CN109624508B - 液体排出头基板、液体排出头和用于断开熔丝部分的方法 - Google Patents

液体排出头基板、液体排出头和用于断开熔丝部分的方法 Download PDF

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Abstract

公开了液体排出头基板、液体排出头和用于断开熔丝部分的方法。当热电阻器和覆盖部分彼此电连接时，抑制了质量变化对整个液体排出头的影响。为了解决这个问题，液体排出头基板包括用于相应的热电阻器阵列的熔丝部分。

Description

液体排出头基板、液体排出头和用于断开熔丝部分的方法
技术领域
本发明涉及用于排出液体的液体排出头的基板、液体排出头以及用于断开液体排出头基板中的熔丝(fuse)部分的方法。
背景技术
近年来，如下的液体排出装置已被广泛使用，该液体排出装置通过给热电阻器(heat resistor)通电来加热液体腔室内的液体，通过由热引起的液体的薄膜沸腾来在液体腔室中产生气泡，并且通过气泡产生能量来从排出口排出液滴。当通过这样的液体排出装置执行记录时，诸如当液体中产生气泡时，当液体收缩时，或者当气泡在热电阻器上的区域中消失时产生的气穴现象引起的影响之类的物理作用可能被施加于热电阻器上的区域。此外，当液体被排出时，热电阻器处于高温，因此，诸如由于热分解而附着于热电阻器的表面的液体成分的凝固和沉积之类的化学作用可能被施加于热电阻器的区域。为了保护热电阻器免受施加到热电阻器的物理作用或化学作用的影响，可以设置由金属材料等形成的保护层(也称为“覆盖部分”)以覆盖热电阻器。
保护层被设置在与液体接触的位置处。因此，如果向保护层供给电力，则在保护层和液体之间发生电化学反应，并且在某些情况下可能丧失保护层的功能。因此，在热电阻器和保护层之间设置绝缘层，从而防止供给热电阻器的电流中的一部分被供给保护层。
然而，由于某种原因，绝缘层的功能可能会丧失，因此，由于电流从热电阻器或布线直接供给到保护层，所以会发生导通。当要供给到热电阻器的电流的一部分被供给到保护层时，在保护层和液体之间发生电化学反应，因此，保护层的质量可能变化。如果保护层的质量变化，则保护层的耐久性可能劣化。此外，在覆盖不同热电阻器的保护层彼此电连接的情况下，电流被供给到保护层中的如下保护层：该保护层与其中产生与热电阻器中的相应一个电阻器的导通的其它保护层不同，并且质量变化的影响会扩散。
尽管保护层彼此分离的配置有效地避免了这种影响，但是保护层彼此不分离而是彼此连接的配置可能是优选的，这取决于液体排出头。例如，在通过电化学反应将保护层溶解在液体中来执行用于去除沉积在保护层上的结垢的结垢去除清洁的情况下，优选多个保护层彼此电连接的配置被用于向保护层施加电压。
日本专利特开No.2014-124920公开了如下的配置，其中多个保护层通过断开部分被电连接到共用布线。利用这种配置，在电流由于如上所述的发生导电而被供给到保护层中的一个的情况下，由于断开部分(熔丝部分)通过电流断开，因此与其它保护层的电连接被断开。由此，防止了保护层的质量变化带来广泛影响。
然而，如果单个排出口阵列中包括的排出口的数量像新近的液体排出头那样大，则将沿着排出口阵列布置的多个覆盖部分彼此连接的共用布线的长度变得长。在由于某些原因导致绝缘层的功能丧失并且因此在热电阻器和覆盖部分之间发生导通的情况下，由于布线的电阻值高，因此熔丝部分可能不会被可靠地断开，因此，依赖于发生导通的热电阻器的位置，要供给到熔丝部分的电流变小。如果熔丝部分未断开，则电流从其中发生导通的覆盖部分供给到其他覆盖部分，因此，覆盖部分的质量变化的影响可能扩展为整个头部。具体地，覆盖部分的耐久性的劣化可能在头部中扩散。
发明内容
提供本公开以在热电阻器和覆盖部分之间发生导通时抑制质量变化对整个液体排出头的影响。根据本发明的一方面，液体排出头基板包括：第一热电阻器阵列，包括多个热电阻器；第二热电阻器阵列，包括沿第一热电阻器阵列布置的多个热电阻器；多个第一覆盖部分，具有导电性并覆盖包括在第一热电阻器阵列中的相应热电阻器；多个第二覆盖部分，具有导电性并覆盖包括在第二热电阻器阵列中的相应热电阻器；第一共用布线，电连接到所述多个第一覆盖部分并且在第一热电阻器阵列的方向上延伸；第二共用布线，电连接到所述多个第二覆盖部分并且在第二热电阻器阵列的方向上延伸；第三共用布线，电连接到第一共用布线和第二共用布线。第一覆盖部分与由第一覆盖部分覆盖的热电阻器绝缘，并且第二覆盖部分与由第二覆盖部分覆盖的热电阻器绝缘。液体排出头还包括：第一熔丝部分，将第一共用布线的在第一热电阻器阵列的方向上的端部连接到第三共用布线；和第二熔丝部分，将第二共用布线的在第二热电阻器阵列的方向上的端部连接到第三共用布线。
参考附图，根据对示例性实施例的以下描述，本发明的其他特征将变得清楚。
附图说明
图1A和图1B是液体排出头单元和液体排出头的透视图。
图2A和图2B是示出液体排出头的平面图。
图3A和图3B是示出液体排出头的截面图。
图4是示出液体排出头的平面图。
图5是示出液体排出头的平面图。
图6是示出比较示例的液体排出头的平面图。
图7是示出比较示例的液体排出头的平面图。
图8A和图8B是示出液体排出头单元和液体排出装置的主体的电路的图。
图9A至图9E是示出制造液体排出头的处理的截面图。
图10A和图10B是示出液体排出头单元和液体排出装置的主体的电路的图。
图11是断开液体排出头的熔丝部分的处理的流程图。
具体实施方式
第一实施例
液体排出头单元
图1A是液体排出头单元410的透视图。液体排出头单元410是具有与罐一体化的液体排出头的盒形式的单元。液体排出头单元410可附接到设置在液体排出装置的主体上的滑架(carriage)的内部并且可从其拆卸。液体排出头单元410包括附接到其上的液体排出头1。液体排出头单元410包括用于带自动接合(TAB)的带构件402，带构件402具有向其供给电力的端子。电力从液体排出装置通过带构件402被选择性地供给到个体热电阻器108(图2A)。电力从触点403通过带构件402被供给到液体排出头1，以便被供给到热电阻器108。此外，液体排出头单元410包括罐404，罐404临时存储液体并将液体供给到液体排出头1。
液体排出头
图1B是通过使液体排出头1的一部分损坏而获得的透视图。液体排出头1被形成为使得通道形成构件120粘附到液体排出头基板100。能够在其内部存储液体的多个液体腔室132(图3A)被形成在通道形成构件120和液体排出头基板100之间。液体排出头基板100包括从液体排出头基板100的前表面穿透到后表面的液体供给口130。通道形成构件120包括形成在其上的共用液体腔室131，共用液体腔室131与液体供给口130连通。此外，从共用液体腔室131延伸到个体液体腔室132的液体通道116被形成在通道形成构件120上。因此，通道形成构件120被形成为使得共用液体腔室131通过液体通道116与个体液体腔室132连通。热作用部分117被形成在液体腔室132内部。排出口121被形成在与通道形成构件120上的热作用部分117相对应的位置。多个热作用部分117(热电阻器108)对准，并且对应于热作用部分117的排出口121也对准。
这里，液体排出头基板100的排出液体的表面被称为“前表面”。此外，与液体排出头基板100的排出液体的表面相对的表面被称为“后表面”。
液体从罐404供给到液体排出头1，使得液体通过包括在液体排出头基板100中的液体供给口130供给到共用液体腔室131。供给到共用液体腔室131的液体被进一步通过液体通道116供给到个体液体腔室132中。在这种情况下，包括在共用液体腔室131中的液体通过毛细作用供给到液体通道116和液体腔室132并在排出口121中形成弯月面，使得液体的表面被稳定地保持。
热电阻器108被设置在热作用部分117的背面上。当要排出液体时，热电阻器108通过布线通电。当热电阻器108通电时，在热电阻器108中产生热能。由此，包括在液体腔室132中的液体被加热，由于薄膜沸腾而产生气泡，并且液滴通过此时产生的气泡产生能量而从排出口121排出。
注意，液体排出头单元410不限于前述实施例中描述的与罐一体化的液体排出头单元。例如，液体排出头可以与罐分离。在这种情况下，当罐中的液体用完时，仅拆下罐并附接新的罐，以便仅更换罐。因此，液体排出头不需要与罐一起更换，并且由于液体排出头的更换频率降低，因此可以降低操作成本。
注意，液体排出装置可以具有如下的配置，其中液体排出头和罐被设置在不同的位置处并且通过管等彼此连接，使得液体被供给到液体排出头。此外，液体排出头可以采用在主扫描方向上执行扫描的串行扫描方式。此外，液体排出装置可以采用全布线型液体排出头，其在对应于记录介质的整个宽度的范围上延伸。此外，全布线型液体排出头可以被配置成使得液体排出头1以交错图案布置或被布置在直线上。此外，液体排出头1的形状在平面图中不限于矩形，并且可以是平行四边形、梯形等。
图2A是示意性地示出从上方看的根据该实施例的液体排出头1的热电阻器108的平面图。图2B是熔丝部分113的放大平面图。图2A和图2B中省略了通道形成构件120。图3A是示意性地示出沿图2A中的布线IIIA-IIIA截取的液体排出头1的截面图。图3B是示意性地示出沿图2A中的布线IIIB至IIIB截取的液体排出头1的截面图。
图4是示出其中省略了通道形成构件120的液体排出头1的配置的平面图。图5是液体排出头1的顶视图。热电阻器阵列A至D被设置在液体排出头1上，并且512段(segment)的热电阻器108被设置在热电阻器阵列A至D中的每个上。包括在阵列A至D中的热电阻器108以交错图案布置。具体地，热电阻器阵列A包括热电阻器阵列A1和热电阻器阵列A2。阵列A1中的热电阻器108的位置和阵列A2中的热电阻器108的位置在阵列方向上移位(shift)。类似地，热电阻器阵列B至D中的每个也包括被布置成直线的两个热电阻器阵列(阵列B1和B2，阵列C1和C2，以及阵列D1和D2)。
接下来，将描述液体排出头1的层叠配置。如图3A所示，液体排出头1包括液体排出头基板100，该液体排出头基板100被如下配置：多个层被层叠在由硅形成的基体101上。由热氧化膜、SiO膜、SiN膜等形成的热蓄积层102被设置在基体101上。此外，由TaSiN等形成的热电阻器层104被设置在热蓄积层102上。用作由诸如Al、Al-Si、Al-Cu等金属材料形成的布线的电极布线层105被设置在热电阻器层104上。绝缘保护层106被设置在电极布线层105上。绝缘保护层106被设置在这些层上，使得绝缘保护层106覆盖热电阻器层104和电极布线层105。绝缘保护层106由SiO膜、SiN膜、SiCN膜等形成。
上部保护层107被设置在绝缘保护层106上，以便覆盖热电阻器108。上部保护层107保护热电阻器108免受由热电阻器108的热引起的化学或物理影响。如图2A所述，上部保护层107被设置成覆盖个体热电阻器108。上部保护层107由铂系元素形成，诸如铱(Ir)或钌(Ru)或钽(Ta)。注意，替代Ir、Ru或Ta，上部保护层107可以由包括Ir、Ru或Ta的合金形成或通过层叠Ir、Ru和Ta来形成。注意，由这种材料形成的上部保护层107具有导电性。
通过部分地去除电极布线层105来形成热电阻器108。具体地，热电阻器层104从部分去除的电极布线层105的部分暴露，并且热电阻器层104的从电极布线层105露出的部分用作热电阻器108。此外，覆盖热电阻器108的上部保护层107的区域用作加热液体的热作用部分117。电极布线层105被连接到未示出的驱动元件电路或外部电源端子，并且可以不接收外部供给的电力。
注意，热电阻器108的配置不限于如上所述的电极布线层105被设置在热电阻器层104上的配置。例如，可以采用如下的配置：电极布线层105被形成在基体101或热蓄积层102上，电极布线层105的一部分被去除以便形成间隙，并且热电阻器层104被设置在电极布线层105上。此外，可以采用如下的配置：电极布线层105被嵌入在热蓄积层102中并且电力通过由钨等形成的金属插塞从电极布线层105供给到被形成为热蓄积层102上的单个层的热电阻器104。
如图2A所示，覆盖包括在热电阻器阵列中的相应热电阻器108的上部保护层107被电连接到布线103。布线103被设置以便对应于每个热电阻器阵列并且沿热电阻器阵列延伸。如图3A所示，布线103被设置以便覆盖热电阻器108。此外，如图4所示，多个布线103(第一和第二共用布线103a和103b)被电连接到共用布线110(第三共用布线)。布线103和共用布线110由例如Ta、Ru或包括Ru或Ta的合金形成。
此外，熔丝部分113被设置在多个布线103和共用布线110之间。此外，熔丝部分113被设置在热电阻器阵列的端部中。第一和第二共用布线103a和103b分别通过第一和第二熔丝部分113a(113)和113b(113)连接到共用布线110。注意，熔丝部分113可以由与共用布线110相同的材料形成。
在该实施例中，由Ir形成的上部保护层107具有在从20nm至100nm的范围内的厚度，并且由Ta形成的熔丝部分113、布线103和共用布线110具有在从30nm到250nm的范围内的厚度。熔丝部分113的宽度(图2B中的y)在2μm到5μm的范围内，熔丝部分113的长度(图2B中的x)在5μm到10μm的范围内。
此外，在根据该实施例的液体排出装置中，周期性地执行清洁处理以去除沉积在上部保护层107上的结垢。在该清洁处理中，在上部保护层107和设置在包括相应的上部保护层107的液体腔室中的电极111(图3A)之间施加电压，并且其上附着结垢的上部保护层107的表面通过与液体的电化学反应而溶解。电极111由Ir形成，并且连接到电极111的布线109由Ta形成。执行如下的清洁处理：将0V(等于GND)的正电势施加到电极111，并且将在+5V到+10V范围内的正电势施加到上部保护层107。
图8A和图8B是示出包括液体排出头1的液体排出头单元410和包括设置在其上的液体排出头单元410的液体排出装置主体500的电路图。图8A是正常状态下的电路图，图8B是在热电阻器108和上部保护层107之间发生导通的电路图。
个体热电阻器108由电源301、相应的开关晶体管114和选择电路选择并被驱动。设置在液体排出装置主体500上的电源301供给例如16V至32V的驱动电压，并且在该实施例中电源301供给24V的电压。利用这种配置，热电阻器108可以通过在预定定时处从电源301向热电阻器108供给电力来发热，从而使得液体在预定定时处起泡并且液滴被排出。
由于绝缘保护层106如上所述被设置在热电阻器108和上部保护层107之间，因此热电阻器108和上部保护层107彼此不电连接。覆盖包括在热电阻器阵列中的相应热电阻器108的上部保护层107通过布线103彼此电连接，并且布线103通过熔丝部分113被连接到共用布线110。此外，共用布线110可以被连接到外部电源302。注意，虽然图8A和图8B中示出单个热电阻器阵列的电路图，但是共用布线110被连接到对应于如上所述的热电阻器阵列的布线103。
在记录处理期间，由于热电阻器108出于某种原因的意外故障，可能在热电阻器108中的一个和上部保护层107中的相应一个之间发生导通，因此，电流被供给。例如，当热电阻器108中的一个由于意外故障而损坏时，可能的是，热电阻器108和上部保护层107中的相应一个的一部分熔化并且彼此直接接触，使得发生导通200。图8B是示出在热电阻器108和上部保护层107之间发生导通200并且供给到电极布线层105的电流的一部分被供给到上部保护层107的状态的图像图。当在热电阻器108和上部保护层107之间发生导通200时，在热电阻器108被驱动时电流400被供给到上部保护层107。
当如上所述发生导通时，施加到热电阻器108的电势也被施加到上部保护层107。如果上部保护层107由Ta形成，则上部保护层107附近的整个上部保护层107受电化学反应的影响，因此开始阳极氧化。当阳极氧化进行时，氧化的Ta被溶解在液体中，因此，上部保护层107的寿命降低并且耐久性劣化。此外，当上部保护层107由Ir形成时，由于上部保护层107和液体之间的电化学反应，上部保护层107附近的整个上部保护层107被溶解在液体中，因此，上部保护层107的耐久性劣化。
这里，将描述比较示例中的液体排出头。图6是示意性地示出从上面看的比较示例的液体排出头的热电阻器108的平面图。图7是示出图6中部分示出的比较示例的液体排出头的整体配置的顶视图。与前述实施例的部件相同的部件在图6和图7中用相同的标号表示。在图6和图7中省略了通道形成构件120。热电阻器阵列A至D被设置在比较示例的液体排出头上，并且在热电阻器阵列A至D中的每个上设置512段的热电阻器108。
为了避免由于如上所述的热电阻器108中的一个和上部保护层107中的一个之间的导通而导致的上部保护层107的耐久性劣化的传播，比较示例的液体排出头被如下配置：熔丝部分113被连接到覆盖热电阻器108的相应上部保护层107。
上部保护层107中的每个通过对应的一条分立的布线203被连接到共用布线110c，该分立的布线203覆盖热电阻器108中对应的一个和连接到分立的布线203的熔丝部分113中的对应的一个。因此，当在热电阻器108中的一个和上部保护层107中的对应的一个之间发生导通时，电流被供给到熔丝部分113中的对应的一个，使得熔丝部分113被断开。由于电势不被施加到覆盖除了对应于与上部保护层107和分立的布线203导通的热电阻器108之外的热电阻器108的其他上部保护层107，因此可以抑制由导通引起的上部保护层107的耐久性的劣化的影响在大面积中的扩散。
然而，近年来，液体排出头的尺寸增大，每个阵列的热电阻器108的数量增大，并且热电阻器阵列的长度增大。如图7的比较示例所示，随着热电阻器阵列的长度增大，共用布线110c变长，并且由于共用布线110形成在热电阻器阵列之间，因而共用布线110c的宽度减小。因此，共用布线110的布线电阻增大。例如，在图7所示的头部中，对应于A阵列中的第510段的热电阻器108和D阵列中的第511段的热电阻器108的熔丝部分113具有从共用布线110a起的布线电阻。因此，当在这些热电阻器108中的一个中发生意外故障时，较小的电流被供给到熔丝部分113中对应的一个，因此，熔丝部分113可能不被可靠地断开。
如果熔丝部分113没有断开，则可能通过共用布线110b或共用布线110c将电流供给如下的上部保护层107：该上部保护层107是除了其中发生与热电阻器108的导通的上部保护层107之外的其他上部保护层107。具体地，可能不能抑制由热电阻器108和上部保护层107之间的导通引起的上部保护层107的耐久性的劣化的影响，并且该影响可能在液体排出头中的宽的范围上扩散。
因此，在该实施例中，如图4所示，为相应热电阻器阵列设置熔丝部分113。具体地，为如下的上部保护层107共同设置各熔丝部分113：所述上部保护层107覆盖在热电阻器阵列的对应的一个中包括的多个热电阻器108。此外，各熔丝部分113沿着热电阻器阵列方向将共用布线110b与布线103的端部连接。因此，在该实施例中，在从共用布线110a(其是共用布线110的与熔丝部分113相对的端部)到熔丝部分113的范围内的布线电阻的最大值小于如下配置中的该最大值，在所述配置中，如图7的比较示例所示，为相应上部保护层107设置熔丝部分113。因此，即使在具有长的热电阻器阵列的头部的情况下，熔丝部分113也容易断开。
当在热电阻器108中的一个和上部保护层107中的对应的一个之间发生导通并且电流被供给到上部保护层107时，电力也被供给到熔丝部分113中的对应的一个。由于熔丝部分113中的每个比上部保护层107、布线103和共用布线110b薄，所以熔丝部分113中的电流密度增大，因此熔丝部分113被断开(电绝缘)。
根据该实施例，可以抑制如下的上部保护层107的耐久性的劣化的影响，所述上部保护层107覆盖不同于包括与上部保护层107发生导通的热电阻器108的热电阻器阵列的热电阻器阵列。具体地，可以抑制由于上部保护层107的质量变化导致的耐久性的劣化在头部上的扩散。
此外，在该实施例中，排出相同颜色的液体的多个热电阻器阵列被布置在阵列可以彼此互补的位置中。因此，即使当熔丝部分113中的一个由于导通而断开时，对应于断开的熔丝部分113的一个热电阻器阵列可以与另一热电阻器阵列互补。由此，可以抑制液体排出头的更换频率，可以实现液体排出头的长寿命，并且可以将液体排出装置的运行成本抑制得低。
具体地，在图4中，用作第一热电阻器阵列的热电阻器阵列A1和用作第二热电阻器阵列的热电阻器阵列B1彼此互补地定位。此外，第一导电覆盖部分107a(107)覆盖包括在第一热电阻器阵列中的相应热电阻器108。第二导电覆盖部分107b(107)覆盖包括在第二热电阻器阵列中的相应热电阻器108。此外，第一共用布线103a(103)被电连接到第一覆盖部分107a并且在第一热电阻器阵列的方向上延伸。第二共用布线103b(103)被电连接到第二覆盖部分107b并在第二热电阻器阵列的方向上延伸。另外，设置电连接到第一和第二共用布线103a和103b的共用布线110b(110)。还提供第一熔丝部分113a(113)，其将第一共用布线103a的在第一热电阻器阵列的方向上的端部连接到第三共用布线110b。还提供第二熔丝部分113b(113)，其将第二共用布线103b的在第二热电阻器阵列的方向上的端部连接到第三共用布线110b。
此外，为相应热电阻器阵列设置熔丝部分113，因此，替代如在比较示例中所示的用于相应上部保护层107的分立的布线203，布线103可以被共同连接到多个上部保护层107。在该实施例中，布线103在热电阻器阵列的方向上延伸并被形成为带。由此，该实施例中的布线103的布线电阻低于在图7所示的比较示例的头部上的热电阻器阵列的方向上延伸的共用布线110c的布线电阻。在该实施例中，布线103的布线电阻可以是比较示例的头部的共用布线110c的布线电阻的大约1/7。因此，熔丝部分113可以更容易地断开。此外，当从相对于液体排出头基板100的表面的正交方向上看时，上部保护层107的至少一部分和布线103的至少一部分彼此重叠，因此，在抑制基板面积增大的同时获得了低布线电阻。
注意，已经描述了熔丝部分113被连接到共用布线103的端部的配置。然而，熔丝部分113被至少连接到包括布线103的端部的布线103的端部区域附近的部分。
制造液体排出头的处理
将描述制造液体排出头的处理。图9A至图9E是示意性地示出根据该实施例的制造液体排出头的处理的截面图。
注意，根据制造液体排出头的常规处理，通过在由Si形成的基体101中预先形成驱动电路的状态下在基体101上层叠个体的层来制造液体排出头1。选择性地驱动热电阻器108的半导体元件等(诸如开关晶体管114)被预先设置在基体101上作为驱动电路，并且各种层被层叠在基体101上，从而制造液体排出头1。然而，为简单起见，未示出预先设置的驱动电路等，并且在图9A至图9E中仅示出基体101。
首先，通过热氧化方法、溅射方法、化学气相沉积(CVD)方法等，在基体101上形成由SiO2的热氧化膜形成的热蓄积层102作为热电阻器层104的下层。注意，对于包括预先设置在其上的驱动电路的基体，可以在制造驱动电路的处理中形成热蓄积层。
接下来，通过反应溅射以大约20nm的厚度在热蓄积层102上形成由TaSiN形成的热电阻器层104。此外，通过溅射在热电阻器层104上形成厚度约为300nm的Al层来形成电极布线层105。然后通过光刻方法对热电阻器层104和电极布线层105同时执行干蚀刻。由此，热电阻器层104和电极布线层105被部分地去除，从而形成具有图9A所示形状的热电阻器层104和电极布线层105。注意，在该实施例中，反应离子蚀刻(RIE)方法被用作干蚀刻。
接下来，如图9B所示，通过等离子体CVD方法形成厚度约为200nm的SiN膜，以形成如图9B所示的绝缘保护层106。
随后，通过溅射在绝缘保护层106上形成厚度约为100nm的Ta层。通过使用光刻法的干蚀刻来部分地去除Ta层，使得形成布线103、共用布线110、熔丝部分113和布线109(图9C)。注意，在图9C中，未示出共用布线110和熔丝部分113。熔丝部分113被如下设计：熔丝部分113的宽度为2μm，这几乎是光刻方法的最小极限尺寸，并且当电流被供给到熔丝部分113时，熔丝部分113的电流密度变大并且熔丝部分113容易断开。
随后，形成厚度为30nm的Ir层。通过使用光刻方法的干蚀刻来部分地去除Ir层，使得上部保护层107被形成在热电阻器108上的区域上，此外，形成对向电极111(图9D)。
接下来，图9E是示意性地示出使用上述基板制造液体腔室和液体通道的处理的截面图。通过旋涂方法施加抗蚀剂作为可以溶解并且最终用作液体排出头基板100上的液体腔室的固体层，液体排出头基板100被配置成使得如上所述的层被形成在基体101上。抗蚀剂构件是由聚甲基异丙烯基酮形成，并起到负性抗蚀剂的作用。之后，借助于光刻技术将抗蚀剂层图案化成期望形状的液体腔室。随后，形成涂覆树脂层以形成包括在通道形成构件120中的液体通道壁和排出口121。在形成涂覆树脂层之前，可以在适当的地方执行硅烷偶联处理等以便改善粘附性。涂覆树脂层可以通过适当选择通常使用的涂覆方法并通过在包括形成在其上的液体腔室图案的液体排出头基板100上涂覆树脂来形成。随后，涂覆树脂层被图案化成期望形状的液体通道壁和排出口。此后，从液体排出头基板100的后表面通过各向异性蚀刻方法、喷砂方法、各向异性等离子体蚀刻方法等形成液体供给口(未示出)。最优选地，液体供给口可以通过使用四甲基羟胺(TMAH)、NaOH或KOH的化学硅氧烷各向异性蚀刻方法形成。随后，使用Deep-UV光曝光整个表面并执行显影和干燥，使得可溶解的固体层被去除。
液体排出头通过上述处理来制造。
第二实施例
在本实施例中使用具有与前述实施例的配置相同的配置的液体排出头，因此，省略与前述实施例的配置相同的配置的描述。
在前述实施例中，在热电阻器阵列A1中，例如，覆盖第508段和第510段的热电阻器108的上部保护层107和熔丝部分113之间的电阻比较高。因此，在热电阻器阵列长的情况下，如果在热电阻器108和上部保护层107之间发生导通，则熔丝部分113可能不被断开。因此，在该实施例中，执行控制使得不论发生导通的部分如何熔丝部分113都被可靠地断开。
图10A和图10B是示出包括液体排出头1的液体排出头单元410和包括设置在其上的液体排出头单元410的液体排出装置主体500的电路图。图11是在该实施例中断开熔丝部分113的处理的流程图。
根据该实施例的液体排出装置采用点计数，并且可以在打印期间使用断开检测单元周期性地执行热电阻器的断开检测。作为断开检测单元的示例，不触发排出的大约10mA的电流(液体不被排出的量)被供给到个体的段中的热电阻器108，并且关于是否已经供给电流的判断使用电流计来做出以判断是否已经发生断开。注意，断开检测单元和检测方法不受特别限制，只要断开检测单元可以判断个体的热电阻器108是否正常地排出液滴即可。
此外，电流计304被连接到共用布线110以便检测熔丝部分113的断开。
接下来，将参考图10A、图10B和图11详细描述根据该实施例的用于断开熔丝部分113的方法。图10A和图10B是包括用作第一热电阻器阵列的热电阻器阵列A1的电路图。在图10A中，第508段中的热电阻器108(第一热电阻器108a)由于印刷引起的意外故障导致断开，并且在第508段的热电阻器108和覆盖该热电阻器108的对应的一个上部保护层107之间产生导通200。
首先，当通过点计数判断出排出被执行了预定次数时，断开检测单元判断热电阻器108是否已经断开。
此后，当检测到热电阻器108(图10A中的第508段的热电阻器108a)的断开时，电流计304判断电流是否已经被供给到熔丝部分113。当没有供给电流时，则判断熔丝部分113断开(是)。在断开的情况下，连续执行打印。
另一方面，当已经供给电流时，确定熔丝部分113尚未断开(否)。当熔丝部分113未断开时，电压被施加到热电阻器阵列中的热电阻器108中的一个，所述一个包括最靠近熔丝部分113的断开的热电阻器108(在图10B中的第0段中的热电阻器108b(第二热电阻器))。以这种方式，热电阻器108断开，并且在热电阻器108和覆盖热电阻器108的上部保护层107中的一个之间产生导通201(图10B)。在这种情况下，将大于正常打印驱动所需能量的能量施加到热电阻器108，使得通过设计发生导通201。在正常打印驱动条件是24.0V并且脉冲宽度是4.0μs的情况下，例如，当要产生导通201时，对应于29.0V的电压和1.3μs的脉冲宽度的能量被施加到第0段中的热电阻器108。当在第0段中的热电阻器108和覆盖热电阻器108的对应的一个上部保护层107之间发生导通201时，要施加到热电阻器108的驱动电压(图10B的驱动电源301)被施加到上部保护层107。因此，电流401被供给到熔丝部分113，因此熔丝部分113被断开。注意，在正常打印时施加到热电阻器108的能量的1.5倍大的能量优选地被施加到第0段中的热电阻器108，使得熔丝部分113被可靠地断开。
在覆盖热电阻器阵列的上部保护层107中，上部保护层107中的覆盖位于熔丝部分113侧的热电阻器阵列的端部中的第0段中的热电阻器108的上部保护层107具有在上部保护层107和熔丝部分113之间的最小的布线电阻。因此，供给到熔丝部分113的电流401较少受布线103的布线电阻的影响，并且从施加到上部保护层107的电压较少下降的电势被供给到熔丝部分113。因此，比在其他段中的一个的热电阻器108被断开时所供给的电流大的电流被供给到熔丝部分113，因此，熔丝部分113可以更可靠地断开。
注意，尽管如下情况被描述为前述实施例中的示例，但是该实施例不限于此，在所述情况中，热电阻器108中的如下的一个热电阻器108被断开：这一个热电阻器108与上部保护层107中的与热电阻器阵列中的熔丝部分113中的对应的一个熔丝部分113之间具有最小布线电阻的一个上部保护层107相对应。具体地，热电阻器108中的被上部保护层107中的如下的对应的一个上部保护层107覆盖的一个热电阻器108(第二热电阻器)被有意地断开，这一个上部保护层107与上部保护层107中覆盖热电阻器108中的由于意外故障而断开的一个热电阻器108(第一热电阻器)的一个上部保护层107相比、与熔丝部分113中对应的一个熔丝部分113之间具有至少更小的布线电阻。然而，就熔丝部分113的断开而言，如上所述，优选地断开在热电阻器阵列中的热电阻器108中的如下的一个热电阻器108：这一个热电阻器180与上部保护层107中的如下的一个上部保护层107相对应，这一个上部保护层107与熔丝部分113中的对应的一个熔丝部分113之间具有最小的布线电阻。
此外，关于熔丝部分113的位置，尽管熔丝部分113被设置在布线103的端部中的情况被描述为示例，但熔丝部分113的位置不限于这些位置。具体地，为一个热电阻器阵列设置一个熔丝部分113。当熔丝部分113未断开时，热电阻器108中的被上部保护层107中的如下的一个上部保护层107覆盖的一个热电阻器108被有意地断开，这一个上部保护层107与上部保护层107中覆盖热电阻器108中的发生意外故障的一个热电阻器108的一个上部保护层107相比、与熔丝部分113中对应的一个熔丝部分113之间具有更小的布线电阻。
如上所述，根据前述实施例，当热电阻器和覆盖部分被彼此电连接时，抑制了质量变化对整个液体排出头的影响。
尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以包含所有这些修改和等同的结构和功能。

Claims (9)

1.一种液体排出头基板，其特征在于，包括：
第一热电阻器阵列，包括多个热电阻器；
第二热电阻器阵列，包括沿第一热电阻器阵列布置的多个热电阻器；
多个第一覆盖部分，具有导电性并覆盖包括在第一热电阻器阵列中的相应热电阻器；
多个第二覆盖部分，具有导电性并覆盖包括在第二热电阻器阵列中的相应热电阻器；
第一共用布线，电连接到所述多个第一覆盖部分并且在第一热电阻器阵列的方向上延伸；
第二共用布线，电连接到所述多个第二覆盖部分并且在第二热电阻器阵列的方向上延伸；
第三共用布线，电连接到第一共用布线和第二共用布线；
第一覆盖部分与由第一覆盖部分覆盖的热电阻器绝缘，并且第二覆盖部分与由第二覆盖部分覆盖的热电阻器绝缘，
第一熔丝部分，将第一共用布线的在第一热电阻器阵列的方向上的端部连接到第三共用布线；和
第二熔丝部分，将第二共用布线的在第二热电阻器阵列的方向上的端部连接到第三共用布线。
2.根据权利要求1所述的液体排出头基板，其中，当从与具有第一热电阻器阵列和第二热电阻器阵列的液体排出头基板的表面正交的方向上看时，第一覆盖部分的至少一部分与第一共用布线重叠，并且第二覆盖部分的至少一部分与第二共用布线重叠。
3.如权利要求1所述的液体排出头基板，其中，第一热电阻器阵列和第二热电阻器阵列排出相同颜色的液体并被设置在彼此互补的位置中。
4.一种液体排出头，其特征在于，包括
根据权利要求1至3中任一项所述的液体排出头基板；和
具有排出口的构件，所述排出口排出液体并且被设置以与热电阻器对应。
5.一种用于断开液体排出头基板中的熔丝部分的方法，其特征在于：
液体排出头基板包括：
第一热电阻器阵列，具有包括第一热电阻器和第二热电阻器的多个热电阻器；
第二热电阻器阵列，包括沿第一热电阻器阵列布置的多个热电阻器；
多个第一覆盖部分，具有导电性并覆盖包括在第一热电阻器阵列中的相应热电阻器；
多个第二覆盖部分，具有导电性并覆盖包括在第二热电阻器阵列中的相应热电阻器；
第一共用布线，电连接到所述多个第一覆盖部分；
第二共用布线，电连接到所述多个第二覆盖部分；
第三共用布线，电连接到第一共用布线和第二共用布线；
第一熔丝部分，将第一共用布线和第三共用布线彼此连接；和
第二熔丝部分，将第二共用布线和第三共用布线彼此连接，
其中，第一覆盖部分与由第一覆盖部分覆盖的热电阻器绝缘，第二覆盖部分与由第二覆盖部分覆盖的热电阻器绝缘，并且当与覆盖第一热电阻器的第一覆盖部分相比时，覆盖第二热电阻器的第一覆盖部分与第一熔丝部分之间具有更低的电阻，
所述方法包括：
当第一热电阻器被电连接到覆盖第一热电阻器的第一覆盖部分并且第一熔丝部分没有被断开时，向第二热电阻器施加电压，并且第二热电阻器被电连接到覆盖第二热电阻器的第一覆盖部分，从而使得第一熔丝部分被断开。
6.根据权利要求5所述的用于断开液体排出头基板中的熔丝部分的方法，其中，电压被施加到如下的第二热电阻器，所述第二热电阻器被第一覆盖部分中的与第一熔丝部分之间具有最小电阻的一个第一覆盖部分覆盖，从而使得第一熔丝部分被断开。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的用于断开液体排出头基板中的熔丝部分的方法，
其中，第一共用布线在第一热电阻器阵列的方向上延伸，
其中，第一熔丝部分将第一共用布线的在第一热电阻器阵列的方向上的端部连接到第三共用布线，并且
其中，电压施加到如下的第二热电阻器，所述第二热电阻器位于第一共用布线的所述端部附近的第一热电阻器阵列的端部中，从而使得第一熔丝部分被断开。
8.根据权利要求5或权利要求6所述的用于断开液体排出头基板中的熔丝部分的方法，其中，通过向第二热电阻器施加电压，比在正常打印中液体被排出时施加到第二热电阻器的能量大的能量被施加到第二热电阻器，从而使得第一熔丝部分被断开。
9.根据权利要求8所述的用于断开液体排出头基板中的熔丝部分的方法，其中，通过向第二热电阻器施加电压，在正常打印中液体被排出时施加到第二热电阻器的能量的至少1.5倍大的能量被施加到第二热电阻器，从而使得第一熔丝部分被断开。
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