JP2018001748A - Substrate for liquid discharge head, liquid discharge head and liquid discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体吐出ヘッド用基板、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head substrate, a liquid discharge head, and a liquid discharge apparatus.
特許文献１には、液体を吐出するための液体吐出素子と、液体でのキャビテーションによる衝撃から該液体吐出素子を保護するための保護膜（耐キャビテーション膜）とを備える液体吐出ヘッド用基板が開示されている。液体吐出素子を駆動することにより、その近傍の液体は液体吐出ヘッドのノズルから吐出される。保護膜には、例えば、タンタル、イリジウム、白金等の導電性材料が用いられ、保護膜は、絶縁膜を介して液体吐出素子を覆うように配されうる。
液体でのキャビテーションの結果、該絶縁膜の破壊等によって保護膜が液体吐出素子やその周辺回路の一部（液体吐出素子を駆動するための信号配線、電源配線等）と短絡してしまう場合があり、それにより、予期しない動作不良が発生する可能性がある。 As a result of liquid cavitation, the protective film may be short-circuited with the liquid ejection element or a part of its peripheral circuit (signal wiring, power wiring, etc. for driving the liquid ejection element) due to destruction of the insulating film or the like. Yes, which can lead to unexpected malfunctions.
本発明の目的は、保護膜の短絡が発生した場合に、それに伴う動作不良の発生を防ぐのに有利な技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique that is advantageous in preventing the occurrence of malfunction due to a short circuit of a protective film.
本発明の一つの側面は液体吐出ヘッド用基板にかかり、前記液体吐出ヘッド用基板は、液体を吐出するための液体吐出素子と、前記液体吐出素子を駆動するための駆動部と、絶縁膜を介して前記液体吐出素子を覆う導電性の保護膜と、前記保護膜に接続され、前記保護膜からの電気信号をモニタするためのモニタ部と、を備え、前記モニタ部は、前記保護膜からの電気信号に基づいて前記駆動部を非活性化するための制御信号を出力することを特徴とする。 One aspect of the present invention is directed to a liquid discharge head substrate. The liquid discharge head substrate includes a liquid discharge element for discharging a liquid, a drive unit for driving the liquid discharge element, and an insulating film. An electroconductive protective film that covers the liquid ejection element via the protective film, and a monitor unit that is connected to the protective film and monitors an electrical signal from the protective film. A control signal for deactivating the drive unit is output based on the electrical signal.
本発明によれば、保護膜の短絡が発生した場合に、それに伴う動作不良の発生を防ぐことができる。 According to the present invention, when a protective film is short-circuited, it is possible to prevent the occurrence of a malfunction associated therewith.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図は、構造ないし構成を説明する目的で記載されたものに過ぎず、図示された各部材の寸法は必ずしも現実のものを反映するものではない。また、各図において、同一の部材または同一の構成要素には同一の参照番号を付しており、以下、重複する内容については説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Each drawing is only described for the purpose of explaining the structure or configuration, and the dimensions of the illustrated members do not necessarily reflect actual ones. Moreover, in each figure, the same reference number is attached | subjected to the same member or the same component, and description is abbreviate | omitted about the overlapping content hereafter.
本明細書において、ある部材に加わる電圧の変化とは、電圧値が変わることだけでなく、ある部材が、フローティング状態から何らかの電位を有する状態に変化する場合を含む。また、ある部材に流れる電流の変化とは、電流値が変化することだけでなく、ある部材に電流が流れてない状態から電流が流れる状態になることを含む。また、ある部材を非活性状態にすることは、ある部材を活性状態から非活性状態に変える場合だけでなく、非活性状態に維持する場合も含む。 In this specification, the change of the voltage applied to a certain member includes not only a change in voltage value but also a case where a certain member changes from a floating state to a state having some potential. Moreover, the change of the current flowing through a certain member includes not only a change in current value but also a state where a current flows from a state where no current flows through a certain member. Further, bringing a certain member into an inactive state includes not only changing a certain member from the active state to the inactive state but also maintaining the inactive state.
（液体吐出装置の構成例）
図１を参照しながら、液体吐出装置１の構成を述べる。液体吐出装置１は、例えば、インクジェット記録方式のプリンタ（記録装置、画像形成装置等と称されてもよい。）である。図１は、液体吐出装置１の外観構成の一例を示す斜視図である。液体吐出装置１は、液体吐出ヘッド３を、それを搭載したキャリッジ２を用いて、矢印Ａ方向に往復移動させ、プリント用紙等の記録媒体Ｐに対して液体吐出ヘッド３から液体（インク）を吐出する。記録媒体Ｐは、給紙機構５を介して供給され、液体吐出ヘッド３による液体の吐出位置まで搬送される。
(Configuration example of liquid ejection device)
The configuration of the
キャリッジ２には、液体吐出ヘッド３の他、例えば、液体吐出ヘッド３に供給するための液体を貯留するカートリッジ６（インクカートリッジ）が搭載される。カートリッジ６は、キャリッジ２に対して着脱自在になっている。液体吐出装置１がカラー印刷対応のプリンタの場合、キャリッジ２には、例えば、複数の色（例えば、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）等）の液体をそれぞれ貯留する複数のカートリッジが搭載される。
In addition to the
液体吐出ヘッド３は、液体の吐出面に形成された複数のノズル（液体の吐出口）と、該複数のノズルに対応する複数の液体吐出素子（発熱素子、電気熱変換素子等）を備える液体吐出ヘッド用基板と、を具備する。各液体吐出素子は、例えば、印刷ジョブに含まれる画像データ（記録データ）に基づいて駆動される。該駆動された液体吐出素子では熱エネルギーが発生し、それによって、その近傍の液体で気泡が発生し、その結果、対応ノズルから液体が吐出される。
The
図２（ａ）〜（ｃ）は、液体吐出ヘッド３及び液体吐出ヘッド用基板１００の構造を説明するための模式図である。図中には、本構造の理解を容易にするため、互いに交差するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向を示す。Ｘ方向とＹ方向とは互いに直交し、Ｚ方向は、Ｘ方向とＹ方向とが形成する平面（水平面）に対して垂直な方向である。
2A to 2C are schematic views for explaining the structures of the
図２（ａ）は、液体吐出ヘッド３の液体の吐出面におけるレイアウト図である。液体吐出ヘッド３は、Ｙ方向に沿って形成された液体供給路１１０と、液体供給路１１０の両側に設けられた２つのノズル列１２０Ａ及び１２０Ｂとを有する。ノズル列１２０Ａ及び１２０Ｂは、それぞれ、Ｙ方向に沿って配列された複数のノズルＮＺを含む。図２（ｂ）は、図２（ａ）における領域Ｋに対応する液体吐出ヘッド用基板１００のレイアウト図である。図中には、理解を容易にするため、液体吐出ヘッド用基板１００と共にノズルＮＺが示される。図２（ｃ）は、図２（ｂ）におけるカットラインＡ１−Ａ２での断面構造を示す。
FIG. 2A is a layout diagram on the liquid ejection surface of the
液体吐出ヘッド用基板１００は液体吐出素子ＨＴを備える。液体吐出素子ＨＴは、半導体基板ＳＵＢの上方、より具体的には、半導体基板ＳＵＢの上に配された配線構造ＳＴの上に配されている。液体吐出素子ＨＴは、例えば、金属膜１３０と、金属膜１３０の一端の上に配された電極１３１Ａと、金属膜１３０の他端の上に配された電極１３１Ｂとを含む。また、液体吐出ヘッド用基板１００は、液体吐出素子ＨＴを駆動するための後述の駆動部（不図示）を更に備え、該駆動部は半導体基板ＳＵＢに形成される。
The liquid
配線構造ＳＴは、例えば、絶縁部材及びそれに内包された配線部を含む構造であり、詳細な説明を省略するが、例えば、複数の配線層と複数の絶縁層とが積層されて成る多層配線構造でもよい。図２（ｃ）では、配線構造ＳＴに含まれる配線層と絶縁層とは、互いに区別されずに、一体として示されている。 The wiring structure ST is, for example, a structure including an insulating member and a wiring part included therein, and detailed description thereof is omitted. For example, a multilayer wiring structure in which a plurality of wiring layers and a plurality of insulating layers are stacked. But you can. In FIG. 2C, the wiring layer and the insulating layer included in the wiring structure ST are shown as one piece without being distinguished from each other.
また、液体吐出ヘッド用基板１００は配線パターン１３２を更に備え、配線パターン１３２は、配線構造ＳＴの上において、液体吐出素子ＨＴからＸ方向にずれた位置に配されている。つまり、Ｚ方向に沿った視線で見たときに、液体吐出素子ＨＴと配線パターン１３２とは、Ｘ方向に沿って並ぶ。配線パターン１３２は、Ｘ方向に延在しており、後述のモニタ部（不図示）に接続されうる。配線パターン１３２は、電極１３１Ａに接続され且つＸ方向に延在する配線パターン１３３Ａと、電極１３１Ｂに接続され且つＸ方向に延在する配線パターン１３３Ｂとの間に、これらと平行に配されている。
The liquid
配線構造ＳＴ、並びに、液体吐出素子ＨＴ、配線パターン１３２、１３３Ａ及び１３３Ｂを覆うように絶縁膜１４０が配されている。
An insulating
液体吐出ヘッド用基板１００は導電性の保護膜１５０を更に備える。保護膜１５０は、液体吐出素子ＨＴの上方において、絶縁膜１４０を介して液体吐出素子ＨＴを覆うように配されている。保護膜１５０は、液体吐出時のキャビテーションによる衝撃から液体吐出素子ＨＴを保護するための膜（耐キャビテーション膜）である。保護膜１５０は、例えば、タンタル、イリジウム、白金等の導電性材料で構成されうる。保護膜１５０は、半導体基板ＳＵＢの上面に対する平面視（即ち、Ｚ方向と平行な方向での正射影。以下、本明細書では単に「平面視」という。）において、液体吐出素子ＨＴ（金属膜１３０並びに電極１３１Ａ及び１３１Ｂ）と重なり、かつ、配線パターン１３２の一部と重なるように配される。図２（ｂ）において、保護膜１５０の平面視における形状が点線で示されている。配線パターン１３２は、保護膜１５０に、コンタクトプラグ１３４を介して接続される。コンタクトプラグ１３４は、絶縁膜１４０に設けられたコンタクトホールに形成されている。これにより、保護膜１５０は、配線パターン１３２を介して後述のモニタ部に接続される。
The liquid
液体吐出ヘッド用基板１００は、液体供給路１１０及びそれに連結された流路１６１が設けられた液体供給部材１６０を更に備え、液体供給部材１６０は、絶縁膜１４０及び保護膜１５０の上に配されている。半導体基板ＳＵＢ、配線構造ＳＴ及び絶縁膜１４０には、半導体基板ＳＵＢの底面側から絶縁膜１４０の上面まで貫通し且つ液体供給路１１０及び流路１６１に連通した開口１７０が設けられている。液体供給路１１０及び流路１６１には開口１７０を介して液体が充填される。流路１６１とコンタクトプラグ１３４とは平面視において重ならない。壊れやすいコンタクトプラグ１３４を、キャビテーションが起こる場所から離れた位置に配置することで、基板１００の信頼性を向上させることができる。また、液体供給部材１６０には、液体吐出素子ＨＴの上方に開口が設けられており、該開口はノズルＮＺに対応する。
The liquid
以上に説明した液体吐出装置１および液体吐出ヘッド用基板１００の構成は、後述する実施形態について共通である。
The configurations of the
（第１実施形態）
図３は、第１実施形態に係る液体吐出ヘッド用基板１００ａを説明するためのブロック図である。基板１００ａは、液体吐出素子ＨＴ、保護膜１５０及び駆動部ＵＤ１を備える。駆動部ＵＤ１は、駆動スイッチＳＷ＿Ｄ、論理部３１０およびレベルコンバータ３２０を備える。例えば、図３において、液体吐出素子ＨＴ、保護膜１５０、駆動スイッチＳＷ＿Ｄ、論理部３１０およびレベルコンバータ３２０が、同一基板上に設けられる。液体吐出素子ＨＴと駆動スイッチＳＷ＿Ｄとは、電源電圧ＶＨ（２４〜３２［Ｖ］）を伝搬する電源配線と、接地用の電圧ＧＮＤＨ（０［Ｖ］）を伝搬する電源配線との間に直列に接続されている。なお、説明を容易にするため、以下において、電圧ＶＨを伝搬する電源配線を電源配線ＶＨと表現し、電圧ＧＮＤＨを伝搬する電源配線を電源配線ＧＮＤＨと表現する場合がある。
(First embodiment)
FIG. 3 is a block diagram for explaining the liquid
基板１００ａには制御部ＵＣ１が接続されており、制御部ＵＣ１は、液体を吐出する吐出動作を制御するための吐出制御部３００と、保護膜１５０で短絡が発生した場合にそのことを検知する検知部４００とを備える。制御部ＵＣ１の一部は、基板１００ａに配されてもよい。吐出制御部３００は、吐出動作を行うための吐出モードにおいて、外部からの画像信号（画像データを構成する信号）に従って、駆動スイッチＳＷ＿Ｄを制御するための信号を生成する。検知部４００は、吐出モードでの動作を開始する前に基板１００ａが適切に動作可能か否かを検査するための検出モードにおいて、保護膜１５０の電圧の変化または保護膜１５０に流れる電流の変化を検知する。この構成により、制御部ＵＣ１は、検出モードにおいて保護膜１５０の電圧の変化または保護膜１５０に流れる電流の変化が検知された場合、吐出モードにおいて、画像信号によらず、該保護膜１５０に対応する駆動部ＵＤ１を非活性状態にする制御信号を出力する。非活性状態になった駆動部ＵＤ１では、吐出モードの際、画像信号に関わらず（具体的には、液体の吐出を示す信号が入力されたとしても）その動作が抑制される。
A control unit U C1 is connected to the
論理部３１０は、吐出制御部３００からデータを受けて、駆動スイッチＳＷ＿Ｄを制御するための信号、即ち、液体吐出素子ＨＴを駆動するための駆動信号を、ヒートイネーブル信号ＨＥとして生成する。信号ＨＥは、レベルコンバータ３２０によって所望の信号レベルにレベル変換され（例えば、３．３［Ｖ］の信号レベルから１２［Ｖ］の信号レベルに変換され）、駆動スイッチＳＷ＿Ｄの制御端子に供給される。駆動スイッチＳＷ＿Ｄは、レベル変換された信号ＨＥに応答して導通状態になり（即ち、液体吐出素子ＨＴを通電させ）、液体吐出素子ＨＴを駆動する。駆動スイッチＳＷ＿Ｄには、例えば、ＤＭＯＳトランジスタ等の高耐圧トランジスタが用いられうる。
The
吐出制御部３００は、液体吐出装置１の本体に搭載され得、液体吐出ヘッド３を用いて液体吐出動作を行うための吐出モードにおいて、装置全体の動作を制御するシステムコントローラである。液体吐出ヘッド３との関係では、吐出制御部３００は、外部から印刷ジョブを受信して、それに含まれる画像データを処理し、液体吐出ヘッド３を駆動するための駆動用データを生成して論理部３１０に出力する。本実施形態では、吐出制御部３００にはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が用いられうるが、これに限られない。例えば、他の例では、各機能をプログラムすることが可能な集積回路ないしデバイス（ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ））が用いられてもよい。或いは、各機能は、所定のプログラムが格納されたパーソナルコンピュータ等によりソフトウェア上で実現されてもよい。
The
保護膜１５０は、図２を参照しながら述べた配線パターン１３２を介して、検知部４００に接続されている。検知部４００は、保護膜１５０の電圧の変化、または、保護膜１５０を流れる電流の変化（以下、本明細書では、これらをまとめて、保護膜１５０からの電気信号という場合がある。）を検知し、その結果を吐出制御部３００に出力する。
The
保護膜１５０は、前述のとおり、液体吐出素子ＨＴの上に絶縁膜１４０を介して配されており、液体吐出素子ＨＴや他の電気素子（以下、「液体吐出素子ＨＴ等」という。）とは実質的に絶縁されている。しかし、液体でのキャビテーションによる衝撃が発生した結果、絶縁膜１４０が破壊する可能性がある。この状態で、吐出モードでの動作が開始され又は継続されると、液体吐出素子ＨＴが適切に駆動されないだけでなく、電圧が印加された保護膜１５０が陽極として作用した結果、該保護膜１５０が液体に溶けてしまう等、予期しない動作不良が発生する場合もある。そこで、保護膜１５０が液体吐出素子ＨＴ等と電気的に短絡した場合には、検知部４００は、そのことを保護膜１５０からの電気信号に基づいて検知し、吐出制御部３００に通知する。これにより、制御部ＵＣ１は、保護膜１５０の短絡が発生したと判定することができる。
As described above, the
なお、ここでいう「短絡」とは、保護膜１５０と液体吐出素子ＨＴ等とが直接的に接触した場合だけでなく、それらの間に意図しない電気的な干渉が発生した場合をも包含する。したがって、上述の絶縁膜１４０の破壊によって、保護膜１５０は、必ずしも、０［Ω］又は比較的低いインピーダンスで、液体吐出素子ＨＴ等に接続されるわけではない。以下において、液体吐出素子ＨＴ等との保護膜１５０の短絡を、単に「短絡」と表現する場合がある。
The term “short circuit” here includes not only the case where the
上述のとおり、保護膜１５０は、液体吐出素子ＨＴ等とは絶縁されている。そのため、絶縁膜１４０が破壊されていない状態では、保護膜１５０からの電流は、保護膜１５０と液体吐出素子ＨＴ等との間に流れうるリーク電流のみであり、即ち、保護膜１５０からの電流は実質的にない、と言える。このような例では、検知部４００は、保護膜１５０からの電流値が基準値より大きくなった場合に、保護膜１５０の短絡が発生したと判定すればよい。この他に、絶縁膜１４０が破壊されていない状態において保護膜１５０に所定の電流が流れる構成の場合、保護膜１５０を流れる電流の変化を検知することにより、保護膜１５０の短絡が発生したことを判定してもよい。
As described above, the
他の例では、保護膜１５０は、流路１６１の液体と接触するため、該液体を介して（比較的高いインピーダンスで）半導体基板ＳＵＢ等の基準電圧（ここでは０［Ｖ］）に接続されうる。或いは、保護膜１５０は、比較的高い抵抗値（例えば数［ＫΩ］又はそれ以上）の抵抗素子を介して基準電圧に接続されてもよい。このような例では、検知部４００は、保護膜１５０の電圧が変化し、保護膜１５０の電圧値が許容範囲から外れた場合に、そのことを吐出制御部３００に通知する。これにより、制御部ＵＣ１は、保護膜１５０の短絡が発生したと判定することができる。
In another example, since the
なお、検知部４００は、基板１００ａとは異なる他の基板に配されてもよいが、基板１００ａに配されてもよいし、検知部４００の一部が基板１００ａに配される構成としてもよい。また、ここでは説明を容易にするため、単一の液体吐出素子ＨＴに着目して説明したが、実際には、基板１００ａは複数の液体吐出素子ＨＴを備える。
The
吐出制御部３００は、動作モード（吐出モード及び検出モード）に応じて異なる制御信号を出力することができる。例えば、吐出モードでは、吐出制御部３００は、外部からの画像信号に応じて駆動部ＵＤ１の状態（活性状態または非活性状態）を制御する制御信号を出力する。一方、検出モードでは、吐出制御部３００は、検知部４００により、保護膜１５０を流れる電流の変化または保護膜１５０に加わる電圧の変化を検出する。前述のとおり、吐出制御部３００は、上記電圧または電流の変化があった場合、吐出モードでは、画像信号に関わらず（液滴吐出素子ＨＴを駆動する指令を受け取っていても）駆動部ＵＤ１を非活性状態にする制御信号を出力する。
The
まとめると、制御部ＵＣ１は吐出制御部３００及び検知部４００を含み、吐出制御部３００は、検知部４００からの信号に基づいて基板１００ａを制御し、吐出モードでの動作を実行し又は停止することができる。即ち、検知部４００が保護膜１５０の短絡を検知した場合には、それに応答して、吐出制御部３００は、吐出モードでの動作を抑制するための制御信号を発生し、基板１００ａの制御に反映させる。これにより、上記短絡に起因する動作不良の発生を適切に防ぐことができる。このことを、以下、図４（ａ）〜（ｅ）を用いて、第１実施形態に係る実施例を説明する。
In summary, the control unit U C1 includes a
図４（ａ）に示される第１実施例では、検知部４００には電流計が用いられ、検知部４００は、該電流計による計測結果に基づいて吐出制御部３００に制御信号を出力する。また、第１実施例では、電源配線ＶＨと電源配線ＧＮＤＨとの間には、液体吐出素子ＨＴ及び駆動スイッチＳＷ＿Ｄの他、それらと直列に接続されたモード切り替え用の制御スイッチＳＷ＿Ｘ（以下、単に「制御スイッチ」という。）が配されている。少なくとも制御スイッチＳＷ＿Ｘが導通状態にならないと液体吐出素子ＨＴは駆動されないので、この観点で、制御スイッチＳＷ＿Ｘは駆動部ＵＤ１の一部を構成していると言える。
In the first embodiment shown in FIG. 4A, an ammeter is used as the
吐出モードでは、制御スイッチＳＷ＿Ｘは導通状態に維持され、その下で、駆動スイッチＳＷ＿Ｄはヒートイネーブル信号ＨＥに基づいて導通状態／非導通状態になる。即ち、信号ＨＥがアクティブレベルの場合に、液体吐出素子ＨＴが通電し、駆動され、それによって、前述のノズルＮＺから液体が吐出される。 In the discharge mode, the control switch SW_X is maintained in the conductive state, and below that, the drive switch SW_D is in the conductive state / non-conductive state based on the heat enable signal HE. That is, when the signal HE is at the active level, the liquid ejection element HT is energized and driven, and thereby the liquid is ejected from the nozzle NZ.
検査モードでは、制御スイッチＳＷ＿Ｘは非導通状態に維持され且つ駆動スイッチＳＷ＿Ｄは導通状態に維持される。ここで、保護膜１５０の短絡が発生していない場合、保護膜１５０と液体吐出素子ＨＴ等との間には電流が実質的に流れないため、保護膜１５０からの電流は実質的にない。そのため、該電流の値が基準値より小さく、検知部４００は、保護膜１５０の短絡が発生していないことを示す制御信号を吐出制御部３００に出力する。一方、保護膜１５０の短絡が発生した場合、保護膜１５０と液体吐出素子ＨＴ等との間に電流が流れる。そして、該電流の値が基準値より大きくなったことに応じて、検知部４００は該短絡が発生したことを検知し、そのことを示す制御信号を吐出制御部３００に出力する。
In the inspection mode, the control switch SW_X is maintained in a non-conductive state and the drive switch SW_D is maintained in a conductive state. Here, when the
吐出制御部３００は、保護膜１５０の短絡が発生したことを示す制御信号を検知部４００から受けた場合、その後の吐出モードにおいて、該短絡に対応する液体吐出素子ＨＴの駆動が画像信号に関わらず抑制ないし制限されるように、論理部３１０に送信するデータを生成する。換言すると、該短絡に対応する液体吐出素子ＨＴの駆動が抑制されるように、この液体吐出素子ＨＴに対応するスイッチＳＷ＿Ｄを非活性状態にさせる（この液体吐出素子ＨＴを駆動させない。）。このとき、この液体吐出素子ＨＴを駆動させない代わりに、他の液体吐出素子ＨＴを駆動させて補完することが可能である。例えば、図２（ａ）の例では、一方のノズル列１２０ＡのノズルＮＺの液体吐出素子ＨＴについて該短絡が発生した場合には、その液体吐出素子ＨＴの代わりに、他方のノズル列１２０Ｂの対応ノズルＮＺの液体吐出素子ＨＴを駆動させることができる。また、吐出制御部３００は、液体吐出装置１のユーザに対して該短絡が発生したことを通知することも可能である。
When the
また、検知部４００は、検査モードだけでなく、吐出モードにおいても上記短絡を検知することも可能である。その場合、吐出制御部３００は、吐出モードでの動作そのものを停止することも可能であるし、又は、吐出モードでの動作を中断した後、該短絡に対応する液体吐出素子ＨＴの駆動が抑制されるように、論理部３１０に送信するためのデータを生成し直してもよい。
The
液体吐出素子ＨＴ、駆動スイッチＳＷ＿Ｄ及び制御スイッチＳＷ＿Ｘは、電源配線ＶＨと電源配線ＧＮＤＨとの間に直列に接続されていればよく、それらの位置は入れ替えられてもよい。例えば、電源配線ＧＮＤＨ側にスイッチＳＷ＿Ｄが配され、電源配線ＶＨ側にスイッチＳＷ＿Ｘが配されてもよい。また、制御スイッチＳＷ＿Ｘは、液体吐出素子ＨＴ及び駆動スイッチＳＷ＿Ｄと同一基板上に配されてもよいが、他の基板に配されてもよい。これらのことは、以降の各例においても同様である。 The liquid ejection element HT, the drive switch SW_D, and the control switch SW_X may be connected in series between the power supply wiring VH and the power supply wiring GNDH, and their positions may be switched. For example, the switch SW_D may be disposed on the power supply wiring GNDH side, and the switch SW_X may be disposed on the power supply wiring VH side. The control switch SW_X may be disposed on the same substrate as the liquid ejection element HT and the drive switch SW_D, but may be disposed on another substrate. The same applies to the following examples.
図４（ｂ）に示される第２実施例では、検知部４００は、電圧計４０１、第１の容量素子Ｃ１および第２の容量素子Ｃ２を含み、電圧計４０１による計測結果に基づいて吐出制御部３００に制御信号を出力する。容量素子Ｃ１は、一方の端子として保護膜１５０（又はその一部）を含む（或いは、該一方の端子は、保護膜１５０に直接的に接続されている。）。容量素子Ｃ２は、容量素子Ｃ１の他方の端子と、基準ノード（例えば電源配線）との間に配されている。電圧計４０１は、容量素子Ｃ１と容量素子Ｃ２との間のノードの電圧を計測する。
In the second embodiment shown in FIG. 4B, the
保護膜１５０は、前述のとおり、比較的高いインピーダンスで基準電圧（例えば０［Ｖ］）に接続されうるが、第２実施例では、フローティング状態であってもよい。ここで、保護膜１５０の短絡が発生した場合、保護膜１５０の電圧が変動し得、それに応じて、容量素子Ｃ１と容量素子Ｃ２との間のノードの電圧も変動しうる。より具体的には、該ノードの電圧は、保護膜１５０の電圧の変動量と、容量素子Ｃ１及びＣ２の容量値の比とに基づいて変動しうる。よって、検知部４００は、該ノードの電圧に基づいて保護膜１５０の電圧を算出し、その結果を保護膜１５０からの電気信号として取得することができる。検知部４００は、このような構成によっても、保護膜１５０の短絡が発生したことを検知することができる。即ち、検知部４００は、保護膜１５０からの電気信号を、必ずしも直接的に検知する必要はなく、間接的に検知してもよい。
As described above, the
上記検出モードにおいて、制御部ＵＣ１は、保護膜１５０の短絡が検知部４００により検知された場合、吐出制御部３００により、画像信号に関わらず駆動部ＵＤ１を非活性状態にするための制御信号を出力する。これにより、短絡した保護膜１５０に液滴吐出素子ＨＴを駆動するための電流が流れるのを抑制し又は防ぐことができる。
In the detection mode, when the
図４（ｃ）に示される第３実施例では、電源配線ＶＨと電源配線ＧＮＤＨとの間に、液体吐出素子ＨＴ及び駆動スイッチＳＷ＿Ｄの他、それらと直列に接続された第２の駆動スイッチＳＷ＿Ｄｂが配されている。また、駆動スイッチＳＷ＿Ｄｂに対応するように、吐出制御部３００からの画像データを処理する第２の論理部３１０ｂが配されている。吐出モードでは、駆動スイッチＳＷ＿Ｄｂは、論理部３１０ｂからの駆動信号に基づいて導通状態／非導通状態になる。論理部３１０ｂと駆動スイッチＳＷ＿Ｄｂとの間にはレベルコンバータ（不図示）が更に配されてもよい。そして、検査モードでは、駆動スイッチＳＷ＿Ｄｂは非導通状態に維持されうる。このような構成によっても、検知部４００は、第１実施例同様に、保護膜１５０の短絡が発生したことを適切に検知することができる。よって、第１〜第２実施例同様に、制御部ＵＣ１は、短絡した保護膜１５０に対応する駆動部ＵＤ１を非活性状態とする制御信号を出力し、短絡した保護膜１５０に液滴吐出素子ＨＴを駆動するための電流が流れるのを抑制し又は防ぐことができる。
In the third embodiment shown in FIG. 4C, in addition to the liquid ejection element HT and the drive switch SW_D, the second drive switch SW_Db connected in series between the power supply line VH and the power supply line GNDH. Is arranged. In addition, a
図４（ｄ）に示される第４実施例は、制御スイッチＳＷ＿Ｘが更に配されている点で第３実施例（図４（ｃ））と異なる。制御スイッチＳＷ＿Ｘは、駆動スイッチＳＷ＿Ｄｂと電源配線ＧＮＤＨとの間に配され、即ち、液体吐出素子ＨＴ、スイッチＳＷ＿Ｄ、ＳＷ＿Ｄｂ及びＳＷ＿Ｘは、電源配線ＶＨと電源配線ＧＮＤＨとの間に直列に接続される。また、スイッチＳＷ＿ＤｂとスイッチＳＷ＿Ｘとの間のノードｎ１は、基準電圧ＶＲＥＦ１を与えるための端子に接続される。 The fourth embodiment shown in FIG. 4D is different from the third embodiment (FIG. 4C) in that a control switch SW_X is further arranged. The control switch SW_X is disposed between the drive switch SW_Db and the power supply wiring GNDH, that is, the liquid ejection element HT and the switches SW_D, SW_Db, and SW_X are connected in series between the power supply wiring VH and the power supply wiring GNDH. . A node n1 between the switch SW_Db and the switch SW_X is connected to a terminal for applying the reference voltage VREF1.
吐出モードでは、ノードｎ１に基準電圧ＶＲＥＦ１が供給されない。そして、スイッチＳＷ＿Ｘは導通状態に維持され、スイッチＳＷ＿Ｄ及びＳＷ＿Ｄｂは、それぞれ、論理部３１０及び３１０ｂからの信号に基づいて導通状態／非導通状態になる。
In the ejection mode, the reference voltage VREF1 is not supplied to the node n1. The switch SW_X is maintained in a conductive state, and the switches SW_D and SW_Db are in a conductive state / non-conductive state based on signals from the
一方、検査モードでは、ノードｎ１には基準電圧ＶＲＥＦ１が供給されると共に、スイッチＳＷ＿Ｄ及びＳＷ＿Ｘは非導通状態に維持され、スイッチＳＷ＿Ｄｂは導通状態に維持される。検知部４００は、この状態の下で、保護膜１５０と基準電圧ＶＲＥＦ１との間に流れうるリーク電流（又は、その変化量）を検知部４００により検知する。このような構成によっても、前述の実施例同様に、保護膜１５０の短絡が発生しているか否かを判定することができる。
On the other hand, in the inspection mode, the reference voltage VREF1 is supplied to the node n1, the switches SW_D and SW_X are maintained in a non-conductive state, and the switch SW_Db is maintained in a conductive state. In this state, the
図４（ｅ）に示される第５実施例では、液体吐出素子ＨＴ、駆動スイッチＳＷ＿Ｄ、保護膜１５０およびレベルコンバータ３２０をまとめて「要素Ｅ１」としたときに、複数の要素Ｅ１が配列されている（１つの要素Ｅ１は１つのノズルＮＺに対応する。）。なお、簡易化のため、図４（ｅ）には３つの要素Ｅ１を図示したが、この数量に限られない。それ以外については、第１実施例（図４（ａ））と同様である。
In the fifth embodiment shown in FIG. 4E, when the liquid ejection element HT, the drive switch SW_D, the
第５実施例によると、検知部４００は、複数の要素Ｅ１のそれぞれの保護膜１５０に接続されており、これにより、制御部ＵＣ１は、複数の保護膜１５０のいずれかにおいて短絡が発生した場合に、そのことを検知することができる。制御部ＵＣ１は、検知部４００の出力から、複数の保護膜１５０のいずれかにおいて短絡が発生したことを判定することができる。このような構成によっても、制御部ＵＣ１は、短絡した保護膜１５０に対応する駆動部ＵＤ１を非活性状態にする制御信号を出力することができ、該短絡した保護膜１５０に液滴吐出素子ＨＴを駆動するための電流が流れるのを抑制し又は防止することができる。
According to the fifth embodiment, the
なお、第５実施例では、１つの保護膜１５０が１つの液体吐出素子ＨＴに対応しており、即ち、図２（ｂ）に図示されるように、複数の液体吐出素子ＨＴにそれぞれ対応する複数の保護膜１５０は、互いに分離されている。しかしながら、他の例では、１つの保護膜１５０が複数の液体吐出素子ＨＴに対応するように配されてもよく（即ち、保護膜１５０は、複数の液体吐出素子ＨＴの全体を保護するように一体に設けられてもよく）、この場合についても第５実施例同様の効果が得られる。
In the fifth embodiment, one
上述のいくつかの実施例は、それぞれの趣旨を逸脱しない範囲で、互いに組み合わせられてもよく、即ち、ある実施例の構成の一部は他の実施例の構成に適用されてもよい。このことは、以下の他の実施形態およびその実施例においても同様である。 Some of the above-described embodiments may be combined with each other without departing from the spirit of the invention, that is, a part of the configuration of one embodiment may be applied to the configuration of another embodiment. The same applies to the following other embodiments and examples.
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係る液体吐出ヘッド用基板１００ｂを説明するためのブロック図である。第２実施形態は、主に、１つの検知部４００が１つの保護膜１５０に対応している、という点で前述の第１実施形態と異なる。即ち、保護膜１５０の短絡が発生した場合、第１実施形態では、該短絡が発生したことを吐出制御部３００（例えばＡＳＩＣ）に通知し、吐出制御部３００により、該短絡に対応する液体吐出素子ＨＴの駆動を抑制した。これに対し、第２実施形態では、保護膜１５０の短絡が発生したことに応答して、該短絡に対応する液体吐出素子ＨＴに直列に接続されたスイッチを直接制御する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a block diagram for explaining a liquid
本実施形態では、制御部（制御部ＵＣ２とする。）は、吐出制御部３００及び検知部４００に対応し、駆動部（駆動部ＵＤ２とする。）は、スイッチＳＷ＿Ｄ及びＳＷ＿Ｘ、論理部３１０、並びに、レベルコンバータ３２０に対応する。本実施形態では、検出モードと吐出モードとは個別に設定されていなくてもよい（例えば、これらのうちの吐出モードのみが設けられてもよい）。本実施形態では、制御部ＵＣ２において、第１実施形態での吐出制御部３００の機能の一部（具体的には、保護膜１５０の短絡が発生した場合に吐出動作を制限する機能）を、検出部４００が兼ねている。そのため、第２実施形態によると、吐出制御部３００が、画像信号に基づいて駆動スイッチＳＷ＿Ｄを制御する一方、検出部４００により、制御スイッチＳＷ＿Ｘを制御する。よって、吐出モードにおいて、該短絡に対応する液体吐出素子ＨＴの駆動を、画像信号である信号ＨＥに関わらず非活性状態にすることができる。また、第２実施形態によると、第１実施形態よりも短い時間で上述の制御を行うことができる。
In the present embodiment, (the control unit U C2.) The control unit corresponds to the
また、第２実施形態では、１つの検知部４００が１つの保護膜１５０に対応するため、複数の液体吐出素子ＨＴが配列されている場合には、それらに対応する複数の保護膜１５０に、それぞれ、複数の検知部４００が配される。そのため、第２実施形態によると、複数の保護膜１５０のいずれにおいて短絡が発生したのかが適切に特定され得、よって、該短絡が発生した保護膜１５０に対応する液体吐出素子ＨＴについて、適切に駆動が抑制される。
In the second embodiment, since one
図６（ａ）に示される第６実施例では、複数（図中では３つ）の要素Ｅ２が配列されており、各要素Ｅ２は、液体吐出素子ＨＴ、駆動スイッチＳＷ＿Ｄ、制御スイッチＳＷ＿Ｘ、保護膜１５０、レベルコンバータ３２０および検知部４００を含む。検知部４００は、保護膜１５０からの電気信号を受け、それに応じた信号を制御スイッチＳＷ＿Ｘの制御端子に供給する。即ち、複数の要素Ｅ２に対応する複数の検知部４００のうちの１つが、対応する保護膜１５０の短絡を検知した場合、それに応答して、対応する制御スイッチＳＷ＿Ｘを非導通状態にする。よって、短絡が発生した保護膜１５０に対応する液体吐出素子ＨＴの駆動は、適切に抑制される。なお、要素Ｅ２は、レベルコンバータ３２０を有さない構成としてもよい。
In the sixth embodiment shown in FIG. 6A, a plurality (three in the figure) of elements E 2 are arranged, and each element E 2 includes a liquid ejection element HT, a drive switch SW_D, and a control switch SW_X. , A
また、第６実施例では、基板１００ｂはＯＲ回路５１０を備えており、ＯＲ回路５１０は、複数の検知部４００からの出力信号を受け、それに応じた信号を吐出制御部３００に出力する。即ち、複数の検知部４００のいずれかにおいて保護膜１５０の短絡が検知された場合、そのことは、ＯＲ回路５１０により、第１実施形態同様に、吐出制御部３００に通知される。また、ＯＲ回路５１０の代わりに又はＯＲ回路５１０に付随してエンコーダを用い、複数の検知部４００のいずれにおいて保護膜１５０の短絡が検知されたかを示す情報を、吐出制御部３００に送信することも可能である。
In the sixth embodiment, the
図６（ｂ）は、第６実施例における要素Ｅ２の具体的な構成例を示している。図中では液体吐出素子ＨＴを抵抗素子として示す。この例では、駆動スイッチＳＷ＿ＤにＮＭＯＳトランジスタを用い、また、制御スイッチＳＷ＿ＸにＰＭＯＳトランジスタを用いた。また、検知部４００には、ＮＯＲ回路４１１及び４１２で構成されたＲＳフリップフロップを用いた。ＮＯＲ回路４１１の一方の入力端子には、リセット信号ＲＳＴが入力され、他方の入力端子は、ＮＯＲ回路４１２の出力端子に接続される。ＮＯＲ回路４１２の一方の入力端子には、保護膜１５０からの電気信号である信号ＭＯＮＩ＿ＩＮが入力され、他方の入力端子は、ＮＯＲ回路４１１の出力端子に接続される。ＮＯＲ回路４１１及び４１２は、それぞれ、信号ＲＳＴ及び信号ＭＯＮＩ＿ＩＮに従う論理レベルの信号を、出力信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ１及びＭＯＮＩ＿ＯＵＴ２として出力する。
FIG. 6 (b) shows a specific configuration example of a component E 2 in the sixth embodiment. In the drawing, the liquid ejection element HT is shown as a resistance element. In this example, an NMOS transistor is used for the drive switch SW_D, and a PMOS transistor is used for the control switch SW_X. The
第６実施例では、出力信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ１は、各要素Ｅ２における制御スイッチＳＷ＿ＸであるＰＭＯＳトランジスタのゲートに供給されると共に、ＯＲ回路５１０に入力される。なお、第６実施例では、出力信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ２は用いられなくてもよい。
In the sixth embodiment, the output signal MONI_OUT1 is supplied to the gate of the PMOS transistor is the control switch SW_X in each element E 2, are input to the
図６（ｃ）は、吐出モードの間に保護膜１５０の短絡が発生した場合における基板１００ｂの制御方法を説明するためのタイミングチャートである。図中の横軸を時間軸とし、縦軸には、信号ＭＯＮＩ＿ＩＮ、ＲＳＴ、ＨＥ及びＭＯＮＩ＿ＯＵＴ１の信号レベル、スイッチＳＷ＿Ｘ及びＳＷ＿Ｄの状態、並びに、液体吐出素子ＨＴである抵抗素子に流れる駆動電流Ｉ＿ＤＲＶの電流量をそれぞれ示す。図中では、スイッチＳＷ＿Ｘ及びＳＷ＿Ｄについて、導通状態の場合を「ＯＮ」と示し、非導通状態の場合を「ＯＦＦ」と示す。また、駆動電流Ｉ＿ＤＲＶについて、液体吐出素子ＨＴに電流が流れた状態をハイレベル（Ｈレベル）で示し、液体吐出素子ＨＴに電流が実質的に流れていない状態をローレベル（Ｌレベル）で示す。即ち、駆動電流Ｉ＿ＤＲＶのＨレベルは、液体吐出素子ＨＴが駆動されたことを示し、駆動電流Ｉ＿ＤＲＶのＬレベルは、液体吐出素子ＨＴが駆動されていないことを示す。
FIG. 6C is a timing chart for explaining a control method of the
時刻ｔ６１では、信号ＲＳＴをＨレベルからＬレベルにし、これにより、検知部４００であるＲＳフリップフロップのリセットが完了する。このとき、保護膜１５０の短絡は発生しておらず、保護膜１５０は、第１実施形態で述べたとおり、比較的高いインピーダンスで基準電圧（ここでは０［Ｖ］）に接続され得、よって、信号ＭＯＮＩ＿ＩＮはＬレベルである。よって、信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ１はＬレベルであり、信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ２はＨレベルである。また、信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ１がＬレベルであるので、制御スイッチＳＷ＿ＸであるＰＭＯＳトランジスタは導通状態である。
At time t61, the signal RST is changed from the H level to the L level, whereby the resetting of the RS flip-flop that is the
信号ＨＥがＬレベルからＨレベルになる時刻を時刻ｔ６２とする。時刻ｔ６２では、信号ＨＥがＨレベルになったことにより、駆動スイッチＳＷ＿ＤであるＮＭＯＳトランジスタが導通状態になるため、液体吐出素子ＨＴである抵抗素子が通電して駆動電流Ｉ＿ＤＲＶが流れ、即ち、液体吐出素子ＨＴが駆動される。 The time at which the signal HE changes from the L level to the H level is defined as time t62. At time t62, since the signal HE is at the H level, the NMOS transistor that is the drive switch SW_D is turned on, so that the resistance element that is the liquid discharge element HT is energized and the drive current I_DRV flows. The ejection element HT is driven.
信号ＨＥがＨレベルからＬレベルになる時刻を時刻ｔ６３とする。時刻ｔ６３では、信号ＨＥがＬレベルになったことにより、駆動スイッチＳＷ＿Ｄが非導通状態になるため、駆動電流Ｉ＿ＤＲＶは実質的に流れない。 The time when the signal HE changes from the H level to the L level is defined as time t63. At time t63, since the signal HE is at the L level, the drive switch SW_D is turned off, so that the drive current I_DRV does not substantially flow.
その後、保護膜１５０の短絡が発生した時刻を時刻ｔ６４とする。保護膜１５０は、典型的には液体吐出素子ＨＴと短絡し得、保護膜１５０には、該短絡が発生した時点において導通状態である制御スイッチＳＷ＿Ｘと、液体吐出素子ＨＴとを介して、電源電圧ＶＨが供給されうる。その結果、保護膜１５０の電圧値が上がり、即ち、信号ＭＯＮＩ＿ＩＮがＬレベルからＨレベルになる。信号ＭＯＮＩ＿ＩＮがＨレベルになったことに応じて、信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ１はＨレベルになり、よって、制御スイッチＳＷ＿Ｘは非導通状態になる。即ち、時刻ｔ６４では、保護膜１５０の短絡が発生し、そのことが検知部４００により検出された結果、制御スイッチＳＷ＿Ｘは非導通状態になる。
After that, the time when the
信号ＨＥが再びＬレベルからＨレベルになる時刻を時刻ｔ６５とする。時刻ｔ６５では、信号ＨＥがＨレベルになったことにより、駆動スイッチＳＷ＿Ｄは導通状態になるが、制御スイッチＳＷ＿Ｘが非導通状態であるため、駆動電流Ｉ＿ＤＲＶは流れない。その後の時刻ｔ６６において信号ＨＥは再びＬレベルになり、駆動スイッチＳＷ＿Ｄは非導通状態になる。 The time when the signal HE changes from the L level to the H level again is defined as time t65. At time t65, the drive switch SW_D becomes conductive due to the signal HE becoming H level, but the drive current I_DRV does not flow because the control switch SW_X is non-conductive. Thereafter, at time t66, the signal HE becomes L level again, and the drive switch SW_D is turned off.
（第３実施形態）
図７は、第３実施形態に係る液体吐出ヘッド用基板１００ｃを説明するためのブロック図である。第３実施形態は、主に、駆動スイッチＳＷ＿Ｄの機能と制御スイッチＳＷ＿Ｘの機能とを１つのスイッチＳＷ＿ＤＸで実現するように構成された、という点で前述の第２実施形態と異なる。スイッチＳＷ＿ＤＸは、電源配線ＶＨと電源配線ＧＮＤＨとの間に液体吐出素子ＨＴと直列に接続されており、レベルコンバータ３２０によりレベル変換された信号ＨＥと、検知部４００からの信号との論理積により駆動される。具体的には、基板１００ｃはＡＮＤ回路５２０を備えており、ＡＮＤ回路５２０は、信号ＨＥおよび検知部４００からの信号に従う論理レベルをスイッチＳＷ＿ＤＸに供給する。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a block diagram for explaining a liquid discharge head substrate 100c according to the third embodiment. The third embodiment is different from the second embodiment described above in that the function of the drive switch SW_D and the function of the control switch SW_X are mainly realized by one switch SW_DX. The switch SW_DX is connected in series with the liquid ejection element HT between the power supply wiring VH and the power supply wiring GNDH, and is based on the logical product of the signal HE level-converted by the
本実施形態では、制御部（制御部ＵＣ３とする。）は、吐出制御部３００及び検知部４００に対応し、駆動部（駆動部ＵＤ３とする。）は、スイッチＳＷ＿ＤＸ、論理部３１０、レベルコンバータ３２０及びＡＮＤ回路５２０に対応する。このような構成によっても、第２実施形態同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the control unit (referred to as control unit U C3 ) corresponds to the
図８（ａ）〜（ｃ）は、第７実施例を、それぞれ図６（ａ）〜（ｃ）（第６実施例）同様に示している。第７実施例は、図８（ａ）に例示されるように、要素Ｅ３の構成が図６（ａ）の要素Ｅ２の構成と異なることを除いて、ほぼ同様である。図８（ｂ）は、第７実施例における要素Ｅ３の具体的な構成例を示している。スイッチＳＷ＿ＤＸには、ＮＭＯＳトランジスタ（例えば、Ｎチャネル型のＤＭＯＳトランジスタ）を用いた。検知部４００には、第６実施例同様、ＲＳフリップフロップを用いた（図６（ｂ）参照）。ＡＮＤ回路５２０には、レベルコンバータ３２０によりレベル変換された信号ＨＥの他、検知部４００の出力信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ２が入力される。なお、出力信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ１は、第６実施例同様、ＯＲ回路５１０に入力される。
FIGS. 8A to 8C show the seventh embodiment similarly to FIGS. 6A to 6C (sixth embodiment), respectively. The seventh embodiment is, as illustrated in FIG. 8 (a), except that the arrangement of elements E 3 is different from the configuration of elements E 2 of FIG. 6 (a), is substantially the same. FIG. 8 (b) shows a specific example of the configuration of elements E 3 in the seventh embodiment. As the switch SW_DX, an NMOS transistor (for example, an N channel type DMOS transistor) is used. An RS flip-flop was used for the
図８（ｃ）は、吐出モードの間に保護膜１５０の短絡が発生した場合における基板１００ｃの制御方法を説明するためのタイミングチャートである。縦軸には、信号ＭＯＮＩ＿ＩＮ、ＲＳＴ、ＨＥ、ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ１及びＭＯＮＩ＿ＯＵＴ２の信号レベル、ＡＮＤ回路５２０の出力信号ＡＮＤ＿ＯＵＴの信号レベル、スイッチＳＷ＿ＤＸの状態、並びに、駆動電流Ｉ＿ＤＲＶの電流量をそれぞれ示す。
FIG. 8C is a timing chart for explaining a control method of the substrate 100c when a short circuit of the
時刻ｔ８１では、信号ＲＳＴをＨレベルからＬレベルにし、これにより、検知部４００であるＲＳフリップフロップのリセットが完了する。このとき、信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ１はＬレベルであり、信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ２はＨレベルである。このことは、第６実施例において時刻ｔ６１についての説明で述べたとおりである（図６（ｃ）参照）。また、時刻ｔ８１では、信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ２はＨレベルであるが、信号ＨＥがＬレベルであるため、ＡＮＤ回路５２０の出力信号ＡＮＤ＿ＯＵＴはＬレベルであり、よって、スイッチＳＷ＿ＤＸであるＮＭＯＳトランジスタは非導通状態である。
At time t81, the signal RST is changed from the H level to the L level, whereby the resetting of the RS flip-flop that is the
信号ＨＥがＬレベルからＨレベルになる時刻を時刻ｔ８２とする。時刻ｔ８２では、信号ＨＥがＨレベルになったことにより、信号ＡＮＤ＿ＯＵＴがＨレベルになる。よって、スイッチＳＷ＿ＤＸが導通状態になるため、駆動電流Ｉ＿ＤＲＶが流れる。 The time at which the signal HE changes from the L level to the H level is defined as time t82. At time t82, since the signal HE has become H level, the signal AND_OUT becomes H level. Accordingly, since the switch SW_DX is in a conductive state, the drive current I_DRV flows.
信号ＨＥがＨレベルからＬレベルになる時刻を時刻ｔ８３とする。時刻ｔ８３では、信号ＨＥがＬレベルになったことにより、信号ＡＮＤ＿ＯＵＴがＬレベルになり、即ち、駆動スイッチＳＷ＿ＤＸが非導通状態になる。よって、駆動電流Ｉ＿ＤＲＶは流れない。 The time when the signal HE changes from the H level to the L level is defined as time t83. At time t83, since the signal HE becomes L level, the signal AND_OUT becomes L level, that is, the drive switch SW_DX is turned off. Therefore, the drive current I_DRV does not flow.
信号ＨＥが再びＬレベルからＨレベルになる時刻を時刻ｔ８４とする。時刻ｔ８４では、時刻ｔ８２同様、駆動電流Ｉ＿ＤＲＶが流れる。 The time at which the signal HE changes from the L level to the H level again is defined as time t84. At time t84, like the time t82, the drive current I_DRV flows.
その後、保護膜１５０の短絡が発生した時刻を時刻ｔ８５とする。該短絡が発生した結果、保護膜１５０の電圧値が上がり、即ち、信号ＭＯＮＩ＿ＩＮがＬレベルからＨレベルになる。信号ＭＯＮＩ＿ＩＮがＨレベルになったことに応じて、信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ２はＬレベルになり、それに応答して、信号ＡＮＤ＿ＯＵＴはＬレベルになる。よって、制御スイッチＳＷ＿ＤＸは非導通状態になる。即ち、時刻ｔ８５では、保護膜１５０の短絡が発生し、そのことが検知部４００により検出された結果、制御スイッチＳＷ＿ＤＸは非導通状態になる。
Thereafter, the time when the
その後の時刻ｔ８６まで、信号ＨＥはＨレベルであるが、制御スイッチＳＷ＿ＤＸが非導通状態であるため、駆動電流Ｉ＿ＤＲＶは流れない。 The signal HE is at the H level until time t86 thereafter, but the drive current I_DRV does not flow because the control switch SW_DX is non-conductive.
信号ＨＥが再びＬレベルからＨレベルになる時刻を時刻ｔ８７とする。時刻ｔ８７では、信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ２がＬレベルに固定されているため、信号ＨＥがＨレベルになっても、スイッチＳＷ＿ＤＸは非導通状態のままである。よって、駆動電流Ｉ＿ＤＲＶは流れない。その後の時刻ｔ８８において信号ＨＥが再びＬレベルになるが、各信号の変化は実質的に発生しないので説明を省略する。 The time at which the signal HE again changes from the L level to the H level is defined as time t87. At time t87, since the signal MONI_OUT2 is fixed at the L level, the switch SW_DX remains in the non-conductive state even when the signal HE becomes the H level. Therefore, the drive current I_DRV does not flow. At time t88 thereafter, the signal HE becomes L level again, but a change in each signal does not substantially occur, so that the description thereof is omitted.
図９（ａ）〜（ｃ）は、第８実施例を、それぞれ図８（ａ）〜（ｃ）（第７実施例）同様に示している。第８実施例では、要素Ｅ４は、主に、第７実施例の要素Ｅ３に、制御スイッチＳＷ＿Ｘ及びそれを制御するためのＡＮＤ回路５３０が加えられて成る。具体的には、第８実施例では、図９（ａ）及び（ｂ）に示されるように、制御スイッチＳＷ＿Ｘは、電源配線ＶＨと電源配線ＧＮＤＨとの間に液体吐出素子ＨＴ及びスイッチＳＷ＿ＤＸと直列に配される。制御スイッチＳＷ＿Ｘは、ＡＮＤ回路５３０から、検知部４００からの信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ２と基準信号ＶＲＥＦ２との論理積に基づいて制御される。
FIGS. 9A to 9C show the eighth embodiment similarly to FIGS. 8A to 8C (seventh embodiment), respectively. In the eighth embodiment, the element E 4 is mainly configured by adding a control switch SW_X and an AND
例えば、吐出モードでは、基準信号ＶＲＥＦ２はＨレベルに固定されうる（即ち、検知部４００からの信号がＨレベルである限り、制御スイッチＳＷ＿Ｘは導通状態に維持されうる。）。これに対して、検査モードでは、基準信号ＶＲＥＦ２はＬレベルに固定されうる（即ち、制御スイッチＳＷ＿Ｘは非導通状態に維持されうる。）。
For example, in the ejection mode, the reference signal VREF2 can be fixed at the H level (that is, the control switch SW_X can be maintained in the conductive state as long as the signal from the
なお、第８実施例では、図９（ｂ）に示されるように、制御スイッチＳＷ＿ＸにＮＭＯＳトランジスタを用いたが、他の例では、制御スイッチＳＷ＿ＸにＰＭＯＳトランジスタを用い、且つ、ＡＮＤ回路５３０の代わりにＮＡＮＤ回路が用いられてもよい。この場合でも同様の機能が実現される。 In the eighth embodiment, as shown in FIG. 9B, an NMOS transistor is used as the control switch SW_X. However, in another example, a PMOS transistor is used as the control switch SW_X, and the AND circuit 530 A NAND circuit may be used instead. Even in this case, the same function is realized.
図９（ｃ）は、吐出モードの間に保護膜１５０の短絡が発生した場合における基板１００ｃの制御方法を説明するためのタイミングチャートである。縦軸には、図８（ｃ）で示された信号（ＭＯＮＩ＿ＩＮ等）に加え、ＡＮＤ回路５３０の出力信号ＡＮＤ＿ＯＵＴ２の信号レベル、及び、スイッチＳＷ＿Ｘの状態を更に示す。図中の時刻ｔ９１〜ｔ９８は、それぞれ、第７実施例の時刻ｔ８１〜８８に対応し（図８（ｃ）参照）、各要素Ｅにおいて第７実施例同様の動作が為されるため、第７実施例との差異のみを以下に述べる。
FIG. 9C is a timing chart for explaining a control method of the substrate 100c when a short circuit of the
時刻ｔ９１〜ｔ９５では、保護膜１５０の短絡が発生していないため、信号ＭＯＮＩ＿ＩＮはＬレベルであり、信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ２はＨレベルである。また、吐出モードでは基準信号ＶＲＥＦ２はＨレベルに固定されている。よって、ＡＮＤ回路５３０の出力信号ＡＮＤ＿ＯＵＴ２はＨレベルであり、制御スイッチＳＷ＿Ｘは導通状態に維持されている。よって、時刻ｔ９１〜ｔ９５では、信号ＨＥの信号レベルに応じてスイッチＳＷ＿ＤＸが導通状態／非導通状態になる（即ち、信号ＨＥがＨレベルのときに駆動電流Ｉ＿ＤＲＶが流れ、信号ＨＥがＬレベルのときに駆動電流Ｉ＿ＤＲＶは流れない。）。
From time t91 to t95, since the short circuit of the
保護膜１５０の短絡が発生する時刻ｔ９５では、信号ＭＯＮＩ＿ＩＮがＬレベルからＨレベルになるため、信号ＭＯＮＩ＿ＯＵＴ２はＨレベルからＬレベルになり、よって、信号ＡＮＤ＿ＯＵＴ２はＨレベルからＬレベルとなる。よって、時刻ｔ９５以降、制御スイッチＳＷ＿Ｘは非導通状態に固定され、そのため、信号ＨＥの信号レベルに関わらず、駆動電流Ｉ＿ＤＲＶは流れない。
At time t95 when the
（第４実施形態）
特許公開２０１２−１０１５５７号公報には、液体を吐出するための液体吐出素子と、液体でのキャビテーションによる衝撃から該液体吐出素子を保護するための保護膜（耐キャビテーション膜）とを備える液体吐出ヘッド用基板が開示されている。特許公開２０１２−１０１５５７号公報によれば、保護膜に電圧を印加することにより、保護膜上のコゲが除去される。以下の説明において、このコゲを除去することを「コゲ取り」という。
(Fourth embodiment)
Japanese Patent Laid-Open No. 2012-101557 discloses a liquid discharge head including a liquid discharge element for discharging a liquid and a protective film (anti-cavitation film) for protecting the liquid discharge element from an impact caused by cavitation in the liquid. A substrate is disclosed. According to Japanese Patent Publication No. 2012-101557, kogation on the protective film is removed by applying a voltage to the protective film. In the following description, removing this kogation is called “kogation removal”.
液体でのキャビテーションの結果、該絶縁膜の破壊等によって、保護膜が液体吐出素子やその周辺回路の一部（液体吐出素子を駆動するための信号配線、電源配線等）と短絡してしまう場合がある。ここで、コゲを除去する為に保護膜に電圧を印加した際に、保護膜の短絡先が電源配線等の様に電位を有する部材であった場合、所望の電圧を印加することが出来ず、コゲ取りを適切に実現できなくなる可能性がある。 As a result of cavitation with liquid, the protective film may be short-circuited with a part of the liquid ejection element or its peripheral circuit (signal wiring, power wiring, etc. for driving the liquid ejection element) due to destruction of the insulating film, etc. There is. Here, when a voltage is applied to the protective film in order to remove kogation, a desired voltage cannot be applied if the short-circuit destination of the protective film is a member having a potential such as a power supply wiring. There is a possibility that kogation removal cannot be realized properly.
また、コゲを除去しない状態（保護膜に０[Ｖ]が印加された状態）において上記短絡が発生すると、０[Ｖ]の電位へも電流が流れる。そのため、前述の第１実施例（図４（ａ）参照）等に例示された電流検知方式の場合には、モニタ部４００に流れる電流が減少してしまい、上記短絡の検出精度が下がってしまう。また、前述の第２実施例（図４（ｂ）参照）等に例示された電圧検知方式の場合、モニタ部４００では、保護膜とその短絡先との間の短絡インピーダンスと、保護膜から０[Ｖ]迄のインピーダンスで分圧された低電圧を検出する事になる。そのため、この場合においても上記短絡の検出精度が下がってしまう。
In addition, when the short circuit occurs in a state where kogation is not removed (a state where 0 [V] is applied to the protective film), a current flows to a potential of 0 [V]. For this reason, in the case of the current detection method exemplified in the first embodiment (see FIG. 4A), the current flowing through the
本実施形態およびその後の第５〜第６実施形態では、保護膜上のコゲ取りを行うことが可能で、かつ、保護膜の短絡が発生した場合に、それに伴う動作不良の発生を防ぐのに有利な態様を例示する。 In this embodiment and the subsequent fifth to sixth embodiments, it is possible to remove the kogation on the protective film, and to prevent the occurrence of malfunction caused by a short circuit of the protective film. An advantageous embodiment is illustrated.
図１０は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド用基板１００ｄを説明するためのブロック図である。本実施形態は、主に、保護膜電圧印加部６００と制御スイッチＳＷ＿Ｘとが設けられた、という点で前述の第１実施形態と異なる。
液体吐出素子ＨＴと駆動スイッチＳＷ＿Ｄと制御スイッチＳＷ＿Ｘは、電源電圧ＶＨ（２４〜３２［Ｖ］）を伝搬する電源配線と、接地用の電圧ＧＮＤＨ（０［Ｖ］）を伝搬する電源配線との間に直列に接続されている。
FIG. 10 is a block diagram for explaining the liquid
The liquid ejection element HT, the drive switch SW_D, and the control switch SW_X include a power supply line that propagates the power supply voltage VH (24 to 32 [V]) and a power supply line that propagates the ground voltage GNDH (0 [V]). They are connected in series.
保護膜電圧印加部６００は、図２（ｂ）〜（ｃ）を参照しながら述べた配線パターン１３２を介して、保護膜１５０に接続されている。保護膜電圧印加部６００は、保護膜上のコゲ取りを行う時、電圧（１〜５［Ｖ］程度）を出力し、保護膜１５０に該電圧を印加する。コゲ取り時を行わない時には、保護膜電圧印加部６００は、オープン状態、即ち、保護膜１５０から電気的に分離された状態になり、保護膜１５０は、流路１６１の液体を介して、０［Ｖ］に接続されうる。なお、保護膜電圧印加部６００と保護膜１５０との接続は、保護膜１５０が保護膜電圧印加部６００まで延設されることで実現されても良い。
The protective film
なお、保護膜電圧印加部６００は、基板１００ｄとは異なる他の基板に配されてもよいが、基板１００ｄに配されてもよい。
The protective film
以下、図１１（ａ）〜（ｅ）を用いて、いくつかの具体例または変形例を実施例として参照しながら説明する。 Hereinafter, some specific examples or modifications will be described with reference to FIGS. 11A to 11E as examples.
図１１（ａ）に示される第９実施例は、主に、保護膜電圧印加部６００が設けられた、という点で前述の第１実施例（図４（ａ）参照）と異なる。第９実施例では、例えば、制御部３００は、動作モードとして、吐出モードおよび検査モードに加え、保護膜１５０上のコゲを除去するコゲ取りモードを含む。コゲ取りモードでは、制御スイッチＳＷ＿Ｘと駆動スイッチＳＷ＿Ｄとは共に非導通状態に維持される。保護膜電圧印加部６００は、電圧（１〜５［Ｖ］程度）を出力し、保護膜１５０に印加して、コゲを除去する。コゲ取りモード以外の動作モード（ここでは、吐出モードおよび検査モード）では、保護膜電圧印加部６００は、出力をオープンにする事によって、保護膜１５０の短絡が発生した場合の電流値の減少等、検査モードへの影響が抑制ないし低減される。
The ninth embodiment shown in FIG. 11A differs from the first embodiment described above (see FIG. 4A) mainly in that a protective film
図１１（ｂ）に示される第１０実施例は、主に、保護膜電圧印加部６００と制御スイッチＳＷ＿Ｘとが設けられた、という点で前述の第２実施例（図４（ｂ）参照）と異なる。コゲ取りモードでは、制御スイッチＳＷ＿Ｘと駆動スイッチＳＷ＿Ｄとは共に非導通状態に維持される。保護膜電圧印加部６００は、電圧（１〜５［Ｖ］程度）を出力し、保護膜１５０に印加して、コゲを除去する。コゲ取りモード以外の動作モードでは、制御スイッチＳＷ＿Ｘは導通状態に維持される。そして、保護膜電圧印加部６００は、出力をオープンにする事によって、保護膜１５０の短絡が発生した場合の容量素子Ｃ１及びＣ２から計測される電圧の減少等、検査モードへの影響が抑制ないし低減される。
In the tenth embodiment shown in FIG. 11B, the second embodiment described above (see FIG. 4B) is mainly provided with a protective film
図１１（ｃ）に示される第１１実施例は、主に保護膜電圧印加部６００が設けられ、かつ、駆動スイッチＳＷ＿Ｄｂから制御スイッチＳＷ＿Ｘに変更された、という点で前述の第３実施例（図４（ｃ）参照）と異なる。第１１実施例では、電源配線ＶＨと電源配線ＧＮＤＨとの間には、液体吐出素子ＨＴ及び駆動スイッチＳＷ＿Ｄの他、それらと直列に接続された制御スイッチＳＷ＿Ｘが配されている。また、制御スイッチＳＷ＿Ｘに対応するように、制御部３００からの画像データを処理する第２の論理部３１０ｂが配されている。
The eleventh embodiment shown in FIG. 11C mainly includes the protective film
吐出モードでは、制御スイッチＳＷ＿Ｘは、論理部３１０ｂからの駆動信号に基づいて導通状態／非導通状態になる。論理部３１０ｂと制御スイッチＳＷ＿Ｘとの間にはレベルコンバータ（不図示）が更に配されてもよい。そして、検査モードでは、制御スイッチＳＷ＿Ｘは非導通状態に維持されうる。このような構成によっても、モニタ部４００は、第９実施例同様に、保護膜１５０の短絡が発生したことを適切に検知することができる。
In the discharge mode, the control switch SW_X enters a conductive state / non-conductive state based on a drive signal from the
一方、コゲ取りモードでは、制御スイッチＳＷ＿Ｘと駆動スイッチＳＷ＿Ｄとは共に非導通状態に維持される。保護膜電圧印加部６００は、電圧（１〜５［Ｖ］程度）を出力し、保護膜１５０に印加して、コゲを除去する。コゲ取りモード以外の動作モードでは、保護膜電圧印加部６００は、出力をオープンにする事によって、保護膜１５０の短絡が発生した場合の電流値の減少等、検査モードへの影響が抑制ないし低減される。
On the other hand, in the kogation removal mode, both the control switch SW_X and the drive switch SW_D are maintained in a non-conductive state. The protective film
図１１（ｄ）に示される第１２実施例は、保護膜電圧印加部６００が設けられた、という点で前述の第４実施例（図４（ｄ）参照）と異なる。コゲ取りモードでは、駆動スイッチＳＷ＿Ｄと制御スイッチＳＷ＿Ｄｂとは共に非導通状態に維持される。または、駆動スイッチＳＷ＿Ｄを非導通状態にして、ノードｎ１に基準電圧ＶＲＥＦ１を供給しないで、駆動スイッチＳＷ＿Ｄｂを導通状態にし、制御スイッチＳＷ＿Ｘを非導通状態にする。保護膜電圧印加部６００は、電圧（１〜５［Ｖ］程度）を出力し、保護膜１５０に印加して、コゲを除去する。コゲ取りモード以外の動作モードでは、保護膜電圧印加部６００は、出力をオープンにする事によって、保護膜１５０の短絡が発生した場合の電流値の減少等、検査モードへの影響を抑制ないし低減する。
The twelfth embodiment shown in FIG. 11 (d) differs from the fourth embodiment (see FIG. 4 (d)) in that a protective film
図１１（ｅ）に示される第１３実施例は、主に、保護膜電圧印加部６００が設けられた、という点で前述の第５実施例（図４（ｅ）参照）と異なる。コゲ取りモードでは、制御スイッチＳＷ＿Ｘと駆動スイッチＳＷ＿Ｄとは共に非導通状態に維持される。保護膜電圧印加部６００は、電圧（１〜５［Ｖ］程度）を出力し、保護膜１５０に印加して、コゲを除去する。コゲ取りモード以外の動作モードでは、保護膜電圧印加部６００は、出力をオープンにする事によって、保護膜１５０の短絡が発生した場合の電流値の減少等、検査モードへの影響が抑制ないし低減される。
The thirteenth embodiment shown in FIG. 11 (e) differs from the fifth embodiment (see FIG. 4 (e)) mainly in that a protective film
上述のいくつかの実施例は、それぞれの趣旨を逸脱しない範囲で、互いに組み合わせられてもよく、即ち、ある実施例の構成の一部は他の実施例の構成に適用されてもよい。このことは、以下の他の実施形態およびその実施例においても同様である。 Some of the above-described embodiments may be combined with each other without departing from the spirit of the invention, that is, a part of the configuration of one embodiment may be applied to the configuration of another embodiment. The same applies to the following other embodiments and examples.
（第５実施形態）
図１２に示される第５実施形態は、主に、保護膜電圧印加部６００と抵抗体６１０とが設けられた、という点で前述の第２実施形態と異なる。保護膜電圧印加部６００は、保護膜１５０に抵抗体６１０を介して接続される。抵抗体６１０のインピーダンス（抵抗値）は、例えば数［ＫΩ］程度で設定され、保護膜１５０とその短絡先との短絡インピーダンスより大きな値に設定される。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment shown in FIG. 12 is different from the above-described second embodiment mainly in that a protective film
本実施形態においても、コゲ取りモードでは、保護膜電圧印加部６００は、電圧（１〜５［Ｖ］程度）を出力し、保護膜１５０に印加して、コゲを除去する。一方、コゲ取りモード以外の動作モードでは、保護膜電圧印加部６００は、０[Ｖ]を出力する。本実施形態によれば、抵抗体６１０のインピーダンスは上記短絡インピーダンスより大きく設定されている。そのため、モニタ部４００による検出電圧の低下を防止することができ、それにより、モニタ部４００への影響が抑制ないし低減される。
Also in this embodiment, in the kogation removal mode, the protective film
抵抗体６１０は、保護膜１５０と保護膜電位印加部６００との間を接続する配線１３２（図２（ｂ）〜（ｃ）参照）の配線を長尺化または幅狭化することで実現されても良い。他の例として、抵抗体６１０は、保護膜１５０の一部を長尺化または幅狭化することで実現されても良いし、保護膜１５０と保護膜電位印加部６００との間に高抵抗の配線層や拡散抵抗等の他の抵抗体が付与されても良い。
The
図１３に示される第１４実施例では、主に、保護膜電圧印加部６００と抵抗体６１０とが設けられた、という点で前述の第６実施例（図６参照）と異なる。第１４実施例では、複数（図中では３つ）の要素Ｅが配列されており、各要素Ｅは、液体吐出素子ＨＴ、駆動スイッチＳＷ＿Ｄ、制御スイッチＳＷ＿Ｘ、保護膜１５０、モニタ部４００、抵抗体６１０を含む。保護膜電圧印加部６００は、各要素Ｅの抵抗体６１０に接続される。
The fourteenth embodiment shown in FIG. 13 differs from the sixth embodiment (see FIG. 6) mainly in that a protective film
コゲ取りモードでは、保護膜電圧印加部６００は、電圧（１〜５［Ｖ］程度）を出力し、保護膜１５０に印加して、コゲを除去する。一方、コゲ取りモード以外の動作モードでは、保護膜電圧印加部６００は、０[Ｖ]を出力する。抵抗体６１０のインピーダンスは、上記短絡インピーダンスに比べて充分に大きい。そのため、保護膜１５０で短絡が発生した場合でも該短絡部分の電圧が殆ど低下することなく、保護膜１５０の電圧はモニタ部４００に入力され、それにより、モニタ部４００への影響が抑制ないし低減される。なお、保護膜１５０の一部が短絡していても、短絡していない他の部分には０[Ｖ]が印加されるので、該短絡していない他の部分についてのモニタ部４００の誤検知は防止される。
In the kogation removing mode, the protective film
（第６実施形態）
図１４に示される第６実施形態は、主に、保護膜電圧印加部６００と抵抗体６１０とが設けられた、という点で前述の第３実施形態と異なる。保護膜電圧印加部６００は、保護膜１５０に抵抗体６１０を介して接続される。抵抗体６１０のインピーダンスは、前述の第５実施形態同様、保護膜１５０とその短絡先との短絡インピーダンスより大きな値（例えば数［ＫΩ］程度）に設定される。
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment shown in FIG. 14 differs from the above-described third embodiment mainly in that a protective film
コゲ取りモードでは、保護膜電圧印加部６００は、電圧（１〜５［Ｖ］程度）を出力し、保護膜１５０に印加して、コゲを除去する。コゲ取りモード以外の動作モードでは、保護膜電圧印加部６００は、０[Ｖ]を出力する。本実施形態によれば、抵抗体６１０のインピーダンスは上記短絡インピーダンスより大きく設定されている。そのため、モニタ部４００による検出電圧の低下を防止することができ、それにより、モニタ部４００への影響が抑制ないし低減される。
In the kogation removing mode, the protective film
抵抗体６１０は、保護膜１５０と保護膜電位印加部６００との間を接続する配線１３２の配線を長尺化または幅狭化することで実現されても良い。また、保護膜１５０の一部を長尺化または幅狭化することで実現されても良いし、保護膜１５０と保護膜電位印加部６００との間に高抵抗の配線層や拡散抵抗等の他の抵抗体が付与されても良い。
The
図１５に示される第１５実施例では、主に、保護膜電圧印加部６００と抵抗体６１０とが設けられた、という点で前述の第７実施例（図８参照）と異なる。第１５実施例では、保護膜電圧印加部６００は、各要素Ｅの抵抗体６１０を経由し、保護膜１５０に接続される。
The fifteenth embodiment shown in FIG. 15 differs from the seventh embodiment (see FIG. 8) mainly in that a protective film
コゲ取りモードでは、保護膜電圧印加部６００は、電圧（１〜５［Ｖ］程度）を出力し、保護膜１５０に印加して、コゲを除去する。コゲ取りモード以外の動作モードでは、保護膜電圧印加部６００は、０[Ｖ]を出力する。抵抗体６１０のインピーダンスは、上記短絡インピーダンスに比べて充分に大きい。そのため、保護膜１５０で短絡が発生した場合でも該短絡部分の電圧が殆ど低下することなく、保護膜１５０の電圧はモニタ部４００に入力され、それにより、モニタ部４００への影響が抑制ないし低減される。なお、保護膜１５０の一部が短絡していても、短絡していない他の部分には０[Ｖ]が印加されるので、該短絡していない他の部分についてのモニタ部４００の誤検知は防止される。
In the kogation removing mode, the protective film
図１６に示される第１６実施例では、主に、保護膜電圧印加部６００と抵抗体６１０を備えた、という点で前述の第７実施例（図８参照）と異なる。第１６実施例では、保護膜電圧印加部６００は、各要素Ｅの抵抗体６１０を経由し、保護膜１５０に接続される。
The sixteenth embodiment shown in FIG. 16 differs from the seventh embodiment (see FIG. 8) mainly in that a protective film
コゲ取りモードでは、保護膜電圧印加部６００は、電圧（１〜５［Ｖ］程度）を出力し、保護膜１５０に印加して、コゲを除去する。コゲ取りモード以外の動作モードでは、保護膜電圧印加部６００は、０[Ｖ]を出力する。抵抗体６１０のインピーダンスは、上記短絡インピーダンスに比べて充分に大きい。そのため、保護膜１５０で短絡が発生した場合でも該短絡部分の電圧が殆ど低下することなく、保護膜１５０の電圧はモニタ部４００に入力され、それにより、モニタ部４００への影響が抑制ないし低減される。なお、保護膜１５０の一部が短絡していても、短絡していない他の部分には０[Ｖ]が印加されるので、該短絡していない他の部分についてのモニタ部４００の誤検知は防止される。
In the kogation removing mode, the protective film
（その他）
以上、いくつかの好適な態様を例示したが、本発明はこれらの例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その一部が変更されてもよい。また、本明細書に記載された個々の用語は、本発明を説明する目的で用いられたものに過ぎず、本発明は、その用語の厳密な意味に限定されるものでないことは言うまでもなく、その均等物をも含みうる。
(Other)
As mentioned above, although some suitable aspects were illustrated, this invention is not limited to these examples, The one part may be changed in the range which does not deviate from the meaning of this invention. In addition, it is needless to say that each term described in this specification is merely used for the purpose of describing the present invention, and the present invention is not limited to the strict meaning of the term. The equivalent can also be included.
１００：液体吐出ヘッド用基板、ＨＴ：液体吐出素子、ＳＷ＿Ｄ：駆動スイッチ、１５０：保護膜、４００：検知部、ＵＤ１〜ＵＤ３：駆動部、ＵＣ１〜ＵＣ３：制御部。 100: substrate for liquid ejection head, HT: liquid ejection element, SW_D: drive switch, 150: protective film, 400: detection unit, U D1 to U D3 : drive unit, U C1 to U C3 : control unit.
Claims (20)
前記液体吐出素子を駆動するための駆動部と、
絶縁膜を介して前記液体吐出素子を覆う導電性の保護膜と、
前記保護膜に接続され、前記保護膜の電圧の変化または前記保護膜に流れる電流の変化が検知されたとき、前記駆動部を非活性状態にする制御信号を出力する制御部と、
を有する
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。 A liquid ejection element for ejecting liquid;
A drive unit for driving the liquid ejection element;
A conductive protective film covering the liquid ejection element via an insulating film;
A control unit that is connected to the protective film and outputs a control signal that deactivates the driving unit when a change in voltage of the protective film or a change in current flowing in the protective film is detected;
A substrate for a liquid discharge head, comprising:
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The control unit detects a current flowing between the protective film and the liquid ejection element separated from each other by the insulating film, and outputs the control signal when the value of the current becomes larger than a reference value. The substrate for a liquid discharge head according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The liquid ejection head substrate according to claim 1, wherein the control unit detects a voltage of the protective film and outputs the control signal when the value of the voltage is out of an allowable range.
前記第１の容量素子と前記第２の容量素子との間のノードの電圧は前記電圧の変化または前記電流の変化に従い、前記制御部は該ノードの電圧に基づいて前記制御信号を出力する
ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド用基板。 A first capacitive element including the protective film as one terminal; and a second capacitive element connected between the other terminal of the first capacitive element and a reference voltage;
The voltage of the node between the first capacitive element and the second capacitive element follows the change of the voltage or the change of the current, and the control unit outputs the control signal based on the voltage of the node. The substrate for a liquid discharge head according to claim 3.
前記液体吐出素子と前記スイッチとは、互いに異なる電源電圧を伝搬する第１の電源配線と第２の電源配線との間に直列に接続されており、
前記制御信号に基づいて前記スイッチが非導通状態に固定されることで、前記駆動部が非活性状態になる
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The drive unit includes a switch,
The liquid ejection element and the switch are connected in series between a first power supply line and a second power supply line that propagate different power supply voltages,
The liquid discharge head substrate according to claim 1, wherein the driving unit is deactivated by fixing the switch to a non-conductive state based on the control signal.
前記液体吐出素子と前記第１のスイッチと前記第２のスイッチとは、互いに異なる電源電圧を伝搬する第１の電源配線と第２の電源配線との間に直列に接続されており、
前記第１のスイッチは、前記液体を吐出するか否かを示す信号に基づいて駆動され、
前記制御信号に基づいて前記第２のスイッチが非導通状態に固定されることで、前記駆動部が非活性状態になる
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The drive unit includes a first switch and a second switch,
The liquid ejection element, the first switch, and the second switch are connected in series between a first power supply line and a second power supply line that propagate different power supply voltages,
The first switch is driven based on a signal indicating whether or not to discharge the liquid,
2. The liquid discharge head substrate according to claim 1, wherein the second switch is fixed to a non-conductive state based on the control signal, whereby the drive unit is in an inactive state. 3.
前記液体吐出ヘッド用基板は、前記半導体基板の上方において前記液体吐出素子と共に前記絶縁膜に覆われ且つ前記制御部に接続された配線パターンを更に備え、
前記保護膜は、前記半導体基板の上面に対する平面視において、前記配線パターンの少なくとも一部および前記液体吐出素子に重なるように配されており、
前記保護膜は、前記配線パターンの前記少なくとも一部に、前記絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The liquid ejection element is disposed above a semiconductor substrate provided with the driving unit,
The liquid discharge head substrate further includes a wiring pattern that is covered with the insulating film and connected to the control unit together with the liquid discharge element above the semiconductor substrate.
The protective film is disposed so as to overlap at least a part of the wiring pattern and the liquid ejection element in a plan view with respect to the upper surface of the semiconductor substrate,
The substrate for a liquid discharge head according to claim 1, wherein the protective film is connected to the at least part of the wiring pattern through a contact hole provided in the insulating film.
前記コンタクトホールは、前記平面視において、前記絶縁膜における前記流路と重ならない位置に設けられている
ことを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ヘッド用基板。 A liquid supply member provided with a flow path for guiding the liquid to the liquid ejection element;
The liquid discharge head substrate according to claim 7, wherein the contact hole is provided at a position that does not overlap the flow path in the insulating film in the plan view.
前記保護膜は、前記複数の液体吐出素子を保護するように一体に配されている
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The liquid ejection element is one of a plurality of liquid ejection elements,
The substrate for a liquid discharge head according to claim 1, wherein the protective film is integrally disposed so as to protect the plurality of liquid discharge elements.
前記保護膜は、前記複数の液体吐出素子に対応し且つ互いに分離された複数の保護膜の１つである
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The liquid ejection element is one of a plurality of liquid ejection elements,
The substrate for a liquid discharge head according to claim 1, wherein the protective film is one of a plurality of protective films corresponding to the plurality of liquid discharge elements and separated from each other.
前記制御部は、前記複数の保護膜の少なくとも１つについての前記電圧の変化または前記電流の変化に基づいて、前記複数の駆動部を非活性状態にする制御信号を出力する
ことを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The drive unit is one of a plurality of drive units for driving the plurality of liquid ejection elements,
The control unit outputs a control signal that deactivates the plurality of driving units based on a change in the voltage or a change in the current for at least one of the plurality of protective films. The substrate for a liquid discharge head according to claim 10.
前記モニタ部は、前記電圧印加部から電圧を前記保護膜へ印加しない場合、前記保護膜からの電気信号に基づいて前記駆動部の活性または非活性を制御する制御信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド用基板。 A voltage application unit for applying a voltage to the protective film, and a monitor unit;
When the voltage is not applied to the protective film from the voltage application unit, the monitor unit outputs a control signal for controlling activation or inactivation of the driving unit based on an electrical signal from the protective film. The liquid discharge head substrate according to claim 1.
互いに異なる電源電圧を伝搬する第１の電源配線と第２の電源配線の間に、前記第１のスイッチと前記液体吐出素子と前記第２のスイッチとを直列に接続され、
前記電圧印加部から前記保護膜に電圧を印加する場合、前記第1のスイッチと前記第２のスイッチとは非導通状態に固定され、該電圧を印加しない場合、前記電圧印加部を前記保護膜から電気的に分離された状態にする
ことを特徴とする請求項１２に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The drive unit includes a first switch and a second switch,
The first switch, the liquid ejection element, and the second switch are connected in series between a first power supply line and a second power supply line that propagate different power supply voltages,
When a voltage is applied to the protective film from the voltage application unit, the first switch and the second switch are fixed in a non-conductive state, and when the voltage is not applied, the voltage application unit is connected to the protective film. The substrate for a liquid discharge head according to claim 12, wherein the substrate is electrically separated from the substrate.
ことを特徴とする請求項１２に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The liquid discharge head substrate according to claim 12, wherein the voltage application unit is connected to the protective film via a resistor.
ことを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The liquid discharge head substrate according to claim 14, wherein the resistor is a portion in which a wiring connecting the protective film and the voltage application unit is elongated.
ことを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The substrate for a liquid discharge head according to claim 14, wherein the resistor is a portion in which a wiring connecting the protective film and the voltage application unit is narrowed.
ことを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The substrate for a liquid discharge head according to claim 14, wherein the resistor is a high-resistance wiring that connects the protective film and the voltage application unit.
ことを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出ヘッド用基板。 The liquid discharge head substrate according to claim 14, wherein the resistor is a diffusion resistor.
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A liquid discharge head comprising the liquid discharge head substrate according to any one of claims 1 to 18.
ことを特徴とする液体吐出装置。 A liquid discharge apparatus comprising the liquid discharge head according to claim 19.
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