JP4974664B2 - 記録ヘッド用基板、その基板を用いた記録ヘッド又はヘッドカートリッジ、及びその記録ヘッドを用いた記録装置 - Google Patents

Description

本発明は記録ヘッド用基板、その基板を用いた記録ヘッド又はヘッドカートリッジ、及びその記録ヘッドを用いた記録装置に関する。本発明は、特に、例えば、インクジェット方式に用いられる記録ヘッド用基板、その基板を用いた記録ヘッド又はヘッドカートリッジ、及びその記録ヘッドを用いた記録装置に関する。

インクジェット記録方法の中でも、例えば、特許文献１、２に記載されている記録方法のように、熱エネルギーを液体に作用させて発生した気泡によって記録ヘッド部の先端のオリフィスからインクを吐出する構成が知られている。特に、特許文献２に開示の記録方法は、所謂ドロップ・オン・デマンド記録に極めて有効に適用されるばかりではなく、高解像度、高品質の画像を高速記録するための高密度に多数のオリフィスを備えたフルラインタイプ記録ヘッドを容易に実現できる。

このような記録ヘッドは、インク等の液体を吐出するためオリフィスと、該オリフィスに連通するとともに、が液体に熱を与える熱作用部を構成の一部とする液流路とを有する液吐出部とを備えている。さらに、そのインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）は熱エネルギーを発生する電気熱変換体（ヒータ）を備える記録ヘッド基板を備えている。

近年、このような記録ヘッド基板では、複数のヒータと、各ヒータの駆動用ドライバと、画像データを各ドライバに並列に送るためのシフトレジスタと、データを一時記憶するラッチ回路とを同一基板内に構成している。

図１４は従来の記録ヘッド用基板の回路構成例を示すブロック図である。

図１４において、９００は記録ヘッド用基板（以下、基板）、９０１はヒータ、９０２はヒータ９０１への通電を制御するパワートランジスタ、９０３はラッチクロック（Ｌ）に同期して記録データをラッチするラッチ回路である。９０４はシリアルクロック（ＣＫ）に同期してシリアルデータ（ＤＡＴＡ）を入力するシフトレジスタ、９１４は基板９００のヒータ９０１の抵抗値をモニタするセンサであるヒータ抵抗値モニタ素子である。

９０５〜９１３は入出力端子である。特に、９０８はパワートランジスタ９０２のオン時間、即ち、ヒータ９０１に電流を供給して駆動する時間を記録ヘッドの外部から制御するためのヒートパルス信号（駆動パルス信号）を入力する端子である。また、９０９はロジック回路の駆動電源端子、９１０はグランド（ＧＮＤ）端子、９１１はヒータ９０２の駆動電源の入力端子である。

以上の構成において、シリアル入力された記録データは、シフトレジスタ９０４に記憶され、ラッチ信号によりラッチ回路９０３にラッチされる。この状態で端子９０８よりヒートパルスが入力されることにより、記録データに応じてパワートランジスタ９０２がオンされる。これにより対応するヒータ９０１に電流が流れて、その液流路のインクが発熱されてノズル先端より液滴として吐出される。

ここで、ヒータ９０１における液体を発泡させるのに必要なエネルギーを考えた場合、放熱条件が一定であれば、そのエネルギーはヒータの必要な単位面積あたりの投入エネルギーとヒータの面積の積で表される。これにより、ヒータ９０１の両端にかかる電圧、ヒータ９０１を流れる電流及び時間（パルス幅）を、その必要なエネルギーが得られる値に設定すれば良い。ここで、ヒータ印加電圧については、記録装置本体の電源より電圧を供給することにより、ほぼ一定に保持することができる。

一方、ヒータ９０１を流れる電流については、基板の製造過程における発熱体の膜厚のばらつき等がロット或いは基板によって異なることでヒータ抵抗値が異なるため、ばらつきを生じる。従って、印加されるヒートパルス幅が一定でもヒータの抵抗値が設定よりも大きい場合はその流れる電流値が小さくなる。この場合、そのヒータに投入されるエネルギー量が不足してしまい、インクを適正に発泡させることができなくなる。逆に、ヒータの抵抗値が小さくなると同じ電圧、同じ幅のヒートパルスを印加しても電流値が設定よりも大きくなる。この場合には、ヒータにより過剰なエネルギーが発生し、ヒータの短寿命につながる可能性がある。

これに対処するため、従来より、ヒータのランク決定用のヒータであるランクヒータ９１４によってヒータ９０１の抵抗値を常にモニタし、その結果を記録装置本体にフィードバックして記録制御を行っている。
また、温度センサによって基板９００の温度をモニタし、その値により電源電圧やヒートパルス幅を変化させ、ヒータ９０１にほぼ一定のエネルギーが印加されるように制御する方法も提案されている。
特開昭５４−５１８３７号公報 独国特許出願公開第２８４３０６４号

近年のインクジェット記録装置（以下、記録装置）では、高解像度、高画質の画像を得るために、インクの液滴のサイズが急速に小さくなっている。一方、記録速度の高速化も進んでいるので、インク液滴の小型化と記録の高速化を同時に達成するために、小液滴化に対応した小さいヒータを記録ヘッド基板に高密度に多数配列するようになっている。例えば、インク液滴の大きさが半分になったとすると、単純に同じ画像を得るためには記録速度が半分になってしまう。その場合、同じ記録速度を維持するためにはヒータ数を倍にする必要がある。更には、インク液滴の大きさを半分にしつつ記録速度を２倍するためには、同じように考えれば、ヒータ数を４倍にしなければならない。

このように、高画質化を達成しつつ記録速度の維持、更には記録の高速化を図るためにはヒータ数を多くすることが必要不可欠である。

しかしながら、基板上でヒータピッチが同じとすると、ヒータ数を多くするには基板のサイズも大きくなってしまう事は避けられない。そして、基板サイズが大きくなると、基板製造過程におけるヒータの膜厚バラツキなどのプロセスバラツキ、Ｓｉ基板内の面内バラツキが生じる。これにより発生しうる同一基板内ヒータ抵抗値バラツキが大きくなってしまう。このため、同じパルス幅でインクを吐出するとあるヒータではエネルギー不足で発泡インク液滴の大きさが小さくなり、別のヒータでは逆に発泡インク液滴の大きさが大きくなってしまうことがある。従って、ヒータ列の端部等で画像上濃度ムラが発生することが懸念される。

そこで、ヒートパルス信号入力端子を複数備え、例えば基板の長手方向（ヒータの配列方向）などの所定領域毎に、より適したヒートパルス幅で駆動することで濃度ムラを抑えることを本発明者らで検討した。これらの非公知の背景技術について以下に説明する。

図１５は２個のヒートパルス信号入力端子を備えた記録ヘッド基板９００のレイアウト構成を示す図である。

図１５において、１０１、１０２はパルス信号入力端子である。また、１０３、１０４は夫々、パルス信号入力端子１０１、１０２から入力されたヒートパルス信号が用いられるヒータセグメント領域に対してヒータを駆動するためのヒートパルス信号（ＨＥ１、ＨＥ２）を供給する信号線である。さらに、１０５はヒータ列（ヒータアレイ）、１０６はインク供給口である。

図１６は図１５に対応したヒータセグメント領域の一例を示す図である。

図１６に示す例は、ヒータ数が４０のヒータセグメントを表しているがヒータ数がこれ以上の場合でも良いことは言うまでもない。ヒータセグメント（記録素子）
とは、ヒータ（抵抗）とこれを駆動するドライバやドライバをスイッチングする直前の論理回路など、ヒータを駆動するためのヒータ数に対応した回路単位である。また、図１５に示したパルス信号入力端子１０１、１０２からは夫々、図１６に示すＨＥ１、ＨＥ２信号が入力される。

図１７は、図１６に示したセグメント番号（ＳｅｇＮＯ）１８〜２１のエリアのヒータからインクが記録媒体に吐出された様子を示す図である。

このようなヒータ駆動制御では、１つのヒートパルス信号（１種類のパルス幅）で制御していたものが２つのヒートパルス信号（２種類のパルス幅）で制御することになる。従って、個別のヒータセグメントの群毎に適したヒートパルス幅の信号をパルス信号入力端子１０１、１０２から夫々入力することが可能になり、個々のヒータセグメント領域では個別的に夫々濃度ムラが低減できる。

さて、ヒートパルスの幅が変わる領域（図１６におけるＳｅｇＮＯ１８〜２１近辺）のヒータ（例えば、seg18とseg20のヒータ）は互いにヒータセグメント群（記録素子群）が隣接するため実際のヒータ抵抗値の差は殆ど無い。しかしながら、基板の所定領域毎に適合された幅のヒートパルス信号でヒータを駆動すると、一方のヒータには所望の幅よりも短いパルスが投入され、他方のヒータには所望の幅よりも長いパルスが投入されることがあり得る。その結果、パルス信号の切替わり領域において濃度ムラが発生してしまうことがあり得る。

例えば、図１７に示した記録ドットの上半分はＨＥ１信号によって記録され、下半分はＨＥ２信号によって記録されることになる。従って、この図の記録ドットは異なるヒートパルス信号が与えられる境界部に相当する。図１７では下半分はＨＥ２信号によりインク吐出量が多くなり、上半分はＨＥ１信号によりインク吐出量が少なくなる。このため、濃度のムラが他の部分に比べて目立ってしまう。これは、特に基板長が長くなった時（ヒータ列が長くなった時）に顕著に現れる現象である。

本発明は上記非公知の背景技術に鑑みてなされたもので、適切なヒートパルス信号でヒータを駆動し良好な記録を行うことが可能な記録ヘッド用基板、記録ヘッド及び記録装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため本発明の記録ヘッド用基板は以下の特徴を持つ。

即ち、複数の記録素子を列状に配置して形成され、前記複数の記録素子は、近接する複数の記録素子からなる第１の記録素子群と、前記第１の記録素子群に属する複数の記録素子とは異なる、近接する複数の記録素子からなる第２の記録素子群とに分割され、前記第１の記録素子群の端部の少なくとも１つの記録素子と、前記第１の記録素子群の端部に近接した前記第２の記録素子群の端部の少なくとも１つの記録素子とが前記列状に配置された配列方向に関して交互に配置された記録ヘッド用基板であって、前記第１の記録素子群に属する複数の記録素子それぞれには第１の駆動パルス信号が供給され、前記第２の記録素子群に属する複数の記録素子それぞれには前記第１の駆動パルス信号とはパルス幅の異なる第２の駆動パルス信号が供給されることを特徴とする。

また、上記目的を達成するための記録ヘッドや記録装置は上記記録ヘッド基板の構成を有する。

従って、本発明によれば記録素子群の内のいずれか２つが隣接する領域では、前記記録素子群が配置されるそれぞれの領域の一部が互いに重なった駆動パルス信号変更領域を持つので、隣接する領域での記録濃度のムラを低減することができるという効果がある。そして、これにより、高品位な記録が達成できる。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。

なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみを表すものではない。これに加えて、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。即ち、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

さらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

＜装置本体の概略説明＞
図１は、本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置（以下、記録装置）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５００４に対して係合するキャリッジＨＣはピン（不図示）を有している。そして、キャリッジＨＣはガイドレール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ＩＪＨとインクタンクＩＴとを内蔵した一体型インクジェットカートリッジＩＪＣが搭載されている。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。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、５０１５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。

＜制御構成の説明＞
次に、上述した装置の記録制御を実行するための制御構成について説明する。

図２は記録装置ＩＪＲＡの制御回路の構成を示すブロック図である。

図２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ＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１７０３は各種データ（記録信号や記録ヘッドに供給される記録データ等）を保存する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ＩＪＨを搬送するためのキャリッジモータ、１７０９は記録紙搬送のための搬送モータである。１７０５は記録ヘッドＩＪＨを駆動するヘッドドライバ、１７０６、１７０７はそれぞれ搬送モータ１７０９、キャリアモータ１７１０を駆動するためのモータドライバである。また、ヘッドドライバ１７０５を介して後述するヒートパルス信号が装置本体からヘッドに供給される。

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１７０４とＭＰＵ１７０１との間で記録信号が記録データに変換される。そして、モータドライバ１７０６、１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ１７０５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。

図３は記録ヘッドの概略構成を示す部分破断斜視図である。

図３では、インク供給口１０６の片側のヒータ（ヒータ抵抗）９０１及びそれに対応する吐出口４０のみが示されている。

記録ヘッド基板９００には、上述したように、電気信号を受けることで熱を発生し、その熱によって発生する気泡によって吐出口４０からインクを吐出するためのヒータ９０１が複数個、列状に配されている。ヒータ９０１に対向する位置に設けられた吐出口４０へインクを供給するための流路４１がそれぞれの吐出口４０に対応して設けられている。これらの吐出口４０はオリフィスプレート２０に形成されている。オリフィスプレート２０を記録ヘッド基板９００に接続することで、インク供給口１０６に連通し各流路４１にインクを供給する共通液室が設けられる。

図４はインクジェットカートリッジＩＪＣの外観を示す図である。

図４に示すように、ＴＡＢテープ１２００上に、記録ヘッド基板９００との電気接続部１２０１が設けられ、ＴＡＢテープ１２００の一端側に記録装置との接続に用いられるコンタクトパッド部１２０４が形成されている。この実施例の記録ヘッド基板９００は、オリフィスプレート２０の下側にある。記録ヘッド基板９００にドライフィルムなどで流路４１を形成した後、オリフィスプレート２０を張り付け、それをＴＡＢテープ１２００が貼り付けてあるインクタンクＩＴに貼り付ける。その後、ボンディングを行い、ＴＡＢテープ１２００の電気接続部１２０１を封止材によって封止してインクジェットカートリッジＩＪＣが完成する。なお、インクジェットカートリッジＩＪＣは記録ヘッドＩＪＨとインクタンクＩＴとが分離する分離型でも良い。

図５は記録ヘッド基板９００の各素子のレイアウト構成例を示す図である。

図５において、ヒータアレイ２０１は、インクを吐出させるための熱エネルギーを供給する発熱抵抗素子である複数のヒータ（不図示）が配列されている領域である。パワーＭＯＳアレイ２０２は、ヒータに電流を選択的に供給するためのトランジスタ（不図示）が配列されているドライバ領域である。これらの記録素子であるヒータやドライバトランジスタはそれぞれ記録要素を構成する１要素である。

論理回路２０３は、ドライバのトランジスタのスイッチング動作を制御するためのロジック回路（不図示）が配置されている領域である。また、パッド部２０４は、記録装置本体側との電気的接続を行うためのパッドが配置されている領域である。また、インク供給口１０６は、記録ヘッド基板９００の裏面側に設けられたインクタンク（不図示）から基板表面の各ヒータの位置へインクを供給するために設けられている。

なお、図５に示した構成要素夫々の詳細な構成は、従来例において図１４を参照して説明したのと同様の構成なので、その詳細な説明は省略し、必要であれば図１４に記した参照番号でそれらの構成要素に言及する。なお、図１４に示した構成（符号９０１〜９１２）の夫々は、図５におけるヒータアレイ２０１、パワーＭＯＳアレイ２０２の上側（或は下側）半分と、論理回路２０３、パッド２０４の右側（或は左側）半分を詳細に示した図である。

また、記録ヘッド基板には前述したランクヒータ（不図示）などのセンサ類などが形成される。ランクヒータは、記録ヘッド基板の膜付けやエッチングなどの変動要素をヒータ９０１と同一工程により形成されており、抵抗値（ランク抵抗）が測定される。測定されたランク抵抗は、記録ヘッド基板の製造工程で生じるヒータの抵抗値の基板毎のバラツキ、Ｓｉ基板の面内バラツキに対して駆動電圧や駆動パルス幅を調整制御するのに用いられる。なお、この実施例では記録装置本体から駆動電圧を供給するため駆動電圧は定電圧とし、そのヒートパルス信号（駆動パルス信号）のパルス幅の制御を行う。

また、ランクヒータはヒータサイズ等のパターンバラツキ、プロセスバラツキの影響をできるだけ小さくするために、同じ構成、サイズのものを複数個並べて、例えば、平均をとることが望ましい。さらには、パルス幅を決定するヒートパルス信号の数とヒータセグメント領域に対応して基板内に、ランクヒータを複数箇所に設けることにより、基板内バラツキ、Ｓｉ基板面内バラツキ等のモニタが可能になる。これにより、特に基板サイズが大きい場合により精度の高い測定値のモニタが可能になる。

次にこの実施例に従う記録ヘッド基板の要部の配線構成について説明する。

図６は記録ヘッド基板配線構成例の概略を示す図である。

なお、図６において、既に図１５を参照して説明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。

図６と図１５とを比較すると分かるように、図１５の例では、パルス信号入力端子１０１、１０２から夫々入力されたヒートパルス信号（ＨＥ１、ＨＥ２）は基板９００の上半分、下半分のヒータ群（記録素子群）に対して供給されていた。つまりセグメント１８と１９までが図上での上半分の群で、セグメント２０と２１以降が図面上での下半分の群になっており両者間で境界を形成していた。これに対して、この実施例では、２つのヒートパルス信号が供給されるヒータが隣接する領域１０７において、夫々のヒートパルス信号に対応するセグメントの配置領域を重ねる。そして、１セグメントごとに交互に別のヒートパルス信号が供給されるよう信号線１０３、１０４を接続している。

図７は図６に示したヒートパルス信号の接続を行った場合の駆動セグメントの対応関係を示す図である。なお、この例でも、図１６に示す例と同様に、セグメント数を４０として考えることとする。

図７に示すように、上半分のヒータセグメントの群は基本的にＨＥ１信号を供給する入力端子１０１に接続されるが、下半分のヒータセグメントの群は基本的にＨＥ２信号を供給する入力端子１０２に接続されている。但し、図７に矢印で示した図６の領域１０７に対応するセグメント接続の切替わり部（ＳｅｇＮＯ１８〜２１：後述の駆動パルス信号変更領域）については、ＨＥ１信号とＨＥ２信号の結線を入れ替えている。

図８は図７に示す信号の入れ替えによって記録された記録ドットを示す図である。

図８に示す例では、ヒータ抵抗値の基板内バラツキに対応し基板のヒータ配列方向を分断した１つの領域に合わせ込んで設定されたＨＥ１信号と、分断したもう一方の領域に合わせ込んで設定されたＨＥ２信号とを用いている。

そして図８のドットはＨＥ１信号による記録では基板中央部のヒータに対しては、ヒートパルス信号のパルス幅がやや短くインク液滴がやや小さくなってしまった場合を示している。逆に、ＨＥ２信号による記録ではヒートパルス信号のパルス幅が基板中央部のヒータに対してはやや長くインク液滴がやや大きくなってしまった場合を示している。なお、当然にこの逆もあり得ることは言うまでもない。

この実施例では、前述のように、２つのヒートパルス信号であるＨＥ１信号とＨＥ２信号の結線を領域１０７で交互に入れ替えている。領域１０７を駆動パルス信号変更領域と呼ぶ。このような構成にすることでパルス幅のやや短い信号とパルス幅の長い信号の切替え部分（境界の領域）に現れていた図１７で示したような濃度ムラが低減される。

なお、２つのヒートパルス信号の結線領域を重ねて用いる例は、前述のように、１セグメント分のヒータの接続を入れ替える例に限定されるものではなく、別の実施例も考えられる。

図９は２つのヒートパルス信号の結線領域を重ねて用いる他の構成を示す図である。

例えば、図９（ａ）に示すように、ヒータを２セグメント毎に束ねて２セグメント毎に２つのヒートパルス信号を交互に供給してオーバラップさせても良い。或いは、図９（ｂ）に示すように、１セグメント毎に２つのヒートパルス信号を交互に供給することを複数セグメントにわたって繰り返すことでオーバラップさせても良い。また所定数毎に交互に異なるヒートパルスを供給するようにしても良い。
また、図９（ｃ）に示すように、ヒートパルス信号入力端子の数をさらに増やし（例えば、４）、更にこれらの入力端子に対応するヒータセグメント領域を細かく刻み、ヒートパルス信号が切替わる部分でのパルス信号選択を交互するようにしても良い。

また、これらの場合（例えば、図９（ａ）、（ｂ））、異なるヒートパルスが供給されるヒータの配置領域（前述のヒート信号変更領域）内のセグメントの数が、ヒート信号毎の各分割領域に含まれるヒータセグメント数の１／２を超えると、次の事象が生じる。即ち、オーバラップするヒータ抵抗値が夫々の分割領域の中心抵抗値よりも離れてしまう。このことが原因で濃度ムラが発生してしまうことも考えられる。従って、オーバラップさせるヒータセグメントは、各分割領域に含まれるヒータセグメントの１／２以内の部分（例えば、後述する図１２におけるセグメント５０２〜５０４間）にする必要がある。

ここで、ランクヒータのモニタ値を各ヒートパルス信号入力端子から入力されるヒートパルス信号のパルス幅にフィードバックする処理について説明する。

図１０はそのフィードバック処理を示すフローチャートである。ここでは、２つの処理が示されており、まず（ａ）に示す処理について説明する。この処理は記録装置だけでなされる処理である。

まずステップＳ１００で、記録ヘッドＩＪＨを記録装置本体に装着し、ステップＳ１５０では所定の測定条件にてランク抵抗値をモニタする。ステップＳ２００では、モニタされた値を、記録装置本体に格納されているランク分けテーブルに基づいてランク番号によるランク分けを行う。

図１１はランク分けテーブルを示す図である。この図によれば、ランク抵抗値（Ｒ）を予めセットされている規格範囲内（Ｒ１≦Ｒ≦Ｒ２）をＮ等分に分割し、分割した夫々の段階にランク番号（Ｎｏ）が割り振られている。

ステップＳ２５０では、そのランク分けにより得られたランク番号に基づいて駆動条件（ここではパルス幅）を決定するための変換テーブルを用いて駆動パルス幅を決定する。そして、ステップＳ３００では、その決定された駆動条件で記録ヘッドＩＪＨを駆動して記録を行う。

一方、図１０（ｂ）に示すように、記録ヘッドの製造工程で所定の測定条件でランク抵抗値の測定を行い、その結果を反映させても良い。なお、図１０（ａ）と（ｂ）での共通の処理ステップには同じステップ参照番号を付している。

即ち、ステップＳ１０では、記録ヘッドの製造工程で所定の測定条件でランク抵抗値の測定を行う。そして、ステップＳ２０では、その測定されたランク抵抗値を図１１に示したようなテーブルを用いてランク分けする。さらに、ステップＳ３０では、この時の最適な印加エネルギー値を、ランク番号と共に記録ヘッドに内蔵されたメモリに記録特性情報として格納する。

その後、その記録ヘッドは出荷され、上述のように、ステップＳ１００において、記録装置本体に装着される。

ステップＳ１２０において、記録ヘッドのメモリに格納された各ヘッドの情報（ランク番号）が読み取られる。以下、図１０（ｂ）で説明したように、ステップＳ２５０とステップＳ３００の処理が実行される。

以上のようにしてランクヒータのモニタ値がヒートパルス信号のパルス幅にフィードバックされる。

なお、ヒートパルス信号のパルス幅へのフィードバック処理は、ランクヒータ抵抗値の代わりに、実際のインク吐出安定性に基づいても良い。

図１２はインク吐出安定性からヒートパルス信号のパルス幅を決定する処理を示すフローチャートである。なお、図１２において、既に図１０（ｂ）のフローチャートで説明したのと同じ処理ステップには同じステップ参照番号を付し、その説明は省略する。

図１２によれば、ステップＳ１０ａでは、モニタされたランク抵抗値の代わりにインク吐出安定性を測定（インクを吐出する閾値を測定）する。そして、その情報に基づいてランク番号を取得し、以下、図１０（ｂ）で説明したのと同様の処理を実行する。

さて、ヒータセグメントの数が多くなると、記録ヘッド基板のサイズが大きくなり、ヒータ抵抗値のバラツキも従来のものより大きくなってしまう。そして、ヒータ抵抗値は１個の基板内でもＳｉ基板面内バラツキ、製造工程のバラツキなどにより、ヒータ抵抗値としてさまざまな分布を示すことがあり得る。

従って、基板内の分割領域毎により適したパルス幅で駆動するために、ヒートパルス信号入力端子数に応じて、即ち、ヒータセグメント領域毎にランクヒータ抵抗値を測定できるよう、複数のランクヒータを有することが望ましい。更には、それらのランクヒータの抵抗値がヒータ抵抗値をより正確に代表するよう各領域の中心部にランクヒータを配置し、その領域の中心部のランクヒータ抵抗値をフィードバックすることが望ましい。

図１３はヒータ抵抗値のばらつきの例を示す図である。ここでは、３つの例が示されている。図１３（ａ）〜（ｃ）において、縦軸はヒータ抵抗値、横軸はヒータセグメント番号を表している。

例えば、図１３（ａ）の場合で、２つのヒートパルス信号入力端子を設けてヒータセグメント５０１の左側と右側で分割し、ヒータセグメント５０１、５０２、或は５０３近傍にランクヒータを配設することを検討する。
ここで、上記左側とは図中でセグメント番号が小さい側のことで、基板上では基板長手方向の一端側のことである。また右側とは図中でセグメント番号が大きい側のことで、基板上では基板長手方向の他端側のことである。
ヒータセグメント５０１或は５０３近傍にランクヒータを配設すると、その配設部から一番遠いヒータとは抵抗値のバラツキがΔ５０３となる。これに対して、ヒータセグメント５０２近傍にランクヒータを配設すると、その配設部から一番遠いヒータとは抵抗値のバラツキがΔ５０２となる。Δ５０２はΔ５０３の半分なので、ランクヒータをヒータセグメント５０２、５０４の近傍に配設すると、ヒータ抵抗値のバラツキを半分に見積もることができる。

これは、図１３（ｂ）、（ｃ）に示すような線形的な抵抗バラツキを持つ場合においても同様である。即ち、ヒータセグメント５０１或は５０３近傍にランクヒータを配設した場合の抵抗値のバラツキの最大値はΔ５０３であるのに対して、ヒータセグメント５０２近傍にランクヒータを配設した場合の抵抗値のバラツキの最大値はΔ５０２となる。このようにランクヒータの配設場所によりヒータ抵抗値のバラツキは半分となる。

従って、記録ヘッド基板内にヒートパルス信号入力端子の数と同じ数のランクヒータを設け、夫々の分割領域の中央部近傍に配設することで、ヒータ抵抗値のバラツキを最小したヒートパルス幅へのフィードバックが可能になる。

従って以上説明した実施例に従えば、複数のヒートパルス信号を入力するために複数の入力端子を記録ヘッド基板に設け、複数のヒータを入力するヒートパルス信号の数に従って複数のヒータセグメント領域に分割する。そして、その分割領域毎に別のヒートパルス信号でヒータを駆動する。また、ヒートパルス信号が別のものになるヒータセグメント領域の境界部では、２つのヒートパルス信号がその境界部のヒータに対して交互に供給されるようにその信号線を接続する。

これにより、異なるヒートパルス信号が供給されるヒータ領域の境界部においてヒートパルス信号の特性が急に変化することがなくなり、記録ドットの変化の急な変化による濃度むらを低減させ、高品位な記録を行うことができる。

また、記録ヘッド基板上で分割されたヒータセグメント領域（群）夫々の中心部にランクヒータを配設し、これらのランクヒータ抵抗値に基づいてヒートパルス信号のパルス幅を決定する。これにより、各領域のヒータに対してより適切なエネルギーを投入してヒータを駆動することができ、インク吐出特性がより均一化され高品位な記録に貢献する。

また、以上の実施例において、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。

本発明が適用可能なインクジェット記録装置の構成例の概要を示す外観斜視図である。 記録装置ＩＪＲＡの制御回路の構成を示すブロック図である。 記録ヘッドの概略構成を示す部分破断斜視図である。 インクジェットカートリッジＩＪＣの外観を示す図である。 記録ヘッド基板の構成例を示す図である。 記録ヘッド基板のレイアウト構成例の概略を示す図である。 図６に示したヒートパルス信号の接続を行った場合の駆動セグメントの対応関係を示す図である。 図７に示す信号の入れ替えによって記録された記録ドットを示す図である。 ２つのヒートパルス信号が供給されている領域を重ねて用いる他の構成例を示す図である。 ヒートパルス信号のパルス幅へのフィードバック処理を示すフローチャートである。 ランク分けテーブルを示す図である。 インク吐出安定性からヒートパルス信号のパルス幅を決定する処理を示すフローチャートである。 ヒータ抵抗値のばらつきの例を示す図である。 従来の記録ヘッド用基板の回路構成例を示すブロック図である。 ２個のヒートパルス信号入力端子を備えた記録ヘッド基板のレイアウト構成を示す図である。 図１５に対応したヒータセグメントとヒートパルス信号との関係例を示す図である。 図１６に示したセグメント番号１８〜２１の境界領域のヒータからインクが記録媒体に吐出された様子を示す図である。

符号の説明

２０ オリフィスプレート
４０ インク吐出口
４１ インク流路
１０１、１０２ ヒートパルス信号入力端子
１０５ ヒータアレイ（ヒータ列）
１０６ インク供給口
１０７ オーバラップ領域
２０１ ヒータ列（ヒータアレイ）
２０２ パワーＭＯＳアレイ
２０３ 論理回路（ロジック回路）
２０４ パッド部
５０１〜５０４ ヒータセグメント
９００ 記録ヘッド基板
９０１ ヒータ
９０２ パワートランジスタ（ドライバ）
９０３ ラッチ回路
９０４ シフトレジスタ
９０５〜９１２ 入力端子

Claims (8)

1. 複数の記録素子を列状に配置して形成され、前記複数の記録素子は、近接する複数の記録素子からなる第１の記録素子群と、前記第１の記録素子群に属する複数の記録素子とは異なる、近接する複数の記録素子からなる第２の記録素子群とに分割され、前記第１の記録素子群の端部の少なくとも１つの記録素子と、前記第１の記録素子群の端部に近接した前記第２の記録素子群の端部の少なくとも１つの記録素子とが前記列状に配置された配列方向に関して交互に配置された記録ヘッド用基板であって、
   前記第１の記録素子群に属する複数の記録素子それぞれには第１の駆動パルス信号が供給され、
   前記第２の記録素子群に属する複数の記録素子それぞれには前記第１の駆動パルス信号とはパルス幅の異なる第２の駆動パルス信号が供給されることを特徴とする記録ヘッド用基板。
2. 前記第１の駆動パルス信号を供給する第１の端子と、
   前記第２の駆動パルス信号を供給する第２の端子とを有することを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド用基板。
3. 前記交互に配置された記録素子の数は、前記第１と第２の記録素子群各々に含まれる記録素子の数の半分以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の記録ヘッド用基板。
4. 前記第１の記録素子群の複数の記録素子の記録特性を測定する第１のモニタ素子と、
   前記第２の記録素子群の複数の記録素子の記録特性を測定する第２のモニタ素子とをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の記録ヘッド用基板。
5. 前記第１の記録素子群の複数の記録素子の記録特性を表す情報と前記第２の記録素子群の複数の記録素子の記録特性を表す情報とを格納するメモリをさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の記録ヘッド用基板。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の記録ヘッド用基板と、
   前記複数の記録素子各々に対応してインクを吐出する複数のインク吐出口を形成する部材とを有することを特徴とする記録ヘッド。
7. 請求項６に記載の記録ヘッドと、
   前記供給口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。
8. 請求項６に記載の記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置であって、
   前記記録ヘッドのメモリに格納された記録特性を表す情報或は前記記録ヘッドのモニタ素子によって測定された記録特性に従って、前記第１の駆動パルス信号と前記第２の駆動パルス信号とのパルス幅を決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定されたパルス幅をもつ前記第１の駆動パルス信号と前記第２の駆動パルス信号とで前記記録ヘッドを駆動する駆動手段とを有することを特徴とする記録装置。

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