JP2008149687A - インクジェット記録ヘッド用基板および該基板を用いるインクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッド固有データ記録時に層間絶縁膜および保護膜に損傷を与えることなく記録することが可能であり、配置する位置の制約が不要である信頼性の高い記憶素子を備えたインクジェット記録用基板およびインクジェット記録ヘッドを提供すること。
【解決手段】記録素子基板７００内に、電気熱変換素子１１０と同じ材料、工程で形成した情報記憶素子１０１を用いて、その抵抗値を変化させて情報の記憶を可能にし、その情報記憶素子１０１から情報を読み出す。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッド用基板および該基板を用いるインクジェット記録ヘッドに関するものである。

インクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であり、高速な記録が可能であること、様々な記録媒体に対して記録することが可能であること、記録の際の騒音がほとんど生じないことなどの特徴をもつ。このようなことから、インクジェット記録装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等の記録機構を担う装置として広く採用されている。

インクジェット記録ヘッドは、種々の方式により吐出するインク滴を形成するものが知られている。その中でも、インク吐出のためのエネルギとして熱を利用するインクジェット記録ヘッドは、高密度のマルチノズル化を比較的容易に実現でき、高解像度、高画質で高速な記録が可能である。

このような記録ヘッドに、記録ヘッド自身のＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）コードやインク吐出機構の駆動特性といった記録ヘッド固有の情報を読み出し自在に記憶させるため、記録ヘッド基体にＲＯＭ（Ｒｅｓｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を搭載することがある。この機能は、インクジェット記録装置本体に着脱可能なインクジェット記録ヘッドを用いる場合、記録時にその記録ヘッド固有の情報を得て最適な駆動を行う上で非常に有効な手段である。例えば、記録ヘッドにＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）を搭載することが特許文献１に開示されている。しかし特許文献１の記録ヘッドは、ＥＥＰＲＯＭを記録ヘッド基体上ではなく記録ヘッドとは別個に搭載しているため、構造が複雑になるうえ生産性も良好ではなく、装置の小型軽量化も阻害している。さらに、このようなＲＯＭは大容量の情報を記憶させるには有用であるが、記憶させるべき情報が大容量でない場合にはコスト的に不利となる。

また、特許文献２、特許文献３、特許文献４には、記録ヘッド基体であるベースプレートにヒューズアレイからなるＲＯＭをインク吐出機構などの層膜と共に形成することが開示されている。この場合、記録ヘッド基体の製造工程においてベースプレートにインク吐出機構などの層膜を形成するとき、ＲＯＭとなるヒューズアレイを同時に形成することが出来る。例えば、このヒューズアレイと同時にロジック回路を形成し、記録ヘッド完成後にそのロジック回路を制御することにより選択的にヒューズを溶断すれば、その溶断の有無により各ヒューズに２値の情報を保持させることができる。このような記録ヘッド基体にＲＯＭを備えた記録ヘッドは、記録ヘッド基体とは別個にＲＯＭチップを用意する必要がないため、構造が複雑になることがなく、生産性も良好であり、かつ、小型軽量化も実現することができる。

図１０は、記録ヘッド基体にＲＯＭを備えた従来のインクジェット記録装置の記録ヘッドを表わした断面図である。図１０（ａ）は通常の記録ヘッドの状態を表わしており、図１０（ｂ）は層間絶縁膜８０４および保護膜８０６にクラックが入った状態を表わしている。

一般的なインクジェット記録装置では、記録ヘッドの表面の大部分はインク保持部で形成されており、図１０（ａ）からもわかるように、ヒューズ素子８０３とインク液８０８との間には、層間絶縁膜８０４と保護膜８０６が存在している。図１０（ａ）には単一のヒューズ素子８０３のみが示されているが、記録ヘッド基体上には実際には複数のヒューズ素子が設けられており、これらのヒューズ素子を選択的に溶断することで、ヒューズ素子の個数の２乗分のデータを保持することができる。

しかしながら、ヒューズ素子の溶断には熱を伴い、ヒューズ素子の個数が増えればその分必然的に多大な熱量が発生することになる。その結果、図１０（ｂ）のように層間絶縁膜８０４および保護膜８０６にクラックが入ることがあった。このようにクラックが入った場合、インク８０８がクラックを通って浸透してヒューズ素子８０３まで達し、その浸透したインク８０８によって溶断されたヒューズ素子８０３が短絡したり、ヒューズ電極が腐食することも考えられる。特に、ヒューズ素子の溶断やデータ読み取りの動作制御を行うロジック回路をヒューズ素子の近くに配置した場合、クラックから侵入したインクがロジック回路にまで達してロジック回路が汚損され、誤動作を起こす原因ともなり得る。

そのため特許文献５には、インク保持部と、ヒューズアレイおよびロジック回路とを離して配置してインクの侵入を防止する構成が記載されている。

特開平３−１２６５６０号公報 特開平８−１７７７３２号公報 米国特許第５３６３１４号明細書 米国特許第５５０４５０７号明細書 特開２０００−１２７４０３号公報

しかし近年の記録ヘッドでは、記録の高解像度化、高画質化および高速化の要望に応えるため、記録ヘッドを構成する１つのベースプレートに、インクを供給するためのインク供給口を複数有し、各インク供給口に対応して複数のヒータを高密度で配列している。そのため、記録ヘッドに用いるベースプレート上はヒータ電源配線、ロジック回路および駆動素子等で大部分が占められてしまい、特別なヒューズ素子をインク保持部から離れた場所に配置することが困難となっている。

よって本発明は、層間絶縁膜および保護膜に損傷を与えることなく情報を記憶させることが可能であり、これによって信頼性高く情報を保持可能で、しかも配置する位置の制約のない記憶素子を備えたインクジェット記録ヘッド用基板を提供することを目的とする。さらにそのインクジェット記録ヘッド用基板を具えたインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。

そのため本発明のインクジェット記録ヘッド用基板は、インクを吐出するためのエネルギを発生する素子を具えたインクジェット記録ヘッド用基板において、熱処理の温度に対応した抵抗値を有し、該抵抗値を読み取ることができるよう通電が可能に形成された抵抗体を情報記憶素子として具えたことを特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録ヘッドは、上記に記載のインクジェット記録ヘッド用基板と、前記エネルギを発生する素子をなす抵抗体の発熱に応じてインクを吐出するための吐出口と、を具えたことを特徴とする。

本発明によれば、熱処理を施すことによって抵抗値が変化する抵抗体を情報記憶素子として用い、これに通電することによって得た抵抗値を情報として読み取ることが可能な構成とした。これにより、ヒューズの溶断を伴うものなどのように大きな発熱が生じないため、高温層間絶縁膜および保護膜に損傷を与えることなく情報を記憶させ、かつこれを信頼性高く保持させることが可能となる。また、インクを吐出するためのエネルギを発生する素子を、通電に応じて熱エネルギを発生する抵抗体とする場合、該抵抗体と前記情報記憶素子をなす抵抗体とを同一材料および同一工程で形成することが可能となる。また、これにより配置する位置の制約も緩和することが可能となる。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態を詳細に説明する。
図７は、本実施形態の記録ヘッドを搭載可能なインクジェット記録装置を表わした平面図である。図７において、オートシートフィーダ（ＡＳＦ）５０５に搭載された記録媒体５０８は、給紙モータ５１０が駆動することで、インクジェット記録装置５００内に供給される。その後記録媒体５０８は、搬送モータ５０２の駆動によって回転する搬送ローラ５０６によって記録位置まで搬送される。記録媒体５０８は記録位置において不図示のプラテンによって平坦な記録面を形成するように支持される。

キャリッジモータ５０４が駆動することによって、モータプーリ５０７、タイミングベルト５１１を介して、ガイドシャフト５０３に支持されたキャリッジ５０２が主走査方向（矢印α方向）に往復移動する。キャリッジ５０２には記録ヘッドとインクタンクとを内蔵したインクカートリッジ５０９が搭載されており、記録媒体５０８の搬送とキャリッジ５０２の移動を交互に繰り返しながら記録ヘッドからインクを吐出することで記録が行われる。

図８は、本実施形態のインクカートリッジ５０９を表わした図であり、図８（ａ）は下方向から見た斜視図、図８（ｂ）は上方向から見た斜視図である。インクタンク６０２の内部には、内部にインクを保持し負圧を発生させるための不図示の吸収体を備えており、記録ヘッド６０１へ適切な量のインクを供給可能に構成されている。インクタンク６０２の下部には記録ヘッド６０１が備えられており、インクタンク６０２から記録ヘッド６０１に供給されたインクは、記録ヘッド６０１が記録データを受信することで記録ヘッド６０１に備えられた不図示の吐出口から吐出される。

図９は、本実施形態の記録ヘッド６０１を部分的に破断して表わした斜視図である。記録ヘッド用基板である記録素子基板７００は厚さ０．５ｍｍから１ｍｍのＳｉ基板にインク供給口７０１やインク流路７０４などが形成されたものである。長溝状の貫通口であるインク供給口７０１は、Ｓｉの結晶方位を利用した異方性エッチングやサンドブラストなどの方法で形成したものである。インクが供給されるインク供給口７０１の両側には、複数のエネルギ発生素子である電気熱変換素子７０２が配置されており、その各電気熱変換素子７０２に対応した吐出口７０３が電気熱変換素子７０２の上部に設けられている。インク供給口７０１から供給されたインクはインク流路７０４を通って各吐出口７０３に供給され、電気熱変換素子７０２が作動することによりインク滴となって吐出口７０３から吐出される。

本実施形態では、記録ヘッドの固有情報を記録するための記憶素子として、従来用いていたヒューズ素子に換わり、情報記憶素子を用いて固有情報の記録を行う。ここで、本実施形態で用いる情報記憶素子について詳述する。

図１は、第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド用基板（記録素子基板）７００を表した図であり、内部に設けられた回路の構成がわかるように模式的に示したものである。情報記憶素子１０１は、インク滴を吐出するために用いる電気熱変換素子１１０と同一材料、同一工程で形成された抵抗体であり、特別な材料や工程を必要とすることなく形成が可能となっている。本実施形態の情報記憶素子１０１および電気熱変換素子１１０は、ＣｒおよびＳｉからなる合金ターゲットを用いて窒素雰囲気内で行う反応性スパッタリング法を用いて形成されている。この形成方法で形成されるＣｒＳｉＮ薄膜は一般的にアモルファスの薄膜（非晶質薄膜）である。一般的にアモルファス合金の電気抵抗は結晶状態の合金と比べて比較的大きな値になることが知られており、本実施形態で形成したＣｒＳｉＮ薄膜も例外ではなく、電気抵抗値の高いものとなっている。この抵抗値の高いＣｒＳｉＮ薄膜は、４００℃から７００℃の熱処理を行うことで、ＣｒＳｉの微結晶が形成され、低抵抗で結晶的に安定した構造が形成されることがわかっている。また、この抵抗値の高いＣｒＳｉＮ薄膜は、上記の熱処理よりも低い温度（２００℃以上４００℃未満）を加えることで、加えた温度に伴った抵抗値を有するようになることがわかっている。

そこで、本実施形態ではこの現象を利用して電気熱変換素子１１０および情報記憶素子１０１を形成する。つまり、本実施形態では、電気熱変換素子１１０として用いるＣｒＳｉＮ薄膜には４００℃から７００℃の熱を加える処理を行うことで、結晶的に安定し、低抵抗化させたものを用いる。また、情報記憶素子１０１として用いるものには、２００℃以上４００℃未満の温度で処理を行い、各情報記憶素子１０１に夫々固有の抵抗値を持たせるというものである。

本実施形態では、ＣｒＳｉＮ薄膜に熱を加えて各素子（電気熱変換素子１１０および情報記憶素子１０１）を形成する際は、ＣｒＳｉＮ薄膜にパルス電圧を印加することによるＣｒＳｉＮ薄膜の自己発熱を利用する。つまり、印加するパルス数を変えることで発熱温度を変え、これによって所望の状態を得ることができる。

図２は、情報記憶素子１０１の抵抗値の変化をパルス数ごとに表したグラフである。パルス電圧を加えない状態では高い抵抗値を有しているが、パルス数を増やすにしたがって徐々に抵抗値が下がっていき、特定のパルス数を超えた辺りで抵抗値の変化は少なくなっているのがわかる。

この抵抗値の変化を利用して、記憶させるべき情報に対応させた２以上の抵抗値を呈するようにすることができる。例えば、抵抗値の高い状態と、抵抗値が低い状態と、これらの間の任意の中間状態の抵抗値とを利用して、少なくとも３値の情報を記憶することが可能である。記憶される情報としては、例えば記録ヘッドの製造上のばらつきに起因した記録ヘッド固有の駆動特性の違いなどである。そして、これをいくつかのランク（例えば３ランク）に分類し、情報記憶素子１０１がそのランクに対応した抵抗値を呈するように処理することができる。かかる処理は、例えば基板ないしは記録ヘッド製造後の検査工程に伴って行われるものとすることができる。これにより、記録ヘッドが記録装置に搭載されて使用されるときに、記録装置がその抵抗値（ランク情報）を読み取ることで、その記録ヘッドに適した条件にて駆動を行うことができる。

再び図１を参照するに、記録素子基板７００は、Ｓｉでなる基体上に電気熱変換素子１１０および情報記憶素子１０１への通電を制御するための駆動素子と所要の配線とを、半導体製造プロセスを用いて形成してなるものである。

情報記憶素子１０１は電気熱変換素子１１０の列の延長上に並置されており、電気熱変換素子１１０を駆動する電圧と同じ電圧を用いるように設計されている。したがって、電気熱変換素子１１０に電圧を供給する電源とは別に新たに電源を増やすことなく情報記憶素子１０１に電圧パルスを印加することができる。情報記憶素子１０１を電気熱変換素子１１０と同じ電圧で駆動させるということは、情報記憶素子１０１を駆動させるために用いる第２の駆動素子１０２が、電気熱変換素子１１０を駆動させる第１の駆動素子１０３と同じ電圧に耐えられるものでなければならない。そこで、電気熱変換素子１１０を駆動する第１の駆動素子１０３と同じ構造および工程で第２の駆動素子１０２を形成することで、製造時に別の工程を追加すること無しに必要な耐圧特性をもった第２の駆動素子１０２を形成することができる。

なお、第２の駆動素子１０２を駆動させる電圧よりも、第２の駆動素子１０２に選択的に駆動信号を送る論理回路１０４の作動電圧（ロジック電圧）は一般に低いため、そのままでは第２の駆動素子１０２を駆動することができない。そのため、論理回路１０４で選択された信号で第２の駆動素子１０２を駆動することができるように、第２の駆動素子１０２の前に昇圧回路１０６を設けている。ここで、電気熱変換素子１１０を駆動する第１の駆動素子１０３についてもまた同様であり、同じ構成の昇圧回路（不図示）を用いている。また、この昇圧回路で用いる電源電圧は、同じ記録素子基板７００内に設けられた電源（不図示）を用いる。

第２の駆動素子１０２を選択する選択信号と第１の駆動素子１０３を選択する選択信号とは、ともに同じ信号系に構成されており、第１の駆動素子１０３を選択する論理回路と並列に第２の駆動素子１０２を選択する論理回路１０４が接続されている。すなわち、第１の駆動素子１０３に選択信号を送る信号線、時分割駆動信号用のデコーダ（DECODER）、ラッチ回路（ＬＴ）、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）および外部からの信号入力用パッド（不図示）は、第１および第２の駆動素子について共用されている。したがって、新規の信号線や配線領域、回路等を追加することなく、情報記憶素子１０１を駆動する第２の駆動素子１０２を選択することができる。

図１からもわかるように、本実施形態では情報記憶素子１０１を選択的に起動するための第２の駆動素子１０２は、第１の駆動素子１０３のなす列の延長上にあり、そのうちの１つは、最外位置の第１の駆動素子１０３に隣接して配置してある。

以上のような構成にすることで、論理回路１０４から情報記憶素子１０１までの構成が、論理回路１０４から電気熱変換素子１０３までの構成と等しくなる。したがって、インク供給口Ｈ１１０２の基板開口部や信号線の配置に影響を与えることがなく、記録素子基板７００を容易に製造することができ、記録素子基板７００のサイズアップを抑えることができる。さらに、インク供給口１１１を挟んで両側に同じように各部回路を並べることで、記録素子基板７００上のスペースを有効に活用でき、高密度な情報記憶素子の配置が可能となっている。

このように構成された記録素子基板７００において、各情報記憶素子１０１に情報を記憶させる際には、各情報記憶素子１０１に対応した第２の駆動素子１０２を選択的に駆動することで、情報記憶素子１０１に個別に２４Ｖのパルス電圧を印加する。具体的には、０．１μｓｅｃから１００μｓｅｃのパルス電圧（情報記憶素子１０１の自己発熱が２００℃以上４００℃未満の温度に相当）を端子１１２ａに印加することで、各情報記憶素子１０１を所望の抵抗値に変化させる。この変化させた情報記憶素子１０１の抵抗値を、記録ヘッドの固有情報とリンクさせて情報を記憶することができる。また、電気熱変換素子１１０として用いるために形成したものには、４００℃から７００℃の自己発熱を発生しうる２４Ｖのパルス電圧を印加して、結晶の安定した低抵抗の電気熱変換素子１１０を形成する。

なお本発明者らは、電気熱変換素子１１０として形成するために用いる自己発熱の温度である７００℃でも、電気熱変換素子１１０の上部にある層間絶縁膜および保護膜に損傷を受けることは無く、クラックの発生も無いことを確認した。よって、７００℃よりも低い温度で電気熱変換素子１１０を形成するときにも層間絶縁膜および保護膜は損傷を受けないことは言うまでもない。また、情報記憶素子１０１に情報を記憶するときにはそれより低い温度で情報記憶が行われるので、層間絶縁膜および保護膜が損傷を受けないことは勿論である。

図３は、情報記憶素子１０１を用いて情報を保持する回路の等価回路を表した図であり、図４は、出力されたアナログ出力をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と記録素子基板７００との関係を表したブロック図である。
記憶した情報の読み出しの際には、端子１１２ａに読み出し電圧として、例えば３．３Ｖを印加後、読み出す情報記憶素子１０１に対応した第２の駆動素子１０２を駆動させる。その結果、カウント端子１１２ｂから、情報記憶素子１０１の有する抵抗値に応じた電圧降下の情報を得ることによって、情報記憶素子１０１の抵抗情報すなわち記録ヘッドの固有情報を得ることができる。これは、抵抗値の高い状態（熱処理を行わない状態であってもよい）と抵抗値が低い状態との２値に対応したものであってもよいし、さらにこれらの間の任意の中間状態の１以上の抵抗値を利用することで３値以上の情報に対応したものでもよい。ここで得られた抵抗情報は、Ａ／Ｄ変換器１１３によってデジタル信号へと変換される。例えば、得られた抵抗情報が、ある抵抗値Ｒ１よりも大きい場合はＨｉ、抵抗値Ｒ２以上で抵抗値Ｒ１（＞Ｒ２）未満の場合はＭｉｄ、抵抗値Ｒ２未満であればＬｏｗとなるようにＡ／Ｄ変換器に３値の設定をすることができる。なお、このように情報の読み出しに用いるＡ／Ｄ変換器を含む回路は、記録素子基板７００上にあっても、インクジェット記録装置５００側にあってもよい。また、図１に示したように情報記憶素子を複数並列に配置することで、より多数または多種の情報を記憶させることが可能である。

このように、本実施形態では、記録素子基板７００内に、電気熱変換素子１１０と同じ材料、工程で形成した情報記憶素子１０１を用い、熱処理によりその抵抗値を変化させて情報の記憶を可能にし、その情報記憶素子１０１から情報を読み出す。これによって、情報の記憶時に層間絶縁膜および保護膜に損傷を与えることなく記録が可能であり、配置する位置の制約が不要である信頼性の高い記憶素子を備えたインクジェット記録用基板およびインクジェット記録ヘッドを実現することができた。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。
図５は、第２の実施形態に係る記録素子基板９００を表した図であり、内部に設けられた回路の構成がわかるように示してある。また、図６は、情報記憶素子９０１を用いて情報を保持する回路の等価回路を表した図である。本実施形態は、第１の実施形態と略同様であるが、情報記憶素子を構成する抵抗体の構成接続態様が異なる。つまり、第１の実施形態では情報記憶素子１０１を単一の構成する抵抗体で構成し、かつこれを図１に示したように並列に配置しているが、本実施形態では複数の情報記憶素子を直列に配置した形態の情報記憶素子セット９０１としてある。

本実施形態において電気熱変換素子９１０の列の延長上に直列的に並んで設けられた情報記憶素子セット９０１は、電気熱変換素子９１０を駆動する電圧と同じ電圧を用いるように設計されている。情報記憶素子セット９０１以外の構成、つまり、電気熱変換素子９１０、第１駆動素子９０３、第２の駆動素子９０２、論理回路９０４、昇圧回路９０６（図６参照）の構成は第１の実施形態と同様である。

本実施形態のように抵抗体を直列に配列した場合では、情報記憶素子９０１へのデータの書き込みと読み出しの手順が第１実施形態と異なるので、これを説明する。なお、ここでは情報記憶素子に２値の情報を記憶させる場合について説明する。

ここでは、温度（印加パルス数）に対する抵抗値変化曲線（図２）上で、順次抵抗値が高くなる（すなわち温度・印加パルス数が小となる）６点ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２を取る。そして、その点はａ１またはａ２を情報記憶素子９０１ａに、ｂ１またはｂ２を情報記憶素子９０１ｂに、ｃ１またはｃ２を情報記憶素子９０１ｃに、それぞれ設定するものとする。

本実施形態の情報記憶素子９０１ａにデータを記録する場合、先ず第２の駆動素子９０２ａを駆動して所定のパルス電圧で情報記憶素子９０１ａの抵抗を所望の値（ａ１またはａ２）に変化させる。２値までの情報は第２の駆動素子９０２ａを駆動させて、情報記憶素子９０１ａにエネルギを投入して抵抗値を変化させる。

２値までの情報を記憶させたら、次に第２の駆動素子９０２ｂを駆動させて情報記憶素子９０１ａと情報記憶素子９０１ｂとにエネルギを投入し、情報記憶素子９０１ｂの抵抗を所望の値（ａ１またはａ２）に変化させる。ただしこの場合、第２の駆動素子９０２ａを駆動して情報記憶素子９０１ａにエネルギを投入した時よりも印加するパルス数は少なくする。こうすることで情報記憶素子９０１ａの抵抗値を変化させることなく情報記憶素子９０１ｂの抵抗値を変化させることができる。２値より多く４値以下までの情報は第２の駆動素子９０２ｂを駆動させて、情報記憶素子９０１ｂにエネルギを投入して抵抗値を変化させる。

４値までの情報を記憶させたら、次に第２の駆動素子９０２ｃを駆動させて情報記憶素子９０１ａと情報記憶素子９０１ｂと情報記憶素子９０１ｃとにエネルギを投入し、情報記憶素子９０１ｃの抵抗を所望の値（ｃ１またはｃ２）に変化させる。ただしこの場合、第２の駆動素子９０２ｂを駆動して情報記憶素子９０１ａと情報記憶素子９０１ｂとにエネルギを投入した時よりも印加するパルス数は少なくする。こうすることで情報記憶素子９０１ａおよび情報記憶素子９０１ｂの抵抗値を変化させることなく情報記憶素子９０１ｃの抵抗値を変化させることができる。情報記憶素子９０１ａおよび情報記憶素子９０１ｂの抵抗値は既知であるため、情報記憶素子９０１ｃの抵抗値を読み取ることができる。

記録したデータを読み出す場合には、まず情報記憶素子９０１ａのデータを読み出す。この場合、端子９１２ａに読み出し電圧として例えば３．３Ｖを印加後、読み出す情報記憶素子９０１ａに対応した第２の駆動素子９０２ａを駆動させる。その結果、カウント端子９１２ｂから、情報記憶素子９０１ａの有する抵抗値に応じた電圧降下の情報を得ることによって、情報記憶素子９０１ａの抵抗情報を得ることができる。

情報記憶素子９０１ｂの抵抗値を読み出す場合も同様に、端子９１２ａに読み出し電圧として３．３Ｖを印加して、情報記憶素子９０１ｂに対応する第２の駆動素子９０２ｂを駆動する。その際カウント端子９１２ｂから得られる情報は、情報記憶素子９０１ａの有する抵抗値と情報記憶素子９０１ｂの有する抵抗値の合成抵抗に応じた電圧降下の情報となる。したがって、情報記憶素子９０１ｂの抵抗を得る場合には、得られた合成抵抗から情報記憶素子９０１ａの抵抗値を引くことで算出する。情報記憶素子９０１ｃの記録データを得る場合にも同様に、情報記憶素子９０１ａと情報記憶素子９０１ｂと情報記憶素子９０１ｃとの合成抵抗から算出する。

なお、情報の記憶を行う動作は、上述したものに限られない。例えば、次の手順としてもよい。
まず第２の駆動素子９０２ｃのみを選択し、情報記憶素子９０１ａ〜情報記憶素子９０１ｃをすべてｃ１またはｃ２に設定する。
次に第２の駆動素子９０２ｂのみを選択し、情報記憶素子９０１ａおよび情報記憶素子９０１ｂをｂ１またはｂ２に設定する。
最後に第２の駆動素子９０２ａのみを選択し、情報記憶素子９０１ａをａ１またはａ２に設定するという手順でもよい。

このようにして情報記憶素子への情報の記憶およびその情報の個別の読み出しを行うことで、２値×３＝６値までの情報に対応可能である。また、記憶された情報を適宜組み合わせることも可能であり、最大（２値）^３＝８値まで対応可能となる。

また、各情報記憶素子に記憶させる情報としては、上述のような２値に限られず、３値以上としてもよい。例えば素子毎に上記と同様にして４値の情報を記憶させることも可能であり、その場合、４値×３＝１２値ないしは（４値）^３＝６４値までの情報に対応することが可能である。

さらに、情報記憶素子の数も上例に限られないことは勿論である。

以上のように、本実施形態では、記録素子基板９００内に電気熱変換素子９１０と同じ材料、工程で形成した情報記憶素子９０１を直列的に並べて、その抵抗値を変化させて情報の記憶を可能にし、その情報記憶素子９０１から情報を読み出すようにしている。これによって、データの記録時に層間絶縁膜および保護膜に損傷を与えることなく、情報の記録および読み出しが可能で、配置する位置の制約が不要な信頼性の高い記憶素子を備えたインクジェット記録用基板およびインクジェット記録ヘッドを実現できた。

（その他）
なお、上記各実施形態で図示した情報記憶素子の数は特に限定されるものではなく、各記録素子基板のスペースの許す限り複数個設けることが可能である。

また、上記各実施形態では情報記憶素子に熱を加える方法として、パルス電圧を投入したときに発生する情報記憶素子自体の自己発熱を利用しているが、これに限定するものではない。つまり、温度管理を正確に行えるものであれば、恒温槽等へ投入して熱を加えてもよい。

また、本発明のインクジェット記録ヘッド用基板は、インクを吐出用のエネルギを発生する素子を具えており、熱処理の温度に対応した抵抗値を有し、その抵抗値を読み取る抵抗体を情報記憶素子として具えていればよい。

第１の実施形態に係る記録素子基板を表した図である。 情報記憶素子の抵抗値の変化をパルス数ごとに表したグラフである。 情報記憶素子を用いて情報を保持する回路の等価回路を表した図である。 Ａ／Ｄ変換器と記録素子基板との関係を表したブロック図である。 第２の実施形態に係る記録素子基板を表した図である。 情報記憶素子を用いて情報を保持する回路の等価回路を表した図である。 第１の実施形態のインクジェット記録装置を表わした平面図である。 インクカートリッジを表わした図であり、（ａ）は下方向からみた斜視図、（ｂ）は上方向から見た斜視図である。 第１の実施形態の記録ヘッドの記録素子基板を部分的に断面にして表わした斜視図である。 （ａ）は通常の記録ヘッド基体の状態を表わしており、（ｂ）は層間絶縁膜および保護膜にクラックが入った状態を表わしている。

符号の説明

７００、９００ 記録素子基板
１０１、９０１ 情報記憶素子
１０２、９０２ 第２の駆動素子
１０３、９０３ 第１の駆動素子
１０４、９０４ 論理回路
１０６、９０６ 昇圧回路
１１０、９１０ 電気熱変換素子
１１１ インク供給口
１１２ａ、９１２ａ 端子
１１２ｂ、９１２ｂ カウンタ端子
１１３ Ａ／Ｄ変換器
７０３ 吐出口

Claims (8)

1. インクを吐出するためのエネルギを発生する素子を具えたインクジェット記録ヘッド用基板において、
   熱処理の温度に対応した抵抗値を有し、該抵抗値を読み取ることができるよう通電が可能に形成された抵抗体を情報記憶素子として具えたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド用基板。
2. 前記エネルギ発生素子は、通電に応じて熱エネルギを発生する抵抗体であり、該抵抗体と前記情報記憶素子をなす抵抗体とが同一材料および同一工程で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
3. 前記エネルギ発生素子をなす抵抗体と前記情報記憶素子をなす抵抗体とへの選択的通電を可能にするための配線および回路を具えたことを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
4. 前記エネルギ発生素子の抵抗体は、予め定められた温度による熱処理を行うことで抵抗値が安定するものであり、前記情報記憶素子をなす抵抗体は、前記予め定められた温度未満の温度の熱処理によって抵抗値を変化させることで情報を記憶することが可能であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
5. 前記エネルギ発生素子の抵抗体は、前記熱処理を施す前はＣｒ、Ｓｉ、Ｎからなる非晶質薄膜であり、前記熱処理後にＣｒＳｉの微結晶が形成されることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
6. 前記熱処理は、前記抵抗体にパルス電圧を投入した際に発生する前記抵抗体の自己発熱によって行われることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
7. 前記情報記憶素子の抵抗体に少なくとも２値の情報を記憶させてなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド基板と、前記エネルギを発生する素子をなす抵抗体の発熱に応じてインクを吐出するための吐出口と、を具えたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。

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