返してＮ
型エピタキシャル領域２０３にｐ−ＭＯＳ２５０、Ｐ型
ウエル領域にｎ−ＭＯＳ２５１が構成される。ｐ−ＭＯ
Ｓ２５０及びｎ−ＭＯＳ２５１は、それぞれ厚さ数百ナ
のゲート絶縁膜２０８を介してＣＶＤ法で堆積したポリ
シリコンによるゲート配線２１５及びＮ型あるいはＰ型
の不純物導入したソース領域２０５、ドレイン領域２０
６などで構成される。

【００３７】以上のＭＯＳトランジスタによりラッチ回
路１０３、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）１０４のロジック
部が構成される。

【００３８】また、発熱素子のドライバ１０２となるＮ
ＰＮ型パワートランジスタ２５２は、やはり不純物導入
及び拡散等の工程によりＮ型エピタキシャル層２０３中
に、コレクタ領域２１１、ベース領域２１２、エミッタ
領域２１３などを設けることで構成される。

【００３９】また、各素子間は、フィールド酸化により
形成された酸化膜分離領域２５３によって、相互に分離
されている。このフィールド酸化膜は、発熱素子２５５
下においては、一層目の畜熱層２１４として作用する。

【００４０】各素子が形成された後、層間絶縁膜２１６
がＣＶＤ法でＰＳＧ、ＢＰＳＧで堆積され、熱処理によ
り平坦化処理等されてからコンタクトホールを介し、一
層目のアルミ電極２１７が形成されている。発熱体で
は、抵抗層２１９と別のアルミ電極２２０とが同一パタ
ーンで相互に積層するように形成されているが、発熱部
２５５においては、アルミ電極２２０が切り欠かれ、抵
抗層２１９のみに電流が通じるように構成されている。
このように構成することにより、発熱部２５５でのみ発
熱するようになる。その後、プラズマＣＶＤ法によるＳ
ｉＯ等の層間絶縁膜２１８を堆積し、更にスルーホール
を介して、ヒータ層２１９と２層目のアルミ電極２１８
を形成している。

【００４１】保護膜２２１は、プラズマＣＶＤ法によＳ
ｉＮ膜が形成されている。最上層には耐キヤビテーショ
ン膜２２２が、Ｔａ等で堆積され、パッド部２５４を開
口して形成する。

【００４２】ここでは、パワートランジスタをバイポー
ラトランジスタで構成したが、ＭＯＳトランジスタで形
成してもよい。

【００４３】図４は、記録ヘッドＩＪＨの基板３０１の
構成を示す図である。

【００４４】先ず、基板の構成について説明する。

【００４５】基板３０１はだいたい長方形をしており、
その一方の長辺に沿って、６４個の発熱体３０２が２
５．４ｍｍ当たり３６０個の密度（即ち、３６０ｄｐ
ｉ）で等間隔に配置されている。他方の長辺に沿って、
記録装置ＩＪＲＡとの接続に使用される複数の入力信号
パッド３１０が配置されている。また、基板３０１のほ
ぼ中央部分には、発熱体３０２を駆動するパワートラン
ジスタを配置するパワートランジスタ配置領域３０３が
発熱体３０２の配列方向に沿うように帯状に形成されて
いる。上述したようにパワートランジスタと発熱体３０
２とは１対１に対応しているので、パワートランジスタ
配置領域３０３には６４個のパワートランジスタが含ま
れ、これらパワートランジスタは発熱体３０２の配列方
向に平行して１列に配列されている。発熱体３０２とパ
ワートランジスタ配置領域３０３内のパワートランジス
タとは、図３に示したアルミ電極２１９によって電気的
に接続されている。この配線の設けられる領域が、図４
におけるヒータ配線部３０４である。

【００４６】次に、これら発熱体３０２周辺の構成を図
３を参照して説明する。

【００４７】上述のように１層目の蓄熱層２１４やその
上の層間絶縁膜２１６までが形成されたＳｉ基板２０１
上に、２層目の蓄熱層として作用する層間絶縁膜２１
８、抵抗層（発熱体層）２１９、アルミ電極（ヒータ配
線層）２２０が順次積層されている。アルミ電極２２０
の一部は、発熱体３０２の発熱部２５５となるべき部分
においてエッチング等により溝形状に除去されていて、
その溝の底部に抵抗層２１９の一部が露出する。この露
出した抵抗層２１９およびアルミ電極２２０の上には、
これらの層をインクの影響から保護する保護膜２２１お
よびＴａ保護層として形成された耐キャビテーション膜
２２２が順次積層されている。これら２つの保護層も、
アルミ電極２２０の溝形状に対応した溝部分を有してお
り、この溝部分においてインクを膜沸騰させることがで
きる。

【００４８】さらに、基板３０１上の他の構成要素につ
いて、図４を参照して説明する。

【００４９】パワートランジスタ配線領域３０３と入力
信号パッド３１０側の長辺との間の領域は、論理回路領
域３０９である。論理回路領域３０９には、ＣＭＯＳ論
理回路で構成されたシフトレジスタやラッチ回路などが
形成されている。入力信号パッド３１０は、論理回路領
域３０９内に形成された各回路に信号を供給するために
使用されている。

【００５０】また、入力信号パッド３１０が設けられて
いる側の基板３０１の長辺の両端部には、それぞれ比較
的大きなパッド３１１、３１２が設けられている。パッ
ド３１１は、各発熱体３０２に対し所定の発熱体駆動電
圧（＋ＶＨ）を共通に印加するためのパッドであり、パ
ッド３１２は接地（ＧＮＤ）用のパッドである。パワー
トランジスタ配置領域３０３の長手方向の両端部には、
それぞれ温度調節用のヒータ３１３が設けられ、一方の
ヒータ３１３の近傍にはサブヒータ３１４が設けられて
いる。

【００５１】さらに、発熱体３０２側の基板３０１の両
端には夫々、温度センサ用のダイオード３１５が設けら
れ、このダイオードの近傍にはスルーホール３１７が設
けられている。また、パワートランジスタ配置領域３０
３の四隅近くにはそれぞれスルーホール３１６が設けら
れている。これらスルーホール３１６、３１７は、その
下部に配線された２層の配線層との電気的接続を確立す
るために設けられている。さらに、パワートランジスタ
配線領域３０３の長手方向の両端には、記録ヘッド製造
組み立て時の位置検出に用いられるマーク３１８が形成
されている。

【００５２】図５は記録ヘッドＩＪＨの基板に実装され
た回路の内部等価回路図である。

【００５３】図５において、従来例の図６に示した記録
ヘッドの構成要素と同じ要素には同じ参照番号を付し、
ここでの説明は省略する。その図において、１２４はＮ
ＭＯＳトランジスタ、１２５は保温ヒータ１２１とラン
クヒータ１２３の共通端子である。

【００５４】図５に示す構成において特徴的な点は、
（１）インクの温度を制御する保温ヒータ１２１にＮＭ
ＯＳトランジスタ１２４のドレイン側を接続し、そのゲ
ート側にランクヒータ１２３と共通端子１２５を接続す
る点と、（２）保温ヒータ１２１の一方の接続端を発熱
体駆動電源用の端子１１０に接続し、ＮＭＯＳトランジ
スタ１２４のソース側とランクヒータ１２３の一方の接
続端をコモン端子１１１に接続する点である。

【００５５】このような構成により、発熱体の抵抗値を
モニタする場合は、共通端子１２５に電流を流すことに
より測定でき、また、吐出インクの温度を制御する場合
は、共通端子１２５から入力する電圧を変化させて印加
することにより、保温ヒータ１２１に投入される電力を
制御して、その温度を調節する。

【００５６】このような共通端子１２５への電流の投入
指示やその電圧制御は、記録ヘッドＩＪＨを装着するＭ
ＰＵ１７０１が実行し、実際の電流はヘッドドライバ１
７０５を介して記録ヘッドＩＪＨの共通端子１２４に入
力される。

【００５７】従って、以上説明した実施形態に従えば、
保温ヒータへの信号入力端子とランクヒータへの入力信
号端子とを共通化することができるので１基板当たりの
端子数を削減することができる。これにより、例えば、
このような基板を複数個組み合わせることにより構成す
る記録ヘッドやフルライン型の記録ヘッドでは、その組
み合わせた数だけ端子数を削減することができ、記録ヘ
ッド全体としての生産コストを削減することに資するこ
とになる。さらに、このような記録ヘッドを記録装置と
接続するケーブルを細くしたり、小さくすることにも貢
献する。

【００５８】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
ば電気熱変換体やレーザ光等）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。

【００５９】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４７４０
７９６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膜沸騰を越
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をすると、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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。この
ような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あ
るいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物
として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向す
るような形態としてもよい。本発明においては、上述し
た各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰
方式を実行するものである。

【００６８】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。

【００６９】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ，インタフェイス機器，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。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、モ
ニタ素子と予備ヒータへの信号を入力する端子を共通化
しているので、記録ヘッドに備えねばならない端子数を
減らすことができるという効果がある。特に、例えば、
請求項６に記載したような複数の基板を組みあわせて多
くの記録要素をもつように構成する記録ヘッドやフルラ
イン型記録ヘッドの場合、組み合わせた数だけ端子数を
減らすことができるので、より低コストでこのような記
録ヘッドを生産できるという利点がある。

【００７１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施の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２】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。

【図３】記録ヘッドＩＪＨの基板３０１の構成を模式的
に示す断面図である。

【図４】記録ヘッドＩＪＨの基板３０１の構成を示す図
である。

【図５】記録ヘッドＩＪＨの基板に実装された回路の内
部等価回路図である。

【図６】６４個の発熱体（発熱素子）を有する記録ヘッ
ド用基板に実装された論理回路の内部等価回路を示す図
である。

【符号の説明】 １０１ 発熱体 １０２ パワートランジスタ １０４ シフトレジスタ １１７ ラッチ回路 １１８ ３→８デコーダ １１９ ＡＮＤ回路 １２０ ランクヒータ端子 １２１ 保温ヒータ １２２ 保温ヒータ端子 １２３ ランクヒータ １２４ ＮＭＯＳトランジスタ １２５ 共通端子 ＩＪＨ 記録ヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今仲 良行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱体と、前記発熱体を駆動する駆動回
   路と、画像データを入力して一時的に格納するシフトレ
   ジスタと、前記シフトレジスタに格納された画像データ
   をラッチするラッチ回路とを１つの基板上に実装した記
   録ヘッドであって、 前記発熱体の抵抗をモニタするモニタ素子と、 ヘッド温度調整に用いる予備ヒータと、 前記モニタ素子と前記予備ヒータへの信号を入力する共
   通端子とを有することを特徴とする記録ヘッド。
2. 【請求項２】 ＮＭＯＳトランジスタをさらに有し、 前記共通端子は前記モニタ素子に直接接続され、 前記共通端子は前記ＮＭＯＳトランジスタのゲートに接
   続され、前記ＮＭＯＳトランジスタのドレインは前記予
   備ヒータに接続されることを特徴とする請求項１に記載
   の記録ヘッド。
3. 【請求項３】前記ＮＭＯＳトランジスタは、前記発熱体
   を駆動する駆動回路であることを特徴とする請求項２に
   記載の記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記ＮＭＯＳトランジスタが前記予備ヒ
   ータを駆動することを特徴とする請求項２に記載の記録
   ヘッド。
5. 【請求項５】 前記記録ヘッドは、インクを吐出して記
   録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴と
   する請求項１に記載の記録ヘッド。
6. 【請求項６】 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記録ヘッドであって、インクに与
   える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘ
   ッド。
7. 【請求項７】 前記基板を複数組み合わせて多くの記録
   要素を含むように構成したことを特徴とする請求項１に
   記載の記録ヘッド。
8. 【請求項８】 請求項１に記載の記録ヘッドを用いた記
   録装置であって、 前記共通端子に電流を投入することにより前記発熱体の
   抵抗をモニタするモニタ手段と、 前記共通端子に入力する電圧を変化させるよう制御する
   電圧制御手段とを有することを特徴とする記録装置。
9. 【請求項９】 前記電圧制御手段は、前記電圧を変化さ
   せて、記録ヘッドの温度調整を行うことを特徴とする請
   求項８に記載の記録装置。