JP2022106201A - 記録素子基板および液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出ヘッドからの液体の吐出態様についての評価を高精度化する。
【解決手段】所定方向に配列された複数の発熱抵抗素子と、前記複数の発熱抵抗素子の温度をそれぞれ検出するための複数の温度検出素子と、を備える記録素子基板であって、前記複数の温度検出素子は、平面視において前記複数の発熱抵抗素子とそれぞれ重なるように配列されており、前記記録素子基板は、個々の温度検出素子の一端部に接続された第１電極と、個々の温度検出素子の他端部に接続された第２電極と、個々の温度検出素子において前記第１電極と前記第２電極と間の電気経路に接続された第３電極と、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極の電位差に基づく信号を出力する出力回路部と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、主に記録素子基板に関する。

インクジェットプリンタ等に代表される液体吐出装置の液体吐出ヘッドには、例えば、電気熱変換方式、ピエゾ方式等の構成が採用されうる。電気熱変換方式の液体吐出ヘッドには、複数の発熱抵抗素子（或いは電気熱変換素子等とも称される。）を備える記録素子基板が設けられ、個々の発熱抵抗素子が駆動されて発生する熱エネルギーに基づいて、対応のノズルから液体が吐出される。

特開２０１９－７２９９９号公報 特開２０１２－２５０５１１号公報

液体吐出装置のなかには、温度検知素子（温度センサ）が記録素子基板に設けられ、該温度検知素子の検知結果に基づいて液体の吐出態様の評価を行うものがある（特許文献１～２参照）。この評価の高精度化のため、一層の工夫が求められうる。

本発明は、液体吐出ヘッドからの液体の吐出態様についての評価を高精度化することを例示的目的とする。

本発明の一つの側面は記録素子基板にかかり、前記記録素子基板は、
所定方向に配列された複数の発熱抵抗素子と、前記複数の発熱抵抗素子の温度をそれぞれ検出するための複数の温度検出素子と、を備える記録素子基板であって、
前記複数の温度検出素子は、平面視において前記複数の発熱抵抗素子とそれぞれ重なるように配列されており、
前記記録素子基板は、
個々の温度検出素子の一端部に接続された第１電極と、
個々の温度検出素子の他端部に接続された第２電極と、
個々の温度検出素子において前記第１電極と前記第２電極と間の電気経路に接続された第３電極と、
前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極の電位差に基づく信号を出力する出力回路部と、
を備える
ことを特徴とする。

本発明によれば、液体吐出ヘッドからの液体の吐出態様についての評価を高精度化することができる。

記録素子基板の一部についての平面模式図。 液体吐出ヘッドのノズル周辺部についての断面模式図。 液体の吐出態様についての評価の結果を示す図（参考例）。 出力回路部の構成例を示す図。 液体の吐出態様についての評価の結果を示す図。 記録素子基板の一部についての平面模式図。 記録素子基板の一部についての平面模式図。 記録素子基板の一部についての平面模式図。 記録素子基板の一部についての平面模式図。 記録素子基板の一部についての平面模式図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る液体吐出ヘッド９に設けられる記録素子基板１の平面模式図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１に示される切断線Ｘ１－Ｘ１についての液体吐出ヘッド９の断面模式図である。詳細については後述とするが、図２（ａ）は、液体吐出ヘッド９により液体が適切に吐出された場合の様子を示し、図２（ｂ）は、該液体が適切に吐出されなかった場合の様子を示す。

記録素子基板１は、基板１００、絶縁部材１０１、発熱抵抗素子１０５、温度検出素子１０２、耐キャビテーション膜１０７、複数の電極１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃ、保護膜１０６、並びに、コンタクトプラグ１０３及び１０８を備える。

基板１００には、例えば単結晶シリコン等で構成された半導体基板が用いられうる。ここでは不図示とするが、基板１００上には、後述の回路部を構成する個々の素子が形成される。素子の例としては、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタ、バイポーラトランジスタ等のスイッチ素子が挙げられる。

絶縁部材１０１は、基板上に形成される。絶縁部材１０１には、例えば酸化珪素等の無機質材料が用いられ、絶縁部材１０１は、後述の回路部を構成する個々の素子を電気的に分離する。

発熱抵抗素子１０５、温度検出素子１０２および耐キャビテーション膜１０７は、図１においては１つずつ図示されるが、これらの其々は複数設けられる。即ち、記録素子基板１は、複数の発熱抵抗素子１０５、複数の温度検出素子１０２および複数の耐キャビテーション膜１０７を備える。複数の発熱抵抗素子１０５は、平面視（記録素子基板１或いは基板１００の主面に対して垂直な方向の視点）において所定方向に配列され、例えば１以上の列を形成するように配列される。複数の温度検出素子１０２は、複数の発熱抵抗素子１０５にそれぞれ対応するように設けられ、平面視において複数の発熱抵抗素子１０５とそれぞれ重なるように配列される。同様に、複数の耐キャビテーション膜１０７は、複数の発熱抵抗素子１０５にそれぞれ対応するように設けられ、平面視において複数の発熱抵抗素子１０５とそれぞれ重なるように配列される。

発熱抵抗素子１０５は、本実施形態では絶縁部材１０１上面に設けられる。発熱抵抗素子１０５は、駆動（通電）されることにより熱を発生し、詳細については後述とするが、該発生した熱に基づいて液体吐出ヘッド９による液体の吐出を実現可能とする。発熱抵抗素子１０５は、電気熱変換素子あるいは単にヒータ等とも称されてもよい。発熱抵抗素子１０５には、例えば窒化タンタルシリコン、窒化タングステンシリコン等、電気抵抗値の比較的大きい材料が用いられうる。

発熱抵抗素子１０５は、コンタクトプラグ１０８を介して、発熱抵抗素子１０５を駆動するための回路部（回路部を構成する基板１００上の素子）に電気的に接続される。コンタクトプラグ１０８には、例えばタングステンや銅などの金属材料が用いられうる。

温度検出素子１０２は、絶縁部材１０１に包含されて設けられる。温度検出素子１０２は金属膜で構成され、この金属膜は、単層で形成されてもよいし、積層で形成されてもよい。詳細については後述とするが、温度検出素子１０２の電気抵抗値は温度変化に伴って変動するため、温度検出素子１０２は、所定量の電流を受けた際に発生する電圧に基づいて、温度を検出可能となっている。温度検出素子１０２の材料には、抵抗温度係数の大きい金属材料や合金、例えばイリジウム、タンタル、チタン、タングステン、シリコン、窒化チタン、窒化タンタルシリコンおよび窒化タングステンシリコンの少なくとも１つ、が用いられうる。

温度検出素子１０２は、絶縁部材１０１内において、コンタクトプラグ１０３を介して電極１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃの其々に接続される。電極１０４Ａは、コンタクトプラグ１０３を介して温度検出素子１０２の一端部に接続される。電極１０４Ｂは、コンタクトプラグ１０３を介して温度検出素子１０２の他端部に接続される。電極１０４Ｃは、電極１０４Ａ及び１０４Ｂ間の電気経路に接続され、本実施形態では、温度検出素子１０２の中央部に接続される。即ち、電極１０４Ｃは、電極１０４Ａから電極１０４Ｃまでのインピーダンスと、電極１０４Ｂから電極１０４Ｃまでのインピーダンスとが互いに等しくなるように設けられている。

尚、発熱抵抗素子１０５および温度検出素子１０２は、電気回路においては何れも抵抗素子として表される。そのため、これらは、例えば第１の抵抗素子および第２の抵抗素子と表現されてもよい。

電極１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃの其々は、配線部ないし配線パターンの一部であってもよく、温度検出素子１０２の温度検出結果を示す信号を出力するための回路部（回路部を構成する基板１００上の素子。後述の出力回路部４。）に電気的に接続される。コンタクトプラグ１０３には、例えばタングステンや銅などの金属材料が用いられうる。電極１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃには、例えばアルミニウムや銅などの金属材料が用いられうる。尚、本実施形態では、電極１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃの其々に接続されるコンタクトプラグ１０３は複数（図１の例では２つ）設けられるものとする。

耐キャビテーション膜１０７は、発熱抵抗素子１０５を覆うように、絶縁部材１０１上に保護膜１０６を介して設けられる。発熱抵抗素子１０５の駆動により液体が吐出される際、後述の発泡室１１２において気泡が発生し消滅しうるが、耐キャビテーション膜１０７は、その際に発生する圧力波の衝撃を緩和し、また、液体による電気化学的腐食を防止する。保護膜１０６には、例えば窒化シリコン等の無機質材料が用いられうる。耐キャビテーション膜１０７には、タンタルやイリジウム等の金属材料が用いられうる。

液体吐出ヘッド９は、上述の記録素子基板１を備える他、記録素子基板１上に配されたプレート部材１１０を更に備える。プレート部材１１０は、液体を吐出するための吐出口（ノズル）１１１が記録素子基板１側とは反対側に形成されるように、かつ、記録素子基板１との間の空間に発泡室１１２が形成されるように、設けられる。発泡室１１２は液体の流路と流体連結しており、発泡室１１２には液体が供給される。発泡室１１２は、液体１１３の吐出に寄与する領域であり、平面視で、発泡室１１２の外縁は発熱抵抗素子１０５の外縁よりも外側に位置する。プレート部材１１０は、ノズル部材、ノズルプレート等とも称されうる。

図２（ａ）は、液体吐出ヘッド９により液体が適切に（或いは正常に）吐出された場合の様子を示し、図２（ｂ）は、該液体が適切に吐出されなかった場合の様子を示す。尚、適切な吐出とは、液体が所定方向に吐出されたこと（付随的に、吐出された液量が許容範囲内であったこと）を示すものとする。

図２（ａ）に示されるように、液体吐出ヘッド９は、発熱抵抗素子１０５の熱エネルギーを利用して発泡室１１２内の液体を発泡させ、その一部を液体１１３として吐出口１１１から吐出する。その際、該吐出された液体１１３の一部は、尾引（ｔａｉｌｉｎｇ）１１４として吐出口１１１内に戻る現象が発生する。尾引１１４が吐出口１１１内に戻って耐キャビテーション膜１０７に接触した場合、外気で冷却された尾引１１４により温度検出素子１０２の温度が低下することとなる。

一方、図２（ｂ）に示されるように、液体１１３が吐出口１１１から適切に吐出されなかった場合、尾引１１４は、図２（ａ）の場合に比べて冷却されていない状態で、吐出口１１１内にて中央部１１５から離間した部分１１６に向かって戻る。或いは、尾引１１４は発生せずに、部分１１６にて液体が局所的に集中することとなる。そのため、温度検出素子１０２の温度は、図２（ａ）の場合に比べて緩やかに低下することとなる。

小括すると、液体１１３が吐出口１１１から適切に吐出された場合（図２（ａ）の場合）、尾引１１４は、冷却された状態で、吐出口１１１外または吐出口１１１近傍から耐キャビテーション膜１０７の中央部１１５に向かって戻る。その結果、温度検出素子１０２は、該冷却された尾引１１４により比較的速やかに冷却されることとなる。一方、液体１１３が吐出口１１１から適切に吐出されなかった場合（図２（ｂ）の場合）、尾引１１４は、比較的冷却されていない状態で、吐出口１１１内にて部分１１６に向かって戻る。その結果、温度検出素子１０２は比較的緩やかに冷却されることとなる。そのため、図２（ａ）の場合と、図２（ｂ）の場合とでは、温度検出素子１０２の温度検出結果は互いに異なることとなる。

図３は、参考例として、温度検出素子１０２の温度検出結果を示す。図中の横軸は時間軸ｔを示し、縦軸は検出温度（電極１０４Ａ及び１０４Ｂ間の電位差から算出される温度）を示す。温度検出素子１０２は、先ず発熱抵抗素子１０５が発熱して最高温度に到達したことを検出する（時刻ｔ１）。その後、発熱抵抗素子１０５および温度検出素子１０２が冷却される際、図２（ａ）の場合、尾引１１４が中央部１１５に戻ることにより、温度の低下態様に変曲点が現れる（時刻ｔ２）。これに対して図２（ｂ）の場合、上記変曲点は現れない。このようにして、液体が適切に吐出された場合（図２（ａ）の場合）と、そうでない場合（図２（ｂ）の場合）とが区別可能となる。

前述のとおり、図２（ａ）の場合、平面視において、尾引１１４は中央部１１５（吐出口１１１中心の位置）に戻る。しかしながら、例えば、吐出口１１１付近に異物が存在した場合、吐出口１１１表面の撥水性ばらつきが存する場合には、図２（ｂ）に例示されるように、尾引１１４が中央部１１５からシフトした位置に戻ること（いわゆる“ヨレ吐出”）がある。このような理由から、尾引１１４の戻りの位置を特定することは、液体の吐出態様（主に、液体が適切に吐出されたか、そうでないか（ヨレ吐出を含む。））を検出可能にし、換言すると、吐出態様の評価の高精度化を有利にする。

図４は、温度検出素子１０２を用いて温度検出結果を読み出すための出力回路部４の回路構成を示す。出力回路部４は、記録素子基板１の、複数の発熱抵抗素子１０５が配列された領域とは異なる領域に設けられうる。

出力回路部４は、差動増幅器４１Ａ、４１Ｂ及び４１Ｃ、抵抗素子４２Ａ及び４２Ｂ、並びに、電流源４３Ａ及び４３Ｂを含む。差動増幅器４１Ａは、電極１０４Ａの電圧と電極１０４Ｃの電圧とを受け取る。より詳細には、差動増幅器４１Ａの反転入力端子（図中において「－」で示される入力端子）は電極１０４Ｃに接続され、非反転入力端子（図中において「＋」で示される入力端子）は後述の電流源４３Ａを介して電極１０４Ａに接続される。また、電極１０４Ｃは、所定の電圧に固定されていればよく、本実施形態では接地電圧（０［Ｖ］）が供給されるものとする。

差動増幅器４１Ｂは、電極１０４Ｂの電圧と電極１０４Ｃの電圧とを受け取る。より詳細には、差動増幅器４１Ｂの反転入力端子は電極１０４Ｃに接続され、非反転入力端子は後述の電流源４３Ｂを介して電極１０４Ｂに接続される。また、差動増幅器４１Ｃは、差動増幅器４１Ａの出力（出力電圧）Ｖ４１Ａと、差動増幅器４１Ｂの出力（出力電圧）Ｖ４１Ｂとを受け取る。

抵抗素子４２Ａ及び４２Ｂは、温度検出素子１０２の抵抗成分を分割したものに対応する。より詳細には、抵抗素子４２Ａは、温度検出素子１０２の抵抗成分のうち電極１０４Ａ及び１０４Ｃ間の一部に対応し、また、抵抗素子４２Ｂは、温度検出素子１０２の抵抗成分のうち電極１０４Ｂ及び１０４Ｃ間の一部に対応する。換言すると、温度検出素子１０２は、電極１０４Ａ及び１０４Ｃ間の抵抗成分に対応する抵抗素子４２Ａと、電極１０４Ｂ及び１０４Ｃ間の抵抗成分に対応する抵抗素子４２Ｂとを含む。抵抗素子４２Ａは、差動増幅器４１Ａの反転入力端子と非反転入力端子との間に接続され、電流源４３Ａは抵抗素子４２Ａに定電流を供給する。また、抵抗素子４２Ｂは、差動増幅器４１Ｂの反転入力端子と非反転入力端子との間に接続され、電流源４３Ｂは抵抗素子４２Ｂに定電流を供給する。

上述の構成によれば、電極１０４Ａ及び１０４Ｃ間における温度検出素子１０２の温度変化（抵抗素子４２Ａの電気抵抗値の変化）を示す電圧ないし信号が、差動増幅器４１Ａに入力されることとなる。また、電極１０４Ｂ及び１０４Ｃ間における温度検出素子１０２の温度変化（抵抗素子４２Ｂの電気抵抗値の変化）を示す電圧ないし信号が、差動増幅器４１Ｂに入力されることとなる。

差動増幅器４１Ａの出力Ｖ４１Ａ及び差動増幅器４１Ｂの出力Ｖ４１Ｂは、差動増幅器４１Ｃに入力される。これにより、差動増幅器４１Ｃは、出力Ｖ４１Ａ及びＶ４１Ｂの大小関係に基づく電圧を出力（出力電圧）Ｖ４１Ｃとして出力する。例えば、出力Ｖ４１Ｃは、出力Ｖ４１Ａ及びＶ４１Ｂの一方が大きい場合には正の電圧となり、他方が大きい場合には負の電圧となり、また、出力Ｖ４１Ａ及びＶ４１Ｂが互いに略等しい場合には０［Ｖ］となる。

尚、発熱抵抗素子１０５、温度検出素子１０２および耐キャビテーション膜１０７は、平面視において所定の対称性を有するように（線対称または点対称となるように）設けられるとよい。これにより、出力回路部４に形成されうる付随的な成分（寄生容量、寄生抵抗等）が相殺されうる。

図５は、差動増幅器４１Ａ及び４１Ｂの出力波形を示しており、図中の横軸は時間軸ｔを示し、縦軸は出力電圧として、出力Ｖ４１Ａ及びＶ４１Ｂを示す。

前述のとおり（図３参照）、液体が適切に吐出された場合（図２（ａ）の場合）、温度検出結果には前述の変曲点が発生する。尾引１１４が冷却された状態で中央部１１５に戻った場合、抵抗素子４２Ａ及び４２Ｂの温度は略同時に低下する。出力回路部４においては、出力Ｖ４１Ａ及びＶ４１Ｂの何れにも変曲点は発生し、出力Ｖ４１Ａ及びＶ４１Ｂは同様の態様で降下する。よって、差動増幅器４１Ｃの出力Ｖ４１Ｃは実質的に０［Ｖ］となる。

一方、液体が適切に吐出されなかった場合（図２（ｂ）の場合）、温度検出結果には前述の変曲点は発生しない。本実施形態の場合、尾引１１４は、冷却されていない状態で部分１１６に戻った場合、出力回路部４においては、出力Ｖ４１Ａ及びＶ４１Ｂの何れにも変曲点は発生せず、そして、出力Ｖ４１Ａ及びＶ４１Ｂは互いに異なるタイミングで降下する。そのため、差動増幅器４１Ｃの出力Ｖ４１Ｃは、絶対値が比較的大きい正または負の電圧を出力することとなる。

即ち、出力Ｖ４１Ｃの絶対値が比較的小さい場合（出力Ｖ４１Ｃが基準範囲内の場合）、液体が適切に吐出されたと評価することができる。一方、出力Ｖ４１Ｃの絶対値が比較的大きい場合、液体は適切に吐出されなかったと評価することができる。また、出力Ｖ４１Ｃが正か負かに基づいて、尾引１１４が中央部１１５から何れの側に偏った位置に戻ったかを評価することもできる。また更に、出力Ｖ４１Ｃの絶対値の大きさ及びそのタイミング（時刻ｔ）に基づいて、尾引１１４が中央部１１５からどれだけ離れた位置に戻ったかを評価することもできる。

ここで、本実施形態では、差動増幅器４１Ｃは、出力Ｖ４１Ａ及びＶ４１Ｂの大小関係に基づいて正または負の電圧を出力するものとしたが、正の中間電圧を基準電圧ないし参照電圧として、それより大きい／小さい電圧を出力Ｖ４１Ｃとして出力してもよい。例えば、差動増幅器４１Ｃには、電源電圧Ｖ_ＤＤと、接地電圧と、其れらの中間電圧となる基準電圧（Ｖ_ＤＤ／２）とが供給されてもよい。この場合、出力Ｖ４１Ｃは、出力Ｖ４１Ａ及びＶ４１Ｂの一方が大きい場合にはＶ_ＤＤ／２より大きい電圧となり、他方が大きい場合にはＶ_ＤＤ／２より小さい電圧となり、また、出力Ｖ４１Ａ及びＶ４１Ｂが互いに略等しい場合にはＶ_ＤＤ／２となる。

平面視において、電極１０４Ｃは、発熱抵抗素子１０５の外縁よりも内側に位置する必要があるが、電極１０４Ａ及び１０４Ｂは、発熱抵抗素子１０５の外縁よりも外側に位置するとよい。このような構造によれば、発熱抵抗素子１０５の直下に無用な放熱の経路が設けられないため、発熱抵抗素子１０５を駆動して熱エネルギーを発生する際には該熱エネルギーが無用に損なわれず、液体の吐出特性を向上させることができる。

以上、本実施形態によれば、記録素子基板１は、個々の温度検出素子１０２の両端部にそれぞれ接続された電極１０４Ａ及び１０４Ｂ、並びに、電極１０４Ａ及び１０４Ｂ間の電気経路に接続された電極１０４Ｃを備える。また、記録素子基板１は、電極１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃの電位差に基づく信号を出力する出力回路部４を更に備える。このような構成によれば、液体１１３の吐出の際に尾引１１４が吐出口１１１内の何れの位置に戻ったかに基づいて、液体１１３の吐出態様を高精度に評価可能となる。

吐出態様を判定するための判定部は、例えば、出力回路部４の出力信号を記録素子基板１から受け取り、対応の発熱抵抗素子１０５による液体の吐出態様を判定することができる。この判定部は、液体吐出ヘッド９を備える液体吐出装置に設けられてもよいし、記録素子基板１に設けられてもよい。

本実施形態では、電極１０４Ａは温度検出素子１０２の一端部に接続され、また、電極１０４Ｂは温度検出素子１０２の他端部に接続されることとした。例えば、温度検出素子１０２を平面視にて電極１０４Ａ及び１０４Ｂの何れからも離間する方向に延在させると、無用な熱拡散の発生により、温度の検出精度が低下することが考えられる。よって、温度検出素子１０２の一端から他端までの距離をＬ１として、電極１０４Ａは、例えば一端から０．２×Ｌ１の位置までの部分の何れかの位置に接続されるとよい。同様に、電極１０４Ｂは、例えば他端から０．２×Ｌ１の位置までの部分の何れかの位置に接続されるとよい。好ましくは、電極１０４Ａは、一端から０．１×Ｌ１の位置までの部分の何れかの位置に接続され、電極１０４Ｂは、他端から０．１×Ｌ１の位置までの部分の何れかの位置に接続されるとよい。

（第２実施形態）
前述の第１実施形態では、温度検出素子１０２は平面視にて矩形形状であるものとしたが（図１参照）、温度検出素子１０２の外形は第１実施形態の例に限られるものではない。例えば、第２実施形態として、温度検出素子１０２は、電極１０４Ａ及び１０４Ｂ間において屈曲した外形を有していてもよく、例えば、クランク形状ないしミアンダ形状を有していてもよい。

図６に例示される記録素子基板１_２１においては、温度検出素子１０２は、一定の幅Ｗ１を維持しながら屈曲した外形を形成しており、ここでは４つの屈曲部６１を含む。同様に、図７に例示される記録素子基板１_２２においては、温度検出素子１０２は２つの屈曲部６１を含む。

温度検出素子１０２をこのような形状にすることにより、温度検出素子１０２の電気抵抗値を大きく設定することが可能となる。その結果、比較的小さい温度変化であっても、それに伴う温度検出素子１０２の電気抵抗値の変動を大きくすることが可能となる。これにより、電極１０４Ａ～１０４Ｃ間の電位差が大きくなり、出力回路部４には、より大きい電位差が入力されることとなるため、結果として、温度検出素子１０２に基づく温度検出を高精度化することが可能となる。

また、一般に、発熱抵抗素子１０５を発熱させた場合、中央部は周縁部に比べて高温となりうる。本実施形態においては、発熱抵抗素子１０５の外形は、図中上下方向が長手方向であり且つ図中左右方向が短手方向である長方形形状である。そのため、発熱抵抗素子１０５の発熱時の温度勾配は、長手方向の方が短手方向に比べて緩やかになりうる。これらのことから、記録素子基板１_２２（図７の例）においては、温度検出素子１０２は、発熱抵抗素子１０５の中央部を通り且つ長手方向に沿った形状とした。これにより、尾引１１４の戻りに伴う温度変化が表れ易くなるため、液体１１３の吐出態様が更に高精度に評価可能となりうる。

尚、屈曲部６１は、基準以上の曲率を有して屈曲した部分であればよく、湾曲した部分をも含みうる。例えば、記録素子基板１_２１は、平面視においてＳ字形状（或いは、それを反転させた形状）であってもよい。屈曲部６１は、湾曲部と称されてもよい。

（第３実施形態）
図８は、第３実施形態に係る記録素子基板１_３の平面模式図である。本実施形態によれば、温度検出素子１０２は、屈曲部６１を含む他、分岐／合流部８１を更に含む。分岐／合流部８１は、温度検出素子１０２の延設方向が２以上に分岐し又は該２以上の分岐が合流する部分を示す。分岐／合流部８１は、単に分岐部と称されてもよいし、或いは合流分と称されてもよい。

本実施形態においては、発熱抵抗素子１０５の外形は、図中上下方向が長手方向であり且つ図中左右方向が短手方向である長方形形状である。本実施形態によれば、多様な方向に温度検出素子１０２を設置させることが可能となり、尾引１１４の戻りの位置が中央部１１５から長手方向および短手方向の何れにシフトしたかを検出可能となる。よって、本実施形態によれば、液体１１３の吐出態様が更に高精度に評価可能となりうる。

（第４実施形態）
前述のとおり（第２実施形態参照）、一般に、発熱抵抗素子１０５を発熱させた場合、中央部は周縁部に比べて高温となりうる。一方、前述の第１～第２実施形態の構成においては、電極１０４Ｃは発熱抵抗素子１０５の中央部の下方に位置する。そのため、温度検出素子１０２から電極１０４Ｃを介して、不測の放熱が起こることも考えられる。

図９は、第４実施形態に係る記録素子基板１_４の平面模式図である。本実施形態においては、電極１０４Ｃに代替して電極１０４Ｃ’及び１０４Ｃ”が設けられる。電極１０４Ｃ’及び１０４Ｃ”は、電極１０４Ａ及び１０４Ｂ間の電気経路における互いに異なる位置に接続される。本実施形態では、電極１０４Ｃ’は、温度検出素子１０２の中央部より電極１０４Ａ側に偏った位置に配され、また、電極１０４Ｃ”は、温度検出素子１０２の中央部より電極１０４Ｂ側に偏った位置に配される。

本実施形態によれば、発熱抵抗素子１０５を発熱させた際に高温となり易い中央部からの無用な放熱を抑制することが可能となり、尾引１１４の戻りに伴う温度変化が表れ易くなるため、液体１１３の吐出態様が更に高精度に評価可能となりうる。

尚、出力回路部４においては、電極１０４Ａ及び１０４Ｃ”間の電位差が差動増幅器４１Ａに入力され、また、電極１０４Ａ及び１０４Ｃ’間の電位差が差動増幅器４１Ｂに入力されればよい。電極１０４Ｃ’及び１０４Ｃ”は、何れも所定の電圧に固定されていればよく、本実施形態では接地電圧が供給されるものとする。

（第５実施形態）
前述の第１実施形態では、電極１０４Ｃに対して２つのコンタクトプラグ１０３が設けられた。また、第１実施形態の構成においては、其れら２つのコンタクトプラグ１０３は発熱抵抗素子１０５の中央部の下方に位置するため、温度検出素子１０２から該２つのコンタクトプラグ１０３を介して電極１０４Ｃに、不測の放熱が起こることも考えられる。

図１０は、第５実施形態に係る記録素子基板１_５の平面模式図である。本実施形態においては、電極１０４Ｃに対して単一のコンタクトプラグ１０３が設けられる。このような構成によれば、放熱経路が少なくすることが可能となり、発熱抵抗素子１０５を発熱させた際に高温となり易い中央部からの無用な放熱を抑制することが可能となる。これにより、尾引１１４の戻りに伴う温度変化が表れ易くなるため、液体１１３の吐出態様が更に高精度に評価可能となりうる。

以上では、発明を説明するための幾つかの好適な例として第１～第５実施形態が示されたが、其れらの内容は、趣旨を逸脱しないで変形可能であるし、また、相互に組合せが可能である。

（その他）
実施形態で例示された液体吐出ヘッド９は、インクジェットプリンタ等に代表される液体吐出装置に設けられる。インクジェットプリンタは、記録機能のみを有するシングルファンクションプリンタであっても良いし、記録機能、ＦＡＸ機能、スキャナ機能等の複数の機能を有するマルチファンクションプリンタであっても良い。また、例えば、カラーフィルタ、電子デバイス、光学デバイス、微小構造物等を所定の記録方式で製造するための製造装置であっても良い。この観点で、液体吐出装置は、記録装置、画像形成装置等と換言されてもよい。同様の趣旨で、液体吐出ヘッド９は、記録ヘッドあるいは単にヘッド等と換言されてもよい。

上記「記録」は広く解釈されるべきものである。従って、「記録」の態様は、記録媒体上に形成される対象が文字、図形等の有意の情報であるか否かを問わないし、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も問わない。

液体吐出ヘッド９による液体の付与対象は記録媒体とも称されうるが、この「記録媒体」は、上記「記録」同様広く解釈されるべきものである。従って、「記録媒体」の概念は、一般的に用いられる紙の他、布、プラスチックフィルム、金属板、ガラス、セラミックス、樹脂、木材、皮革等、インクを受容可能な如何なる部材をも含みうる。

また、液体の典型例としてはインクが挙げられる。なお、この「液体」の概念は、記録媒体上に付与されることによって画像、模様、パターン等を形成する液体の他、記録媒体の加工、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）等に供され得る付随的な液体をも含みうる。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１：記録素子基板、１０２：温度検出素子、１０５：発熱抵抗素子、１０４Ａ：第１電極、１０４Ｂ：第２電極、１０４Ｃ：第３電極、４：出力回路部。

Claims (10)

1. 所定方向に配列された複数の発熱抵抗素子と、前記複数の発熱抵抗素子の温度をそれぞれ検出するための複数の温度検出素子と、を備える記録素子基板であって、
   前記複数の温度検出素子は、平面視において前記複数の発熱抵抗素子とそれぞれ重なるように配列されており、
   前記記録素子基板は、
   個々の温度検出素子の一端部に接続された第１電極と、
   個々の温度検出素子の他端部に接続された第２電極と、
   個々の温度検出素子において前記第１電極と前記第２電極と間の電気経路に接続された第３電極と、
   前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極の電位差に基づく信号を出力する出力回路部と、
   を備える
   ことを特徴とする記録素子基板。
2. 前記第３電極には接地電圧が供給される
   ことを特徴とする請求項１記載の記録素子基板。
3. 前記第３電極は複数設けられている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の記録素子基板。
4. 平面視において、個々の温度検出素子は、前記第１電極と前記第２電極と間において屈曲した外形を有する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項記載の記録素子基板。
5. 個々の温度検出素子は、イリジウム、タンタル、チタン、タングステン、シリコン、窒化チタン、窒化タンタルシリコンおよび窒化タングステンシリコンの少なくとも１つにより構成された金属膜である
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項記載の記録素子基板。
6. 前記記録素子基板は、個々の発熱抵抗素子の発熱により液体と吐出可能な液体吐出ヘッドに設けられ、
   或る発熱抵抗素子を第１の発熱抵抗素子とし、前記第１の発熱抵抗素子に対応する温度検出素子を第１の温度検出素子として、
   前記出力回路部は、前記第１の温度検出素子の前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極の電位差に基づく信号を第１の信号として出力し、
   前記記録素子基板は、前記第１の発熱抵抗素子による液体の吐出態様を前記第１の信号に基づいて判定する判定部を更に備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項記載の記録素子基板。
7. 前記出力回路部は、
   前記第１電極の電圧と前記第３電極の電圧とを受け取る第１の差動増幅器と、
   前記第２電極の電圧と前記第３電極の電圧とを受け取る第２の差動増幅器と、
   前記第１の差動増幅器の出力と前記第２の差動増幅器の出力とを受け取る第３の差動増幅器と、
   を含む
   ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項記載の記録素子基板。
8. 前記温度検出素子は、
   前記第１の差動増幅器の反転入力端子と非反転入力端子との間に接続された第１の抵抗素子と、
   前記第２の差動増幅器の反転入力端子と非反転入力端子との間に接続された第２の抵抗素子と、
   を含み、
   前記出力回路部は、
   前記第１の抵抗素子に定電流を供給するための第１の電流源と、
   前記第２の抵抗素子に定電流を供給するための第２の電流源と、
   を更に含む
   ことを特徴とする請求項７記載の記録素子基板。
9. 平面視において、前記第１電極及び前記第２電極は前記発熱抵抗素子の外縁よりも外側に位置する
   ことを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項記載の記録素子基板。
10. 請求項１から請求項９の何れか１項記載の記録素子基板と、
    個々の発熱抵抗素子の発熱により液体と吐出可能な液体吐出ヘッドと、を備える
    ことを特徴とする液体吐出装置。

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