JP2001080060A - 記録ヘッド、その記録ヘッドを有するヘッドカートリッジ、その記録ヘッドを用いた記録装置、及び、記録ヘッド素子基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録ヘッドの種々の状態を監視するために設
けられたセンサ素子からの出力をデジタルデータで出力
する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】 記録ヘッドの状態を検知するための素子
からの出力、例えば、基板１０１の温度や電気熱変換体
の抵抗値やその電気熱変換体を駆動するパワートランジ
スタのＯＮ抵抗などを表す情報をすべて基板上のＡ／Ｄ
変換ブロック１３０でデジタル化してから、外部にデジ
タル情報として出力する。また、その際に、記録データ
を記録ヘッドに転送するのに使用されるクロック信号お
よびラッチ信号を使用して、配線数や基板面積を増加さ
せない構成についても記載している。

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、その記
録ヘッドを有するヘッドカートリッジ、その記録ヘッド
を用いた記録装置、及び、記録ヘッド基板に関し、特
に、記録ヘッドとその記録ヘッドを用いた記録装置との
データの送受信に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット方式に従う記録装
置に搭載される記録ヘッドの電気熱変換素子（ヒータ）
と、入力画像信号に従ってそれを駆動する駆動回路は、
例えば、特開平５−１８５５９４号公報に示されている
ように、半導体プロセス技術を用いて、同一基板上に形
成されている。また、この基板上の状態、例えば、基板
温度や抵抗値の分布状態、駆動回路の特性変動などを検
知するための素子を同一基板上に形成することも提案さ
れている。

【０００３】図８は、従来のインクジェット記録ヘッド
における基板状態の検知方法を概念的に示すブロック図
である。

【０００４】図８において、１０１は記録ヘッドを構成
する半導体基板（以下、基板という）、１０２はインク
を吐出するために必要な熱エネルギーを発生する電気熱
変換素子（ヒータ）を複数個配列したヒータアレイ、１
０３はヒータアレイ１０２を構成する一つのヒータ、１
０４はヒータに所望の電流を供給してヒータを駆動する
パワートランジスタブロック、１０５は外部からのデー
タ転送に応じて各ヒータのＯＮ／ＯＦＦを切り換えるた
めのラッチ回路やシフトレジスタなどで構成されるロジ
ック回路部、１０６はヒータに所定の電圧を印加し、電
流を供給するための電源ライン、１０７はヒータ及びパ
ワートランジスタを流れた電流が流れ込むＧＮＤライ
ン、１０８、１０９はそれぞれＧＮＤライン、電源ライ
ンを記録ヘッドの外部へ引き出すためのＧＮＤ端子、電
源端子である。

【０００５】さらに、４１０は基板１０１の温度を検出
するための温度検出素子、４１１は温度検出素子４１０
の信号が伝送される配線、４１２は温度検出素子の信号
を記録ヘッドの外部へ引き出すための端子、４２０は基
板上に形成された電気熱変換素子の抵抗値をモニタする
ための抵抗体、４２１は抵抗体４２０に電圧を印加し抵
抗値を測定するための配線、４２２は配線４２１を記録
ヘッドの外部へ引き出すための端子、４３０は温度検知
素子及び抵抗値モニタ用抵抗体の出力を処理するための
信号処理回路ブロック、４１３、４２３はそれぞれ温度
検知素子４１０、抵抗体４２０と信号処理回路ブロック
４３０とを結ぶ配線、４４０は信号処理回路ブロック４
３０からの出力を受けて、基板の状態を検出し、それに
応じた適切な制御を基板に対してフィードバックする判
定回路ブロック、４５０は信号処理回路ブロック４３０
と判定回路ブロック４４０とを結ぶ配線、４６０は判定
回路ブロック４４０と基板内のロジック回路部１０５と
を結ぶ配線である。

【０００６】ここで、図８を参照して、従来の記録ヘッ
ドにおける基板の温度検知及びその検知温度に従う制御
の概念を説明する。

【０００７】ヒータアレイ１０２には、パワートランジ
スタにより吐出に必要な熱エネルギーを発生するための
電流が供給され、その電流を流すタイミングは記録情報
やその時々に応じた基板状態に対して最適な駆動方法な
どが判定回路ブロック４４０で決定され、その決定され
た駆動方法に従う制御信号がロジック回路部１０５に送
られ、ロジック回路部１０５がパワートランジスタの制
御端子にその制御信号を供給する。

【０００８】この時、ヒータに流れる電流のタイミング
により、ヒータでの発熱量及び発熱時間が決定され、そ
れに見合ったインクが吐出される。しかしながら、ヒー
タによる発熱エネルギーはインクにのみ供給されるわけ
ではなく、基板１０１にも供給されるので、同時に基板
１０１の温度は上昇する。従って、常に一定の条件の下
でインク吐出を行うことができる訳ではない。つまり、
一定の駆動タイミングのみで、広い温度範囲にわたって
同一の吐出状態を保つことは困難である。このような訳
で、基板温度を検知しながら、インク吐出のための最適
条件を選択してヒータの駆動を行う必要が生じる。

【０００９】そこで、基板内の温度変化をモニタできる
素子、これは温度特性が既知の素子であることが望まし
く、例えば、Ｐ−ｎ接合ダイオードを用い、そのダイオ
ードの順方向電圧−電流特性などが利用される。このダ
イオードを基板上に配置しておき、この素子の特性変化
を外部からある一定の期間毎に検出し、その値によって
その期間内の基板の温度変化を検知して、それに見合っ
た最適な駆動タイミングを外部から供給することで、広
い温度範囲にわたって、安定的なインク吐出を保つこと
ができるようにしている。

【００１０】即ち、図８に示す回路においては、電源端
子１０９に所定の電圧を印加しておき、ロジック回路部
１０５から記録情報と駆動条件に基づいたタイミングパ
ルスがパワートランジスタブロック１０４へ入力される
と、ヒータアレイ１０２の中のそれに応じたヒータ１０
３が駆動され、その駆動ヒータに対応した特定の位置に
あるノズルからインクが吐出される。

【００１１】このとき、ヒータへの発熱動作が連続的に
繰り返されると、基板の温度もそれに応じて上昇する
が、温度検知素子４１０は基板温度に対応した出力信号
を基板内の配線４１１、端子４１２、基板外部の配線４
１３を介して装置側の信号処理回路ブロック４３０へ送
る。通常、温度検知素子４１０の出力は、アナログ出力
であり、信号処理回路ブロック４３０はこのアナログ出
力を増幅し、デジタル値に変換した上で判定回路ブロッ
ク４４０へそのデジタル値を配線４５０を介して送る。

【００１２】判定回路ブロック４４０はこのデジタル値
によって、基板１０１の温度上昇を検知し、その温度に
おける最適駆動条件を表す駆動信号を配線４６０を介し
てロジック回路部１０５へ送る。これによって、ロジッ
ク回路部１０５は基板温度に見合ったタイミングパルス
をパワートランジスタへ供給し、その結果、ヒータが駆
動されてインクが吐出する。

【００１３】このように、基板の温度検出をある一定の
期間毎に行うことにより、基板の温度変化があっても、
常に安定した吐出条件を保つことができるようになる。

【００１４】次に、従来の記録ヘッドにおける基板上に
形成された電気熱変換素子（ヒータ）の抵抗値のモニタ
及びそのモニタ結果に従う制御の概念を説明する。

【００１５】インクジェット記録ヘッドにおいては、ヒ
ータ１０３で発生した熱がインクを沸騰させ、それによ
って発生した泡の圧力によってインクを吐出して記録を
行うが、この時発生する熱量（Ｑ）は、ヒータに流れる
電流（Ｉ）とヒータの抵抗値（Ｒ）を用いて、Ｑ＝Ｉ²
Ｒで表わされる。このＱとＲとの関係によれば、ヒータ
自身の抵抗値（Ｒ）によって発生する熱量（Ｑ）は変化
する。従って、これによる泡の形成も変化することにな
る。

【００１６】ここで、記録ヘッドを新しく交換する際の
ことを考えると、この交換によって、発生熱量（Ｑ）は
新しい記録ヘッドのヒータの抵抗値に依存することにな
る。しかしながら、そのヒータ抵抗値には固体差（バラ
ツキ）があるので、常に同一の駆動条件でヒータを駆動
していては、発生熱量が異なり、その結果、均一な記録
は行えないことになる。一般に、ヒータの形成に半導体
プロセスによって形成される金属または金属化合物の薄
膜抵抗を用いる場合、その製造上のバラツキは±２０％
程度と予測される。

【００１７】このような理由で、記録ヘッド各々のヒー
タ抵抗値を検知して、それに見合った最適な駆動タイミ
ングを外部から供給することによって、抵抗値のバラツ
キに対しても、安定したインク吐出を保持するという必
要がある。

【００１８】即ち、図８に示す回路においては、ヒータ
抵抗値をモニタするために用いる抵抗体４２０の素子を
実際の熱発生を行うヒータ１０３と同一材料、同一プロ
セスで形成しておき、この抵抗値を基板内配線４２１、
端子４２２、外部の配線４２３を介して、信号処理回路
ブロック４３０が読み取る。

【００１９】抵抗値４２０から記録ヘッド外部への出力
はアナログ出力であり、信号処理回路ブロック４３０で
は、このアナログ出力を増幅しデジタル値に変換した上
で、判定回路ブロック４４０へそのデジタル値を配線４
５０を介して送る。判定回路ブロック４４０ではこのデ
ジタル値によって、ヒータ抵抗値を検知し、その抵抗値
に従う最適駆動条件を表す駆動信号を配線４６０を介し
てロジック回路部１０５へフィードバックする。

【００２０】このような制御を新しく記録ヘッドを交換
した時や、プリンタ本体の電源投入時等に行うことによ
り、異なる抵抗値を持ったヒータでも常に安定したイン
ク吐出条件を保つことができるようにしている。

【００２１】また、上記のような記録ヘッドの基板の温
度以外に、駆動制御の変更を行なうための記録ヘッドの
ＩＤ（識別）情報、記録パラメータを決定するためのラ
ンク情報等を、記録ヘッドから装置本体に送信すること
も提案されている。

【００２２】

【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、検知された基板温度を表す情報やモニタされた
ヒータ抵抗値を表す情報の出力は、いずれもアナログ出
力として基板上から記録ヘッドの外部に対して行なわれ
る。このため、例えば、インク吐出のためのヒートパル
スに同期して大電流が流れる際に発生する電源ノイズや
ＧＮＤノイズによる影響や、外部に引き出す配線に飛び
込むカップリングノイズや放射ノイズなどによる影響を
上記各情報は受けやすく、その情報を精度よく読み取る
ことが困難であるという問題があった。

【００２３】また、上記のノイズを低減するために、ノ
イズ除去回路や素子等を用いることは、記録ヘッドを構
成する部品の数やその基板スペースの増大につながりコ
ストアップの要因となる。更に、アナログ出力をそのま
ま信号制御に用いるには、必ずＡ／Ｄ変換器を用いて、
一度デジタル値に変換してから、判定回路に送る必要が
あるため、記録ヘッドの外部にＡ／Ｄ変換器を設けねば
ならず、システム全体の構成を複雑にしたり、またコス
トアップを引き起こすものとなっていた。

【００２４】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、記録ヘッドの種々の状態を監視するために設けられ
たセンサ素子からの出力の耐ノイズ性を高め、より正確
なセンサ出力を得ることを可能にするとともに、ノイズ
除去のための回路や素子をより少なくすることにより、
コストダウン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第１の目的としてい
る。

【００２５】更に、記録ヘッドと記録装置本体との信号
の授受は通常は入出力パッド（ＰＡＤ）を用いて行われ
るが、上記温度情報に加え、記録ヘッドの識別情報やラ
ンク情報の送受信を行うためにはパッドの数が多くなる
ので、以下のような欠点があった。

【００２６】（１）パッドの数が多いと記録ヘッドの回
路基板の面積が大きくなり、装置が大型化し、コストア
ップにつながる。

【００２７】（２）パッドを外部接点と導通させるため
のポインティングワイヤの数が増えるため、記録ヘッド
製造上の工程数アップによってコストアップにつなが
る。

【００２８】（３）制御信号ライン数が多くなること
は、回路基板の簡素化に伴うコストダウンの妨げとな
る。

【００２９】本発明はこのような欠点を解消するべく、
記録ヘッドの回路基板のパッド数を削減することにより
装置を小型化し、その生産コストを抑えることができる
記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いる記録装置を提供
することを第２の目的としている。

【００３０】特に、記録ヘッドの識別情報やランク情報
を装置本体側へ送信する場合には、情報量に比例して、
記録ヘッドから装置本体のメイン基板への配線数が増加
し、コンタクト部分（パッド）および双方の基板面積の
上昇を招くと共に、コストを上昇させる要因となってし
まう。

【００３１】また、温度情報等の時間によって変動する
情報は、記録動作中においても定期的に伝送される必要
があるので、通常は記録データ用のクロックとは異なる
独自の転送クロックを用いて情報を伝送することとな
り、この転送クロックのための配線が更に増える。この
とき、この転送クロック信号は、記録データ用クロック
と共にノイズ発生源となるので、配線経路を考慮する必
要があり、発生するノイズの影響を低減するために特別
な回路や部品が必要となる場合がある。

【００３２】本発明はこのような問題を解決するため
に、記録ヘッドから装置本体へ送信する情報量が増加し
ても、配線数や基板面積の増加並びにノイズの発生を防
止して生産コストを抑えることができる記録ヘッド及び
その記録ヘッドを用いる記録装置を提供することを第３
の目的としている。

【００３３】更に、記録ヘッドの温度の検出は、一般的
に比較器（コンパレータ）を用いて行われているが、基
準電圧の切換えと比較器の作動に時間がかかるため、記
録装置からの記録データ転送が高速になると温度データ
の転送が間に合わなくなるという欠点があった。

【００３４】特に、記録装置からの記録データの転送速
度を温度データの転送速度に合わせていては、最近の記
録速度に対する高速化の要求には対応できない。また、
基準電圧の切換と比較器の動作を高速化することも可能
ではあるが、その分だけこれらの動作を実行するアナロ
グ回路の消費電流が増大してしまい記録動作待機中（即
ち、温度検出をしていない状態）の消費電力が記録デー
タの受信と格納を行なうデジタル回路に比して大きくな
ってしまうという別の問題が発生する。

【００３５】この問題に対処するために、アナログ回路
の電源供給を記録ヘッド外部から制御することも考えら
れるが、その電源供給をＯＮ／ＯＦＦする制御回路での
電圧降下が温度検出精度に影響したり、記録ヘッドと外
部とを接続する信号線の数が増えるなどの問題も多い。

【００３６】本発明はこのような問題を解消するべく、
記録データの高速転送にも対応しつつ、温度情報を検出
し送出できる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第４の目的としている。

【００３７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
る本発明の第１の態様による記録ヘッドは、インクを吐
出するために利用される熱エネルギーを発生するための
電気熱変換素子と該電気熱変換素子を駆動するための駆
動回路とが同一の素子基体上に設けられた記録ヘッドで
あって、前記素子基体の状態を検知しアナログ出力を行
なうセンサと、前記センサのアナログ出力をデジタル値
に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、前記センサと前記Ａ
／Ｄ変換器とが前記素子基体上に設けられている。

【００３８】なお、前記駆動回路は、前記電気熱変換体
を駆動するパワートランジスタと、前記パワートランジ
スタを駆動するための記録データを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記録
データをラッチするラッチ回路とを含んでいても良い。

【００３９】また、前記素子基体の状態とは、前記素子
基体の温度、前記電気熱変換体の抵抗値、前記パワート
ランジスタのＯＮ抵抗値などである。

【００４０】さて、前記センサは、前記素子基体の温度
を検知するための温度特性が既知のｐ−ｎ接合ダイオー
ド、前記電気熱変換体の抵抗値を検知するために電気熱
変換体と同一材料、同一プロセスで形成された抵抗、前
記パワートランジスタのＯＮ抵抗を検知するためにパワ
ートランジスタと同一の導伝型で、かつ同一プロセスで
形成されたトランジスタなどで構成されていると良い。

【００４１】さらに、電気熱変換体の抵抗値やパワート
ランジスタのＯＮ抵抗などを表すデジタル情報を格納す
る、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フューズ式Ｒ
ＯＭなどの経時変化を起こさない不揮発性メモリを前記
基板上に備えることが望ましい。そして、その不揮発性
メモリには、記録ヘッドの工場出荷時に測定された電気
熱変換体の抵抗値やパワートランジスタのＯＮ抵抗を表
すデジタル情報を格納しておくと良い。

【００４２】以上のような構成により本発明の第１の態
様による記録ヘッドでは、記録ヘッドの状態を検知する
ための素子からの出力を素子基体上でデジタル化してか
ら、外部にデジタル情報を出力する。

【００４３】また上記第１の目的は、以上の構成の記録
ヘッドを用いて記録を行なう記録装置であって、前記セ
ンサから出力されデジタル値に変換された情報を受信し
て、前記デジタル情報に基づいて、前記記録ヘッドの駆
動制御を行なう制御手段を有することを特徴とする記録
装置によっても達成される。

【００４４】またさらに上記第１の目的を達成する本発
明の記録ヘッド素子基板は、インクを吐出するために利
用される熱エネルギーを発生するための電気熱変換素子
と該電気熱変換素子を駆動するための駆動回路とが同一
の素子基体上に設けられた記録ヘッド素子基板であっ
て、前記基板の状態を検知しアナログ出力を行なうセン
サと、前記センサのアナログ出力をデジタル値に変換す
るＡ／Ｄ変換器とを有し、前記センサと前記Ａ／Ｄ変換
器とが前記基板上に設けられていることを特徴とする。

【００４５】上記第２の目的を達成する本発明の第２の
態様による記録ヘッドは、インクジェット方式に従って
インクを吐出して記録を行う記録ヘッドであって、イン
クを吐出する複数の記録素子の記録特性を格納したメモ
リと、アナログ信号をデジタルデータに変換して出力す
る変換回路と、前記複数の記録素子を入力される記録信
号に従って駆動する駆動回路とを有し、前記メモリから
の記録特性の読み出しを前記記録信号を入力するために
用いるクロック信号とラッチ信号とを利用して行い、さ
らに、前記変換回路からのデジタル信号の出力を前記ク
ロック信号を利用して行う。

【００４６】なお、前記駆動回路が駆動する複数の記録
素子各々は、ヒータと、そのヒータに対する通電のオン
／オフを制御するスイッチと、そのヒータからの発熱に
よって加熱されるインクを吐出する吐出ノズルとを含む
ことが望ましい。

【００４７】また、前記駆動回路は、シフトレジスタと
ラッチ回路とを有し、ヒータに対してヒートパルス信号
を入力する第１の入力パッドと、シフトレジスタに記録
信号を入力する第２の入力パッドと、クロック信号を入
力する第３の入力パッドと、ラッチ回路に対するラッチ
信号を入力する第４の入力パッドとを有すると良い。

【００４８】一方、前記メモリは、複数のＲＯＭと、こ
れら複数のＲＯＭ各々に１対１に対応した複数のシフト
レジスタとを含み、第３の入力パッドから入力されるク
ロック信号に従って、複数のシフトレジスタから複数の
ＲＯＭ各々に読み出し信号を出力し、これら複数のＲＯ
Ｍ各々に格納された情報をシリアルに出力すると良い。

【００４９】さらに、前記変換回路は、これら複数のシ
フトレジスタから出力される読み出し信号を入力してア
ナログ／デジタル変換を行うための閾値信号を発生す
る。この変換回路は、さらに、複数のシフトレジスタか
ら出力される読み出し信号の周波数を低減する低減回路
を備え、その低減回路によって低減された周波数に従っ
て、アナログ信号に対するアナログ／デジタル変換を行
うようにしても良い。

【００５０】なお、前記アナログ信号として、記録ヘッ
ドの内部温度を測定する温度センサからの出力を利用す
ることができる。

【００５１】上記第３の目的を達成する本発明の第３の
態様による記録ヘッドは、入力された記録信号に従って
記録を行う記録ヘッドであって、前記記録ヘッドに関す
る情報を格納した不揮発性メモリと、前記メモリに格納
された情報を、前記記録信号を入力するために用いるク
ロック信号とラッチ信号とを利用して、前記記録信号の
入力される期間内にシリアル形式で外部に出力する出力
手段とを備えている。

【００５２】また、本発明の記録ヘッドは、前記記録ヘ
ッドの状態に関する情報をデジタルデータに変換し、変
換されたデジタルデータを、前記記録信号を入力するた
めに用いるクロック信号とラッチ信号とを利用して、前
記記録信号の入力される期間内にシリアル形式で外部に
出力する変換手段を更に備えていてもよい。

【００５３】前記不揮発性メモリは、前記記録ヘッドの
識別情報を格納し、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フュー
ズ式ＲＯＭの少なくとも１つを含むのが良い。

【００５４】更に、前記出力手段は、前記クロック信号
に同期して前記メモリに格納された情報を１ビットずつ
出力するように構成されているのがよい。

【００５５】上記第４の目的を達成する本発明の第４の
態様による記録ヘッドは、温度情報を記録データの入力
に従って出力することができる記録ヘッドであって、第
１の周波数のクロックに従って記録データを入力するシ
フトレジスタと、前記記録データに従って通電され発熱
するヒータと、記録ヘッド内部の温度を検出する温度検
出回路と、前記第１の周波数のクロックを分周して第２
の周波数のクロックを生成する分周回路とを有し、前記
温度検出回路は前記第２の周波数のクロックに従って、
検出温度を示す信号を出力する。

【００５６】ここで、その温度検出回路は、温度センサ
と、基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記第２
の周波数のクロックに従って、前記基準電圧を変化させ
る切換回路と、前記温度センサからの出力電圧と前記切
換回路からの基準電圧とを比較し、該比較結果を前記検
出温度を示す信号として出力する比較回路とを有するこ
とが望ましい。

【００５７】また、前記分周回路は、第１の周波数のク
ロックを少なくとも２分周できるようにすると良い。

【００５８】さらに、前記シフトレジスタに格納された
記録データをラッチするラッチ回路を有すると良い。

【００５９】なお、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ある場合に
は、その記録ヘッドは、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
するための熱エネルギー変換体を備えていることが望ま
しい。

【００６０】

【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。

【００６１】なお、本発明において用いている「記録」
という語は、文字や図形などの意味をもつ画像を記録媒
体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味
をもたない画像を付与することをも意味するものであ
る。

【００６２】また、本発明は紙、糸、繊維、布帛、皮
革、金属、プラスティック、ガラス、木材、セラミック
ス等の記録媒体に対して記録を行なう、プリンタ、複写
機、通信システムを有するファクシミリや通信システム
とプリンタ部とを組み合わせたプリンタシステム、プリ
ンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、さらには
各種処理装置と複合的に組み合わせた産業用記録装置に
適用可能な発明である。

【００６３】さらに、以下に用いる「素子基体」という
語は、シリコン半導体からなる単なる基体を指し示すも
のではなく、各素子や配線などが設けられた基体を示す
ものである。

【００６４】さらに、以下の説明で用いる「素子基体
上」という表現は、単に素子基体の上を指し示すだけで
なく、素子基体の表面、表面近傍の素子基体内部側をも
示すものである。また、本発明でいう「作りこみ（ビル
トイン(built-in)）」とは、別体の各素子を単に基体上
に配置することを指し示している言葉ではなく、各素子
を半導体回路の製造工程などによって素子基体上に一体
的に形成、製造することを示すものである。

【００６５】始めに、以下で説明する本発明の記録ヘッ
ドを用いる記録装置の代表的な全体構成および制御構成
について説明する。

【００６６】図１は、本発明の記録ヘッドを用いたイン
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５００
４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Ｉ
ＪＨ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。５００
７，５００８はフォトカプラで、キャリッジのレバー５
００６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、５０１
５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。５０
１７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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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
などの記録媒体搬送のための搬送モータである。１７０
５は記録ヘッド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。

【００７０】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。

【００７１】なお、上述のように、インクタンクＩＴと
記録ヘッドＩＪＨとは一体的に形成されて交換可能なイ
ンクカートリッジＩＪＣを構成しても良いが、これらイ
ンクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨとを分離可能に構成
して、インクがなくなったときにインクタンクＩＴだけ
を交換できるようにしても良い。

【００７２】図３は、インクタンクとヘッドとが分離可
能なインクカートリッジＩＪＣの構成を示す外観斜視図
である。インクカートリッジＩＪＣは、図３に示すよう
に、境界線Ｋの位置でインクタンクＩＴと記録ヘッドＩ
ＪＨとが分離可能である。インクカートリッジＩＪＣに
はこれがキャリッジＨＣに搭載されたときには、キャリ
ッジＨＣ側から供給される電気信号を受け取るための電
極（不図示）が設けられており、この電気信号によっ
て、前述のように記録ヘッドＩＪＨが駆動されてインク
が吐出される。

【００７３】なお、図３において、５００はインク吐出
口列である。また、インクタンクＩＴにはインクを保持
するために繊維質状もしくは多孔質状のインク吸収体が
設けられており、そのインク吸収体によってインクが保
持される。

【００７４】以下、本発明の記録ヘッドの具体的な実施
形態により、記録ヘッドと装置本体とのデータの送受信
について詳細に説明する。

【００７５】＜第１の実施形態＞図４は本発明の第１の
実施形態による記録ヘッドＩＪＨの駆動制御を行なう回
路を示すブロック図である。

【００７６】なお、図４において、図８の従来例で示し
たのと同じ構成要素には同じ参照番号を付し、その説明
は省略する。

【００７７】さて、図４において、１２０は記録ヘッド
の基板（素子基体）１０１上に作り込まれた構成として
の、基板１０１の状態を検出するための素子を有する素
子ブロック、１３０は素子ブロック１２０内の素子の出
力信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換ブロック、１３１は
Ａ／Ｄ変換ブロック１３０の出力を記録ヘッドＩＪＨの
外部へ引き出すための端子である。１４０はＡ／Ｄ変換
ブロック１３０の出力を入力して基板１０１の状態を検
知し、それに応じた適切な制御を基板１０１に対してフ
ィードバックする判定回路ブロック、１３３は端子１３
１と判定回路ブロック１４０とを結ぶ外部配線、１６０
は判定回路ブロック１４０とロジック回路部１０５とを
結ぶ配線である。

【００７８】なお、図２との関係で説明すると、判定回
路ブロック１４０は図２に示す制御回路のＭＰＵ１７０
１やヘッドドライバ１７０５が実行する機能の一部とし
て構成される。

【００７９】図５は素子基体上に作り込まれた素子ブロ
ック１２０を構成する各素子を示す図である。

【００８０】図５に示すように、素子ブロック１２０
は、温度を検出するための温度検出素子として温度特性
が既知のｐ−ｎ接合ダイオード２０１と、インクを吐出
するためのヒータ１０３の抵抗値をモニタするためにヒ
ータと同一材料、同一プロセスで形成されたモニタ用抵
抗２０２と、パワートランジスタのＯＮ抵抗をモニタす
るためにパワートランジスタと同一導伝型で、かつ同一
プロセスで形成されたモニタ用のトランジスタ２０３と
で構成されている。これらの素子夫々に対して、定電流
源２１０から一定の電流が供給され、各素子に設けられ
た出力端子２２０から基板温度、ヒータ抵抗値、パワー
トランジスタのＯＮ抵抗を夫々反映した出力電圧がアナ
ログ値で出力される。

【００８１】ここでは、素子ブロック１２０を構成する
素子として温度検出素子と、モニタ用抵抗と、モニタ用
トランジスタの３つの素子を有する構成として説明した
が、これら素子のいずれかを単独で用いても良く、ま
た、それらの組み合わせであっても良い。

【００８２】素子ブロック１２０を構成するそれぞれの
素子、即ち、ｐ−ｎ接合ダイオード２０１、抵抗２０
２、トランジスタ２０３に定電流源２１０からそれぞれ
定電流が供給されると、端子２２０からは以下のような
出力が得られる。

【００８３】ｐ−ｎ接合ダイオード２０１を素子として
用いた場合は、その時の基板温度に対応して順方向電圧
を端子２２０から出力し、抵抗２０２を素子として用い
た場合は、吐出のためのヒータ１０３の抵抗値に対応し
た抵抗値に見合う電位降下分を端子２２０から出力し、
トランジスタ２０３を素子として用いた場合は、パワー
トランジスタのＯＮ抵抗値に対応した抵抗値に見合う電
位降下分を端子２２０から出力する。なお、これらの出
力電圧は、すべてのアナログ値である。

【００８４】図６は素子ブロック１２０から出力された
アナログ出力をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換ブロッ
ク１３０との関係を説明するためのブロック図である。

【００８５】図６において、３０１はＡ／Ｄ変換器であ
る。

【００８６】図５に示した端子２２０から得られる出力
信号は、Ａ／Ｄ変換器３０１によってデジタル値へと変
換される。このとき、図５に示した素子ブロック１２０
内の定電流源２０１は、外部電流源、即ち、記録ヘッド
ＩＪＨ外部から供給される定電流源であっても同様の効
果が得られ、また各素子の特性が得られる他の手段、例
えば、定電圧源や固定パターン発生器のようなものに置
き換えても同様の効果が得られる。

【００８７】また、Ａ／Ｄ変換器３０１は、必要となる
範囲で、その方式や精度に任意のものを選択することが
可能である。

【００８８】例えば、基板の温度上昇を検知するための
Ｐ−Ｎ接合ダイオードの順方向電圧をＡ／Ｄ変換する場
合の実施形態を以下に示す。

【００８９】ここで、基板上に作り込むＡ／Ｄ変換器と
してはインクを吐出するためのドライバー部と同一基板
上に構成することが必要であるためコストアップを最小
限に抑えるという観点からなるべく回路規模の小さいも
のが望ましい。

【００９０】また、Ａ／Ｄ変換器の精度としてインクを
一定の吐出特性のもとに行なうという観点では、その最
小分解能に相当する温度範囲が約５℃程度の比較的粗い
ものでも十分実用に堪え、かつ温度の刻み幅が一定では
なく必要とする温度において連続的ではない離散的な値
が出力されてもよく、このような特性を満足する範囲で
最小限の回路規模のものを採用することが望ましい。さ
らには、このＡ／Ｄ変換器における消費電力が大きい
と、その影響で基板温度が上昇してしまい基板全体とし
ての温度上昇に悪影響を及ぼすことが懸念されるため、
なるべく消費電力の小さいものを用いることが望まし
い。

【００９１】このような観点から、例えば、図９に示す
ようなＡ／Ｄ変換器の構成が本発明のＡ／Ｄ変換器とし
ては好適である。

【００９２】図９において、２１０は定電流源、２０１
は温度に対してリニアな出力電圧特性をもつＰ−Ｎ接合
ダイオード、２３０は温度に対してほぼ不変の出力電圧
特性をもつ基準電圧発生回路、２３１はバッフア回路、
２３２はコンパレータ、２３４は検出する所望の温度に
対応した電圧を基準電圧発生回路の出力から分圧して得
るための分圧抵抗とアナログスイッチ群、２３３は出カ
バッファ、２３６はシフトレジスタ、２３５は出力端子
である。

【００９３】また、図１０は図９に示す回路の動作を説
明するためのタイミングチャートである。

【００９４】２１０から定電流を供給された２０１のダ
イオード出力は温度に対してリニアな出力電圧特性をも
つ。また、基準電圧発生回路の出力電圧特性は温度に対
してほぼ不変の特性をもつ。この両者をコンパレータに
より比較することにより、ダイオードのアナログ出力電
庄はデジタル値に変換される。このとき、基準電圧側を
抵抗分圧により検出したい所望の温度に対応した電圧に
設定しておけば分圧抵抗の分圧点〜に接続されたス
イッチをクロックパルスに同期して動作するシフトレジ
スタにより順次切り換えることにより、例えば、ダイオ
ード出力が−２ｍＶ／℃の温度特性をもつ電圧を発生
し、抵抗分圧の分圧点の電圧を１０ｍＶ刻みに８点とっ
ていれば、５℃間隔で８点の温度がクロックパルスに同
期して変化するＯＵＴ端子の出力より検出できる。これ
は、４０℃の範囲の温度を５℃の分解能でデジタル変換
したのと同じ効果を得ることになる。

【００９５】図１０に示すとおり、シフトレジスタにク
ロック入力端子とリセット信号入力端子とを設けてお
き、所定のタイミングでリセットした後にクロックパル
スの立上りに同期して、ＯＵＴ端子の出力をモニタすれ
ば所望の温度に対応したタイミングでＯＵＴ端子の出力
がハイ（Ｈｉｇｈ）レベルからロー（Ｌｏｗ）レベルへ
と変化することによりデジタル的に温度を検出すること
が可能になる。

【００９６】このような構成をとることにより、例え
ば、５℃刻みという比較的粗い分解能であれば基準電圧
とコンパレータさらには検出温度ポイント数だけの抵抗
という小規模な回路構成でインクジェット記録ヘッド用
基板上にＡ／Ｄ変換器を作り込む事ができる。また、基
準電圧発生回路およぴコンパレータはそれぞれ１つです
むため、回路全体での消費電力も抑えられ基板の温度上
昇に悪影響を与えずにすむということも可能になる。

【００９７】さらには、Ｐ−Ｎ結合ダイオードの代わり
に、ヒータ抵抗値モニタ用抵抗またはパワートランジス
タＯＮ抵抗モニタ用トランジスタを定電流源に接続すれ
ば、それぞれの値を所望の分解能でＡ／Ｄ変換すること
が可能となる。

【００９８】次に、以上のような構成の記録ヘッドＩＪ
Ｈの動作について説明する。

【００９９】記録ヘッドＩＪＨの記録動作によって発生
する熱による基板温度の上昇は、従来例でも説明したよ
うに常に一定のインク吐出を行おうとする制御に悪影響
をもたらす。また、個々の記録ヘッドのヒータ抵抗値の
バラツキは、ヒータ発熱量にバラツキをもたらして、記
録ヘッドを新しく交換した後のインク吐出制御に悪影響
をもたらす。

【０１００】また、ヒータを駆動するためのパワートラ
ンジスタは、その抵抗成分によって、駆動電流を消費し
てしまうため、ヒータでの発熱量を低下させる要因とな
るので、なるべく抵抗成分の小さいものを使用すること
が好ましい。しかし、いくら小さい抵抗成分とはいって
も、電力損失を生じることは避けられず、これもヒータ
抵抗値同様、記録ヘッド各々の個体差がある。従って、
電力損失にも個体差が生じ、ひいては、これがヒータに
おける発熱量のバラツキとなって現れ、結果的にインク
吐出特性のバラツキという悪影響をもたらすことにな
る。従って、このパワートランジスタの抵抗成分も記録
ヘッド各個体における値をモニタして、常に最適な駆動
を行う制御を行う必要が生じる。

【０１０１】このように、記録ヘッドＩＪＨの基板の状
態を表わすための要素として、基板の温度、ヒータ抵抗
値、パワートランジスタＯＮ抵抗値が代表的なものとし
て挙げられる。

【０１０２】これらの要素を、それぞれモニタするため
の素子が、素子ブロック１２０内に収められた素子であ
り、これらの素子はそれぞれの値をアナログ値として出
力する。このアナログ値は、Ａ／Ｄ変換器３０１へ送ら
れデジタル値に変換される。これらのデジタル値は端子
１３１、配線１３３を介して判定回路ブロック１４０へ
送られる。一方、判定回路ブロック１４０は、デジタル
値の出力を受信して基板１０１のそれぞれの状態（基板
温度、ヒータ抵抗値、パワートランジスタＯＮ抵抗値）
を検知し、それに応じた最適な駆動パルスを選択して、
ロジック回路部１０５へフィードバックする。

【０１０３】ここで、インクの吐出状態を一定に保つた
めには基板の状態に応じて最適な駆動を行なう必要があ
るが、これはヒータに電流を流す時間、即ち、ドライバ
トランジスタを駆動するパルス（以下、ヒートパルス）
のパルス幅を変化させることで可能になる。そこで、基
板の状態をデジタル値で受信した後、その値に対応した
ヒートパルス幅を決定してヘツドを駆動することにな
る。

【０１０４】図１１は温度状態、ヒータ抵抗値、トラン
ジスタＯＮ抵抗値がある一定の範囲内で変化したときの
それに対応するヒートトパルス幅を決定するためのテー
ブルを示す図である。

【０１０５】例えば、図１１（ａ）に示すように、温度
検出の分解能を８段階に設定した場合、４番目の状態を
規格値のヒートパルス幅（Ｔｈ）とし、ここから１ラン
クずつ温度が上昇するごとに２％ずつそのパルス幅を減
らし、１ランクずつ温度が低下するごとに２％ずつその
パルス幅を増やすというテーブルを作成しておき、これ
を駆動装置内のメモリに格納しておき、デジタル値を受
信後、そのテーブルから得られたＴｈを用いてドライバ
トランジスタを駆動するようにする。

【０１０６】また、ヒータおよびトランジスタは基板内
では直列に接続されているため、それらの抵抗値は双方
の抵抗値の合計値で表わされるので、その合計の抵抗値
でパルス幅を決定すればよく、図１１（ｂ）に示すよう
にマトリクス形式でテーブルを作成しておくことで効率
よく、所定のＴｈを選定することができる。

【０１０７】デジタル値で受信する抵抗値に対応したラ
ンクのマトリクスにおいて、ランク抵抗が増えればＴｈ
を増やし、ランク抵抗が減ればＴｈを減らすことで最適
な駆動パルスを決定することができる。本実施形態にお
いては、１ランク抵抗の増減に応じてＴｈを１％増減さ
せているが、増減の量は適宜決定決定すればよい。

【０１０８】従って以上説明した実施形態に従えば、記
録ヘッドの基板上にＡ／Ｄ変換器を設け、基板温度、ヒ
ータ抵抗値、パワートランジスタＯＮ抵抗値を反映した
情報をデジタル信号として記録装置に出力することがで
きるので、記録動作に伴って記録ヘッドから発生する様
々なノイズに対する影響を受けにくく、精度よく信号を
受け取ることができる。

【０１０９】これにより、基板温度、ヒータ抵抗値、パ
ワートランジスタのＯＮ抵抗値の変化をより正確に反映
した情報に基づいて、記録ヘッドの駆動制御をより正確
に行なうことが可能になり、より安定したインク吐出特
性が得られるように記録ヘッドを制御することできる。

【０１１０】前述の第１の実施形態においては、素子ブ
ロック１２０の各端子から基板温度、ヒータ抵抗値、パ
ワートランジスタのＯＮ抵抗値の特性を表すアナログ情
報をある一定の期間毎に読み取って、これをデジタル値
に変換して、その都度、最適な制御が記録ヘッドにフィ
ードバックされるように構成していた。しかしながら、
基板温度のように常に記録ヘッドの駆動状態の変化によ
って変動する因子については、そのような制御が必要と
なるが、記録ヘッド各々の個体差があるヒータ抵抗値や
パワートランジスタＯＮ抵抗値などは経時変化する訳で
はないので、例えば、新しく記録ヘッドを交換した時
に、一度だけその値を読み取って不揮発性メモリに格納
し、その後は、そのメモリの値を読み取るように構成し
ても良い。

【０１１１】図７はこの変形例に従う記録ヘッドＩＪＨ
の基板構成の特徴的な部分を示すブロック図である。

【０１１２】図７において、３１１は素子ブロック１２
０の各素子の特性を測定するための外部端子、３０２は
測定した各素子の値を格納しておくための不揮発性メモ
リ（ＮＶＲＡＭ）、３１２はＮＶＲＡＭ３０２への書き
込み端子である。

【０１１３】図７に示す構成によれば、測定端子３１１
を介して素子ブロック１２０内の抵抗、トランジスタの
ＯＮ抵抗を、例えば、記録ヘッドＩＪＨの工場出荷検査
などで測定し、これに対応したデジタル値を書き込み端
子３１２を介してＮＶＲＡＭ３０２へ書き込んでおき、
必要に応じて端子１３１より読み出せば、素子ブロック
１２０の素子の測定を行なわずに簡単にデジタル値を得
ることができる。

【０１１４】この時、ＮＶＲＡＭ３０２の具体的な素子
としては、それぞれ必要となる精度や使用する半導体プ
ロセスなどに応じて、その素子を任意に選択することが
可能であり、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、Ｆｕ
ｓｅ（フューズ）式ＲＯＭなどが考えられる。

【０１１５】従って以上説明した変形例に従えば、経時
変化しないヒータ抵抗値やパワートランジスタＯＮ抵抗
値などの特性をあらわす情報は記録ヘッドに設けられた
不揮発性メモリにデジタル情報として工場出荷時などに
書きこんでおき、記録ヘッドの駆動制御の必要に応じて
そのメモリから読み出して用いることができるととも
に、経時変化する基板温度の情報だけを素子ブロック１
２０とＡ／Ｄ変換器３０１とを介してデジタル情報とし
て定期的に読み出すことができる。

【０１１６】なお、以上説明した第１の実施形態および
その変形例では、素子ブロック１２０内に収める基板の
状態を示す素子として、基板温度、ヒータ抵抗値、パワ
ートランジスタのＯＮ抵抗値の特性を表す素子を用いた
が、本発明はこれによって限定されるものではない。例
えば、吐出するインクの残量をモニタする手段や、各ト
ランジスタのスイッチングスピードの個体値、さらに
は、インクの酸性度アルカリ度を表すＰＨ値、外部湿度
等の特性をモニタする素子を用いるようにしても良い。

【０１１７】さらには、基板を構成する要素として配線
層の膜厚や保護膜厚などの個体値をモニタする素子を用
いるようにしても良い。

【０１１８】ここで、トランジスタのスイッチングスピ
ードや配線層膜厚、保護膜厚などは経時的に変化するも
のではないため、前述のように工場出荷時に測定した値
を不揮発性メモリに書きこむことでデジタル化しておく
ことが可能である。

【０１１９】＜第２の実施形態＞以下、本発明の記録ヘ
ッドの第２の実施形態について説明する。

【０１２０】図１２は、記録ヘッドを構成する同一基板
上（素子基体上）に作り込まれた記録ヘッドの回路構成
の例を示す図である。

【０１２１】図１２において、（ａ）は入力画像信号に
従ってヒータを駆動するヒータ駆動回路の構成を、
（ｂ）は複数のヒータ夫々に電流を流すか否かを制御す
るために、ヒータ夫々に対応して設けられたパワートラ
ンジスタで構成されるスイッチ夫々の抵抗のバラツキを
示すデータ（以下、ＲＯＭデータという）をシリアルに
記録ヘッド外部に出力する回路（ＲＯＭデータ出力回
路）の構成を、（ｃ）は記録ヘッドの状態を（ヘッド温
度等）アナログ入力してデジタル出力するＡ／Ｄ変換回
路の構成を示す図である。

【０１２２】また、図１３は図１２に示す記録ヘッドに
入出力される各種信号のタイムチャートである。図１３
において、（ａ）は図１２（ａ）に示す回路への出力信
号を、（ｂ）は図１２（ｂ）に示す回路の入出力信号
を、（ｃ）は図１２（ｃ）に示す回路の入出力信号を示
すタイムチャートである。

【０１２３】次に、この記録ヘッドの構成とその動作に
ついて説明する。

【０１２４】まず、図１２（ａ）と図１３（ａ）を参照
して、インク吐出動作について説明する。

【０１２５】図１２（ａ）に示されているように、複数
のヒータ１１５０各々に対応して、複数のシフトレジス
タ（Ｓ／Ｒ）１１５６が設けられ、これらは直列に接続
されるとともに、複数のシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）１１
５６各々の出力は、ＬＡＴＣＨ回路１１５４に接続さ
れ、さらに、ＬＡＴＣＨ回路１１５４の出力はＡＮＤゲ
ート１１５２の一方の入力に接続されている。一方、Ａ
ＮＤゲート１１５２の他方の入力はヒート信号（ＨＥＡ
Ｔ）の入力パッド（ＰＡＤ）１１５３に接続されてい
る。

【０１２６】そして、ＡＮＤゲート１１５２の出力がヒ
ータ１１５０への通電を制御するスイッチ１１５１の開
閉を制御している。 ＡＮＤゲート１１５２からの出力
信号に従って、スイッチ１１５１がＯＮするとヒータ１
１５０が通電され、ヒータ１１５０からの熱エネルギに
よってインクを加熱し、インクをその吐出ノズル口から
吐出させる。

【０１２７】さて、画像信号（ＤＡＴＡ）は、図１３
（ａ）に示すように、入力パッド（ＰＡＤ）１１５９か
ら入力されるクロック信号（ＤＣＬＫ１）に同期してデ
ータ入力パッド（ＰＡＤ）１１５７からシリアルに入力
される。複数のシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）１１５６への
画像信号入力が終わると、入力パッド（ＰＡＤ）１１５
５からラッチ信号（ＬＤ１）のパルスが入力され、複数
のシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）１１５６に一時的に保持さ
れた画像信号（ＤＡＴＡ）がＬＡＴＣＨ回路１１５４に
よって一括して取り込まれ保持される。

【０１２８】そして、そのラッチされた画像信号のレベ
ル（Ｈ／Ｌ）と入力パッド（ＰＡＤ）１１５３から入力
されるヒート信号（ＨＥＡＴ）のレベルとの論理積に応
じて、ＡＮＤゲート１１５２がイネーブル状態となる。
これによって、スイッチ１１５１が導通し、図１２
（ａ）に示すＶＨ電源ラインからヒータ１１５０に電流
が流れる。ヒータへの通電は、画像信号がハイレベル
“Ｈ”である所に対してのみ発生し、その通電によって
ヒータが発熱し、その熱エネルギによってインクを吐出
する。尚、ヒート信号（ＨＥＡＴ）のパルスを印加して
いる時間だけヒータをＯＮさせることができる。

【０１２９】次に、図１２（ｂ）と図１３（ｂ）とを参
照して、ＲＯＭデータ出力回路の構成とその動作につい
て説明する。

【０１３０】記録ヘッドの回路基板は半導体製造プロセ
スを応用して製造されるので、ＩＣチップの特性には製
造上発生するばらつきがある。このようなばらつきは、
インク吐出特性にも影響を与えることがある。従って、
このようなばらつきによるインク吐出特性への影響を最
小化するとともに、そのばらつきを考慮した最適なパワ
ーをヒータに印加することによりヒータの耐久性を向上
させることが必要である。

【０１３１】このため、記録ヘッドの回路基板には、図
１２（ｂ）に示すように、半導体製造プロセス上発生す
るヒータ１１５０の抵抗バラツキ、ヒータをＯＮ／ＯＦ
Ｆさせるスイッチ１１５１のＯＮ抵抗バラツキのような
ＩＣチップ固有のバラツキに関する情報を格納する１０
個のＲＯＭ１１１４が設けられている。

【０１３２】このＲＯＭデータ出力回路に、図１３
（ｂ）に示すように、入力パッド（ＰＡＤ）１１０３か
らラッチ信号（ＬＤ２）を入力し、その後、入力パッド
（ＰＡＤ）１１０１からクロック信号（ＤＣＬＫ２）を
入力してやることで、このクロック信号に同期して出力
パッド（ＰＡＤ）１１１５からＲＯＭデータがシリアル
に（ＲＯＭ０、ＲＯＭ１、ＲＯＭ２、ＲＯＭ３、……）
出力される。

【０１３３】さて、図１２（ｂ）に示されているよう
に、 ＲＯＭデータ出力回路には１０個のシフトレジス
タ（Ｓ／Ｒ０、Ｓ／Ｒ１、……、Ｓ／Ｒ９）１１０７が
１０個のＲＯＭ１１１４に一対一に対応して設けられて
おり、これらのシフトレジスタは直列に接続され、最後
に、もう１つのシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ１０）を経て、
ＰＡＤ１１１５に接続されている。この接続において、
隣り合うシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０〜Ｓ／Ｒ１０）の入
力端子（ＩＮ）と出力端子（ＯＵＴ）がそれぞれ接続さ
れている。

【０１３４】図１４はこれらシフトレジスタ１つ１つの
内部構成を示す回路図である。

【０１３５】ＰＡＤ１１０１、インバータ１１０２によ
って反転したクロック信号とＰＡＤ１１０３とはこれら
のシフトレジスタともう１つのシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ
１０）に共通に接続されているので、ＰＡＤ１１０３か
ら入力されるラッチ信号（ＬＤ２）の１個のパルスによ
って１０個のＲＯＭ１１１４からのデータがパラレルに
読み出され、夫々のシフトレジスタ１１０７に記憶保持
される。

【０１３６】図１２（ｂ）と図１４とを参照して説明す
れば、ＰＡＤ１１０１から入力されたクロック信号（Ｄ
ＣＬＫ２）は各シフトレジスタのＤＫ端子に、反転した
クロック信号は各シフトレジスタのＩＤＫ端子に、ＰＡ
Ｄ１１０３から入力したラッチ信号は各シフトレジスタ
のＬＤ端子に入力される。また、ＲＯＭ１１１４からの
出力信号は各シフトレジスタのＲＩＮ端子に入力され
る。

【０１３７】次に、ＰＡＤ１１０１からクロック信号
（ＤＣＬＫ２）を入力すると、このクロック信号の立ち
上がりエッジに同期して、ＲＯＭデータがＰＡＤ１１１
５から出力される。

【０１３８】また、図１５はＲＯＭ１１１４各々の内部
構成を示す図である。

【０１３９】各ＲＯＭの記憶素子１１３８には、その半
導体製造プロセス工程終了時に外部から電気的に書き込
みがなされる。具体的には、発熱で溶断可能な材質を用
いて焼き切るか否かによって記憶すべき信号レベル（Ｈ
／Ｌ）を確定するか、或は、強誘電体を用いたコンデン
サに信号レベル（Ｈ／Ｌ）を保持させる。

【０１４０】ここで、図１５に示す記憶素子１１３８に
記憶される信号レベルがハイレベル“Ｈ”の場合と、ロ
ーレベル“Ｌ”の場合の、シフトレジスタの動作につい
てそれぞれ述べる。

【０１４１】（１）ハイレベル“Ｈ”の場合 この場合、ＲＯＭの出力端子（ＯＵＴ）での信号はロー
レベル“Ｌ”になるので、この出力端子（ＯＵＴ）と接
続されているシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）のＲＩＮ端子か
らはローレベル“Ｌ”の信号が入力される。しかし、シ
フトレジスタ（Ｓ／Ｒ）の中には、この時点ではその信
号がまだ保持されていない。

【０１４２】次に、クロック信号（ＤＣＬＫ２）がロー
レベル“Ｌ”である時にラッチ信号（ＬＤ２）のパルス
が一つ入力されると初めて、ＲＩＮ端子に入力された信
号がシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）内にとり込まれる。そし
て、図１４に示したシフトレジスタの論理構造からする
と、ＲＩＮ端子における信号レベルが“Ｌ”であり、ラ
ッチ信号（ＬＤ２）のレベルが“Ｈ”の時、シフトレジ
スタ（Ｓ／Ｒ）の出力端子（ＯＵＴ）における信号レベ
ルは“Ｈ”に保持される。上述したように、１０個のシ
フトレジスタ（Ｓ／Ｒ０、……、Ｓ／Ｒ９）は１０個の
ＲＯＭ１１１４に並列に接続されているので同タイミン
グで全てのＲＯＭデータがシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）に
転送、保持される。

【０１４３】（２）ローレベル“Ｌ”の場合 この場合、ＲＯＭの出力端子（ＯＵＴ）での信号はハイ
レベル“Ｈ”になるので、この出力端子（ＯＵＴ）と接
続されているシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）のＲＩＮ端子か
らはハイレベル“Ｈ”の信号が入力される。しかし、シ
フトレジスタ（Ｓ／Ｒ）の中には、この時点ではその信
号がまだ保持されていない。

【０１４４】次に、クロック信号（ＤＣＬＫ２）がロー
レベル“Ｌ”である時にラッチ信号（ＬＤ２）のパルス
が一つ入力されると初めて、ＲＩＮ端子に入力された信
号がシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）内にとり込まれる。そし
て、ＲＩＮ端子における信号レベルが“Ｈ ”であり、
ラッチ信号（ＬＤ２）のレベルが“Ｈ”の時、シフトレ
ジスタ（Ｓ／Ｒ）の出力端子（ＯＵＴ）における信号レ
ベルは“Ｌ”に保持される。

【０１４５】なお、１０個のＲＯＭ１１１４夫々の記憶
素子に記憶された信号レベルがＨ／Ｌ混在の場合でも、
その信号レベルに応じた信号レベルがシフトレジスタ
（Ｓ／Ｒ０、……、Ｓ／Ｒ９）に同様に保持される。

【０１４６】このようにして、ＲＯＭデータがシフトレ
ジスタ（Ｓ／Ｒ）に転送、保持されたなら、 クロック
信号（ＤＣＬＫ２）のパルスの立ち上がりエッジに同期
して、ＲＯＭデータがシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）から出
力される（即ち、ＲＯＭから読み出されたパラレルデー
タがシリアルデータに変換されて出力される） 。

【０１４７】最後に、図１２（ｃ）と図１３（ｃ）とを
参照して、Ａ／Ｄ変換回路の構成とその動作について説
明する。

【０１４８】この記録ヘッドはヒータの発熱によって発
生する熱エネルギをインクに加えることによってインク
を吐出しているので、ヒータ発熱で記録ヘッド自身の温
度も上昇する。一方、インクの粘性は温度に依存する。
さらに、インクの吐出量はインクの粘性に依存する。従
って、記録ヘッドの温度、即ち、インク温度によってイ
ンク吐出量も影響される。

【０１４９】このため、記録ヘッドの温度を記録装置本
体側のＣＰＵにフィードバックして、温度変化によるイ
ンク吐出特性を考慮した記録制御、さらには、ヒータの
発熱によって記録ヘッドが許容温度を越えないように記
録制御を行うことが必要となる。しかしながら、この温
度を測定する温度センサの出力はアナログ値であるた
め、ＣＰＵでの処理のためにはこのアナログ値をデジタ
ル値に変換するためＡ／Ｄ変換回路を必要とする。

【０１５０】上記で述べたように、このような回路は装
置本体側に設けることもできるが、先の実施形態で述べ
たように、本体側の構成の簡素化やノイズ防止等の観点
から記録ヘッド内部でＡ／Ｄ変換を行っている。本実施
形態でも、記録ヘッドの回路基板上にＡ／Ｄ変換回路が
設けられている。

【０１５１】この回路は、記録ヘッド内部に設けられた
温度センサの出力（温度に比例した電圧）などのアナロ
グ信号（ＡＬＧ）を入力して、規準電圧と比較し、その
結果をデジタル出力する。この規準電圧は４つの入力パ
ッド（ＰＡＤ）１３１６〜１３１９を介して４つの信号
（ＩＮ０〜３）のどれか一つに入力することで４段階に
切り替えている。

【０１５２】図１２（ｃ）において、１１２４は温度、
外部電源のそれぞれの変動に対して影響を受けない定電
圧源（Ｖｒｅｆ）、１１２５〜１１２９は夫々、抵抗で
あり、これらの抵抗は、直列に接続されている。そして
各抵抗の抵抗比によって任意な電圧を得ることができ
る。また、１１３０〜１１３３は入力信号（ＩＮ０〜
３）に従ってＯＮ／ＯＦＦ動作を行うアナログスイッチ
である。

【０１５３】４つの入力パッド（ＰＡＤ）１３１６〜１
３１９のいずれか１つのパッドから入力信号（ＩＮ０〜
３）の内どれか一つを入力すると、その信号がインバー
タ１１２０〜１１２３で反転され、入力信号と反転入力
信号とが、選択されたアナログスイッチ１１３０〜１１
３３のいずれか１つに入力され、その選択されたアナロ
グスイッチが接続されたノードの電圧がノード１１３４
を経て、コンパレータ１１３５の（−）端子に入力され
る。

【０１５４】コンパレータ１１３５はこれを規準電圧と
し、入力アナログ信号（ＡＬＧ）との比較を行う。そし
て、その比較結果はデジタル出力端子１１３７からデジ
タル信号として出力される。

【０１５５】次に、さらに、このような実施形態のパッ
ドおよび配線の数を低減する、本発明の記録ヘッドの他
の実施形態について説明する。

【０１５６】図１６は、このような実施形態としての記
録ヘッドＩＪＨに実装される回路基板の構成を示す図で
ある。

【０１５７】なお、図１６において、既に図１２を参照
して説明した実施形態の記録ヘッドの回路基板の構成と
同じ構成要素には同じ参照番号を、また、同じ信号には
同じ参照記号を付しその説明は省略し、ここでは、この
実施形態に特徴的な要素とその動作について、特に、図
１２の回路との相違について説明する。また、図１６に
おいて、（ａ）は図１２（ａ）に対応したヒータを駆動
するヒータ駆動回路を、（ｂ）は図１２（ｂ）に対応し
たＲＯＭデータ出力回路を、（ｃ）は図１２（ｃ）に対
応したＡ／Ｄ変換回路である。従って、図１６における
ＲＯＭ１１１４′には図１２（ｂ）に示したＲＯＭ１１
１４に格納されるのと同様なデータが格納される。

【０１５８】ここで、図１２の実施形態とは異なり、ヒ
ータ駆動回路のラッチ回路（Ｌａｔｃｈ）１１５４には
ＰＡＤ１１０３から入力されるラッチ信号（ＬＤ）がシ
フトレジスタ（Ｓ／Ｒ０〜９）１１０７’に対するラッ
チ信号と共通的に用いられている。また、ヒータ駆動回
路のシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）１１５６にはＰＡＤ１１
０１から入力されるクロック信号（ＤＣＬＫ）とその反
転信号がシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０〜９）１１０７’に
対する入力信号と共通的に用いられている。

【０１５９】図１７がシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）１１５
６の構成を示す回路図である。図１７において、ＤＫは
クロック信号（ＤＣＬＫ）入力端子、ＩＤＫは反転され
たクロック信号の入力端子、ＩＮは画像信号（ＤＡＴ
Ａ）の入力端子、ＯＵＴは画像信号（ＤＡＴＡ）の出力
端子である。

【０１６０】図１８はラッチ回路（Ｌａｔｃｈ）１１５
４の構成を示す回路図である。図１８において、ＬＤは
ラッチ信号（ＬＤ）の入力端子、ＩＮはシフトレジスタ
（Ｓ／Ｒ）１１５６からの画像信号（ＤＡＴＡ）の入力
端子、ＯＵＴはラッチされた画像信号の出力端子であ
る。

【０１６１】また、ＲＯＭデータ出力回路に関しては、
１０個のシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０〜９）１１０７′各
々の出力端子（ＯＵＴ）からの出力は、次段のシフトレ
ジスタの入力端子（ＩＮ）に接続されるとともに、１０
個のＲＯＭ１１１４′のアドレス入力端子（ＩＮ）に接
続され、１０個のシフトレジスタと１０個のＲＯＭとが
一対に接続されるようになっている。図１６に示す例で
は、１０ビットのシフトレジスタが構成されている。ま
た、シフトレジスタ１１０７’の前段にはスタータ回路
１１４０が接続され、そのＬＤ端子にはＰＡＤ１１０３
から入力されたラッチ信号（ＬＤ）が入力され、そのＩ
Ｎ端子にはシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０）の出力端子（Ｏ
ＵＴ）からの信号が入力され、そのＯＵＴ端子からの出
力信号はシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０）の入力端子（Ｉ
Ｎ）に入力されている。さらに、１０個のＲＯＭ１１１
４′各々の出力端子（ＯＵＴ）は１０入力ＯＲ回路１１
４０に接続されている。１０入力ＯＲ回路１１４０の出
力がＲＯＭデータ出力となる。

【０１６２】図１９は１つのシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０
〜９）１１０７′の構成を示す回路図である。図１９と
図１４とを比較すると分かるように、この実施形態のシ
フトレジスタ（Ｓ／Ｒ０〜９）１１０７′は、ＲＯＭか
らの入力端子がなく、前段のシフトレジスタ或はスター
タ回路１１４０からの信号の入力端子（ＩＮ）と、後段
のシフトレジスタ或はＰＡＤ１１１５への信号の出力端
子（ＯＵＴ）と、ラッチ信号入力端子（ＬＤ）と、クロ
ック信号入力端子（ＤＫ）と、反転されたクロック信号
の入力端子（ＩＤＫ）とを備えている。

【０１６３】図２０はスタータ回路１１４０の構成を示
す回路図である。図２０において、ＬＤはラッチ信号
（ＬＤ）の入力端子、ＩＮはシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ
０）１１０７′からのフィードバック信号の入力端子、
ＯＵＴはシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０）１１０７′への出
力端子である。

【０１６４】図２１はＲＯＭ１１１４′の構成を示す回
路図である。図２１の構成と、図１５に示すＲＯＭ１１
１４の構成とを比較すると分かるように、この実施形態
のＲＯＭでは記憶素子１１３８の前段にＡＮＤ回路を設
け、シフトレジスタから入力端子（ＩＮ）に入力される
信号と記憶素子１１３８からの出力信号レベルととの論
理積が出力端子（ＯＵＴ）から出力される構成となって
いる。

【０１６５】さらに、Ａ／Ｄ変換回路の４つのインバー
タ１１２０〜１１２３へは、ＲＯＭデータ出力回路に備
えられた１０個のシフトレジスタの内、最初の４つのシ
フトレジスタ（Ｓ／Ｒ０〜Ｓ／Ｒ３）各々からの出力信
号が入力ノード１１１６〜１１１９を経て入力される。

【０１６６】以上のような図１２の実施形態との構成の
相違から、信号伝達の経路は次のように異なる。

【０１６７】即ち、図１２（ｂ）に示した実施形態では
ＲＯＭデータ出力回路のシフトレジスタにＲＯＭデータ
を一括して転送し、そのシフトレジスタにクロック信号
（ＤＣＬＫ２）を入力することで、シリアルデータ出力
を行っているのに対し、この実施形態では、図１６に示
すように、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０〜９）１１０７’
にＲＯＭデータを転送せずに、スタータ回路１１４０を
用いて最前段のシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０）にハイレベ
ル“Ｈ”の信号を入力する。さて、シフトレジスタ（Ｓ
／Ｒ０）の出力は対応するＲＯＭの入力端子（ＩＮ）に
接続されており、ＲＯＭの入力端子にハイレベル“Ｈ”
の信号が印加されるとＲＯＭの記憶素子に格納された信
号（Ｈ／Ｌ）が出力端子（ＯＵＴ）に出力してくる。

【０１６８】一方、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０）の出力
は後段のシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ１）に入力されている
ので、その出力は順次後段のシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ
２、３、……）に転送され、その結果、これらシフトレ
ジスタの出力がハイレベル“Ｈ”となった場所に対応す
るＲＯＭに格納されたデータが順次出力されることにな
る。

【０１６９】さらに、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０）の出
力が順次後段のシフトレジスタに転送されるとき、シフ
トレジスタ（Ｓ／Ｒ０、１、２、３）の出力は、Ａ／Ｄ
変換回路の入力ノード１１１６〜１１１９に出力され、
規準電圧切換信号としても用いられる。

【０１７０】次に、上記構成の記録ヘッドの動作につい
て、図２２に示すタイムチャートを参照して説明する。

【０１７１】まず、全てのシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０〜
９）１１０７′に格納された信号レベルをローレベル
“Ｌ”にするために、クロック信号（ＤＣＬＫ）の信号
レベルを“Ｌ”にしておきながら、ラッチ信号（ＬＤ）
のパルスを一つ入力する。これにより、シフトレジスタ
（Ｓ／Ｒ０〜９）１１０７′の出力端子（ＯＵＴ）から
の信号はローレベル“Ｌ”に固定、保持される。

【０１７２】次に、スタータ回路１１４０を用い最前段
のシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０）への入力信号をハイレベ
ル“Ｈ”にする。即ち、先程のラッチ信号（ＬＤ）パル
スの入力によって、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０）からは
ローレベル“Ｌ”信号が出力され、これがフィードバッ
クされてスタータ回路１１４０のＩＮ端子に入力され
る。一方、先程のラッチ信号（ＬＤ）パルスの入力後
は、ラッチ信号（ＬＤ）レベルはローレベル“Ｌ”とな
るために、図２０に示したスタータ回路の構成に従う
と、その回路の出力端子（ＯＵＴ）からはハイレベル
“Ｈ”の信号が出力保持される。そして、シフトレジス
タ（Ｓ／Ｒ０）の入力端子（ＩＮ）にはハイレベル
“Ｈ”の信号が印加される。このように、ラッチ信号
（ＬＤ）がローレベルにあるとき（即ち、ＰＡＤ１１０
３に何も印加してない時）にもスタータ回路１１４０か
らの出力はハイレベル“Ｈ”が保持される。

【０１７３】次に、図２２に示すように、ＰＡＤ１１０
１からクロック信号（ＤＣＬＫ）のパルスを入力してい
くことで、シフトレジスタに保持されたハイレベル
“Ｈ”の信号が順次後段のシフトレジスタにシフトして
いく。

【０１７４】ここで、スタータ回路１１４０からの出力
がハイレベル“Ｈ”を永久に保持していると、すべての
シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０〜９）にハイレベル“Ｈ”の
信号が保持されることになってしまう。従って、シフト
レジスタ（Ｓ／Ｒ０）にセットされたハイレベル“Ｈ”
の信号（即ち、１ビットデータ）が順次次段のシフトレ
ジスタ（Ｓ／Ｒ１、２、……）に転送されていくよう
に、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０）からの出力はスタータ
回路１１４０の入力端子（ＩＮ）にフィードバック入力
される。即ち、スタータ回路１１４０の入力端子（Ｉ
Ｎ）へはハイレベル“Ｈ”の信号が印加される。一方、
ＬＤ端子に入力されるラッチ信号（ＬＤ）は、ローレベ
ル“Ｌ”を維持しているので、結果として、スタータ回
路１１４０の出力端子（ＯＵＴ）の信号レベルはローレ
ベル“Ｌ”に固定、保持される。

【０１７５】従って、図２２に示すように、ハイレベル
“Ｈ”の信号（即ち、１ビットデータ）がシフトレジス
タ（Ｓ／Ｒ０〜９）を次々にシフトされていくことにな
る。さて、上述したように、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０
〜９）の出力は夫々、対応するＲＯＭの入力端子に接続
されている。従って、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０〜９）
の出力がハイレベル“Ｈ”にある時のみ、そのＲＯＭは
読み出し可能状態になり記憶素子に格納されたデータ
（Ｈ／Ｌデータ）がその出力端子（ＯＵＴ）より出力さ
れる。このようにして、出力端子（ＯＵＴ）より出力さ
れたＲＯＭデータは１０入力ＯＲ回路１１４０に入力さ
れる。

【０１７６】このように、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０〜
９）からの出力信号がハイレベル“Ｈ”にあるときのみ
ＲＯＭからデータは出力されるので、そのＲＯＭからの
出力は、図２２に示すようにシリアルになる。

【０１７７】一方、Ａ／Ｄ変換回路の規準電圧切換信号
の入力ノード１１１６〜１１１９にシフトレジスタ（Ｓ
／Ｒ０〜３）の出力に接続してやることで、クロック信
号（ＤＣＬＫ）入力に従って、デジタルデータが出力さ
れる。

【０１７８】従って、以上説明した実施形態に従えば、
ＲＯＭデータの読み出し制御に用いる信号をヒータ駆動
に用いる信号と共用させることにより、また、記録ヘッ
ドの内部温度情報などのデジタルデータ出力を画像信号
（ＤＡＴＡ）の転送クロック（ＤＣＬＫ）を用いて行わ
せるので、記録ヘッドに入力する制御信号の数を少なく
し、記録ヘッドの回路基板に設ける入出力パッドの数を
少なくすることができる。

【０１７９】これによって、記録ヘッドの回路基板の面
積を削減と回路基板の簡素化が実現され、装置の小型化
やコストダウンに貢献することができる。さらに、パッ
ド数の削減は、外部接点とのポインティングワイヤの数
の削減にもつながり、コストダウンにつながる。また、
パッド数の削減に伴う制御信号ライン数の削減は、装置
信頼性の向上とコストダウンにつながる。

【０１８０】前述の第２の実施形態では、Ａ／Ｄ変換回
路から出力されるデジタル信号の出力周波数が、図２２
に示すように、ＲＯＭデータの出力周波数と同じである
例について説明した。以下の変形例では、そのデジタル
信号の出力周波数を、ＲＯＭデータ出力周波数より小さ
くしてデジタル信号を出力する場合について説明する。

【０１８１】図２３はこの変形例に従う記録ヘッドＩＪ
Ｈに実装される回路基板の構成を示す図である。なお、
図２３において、既に図１６や図１２を参照して説明し
た記録ヘッドの回路基板の構成と同じ構成要素には同じ
参照番号を、また、同じ信号には同じ参照記号を付しそ
の説明は省略し、ここでは、この変形例に特徴的な要素
とその動作について、特に、前述の実施形態との相違に
ついて説明する。また、図２３において、（ａ）は図１
６の（ａ）と同じヒータ駆動回路を、（ｂ）は図１６の
（ｂ）と同じＲＯＭデータ出力回路を、（ｃ）は図１６
の（ｃ）と同じＡ／Ｄ変換回路である。

【０１８２】従って、図２３と図１６とを比較すると明
らかなように、この変形例の回路基板には、ＲＯＭデー
タ出力回路とＡ／Ｄ変換回路との間に、クロックレート
切換回路（図２３の（ｄ））が設けられている。

【０１８３】以下、このクロックレート切換回路の構成
と動作について、図２３と図２２に示したタイムチャー
トを参照して説明する。

【０１８４】クロックレート切換回路は、図２３に示す
ように隣接する４ペアのシフトレジスタ（（Ｓ／Ｒ０と
Ｓ／Ｒ１）、（Ｓ／Ｒ２とＳ／Ｒ３）、（Ｓ／Ｒ４とＳ
／Ｒ５）、（Ｓ／Ｒ６とＳ／Ｒ７））の各出力を４つＯ
Ｒゲート１２６０〜１２６３に入力することにより、図
２２に示すようにクロック信号（ＤＣＬＫ）に同期した
シフトレジスタからの信号出力周波数を（１／２）倍に
している。そして、これらＯＲゲートの出力を規準電圧
切換信号の入力ノード１１１６〜１１１９に接続し、前
述の第２の実施形態と同様に、選択された規準電圧に従
って、入力されたアナログ信号（ＡＬＧ）をデジタルデ
ータに変換してＰＡＤ１１３７から出力している。

【０１８５】以上のような構成により、この変形例では
コンパレータ１１３５の動作に要求されるスピードを低
減させて、Ａ／Ｄ変換を実行することができる。通常、
コンパレータの切換スピードを上げる、即ち、動作周波
数を上げるとその回路の消費電力が上昇するので、これ
に伴う回路の発熱をできるだけ抑えることが記録ヘッド
の正常な動作を維持するためにも望まれる。

【０１８６】従って、以上説明した第２の実施形態の変
形例によれば、コンパレータの切換スピードを低減して
回路基板の温度上昇を制御し、記録ヘッドの良好な動作
を維持することができる。

【０１８７】また、１つのＯＲゲートに入力するシフト
レジスタの出力信号の数を２個以上にすることで、さら
にコンパレータの切換スピードを低減できることは言う
までもない。

【０１８８】＜第３の実施形態＞以下、本発明の記録ヘ
ッドの第３の実施形態について説明する。

【０１８９】図２４は、本実施形態における記録ヘッド
と、記録装置本体の制御部９１００との電気的接続を模
式的に示したブロック図である。ここでは、説明の簡略
化のためデータ転送に関する信号だけを図示している。

【０１９０】この図において、９０００は記録ヘッドの
一部をなす半導体基板（素子基体）であり、１色のイン
クの吐出制御を行う。９００１はシフトレジスタであ
り、制御部９１００からの記録データ信号ＨＤＡＴＡ、
転送クロックＨＣＬＫ、ラッチ信号ＢＧにより転送され
てくるデータをラッチし、駆動ロジック回路９００２に
供給する。

【０１９１】駆動ロジック回路９００２は、図示しない
吐出制御信号により、シフトレジスタ９００１からのデ
ータに従ってノズル９００３内部の電気熱変換体（ヒー
タ）を駆動してインクを吐出させる。９００４は温度検
出部であり、半導体基板９０００の温度に応じて出力信
号レベルをアナログ的に変化させる。９００５はコンパ
レータであり、複数の基準電圧を順次切り替えて温度検
出部９００４の出力と比較し、比較結果を「１」または
「０」のデジタル情報で信号ＴＯとして出力する。

【０１９２】９００６は記録ヘッドに関する情報を格納
するメモリとして、抵抗体の溶断により予め書き込まれ
た識別（ＩＤ）および／またはランクを示す複数ビット
の情報を格納するフューズＲＯＭであり、ポインタを順
次切りかえて、格納された情報を１ビットずつ信号ＳＯ
に出力する。

【０１９３】なお、メモリの形式は、フューズ式ＲＯＭ
だけでなく、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の他の形式の
不揮発性メモリとすることもできる。

【０１９４】図２５は、記録データのみを転送する場合
のＨＤＡＴＡ、ＨＣＬＫ、ＢＧの各信号の状態を示すタ
イミングチャートである。ここでは、「ｆ０ｃａｈ」
（１１１１００００１１００１０１０Ｂ）という１６ビ
ットの記録データを転送する場合を示している。

【０１９５】ＨＣＬＫの各立ち上がり時に、ＨＤＡＴＡ
の状態（「１」または「０」の１ビットデータ）がシフ
トレジスタ９００１に入力され、同時にヘッド制御部２
０１８はＨＤＡＴＡから出力するデータを次のビットデ
ータに切換える。これを繰り返して１６ビットのデータ
がシフトレジスタ９００１に入力された後、ＢＧが一旦
“Ｌｏｗ”となって再び“Ｈｉｇｈ”となる立ち上がり
で、１６ビットデータはシフトレジスタ部９００１にラ
ッチされる。

【０１９６】図２６は、コンパレータ９００５における
基準電圧切換動作を示すフローチャートである。始め
に、信号ＢＧが「１」であるか否かを判定し（ステップ
Ｓ９３１）、ＢＧが「１」であれば、基準電圧レベルを
初期状態であるレベル「１」に戻す（ステップＳ９３
２）。ステップＳ９３１で信号ＢＧが「０」であれば、
ＨＣＬＫの立ち上がりを検出したか否かを判定し（ステ
ップＳ９３３）、ＨＣＬＫの立ち上がりを検出した場
合、基準電圧レベルをインクリメントして（ステップＳ
９３４）、ステップＳ９３１へ戻る。

【０１９７】すなわち、ＢＧ＝「０」の状態で、ＨＣＬ
Ｋの立ち上がりを検出する度に基準電圧レベルを上昇さ
せる。そして、ＢＧ＝「１」となってからコンパレータ
９００５の出力信号ＴＯが変化した時点までに検出され
た、ＨＣＬＫの立ち上がりの数（パルス数）から、記録
ヘッドの半導体基板９０００の温度に関する情報を得る
ことができる。

【０１９８】図２７は、フューズＲＯＭ９００６におけ
るポインタ切換動作を示すフローチャートである。始め
に、信号ＢＧが「１」であるか否かを判定し（ステップ
Ｓ９４１）、ＢＧが「１」であれば、ポインタの位置を
初期状態である「１」に戻す（ステップＳ９４２）。ス
テップＳ９４１で信号ＢＧが「０」であれば、ＨＣＬＫ
の立ち上がりを検出したか否かを判定し（ステップＳ９
４３）、ＨＣＬＫの立ち上がりを検出した場合、ポイン
タをインクリメントして（ステップＳ９４４）、ステッ
プＳ９３１へ戻る。

【０１９９】すなわち、ＢＧ＝「０」の状態で、ＨＣＬ
Ｋの立ち上がりを検出する度にポインタをインクリメン
トして、ＲＯＭ９００６からデータを１ビットずつ信号
ＳＯで出力し、記録ヘッドのＩＤおよび／またはランク
を示す複数ビットの情報がシリアルで出力される。

【０２００】図２８は、記録ヘッドへの記録データの転
送と記録ヘッドからのデータの転送を同時に行なう場合
における、各信号の状態を示すタイミングチャートであ
る。ここで転送する記録データは、図２５で示したもの
と同じである。

【０２０１】この場合、記録データのみを転送する図２
５と異なり、ＢＧは記録データの転送期間中「０」とな
っている。これにより、記録データ転送と同時に記録ヘ
ッドの温度に関する情報と、ＩＤおよび／またはランク
情報とを同時に記録ヘッドの半導体基板９０００から出
力させている。そして転送された記録データをラッチす
るために信号ＢＧが立ち上がると、信号ＴＯおよびＳＯ
は初期値に戻る。

【０２０２】以上説明したように、本実施形態では、記
録ヘッドへ転送する記録データが１６ビットであり、記
録ヘッドから信号ＳＯおよびＴＯで転送される情報も１
６ビットである。記録データが３２ビットであれば、記
録ヘッドから転送可能な情報も３２ビットとなる。ま
た、記録ヘッドから転送する情報が、記録データのビッ
ト数より少ない場合には、信号ＢＧの立ち下がりタイミ
ングを後にずらす等の制御も可能である。

【０２０３】＜第４の実施形態＞以下、本発明の記録ヘ
ッドの第４の実施形態について説明する。

【０２０４】図３２は、入力記録データに同期して検出
温度データを外部に送出できる記録ヘッドを構成する素
子基体上に作り込まれた回路構成を示すブロック図であ
る。

【０２０５】図３２に示す回路において、記録データ
（ＳＤ）はシフトクロック信号（ＣＫ）に同期してシリ
アルデータとしてシフトレジスタ（ＳＲ）２１０１に入
力されて一時的に格納され、さらに、その格納された記
録データはラッチ回路（ＬＴ）２１０２にラッチされ
る。そして、そのラッチされた記録データに基づいて、
ヒータ（ＨＴ）２１０３は通電加熱される。

【０２０６】一方、同じシフトクロック信号（ＣＫ）は
回路基板に設けられた温度検出回路を構成する基準電圧
発生部（ＲＦ）２１０４を制御する切換回路（ＳＷ）２
１０５に入力されて１クロック毎に基準電圧を変化させ
るために用いられる。そして、比較器（ＣＰ）２１０６
はその基準電圧とヒータ（ＨＴ）の近傍に置かれた温度
検出センサ（ＤＴ）２１０７からの出力電圧とを比較
し、その比較結果を“０”或は“１”のデジタルデータ
として素子基体外部へ送出する。

【０２０７】このような温度検出方法によって、上記で
述べたように、検出温度の情報を即時的にデジタル化し
て送出するため、記録ヘッドとそれを搭載する記録装置
との間での配線引き回し部分でのノイズの影響に強く、
また、記録ヘッドの外部にＡ／Ｄコンバータ等の回路を
備えなくても良いこと、そして、記録データの転送と温
度データの取得を同時に行えるため情報取得のためのタ
イミングロスがないことなどのメリットがある。

【０２０８】図２９はこのような図３２の実施形態を更
に改良した記録ヘッドＩＪＨの回路基板（素子基体）表
面の模式図である。

【０２０９】図２９において、２００１は回路基板、２
００２は２列から構成されインクを加熱するヒータ列、
２００３はシフトレジスタとラッチ回路とを実装した論
理回路部、２００４は記録装置のキャッリジＨＣに記録
ヘッドＩＪＨが装着されたときに、キャリッジＨＣ内の
接点と圧接するコンタクトパッド列、２００５は回路基
板の温度を検出するセンサを含む温度検出回路部であ
る。

【０２１０】図３０は記録ヘッドの回路基板に実装され
る回路の構成を示すブロック図である。また、図３１は
図３０に示す回路で扱う種々の信号のタイムチャートで
ある。なお、図３０において、先の図３２の実施形態で
説明したのと同じ構成要素や信号には同じ参照番号や参
照記号を付してその説明は省略する。また、図３１には
図３２の実施形態に示した回路から出力される検出温度
の情報を示す信号（ＴＭＰ）を比較のために記してい
る。

【０２１１】図３０に示す構成を図３２の構成と比較す
ると、この図３０の実施形態では、基準電圧の切換回路
（ＳＷ）２１０５の前段に入力されるシフトクロック信
号（ＣＫ）を分周してクロック信号（ＣＫ＿ＤＶ）を得
る分周回路（ＤＶ）２０００が備えられている。

【０２１２】以上の構成において、図３１に示すよう
に、シフトクロック信号（ＣＫ）が入力されると、分周
回路（ＤＶ）２０００でのその周波数を２分の１に分周
し、その周期が２倍になったクロック信号（ＣＫ＿Ｄ
Ｖ）を出力する。これにより、基準電圧の切換回路（Ｓ
Ｗ）２１０５は２分周されたクロック信号（ＣＫ＿Ｄ
Ｖ）に従って、基準電圧を変化させるための切換動作を
行う。このようにすることで、比較器（ＣＰ）２１０６
における温度センサからの出力と基準電圧とを比較する
動作速度も２分の１になる。

【０２１３】従って、比較器（ＣＰ）２１０６から出力
される検出温度の情報を示す信号（ＴＭＰ＿ＳＬＯＷ）
は、図３１に示すように、元々のシフトクロック信号
（ＣＫ）の２クロック分に１回のスピードで、ＴＳ１、
ＴＳ２、……と送出される。この場合、記録データの入
力速度に比べて２分の１で速度で検出温度の情報が得ら
れる。これは、従来の検出温度の情報を示す信号（ＴＭ
Ｐ）の送出速度の２分の１である。

【０２１４】一方、シフトレジスタ（ＳＲ）２１０１に
はシフトクロック信号（ＣＫ）の周波数に従って記録デ
ータ（ＳＤ）がＤ１、Ｄ２、Ｄ３、……と入力される。

【０２１５】従って以上説明した実施形態に従えば、記
録データの入力速度の２分の１で温度情報を得られるの
で、記録データの入力速度を２倍にしても従来と同じ速
度で温度情報を得ることができる。これにより、記録デ
ータの入力速度を速めることで記録速度の高速化に対応
でき、一方で従来と同じ速度で比較器や切換回路のアナ
ログ回路を作動させることが可能となるので、アナログ
回路の消費電力が増加することもない。また、そのアナ
ログ回路の高速化を図る必要もない。

【０２１６】なお、以上説明した実施形態では、入力シ
フトクロック信号を２分周した例について説明したが本
発明はこれによって限定されるものではなく、例えば、
分周回路で３分周或は４分周したクロック信号を生成し
てもよい。

【０２１７】＜他の実施形態＞以上説明した４つの実施
形態は、それぞれ独立して適用することが可能である
が、いくつかの実施形態を組み合わせて適用することも
できる。例えば、第２〜第４の実施形態におけるＡ／Ｄ
変換器は、第１の実施形態と同様に、熱エネルギーを発
生するための電気熱変換素子と該電気熱変換素子を駆動
するための駆動回路と基板の温度を検出するセンサとが
形成された同一基板上（素子基体上）に、半導体製造プ
ロセスによって設けられていてもよく、第２および第３
の実施形態における、メモリからの読み出しに使用する
クロック信号は、第４の実施形態と同様に、記録データ
の入力に用いられるクロックを分周して得られたもので
もよい。

【０２１８】なお、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。

【０２１９】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。

【０２２０】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。

【０２２１】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。

【０２２２】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。

【０２２３】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。

【０２２４】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。

【０２２５】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。

【０２２６】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。

【０２２７】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。

【０２２８】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。

【０２２９】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。

【０２３０】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。

【０２３１】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。

【０２３２】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【０２３３】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【０２３４】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【０２３５】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。

【０２３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の第１の態様
によれば、記録ヘッドの状況を検知するための素子から
の出力をすべて基板上でデジタル化してから、外部にデ
ジタル情報として出力するので、例えば、基板の温度や
電気熱変換体の抵抗値やその電気熱変換体を駆動するパ
ワートランジスタのＯＮ抵抗などを表す情報は、デジタ
ル値として記録ヘッドから外部の記録装置へ送られるた
め、途中の配線等を通る際の、例えば、電源ノイズ、Ｇ
ＮＤノイズ、カップリングノイズ、放射ノイズのなどの
影響を受けにくく信号の読取精度が向上し、これによっ
て、ノイズの影響を受けない正確な記録ヘッド駆動制御
を行なうことができるという効果がある。

【０２３７】また、記録装置側としては、従来は記録ヘ
ッドからのアナログ出力をデジタル情報に変換するため
のＡ／Ｄ変換器等が不用となる。

【０２３８】更に、電源ノイズ、ＧＮＤノイズを低減す
るためのノイズ除去手段が不用となることから、装置全
体としてのの簡素化、省スペース化などが期待できる。

【０２３９】また、本発明の第２の態様によれば、メモ
リに格納されたインクを吐出する複数の記録素子の記録
特性の読み出しや、アナログ信号のデジタルデータへの
変換を、複数の記録素子を駆動するために用いる、記録
信号のクロック信号やラッチ信号を利用して行うことが
できるので、記録ヘッドに入力する信号数を削減し、そ
の信号入力に必要なパッドの数を減らすことができると
いう効果がある。

【０２４０】これによって、記録ヘッド回路基板のサイ
ズを小型化するとともに、その小型化とパッド数の削減
に伴って、回路の生産コストを削減することができる。

【０２４１】さらに、記録ヘッドに入力する信号数を削
減に伴って、信号線の数が減ることによりノイズの発生
を抑制され、さらに、そのノイズ発生の抑制からノイズ
による誤動作を防止でき、記録ヘッドを高い信頼性を維
持して動作させることができる。

【０２４２】更に、本発明の第３の態様によれば、記録
データの転送に使用するクロックに同期して記録ヘッド
からの情報をデジタル信号でシリアル出力することがで
きる。これにより、装置本体側にＤ／Ａコンバータを設
ける必要がなくなると共に、伝送する情報量が増えても
信号線が増えることがない。従って、機器の大型化やコ
ストアップもなく、ノイズ源となるクロック信号も１本
のみで環境への影響も少ない。しかもデジタル転送によ
る安定したヘッド情報転送が可能となる。

【０２４３】また、記録と同時に、データ転送時間を制
限することなく情報取得が可能となるので、記録の高速
化と、記録ヘッドから転送された情報を利用した細かな
制御が可能となる。

【０２４４】また更に、本発明の第４の態様によれば、
記録動作のため第１の周波数のクロックに従って記録デ
ータをシフトレジスタに入力する一方、その第１の周波
数のクロックを分周して第２の周波数のクロックを生成
し、記録ヘッド内部の温度を検出する温度検出回路では
第２の周波数のクロックに従って、検出温度を示す信号
を出力するので、たとえ、記録動作のために記録データ
の入力速度が速くなっても、検出温度を示す信号の出力
は低く抑えられるので、温度検出のための回路の作動速
度が遅くても良いという効果がある。

【０２４５】これによって、温度検出のための回路を記
録データの高速転送に対応させて高速化する必要がな
く、その高速化のために必要なコストを抑えることがで
きる。

【０２４６】従って、コストをかけない記録ヘッドの温
度制御と記録データの高速転送の両立が可能となる。

【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】インクタンクとヘッドとが分離可能なインクカ
ートリッジＩＪＣの構成を示す外観斜視図である。

【図４】第１の実施形態の記録ヘッド基板の構成を示す
ブロック図である。

【図５】素子ブロックの回路図である。

【図６】Ａ／Ｄ変換器と素子ブロックの関係を示すブロ
ック図である。

【図７】変形例のＡ／Ｄ変換器と素子ブロックと不揮発
性メモリとの関係ブロック図である。

【図８】従来例を説明する記録ヘッド基板のブロック図
である。

【図９】Ａ／Ｄ変換器の構成を示す図である。

【図１０】図９に示す回路の動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。

【図１１】温度状態、ヒータ抵抗値、トランジスタＯＮ
抵抗値がある一定の範囲内で変化したときのそれに対応
するヒートトパルス幅を決定するためのテーブルを示す
図である。

【図１２】同一基板上に形成された記録ヘッドの回路構
成を示す図である。

【図１３】図１２に示す記録ヘッドに入出力される各種
信号のタイムチャートである。

【図１４】シフトレジスタ１つ１つの内部構成を示す回
路図である。

【図１５】ＲＯＭ１１１４各々の内部構成を示す図であ
る。

【図１６】第２の実施形態の記録ヘッドＩＪＨに実装さ
れる回路基板の構成を示す図である。

【図１７】シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）１１５６の構成を
示す回路図である。

【図１８】ラッチ回路（Ｌａｔｃｈ）１１５４の構成を
示す回路図である。

【図１９】１つのシフトレジスタ（Ｓ／Ｒ０〜９）１１
０７′の構成を示す回路図である。

【図２０】スタータ回路１１４０の構成を示す回路図で
ある。

【図２１】ＲＯＭ１１１４′の構成を示す回路図であ
る。

【図２２】記録ヘッドの動作に係る種々の制御信号を示
すタイムチャートである。

【図２３】記録ヘッドＩＪＨに実装される回路基板の変
形例の構成を示す図である。

【図２４】第３の実施形態の記録ヘッドとヘッド制御部
との接続を示すブロック図である。

【図２５】記録データを転送する際のタイミングチャー
トである。

【図２６】コンパレータの動作フローチャートである。

【図２７】ヒューズＲＯＭの動作フローチャートであ
る。

【図２８】記録データと共に記録ヘッド情報を送信する
際のタイミングチャートである。

【図２９】第４の実施形態の記録ヘッドＩＪＨの回路基
板表面の模式図である。

【図３０】記録ヘッドの回路基板に実装される回路の構
成を示すブロック図である。

【図３１】図３０に示す回路で扱う種々の信号のタイム
チャートである。

【図３２】記録ヘッドの回路構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０１ 半導体基板 １０２ ヒータアレイ １２０ 素子ブロック １３０ Ａ／Ｄ変換回路 １４０ 判定回路ブロック １１０１、１１０３、１１５３、１１５５、１１５７、
１３１６〜１３１９、１３５８ 入力パッド １１１５、１１３７ 出力パッド １１０２、１１２０〜１１２３ インバータ １１０７、１１０７′、１１５６ シフトレジスタ １１１４、１１１４′ ＲＯＭ １１１６〜１１１９ 入力ノード １１２４ 定電圧源 １１２５〜１１２９ 抵抗 １１３０〜１１３３ アナログスイッチ １１３５ コンパレータ １１３８ 記憶素子 １１３９ ＯＲゲート １１４０ スタータ回路 １１５０ ヒータ １１５１ スイッチ １１５２ ＡＮＤ回路 １１５４ ラッチ回路 １２６０〜１２６３ ＯＲゲート ２０００ 分周回路（ＤＶ） ２００１ 回路基板 ２００２ ヒータ列 ２００３ 論理回路部 ２００４ コンタクトパッド列 ２００５ 温度検出回路部 ２１０１ シフトレジスタ（ＳＲ） ２１０２ ラッチ回路（ＬＴ） ２１０３ ヒータ（ＨＴ） ２１０４ 基準電圧発生部（ＲＦ） ２１０５ 切換回路（ＳＷ） ２１０６ 比較器（ＣＰ） ２１０７ 温度検出センサ（ＤＴ） ９０００ 記録ヘッドの半導体基板 ９００１ シフトレジスタ ９００２ 駆動ロジック ９００３ ノズル ９００４ 温度検出部 ９００５ コンパレータ ９００６ ヒューズＲＯＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 貴 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 (72)発明者 太田 和樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA23 EA24 EB07 EB29 EB30 EC28 FA03 HA05 HA09 HA51 2C057 AF34 AF82 AG46 AG83 AK02 AK05 AK09 AL11 AL25 AR14 AR20 BA03 BA13

Claims (43)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するために利用される熱エ
   ネルギーを発生するための電気熱変換素子と該電気熱変
   換素子を駆動するための駆動回路とが同一の素子基体上
   に設けられた記録ヘッドであって、 前記素子基体の状態を検知しアナログ出力を行なうセン
   サと、 前記センサのアナログ出力をデジタル値に変換するＡ／
   Ｄ変換器とを有し、 前記センサと前記Ａ／Ｄ変換器とが前記素子基体上に設
   けられていることを特徴とする記録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記駆動回路は、 前記電気熱変換体を駆動するパワートランジスタと、 前記パワートランジスタを駆動するための記録データを
   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記録データをラッチす
   るラッチ回路とを含む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】 前記素子基体の状態とは、前記素子基体
   の温度、前記電気熱変換体の抵抗値、前記パワートラン
   ジスタのＯＮ抵抗値の少なくとも１つを含むことを特徴
   とする請求項２に記載の記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記センサは、前記素子基体の温度を検
   知するための温度特性が既知のｐ−ｎ接合ダイオード、
   前記電気熱変換体の抵抗値を検知するために前記電気熱
   変換体と同一材料、同一プロセスで形成された抵抗、前
   記パワートランジスタのＯＮ抵抗を検知するために前記
   パワートランジスタと同一の導伝型で、同一プロセスで
   形成されたトランジスタで構成されていることを特徴と
   する請求項３に記載の記録ヘッド。
5. 【請求項５】 前記電気熱変換体の抵抗値を表すデジタ
   ル情報と、前記パワートランジスタのＯＮ抵抗を表すデ
   ジタル情報とを格納する不揮発性メモリをさらに、前記
   素子基体上に備えることを特徴とする請求項４に記載の
   記録ヘッド。
6. 【請求項６】 前記不揮発性メモリは、ＥＰＲＯＭ、Ｅ
   ＥＰＲＯＭ、フューズ式ＲＯＭの少なくとも１つを含む
   ことを特徴とする請求項５に記載の記録ヘッド。
7. 【請求項７】 前記不揮発性メモリには、工場出荷時に
   測定された前記電気熱変換体の抵抗値を表すデジタル情
   報と前記パワートランジスタのＯＮ抵抗を表すデジタル
   情報とを格納することを特徴とする請求項５に記載の記
   録ヘッド。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載の記録
   ヘッドを用いて記録を行なう記録装置であって、 前記センサから出力されデジタル値に変換された情報を
   受信して、前記デジタル情報に基づいて、前記記録ヘッ
   ドの駆動制御を行なう制御手段を有することを特徴とす
   る記録装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至７のいずれかに記載の記録
   ヘッドと、 前記記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタン
   クとを有することを特徴とするヘッドカートリッジ。
10. 【請求項１０】 インクを吐出するために利用される熱
    エネルギーを発生するための電気熱変換素子と該電気熱
    変換素子を駆動するための駆動回路とが同一の素子基体
    上に設けられた記録ヘッド素子基板であって、 前記基板の状態を検知しアナログ出力を行なうセンサ
    と、 前記センサのアナログ出力をデジタル値に変換するＡ／
    Ｄ変換器とを有し、 前記センサと前記Ａ／Ｄ変換器とが前記基板上に設けら
    れていることを特徴とする記録ヘッド素子基板。
11. 【請求項１１】 前記駆動回路は、 前記電気熱変換体を駆動するパワートランジスタと、 前記パワートランジスタを駆動するための記録データを
    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記録データをラッチす
    るラッチ回路とを含むことを特徴とする請求項１０に記
    載の記録ヘッド素子基板。
12. 【請求項１２】 前記基板の状態とは、前記基板の温
    度、前記電気熱変換体の抵抗値、前記パワートランジス
    タのＯＮ抵抗値の少なくとも１つを含むことを特徴とす
    る請求項１１に記載の記録ヘッド素子基板。
13. 【請求項１３】 前記センサは、前記基板の温度を検知
    するための温度特性が既知のｐ−ｎ接合ダイオード、前
    記電気熱変換体の抵抗値を検知するために前記電気熱変
    換体と同一材料、同一プロセスで形成された抵抗、前記
    パワートランジスタのＯＮ抵抗を検知するために前記パ
    ワートランジスタと同一の導伝型で、同一プロセスで形
    成されたトランジスタで構成されていることを特徴とす
    る請求項１２に記載の記録ヘッド素子基板。
14. 【請求項１４】 前記電気熱変換体の抵抗値を表すデジ
    タル情報と、前記パワートランジスタのＯＮ抵抗を表す
    デジタル情報とを格納する不揮発性メモリをさらに、前
    記基板上に備えることを特徴とする請求項１３に記載の
    記録ヘッド素子基板。
15. 【請求項１５】 前記不揮発性メモリは、ＥＰＲＯＭ、
    ＥＥＰＲＯＭ、フューズ式ＲＯＭの少なくとも１つを含
    むことを特徴とする請求項１４に記載の記録ヘッド素子
    基板。
16. 【請求項１６】 前記不揮発性メモリには、工場出荷時
    に測定された前記電気熱変換体の抵抗値を表すデジタル
    情報と前記パワートランジスタのＯＮ抵抗を表すデジタ
    ル情報とを格納することを特徴とする請求項１４に記載
    の記録ヘッド素子基板。
17. 【請求項１７】 インクジェット方式に従ってインクを
    吐出して記録を行う記録ヘッドであって、 インクを吐出する複数の記録素子の記録特性を格納した
    メモリと、 アナログ信号をデジタルデータに変換して出力する変換
    回路と、 前記複数の記録素子を入力される記録信号に従って駆動
    する駆動回路とを有し、 前記メモリからの記録特性の読み出しを前記記録信号を
    入力するために用いるクロック信号とラッチ信号とを利
    用して行い、 さらに、前記変換回路からのデジタル信号の出力を前記
    クロック信号を利用して行うことを特徴とする記録ヘッ
    ド。
18. 【請求項１８】 前記駆動回路が駆動する複数の記録素
    子各々は、 ヒータと、 前記ヒータに対する通電のオン／オフを制御するスイッ
    チと、 前記ヒータからの発熱によって加熱されるインクを吐出
    する吐出ノズルとを含むことを特徴とする請求項１７に
    記載の記録ヘッド。
19. 【請求項１９】 前記駆動回路は、シフトレジスタとラ
    ッチ回路とを有することを特徴とする請求項１８に記載
    の記録ヘッド。
20. 【請求項２０】 前記駆動回路は、 前記ヒータに対してヒートパルス信号を入力する第１の
    入力パッドと、 前記シフトレジスタに記録信号を入力する第２の入力パ
    ッドと、 前記クロック信号を入力する第３の入力パッドと、 前記ラッチ回路に対するラッチ信号を入力する第４の入
    力パッドとを有することを特徴とする請求項１９に記載
    の記録ヘッド。
21. 【請求項２１】 前記メモリは、 複数のＲＯＭと、 前記複数のＲＯＭ各々に１対１に対応した複数のシフト
    レジスタとを含み、 前記第３の入力パッドから入力される前記クロック信号
    に従って、前記複数のシフトレジスタから前記複数のＲ
    ＯＭ各々に読み出し信号を出力し、前記複数のＲＯＭ各
    々に格納された情報をシリアルに出力することを特徴と
    する請求項２０に記載の記録ヘッド。
22. 【請求項２２】 前記変換回路は、前記複数のシフトレ
    ジスタから出力される前記読み出し信号を入力してアナ
    ログ／デジタル変換を行うための閾値信号を発生するこ
    とを特徴とする請求項２１に記載の記録ヘッド。
23. 【請求項２３】 前記変換回路は、前記複数のシフトレ
    ジスタから出力される前記読み出し信号の周波数を低減
    する低減回路を有することを特徴とする請求項２２に記
    載の記録ヘッド。
24. 【請求項２４】 前記変換回路は、前記低減回路によっ
    て低減された周波数に従って、前記アナログ信号に対す
    るアナログ／デジタル変換を行うことを特徴とする請求
    項２３に記載の記録ヘッド。
25. 【請求項２５】 前記アナログ信号は、記録ヘッドの内
    部温度を測定する温度センサからの出力であることを特
    徴とする請求項１７に記載の記録ヘッド。
26. 【請求項２６】 請求項１７乃至２５のいずれかに記載
    の記録ヘッドを用いた記録装置。
27. 【請求項２７】 入力された記録信号に従って記録を行
    う記録ヘッドであって、 前記記録ヘッドに関する情報を格納した不揮発性メモリ
    と、 前記メモリに格納された情報を、前記記録信号を入力す
    るために用いるクロック信号とラッチ信号とを利用し
    て、前記記録信号の入力される期間内にシリアル形式で
    外部に出力する出力手段とを備えていることを特徴とす
    る記録ヘッド。
28. 【請求項２８】 前記記録ヘッドの状態に関する情報を
    デジタルデータに変換し、変換されたデジタルデータ
    を、前記記録信号を入力するために用いるクロック信号
    とラッチ信号とを利用して、前記記録信号の入力される
    期間内にシリアル形式で外部に出力する変換手段を更に
    備えていることを特徴とする請求項２７に記載の記録ヘ
    ッド。
29. 【請求項２９】 前記不揮発性メモリは、前記記録ヘッ
    ドの識別情報を格納することを特徴とする請求項２７ま
    たは２８に記載の記録ヘッド。
30. 【請求項３０】 前記不揮発性メモリは、ＥＰＲＯＭ、
    ＥＥＰＲＯＭ、フューズ式ＲＯＭの少なくとも１つを含
    むことを特徴とする請求項２７乃至２９のいずれかに記
    載の記録ヘッド。
31. 【請求項３１】 前記出力手段は、前記クロック信号に
    同期して前記メモリに格納された情報を１ビットずつ出
    力することを特徴とする請求項２７乃至３０のいずれか
    に記載の記録ヘッド。
32. 【請求項３２】 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２７乃至３１のいずれかに記載の記録ヘッ
    ド。
33. 【請求項３３】 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３２に記載の記
    録ヘッド。
34. 【請求項３４】 前記記録ヘッドの状態に関する情報
    は、前記熱エネルギー変換体の設けられた部分の温度に
    関する情報であることを特徴とする請求項３３に記載の
    記録ヘッド。
35. 【請求項３５】 請求項２７乃至３４のいずれかに記載
    の記録ヘッドを用いた記録装置。
36. 【請求項３６】 温度情報を記録データの入力に従って
    出力することができる記録ヘッドであって、 第１の周波数のクロックに従って記録データを入力する
    シフトレジスタと、 前記記録データに従って通電され発熱するヒータと、 記録ヘッド内部の温度を検出する温度検出回路と、 前記第１の周波数のクロックを分周して第２の周波数の
    クロックを生成する分周回路とを有し、 前記温度検出回路は前記第２の周波数のクロックに従っ
    て、検出温度を示す信号を出力することを特徴とする記
    録ヘッド。
37. 【請求項３７】 前記温度検出回路は、 温度センサと、 基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、 前記第２の周波数のクロックに従って、前記基準電圧を
    変化させる切換回路と、 前記温度センサからの出力電圧と前記切換回路からの基
    準電圧とを比較し、該比較結果を前記検出温度を示す信
    号として出力する比較回路とを有することを特徴とする
    請求項３６に記載の記録ヘッド。
38. 【請求項３８】 前記分周回路は、前記第１の周波数の
    クロックを２分周することを特徴とする請求項３６に記
    載の記録ヘッド。
39. 【請求項３９】 前記シフトレジスタに格納された記録
    データをラッチするラッチ回路をさらに有することを特
    徴とする請求項３６に記載の記録ヘッド。
40. 【請求項４０】 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３６に記載の記録ヘッド。
41. 【請求項４１】 前記インクジェット記録ヘッドは、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４０に記載の
    記録ヘッド。
42. 【請求項４２】 請求項３６乃至４１のいずれかに記載
    の記録ヘッドを用いた記録装置。
43. 【請求項４３】 請求項１７、２７および３６のいずれ
    かに記載の記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給するイ
    ンクを貯留するインクタンクとを有する記録カートリッ
    ジ。