WO1991012966A1 - Ink-jet recording head, substrate for said head, and ink-jet recording device - Google Patents

Description

明 ィ ン ク ジ エ ツ ト 記録へ ッ ド ， 該へ ッ ド 用基板

お よ びイ ン ク ジ エ ツ 卜 記録装置 技術分野 本発明は、 イ ン ク ジ ェ 糸ッ田 ト 記録ヘ ッ ド 用基板、 特に ィ ン ク 吐出のために利用 されるエネ ルギの発生手段に 電気熱変換体を用 いてなる イ ン ク ジ ュ ツ ト 記録へ ッ ド 用基板， 該基板を用 いた記録へ ッ ド お よ び該記録へ ッ ド を用 いた記録装置に関する ものである 。 背景技術 こ の種の ィ ン ク ジ エ ツ 卜 記録へ ッ ド は 、 記録用のィ ン ク を例えば液滴 と し て吐出する ための液体吐出□ を 间 に配列する こ と がで き るため に高解像力の記録 をする こ と が可能である こ と 、 記録へ ッ ド と し て全体 的な コ ン ノ ク ト 化 も 谷易である こ と 、 最近の半導体分 野にお ける技術の進歩 と信頼性の向上が著 し い I C技術 やマ イ ク ロ 加工技術の長所を十二分に活用 で き 、 長尺 化お よ び面状化 （ 2 次元化） が ¾^易である こ と.等に よ り 、 マルチ ノ ズル化お よ び高密度実装化が容易で、 し かも大量生産時の生産性が良 く 製造費用 も廉価 にで き る も の と し て特に注目 さ れている。

図 1 は こ の種記録ヘ ッ ドの構成例である 。 こ こ で、 2 7は ヒ ー タ ボー ドであ り 、 シ リ コ ン基体上に電気熱変 換体 （吐出 ヒ ータ ） 2 9と 、 これに電力を供給する A 等の配線 2 8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 2 7に対して、 液路 2 5を形成する ための隔壁を設けた天板 3 0を接着する こ と に よ り 、 ィ ン ク ジ エ ツ ト 記録へ ッ ドが構成される。

記録用の液体 （ イ ン ク ） は、 天板 3 0に設けた供給口 2 4よ り 共通液室 2 3に供給され、 こ こ よ り 各液路 2 5内 に 導かれる 。 そ し て、 通電に よ っ て ヒ一夕 2 9が発熱する と 、 液路 2 9内 に満たさ れたイ ン ク に発泡が生じ 、 吐出 口 2 6よ り ィ ン ク滴が吐出 されるわけである。

と こ ろ で、 イ ン ク ジ ェ ッ ト記録方式に よ る記録へ 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、 ィ ン ク 吐出に熱エネルギを利用す る こ と 力ゝ 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 つ て奪われ、 へ ッ ドの温度は 5 0〜 6 0 °C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、 へ ッ ド 温度は 、 1 5 ϋ °C以上 に も な る こ と があ り 、 記録へ ッ ド を破損 し て し ま う お それが あ る 。 特 に、 上記天板 3 Gはモール ド樹脂等で形成される のがー 般的であ り 、 こ れは 1 2 0 °C程度で変形を生ずる 。

ま た こ の よ う な不吐出を生 じ ない場合であ っ て も記 録時間 ， 記録条件等によ っ て記録へ ッ ド の吐出 ヒ ータ 部の一部に熱が蓄積され通常よ り 高い温度にな っ て し ま う こ と がある 。

こ の よ う に吐出 ヒ ータ部内で温度のば らつ き が大 き く な っ た場合には温度の高い部分 と 低い部分に よ り 記 録品位にむ ら を生 じ て し ま う 。

従来の記録ヘ ッ ド では、 こ の ヒ ータ ボー ド 2 7が発熱 素子を多数持っため、 その放熱性等を考慮 し て アル ミ ニ ゥ ム （ A 1 ) 等の板に密着させている 。 こ の A 1 板 等の適宜の部材には、 ヒ ー夕 ボー ド 2 7に近接 し てサー ミ ス タ等の温度検知素子が配設されている 。 そ し て こ れに基づいて温度制御可能に構成されて いるが、 ヒ ー 夕 ボー ド 2 7、 特に吐出 ヒ ータ 2 9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 A 1 板上での 熱の伝達に時間を要 し て時間遅延を生 じ る ので、 正確 かつ迅速な対応が行えない場合があ り 、 こ のため記録 時にお いて濃度む ら等を生 じ るおそれがあるのみな ら ず、 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 おそれさ えあ っ た。

と こ ろ で、 イ ン ク ジ ェ ッ ト 言己録方式にお いては、 記 録液の温度が非常に重要な要素である 。 記録液は温度 に よ っ てその物性、 例えば表面張力や粘度が変化する か ら であ り 、 それらの変化に よ っ て記録液の吐出量や 供給速度等が変化するからである。 それゆ え、 記録液 を適正な温度範囲に保持するための手段が不可欠であ る 。 そ こ で、 前述 した よ う な昇温を抑制する こ と等に 加え、 適宜の加熱手段 （保温 ヒータ ） が設け られる こ と 力 Sある。

従来、 こ の種の ヒ ー タ は温度検知素子 （温度セ ン サ） と 同様に適宜の部材上に設け られてお り 、 従っ て 部材を介 して加熱を行 う ために時間遅れが生 じる と と も に、 温度差に起因 してエネルギ効率が良い と は言え ない も のであっ た。

ま た、 従来装置では温度セ ンサお よ び ヒ ータ を別途 配設する ために、 それら 自体の費用や組立て工程に要 する費用等が必要 と な り 、 ひいては記録へ ッ ドの構成 価格を増大する要因 と も な つ ていた。

さ ら に、 ヒ ー タ ボー ド 内で温度勾配が生 じ た と き に は こ れを殆 ど制御する こ とが困難であっ た。

そ こ で、 欧州特許公開第 9 0 Z 3 5 3 ， 9 2 5 号に 示 さ れる ご と く ヒ ー 夕 ボー ド上に温度セ ン サや保温 ヒ ー タ を一体に配置 し た構成が提案されてお り 、 こ れ に よ る と 吐出 ヒ ータ に温度セ ンサお よ び保温 ヒータが 近 く 配置でき る こ と から精度お よ び応答性に優れた温 度制御が期待でき る こ と になる。

し力 し ながら 、 吐出 ヒ ー夕 と保温 ヒ ータ と温度セ ン サ と の位置関係は従来考慮されていなかっ たため に、 急激に変化する ヒ ータ ボー ドの熱分布に対応で き ず、 実質上吐出特性を精度高 く 制御する こ と が困難であ つ た。 すなわち、 吐出特性が最も影響を受ける吐出 ヒ ー タ部の温度は、 静的 に制御される保温 ヒ ータ に よ る加 熱や、 ダイ ナ ミ ッ ク に変動する吐出 ヒ ータ 自 身の発熱 に よ る温度変化等、 複合された温度フ ァ ク タ に よ り 定 ま るので、 配設位置が考慮されていないセ ンサの出力 で温度を一定にする と い う 制御では、 吐出特性が安定 と な ら ないおそれがあ っ た。 発明の開示 本発明の 目 的は、 温度セ ンサの配設位置を適切 に定 める こ と に よ り 、 精度， 応答性お よ び安定性の高い温 度制御を可能 と する こ と に ある。

そのため に、 本発明は、 同一基板上に、 イ ン ク を吐 出する 吐出口 と 、 前記イ ン ク を吐出する ため に利用 さ れる熱エネルギを発生する複数の発熱素子 と 、 前記基 板の温度を検出する ための温度検出素子 と 、 前記基板 に熱を加 え る 加熱素子 と を有 し た記録へ ッ ド に お い て、 所定の発熱素子のみが駆動された と き の温度変化 の影響が及ぶ時間 と 、 前記加熱素子のみが駆動さ れた と き の温度変化の影響が及ぶ時間 と がほぼ等 し い位置 に 前記温度検 出素子が配 さ れて いる こ と を特徴 と す る 。 ま た、 本発明 は、 同一基板上に、 イ ン ク を吐出する 吐出口 と 、 前記イ ン ク を吐出する ために利用 ざれる熱 エネルギを発生する複数の発熱素子 と 、 前記基板の温 度を検出するための温度検出素子 と 、 前記基板に熱を 加える加熱素子 と を有 した記録へ ッ ド において、 前記 温度検出素子が所定の発熱素子 と前記加熱素子から ほ ぼ等距離の位置に配される こ と を特徴 と する。

さ ら に、 同一基板上に、 吐出口から液体を吐出する ために利用 される熱エネルギを発生する複数の発熱素 子 と 、 該基板の温度を検出す る た めの温度検出素子 と 、 該基板 に熱を加 え る加熱素子 と を有 し た イ ン ク ジ ュ ッ ト 記録へ ッ ド 用基板において、 所定の発熱素子 のみが駆動 さ れた と き の温度変化の影響が及ぶ時間 と 、 前記加熱素子のみが駆動された と き の温度変化の 影響が及ぶ時間 と がほぼ等 し い位置に前記温度検出素 子が配さ れて いる こ と を特徴 と する。

カロ え て 、 同一基板上 に 、 イ ン ク を 吐出 す る 吐出 口 と 、 前記イ ン ク を吐出するために利用 さ れる熱ェネル ギを発生する複数の発熱素子 と 、 前記基板の温度を検 出する ための温度検出素子 と 、 前記基板に熱を加える 加熱素子 と を持つ記録へ ッ ド を有する イ ン ク ジ ュ ッ ト 記録装置において、 前記記録へ ッ ドの所定の発熱素子 の みが駆動 さ れた と き の温度変化の影響が及ぶ時間 と 、 前記加熱素子のみが駆動された と き の温度変化の 影響が及ぶ時間 とがほぼ等 し い位置に前記温度検出素 子が配さ れて いる こ と を特徴 と する 。

こ れ ら にお いて、 前記温度検出素子が配さ れる位置 は、 前記所定の.発熱素子 と 前記加熱素子 と か ら ほぼ等 距離の位置である もの と する こ と がで き る 。

ま た、 前記所定の発熱素子は、 前記複数の発熱素子 の中温部か ら選択する こ と がで き る 。

ま たは、 前記所定の発熱素子は、 前記複数の発熱素 子の高温部か ら選択する こ と も で き る。

以上、 複数個の前記加熱素子 と 、 こ れ と 同数の前記 温度検出素子 と を有する も の と する こ と がで き る 。

ま たは、 複数個の前記加熱素子 と 、 こ れ よ り 少な い 数の前記温度検出素子 と を有する も の と す る こ と がで き る 。

ま た 、 前記温度検出素子を ダイ オー ド セ ン サ と す る こ と 力 Sで き る 。

ま た 、 前記所定の発熱素子を高温部か ら選択 し た場 合、 前記発熱素子の内、 高温部にあたる発熱素子の数 を N 、 その配列 ピ ッ チを P と し た と き 、 前記温度検出 素子が配さ れる位置を中心に、 半径 P X N 4 の範囲 の位置に前記温度検出素子を配する こ と がで き る 。

さ ら に、 前記所定の発熱素子は、 前記複数の発熱素 子の う ち ほ ぼ平均温度 を示す も の で あ る こ と も で き る 。

ま た、 本発明 コ ピー装置は、 上記イ ン ク ジ ュ ッ ト 記 録装置を情報出力手段 と し て具える。 さ ら に 、 本発明 フ ァ ク シ ミ リ 装置は、 上記イ ン ク ジ エ ツ 卜 記録装置を情報出力手段 と して具える。

ま た 、 本発 明 ワ ー ド プ ロ セ ッ サ は 、 上記 イ ン ク ジ エ ツ 卜 記録装置を情報出力手段 と して具える。

カロ え て 、 本発 明 光 デ ィ ス ク 装置 は 、 上記 イ ン ク ジ ェ 、ソ 卜 記録装置を情報出力手段 と して具える。

ま た 、 本発明 ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン は 、 上記イ ン ク ジ ュ ッ 卜 記録装置を情報出力手段 と して具える。

さ ら に加えて、 本発明 コ ン ピ ュータ は、 上記イ ン ク ジ ュ ッ ト 記録装置を情報出力手段 と し て具える。

ま た 、 本発明 ポ ー タ ブルプ リ ン タ は 、 上記イ ン ク ジ ュ ッ 卜 記録装置を情報出力手段 と し て具える 。

本発明 に よれば、 所定の発熱素子お よ び加熱素子配 設位置に関連 し て適切に温度検出素子を配置 し た こ と に よ り 、 それ ら温度変化が生 じてから こ れが検出 され る時間の差が無 く なるか、 ある いは こ れが無視で き る もの と な り 、 制御に偏 り が生じ る こ と がな く なる 。 図面の簡単な説明 図 1 はイ ン ク ジ エ ツ ト 記録へ 、ソ ドの一般的構成例を 示す模式的斜視図である。

図 2 は本発明の一実施例に よ る ヒ ータ ボー ド上の温 度セ ンサの配設位置を示すための ヒ ー夕 ボー ド の模式 的平面図である 。 図 3 A お よ び図 3 B は そ の ヒ ー タ ボー ド上の保温 ヒータ を拡大 し て示す図であ り 、 保温 ヒ ー 夕 の 2 例を 示す模式的平面図である。 ，

図 4 A , 図 4 B お よ び図 4 C は温度セ ン サの配設位 置に応 じ た検出時間の差異を説明する ための説明図で め O ₀

図 5 は ヒ ー タ ボ ー ド 上 の 温度 分 布 の 説 明 図 で あ る。

図 6 は本発明の他の実施例に よ る ヒ ー タ ボー ド上の 温度セ ン サ の配設位置を説明 す る た めの模式図 で あ る 。

図 7 は本発明のさ ら に他の実施例に よ る ヒ ータ ボー ド上の温度セ ンサの配設位置を説明する ための模式図 である 。

図 8 は ヒ ー タ ボー ド上の温度セ ンサの配置態様を説 明する ための ヒ ー夕 ボー ド の模式的平面図である 。

図 9 は本発明を適用 し たイ ン ク ジ ュ ッ ト 記録装置の 概略構成例を示す模式的斜視図である。

図 1 0 はその温度制御系の一構成例を示すブロ ッ ク 図である 。

図 1 1 は そ の 温度 制 御 手順 の 一例 を 示 す フ ロ ー チ ヤ一 ト である 。

図 1 2 はその温度制御の態様の説明図である 。

図 1 3 は本発明 にかかる イ ン ク ジ ヱ ッ ト 記録装置を 情報 出 力手段 と し て利用 す る 装置の プ ロ ッ ク 図 で あ る 。

図 1 4 は本発明 にかかる イ ン ク ジ ュ ッ ト 記録装置を 用 いて構成 したポータ ブルブ リ ン 夕 と こ れを情報出力 手段 と して利用 する装置のプロ ッ ク 図である。

(以下余白 ）

発明を実施する ための最良の形態 以下、 図面を参照 し て本発明の実施例を詳細に説明 する 。

図 2 は、 本発明 に係る イ ンク ジ エ ツ ト 記録へ ッ ド用 基板の一実施例である ヒ ータ ボー ドの平面図であ り 、 具体的 に は 図 1 に示 し た構成 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 一夕 ボー ド であ り 、 本例 にお いては一様な厚みを有 し て 同一材料 （例 えば S i ) に よ り 構成 し た基体上に、 吐出 ヒ ータ群を有 し た吐出 ヒ ータ部 3 等を形成 し てなる も のである。 5 お よ び 6 は、 それぞれ、 吐出 ヒ ータ お よ びその配線で ある 。 特に 5 cは吐出 ヒ 一 夕 5 の群である発熱 ヒ ー タ部 の中央に （ ま たは こ れに最 も近 く ） 位置す る 吐出 ヒ 一 夕 を示す。

8 aお よ び 8 bはへ ッ ド を保温する ための加熱素子たる 加熱 ヒ ー 夕 であ り 、 吐出 ヒ ータ 5 cを通る ヒ ー夕 ボー ド 1 の 中心軸 Z - Z 1に 関 し て対称の位置 に配設 さ れて い る 。

2 aお よ び 2 bは、 温度セ ンサである。 通常の記録にお いては吐出 ヒ ー タ の中心位置が吐出 ヒ ー タ お よ び保温 ヒ ー 夕 内でほぼ平均的な温度を示す こ と か ら 、 本例で は、 各 ヒ ー タ 5 c ， 8 a お よ び 8 b .の中心を基準点 と し 、 吐出 ヒ ー タ 5 cと 保温七 一 タ 8 aと の中点 と を結ぶ線 分 Y — Y a お よ び吐出 ヒ ータ 5 cの中心 と 保温 ヒ ータ 8 b の中心 と を結ぶ線分 Y — Y b上の中点に、 それぞれ、 温度セ ンサ 2 a お よび 2 b を配設する。

図 3 Aお よ び図 3 B は温度セ ンサ 2 a， 2 b を拡大 して 示す。 こ こ に、 本例に係る温度セ ンサ 2 aお よ び 2 bは、 他の部分 と 同様に、 半導体同様の成膜プロ セ ス に よ つ て形成 し て あ り 、 こ のため極めて高精度である。 図 3 A に示すセ ンサ においては、 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 酸ィヒ 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。 例えば、 これらの う ち、 アル ミ 二 ヴム 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 ヤ 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 く するために蛇行形状 と し て高抵抗化を 図 っ て いる。

図 3 B はセ ンサ 2 の他の例 と して、 成膜プロ セス に よ っ て形成 し た ダイ ォー ド を用 いた も の を示 し て い る 。 こ こ で、 2 X はそのア ノ ー ド電極、 2 Y は カ ソ 一 ド電極である 。 そ し て、 ダイ オー ド は他素子 と の ク ロ ス ト ー ク を防止する ためのアイ ソ レー シ ョ ン領域 2 Z に よ っ て包囲 されている。 こ れ ら の よ う な温度セ ン サ と 同様 に 、 保温 ヒ 一 夕 8a, 8b について も 、 吐出 ヒ ータ 5 の発熱抵抗層 と 同一 材料 （例 え ば Hf B ₂ ) を 用 い て形成 で き る が、 ヒ ー 夕 ボー ド を構成する他の材料、 例えばアル ミ ニ ウ ム ， タ ン タ ル， チ タ ン等を用 いて形成 して も良い。

図 4 A 〜図 4 C は 、 吐出 ヒ ー タ 部 3 と 保温 ヒ ー 夕 8 a , 8 b と を結ぶ線上に設けたセ ンサの位置に対す る熱の伝達時間 を模式的 に示 し た 図 で あ る 。 図 4 A は、 保温 ヒ ー タ 8 a ， 8 b近傍にセ ン サを設けた場合 にセ ンサが感知する保温 ヒ ータ から伝わる熱の時間的 変化 （ A ) お よ び吐出 ヒ ータから伝わる熱の時間的変 ィヒ （ B ) を示 し て いる 。 ま た 、 図 4 B お よ び図 4 C は、 それぞれ吐出 ヒ ー夕部 3 に近い位置にセ ンサを設 け た 場 合 、 お よ び 吐 出 ヒ ー タ 部 3 と 保温 ヒ ー 夕 部 8 a , 8 b と の中間点にセ ンサを配 し た場合の時間的 変化 （ A ) ， （ B ) を示 し て いる。

こ れ ら 図カ ら 明 ら力 な よ う に、 図 4 A ではセ ンサが 保温 ヒ ー 夕 近傍 に設 け ら れて い る た め 、 保温 ヒ ー タ 8 a , 8 b 力ゝ らの熱を早 く 感知 し 、 Δ , 遅れで保温 ヒ ー 夕 と 同時刻に発せ られた吐出 ヒ 一夕 部から の熱を 感知する。 一方、 図 4 Β では、 セ ン サが吐出 ヒ ー タ部 3 近傍に設け られて いる ため、 吐出 ヒ ー 夕部 3 か ら の 熱を早 く 感知 し 、 A t ₂ 遅れで吐出 ヒ 一 夕 と ^]時刻 に 発せ ら れ た保温 ヒ ー タ 8 a , 8 b か ら の熱を感知す る 。 吐出 ヒ ータ部の温度を精度よ く 制御する ためには吐 出 ヒ一タ部か ら発せられる熱に よ る温度変化 と 、 保温 ヒ ータ か らの熱に よ る温度変化 と をで き る だけ早 く 測 定 し なければな らないが、 図 4 A ， 図 4 B の場合には 吐出 ヒ ー 夕部 3 と保温 ヒ ータ 8 a， 8 b と がそれぞれ 発 し た熱を感知するのに大き なずれを生 じ て し ま う た め、 適切 に温度の測定を成す こ とが困難である。 こ れ に対 し 図 4 (そ の場合には、 吐出 ヒ ータ部 3 と保温 ヒ ー 夕 8 a , 8 b か らの熱がほぼ同時間で到達す る位置に セ ンサを配 し ている ため、 前述の よ う な時間のずれが な く 、 よ り 適切なヘ ッ ドの温度を測定する こ とが可能 と なる。

と こ ろ で 、 本例 に係 る ヒ ー タ ボー ド 1 に は、 吐出 ヒ ー タ部 3 に吐出 ヒ ータ 5 の よ う な形状の ヒ 一夕 が必 要に応 じ て、 数十個から数百個以上配列 さ れて いる 。 ま た、 保温 ヒ ー 夕 は、 ヒー 夕 ボー ド 1 の左右端側に 1 個ずつ配置さ れている。 こ れらの発熱体は通電される と かな り 高温 と な り 、 保温ヒ ー タ で 9 (TC程度、 吐出 ヒ ータ では、 イ ン ク不吐出の場合には 2 00 °C程度にな る こ と も ある。 ま た、 温度勾配は き わめて急峻で時定 数も小さ い。

と こ ろ で、 ヒー夕 ボー ド 1 ない し は吐出 ヒ 一夕部 3 をある程度の高温 と し て記録を行う こ と は、 本例の よ う なイ ン ク ジ エ ツ ト 記録方式において吐出効率を向上 する上で有効な こ と である 。 高温状態で吐出を行う と 電力を小 と し て も良好な吐出量 と 吐出速度 と が確保で き るカゝ ら である 。

し力 し な力 s ら 、 図 5 に示す よ う に、 温度お ンサを吐 出 ヒ ータ部 も し く は保温 ヒ ータ側に偏っ て配置 し た場 合には、 前述 し た熱の伝達時間の問題に加えて、 さ ら に次の よ う な問題が生じ る。 吐出 ヒ ータ 5 のみを駆動 し た場合の温度勾配 C も し く は保温 ヒ ー タ 8 a , 8 b のみ を駆動 し た場合の温度勾配 B の影響を大 き く 受ける こ と に な り 、 吐出 ヒ ータ部を適切な温度範囲に保持する こ と が困難 と な る こ と が考え られるのである 。

すなわち、 記録は吐出 ヒ ータ部付近が所定の温度範 囲 に保 た れた状態で行われる こ と が極め て好 ま し い が、 温度セ ンサが吐出 ヒ ータ部 3 に近い と 、 こ の側か ら の影響を よ り 大 き く 受ける こ と になる 。 よ っ て吐出 ヒ ー タ部の一部に、 保温すべき温度以上 と な る領域が 生 じ 、 セ ンサがその温度を検知 し て し ま う と 保温モー ドが働 ら かな く なるおそれがある。 一方、 保温 ヒ ー タ に近す ぎた場合に も 、 保温 ヒ ータ の影響を強 く 受け、 吐出 ヒ ー 夕部からの熱を十分に感知で き な いため、 吐 出 ヒ ー 夕部の温度が不安定 と なるおそれがある と 考え られる 。

—方、 吐出 ヒ ータ部 3 については、 記録する画像の パタ ー ン に よ り 各吐出 ヒ ー タ の吐出デュ ー テ ィ が異な り 、 し たがっ て局部的に温度差を生ずるが、 こ れが大 き い と 記録の濃度差 と な っ て記録品位を低下さ せる お それがある 。

しか し ながら 、 通常の記録においては、 吐出 ヒ ータ 部 3 の 中央 も し く は ほぼ中央に あ る 吐出 ヒ ー タ 5cで は、 吐出 ヒ ータ部 3 のほぼ平均温度を呈する こ とが実 験的 に確認されている。 そ こ で、 本例では、 吐出 ヒ ー タ部 3 の温度を吐出 ヒータ 5 cの部分の温度で代表させ る。 すなわち、 これを 1 つの基準 と すれば、 通常の記' 録時においては吐出 ヒータ部 3 に配列されている吐出 ヒ ータ群について誤差の少ない温度制御が施せる こ と になる。

以上の点から 、 本例では、 図 2 に示 し た よ う に、 こ の吐出 ヒ ータ 5cと保温 ヒ ー夕 8a， 8b と を結ぶ線分の中 点に、 それぞれ温度セ ンサ 2a， 2b を配置 し てある。 上 述の よ う に ヒ ー タ ボー ド 1 の基体がほぼ一様な厚み等 を有する場合、 これ らの点は保温 ヒ ータ 8aま たは 8bの みが駆動された と じ た場合の熱伝達時間 と 、 吐出 ヒ ー 夕 5cのみが駆動された と し た場合の熱伝達時間 と が等 し く 、 それ ら ヒ ータ の温度変化の影響が及ぶ時間が等 し い点である 。

図 5 の A は吐出 ヒ ータ 5cと保温 ヒ ータ 8bと を結ぶ軸 Y - Yaま たは Y- Ybに沿っ た温度分布を示す。 本例におい ては、 吐出 ヒ ー タ部 3 の平均温度を呈する部分にある 吐出 ヒ ー タ 5cと 、 保温 ヒ ー タ 8b ( 8aも 同様） と の中間 に温度セ ンサ 2b (2aも 同様） を配置 し た こ と に よ り 、 吐出 ヒ ー 夕 5cお よ び保温 ヒ ータ 8b ( ま たは 8a) 力 らの 熱伝達時間が等 し く 、 従っ て一方についての検出遅れ が生 じ な いの で、 温度特性の制御が偏 ら ず吐出 ヒ ー 夕 部 3 を安定 し た温度に保持で き る よ う にな っ た。

すなわち、 温度セ ンサ と保温 ヒ ータ と の位置関係が 適切に設定される こ と に よ り 、 保温 ヒ ータ に よ る保温 のための加熱動作をフ ィ ー ドパ ッ ク制御 しつつ、 吐出 ヒ ータ に よ る温度変化をオープ ンループ制御し 、 吐出 特性が一定 と な る よ う な制御を施す こ と がで き る よ う にな り 、 吐出特性の温度に よ る変化で記録が薄 く な つ た り 、 濃度ム ラが生 じ た り する等の問題を いち じ る し く 改善する こ と がで き る よ う にな っ た。

なお、 以上の実施例にお いては、 前述 し た よ う に吐 出 ヒ ー タ部 3 の中央 ま たはほぼ中央に ある 吐出 ヒ ー タ 5 cの部分にお いて平均温度が生 じ る も の と し 、 こ れの 中心 と 保温 ヒ ー タ 8 aお よ び 8 bのそれぞれの中心 と を結 ぶ線分上の中点にそれぞれ温度セ ンサ 2 aお よ び 2 bを配 置 し たが、 記録が長時間に及ぶ場合、 よ り 高精細な記 録を行 う 場合、 ま たは吐出口数が多 く 、 長いヘ ッ ド を 用 いる場合な どにおいては、 温度セ ンサを配する位置 を本例で説明 し た よ う な各 ヒ ー タ の中心を結ぶ線上か ら ずれた位置に配 し て も よ い。

図 6 は こ の よ う な例を示 し た図である 。

図 6 にお いて、 下部が ヒ ータ ボー ド上に配さ れた吐 出 ヒ ー タ部 3 ， 保温 ヒ ー タ 8 a お よ'び 8 b お よ びセ ン ザの配置を模式的 に示 し てお り 、 上部が保温 ヒー タ を 1 δ 用 いな い と し た と きの吐出 ヒ ータ部内の温度分布を模 式的 に示 し ている。 そ し て記録法や吐出 ヒ ータ部 3 の 長さ等に よ り 吐出 ヒータ部 3 に図示 し た よ う に高温部 お よ び低温部が生 じ る。

特に、 使用頻度が高い記録へ ッ ドの場合には、 その 吐出 ヒ ー タ部 3 の一部の領域が高温度 と なる ため、 記 録品位の低下や吐出 ヒータ 5 の劣化な どを招 く おそれ がある 。 そ こ で こ の高温部の温度を特に検知 しゃすい よ う にセ ンサを配置 し、 ヒ ータ ボー ド 内の温度を コ ン ト ロ ールすればよ い。 なお高温部 と しては、 吐出 ヒ 一 タ部の最高温度 と最低温度間の上部 1 5 % ( S = 8 5 % ) 程度を取る と よ い。 また本例では吐出 ヒ ータ部 3 の 中心 と 最高温度位置 と がー致 し な い例を示 し て い る 。 こ こ で、

高温部に あたる 吐出口数を η 、

吐出 ヒ ー 夕 部 3 の中心 ； Β か ら 、 左側の高温部にあた る吐出 口数を n _a

右側の高温部にあたる吐出口数を n _b

吐出 ヒ ー タ の ピ ッ チを P

と する と 高温部の長さ は

1 = P ( n _a + n _b )

と なる 。

と こ ろ で、 前述 し た よ う に、 吐出 ヒ ータ 部 3 の基準 点 と 保温 ヒ ー タ の基準点 と を結ぶ線の中心 （ 1 / 2 の 距離） 付近にセ ンサを配置する こ と が望ま し いが、 吐 出 ヒ ー タ部 3 の基準点を高温部の範囲 1 にお いて左端 A、 吐出 ヒ ー 夕部 3 の中心 Bお よ び右端 C に定めて考 えた場合、 こ の基準点 と 保温 ヒ 一夕 （例えば 8 a ) の 基準点 と を結ぶ線分の中心位置は図中 D ， E ， Fの よ う に取る こ と 力 s'でき る。

こ こ では簡単のために、 線分 A C と D Fがほぼ平行 である と 考える と

線分 D E = l / 2 P n _a

線分 E F - l Z S P n b

と なる。

よ っ て高温部に対応 し たセ ンサ位置を考える と 吐出 ヒ ー タ 部 3 の 中心点 B に 対応 し た E点カゝ ら そ れぞれ 1 / 2 P n a ， 1 / 2 P n _b の範囲 にセ ンサを配置す る こ と で高温部に対応 し た良好なセ ン シ ン グを行 う こ と がで き る 。 .

本例では特に吐出 ヒ ー タ部 3 の長手方向 （吐出 ヒ ー 夕 の配列方向 ） へ の セ ン サ の配置 につ い て考慮 し た が、 吐出 ヒ ー タ部 3 お よ び保温 ヒ ー夕 8 a ， 8 b の形 状、 並びに吐出 ヒ ータ部 3 の長手方向 と 異なる方向へ の熱的分布等を考慮する と 、 吐出 ヒ ータ部 3 の長手方 向 と 異な る方向へ も セ ンサの配置位置が広がる 。 し か し こ の広力 S り は、 吐出 ヒ 一 夕部 3 の長手方向への広が り よ り 少な い こ と が実験的に確認さ れてお り 、 . セ ンサ の配置は E点を中心に少な く と も半径 1 / 2 P n _b 、 よ り 好 ま し く は半径 l Z 2 P n _a の円で示さ れる範囲 に配さ れる と よ い。

なお、 上例の よ う に吐出 ヒ ータ部 3 の最高温度の位 置 と 吐出 ヒ ータ部 3 の中心 と が一致 し、 ま た温度分布 がほぼ左右対称である場合には、 セ ンサを E点から半 径 l Z S P n a ( - 1 2 P n _B ) の範囲内 に配すれ ばよ い。

先の実施例では吐出 ヒ ータ部 3の高温部に着目 して セ ンサの配置を考えたが、 高精細な記録を行 う 場合、 も し く は吐出 ヒ ータ部 3 内の最高温度 と最低温度 と の 差が大き い場合等においては、 記録のむ ら を生 じ な い よ う に高温部 と 低温部 と の差を低減し なければな ら な い。 こ の よ う な場合は吐出 ヒータ部 3 にお いて高温部 と 低温部 と の温度を反映する領域に基準点を取っ てセ ンサを配置する こ と が望ま し い。

図 7 はその よ う なセ ン サの配置を行っ た例を示す。 本例では温度変化が急激な領域を避け、 高温部 と低温 部 と の温度を反映する領域 と し て、 吐出 ヒ ー夕部内の 最高温度 と最低温度 と の間の 8 5 %〜 5 5 %の中温部 の温度範囲 S 1 を考慮して基準点の配置を行っ た。 同 図 中 で 線 分 A B ， D E が基準点 を 設 け る 領域 で あ る 。

A B 間の吐出口の数を n _a

D E間の吐出口の数を n _b

ピ ッ チを P

と する と 基準点を設ける領域 A B ， D Eの長さ はそれ ぞれ P n _a ， P n _b と なる。

よ っ て先の実施例 と 同様な計算に よ り 、 吐出 ヒ ータ 部 3 の長手方向でのセ ンサを設ける長さ F G お よ び I J はそれぞれ 1 2 P n _a ， 1 / 2 P n _b と なる 。 本 例の場合 も前述の よ う に吐出 ヒ ータ部 3 の長手方向 と 異 な る 方向 への ずれを考慮 し て線分 F G の中点 も し く は 線 分 I J の 中 点 を 中 心 に そ れ ぞれ半径 1 4 P n _a ， 1 / 4 P n _s の円内 にセ ンサを配置すればよ い o

先の例お よ び本例にお いては、 左側のセ ン サの位置 を決める例を示 し たが右側のセ ンサについて も 同様に 行えばょ レヽ こ と は言 う ま で も ない。 ま た こ れ らの例で はセ ンサを 2 個設ける場合を示 し ているが、 吐出 ヒ ー 夕 内で特に一部の領域に注目 し て温度調整を行 う 場合 にはセ ンサを 1 つだ け配 し て も よ い し 、 又先の例で示 し たセ ンサの配置領域が左， 右のセ ンサで重なる よ う な場合に も その領域にセ ンサを 1 つ配 し て も よ い。

セ ンサの配置にあた っ ては、 温度セ ンサ， 保温 ヒ ー 夕 お よ び吐出 ヒ 一夕 の構成， 種類， 形状， 寸法， 特性 等 、 あ る い は制御の特性等の条件等 を考慮 し て も よ く 、 必ず し も上記中点に温度セ ン サの中心を一致さ せ な く て も よ い。

ま た、 吐出 ヒ ータ と 保温 ヒ ー夕 と の温度変化の影響 が及ぶ時間が等 し い、 ある いは制御の特性等を勘案 し て許容 さ れる範囲内の時間差である位置であれば、 そ の よ う な中点のみな ら ず、 両者よ り 等距離ある いはほ ぼ等距離に ある他の点、 すなわち両者を結ぶ線分に対 する 中線上の点ある いはその近傍に配置する こ と も で き る。 ま た、 例えば ヒ ータ ボー ド 1 の基体の厚みが一 様でない等に よ り 必ずし も等距離の点で熱伝達の時間 が等 し く な い場合には、 これに応 じて適切に温度セ ン ザの配設位置を定める こ と も でき る。 さ ら に、 上記平 均温度を呈する部分が吐出 ヒータ部 3 の中央でない場 合には、 温度セ ンサ配設のための一方の基準 と し て当 該部分の吐出 ヒータ を選べばよ い。

ま た 、 以上の実施例 にお いて 、 セ ン サ 2 は ヒ ー タ ボ一 ド の成膜プロ セスで形成可能な も のであれば ト ラ ン ジス 夕等'であっ て も よ く 、 必ずし も 同時形成されな レヽ も ので も よ い。

さ ら に、 ヒ ータ の配設部位や個数について も 、 ヒ ー タ ボー ド上で任意所望に定め られるのは勿論であ り 、 こ れに応 じて温度セ ンサの配設位置等を適切に定め う るのは言 う ま で も ない。

以上説明 し た よ う な セ ン サ の配置を行 っ た ヒ ー タ ボー ド の例を次に示す。

図 8 は本発明 に係る記録へ ッ ド用基板 （ ヒ ータ ボー ド ） の配線の一例を示.し た模式図である 。 本図におい ては、 前述 し た ご と く 適宜の吐出 ヒ 一夕 （例 えば吐出 ヒ ータ 5 C ) 力 らの熱お よ び保温 ヒ ー夕 8 a， 8 b か らの熱の伝達時間がほぼ等 し い位置、 ま たは吐出 ヒ ー 夕 の温度制御を行いやすい位置にセ ンサ 2 a ， 2 b を 配 し て い る 。 従来、 ヒ ー タ ボー ド は A 1 の下部配線 (不図示） 上に絶縁層を介 し て A 1 の上部配線である 横配線 9 が配さ れている 。 本例では、 図 3 A ま たは図 3 B で詳細に示 し たセ ンサ 2 a ， 2 b を上部配線であ る A 1 の横配線 9 を避けて同一工程で形成する よ う に する こ と に よ っ て、 セ ンサ 2 a ， 2 b を所望の位置に 配置する こ と がで き る。 ま た新たに横配線上に絶縁層 を形成する こ と な く セ ンサ 2 a ， 2 b を配置す る こ と 力 ^sで き る 。 こ れ ら に よ っ て ヒ ータ ボー ド の温度を よ り 確実 に検知する こ と がで き る。

なお、 図 8 において、 1 0 は吐出 ヒ ータ 5 を駆動す る た めの ダイ オ ー ド 等の駆動部で あ り 、 こ の駆動部 1 0 と 吐出 ヒ ー タ配線 6 と は、 上部配線 9 お よ び下部 配線か ら なる マ ト リ ク ス配線部に接続さ れる 。

以上説 明 し た よ 'う な構成の ヒ ー タ ボー ド を 図 1 の ヒ ー タ ボー ド 2 7に代えて用 いて記録へ ッ ド を構成 し 、 さ ら に こ れを用 いて図 9 の よ う なイ ン ク ジ エ ツ ト 記録 装置を構成する こ と がで き る。

図 9 において、 1 4はへ ヅ ド カ ー ト リ ッ ジであ り 、 本 例の よ う な ヒ ー 夕 ボー ド 1 を用 いて構成 し た記録へ 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 のへ 、ソ ド カ ー ト リ ッ ジ 1 4は、 押 さ え部 材 4 1に よ り キ ヤ リ ッ ジ 1 5.の上に固定.さ れてお り 、 こ れ ら は シ ャ フ ト 2 1に沿っ て長手方向 に往復動可能 と な つ て い る 。 記録へ ッ ド よ り 吐出 さ れた イ ン ク は、 記録 へ 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 。

記録へ ッ ド には、 ケーブル 16、 お よ びこ れに結合す る駆動部 1 0 用 の端子を介 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。 ま た、 記録ヘ ッ ド 力 ら は 、 セ ン サ 2 a ， 2 b 用 の端子カ ら ケーブル 1 6 を介 し て検出温度情報が出力され、 これ に応 じ て後述の制御部か ら ケーブル 1 6 お よ び保温 ヒ ー タ 8 a ， 8 b 用の端子を介 して温度制御信号が供 給さ れる。

へ ッ ド カ ー ト リ ジ ジ は 、 用 レヽ る イ ン ク 色等 に応 じ て、 1 ない し複数個 （図では 2 個） を設ける こ と がで き る 。

なお、 図 9 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 、 22は モータ 17の駆動力をキ ヤ 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 一 ドモータ である。

図 1 0 は 図 2 の セ ン サ 2a, 2b お よ び保温 ヒ ー 夕 8a, 8b を 出力 を 用 い た温度制御系の一例 を示す 。 な お、 セ ンサ 2a， 2b お よ び ヒ ー夕 8a, 8b 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 、 ヒ ー夕 ボー ド 1 上の不図示の端子 よ り ケーブル 16を介 し て接続すればよ い。

11は図 1 1 にっ 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 CPU 11 は、 本例に係る温度制御を独立 し て 実行すべ く 設ける こ と も でき 、 ある いは図 9 に示 し た 装置、 ま たは図 1 3 も し く は図 1 4 にっ き後述する装 置の主制御部に兼用 されていて も よ い。

22は CPU11 の制御の下、 温度セ ンサ 2a， 2b に対 し て 選択的 に通電を行っ て検出値を取出 し 、 CPU11 に適合 する信号に変換を行 う 入力部である。 ま た、 28は同 じ く 保温 ヒ ータ 8a, 8b に選択的に通電を行 う ための ヒ ー タ ド ラ イ ノ である。

ヒ ー 夕 ボー ド 1 は発熱素子を多数持った め、 その放 熱性を考慮 し て示すよ う に アル ミ ニ ウ ム等の板に密着 さ れて い る 。 し 力 > し ヒ ー タ ボー ド 1 上の吐出 ヒ ー タ 5 、 他の部分 （例えばセ ンサ 2 の配設位置） 、 お よ び アル ミ 板の間では温度差がある。 ま た時間的変化に も 差があ り 、 ア ル ミ 板上では昇温 ^ ーブの過渡時に時間 遅延を生ずる 。

従来、 温度セ ンサを と り つける際、 ヒ ー タ ボー ド上 では、 スペース的 に困難があるので、 ア ル ミ 板上に と り つける場合が多かっ たが 、 吐出特性を左右する 吐 出 ヒ ー タ 5 付近の温度 と差が大 き いので精度の よ い検 出がで き なカ つ た。 本例の温度セ ン サ 2 a , 2 b は ヒ ー タ ボー ド 1 上の 図 2 、 図 6 ま たは図 7 に示 し た位置に配設さ れる ため、 極めて精度の高い検出が可能 と なる。

図 1 1 は本例に係る温度制御手順の一例を示す。 本 例では、 温度セ ンサ 2a, 2b に よ っ てセ ンサ位置での温 度範囲 〜！^は !^) に設定される よ う に保温 ヒータ 8a, 8 を独立に制御 し 、 こ の と き に吐出 ヒー タ部 3 が 吐出 に最適の温度範囲内、 すなわち図 1 2 における制 御範囲内 に設定される も の と する。

図 1 2 は、 記録へ ッ ドの使用時における 吐出 ヒ ータ 部 と保温 ヒ ー タ 8 a， 8 b と の間の温度分布を示 し た 図である 。 温度の制御は吐出 ヒータ部 3 の温度が制御 範囲内 に入る よ う に行う 。

保温 ヒ ー 夕 8 a , 8 b の O N Z O F F は吐出 ヒ ータ が発する熱に よ る温度 A に よ っ て決ま る セ ン サの温度 範囲 （ T i 〜 T ₂ ) に入る よ う に制御する 。 なお吐出 ヒ ー夕 が発す る熱は吐出 ヒ ー夕 の出力に基づいて知る こ と 力 Sで き る 。

図 1 1 に示す手順は、 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 S 1で セ ンサ 2aの出力を読込み、 ステ ッ プ S3にて温度 T₂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 ツ プ S 5に進み、 セ ンサ 2 aの検出温度が T i以下である か否かを判定する。

ス テ ッ プ S 5で否定判定がなされた場合ま たはス テ ッ プ S 3で肯定判定がなさ れた場合には、 ス テ ッ プ S 7にて ヒ ー タ 8 aへの通電をオ フ し、 ス テ ッ プ S 5で肯定判定が なされた場合に はス テ ッ プ S9にて ヒ ータ 8aをオ ン と す る。

次に、 ス テ ッ プ S11 に進み、 セ ンサ 2bの出力に基い て ヒ ータ 8bのオ ン /オ フ にっ き上記ステ ッ プ S1〜 S9と 同様の処理を行 う 。

(その他）

なお、 本発明は、 特にイ ン ク ジ ヱ ッ 卜 記録方式の中 で も 、 ィ ン ク 吐出を行わせる ために利用 さ れる ェネ ル ギ と し て熱エネルギを発生する手段 （例えば電気熱変 換体ゃ レーザ光等） を備え、 前記熱エネ ルギに よ り ィ ン ク の状態変化を生起させる方式の記録へ 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 。 かか る方式に よ れば記録の高密度化， 高精細化が達成で き るカゝ 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 4 7 2 3 1 2 9号明細書， 同第 4 7 4 0 7 9 6 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 二 ユ 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 シ一 ト ゃ液路に対応 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、 電気熱変換体に熱ェネル ギを発生せ し め、 記録へ 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 く と も 1 つの滴を 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

4 4 6 3 3 5 9 号明細書， 同第 4 3 4 5 2 6 2 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 4 3 1 3 1 2 4 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 。

記録へ 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 4 5 5 8 3 3 3 号明細書 ， 米国特許第 4 4 5 9 6 0 0 号明細書を用 いた構成も本発明 に含 ま れる も のである 。 加えて、 複数の電気熱変換体に対 し て、 共通する ス リ ッ ト を電気熱変換体の吐出部 と する 構成を開示する特開昭 5 9 一 1 2 3 6 7 0 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 5 9 — 1 3 8 4 6 1 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 。 すな わ ち 、 記録へ ッ ド の形態力 S どの よ う な も の で あ っ て も 、 本発明 に よ れば記録を確実に効率よ く 行 う こ と が で き る よ う になるカゝらである。

さ ら に、 記録装置が記録でき る記録媒体の最大幅に 対応 し た長さ を有する フ ル ラ イ ン タ イ プの記録へ ッ ド に対 し て も本発明は有効に適用で き る 。 その よ う な記 録へ ッ ド と し て は、 複数記録へ ッ ドの組合せに 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 記録へ ッ ド と し ての構成のいずれで も よ い。

力□えて、 上例の よ う な シ リ アルタ イ プの も ので も 、 装置本体に固定 された記録へ ッ ド 、 ある いは装置本体 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 のィ ン ク の供給が可能になる交換 自在のチ ッ プタ イ プの記録へ ッ ド 、 ある いは記録へ 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 へ 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 、 記録へ 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 ヤ ッ ピ'ン グ手段、 ク リ 一 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 は別の吐出を行な 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 。

ま た、 搭載される記録へ ッ ドの種類ない し個数につ いて も 、 例えば単色のイ ン ク に対応 し て 1 個のみが設 け られた も のの他、 記録色や濃度を異にする複数のィ ン ク に対応 し て複数個数設け られる も のであ っ て も よ い。 すなわち、 例えば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 へ ッ ド を一体的に構成するか複数個の組み合わせに よ るかいずれで も よ いが、 異なる色の複色カ ラ 一、 ま た は混色に よ る フ ルカ ラ 一の少な く と も一つを備えた装 置に も本発明は極めて有効である 。

さ ら に加えて、 以上説明 し た本発明実施例にお いて は、 イ ン ク を液体 と して説明 し ているが、 室温やそれ 以下で固化する ィ..ン ク であ っ て、 室温で軟化 も し く は 液化する も の、 ある いはイ ン ク ジ エ ツ ト 方式ではイ ン ク 自 体を 3 0 °C以上 7 0 °C以下の範囲内で温度調整を 行っ てィ 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。 加えて、 積極的 に熱エネルギに よ る昇温をィ ン ク の固形状態か ら液体状態への状態変化のエネルギ と し て使用せ し め る こ と で防止するか、 ま たはイ ン ク の蒸発防止を 目 的 と し て放置状態で固化する イ ン ク を用 いる か し て、 い ずれ に し て も 熱エ ネ ルギ 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すでに固化 し始める も の等の よ う な、 熱エネルギに よ っ て初めて液化する 性質の ィ 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 の イ ン ク は 、 特 開 昭 5 4 — 5 6 8 4 7 号公報ある いは特開昭 6 0 — 7 1 2 6 0 号 公報 に記載さ れる よ う な、 多孔質シー ト 凹部ま たは貫 通孔に液状又は固形物 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 。

さ ら に加えて、 本発明の液体噴射記録へ ッ ド を使用 する記録機構を備えた記録装置は、 ワー ク ス テー シ ョ ン ， ノ\° — ソ ナ ル あ る レヽ は ホ ス ト コ ン ピ ュ ー タ ， ワ ー ド プロ セ ッ サ等の情報処理機器の画像出力端末 と し て用 い られる も のの他、 リ ーダ等 と組合せた複写装置、 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 採る も の、 さ ら に加えて、 光デ ィ ス ク装置の情報出力 手段 と し て用 いて も よ い。

図 1 3 は本発明 に よ る 図 9 に示 し た よ う な イ ン ク ジ ュ ッ ト 記録装置を情報出力手段 と し て備える利用装 置の概念図である 。 図 1 3 において、 1 0 0 0 0 は利用装置を示 し 、 こ れは、 例えばワ ー ク ステーシ ョ ン ， パー ソ ナルない し ホス ト コ ン ピ ュータ ， ワー ドプロ セ ッ サ， 複写機， フ ァ ク シ ミ リ ある いは光ディ ス ク装置 と する こ と がで き る。 ま た、 1 1 0 0 0 は、 図 1 に示 したイ ン ク ジ エ ツ ト記録装置を示す。 記録装置 1 1 0 0 0 は、 利用装置 1 0 0 0 0 の制御に基づいて利用装置 1 0 0 0 0 力 ら の処理情報を受け と り ハー ド コ ピー形態の記録出力を 行 う 。

図 1 4 は本発明に係る ポ一タ ブルブ リ ン タ の他の実 施例を示す模式的なブロ ッ ク図である。 こ れは、 ヮ ー ク ス テ ー シ ョ ン ， ノ 一 ソ ナル コ ン ピ ュ ー タ ， ホ ス ト コ ン ピ ュー タ ， ワ ー ドプロ セ ッ サ， 複写装置， フ ァ ク シ ミ リ 装置ま たは光デ ィ ス ク装置な どの利用装置に組合 せる こ と がで き る ものである。

図 1 4 にお いて、 参照符号 1 0 0 0 1 で示す も のは それ ら の よ う な利用装置である。 参照符号 1 2 0 0 0 は 模式 的 に 示 し た ポ ー タ ブ ル プ リ ン 夕 で あ り 、 図 1 に 示 し た イ ン ク ジ ェ ッ ト 記録装置 （ I J R A ) 1 1 0 0 0 を 内蔵す る と と も に イ ン タ フ ェ ー ス 回路 1 3 0 0 0 お よ び 1 4 0 0 0 を有 している 。 こ れ ら ィ ン 夕 フ ェ ー ス 回 路 は 、 利 用 装置 1 1 0 0 1 に よ つ て 処理 さ れ た 情報 お よ び イ ン ク ジ ュ ッ ト 記録装置 1 1 0 0 0 を制御する ための種々 の制御データ を受信 する。 制御データ には、 利用装置からのハ ン ド シ ェ 一 ク制御信号や割込み制御信号 も含まれる 。 その よ う な 制御信号は従来のプ リ ン 夕制御技術にお いて実施さ れ て いる も のである。 ，

以上説明 し た よ う に、 本発明 に よれば、 吐出 ヒ ータ 部お よ び保温 ヒ ータからの熱伝達を考慮 し て適切な位 置に温度セ ンサを配設 し た こ と に よ り 、 精度お よ び応 答性に優れ、 安定 し た温度制御が可能 と な っ た。

(以下余白 ）

Claims

請求の範囲

1 ) 同一基板上に、 イ ン ク を吐出する吐出口 と 、 前記 ィ ン ク を吐出する ために利用 される熱エネルギを発生 する複数の発熱素子 と 、 前記基板の温度を検出する た めの温度検出素子 と 、 前記基板に熱を加える加熱素子 と を有 し た記録へ ッ ド において、

所定の発熱素子のみが駆動された と き の温度変化の 影響が及ぶ時間 と 、 前記加熱素子のみが駆動された と き の温度変化の影響が及ぶ時間 と がほぼ等 し い位置に 前記温度検出素子が配されている こ と を特徴 と する ィ ンク ジ エ ツ ト 記録へ ッ ド。

2 ) 前記温度検出素子が配される位置は、 前記所定の 発熱素子 と 前記加熱素子 と からほぼ等距離の位置であ る こ と を特徴 と する請求の範囲第 1 項に記載のイ ン ク ジ ェ ヅ ト 己録へ ッ ド 。

3 ) 前記所定の発熱素子は、 前記複数の発熱素子の中 温部か ら選択されている こ と を特徴 と する請求の範囲 第 1 項に記載のイ ン ク ジエ ツ ト 記録へ ッ ド 。

4 ) 前記所定の発熱素子は、 前記複数の発熱素子の高 温部か ら選択されている こ と を特徴 と する請求の範囲 第 1 項に記載のイ ン ク ジ ヱ ッ ト 記録へ ッ ド。

5 ) 前記所定の発熱素子は、 前記複数の発熱素子の う ち ほぼ平均温度を示す も のである こ と を特徴 と する請 求 の 範 囲 第 1 項 に 記載 の イ ン ク ジ エ ツ ト 記録 へ 、ソ ド 。

6 ) 複数個の前記加熱素子 と 、 こ れ と 同数の前記温度 検出素子 と を有する こ と を特徴 と する請求の範囲第 1 項， 第 3 項ま たは第 4 項に記載のイ ン ク ジ ュ ッ ト 記録 へ ヅ ド 。

7 ) 複数個の前記加熱素子 と 、 これよ り 少な い数の前 記温度検出素子 と を有する こ と を特徴 と する 請求の範 囲第 1 項， 第 3 項ま たは第 4 項に記載のイ ン ク ジ エ ツ 卜 言己録へ ッ ド 。

8 ) 前記温度検出素子がダイ オー ド セ ン サである こ と を特徴 と する請求の範囲第 1 項に記載のィ ン ク ジ ェ ッ ト 言己録へ ッ ド 。

9 ) 前記発熱素子の内、 高温部にあたる発熱素子の数 を N 、 その配列 ピ ッ チを P と し た と き 、 前記位置を中 心に、 半径 P X N Z 4 の範囲の位置に前記温度検出素 子が配 さ れる こ と を特徴 と す る請求の範囲第 4 項に記 載の イ ン ク ジ エ ツ ト 言己録へ ッ ド 。

1 0 ) 同一基板上に、 イ ン ク を吐出する吐出口 と 、 前記 イ ン ク を吐出する ために利用 される熱エネ ルギを発生 する複数の発熱素子 と 、 前記基板の温度を検出する た めの温度検出素子 と 、 前記基板に熱を加 え る加熱素子 と を有 し た記録へ ッ ド において、

前記温度検出素子が所定の発熱素子 と 前記加熱素子 か ら ほぼ等距離の位置に配さ れる こ と を特徴 と す る ィ ン ク ジ エ ツ ト 記録へ ッ ド 。 11) 前記所定の発熱素子は、 前記複数の発熱素子の中 温部力 ら選択さ れている こ と を特徴 と する請求の範囲 第 10項に記載のイ ン ク ジ エ ツ ト記録へ ッ ド 。

12) 前記所定の発熱素子は、 前記複数の発熱素子の高 温部か ら選択されている こ と を特徴 と する請求の範囲 第 10項に記載のイ ン ク ジ ヱ ッ ト記録へ ッ ド 。

13) 前記所定の発熱素子は、 前記複数の発熱素子の う ちほぼ平均温度を示す も のである こ と を特徴 と する請 求 の 範 囲 第 10項 に 記載 の イ ン ク ジ ュ ッ ト 記録 へ ッ

K 。

14) 複数個の前記加熱素子 と 、 これ と 同数の前記温度 検出素子 と を有する こ と を特徴 と する請求の範囲第 11 項 ま た は 第 12項 に 記載 の ィ ン ク ジ ヱ ッ ト 記録 へ ッ ド' o

15) 複数個の前記加熱素子 と 、 これよ り 少な い数の前 記温度検出素子を有する こ と を特徴 と する請求の範囲 第 11項ま たは第 12-.項に記載のイ ン ク ジ ヱ ッ 卜 記録へ ッ ド。

16) 同一基板上に、 吐出口から液体を吐出する ため に 利用 さ れる熱エネルギを発生する複数の発熱素子 と 、 該基板の温度を検出する ための温度検出素子 と 、 該基 板に熱を加える加熱素子 と を有 し たイ ン ク ジ エ ツ ト 記 録へ ッ ド 用基板において、

所定の発熱素子のみが駆動された と き の温度変化の 影響が及ぶ時間 と 、 前記加熱素子のみが駆動された と き の温度変化の影響が及ぶ時間 と がほぼ等 し い位置に 前記温度検出素子が配されている こ と を特徴 と する ィ ン ク ジ ュ ッ 卜 記録へ ッ ド 用基板。

1 7 ) 前記温度検出素子が配される位置は、 前記所定の 発熱素子 と 前記加熱素子 と から ほぼ等距離の位置であ る こ と を特徴 と する請求の範囲第 1 6項に記載のィ ン ク ジ エ ツ 卜 記録へ ッ ド用基板。

1 8 ) 前記所定の発熱素子は、 前記複数の発熱素子の中 温部か ら選択さ れて いる こ と を特徴 と する請求の範囲 第 1 6項に記載のイ ン ク ジ ュ ッ ト 記録へ ッ ド 用基板。

1 9 ) 前記所定の発熱素子は、 前記複数の発熱素子の高 温部か ら選択されて いる こ と を特徴 と す る 請求の範囲 第 1 6項に記載のイ ン ク ジ ュ ッ 卜記録へ ッ ド 用基板。

2 0 ) 前記複数の発熱素子の内、 高温部に あたる発熱素 子の数を N 、 その ピ ッ チを P と し た と き 、 前記位置を 中心に半径 P N 7 4 の範囲の位置に前記温度検出素 子が配さ れる こ と を特徴 と する請求の範囲第 1 9項に記 載のイ ン ク ジ ヱ ッ 卜 記録へ ッ ド用基板。

2 1 ) 前記所定の発熱素子は、 前記複数の発熱素子の う ち ほぼ平均温度を示す も のである こ と を特徴 と する請 求の範囲第 1 6項に記載のイ ン ク ジ ュ ッ 卜 記録へ ッ ド用 基板。

2 2 ) 同一基板上に、 イ ン ク を吐出する吐出 口 と.、 前記 ィ ン ク を吐出する ために利用 される熱エネルギを発生 する複数の発熱素子 と 、 前記基板の温度を検出する た めの温度検出素子 と 、 前記基板に熱を加え る加熱素子 と を持つ記録へ ッ ド を有する イ ン ク ジエ ツ ト 記録装置 にお いて、

前記記録へ ッ ド の所定の発熱素子のみが駆動された と き の温度変化の影響が及ぶ時間 と 、 前記加熱素子の みが駆動 さ れた と きの温度変化の影響が及ぶ時間 と が ほぼ等 し い位置に前記温度検出素子が配さ れている こ と を特徴 と する イ ン ク ジ ヱ ッ ト記録装置。

2 3 ) 前記温度素子が配される位置は、 前記所定の発熱 素子 と 前記加熱素子 とか ら ほぼ等距離の位置である こ と を 特徴 と す る 請求 の 範 囲第 2 2項 に 記載の ィ ン ク ジ ュ 、ソ ト 記録装置。

2 4 ) 前記所定の発熱素子は、 前記複数の発熱素子の中 温部か ら選択されている こ と を特徴 と する請求の範囲 第 2 2項に記載のィ ン ク ジ ュ ッ ト 記録装置。

2 5 ) 前記所定の発熱素子は、 前記複数の発熱素子の高 温部か ら選択さ れている こ と を特徵 と す る請求の範囲 第 2 2項に記載のイ ン ク ジ ュ ッ ト記録装置。

2 6 ) 前記発熱素子の内、 高温部にあたる発熱素子の数 を N 、 その ピ ッ チを P と し た と き 、 前記温度検出素子 が配さ れる位置を中心に、 半径 P X N Z 4 の範囲の位 置に温度検出素子が配される こ と を特徴 と する請求の 範囲第 2 5項に記載のイ ン ク ジ ュ ッ 卜 記録装置。

2 7 ) 前記所定の発熱素子は、 前記複数の発熱素子の う ちほぼ平均温度を示す も のである こ と を特徴 と する請 求の範囲第 2 2項に記載のイ ン ク ジ ュ ッ 卜 記録装置。

2 8 ) 同一基板上に、 イ ン ク を吐出する吐出 口 と 、 前記 ィ ン ク を吐出する ために利用 される熱エネルギを発生 する複数の発熱素子 と 、 前記基板の温度を検出する た めの温度検出素子 と 、 前記基板に熱を加える加熱素子 と を持つ記録へ ッ ドであっ て、 前記記録へ ッ ド の所定 の発熱素子のみが駆動された と き の温度変化の影響が 及ぶ時間 と 、 前記加熱素子のみが駆動 さ れた と き の温 度変化の影響が及ぶ時間 と がほぼ等 し い位置に前記温 度検出素子が配されている 当該記録へ ッ ド を有する ィ ン ク ジ ュ ッ ト 記録装置を、 情報出力手段 と し て具えた こ と を特徴 と する コ ピー装置。

2 9 ) 同一基板上に、 イ ン ク を吐出する吐出 口 と 、 前記 イ ン ク を吐出す る ために利用 さ れる熱エネ ルギを発生 する複数の発熱素子 と 前記基板の温度を検出する た めの温度検出素子 と 、 前記基板に熱を加え る加熱素子 と を持つ記録へ ッ ド であ っ て、 前記記録へ ッ ド の所定 の発熱素子のみが駆動さ れた と き の温度変化の影響が 及ぶ時間 と 、 前記加熱素子のみが駆動さ れた と き の温 度変化の影響が及ぶ時間 と がほぼ等 し い位置に前記温 度検出素子が配 されている 当該記録へ ッ ド を有する ィ ン ク ジ ュ ッ ト 記録装置を、 情報出力手段 と し て具えた こ と を特徴 と す る フ ァ ク シ ミ リ 装置。

3 0 ) 同一基板上に、 イ ン ク を吐出する吐出 口 と 、 前記 ィ ン ク を吐出する ために利用 される熱エネ ルギを発生 する複数の発熱素子 と 、 前記基板の温度を検出する た めの温度検出素子 と 、 前記基板に熱を加える加熱素子 と を持つ記録へ ッ ド であ っ て、 前記記録へ ッ ドの所定 の発熱素子のみが駆動された と きの温度変化の影響が 及ぶ時間 と 、 前記加熱素子のみが駆動さ れた と き の温 度変化の影響が及ぶ時間 と がほぼ等 し い位置に前記温 度検出素子が配されている当該記録へ ッ ド を有する ィ ン ク ジ ェ ッ ト 記録装置を、 情報出力手段 と し て具えた こ と を特徴 と する ワー ド プロ セ ッ サ。

3 1 ) 同一基板上に、 イ ン ク を吐出する吐出口 と 、 前記 ィ ン ク を吐出するために利用 さ れる熱エネルギを発生 する複数の発熱素子 と 、 前記基板の温度を検出する た めの温度検出素子 と 、 前記基板に熱を加える加熱素子 と を持つ記録へ ッ ド であ っ て、 前記記録へ ッ ドの所定 の発熱素子のみが駆動された と き の温度変化の影響が 及ぶ時間 と 、 前記加熱素子のみが駆動さ れた と き の温 度変化の影響が及ぶ時間 と がほぼ等 し い位置に前記温 度検出素子が配されている 当該記録へ ッ ド を有する ィ ン ク ジ ェ ッ ト 記録装置を、 情報出力手段 と し て具えた こ と を特徴 と する光デ ィ ス ク装置。

3 2 ) 同一基板上に、 イ ン ク を吐出する吐出口 と 、 前記 ィ ン ク を吐出する ために利用 される熱エネルギを発生 する複数の発熱素子 と 、 前記基板の温度を検出す る た めの温度検出素子 と 、 前記基板に熱も加える加熱素子 と を持つ記録へ ッ ドであ っ て、 前記記録へ ッ ドの所定 の発熱素子のみが駆動された と き の温度変化の影響が 及ぶ時間 と 、 前記加熱素子のみが駆動さ れた と き の温 度変化の影響が及ぶ時間 と がほぼ等 し い位置に前記温 度検出素子が配されている 当該記録へ ッ ド を有する ィ ン ク ジ エ ツ ト 記録装置を、 情報出力手段 と し て具えた こ と を特徴 と する ワ ーク ス テー シ ョ ン 。

3 3 ) 同一基板上に、 イ ン ク を吐出する吐出 口 と 、 前記 ィ ン ク を吐出する ために利用 される熱エネルギを発生 する複数の発熱素子 と 、 前記基板の温度を検出する た めの温度検出素子 と 、 前記基板に熱を加え る加熱素子 と を持つ記録へ ッ ド であっ て、 前記記録へ ッ ドの所定 の発熱素子のみが駆動された と きの温度変化の影響が 及ぶ時間 と 、 前記加熱素子のみが駆動さ れた と き の温 度変化の影響が及ぶ時間 と がほぼ等 し い位置に前記温 度検出素子が配されて いる 当該記録へ ッ ド を有する ィ ン ク ジ エ ツ ト 記録装置を、 情報出力手段 と し て具え た こ と を特徵 と する コ ン ピ ュ ータ 。

3 4 ) 同一基板上に、 イ ン ク を吐出する吐出 口 と 、 前記 ィ ン ク を吐出する ために利用 される熱エネルギを発生 す る複数の発熱素子 と 、 前記基板の温度を検出する た めの温度検出素子 と 、 前記基板に熱を加 える加熱素子 と を持つ記録へ ッ ドであ っ て、 前記記録へ ッ ド の所定 の発熱素子のみが駆動された と き の温度変化の影響が 及ぶ時間 と 、 前記加熱素子のみが駆.動さ れた と き の温 度変化の影響が及ぶ時間 と がほぼ等 し い位置に前記温 度検出素子が配されて いる 当該記録へ ッ ド を有する ィ ン ク ジ エ ツ 卜 記録装置を、 情報出力手段 と し て具えた こ と を特徴 と する ポータ ブルプ リ ン 夕。

(以下余白 ）