JP2023044121A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 液体の温度の検知を感度よく行うことができる液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。【解決手段】 液体吐出ヘッド１１８は、基体１００と、吐出口１１１と、加熱素子１０２と、液体の温度を検知する温度検知素子１１５と、加熱素子１０２と電気的に接続している配線層と、液体から加熱素子１０２および配線層を保護する保護層１０１と、吐出口１１１に液体を供給するための液体供給口１０８と、を有する。基体１００に垂直な方向から見た際に、温度検知素子１１５は、加熱素子１０２と液体供給口１０８の間に配置されており、かつ、保護層１０１上に形成されていることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。

液体を吐出して記録を行う記録装置として、液体吐出プリンタが挙げられる。液体吐出プリンタには、液体を吐出する部品である液体吐出ヘッドが備えられている。液体吐出ヘッドには、吐出口から液体を吐出するための圧力を発生させるために液体を膜沸騰させる形態のものがある。液体を膜沸騰させるために、液体吐出ヘッドは、加熱素子を有している。

加熱素子を使用した際に、吐出口から液体が正常に吐出されているか否かを検知（以下、吐出検知と称す）するため、液体の温度を検知することができる温度検知素子（温度センサ）を備える液体吐出ヘッドが知られている。特許文献１においては、フローセンサと呼ばれる温度検知素子を用い、吐出検知する方法を開示している。吐出口から正常に液体を吐出できている状態と、吐出不良の状態とで、フローセンサが検知する液体の温度が異なることを利用し、吐出検知を行っている。

特開２００９－８３２２７号公報

しかしながら、特許文献１においては、フローセンサ上に保護層等が形成されているため、フローセンサは保護層等を介して液体の温度を検知している。そのため、液体の温度検知の感度が低いという問題があった。

本発明は、上記課題を鑑み、液体の温度の検知を感度よく行うことができる液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、基体と、液体を吐出する吐出口と、前記基体上に形成され、前記吐出口から液体を吐出するために液体を加熱する加熱素子と、前記基体上に形成され、液体の温度を検知する温度検知素子と、前記基体上に形成され、前記加熱素子と電気的に接続している配線層と、前記基体上に形成され、液体から前記加熱素子および前記配線層を保護する保護層と、前記基体を貫通し、前記吐出口に液体を供給するための液体供給口と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、前記基体に垂直な方向から見た際に、前記温度検知素子は、前記加熱素子と前記液体供給口の間に配置されており、前記温度検知素子は、前記保護層上に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、液体の温度の検知を感度よく行うことができる液体吐出ヘッドを提供することができる。

液体吐出ヘッドを模式的に示す平面図および断面図。 液体吐出ヘッドの動作原理を説明する図。 液体吐出ヘッドの発泡室内の液体の状態を示す図。 液体吐出ヘッドを模式的に示す平面図および断面図。 液体吐出ヘッドの動作原理を説明する図。 液体吐出ヘッドを模式的に示す平面図および断面図。 液体吐出ヘッドの動作原理を説明する図。 液体吐出ヘッドの発泡室内の液体の状態を示す図。 液体吐出ヘッドを模式的に示す平面図および断面図。 液体吐出ヘッドを模式的に示す平面図および断面図。 液体吐出ヘッドの発泡室内の液体の状態を示す図。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。同一あるいは類似の構成については共通の符号を付しており、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１を参照しながら第１の実施形態を説明する。図１（ａ）は液体吐出ヘッドの平面模式図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ’における液体吐出ヘッドの断面模式図である。図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ－Ｂ’における液体吐出ヘッドの断面模式図である。液体吐出ヘッドは例えば単結晶シリコンからなる基体１００を有している。基体１００上に絶縁層１０１が配置されている。絶縁層１０１は例えば酸化珪素の無機質材料で形成され、電気絶縁性を備えており、各配線を電気的に分離している。基体および基体上には、図示しないがトランジスタや多層の配線から成る配線層が配置されている。配線層は、吐出口から液体を吐出するために液体を加熱する発熱抵抗素子１０２（加熱素子とも称する）と電気的に接続されている。絶縁層１０１は、配線層等を液体から保護するための機能も有しているため、絶縁層１０１を保護層とも称する。

絶縁層１０１中に発熱抵抗素子１０２が配置されている。発熱抵抗素子１０２はビア１０３を介して給電配線１０４に接続されている。発熱抵抗素子１０２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の抵抗材料により形成されている。

加熱素子上（発熱抵抗素子１０２上）にある絶縁層１０１上に耐キャビテーション膜１０５が配置されている。耐キャビテーション膜１０５は、発熱抵抗素子１０２の駆動により発生するキャビテーションから発熱抵抗素子１０２や絶縁層１０１、配線層等を保護するための膜である。耐キャビテーション膜１０５はビア１０６を介して信号配線１０７に接続されている。但し耐キャビテーション膜１０５はフローティングでも良いので、必ずしもビア１０６、信号配線１０７に接続する必要はない。耐キャビテーション膜１０５は例えばイリジウム、タンタル、チタン、タングステン、シリコン、窒化タンタルシリコン、窒化タングステンシリコン等の機械的強度や化学的強度の大きい金属材料や合金が単層又は積層で形成されている。

耐キャビテーション膜１０５上には感光樹脂等からなるフィルタ１０９、ノズル形成部材１１０により吐出口１１１と発泡室１１２が形成されている。また基体１００と絶縁層１０１を貫通する液体の液体供給口１０８（単に供給口と称することもある）が形成されている。発泡室１１２は液体の吐出に寄与する領域であり、平面視上発熱抵抗素子１０２よりひとまわり大きい領域であり、少なくともノズル形成部材１１０の壁とフィルタ１０９より吐出口１１１側に位置した領域である。

耐キャビテーション膜１０５と同層には温度検知素子１１５が配置されている。耐キャビテーション膜１０５は、保護層上に形成されている。温度検知素子１１５も同様に、保護層上に形成されている。そのため、温度検知素子１１５は、液体に直接触れていてもよい。温度検知素子１１５は、基体に垂直な方向から見た際に、発熱抵抗素子１０２と液体供給口１０８との間に配置されている。温度検知素子１１５はビア１１６を介して信号配線１１７に接続されている。温度検知素子１１５は例えばイリジウム、タンタル、チタン、タングステン、シリコン、窒化タンタルシリコン、窒化タングステンシリコン等の抵抗温度係数の大きい金属材料や合金が単層又は積層で形成されている。温度検知素子１１５は耐キャビテーション膜１０５と同じ材料でも良い。また温度検知素子１１５は耐キャビテーション膜１０５と同時に形成しても良い。温度検知素子１１５の製造工程を耐キャビテーション膜１０５と兼ねると、温度検知素子１１５専用の工程が不要となり、製造コストを低減することが可能となる。

給電配線１０４、信号配線１０７、１１７は例えばアルミニウムや銅を主成分とする金属材料で形成されている。ビア１０３、１０６、１１７は例えばタングステンや銅を主成分とする金属材料で形成されている。絶縁層１０１の最上面は平坦化されている。平坦化処理は例えばＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学機械研磨）により行われる。平坦化処理はビア、信号配線、給電配線、発熱抵抗素子、温度検知素子の形成工程前、もしくは形成工程後に毎回行っても良い。発熱抵抗素子１０２の膜厚は１０～５０ｎｍであり、給電配線１０４の膜厚は５００～１０００ｎｍである。このように絶縁層１０１には、図示しない多層の配線、発熱抵抗素子１０２、ビア１０３、１０６、１１６、給電配線１０４、信号配線１０７、１１７、耐キャビテーション膜１０５、温度検知素子１１５といった複数の導電層が設けられている。

液体吐出ヘッドは発熱抵抗素子１０２の熱エネルギーを利用して吐出口１１１から発泡室１１２にある液体を吐出する。その後、吐出した尾引の液体と供給口１０８からの液体の供給により発泡室１１２の液体は再充填される。温度検知素子１１５はその際の温度の変化を検知し、液体の吐出が正常に行われているかを判別する。液体が正常に吐出されている場合には、リフィルの液体の量が多いため、温度の低い液体が温度検知素子１１５上を多く流動する。一方、正常に吐出されていない場合には、リフィルの量が少ない（あるいはゼロ）のため、温度検知素子１１５上を流動する温度の低い液体は少ない。この差により、温度検知素子１１５が検知する温度は、正常吐出の場合には、低い温度を検知し、吐出不良の場合には、高い温度を検知する。この温度差を利用して、吐出検知を行っている。

図２と図３を加えて参照しながら、具体的な液体の吐出と温度検知素子による検知の方法例を説明する。図２は本実施形態における動作原理を説明するための模式図である。図２（ａ）は発熱抵抗素子１０２に印可される駆動パルスの波形図である。図２（ｂ）は図１に示した供給口１０８から吐出口１１１への方向を正としたときの時間軸上の液体の流量変化を示す図である。図２（ｃ）は温度検知素子１１５に印可される電流の波形図である。図２（ｄ）は時間軸上の温度検知素子１１５上部の液体の温度変化を示す図である。図２（ｅ）は液体温度変化に対応した検出出力電圧の波形図である。

図２（ｃ）に示すように、温度検知素子１１５に供給される電流は、時間ｔ１からｔ２の期間がハイレベルとなるＰＡのパルスと、間ｔ３からｔ４の期間がハイレベルとなるＰＢのパルスとを有する。ＰＡのパルスは温度検知素子１１５を加温するために印可される電流である。ＰＢのパルスは温度検知素子１１５の抵抗値を検出する電流である。

図３は本実施形態における吐出動作の際の発泡室内の液体の挙動を説明するための模式図である。位置関係が把握しやすいように、発熱抵抗素子３０２、耐キャビテーション膜３０５、温度検知素子３１５、発泡室３１２を模式的に示している。図３（ａ）に正常吐出の際の挙動を示し、図３（ｂ）に一般的な不吐出の際の挙動を示す。

図３（ａ）を参照して正常吐出の際の挙動を説明する。定常状態（ｔＡ）から、発熱抵抗素子３０２に駆動パルスが印加されると発泡室内の液体の発熱抵抗素子３０２の上方で沸騰現象が生じて気泡が成長する（ｔＢ）。パルスの印加が終了すると気泡は消滅する。この消滅に伴って液体の前方部分が分離し、分離した部分は液滴として空気中を飛翔して例えば記録媒体に着弾する。また液体のうち分離した部分を除く残りの部分は、消泡時に生じる負圧により発泡室内に後退する。これは尾引の液体、もしくは吐出滴の一部と言われ、個体面に墜落する（ｔＣ）。液体がリフィルされると、液体界面は吐出口１１１へ向かって移動する。これは発泡室内の毛管力によって行われる。この結果、図２（ｂ）に示すように、発泡動作が行われれば、液体は一旦供給口１０８側に流れ、気泡体積が最大になったのを境に吐出口１１１側に流れる。液体のリフィルが終了すると、定常状態に戻る（ｔＤ）。

図３（ｂ）を参照して不吐出の際の挙動を説明する。発熱抵抗素子３０２に駆動パルスが印加されると沸騰現象が生じて気泡が成長するが、液体の分離は行われない。このように液体の吐出が行われないので、液体吐出動作によって減少する液体量はゼロである。このためリフィルされる液体量が正常吐出の場合に比べ少なく、リフィルに要する時間も長くなる。

この正常吐出と不吐出の場合の液体の温度は、図２（ｄ）のように変化する。また検出出力電圧も図２（ｅ）のように差が生じる。この液体の温度差、出力電圧差を利用して、吐出が正常に行われているか否かを判別することができる。なお図２（ｅ）は正の抵抗温度係数の材料を温度検知素子とした例でおり、負の抵抗温度係数の材料を温度検知素子とした場合は傾向が逆となる。

本実施形態においては、温度検知素子１１５は、耐キャビテーション膜１０５と同層に配置され、また発泡室１１２の液体に最も近い位置にある金属材料として配置されている。換言すれば、温度検知素子１１５は保護層上に形成されているため、温度検知素子１１５は液体に直接接していてもよい。そのため、温度検知素子１１５は、高い感度を得ることが可能となる。温度検知素子１１５が高い感度を有することで、吐出検知に誤検知の発生を抑制することができる。

温度検知の感度をより高くするために、温度を検知する前に、温度検知素子１１５を適宜加温させてもよい。予め温度検知素子１１５を加温させておくことで、液体のリフィルの際に生じる温度差が大きくなり、より温度検知を高精度に行うことができる。

（第２の実施形態）
図４を参照しながら第２の実施形態を説明する。図４（ａ）は液体吐出ヘッド１１８の平面模式図である。図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ－Ｃ’における液体吐出ヘッド１１８の断面模式図である。図４（ｃ）は図４（ａ）のＤ－Ｄ’における液体吐出ヘッド１１８の断面模式図である。第２の実施形態では温度検知素子の加温を自己発熱ではなく、第２の発熱抵抗素子を用いて加温することによって、更に感度を高くする形態の一例を説明する。

第２の実施形態では、温度検知素子１１５の絶縁層１０１を介した下方に第２の発熱抵抗素子４０２を配置している。発熱抵抗素子４０２はビア４０３を介して給電配線４０４に接続されている。第２の発熱抵抗素子４０２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の抵抗材料により形成されている。第２の発熱抵抗素子４０２は第１の発熱抵抗素子１０２と同じ材料を用い、また同じ工程で加工することで製造コストを増加させることなく配置することができる。給電配線４０４は例えばアルミニウムや銅を主成分とする金属材料で形成されている。ビア４０３は例えばタングステンや銅を主成分とする金属材料で形成されている。

図５を加えて参照しながら、具体的な液体の吐出と温度検知素子による検知の方法例を説明する。図５は本実施形態における動作原理を説明するための模式図である。図５（ａ）は第１の発熱抵抗素子１０２に印可される駆動パルスの波形図である。図５（ｂ）は図５に示した供給口１０８から吐出口１１１への方向を正としたときの時間軸上の液体の流量変化を示す図である。図５（ｃ）は第２の発熱抵抗素子４０２に印可される電流の波形図である。図５（ｄ）は温度検知素子１１５に印可される電流の波形図である。図５（ｅ）は液体温度変化に対応した検出出力電圧の波形図である。

図５（ｃ）の第２の発熱抵抗素子４０２に印可される電流は、温度検知素子１１５、並びに温度検知素子１１５周辺の液体を加温するために印可される電流である。第２の発熱抵抗素子４０２に印可される電流は、温度検知素子１１５周辺の液体が発泡しない程度に制御する。図５（ｄ）の温度検知素子１１５に印可される電流は温度検知素子１１５の抵抗値を検出する電流である。正常吐出と不吐出の場合の検出出力電圧は図５（ｅ）のように差が生じる。このため液体の吐出が正常に行われているかを判別することができる。

本実施形態においては、第２の発熱抵抗素子４０２により、温度検知素子１１５、並びに温度検知素子１１５周辺の液体を十分に加温できるため、温度検知素子１１５の温度変化を大きくでき、より高い感度を得ることが可能となる。

（第３の実施形態）
図６を参照しながら第３の実施形態を説明する。図６（ａ）は液体吐出ヘッドの平面模式図である。図６（ｂ）は図６（ａ）のＥ－Ｅ’における液体吐出ヘッド１１８の断面模式図である。図６（ｃ）は図６（ａ）のＦ－Ｆ’における液体吐出ヘッド１１８の断面模式図である。第３の実施形態では異なる温度検知素子により異なる現象を検知することによって、高感度化または付加機能化ができる形態の一例を説明する。

第３の実施形態では、発熱抵抗素子１０２上に絶縁層１０１を介して第２の温度検知素子６０５が配置されている。第２の温度検知素子６０５はビア６０６を介して信号配線６０７に接続されている。第２の温度検知素子６０５は例えばイリジウム、タンタル、チタン、タングステン、シリコン、窒化タンタルシリコン、窒化タングステンシリコン等の抵抗温度係数の大きい金属材料や合金が単層又は積層で形成されている。第２の温度検知素子６０５は耐キャビテーション機能を有しても良い。第２の温度検知素子６０５は第１の温度検知素子１１５と同じ材料を用い、また同じ工程で加工することで製造コストを増加させることなく配置することができる。信号配線６０７は例えばアルミニウムや銅を主成分とする金属材料で形成されている。ビア６０６は例えばタングステンや銅を主成分とする金属材料で形成されている。

図７と図８を加えて参照しながら、具体的な液体の吐出と温度検知素子による検知の方法例を説明する。図７は本実施形態における動作原理を説明するための模式図である。図７（ａ）は第１の発熱抵抗素子１０２に印可される駆動パルスの波形図である。図７（ｂ）は図６に示した供給口１０８から吐出口１１１への方向を正としたときの時間軸上の液体の流量変化を示す図である。図７（ｃ）は第２の発熱抵抗素子４０２に印可される電流の波形図である。図７（ｄ）は第１の温度検知素子１１５に印可される電流の波形図である。図７（ｅ）は液体温度変化に対応した第１の温度検知素子１１５の出力電圧の波形図である。図７（ｆ）は第２の温度検知素子６０５に印可される電流の波形図である。図７（ｇ）は液体温度変化に対応した第２の温度検知素子６０５の出力電圧の波形図である。

図８は本実施形態における吐出動作の際の発泡室内の液体の挙動を説明するための模式図である。位置関係が把握しやすいように、第１の発熱抵抗素子３０２、第１の温度検知素子３１５、第２の温度検知素子８０５、発泡室３１２を模式的に示している。図８（ａ）に正常吐出の際の挙動を示し、図８（ｂ）に一般的な不吐出の際の挙動を示す。

図８（ａ）を参照して正常吐出の際の挙動を説明する。定常状態（ｔＡ）から、第１の発熱抵抗素子３０２に駆動パルスが印加されると発泡室内の液体の第１の発熱抵抗素子３０２の上方で沸騰現象が生じて気泡が成長する（ｔＢ）。パルスの印加が終了すると気泡は消滅する。この消滅に伴って液体の前方部分が分離し、分離した部分は液滴として空気中を飛翔して例えば記録媒体に着弾する。また液体のうち分離した部分を除く残りの部分は、消泡時に生じる負圧により発泡室内に後退する。これは尾引の液体、もしくは吐出滴の一部と言われ、第２の温度検知素子８０５上に墜落する（ｔＣ）。図７（ｇ）に示すように、第２の温度検知素子８０５上に吐出滴の一部が墜落すると第２の温度検知素子８０５が急激に冷却され、第２の温度検知素子８０５の出力電圧も急激に変化する。次に液体がリフィルされると、液体界面は吐出口１１１へ向かって移動する。これは発泡室内の毛管力によって行われる。この結果、図７（ｂ）に示すように、発泡動作が行われれば、液体は一旦供給口１０８側に流れ、気泡体積が最大になったのを境に吐出口１１１側に流れる。液体のリフィルが終了すると、定常状態に戻る（ｔＤ）。

図８（ｂ）を参照して不吐出の際の挙動を説明する。発熱抵抗素子３０２に駆動パルスが印加されると沸騰現象が生じて気泡が成長するが、液体の分離は行われない。このように液体の吐出が行われないと図７（ｇ）に示すように、尾引の液体、もしくは吐出滴の一部の墜落は発生せず穏やかに温度は低下する。

この正常吐出と不吐出の場合の液体の温度は、検出出力電圧も図７（ｅ）、および（ｇ）のように差が生じる。このため液体の吐出が正常に行われているかを判別することができる。

本実施形態においては、吐出滴の一部の第２の温度検知素子上への墜落有無に起因する温度変化を判別する２つの温度検知素子を用いて判別する。具体的には、第２の温度検知素子６０５の出力と、液体のリフィル速度の差に起因する温度変化で判別する第１の温度検知素子１１５の出力という異なる現象を検知する。これにより、構造差や外的要因に影響を受けず常に高い感度を得ることが可能となり、検知精度の向上が可能となる。また第２の温度検知素子６０５を吐出が正常に行われているかを判別する機能として用い、第１の温度検知素子１１５を液体の流速、液体の有無など別々の機能として付加することも可能となる。

なお本実施形態では、第１の温度検知素子１１５の加温を第２の発熱抵抗素子４０２で行う例を挙げたが、その限りでなく、第２の発熱抵抗素子４０２による加温は必ずしも必要なものではない。特に第１の温度検知素子１１５が第１の発熱抵抗素子１０２に近接している場合は、第１の発熱抵抗素子１０２による加温で十分であることもある。

（第４の実施形態）
図９を参照しながら第４の実施形態を説明する。図９（ａ）は液体吐出ヘッドの平面模式図である。図９（ｂ）は図９（ａ）のＧ－Ｇ’における液体吐出ヘッドの断面模式図である。図９（ｃ）は図９（ａ）のＨ－Ｈ’における液体吐出ヘッドの断面模式図である。第４の実施形態では温度検知素子の抵抗を高くすることによって、更に感度を高くする形態の一例を説明する。

温度検知素子の抵抗値が低すぎる場合は、回路動作上十分な電圧を得ることができず、感度が低下してしまう。そのため温度検知素子は適度な抵抗値である方が望ましい。

第４の実施形態では、第２の温度検知素子９０５を複数回折り返して配置することで抵抗値を高くしている。また図示しないが第２の温度検知素子９０５は平面視上横方向に橋のように一本の線状に配置しても良い。また第２の温度検知素子９０５は比較的温度の高い発熱抵抗素子１０２の中央に縦方向に配置しても良い。この際第２の温度検知素子９０５には耐キャビテーション機能は期待できないが比較的寿命が短くても良い液体吐出ヘッドには採用可能である。また図示しないが第１の温度検知素子１１５も同様の方策で抵抗値を高くすることができる。

本実施形態においては、温度検知素子の抵抗値を高くできるため、より高い感度を得ることが可能となる。

（第５の実施形態）
図１０を参照しながら第１実施形態を説明する。図１０（ａ）は液体吐出ヘッドの平面模式図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＪ－Ｊ’における液体吐出ヘッドの断面模式図である。図１０（ｃ）は図１０（ａ）のＫ－Ｋ’における液体吐出ヘッドの断面模式図である。第５の実施形態では温度検知素子数を増やすことによって、高感度化または付加機能化ができる形態の一例を説明する。

第５の実施形態では、発熱抵抗素子１０２の直上より外側に第１の温度検知素子１１５、第３の温度検知素子１０１５を配置している。第３の温度検知素子は、吐出口を境に、第１の温度検知素子１１５の反対側に形成されている。より好ましくは、第１の温度検知素子１１５と第３の温度検知素子１０１５は吐出口１１１を中心に略対象の位置に配置している。第３の温度検知素子１０１５はビア１０１６を介して信号配線１０１７（図示せず）に接続されている。第３の温度検知素子１０１５は例えばイリジウム、タンタル、チタン、タングステン、シリコン、窒化タンタルシリコン、窒化タングステンシリコン等の抵抗温度係数の大きい金属材料や合金が単層又は積層で形成されている。第３の温度検知素子１０１５は第１の温度検知素子１１５と同じ材料を用い、また同じ工程で加工することで製造コストを増加させることなく配置することができる。ビア１０１６は例えばタングステンや銅を主成分とする金属材料で形成されている。このように温度検知素子数が増えているので、例えば出力を加算することでより高い感度を得ることができる。

図１１を加えて参照しながら、具体的な液体の吐出と温度検知素子による検知の方法例を説明する。図１１は本実施形態における吐出動作の際の発泡室内の液体の挙動を説明するための模式図である。位置関係が把握しやすいように、発熱抵抗素子３０２、第１の温度検知素子３１５、第２の温度検知素子８０５、第３の温度検知素子１１１５、発泡室３１２を模式的に示している。

図１１を参照して、吐出はするが画像不良となる際の挙動を説明する。定常状態（ｔＡ）から、発熱抵抗素子３０２に駆動パルスが印加されると発泡室内の液体の発熱抵抗素子３０２の上方で沸騰現象が生じて気泡が成長する（ｔＢ）。パルスの印加が終了すると気泡は消滅する。この消滅に伴って液体の前方部分が分離し、分離した部分は液滴として空気中を飛翔して例えば記録媒体に着弾する。また液体のうち分離した部分を除く残りの部分は、消泡時に生じる負圧により発泡室内に後退する。これは尾引の液体、もしくは吐出滴の一部と言われ、第２の温度検知素子８０５上に墜落する。図１１（ｔＣ）のように、吐出口１１１付近に例えば紙粉のような異物がある場合、液滴は斜めに飛翔し、記録媒体には予定していた場所からずれて着弾する。このように記録媒体にずれて着弾した場合は画像不良となる。また液滴が斜めに飛翔する場合は、吐出滴の一部の墜落位置もずれることが解かっている。吐出滴の一部の墜落位置がずれると、矢印のＱ方向とＲ方向で液体のリフィル速度に差が生じる。このように例えば第１の温度検知素子数１１５と第３の温度検知素子数１０１５の出力を減算することで、吐出はするが画像不良となる着弾位置のずれた吐出を検出するという機能を付加することが可能となる。

また例えば図１０（ｂ）の供給口１０８ａから供給口１０８ｂに向かって矢印Ｑの方向に液体が循環する機構の場合、例えば発熱抵抗素子１０２に液体が発泡しない程度の電流を印可し、液体を加温する。その後、第１の温度検知素子１１５と第３の温度検知素子１０１５の出力差を得ることによって、循環の速度を検出するという機能を付加することが可能となる。

なお本実施形態では発熱抵抗素子１０２の直上より外側に２つの温度検知素子を用いる例を挙げたが、その限りでなく３つ以上でも構わない。

１００ 基体
１０１ 保護層
１０２ 加熱素子
１０８ 液体供給口
１１１ 吐出口
１１５ 温度検知素子
１１８ 液体吐出ヘッド

Claims (15)

1. 基体と、
   液体を吐出する吐出口と、
   前記基体上に形成され、前記吐出口から液体を吐出するために液体を加熱する加熱素子と、
   前記基体上に形成され、液体の温度を検知する温度検知素子と、
   前記基体上に形成され、前記加熱素子と電気的に接続している配線層と、
   前記基体上に形成され、液体から前記加熱素子および前記配線層を保護する保護層と、
   前記基体を貫通し、前記吐出口に液体を供給するための液体供給口と、
   を有する液体吐出ヘッドにおいて、
   前記基体に垂直な方向から見た際に、前記温度検知素子は、前記加熱素子と前記液体供給口の間に配置されており、
   前記温度検知素子は、前記保護層上に形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記温度検知素子は、液体と触れている請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記加熱素子上にある前記保護層上に耐キャビテーション膜が形成されており、
   前記温度検知素子は、前記耐キャビテーション膜と同じ材料で形成されている請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記温度検知素子は、液体の温度を検知する前に、加温されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記温度検知素子の下方には、前記加熱素子が形成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記温度検知素子を加温する加熱素子は、前記加熱素子と同じ材料で形成されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記温度検知素子を第１の温度検知素子としたとき、前記加熱素子上にある前記保護層上に液体の温度を検知する第２の温度検知素子が形成されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記第２の温度検知素子は、耐キャビテーション膜と同じ材料で形成されている請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記第２の温度検知素子は、前記第１の温度検知素子と同じ材料で形成されている請求項７または８に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記第１の温度検知素子は、前記吐出口への液体のリフィル速度の差に起因する温度変化を検知し、
    前記第２の温度検知素子は、前記吐出口から吐出された液体の一部が該第１の温度検知素子上に墜落するか否かに起因する温度変化を検知する請求項７ないし９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記基体に垂直な方向から見た際に、前記第２の温度検知素子は、複数回折り返されて形成されている請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記温度検知素子を第１の温度検知素子としたとき、前記吐出口を境に、前記第１の温度検知素子の反対側に液体の温度を検知する第３の温度検知素子が形成されている請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
13. 前記第３の温度検知素子は、前記吐出口を中心に、前記第１の温度検知素子に対して対象となる位置に形成されている請求項１２に記載の液体吐出ヘッド。
14. 前記第３の温度検知素子は、前記第１の温度検知素子と同じ材料で形成されている請求項１２または１３に記載の液体吐出ヘッド。
15. 前記第１の温度検知素子により、前記吐出口からの液体の吐出が正常か否かを判別する請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

Images