JPH02289354A - 液体噴射記録ヘッド、該記録ヘッド用基板および記録装置 - Google Patents

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、複写機のプリンタ部や各画像形成出力器のプ
リンタ部に適用できる温度センサ付液体噴射記録ヘッド
、それに用いられる基板およびこれらを備える記録装置
に関する。

［従来の技術］ 液体噴射記録ヘッドでは、記録に用いられる液体を温度
調整するための構成が、特開昭４９−１２６２８号公報
に見られるように知られている。これは、インクと単一
ノズルの温度調整用にノズルの周囲から外部加熱ヒータ
までを熱伝導板（記録ヘッドから一部を除いて離れてい
る）を設け、ヘッドから太き（離れた温度センサをこの
板に取付けている構成である。

また特開昭５０−４９１２号には、単一ノズルの周囲を
熱伝導部材で囲い、ノズルに対応して形成された凹部内
にセンサーを置いて３５℃に温度調整することが知られ
ている。これらはいずれも、インクの温度を所定の粘性
になるようにする温度調整である。

さらに、本出願人によるＵＳＰ４７１９４７２号によっ
て、ノズルにインクを供給する液室の底面にセンサとヒ
ータを設けてインクを予備加熱するものが知られている
。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、複数の吐出エレメントに対して応用し
た場合は、吐出エレメントの発熱割合によって温度分布
変化が生じるため、記録ヘッド自体の温度調整を安定す
ることはできなかった。

そのため、記録ヘッド自体に着目し、特に吐出エレメン
トを電気熱変換体として多数（例えば１０以上）備えて
いる場合に対して本出願人の検討によって開発されてい
る構成は、極めて有効な発明として先行出願されている
。この構成は、要点のみ説明すると第１３図および第１
４図で説明される。

液体噴射記録方式による記録ヘッドは、インクの固化、
または、振動やヘッド高温駆動によるノズル内の外部気
泡の混入等、様々な要因で不吐出が発生する場合がある
。特に、吐出ヒータを用いたものにおいては、インク吐
出に熱エネルギを利用することから、ヘッドが高温とな
りやすい。通常の吐出状態では、その大半の熱量は吐出
されるインクによって奪われ、ヘッドの温度は５０〜６
０℃程度までしか上昇しないが、前述の要因による不吐
出が発生した状態で駆動を行うと、ヒータの発熱量がす
べてヘッド内に蓄積され、ヘッド温度は、１５０℃以上
にもなることがあり、記録ヘッドを破損してしまうおそ
れがある。特に、天板３０が樹脂を用いて形成される場
合には、天板３０は１２０℃程度で変形を生ずることが
ある。

前述した従来の記録ヘッドでは、吐出ヒータ付近の温度
と温度検知素子配設部位とには温度差があり、またかな
り長い伝達時間も要するので、応答遅れと熱容量との関
係から正確かつ迅速な対応が行えない場合があり、この
ため上記不吐出時の異常な昇温による破損を防止できな
くなるおそれがあった。

そこで、ヒータボード上の吐出ヒータ配列範囲の両側部
分に、吐出ヒータの少くとも一部と同じ材料を用いて温
度センサを形成した構成が本願人により提案されている
（特願昭６３−１．８４６８５号）。

第１３図はその構成例を示す。ここで、ヒータボードに
設けられた吐出ヒータ３′　と、その配列範囲両側に配
置した２つの温度検出素子（以下温度センサという　）
２′　と、これに電力を供給するへβ等の配線５′　　
と、ワイヤボンディング等により外部との電気的接続を
得るための電極パッドとが、ヒータボードのシリコン基
板上に成膜技術により形成されている。

かかる構成によると、吐出ヒータ３′に温度センサ２″
が近く配置されることから精度および応答性に優れた温
度検出が期待できる。

しかし、この新規な発明は吐出エレメントを３００ｄｐ
ｉ、　４００ｄｐｉを満たすように直線状に高密度で１
００個程度まで配列するような形態では画期的な効果を
得られるものの、これよりも長尺化した記録ヘッド、例
えば１ヘッドフルライン印字タイプや、吐出エレメント
を数百以上有するものに対しては、第１３図の温度曲線
の吐出エレメント中央部Ｂと、両端センサ配置部Ａ、Ｃ
との温度差が図に示すように太き（なる傾向が見い出さ
れた。特に、使用状態での温度上昇においては、第１４
図に示すように温度検知上の差は太き（なる傾向であっ
た。本発明者は、この傾向が、中央部付近（Ｂｌの昇温
時間と、ヒータボード１′両端（Ａ、　Ｃ）の昇温時間
にタイムラグを生じ、温度センサに２′に基づく温度制
御系が正確かつ迅速な対応をとり得なくなることが考え
た。

このことは、吐出ヒータ３′を数１００以上、フルライ
ンでは数１０００個以上というように多数配列してその
配列方向にヒータボード１′を長尺化すればする程顕著
となる。また、温度センサ２′が吐出ヒータ３′の配列
範囲両側に配置されることから、吐出不良発生時に吐出
ヒータに異常な昇温か生じても、これを速かに検知でき
なくなることも考えられる。

本発明は、上述した新しい見地に立って、従来記録ヘッ
ドには全く見られず、しかも、先行出願の発明をより安
定化した効果のある発明として発展させるものである。

すなわち、本発明は、上記問題点を解決して、精度およ
び応答性に一層優れた温度検出を行うことができるとと
もに、より廉価な構成の液体噴射記録ヘッドおよびその
基板を提供することを目的とする。

また、本発明は、上記安定記録を行える記録ヘッドを用
いて、高画質、高速記録の行える液体噴射記録装置（イ
ンクジェット記録装置）を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ そのために、本発明に係る液体噴射記録ヘッドでは、ｌ
楔体を吐出するための複数の吐出口と、その吐出口に対
応して設けられ、液体を吐出するために利用されるエネ
ルギを発生するエネルギ発生素子と、温度を検出するた
めの４度検出素子と、（あるいはさらに液体を加熱する
ための加熱素子と）を有する液体噴射記録ヘッドにおい
て、エネルギ発生素子と温度検出素子と（あるいはさら
に加熱素子と）が同一の支持体上に設けられるとともに
、温度検出素子はエネルギ発生素子の群および／または
エネルギ発生素子に対する配線群と交差する方向に延在
して設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る液体噴射記録ヘッド用基板では、液
体を吐出するために利用されるエネルギを発生する複数
のエネルギ発生素子と、該素子の群および／または該素
子に対する配線部群と交差する方向に延在して設けられ
た温度を検出するための温度検出素子と、（あるいはさ
らに液体を加熱するための加熱素子と）が、同一支持体
上に形成されてなることを特徴とする。

さらに、本発明に係るインクジェット記録装置では、上
記記録ヘッドと、その回復処理を行う回復手段と、前記
温度検出素子の出力に応じて前記回復手段を作動せしめ
る制御手段とを具えたことを特徴とする。

［作　用］ 本発明によれば、温度検出素子は吐出エネルギ発生素子
群または配線群と交差する方向に延在させた形態で基板
上に配置され、吐出エネルギ発生素子に対して極めて近
接させた配置が行われるので、記録ヘッドに係る温度検
出の精度が高く、しかも応答性も向上する。あるいはさ
らに、加熱素子の配置部位に関した検出温度誤差が小さ
く、従って精度および応答性に優れた温度制御が施せる
ことになる。

［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
ドの一実施例に係るヒータボードの平面図およびその部
分断面図であり、具体的には第１２図示のヘッド構成に
適用可能なものである。

同図（Ａ）において１は本例に係るヒータボード、３は
吐出ヒータである。４は端子であり、ワイヤボンディン
グにより外部と接続される。２は温度センサであり、吐
出ヒータ３等と同じ成膜プロセスにより吐出ヒータ３に
形成しである。同図（Ｂ）は同図（Ａｌにおけるセンサ
２を含む部分ａ−ａ　’の部分断面図である。　３Ａは
吐出ヒータ３を形成するための層（発熱抵抗層）であり
、吐出ヒータ３の部分以外では配線５の下層として設け
られている。６は温度センサ２を成す層と層３Ａおよび
配線５を成す層とを絶縁するための層である。また、７
はヘッドを加熱するための保温ヒータである。

温度センサ２は、他の部分と同様に、半導体同様の成膜
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であるアルミニウム、チタン、タ
ンタル、５酸化タンタル。

ニオブ等、温度に応じて導電率が変化する材料で作成で
きる０例えば、これらのうち、アルミニウムは電極に用
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その上部に配置可
能な材料である。また、プロセスのバラツキを小とする
ために線幅を太くし、配線抵抗等の影響を少な（するた
めに蛇行形状として高抵抗化を図っている。

また、同様に保温ヒータ７は、吐出ヒータ５の発熱抵抗
層と同一材料（例えばＨｆＢ、）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、ニオブ等を用いて形成しても良
い。

第１２図はこの種記録ヘッドの構成例である。ここで、
２７は基板（ヒータボード）であり、シリコン等の支持
体上に電気熱変換体（吐出ヒータ）２９と、これに電力
を供給するＡ部等の配線２８とが成膜技術により形成さ
れて成る。そして、このヒータボード２７に対して、液
路２５を限界するための隔壁を設けた天板３０を接着す
ることにより、液体噴射記録ヘッドが構成される。

記録用の液体（インク）は、天板３ｏに設けた供給口２
４より共通液室２３に供給され、ここより各液路２５内
に導かれる。そして、通電によってヒータ２９が発熱す
ると、液路２９内に満たされたインクに発泡が生じ、吐
出口２６よりインク滴が吐出されるわけである。

第２図は両側の保温ヒータ７を駆動したときの本例に係
るヒータボードｌ上におけるｂ−ｂ’　部の温度分布く
実線）を示す、またＴ１はＡ部の温度、ＴＩｌは温度セ
ンサ２の検出出力に基づいて得たＢ部の温度である。ま
た、第３図はそのｂ−ｂ’部における部分Ａおよび温度
センサ部における部分Ｂの温度の経時変化を示すもので
ある。これらより、本例に係る温度センサ２によって検
出される温度情報は、前記発明（第１３図、第１４図示
）のものよりさらに誤差が少な（、かつ応答性の良好な
ものであることが確認できた。

このような構成のヒータボードを第１２図のヒータボー
ド２７に代えて用いて記録ヘッドを構成し、さらにこれ
を用いて第４図の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４図において、１４はヘッドカートリッジであり、本
例のようなヒータボード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としたもの
である。このヘッドカートリッジ１４は、押さえ部材４
１によりキャリッジ１５の上に固定されており、これら
はシャフト２１に沿って長手方向に往復動可能となって
いる。記録ヘッドより吐出されたインクは、記録ヘッド
と微少間隔をおいて、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１８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）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、工ないし複数個（図
では２個）を設けることができる。

なお、第４図において、１７はキャリッジ１５をシャフ
ト２１に沿っ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５図は第１図のセンサ２の検出出力および保温ヒータ
７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７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。

１．１は第６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を有
する。このＣＰＵＩＩ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４図示の装
置の主制御部に兼用されていてもよい。

２Ａは温度センサ２に対して通電を行って検出値を取出
し、ＣＰＵＩＩに適合する信号に変換を行う入力部であ
る。また、７Ａは保温ヒータ７への通電を行うためのヒ
ータドライバである。

第６図は本例に係る温度制御手順の一例、第７図は本例
による温度制御の態様を示す。これらにおいて、Ｔ１〜
Ｔ４は温度を示し、本例では第２図のＡ部の温度をＴ、
〜Ｔ、の範囲に設定するものとする。そのために、この
範囲が得られる第２図のＢ部の温度範囲Ｔ１〜Ｔ、に設
定されるようにすなわち温度センサ２の検出出力に基づ
（温度範囲がＴ　Ｉ””’　Ｔ　ｚに設定されるように
保温ヒータ７を制御する。

第６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Ｓｌでセンサ
２の出力を読込み、ステップＳ３にて温度１２以上であ
るか否かを判定する。否定判定がなされればステップＳ
５に進み、センサ２の検出温度がＴ、以下であるか否か
を判定する。

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７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。

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、とくにノズル部（第２図におけ
る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７をオフ、Ｔ１に温度が下がったときにオンとする
ようにすると、Ａ部の温度変化はＴ３〜Ｔ４の範囲にお
さめられる。このように、本例によると、同一ヒータボ
ード上に保温ヒータと温度センサが配置され、しかも検
出された温度は平均化されたものであるため、保温ヒー
タ配置部位と吐出ヒータ配列範囲の中央部との温度検出
値の誤差が少なく、温度制御の精度が飛躍的に向上した
。

なお、第５図においては、ＣＰＵＩＩは、インクジェッ
ト記録装置としては周知の回復モード（吸引ポンプによ
る吐出口からのインク吸引／または加圧ポンプによるイ
ンク供給側からの加圧ｌこよる吐出／または吐出エレメ
ントに記録信号ではなく予備吐出、空吐出といわれるイ
ンク吐出をキャップまたはインク吸収体に向けて行うこ
と／または、これらに加えてまたは単独で記録ヘッド表
面を摺擦クリーニングすることのいずれか）を行える回
復手段５０に対して、回復動作を行わせるモードを有し
ている。４００は吐出ドライバであり、読み取りセンサ
やメモリ他の記録信号発生用ホスト装置３００からの信
号を受けて吐出エレメント３を記録用に駆動する。回動
モードは、第２０図で説明するように、温度調整におけ
る異常昇温を検知したときに行われる他、−船釣シーケ
ンスでの初期安定化または記録中の安定化のために行わ
れる。

記録ヘッド１４とキャリッジとの位置決めや、接点の接
続は、従来から知られているものが利用されているので
、詳述を避けることにする。

第８図〜第１１図はヒータボードｌの他の構成例を示す
。これら図において、第１図と同様の各部には対応箇所
に同一符号を付しである。

ここで、第８図示のものは温度センサ２と吐出ヒータ３
の配列範囲が完全に含まれるようにその上部層として配
置したものであり、温度検出ないし温度制御の精度およ
び応答性が一層向上する。

また、第９図〜第１１図においては、配線等の影響を少
な（するために、温度センサ２を蛤行形状として高抵抗
化を図っている。なお、これら図に示すように、温度セ
ンサ２のパターンは任意所望に定めるものである。また
、温度センサ２は、これを形成するための材料の選定に
応じ、吐出ヒータないし配線５の上部層として設けられ
ているものでも、下部層として設けられているものでも
よい。

第９図は特に複数回、吐出エレメントの配列方向を横断
しているので、部分昇温域が増大しても複数回のデータ
供給をセンサーに対して行うことになるため、現実の記
録ヘッド温度分布をより正確に検知できる。また、第１
Ｏ図は、複数回の検知を保温ヒータ７の影響が吐出ヒー
タ全体よりも太き（なる領域以外をも検知するようにセ
ンサの検知域を設定しているので、より均一化された正
確な温度検知を達成する。第１１図は、吐出エレメント
の熱作用域と、共通液室２３内部の温度検知の両方を検
知データとして用いることができるので、記録ヘッド全
体の温度およびその変化を知ることができる。第１１図
によれば、長期使用の記録ヘッドに対する好ましい制御
が適切に導入されることができる。

なお、以上の実施例において、センサ２はヒータボード
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。

また、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、そのような記録ヘッドは吐出ヒータが
多数配列されて長尺化されたものであるので、本発明が
極めて有効かつ容易に適用できるのは勿論である。

さらに、温度センサの形状やおよびヒータの配設部位９
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。

以上説明したように、本実施例によれば、ヒータボード
に直接に温度検出用のセンサおよび保温用のヒータを一
体化し、そのセンサを吐出ヒータ群および／または吐出
ヒータに対する配線部群と交差する方向に延在させたこ
とにより、温度誤差および検出遅れも極めて小となるの
で、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
に生じる記録品位の低下問題も解決できた。

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もでき
、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。

さらに、温度検出のバランスを考慮して吐出ヒータ配列
範囲の両側に温度センサを配設し、それぞれに温度検出
系を設ける場合より製造費用をさらに低廉化できた。

次に第１５図、第１６図を用いて、前記各実施例の保温
ヒータ７を取除いた構成のヘッド、基板に対して本発明
を適用した実施例について以下説明する。なお、構成は
、保温ヒータ７を除いた以外の構成で、第１図（Ａ）、
（Ｂ）　、第８図、第９図、第１Ｏ図、第１１図の各々
をも本実施例は含むものであり、センサ形状の第８図乃
至第１７図の利点はそのまま生きるものである。ただし
、保温ヒータが無い場合は両端の温度低下が熱放出の関
係から見られるが、本実施例ではこの問題の影響を無く
し、ヘッド全体温度の検知が可能となり、検知性に優れ
るものである。

第１５図は吐出ヒータ３を駆動したときの第１６図に係
るヒータボードｌ上におけるｂ−ｂ′部の温度分布（実
線）を示す、また、ＴＡはＡ部の温度、また、Ｔ、は温
度センサ２の検出出力に基づいて得たＢ部の温度である
。また、この実施例における経時変化は、第３図の曲線
のへ曲線に対して本例の８曲線が、第３図の曲線の８曲
線に対して本例のへ曲線が、夫々対応するように変化し
、第１図。

第２図同様の温度検知が達成された。第１図示の例では
、実施された記録ヘッドの上限側を見ているのに対して
、本例は、下限側を見ていることになるが、温度検知誤
差が小さいので、双方の例とも有効な検知結果を得るこ
とができるものである。

いずれにしても、第１３図、第１４図の先行発明よりも
さらに誤差が少なくかつ応答性の良好なものであること
が確認できた。

本実施例も同様に第４図、第１２図の装置、ヘッドに適
用されるものである。

第１７図（ａ）は第１５図の温度センサ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、温度センサ２には分圧抵抗８Ａおよび電圧
端子８Ｂ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５図示の装置の主制御部をな
すＣＰＵＩ　１に人力される。

すなわちヒータボードの温度がある設定値より上か下か
をｃｐｕｔｌが判断できるわけである。

ヒータボードｌのセンサ部での温度変化は、第１７図（
ｂ）に示すように変化しつる。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０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。

従って、温度Ｔ０でコンパレータ９の出力が反転するよ
うに基準電圧ｖ０を設定すると、ヒータボードｌの温度
がＴｏを越えたときにｃｐｕｔｉ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
、かつヘッド破壊温度以下であればよい。

第１８図（Ａ）は、第１７図（ａ）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１８
図（Ｂ）は第１８図（Ａ）の各部■〜■の出力波形を示
す。

温度センサ出力０社、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■に電圧レベル
で表れ、基準電圧ｌＯの出力吹の比較で不吐出となった
ことをＣＰＵＩ　ｌに通知する。

ｃｐｕｔｔ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。

本実施例によれば、温度変化を監視するのでヒータボー
ド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１９図は本発明に係る制御系の第３実施例を示すもの
で、ヒータボード１の温度変化率をＣＰＵＩＩ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、
Ａ／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ＣＰＵＩＩに入力される。

ＣＰＵ１１は、第２０図に例示する判断シーケンスを実
行し、その時点（ステップＳｔ）で読込んだ温度値Ｔ、
と、前回の温度値Ｔ。−１との、２時刻の温度差を見て
不吐出を判断する（ステップＳ３）。

すなわち、Ｔ、−Ｔ、、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Ｓ７）。

本例は、第１の実施例に比して、２点の比較による時間
の遅延は大きいが、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、ヒータボード
に直接に温度検出センサを一体化し、そのセンサを吐出
ヒータ群および／または吐出ヒータに対する配線部群と
交差する方向に延在させたことにより、温度誤差および
検出遅れも極めて小となるので、極めて精度高くかつ迅
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。

（その他） 本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもバブル
ジェット方式の記録ヘッド、記録装置において優れた効
果をもたらすものである。

バブル形成は、液温以外に記録ヘッド基板の電気熱変換
体側の温度影響を受は易いので、本発明の優れた温度検
知は極めて有効となるからである。

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許
第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細
書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好
ましい。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュ
アス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマ
ンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシ
ートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、
記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇
を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによ
って、電気熱変換体に熱エネルギを発生せしめ、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
動信号に一対一で対応した液体（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
（とも１つの浦を形成する。この駆動信号をパルス形状
とすると、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。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。

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、電気熱変換体の組合せ構成
（直線状液流路または直角液流路）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５
９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧力波を吸収す
る開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９
−１３８４６１号公報に基いた構成としても本発明の効
果は有効である。

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
体的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいず
れでも良いが、本発明は上述した効果を一層有効に発揮
することができる。加えて、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、あるいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカー
トリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は
有効である。

また、本発明に記録装置の構成として設けられる、記録
ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加
することは本発明の効果を一層安定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、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とけ別
の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定した
記録を行なうために有効である。更に、記録装置の記録
モードとしては黒色など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よいが、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（とも１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］ 以上説明したように、本発明によれば、ヒータボードに
直接に温度検出センサを一体化し、そのセンサを吐出ヒ
ータ群および／または吐出ヒータに対する配線部群と交
差する方向に延在させたことにより、温度誤差および検
出遅れも極めて小となるので、極めて精度高くかつ迅速
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、ヒータボードに保温用のヒータをも一体化したこ
とにより、精度高くかつ迅速な温度制御も可能となった
。

【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一構成例を示
す平面図およびその部分拡大図、第２図および第３図は
、それぞれ、第１図示のヒータボード上の温度分布の説
明図および昇温特性の説明図、 第４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５図は、第４図に係る制御系の一構成例を示すブロッ
ク図、 第６図は、第４図に係る温度制御手順の一例を示すフロ
ーチャート、 第７図は、第４図の動作を説明するための説明図、 第８図〜第１１図は、それぞれ本発明に係るヒータボー
ドの他の構成の４例を示す平面図、第１２図は１本発明
液体噴射記録ヘッドの要部構成例を示す斜視図、 第１３図は、本発明の背景技術である先行発明の要部構
成とその温度分布を示す説明図、第１４図は、第１３図
の温度の時間に対する昇温特性の説明図、 第１５図は、前記第７図示の実施例の変形例で、本発明
液体噴射記録ヘッドに適用可能な加温素子をもたないヒ
ータボードの一構成例を示す平面図およびその部分断面
図、 第１６図は、第１５図示のヒータボード上の温度分布の
説明図、 第１７図（ａ）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、第１７図（
ｂｌ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１８図（Ａ）、ＴＢ）は、第１５図に代表される実施
例群の動作を説明するための他の例の説明図、第１９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２０図は、第１９図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である。 １．１’　　、２７・・・ヒータボード、２．２′　・
・・温度センサ、 ３、３’　　、２９・・・吐出ヒータ、５．５′　・・
・配線、 ６・・・絶縁層、 ７・・・保温ヒータ、 ９・・・コンパレータ、 １０・・・基準電圧源、 １１・・・ｃｐｕ　。 ２５・・・液路、 ２６・・・吐出口、 ３１・・・微分器。 ３３・・・ＯＰアンプ、 ３４・・・Ａ／Ｄコンバータ。 第２図 第３図 第５ 図 第４図 第７図 第８図 第１３図 第１４図 〈 〜 第１８図（Ｂ　）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）液体を吐出するための複数の吐出口と、該吐出口に
   対応して設けられ前記液体を吐出するために利用される
   エネルギを発生するエネルギ発生素子と、温度を検出す
   るための温度検出素子とを有する液体噴射記録ヘッドに
   おいて、前記エネルギ発生素子と前記温度検出素子とが
   同一の支持体上に設けられるとともに、前記温度検出素
   子は前記エネルギ発生素子の群および／または前記エネ
   ルギ発生素子に対する配線群と交差する方向に延在して
   設けられていることを特徴とする液体噴射記録ヘッド。 ２）前記温度検出素子は前記エネルギ発生素子および／
   または前記配線を構成するための材料と少くとも一部が
   同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１に
   記載の液体噴射記録ヘッド。 ３）前記エネルギ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１に
   記載の液体噴射記録ヘッド。 ４）前記温度検出素子は温度に応じた導電率の変化率が
   高い材料で形成されていることを特徴とする請求項１に
   記載の液体噴射記録ヘッド。 ５）液体を吐出するために利用されるエネルギを発生す
   る複数のエネルギ発生素子および／またはこれに対する
   配線部群と交差する方向に、温度を検出するための温度
   検出素子を支持体上に延在して設けたことを特徴とする
   液体噴射記録ヘッド用基板。 ６）前記温度検出素子は前記エネルギ発生素子および／
   または前記配線を構成するための材料と少くとも一部が
   同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項５に
   記載の液体噴射記録ヘッド用基板。 ７）前記エネルギ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５に
   記載の液体噴射記録ヘッド用基板。 ８）前記温度検出素子は温度に応じた導電率の変化率が
   高い材料で形成されていることを特徴とする請求項５に
   記載の液体噴射記録ヘッド用基板。 ９）液体を吐出するための複数の吐出口と、該吐出口に
   対応して設けられ、前記液体を吐出するために利用され
   るエネルギを発生するエネルギ発生素子と、温度を検出
   するための温度検出素子と、前記液体を加熱するための
   加熱素子とを有する液体噴射記録ヘッドにおいて、前記
   エネルギ発生素子と前記温度検出素子と前記加熱素子と
   が同一の支持体上に設けられるとともに、前記温度検出
   素子は前記エネルギ発生素子の群および／または前記エ
   ネルギ発生素子に対する配線群と交差する方向に延在し
   て設けられていることを特徴とする液体噴射記録ヘッド
   。 １０）前記温度検出素子と前記加熱素子とは、前記エネ
   ルギ発生素子および／または前記配線を構成するための
   材料と少くとも一部が同じ材料で形成されていることを
   特徴とする請求項９に記載の液体噴射記録ヘッド。 １１）前記エネルギ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９
   に記載の液体噴射記録ヘッド。 １２）前記温度検出素子は温度に応じた導電率の変化率
   が高い材料で形成されていることを特徴とする請求項９
   に記載の液体噴射記録ヘッド。 １３）液体を吐出するために利用されるエネルギを発生
   する複数のエネルギ発生素子と、該素子の群および／ま
   たは該素子に対する配線部群と交差する方向に延在して
   設けられた温度を検出するための温度検出素子と、液体
   を加熱するための加熱素子とが、同一支持体上に形成さ
   れてなることを特徴とする液体噴射記録ヘッド用基板。 １４）前記温度検出素子と前記加熱素子とは、前記エネ
   ルギ発生素子および／または前記配線を構成するための
   材料と少くとも一部が同じ材料で形成されていることを
   特徴とする請求項１３に記載の液体噴射記録ヘッド用基
   板。 １５）前記エネルギ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１
   ３に記載の液体噴射記録ヘッド用基板。 １６）前記温度検出素子は温度に応じた導電率の変化率
   が高い材料で形成されていることを特徴とする請求項１
   ３に記載の液体噴射記録ヘッド用基板。 １７）液体を吐出するための複数の吐出口と、該吐出口
   に対応して設けられ前記液体を吐出するために利用され
   るエネルギを発生するエネルギ発生素子と、温度を検出
   するための温度検出素子とを有し、前記エネルギ発生素
   子と前記温度検出素子とが同一の支持体上に設けられる
   とともに、前記温度検出素子は前記エネルギ発生素子の
   群および／または前記エネルギ発生素子に対する配線群
   と交差する方向に延在して設けられている液体噴射記録
   ヘッドと、 該記録ヘッドの回復処理を行う回復手段と、前記温度検
   出素子の出力に応じて前記回復手段を作動せしめる制御
   手段と を具えたことを特徴とする液体噴射記録装置。 １８）前記エネルギ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１
   ７に記載の液体噴射記録装置。