JP2024082946A - Liquid discharge head, liquid discharge device, control method, and program - Google Patents

Liquid discharge head, liquid discharge device, control method, and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid discharge head configured that a life of the head for removing scorch is determined for each head and can be replaced at proper timing.
SOLUTION: A liquid discharge head comprises: a discharge port for discharging liquid; a liquid chamber communicated with the discharge port; a heat generating element for generating energy required for discharging liquid; a protecting layer for blocking contact of the heat generating element with the liquid; a first electrode arranged on the protecting layer to cover at least the heat generating element and constituted of materials including metal that is eluted by an electrochemical reaction with the liquid; a second electrode for making the electrochemical reaction arise, provided to be electrically connectable to the first electrode through the liquid inside the liquid chamber; measuring means that measures a value concerning a film thickness of the first electrode and is utilized for measuring information concerning permissivity of execution of scorch removal that is executed to the first electrode; and a memory for memorizing the information.
SELECTED DRAWING: Figure 4
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本開示は、液体吐出ヘッド、液体吐出装置、制御方法、及びプログラムに関する。 This disclosure relates to a liquid ejection head, a liquid ejection device, a control method, and a program.

液体吐出方式の一種として、インクジェット記録方式を採用する記録装置がある。この記録装置は、液体吐出ヘッドに設けられた吐出口からインク等の液体を吐出させ、当該液体を紙などの記録媒体に付着させて記録を行う。インクジェット記録方式には、電気熱変換素子が発生する熱エネルギーにより生ずる液体の発泡を利用して液体を吐出する方式があり、高画質かつ高速な記録を可能にする。 One type of liquid ejection method is a recording device that employs the inkjet recording method. This recording device ejects liquid such as ink from ejection ports provided in a liquid ejection head, and records by depositing the liquid onto a recording medium such as paper. Inkjet recording methods include a method of ejecting liquid by utilizing the bubbling of liquid caused by thermal energy generated by electrothermal conversion elements, which enables high-quality and high-speed recording.

前述の液体吐出ヘッドは、一般的に、複数の吐出口と、当該複数の吐出口の夫々に連通する流路と、インクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生する複数の電気熱変換素子と、を有する。電気熱変換素子は、発熱抵抗体と、当該発熱抵抗体に電力を供給するための電極と、によって構成される。電気熱変換素子が、例えば窒化珪素などの絶縁性を有する下部保護層により被覆されることで、インクと電気熱変換素子との間での絶縁性が確保される。 The liquid ejection head described above generally has multiple ejection ports, flow paths that communicate with each of the multiple ejection ports, and multiple electrothermal conversion elements that generate thermal energy used to eject ink. The electrothermal conversion elements are composed of a heating resistor and electrodes for supplying power to the heating resistor. The electrothermal conversion elements are covered with a lower protective layer having insulating properties, such as silicon nitride, thereby ensuring insulation between the ink and the electrothermal conversion elements.

液体吐出時における電気熱変換素子の発熱部は、高温に曝されるとともに、液体の発泡、収縮に伴うキャビテーションによる衝撃やインクによる化学的作用を複合的に受けることになる。従って、発熱部には、キャビテーションによる衝撃やインクによる化学的作用から発熱抵抗体を保護するため、上部保護層が設けられる。この上部保護層の表面は700℃付近まで昇温し、かつインクに接するため、耐熱性、機械的特性、化学的安定性、耐アルカリ性等に優れた膜特性が要求される。 When liquid is ejected, the heat generating portion of the electrothermal conversion element is exposed to high temperatures and is subjected to a combination of shocks caused by cavitation due to the bubbling and contraction of the liquid and chemical action of the ink. Therefore, an upper protective layer is provided on the heat generating portion to protect the heat generating resistor from shocks caused by cavitation and chemical action of the ink. The surface of this upper protective layer heats up to around 700°C and comes into contact with the ink, so it is required to have excellent film properties such as heat resistance, mechanical properties, chemical stability, and alkali resistance.

ところで、インクに含まれる色材、添加物などが高温加熱により分子レベルで分解され、「コゲ」と呼ばれる難溶解性の物質に変化する現象が生じる。このコゲが上部保護層上に物理吸着すると、発熱抵抗体からインクへの熱伝導が不均一になり、吐出したインクの速度が低下する、発泡が不安定になる、吐出に必要なエネルギーが増加するといった問題が生じる。 However, when heated to high temperatures, the coloring materials and additives contained in the ink break down at the molecular level, turning into a difficult-to-dissolve substance known as "kogane." When this kogane physically adheres to the upper protective layer, the heat transfer from the heating resistor to the ink becomes uneven, causing problems such as a slower ink ejection speed, unstable bubbling, and an increase in the energy required for ejection.

このような問題に対処する技術として、特許文献1には、上部保護層の表面をイリジウムやルテニウムなどの電気化学反応によって溶出可能な材料で構成することで、コゲを除去する技術が開示されている。 As a technique for addressing such problems, Patent Document 1 discloses a technique for removing kogation by forming the surface of the upper protective layer from a material that can be dissolved by an electrochemical reaction, such as iridium or ruthenium.

特許文献1に開示されるコゲ除去用クリーニング方法では、液体中で電気化学反応によって溶出可能な材料層に正の電位を印加することにより、液体中へ該材料層を溶出させおり、これにより、該材料層に付着したコゲを除去している。この材料層は、吐出時のキャビテーションによる衝撃やインクによる化学的作用から発熱抵抗体を守るため、所定値以上の膜厚である必要がある。従って、クリーニングによる材料層の溶出に伴い、該材料層の残存量が規定値を下回ったところでヘッド交換できるよう、コゲ除去による材料層の溶出量を管理する必要がある。 In the cleaning method for removing kogation disclosed in Patent Document 1, a positive potential is applied to a material layer that can be dissolved by an electrochemical reaction in liquid, causing the material layer to dissolve into the liquid, thereby removing the kogation adhering to the material layer. This material layer must have a film thickness of at least a specified value to protect the heating resistor from impacts caused by cavitation during ejection and from chemical reactions caused by the ink. Therefore, as the material layer dissolves due to cleaning, it is necessary to manage the amount of material layer dissolved by kogation removal so that the head can be replaced when the remaining amount of the material layer falls below a specified value.

一般的に、材料層の溶出量は、該材料層を通過する電気量(クーロン量)に依存しており、液体の導電率が変わらなければ、一定電圧での該材料層の溶出量も変わらないため、該材料層を用いた場合のコゲ除去の回数は事前に算出可能である。しかし、インクロットによる製造ばらつき、材料層の製造ばらつきなどによって、コゲ除去を実行可能な回数は微妙に異なってくる。例えば、製造ばらつきの範囲内で、材料層をより溶出し易いインクと、より薄い材料層との組み合わせになった場合、コゲ除去を実行可能な回数は少なくなる。一方で、製造ばらつきの範囲内で、材料層をより溶出しにくいインクと、より厚い材料層との組み合わせになった場合、コゲ除去を実行可能な回数は多くなる。 Generally, the amount of elution of a material layer depends on the amount of electricity (coulomb amount) passing through the material layer, and if the conductivity of the liquid does not change, the amount of elution of the material layer at a constant voltage does not change, so the number of times kogation removal can be performed when using this material layer can be calculated in advance. However, the number of times kogation removal can be performed varies slightly depending on manufacturing variations in ink lots and manufacturing variations in the material layer. For example, if an ink that dissolves the material layer more easily is combined with a thinner material layer within the range of manufacturing variations, the number of times kogation removal can be performed will be reduced. On the other hand, if an ink that dissolves the material layer less easily is combined with a thicker material layer within the range of manufacturing variations, the number of times kogation removal can be performed will be increased.

特開2008-105364号公報JP 2008-105364 A

しかしながら、特許文献1では、コゲ除去を実行可能な回数をヘッド毎に予め設定する際に、該回数として、製造ばらつきの範囲内で想定される値のうち最小値に設定する必要がある。この理由は、最小値を超える値を設定した場合、許容回数以上のコゲ除去を実行してしまう可能性があり、ヘッド故障のリスクがあるためである。 However, in Patent Document 1, when the number of times kogation removal can be performed is preset for each head, this number must be set to the minimum value among the values expected within the range of manufacturing variation. The reason for this is that if a value exceeding the minimum value is set, there is a possibility that kogation removal will be performed more than the allowable number of times, which poses the risk of head failure.

このように製造ばらつきを考慮してコゲ除去を実行可能な回数を設定した場合、ヘッドによっては、実際に実行可能な回数より少なく設定される可能性がある。その結果、コゲ除去を実行した回数が、予め設定された回数に達したヘッドについて、実際にはまだコゲ除去の実行が可能であっても、それ以上コゲ除去を実行できない寿命とみなされ、ヘッドの交換が必要になる。 When the number of times kogation removal can be performed is set in this way taking manufacturing variations into account, depending on the head, it may be set to a number less than the number of times it can actually be performed. As a result, for a head that has performed kogation removal a preset number of times, even if kogation removal is still possible, it is considered to have reached the end of its life and cannot perform any more kogation removal, and the head must be replaced.

そこで本開示は、上記課題に鑑み、コゲ除去に関するヘッドの寿命を各ヘッドについて判断し、適切な時期で交換可能な液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present disclosure aims to provide a liquid ejection head that can determine the head lifespan for kogation removal for each head and can be replaced at the appropriate time.

本発明の一実施形態は、液体を吐出するための吐出口と、前記吐出口に連通する液室と、前記液体の吐出に要するエネルギーを発生するための発熱素子と、前記発熱素子と前記液体との接触を遮断するための保護層と、少なくとも前記発熱素子を覆うように前記保護層の上に配置され、前記液体との電気化学反応によって溶出する金属を含む材料で構成された第1電極と、前記液室の内部の前記液体を介して、前記第1電極と電気的に接続可能に設けられ、前記電気化学反応を生起するための第2電極と、前記第1電極の膜厚に関する値を測定し、前記第1電極に対して実行されるコゲ除去の実行許容性に関する情報を計測するために利用される計測手段と、前記情報を記憶するためのメモリと、を有する、ことを特徴とする液体吐出ヘッドである。 One embodiment of the present invention is a liquid ejection head having an ejection port for ejecting liquid, a liquid chamber communicating with the ejection port, a heating element for generating the energy required to eject the liquid, a protective layer for blocking contact between the heating element and the liquid, a first electrode arranged on the protective layer so as to cover at least the heating element and made of a material containing a metal that dissolves by an electrochemical reaction with the liquid, a second electrode that is electrically connectable to the first electrode via the liquid inside the liquid chamber and causes the electrochemical reaction, a measuring means used to measure a value related to the film thickness of the first electrode and to measure information related to the permissibility of kogation removal to be performed on the first electrode, and a memory for storing the information.

本開示によると、コゲ除去に関するヘッドの寿命を各ヘッドについて判断し、適切な時期で交換可能な液体吐出ヘッドを提供することが可能になる。 This disclosure makes it possible to determine the lifespan of each head with respect to kogation removal and provide a liquid ejection head that can be replaced at the appropriate time.

記録装置の内部の概略構成を示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing a schematic internal configuration of a recording apparatus; ヘッドユニットの構成を示す斜視図FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of a head unit; 記録素子基板の概略構成を示す斜視片側断面図FIG. 1 is a perspective cross-sectional view showing a schematic configuration of a recording element substrate; 記録ヘッドにおける発熱抵抗体近傍の構成を示す断面図FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration in the vicinity of a heating resistor in a recording head. 膜厚と抵抗値との関係を説明するための図FIG. 1 is a diagram for explaining the relationship between film thickness and resistance value. コゲ除去を実行可能な時間を計測する第1計測処理のフローチャート1 is a flowchart of a first measurement process for measuring a time during which burnt removal can be performed. 記録素子基板の概略構成を示す平面図FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of a recording element substrate; 記録ヘッドにおける発熱抵抗体近傍の構成を示す断面図FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration in the vicinity of a heating resistor in a recording head. コゲ除去を実行可能な時間を計測する第2計測処理のフローチャート11 is a flowchart of a second measurement process for measuring a time during which burnt removal can be performed. コゲ除去を実行可能な回数を計測する第3計測処理のフローチャート11 is a flowchart of a third measurement process for measuring the number of times that burnt removal can be performed. コゲ除去を実行可能な回数を計測する第4計測処理のフローチャート4 is a flowchart of a fourth measurement process for measuring the number of times that burnt removal can be performed.

本開示の技術的特徴は、ヘッド毎に適切なコゲ除去実行可能な時間・回数を設定することである。以下、図面を参照して本開示の内容を詳細に説明する。尚、以下の実施形態は、本開示を必要以上に限定するものではなく、また、以下の実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本開示の解決手段として必須のものとは限らない。また、以下の実施形態に記載されている構成要素の相対位置、形状などは、特に限定していない限り、あくまで例示であり、本開示の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。尚、本明細書では、インクなどの液体を吐出する装置を「液体吐出装置」と呼ぶところ、液体吐出装置として例えば、インクジェット記録装置がある。また、インクなどの液体を吐出するヘッドを「液体吐出ヘッド」と呼ぶところ、液体吐出ヘッドとして例えば、インクジェット記録装置が有する記録ヘッドがある。さらに、インク、インクの定着性を向上させるための処理液、光沢性を向上させるための処理液などをまとめて「液体」と呼ぶ。 The technical feature of the present disclosure is to set the time and number of times that the kogation removal can be performed appropriately for each head. The contents of the present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the present disclosure more than necessary, and not all of the combinations of features described in the following embodiments are necessarily essential as the means of solving the problems of the present disclosure. Furthermore, the relative positions and shapes of the components described in the following embodiments are merely examples unless otherwise specified, and are not intended to limit the scope of the present disclosure to only those. In this specification, a device that ejects liquid such as ink is called a "liquid ejection device," and an example of a liquid ejection device is an inkjet recording device. Furthermore, a head that ejects liquid such as ink is called a "liquid ejection head," and an example of a liquid ejection head is a recording head that an inkjet recording device has. Furthermore, ink, a treatment liquid for improving the fixability of ink, a treatment liquid for improving gloss, etc. are collectively called "liquid."

[第1実施形態]
<記録装置の構成>
まず、第1実施形態に係る液体吐出ヘッドを有する液体吐出装置について、図1及び図2を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る記録ヘッドを有する記録装置の一部を破断して内部の概略構成を示す斜視図である。図2は、ヘッドユニットの構成を示す斜視図である。尚、本明細書では、液体吐出装置として、記録媒体に対してインクを吐出して記録するインクジェット記録装置(以下「記録装置」と略記する)を例として説明する。従って、この記録装置において、インクを吐出して記録する記録ヘッドが、液体を吐出する液体吐出ヘッドに相当することとなる。尚、図1に示すように、記録装置500の長手方向をX方向、短手方向をY方向、高さ方向をZ方向と定義する。
[First embodiment]
<Configuration of Recording Device>
First, a liquid ejection device having a liquid ejection head according to the first embodiment will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig. 1 is a perspective view showing a schematic internal configuration of a recording device having a recording head according to this embodiment, with a part cut away. Fig. 2 is a perspective view showing the configuration of a head unit. In this specification, an inkjet recording device (hereinafter abbreviated as "recording device") that ejects ink onto a recording medium to perform recording will be described as an example of a liquid ejection device. Therefore, in this recording device, the recording head that ejects ink to perform recording corresponds to the liquid ejection head that ejects liquid. As shown in Fig. 1, the longitudinal direction of the recording device 500 is defined as the X direction, the lateral direction is defined as the Y direction, and the height direction is defined as the Z direction.

記録装置500は、ヘッドユニット410が着脱可能なキャリッジ505を有する。キャリッジ505は、駆動プーリ503Aと従動プーリ503Bとに無端状に張設されたベルト501に取り付けられている。また、キャリッジ505は、ベルト501の延在方向に平行に設けられたガイドシャフト502に摺動可能に設けられている。キャリッジモータ504を駆動源とする駆動プーリ503Aが回転するとベルト501が回動し、キャリッジ505は、ガイドシャフト502に支持されながら矢印A方向で移動する。つまり、キャリッジ505は、駆動プーリ503Aの回転方向に応じて、矢印A方向に示すように往復移動可能な構成となっている。 The recording device 500 has a carriage 505 to which the head unit 410 can be detachably attached. The carriage 505 is attached to a belt 501 that is endlessly stretched between a drive pulley 503A and a driven pulley 503B. The carriage 505 is also slidably mounted on a guide shaft 502 that is arranged parallel to the extension direction of the belt 501. When the drive pulley 503A, which is driven by a carriage motor 504, rotates, the belt 501 rotates, and the carriage 505 moves in the direction of arrow A while being supported by the guide shaft 502. In other words, the carriage 505 is configured to be able to move back and forth as shown in the direction of arrow A according to the rotation direction of the drive pulley 503A.

記録装置500は、エンコーダセンサ508を有する。エンコーダセンサ508は、X方向に延在するリニアスケール507のスリットを検出する。記録装置500の制御部は、エンコーダセンサ508によるリニアスケール507の検出結果に基づいて、X方向におけるキャリッジ505の位置を検出する。 The recording device 500 has an encoder sensor 508. The encoder sensor 508 detects the slits of a linear scale 507 extending in the X direction. The control unit of the recording device 500 detects the position of the carriage 505 in the X direction based on the detection result of the linear scale 507 by the encoder sensor 508.

記録装置500は、搬送ローラ509と搬送ローラ510とから成る第1搬送ローラ対、及び、搬送ローラ511と搬送ローラ512とから成る第2搬送ローラ対を有する。これらの搬送ローラは、搬送モータによって回転し、記録媒体Pを矢印B方向に搬送する。第1搬送ローラ対は、記録媒体Pの搬送方向であるY方向の上流側に位置し、第2搬送ローラ対は、Y方向の下流側に位置する。第1搬送ローラ対及び第2搬送ローラ対は、Y方向において、ヘッドユニット410によりインクが吐出される領域を挟むように位置している。そして、第1搬送ローラ対及び第2搬送ローラ対は、記録媒体Pをニップしながら搬送することで、ヘッドユニット410における記録ヘッドと対向する位置において記録媒体Pの平滑性を維持している。 The recording device 500 has a first conveying roller pair consisting of conveying rollers 509 and 510, and a second conveying roller pair consisting of conveying rollers 511 and 512. These conveying rollers are rotated by a conveying motor to convey the recording medium P in the direction of arrow B. The first conveying roller pair is located upstream in the Y direction, which is the conveying direction of the recording medium P, and the second conveying roller pair is located downstream in the Y direction. The first conveying roller pair and the second conveying roller pair are located in the Y direction so as to sandwich the area where ink is ejected by the head unit 410. The first conveying roller pair and the second conveying roller pair convey the recording medium P while nipping it, thereby maintaining the smoothness of the recording medium P at a position facing the recording head in the head unit 410.

記録装置500では、制御部による記録動作が行われる。記録動作とは、キャリッジモータ504を駆動させながら、エンコーダセンサ508の検出結果に基づき、記録データに従ってヘッドユニット410の記録ヘッドによって、記録媒体Pに対してインクを吐出する動作である。制御部が記録動作を行うことにより、1バンド分の画像が記録媒体Pに記録される。その後、制御部によって、搬送モータを駆動して、1バンド分に相当する距離だけ記録媒体Pを矢印B方向に搬送する搬送動作を行う。記録装置500では、このようにして記録動作と搬送動作とを交互に繰り返し実行することによって、記録媒体Pに記録画像を形成していく。 In the recording device 500, a recording operation is performed by the control unit. The recording operation is an operation in which, while driving the carriage motor 504, the recording head of the head unit 410 ejects ink onto the recording medium P in accordance with recording data based on the detection results of the encoder sensor 508. When the control unit performs the recording operation, one band of image is recorded on the recording medium P. The control unit then drives the transport motor to perform a transport operation that transports the recording medium P in the direction of arrow B a distance equivalent to one band. In this way, the recording device 500 alternates between the recording operation and the transport operation to form a recorded image on the recording medium P.

また、記録装置500は、矢印A方向の一方の端部に位置するホームポジションにおいて、ヘッドユニット410の記録ヘッドに対するメンテナンスを行うための回復ユニット513を備えている。回復ユニット513は、記録ヘッドを保護するためのキャップ部材と、吸引してキャップ部材内に負圧を生じさせるポンプなどを備えている。 The recording device 500 also includes a recovery unit 513 for performing maintenance on the recording head of the head unit 410 at a home position located at one end in the direction of arrow A. The recovery unit 513 includes a cap member for protecting the recording head and a pump for suctioning to generate negative pressure within the cap member.

図1に示すように、4つのヘッドユニット410が、キャリッジ505に配されている。この4つのヘッドユニット410について、第1ヘッドユニットがシアンのインクを、第2ヘッドユニットがマゼンタのインクを、第3ヘッドユニットがイエローのインクを、第4ヘッドユニットがブラックのインクを吐出可能な構成となっている。各ヘッドユニット410は、内部にインクを収容するタンクと、タンクに収容されたインクを吐出するための記録ヘッドと、を備えている。また、ヘッドユニット410は、記録ヘッドに記録データや電力などを供給するための配線テープ402(図2参照)を備えている。図2に示すように、配線テープ402には、ヘッドユニット410をキャリッジ505に装着したときに、記録装置500と電気的に接続するための接点403が形成されている。 As shown in FIG. 1, four head units 410 are arranged on the carriage 505. The first head unit of the four head units 410 is configured to eject cyan ink, the second head unit to eject magenta ink, the third head unit to eject yellow ink, and the fourth head unit to eject black ink. Each head unit 410 includes a tank that contains ink and a recording head for ejecting the ink contained in the tank. The head unit 410 also includes a wiring tape 402 (see FIG. 2) for supplying recording data, power, and the like to the recording head. As shown in FIG. 2, the wiring tape 402 includes contacts 403 for electrically connecting the head unit 410 to the recording device 500 when the head unit 410 is attached to the carriage 505.

尚、本実施形態に係る記録装置500では、タンクと記録ヘッドとが一体型となったヘッドユニット410を採用する形態としたが、これに限定されるものではない。つまり、タンクと記録ヘッドとが分離された形態であっても良い。具体的には、キャリッジ505に記録ヘッドが設けられ、記録装置500内に着脱可能に設けられたタンクから、チューブなどを介して記録ヘッドにインクを供給する。この場合、色ごとにそれぞれ記録ヘッドを設けるようにしても良いし、4つのインクを吐出可能な記録ヘッドを1つだけ設けるようにしても良い。尚、記録装置500で用いるインクの数や吐出する液体の種類については、上で列挙したものに限定されるものではない。即ち、インクの数は、1色のみであってもよいし、2、3、または5色以上としても良く、また、液体の種類としては、インク以外の、記録媒体Pなどに所定の処理を行う処理液(定着液、光沢剤など)であっても良い。 In the recording device 500 according to the present embodiment, the head unit 410 is integrated with the tank and the recording head, but the present invention is not limited to this. In other words, the tank and the recording head may be separated. Specifically, the recording head is provided on the carriage 505, and ink is supplied to the recording head from a tank detachably provided in the recording device 500 via a tube or the like. In this case, a recording head may be provided for each color, or only one recording head capable of ejecting four inks may be provided. The number of inks used in the recording device 500 and the types of liquids ejected are not limited to those listed above. In other words, the number of inks may be only one color, or may be two, three, or five or more colors, and the type of liquid may be a processing liquid (fixing liquid, gloss agent, etc.) that performs a predetermined process on the recording medium P, other than ink.

<液体吐出ヘッド>
以下、液体吐出ヘッドの構成について、図3を用いて説明する。図3は、本実施形態に係る液体吐出ヘッドの例としての記録ヘッドを構成する記録素子基板100の概略構成を示す斜視片側断面図である。記録素子基板100は、液室172にインクを供給する液体供給路176と、液室172からインクを回収する液体回収路174とが形成された基板110を含んで構成されている。基板110の一方の面(第1面とする)には、インクを吐出するための複数の吐出口171から成る吐出口列が形成されたノズル部材170が設けられている。また、この第1面と対向する基板110の他方の面(第2面とする)には、カバープレート180が形成されている。
<Liquid ejection head>
The configuration of the liquid ejection head will be described below with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a perspective half-sectional view showing a schematic configuration of a recording element substrate 100 constituting a recording head as an example of a liquid ejection head according to this embodiment. The recording element substrate 100 includes a substrate 110 on which a liquid supply path 176 for supplying ink to a liquid chamber 172 and a liquid recovery path 174 for recovering ink from the liquid chamber 172 are formed. On one surface (hereinafter referred to as a first surface) of the substrate 110, a nozzle member 170 is provided on which an ejection port array consisting of a plurality of ejection ports 171 for ejecting ink is formed. In addition, on the other surface (hereinafter referred to as a second surface) of the substrate 110 facing the first surface, a cover plate 180 is formed.

液体供給路176及び液体回収路174は、ノズル部材170における吐出口列の伸長方向に沿って延在している。また、基板110の第1面には、液体供給路176と連通する複数の供給口173が吐出口列の伸長方向に沿って配列されている。さらに、基板110の第1面は、液体回収路174と連通する複数の回収口177が吐出口列の伸長方向に沿って配列されている。 The liquid supply path 176 and the liquid recovery path 174 extend along the extension direction of the ejection port array in the nozzle member 170. Furthermore, on the first surface of the substrate 110, a plurality of supply ports 173 communicating with the liquid supply path 176 are arranged along the extension direction of the ejection port array. Furthermore, on the first surface of the substrate 110, a plurality of recovery ports 177 communicating with the liquid recovery path 174 are arranged along the extension direction of the ejection port array.

基板110の第1面には、吐出口171と対応する位置に、インクを熱エネルギーによって発泡させるための熱作用部が形成されている。この熱作用部は、インクを吐出させて記録を行うための記録素子150(記録素子について、「発熱抵抗体」、「発熱抵抗素子」、「電気熱変換素子」とも称する)(図4参照)と、発熱抵抗体150を保護する耐キャビ層を兼ねる電極(第1計測電極301)とから成る。熱作用部は、ノズル部材に形成された液室内172に位置する。 A thermal action section for foaming the ink with thermal energy is formed on the first surface of the substrate 110 at a position corresponding to the ejection port 171. This thermal action section is made up of a recording element 150 (the recording element is also called a "heating resistor", "heating resistance element" or "electrothermal conversion element") (see FIG. 4) for ejecting ink to perform recording, and an electrode (first measurement electrode 301) that also serves as a cavitation-resistant layer to protect the heating resistor 150. The thermal action section is located inside a liquid chamber 172 formed in the nozzle member.

また、基板110の第1面には、基板110に設けられた電気配線(不図示)によって発熱抵抗体150と電気的に接続される端子190が形成されている。従って、発熱抵抗体150は、外部の配線基板(不図示)を介して入力されるパルス信号に基づいて発熱して、液室172内のインクを沸騰させる。この沸騰による発泡の力で、インクが吐出口171から吐出される。 In addition, a terminal 190 is formed on the first surface of the substrate 110, which is electrically connected to the heating resistor 150 by electrical wiring (not shown) provided on the substrate 110. Therefore, the heating resistor 150 generates heat based on a pulse signal input via an external wiring board (not shown), boiling the ink in the liquid chamber 172. The force of bubbles caused by this boiling causes the ink to be ejected from the ejection port 171.

カバープレート180には、液体供給路176に連通する開口175、液体回収路174に連通する開口(不図示)が設けられている。この開口175から記録ヘッドにインクが供給され、液体回収路174に連通する開口を介して記録ヘッドからインクが回収される。従って、記録素子基板100において、矢印Cに示すように、インクは、開口175、液体供給路176、供給口173を通って液室172へ供給される。また、液室172に供給されたインクは、回収口177、液体回収路174、液体回収路174に連通する開口を通って回収される。 The cover plate 180 is provided with an opening 175 that communicates with the liquid supply path 176 and an opening (not shown) that communicates with the liquid recovery path 174. Ink is supplied to the recording head from this opening 175, and ink is recovered from the recording head through an opening that communicates with the liquid recovery path 174. Therefore, in the recording element substrate 100, as shown by arrow C, ink is supplied to the liquid chamber 172 through the opening 175, the liquid supply path 176, and the supply port 173. In addition, the ink supplied to the liquid chamber 172 is recovered through the recovery port 177, the liquid recovery path 174, and an opening that communicates with the liquid recovery path 174.

<液体吐出ヘッド用基板>
図4は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド用基板として、記録素子基板100を模式的に示す断面図である。
<Liquid ejection head substrate>
FIG. 4 is a cross-sectional view that shows a schematic diagram of a recording element substrate 100 as a liquid ejection head substrate according to this embodiment.

半導体素子(不図示)が形成される記録素子基板100には、発熱抵抗体150が設けられる。発熱抵抗体150の上部には、液体と発熱抵抗体150との間での絶縁性を確保するための絶縁性の保護層(図示せず)が形成され、その上にはキャビテーションによる衝撃やインクによる化学的作用から発熱抵抗体を保護するための耐キャビ層120が形成される。耐キャビ層120の上には、ノズル部材170が形成されており、ノズル材料で覆われた液室172には液体が満たされ、ノズル部材170には液体を吐出するための吐出口171が設けられる。発熱抵抗体150は電気エネルギーを与えられることで発熱し、発熱抵抗体150の上部にある液体の一部に吐出エネルギーとなる熱を付与する。尚、発熱抵抗体は、「発熱(抵抗)素子」とも称する。 A heating resistor 150 is provided on the recording element substrate 100 on which a semiconductor element (not shown) is formed. An insulating protective layer (not shown) is formed on the heating resistor 150 to ensure insulation between the liquid and the heating resistor 150, and a cavitation-resistant layer 120 is formed on the insulating layer 150 to protect the heating resistor from impacts due to cavitation and chemical reactions due to ink. A nozzle member 170 is formed on the cavitation-resistant layer 120, and a liquid chamber 172 covered with a nozzle material is filled with liquid, and the nozzle member 170 is provided with an ejection port 171 for ejecting the liquid. The heating resistor 150 generates heat when given electrical energy, and imparts heat, which becomes ejection energy, to a part of the liquid above the heating resistor 150. The heating resistor is also called a "heating (resistance) element."

<コゲ除去>
図4に示すように、記録素子基板100には、耐キャビ層120によって第1電極121及び第2電極122が形成されている。第1電極121と第2電極122とは、電源142及びスイッチ141を有する配線経路により電気的に接続されており、液室172内の液体を介して電気的な閉回路を形成し得る。この閉回路を構成する構成要素を「クリーニング手段」と呼ぶ。このように、第1電極121と第2電極122とは、電気的に接続可能に設けられている。尚、クリーニング手段は、液体吐出ヘッドに設けても良いし、液体吐出ヘッドではなく記録装置に設けても良い。
<Removing burnt food>
As shown in Fig. 4, a first electrode 121 and a second electrode 122 are formed on the recording element substrate 100 by a cavitation-resistant layer 120. The first electrode 121 and the second electrode 122 are electrically connected by a wiring path having a power source 142 and a switch 141, and can form an electrical closed circuit via the liquid in the liquid chamber 172. The components that make up this closed circuit are called "cleaning means." In this way, the first electrode 121 and the second electrode 122 are provided so as to be electrically connectable. The cleaning means may be provided in the liquid ejection head, or may be provided in the recording device instead of the liquid ejection head.

発熱抵抗体150によって、記録(印刷)動作中に所定回数、熱エネルギーが付与されるところ、当該付与の間は、クリーニング手段において、スイッチ141が開放されているか、電源142からの電力供給を停止している。その後、発熱抵抗体150の発熱部上部の第1電極121表面にある程度コゲが溜まった後、コゲ除去のためのクリーニング処理を行う。クリーニング処理では、クリーニング手段の回路を閉じることで、第1電極121と液体との界面で電気化学反応を生起する。この電気化学反応により、第1電極121の表面を液体中に溶出させることで、第1電極121の表面に付着したコゲを除去する。 The heating resistor 150 applies heat energy a predetermined number of times during a recording (printing) operation, and during this application, the switch 141 of the cleaning means is open or the power supply from the power source 142 is stopped. After a certain amount of kogane has accumulated on the surface of the first electrode 121 above the heating portion of the heating resistor 150, a cleaning process is performed to remove the kogane. In the cleaning process, an electrochemical reaction occurs at the interface between the first electrode 121 and the liquid by closing the circuit of the cleaning means. This electrochemical reaction dissolves the surface of the first electrode 121 into the liquid, removing the kogane adhering to the surface of the first electrode 121.

記録ヘッドは、その内部に、第1電極121と、第2電極122と、配線経路の一部を構成する配線層と、を有する。一般的な記録装置は、スイッチ141、電源142を記録ヘッドの外部に有するが、場合よっては、スイッチ141を記録ヘッドの内部に有することもある。 The recording head has a first electrode 121, a second electrode 122, and a wiring layer that forms part of the wiring path. A typical recording device has a switch 141 and a power supply 142 outside the recording head, but in some cases, the switch 141 may be inside the recording head.

<抵抗値を用いる残膜厚の推定方法>
図4に示すように、記録素子基板100は、第1電極の膜厚に関連した値を計測するための計測手段300として、第1計測電極301及び第2計測電極302を有する。計測手段300によって得られた情報は、液体吐出ヘッドに搭載されるメモリ310(図6参照)に記憶される。メモリ310は記録素子基板100に形成しても良いし、または、液体吐出ヘッド内であれば記録素子基板100の外部にあってもよい。メモリ310は例えば、液体吐出ヘッドに搭載されるEEPROMであっても良い。
<Method for estimating remaining film thickness using resistance value>
As shown in Fig. 4, the recording element substrate 100 has a first measurement electrode 301 and a second measurement electrode 302 as a measurement means 300 for measuring a value related to the film thickness of the first electrode. Information obtained by the measurement means 300 is stored in a memory 310 (see Fig. 6) mounted on the liquid ejection head. The memory 310 may be formed on the recording element substrate 100, or may be outside the recording element substrate 100 as long as it is within the liquid ejection head. The memory 310 may be, for example, an EEPROM mounted on the liquid ejection head.

計測手段300は、第1計測電極301と、第2計測電極302と、を有する。第1計測電極301と第2計測電極302とは、電源142及びスイッチ141を有する配線経路により電気的に接続されており、液室172内の液体を介して電気的な閉回路を形成し得る。第1計測電極301及び第2計測電極302は、第1電極121及び第2電極122と同じ材料で形成され、例えばイリジウムやルテニウムなどの電気化学反応によって溶出可能な金属を含む材料で形成することができる。また、第1計測電極301は第1電極121と同じパターンで形成されることが好ましく、第2計測電極302は第2電極122と同じパターンで形成されることが好ましい。 The measuring means 300 has a first measuring electrode 301 and a second measuring electrode 302. The first measuring electrode 301 and the second measuring electrode 302 are electrically connected by a wiring path having a power source 142 and a switch 141, and can form an electrical closed circuit via the liquid in the liquid chamber 172. The first measuring electrode 301 and the second measuring electrode 302 are formed of the same material as the first electrode 121 and the second electrode 122, and can be formed of a material containing a metal that can be dissolved by an electrochemical reaction, such as iridium or ruthenium. In addition, it is preferable that the first measuring electrode 301 is formed in the same pattern as the first electrode 121, and it is preferable that the second measuring electrode 302 is formed in the same pattern as the second electrode 122.

計測手段300によってインク吐出を行うことはないため、第1計測電極301に対して、実際にコゲ除去を行わないが、前述のコゲ除去と同様に第1計測電極301と第2計測電極302との間に電圧を印加することで、電気化学反応を生起する。これを「仮想コゲ除去」と呼ぶ。また、第1計測電極301は、計測手段300の抵抗値を測定するための測定手段700に接続される。この測定手段700によって、第1計測電極301の抵抗値を測定することができる。本実施形態では、測定手段700は液体吐出ヘッドの内部に設けられているが、液体吐出ヘッドの外部にあっても良い。抵抗値の測定は、抵抗値を測定する第1計測電極301に電位をかける必要があるため、仮想コゲ除去を実行していないときに実行することが好ましい。第1計測電極301は、仮想コゲ除去を行うごとに電気化学反応によって表面がインク中に溶出し、その結果、第1計測電極301の膜厚が薄くなる。図5を用いて後述するように、膜厚が薄くなると、第1計測電極301の抵抗値が高くなる。従って、この性質を利用し、測定した抵抗値と、抵抗値に関する所定の閾値との間の大小関係に基づき、耐キャビ層120によって形成される第1電極121(耐キャビ膜)の残膜厚を推定できる。 Since the measurement means 300 does not eject ink, the first measurement electrode 301 is not actually subjected to kogane removal, but an electrochemical reaction occurs by applying a voltage between the first measurement electrode 301 and the second measurement electrode 302, as in the above-mentioned kogane removal. This is called "virtual kogane removal". The first measurement electrode 301 is connected to a measurement means 700 for measuring the resistance value of the measurement means 300. The measurement means 700 can measure the resistance value of the first measurement electrode 301. In this embodiment, the measurement means 700 is provided inside the liquid ejection head, but it may be outside the liquid ejection head. Since it is necessary to apply a potential to the first measurement electrode 301 whose resistance value is measured, it is preferable to measure the resistance value when virtual kogane removal is not being performed. The surface of the first measurement electrode 301 is dissolved into the ink by an electrochemical reaction every time virtual kogane removal is performed, and as a result, the film thickness of the first measurement electrode 301 becomes thinner. As will be described later with reference to FIG. 5, as the film thickness becomes thinner, the resistance value of the first measurement electrode 301 becomes higher. Therefore, by utilizing this property, the remaining thickness of the first electrode 121 (cavity-resistant film) formed by the cavity-resistant layer 120 can be estimated based on the magnitude relationship between the measured resistance value and a predetermined threshold value related to the resistance value.

ここで、膜厚と抵抗値との関係について、図5を用いて説明する。図5は、第1計測電極301の膜厚と抵抗値との関係を説明するための図である。図5(a)は第1計測電極301の膜厚が相対的に厚い状態を模式的に示し、図5(b)は、図5(a)より膜厚が薄い状態を、図5(c)は、図5(b)より膜厚が薄い状態を示す。図5(d)は、膜厚と抵抗値との関係を示すグラフであって、図5(d)において、図5(a)~(c)の各膜厚に対応する点がプロットされている。 The relationship between film thickness and resistance will now be described with reference to FIG. 5. FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the film thickness of the first measurement electrode 301 and the resistance. FIG. 5(a) shows a schematic diagram of the first measurement electrode 301 in a relatively thick state, FIG. 5(b) shows a state in which the film thickness is thinner than that of FIG. 5(a), and FIG. 5(c) shows a state in which the film thickness is thinner than that of FIG. 5(b). FIG. 5(d) is a graph showing the relationship between film thickness and resistance, and points corresponding to each film thickness of FIGS. 5(a) to (c) are plotted in FIG. 5(d).

図5(d)における符号(a)に示すように、第1計測電極301の膜厚が厚いとき、第1計測電極301の抵抗値は低い。その後、仮想コゲ除去を実行することで、第1計測電極301の表面がインク中に溶出し第1計測電極301の膜厚が薄くなるにつれて、図5(d)の符号(b)、(c)に示すように、第1計測電極301の抵抗値は高くなる。仮想コゲ除去と抵抗値測定とは交互に実行し、抵抗値がある一定値以上になるまでの時間を計測し、その時間の情報をメモリ310に記憶する。 As shown by the symbol (a) in FIG. 5(d), when the thickness of the first measurement electrode 301 is thick, the resistance value of the first measurement electrode 301 is low. Then, by performing virtual kogation removal, the surface of the first measurement electrode 301 dissolves into the ink and the thickness of the first measurement electrode 301 becomes thinner, and as shown by the symbols (b) and (c) in FIG. 5(d), the resistance value of the first measurement electrode 301 increases. Virtual kogation removal and resistance value measurement are performed alternately, and the time until the resistance value reaches a certain value or more is measured, and the information on that time is stored in memory 310.

例えば、第1計測電極301が全て液体に接するように形成されていれば、電位をかけ続けることによって第1計測電極301は溶出して、抵抗値が極めて高い状態、いわゆるオープン状態となる。時間を計測する手段(時間計測手段とする)は、オープン状態になるまでの時間を計測し、書込手段は、該計測した時間の情報をメモリに記憶する。尚、抵抗値を測定するための測定手段、時間を計測するための時間計測手段、情報をメモリに書き込むための書込手段は、ヘッドの内部にあっても外部にあっても良い。 For example, if the first measurement electrode 301 is formed so that it is entirely in contact with the liquid, continued application of a potential will cause the first measurement electrode 301 to dissolve, resulting in an extremely high resistance value, or in a so-called open state. A means for measuring time (time measurement means) measures the time until the open state is reached, and a writing means stores information about the measured time in memory. Note that the measuring means for measuring the resistance value, the time measurement means for measuring the time, and the writing means for writing information into memory may be located inside or outside the head.

仮想コゲ除去の条件は、実際にヘッドを駆動するときのコゲ除去の条件と同じであることが好ましい。直流電流によって仮想コゲ除去を行っても良いし、パルスによって仮想コゲ除去を行っても良い。仮想コゲ除去の条件と、実際にヘッドを駆動するときのコゲ除去の条件とが同じであれば、上記の時間計測手段によって計測した時間が、実際のヘッド駆動時のコゲ除去が可能な時間となる。この仮想コゲ除去は、例えばヘッド(または記録装置)を出荷する前の電気検査などで実行することができる。これにより、ヘッド毎に、コゲ除去を実行可能な時間の情報がメモリに記憶されたヘッドとなる。また、仮想コゲ除去を実行するその他のタイミングとして、ヘッドを規則装置本体に装着した直後の初期状態のときに実行しても良い。 The conditions for virtual kogation removal are preferably the same as the conditions for kogation removal when the head is actually driven. Virtual kogation removal may be performed using a direct current or a pulse. If the conditions for virtual kogation removal are the same as the conditions for kogation removal when the head is actually driven, the time measured by the time measurement means described above will be the time for which kogation removal is possible when the head is actually driven. This virtual kogation removal can be performed, for example, during electrical testing before the head (or recording device) is shipped. This results in a head with information about the time for which kogation removal can be performed stored in memory for each head. Another timing for performing virtual kogation removal is when the head is in the initial state immediately after it is attached to the recording device main body.

尚、出荷前などにおける仮想コゲ除去の条件については、実際にヘッドを駆動するときのコゲ除去の条件と変えても良い。この場合、抵抗値が所定量だけ変化するのに必要な時間に関しての、条件違いによる時間差を把握し、この時間差に基づく補正(差分の加算など)を行うことで、実際にヘッドを駆動するときの、コゲ除去を実行可能な時間を推定できる。例えば、1V~3V程度で実際のコゲ除去を実行するのに対して、10V以上で仮想コゲ除去を実行する場合、第1計測電極301の溶出は著しく進行するので、それに合わせた補正が必要となる。このように、条件を変更し、それに合わせて補正することで、計測手段の計測に要する時間を短縮できる。 The conditions for virtual kogation removal before shipment, etc. may be changed from the conditions for kogation removal when the head is actually driven. In this case, the time difference due to different conditions in the time required for the resistance value to change by a specified amount is understood, and a correction based on this time difference (such as adding the difference) is made, thereby estimating the time in which kogation removal can be performed when the head is actually driven. For example, when performing virtual kogation removal at 10 V or higher, while performing actual kogation removal at around 1 V to 3 V, the dissolution of the first measurement electrode 301 progresses significantly, and a correction corresponding to this will be necessary. In this way, by changing the conditions and making corrections accordingly, the time required for measurement by the measurement means can be shortened.

<コゲ除去を実行可能な時間を計測する計測処理(第1計測処理)>
図6は、本実施形態に係る、仮想コゲ除去の実行により、コゲ除去を実行可能な時間を計測する計測処理の1つとして、第1計測処理の流れを示すフローチャートである。尚、以下の各ステップの処理に関して、特に明示がなければ、記録装置が有するCPUによって実行される。
<Measurement Process for Measuring Time Available for Kognet Removal (First Measurement Process)>
6 is a flowchart showing the flow of a first measurement process as one of the measurement processes for measuring the time during which kogation removal can be performed by performing virtual kogation removal according to the present embodiment. Note that, unless otherwise specified, the process of each of the following steps is executed by the CPU of the recording device.

まず、ステップS601において、仮想コゲ除去を所定の電圧で開始すると同時に、仮想コゲ除去を実行した時間(仮想コゲ除去の実行時間)の計測を開始する。後述するように、S601~S604の各処理について、場合によっては繰り返し実行されるところ、本ステップにおける仮想コゲ除去の実行時間の計測は、かかる繰り返しにわたる累積実行時間を得るために行われる。本ステップ後、一定時間の仮想コゲ除去が行われる。尚、以降「ステップS~」を「S~」と略記する。 First, in step S601, virtual kogation removal is started at a predetermined voltage, and at the same time, measurement of the time during which virtual kogation removal is performed (virtual kogation removal execution time) is started. As described below, each process from S601 to S604 may be executed repeatedly in some cases, and the execution time of virtual kogation removal in this step is measured to obtain the cumulative execution time over such repetitions. After this step, virtual kogation removal is performed for a certain period of time. Note that hereinafter, "step S~" will be abbreviated to "S~".

S602において、仮想コゲ除去を終了すると同時に、仮想コゲ除去の実行時間の計測を停止する。 In S602, the virtual kogation removal is terminated and the measurement of the execution time of the virtual kogation removal is stopped.

S603において、抵抗値を測定する。 In S603, the resistance value is measured.

S604において、直近のS603で取得した抵抗値が、所定の閾値以上か判定する。本ステップの判定結果が真の場合、所定の膜厚以下になったとみなし、S605に進む。一方、本ステップの判定結果が偽の場合、S601に戻り、一定時間の仮想コゲ除去が再び実行される。尚、本ステップで用いる所定の閾値は、図5(d)に示したテーブル等を用いて決めて良く、予めメモリに格納されている。 In S604, it is determined whether the resistance value obtained in the most recent step S603 is equal to or greater than a predetermined threshold value. If the determination result in this step is true, it is assumed that the film thickness has fallen below a predetermined thickness, and the process proceeds to S605. On the other hand, if the determination result in this step is false, the process returns to S601, and virtual kogation removal is performed again for a certain period of time. The predetermined threshold value used in this step may be determined using a table such as that shown in FIG. 5(d), and is stored in advance in memory.

S605において、第1電極121に対するコゲ除去はどの程度実行可能であるのかを示す情報(実行許容性に関する情報)として、第1計測電極301に対して仮想コゲ除去を実行した累積時間の情報を、メモリに書き込む。本ステップで書き込まれた情報は、実際に記録動作を行う際に用いられ、例えば、当該情報が示す累積時間と、実際にコゲ除去を実行した累積時間との間の大小関係に基づいて、記録ヘッドの寿命が来たかを判定する。かかる判定結果に基づく通知を行うことで、ヘッド交換が必要なことを、ユーザに適切なタイミングで通知することが可能である。 In S605, information on the accumulated time for which virtual kogation removal has been performed on the first measurement electrode 301 is written to memory as information indicating to what extent kogation removal on the first electrode 121 can be performed (information on execution acceptability). The information written in this step is used when actually performing a recording operation, and it is determined whether the recording head has reached the end of its life, for example, based on the magnitude relationship between the accumulated time indicated by the information and the accumulated time for which kogation removal has actually been performed. By providing a notification based on the result of such a determination, it is possible to notify the user at an appropriate time that head replacement is necessary.

<液体の種類ごとに計測手段を設ける構成>
コゲ除去を行う際の電気化学反応は、第1電極の材料や液体の種類によって異なる。1つのヘッドを使用していれば、一般的に第1電極は1つの材料で形成されるが、液体については、複数種類の液体を使用することが多い。特に、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックといったインクを使用することが多く、これらは液体中に含まれる成分が異なる。このように液体の種類が異なるため、電気化学反応が異なり、コゲ除去を実行可能な時間も異なる可能性がある。従って、液体の種類ごとに、少なくとも1つの計測手段を設けることが好ましい。
<Configuration in which a measuring means is provided for each type of liquid>
The electrochemical reaction during kogation removal varies depending on the material of the first electrode and the type of liquid. When one head is used, the first electrode is generally made of one material, but multiple types of liquid are often used. In particular, inks such as cyan, magenta, yellow, and black are often used, and the components contained in the liquid differ. Since the types of liquid differ in this way, the electrochemical reaction differs, and the time during which kogation removal can be performed may also differ. Therefore, it is preferable to provide at least one measuring means for each type of liquid.

図7は、記録素子基板上の耐キャビ層及びメモリ310のみを表した図である。記録素子基板には4列のノズル列(不図示)があり、それに応じて発熱抵抗体(不図示)と耐キャビ層が並ぶ。各列は、インクの色に対応しており、列ごと(色ごとに)に計測手段300を有している。列ごとに仮想コゲ除去を行い、コゲ除去を実行可能な時間を計測し、該計測によって取得した時間の情報をメモリ310に記憶する。 Figure 7 shows only the cavity-resistant layer and memory 310 on the recording element substrate. The recording element substrate has four nozzle rows (not shown), and the heating resistors (not shown) and cavity-resistant layers are arranged accordingly. Each row corresponds to an ink color, and each row (each color) has a measurement means 300. Virtual kogation removal is performed for each row, and the time available for kogation removal is measured, and the time information obtained by this measurement is stored in memory 310.

<計測手段の配置:ダミー用の発熱抵抗体の上に存在する耐キャビ層を利用する構成>
記録素子基板では、実際にインク吐出を行うための発熱抵抗体の横にダミー用の発熱抵抗体及び耐キャビ層を形成することがある。この形成の理由は、例えば、吐出口列において、列端に存在する発熱抵抗体部が、列中央の発熱抵抗体部に比べて熱が逃げやすい場合に、保温用に用いるためである。このダミー用の発熱抵抗体の領域では実際にはインク吐出が行われない。そのため、ダミー用の発熱抵抗体の上に存在する耐キャビ層を計測手段の一部として利用できる。
<Measurement means arrangement: Configuration using the cavity-resistant layer on top of the dummy heating resistor>
In the recording element substrate, a dummy heating resistor and a cavity-resistant layer may be formed next to the heating resistor that actually ejects ink. The reason for this is, for example, that in an ejection port array, the heating resistor portion at the end of the array is used for heat retention when heat is more likely to escape than the heating resistor portion at the center of the array. Ink is not actually ejected in the area of this dummy heating resistor. Therefore, the cavity-resistant layer that exists on the dummy heating resistor can be used as part of the measurement means.

記録素子基板の端(図7中の上側、下側)にはダミー用の発熱抵抗体の上に存在する耐キャビ層340がある。この耐キャビ層340の領域ではインク吐出が行われないため、キャビテーションが発生しないことから、キャビテーションによる衝撃からの保護という観点では、耐キャビ層は不要である。但し、このような耐キャビ層340を計測手段として利用することで、計測手段用のパターンを新たに設ける必要がなくなる。 At the ends of the recording element substrate (upper and lower sides in Figure 7), there is a cavitation-resistant layer 340 that exists on top of the dummy heating resistors. In the area of this cavitation-resistant layer 340, ink is not ejected and cavitation does not occur, so the cavitation-resistant layer is not necessary from the standpoint of protection from impacts due to cavitation. However, by using such a cavitation-resistant layer 340 as a measurement means, there is no need to provide a new pattern for the measurement means.

<本実施形態の効果>
本実施形態によると、ヘッド毎の様々な製造ばらつきがあっても、適切なコゲ除去を実行可能な回数を正確に把握してヘッド毎に設定することが可能になる。
<Effects of this embodiment>
According to this embodiment, even if there are various manufacturing variations between heads, it is possible to accurately grasp the number of times that appropriate kogation removal can be performed and set this for each head.

また、ヘッドが初期状態のときの1回の測定により、膜厚を考慮したコゲ除去実行可能な回数を決定できる。そのため、ヘッドの使用中に残膜厚を確認するようなプロセスが必要なくなり、デッドタイムを少なくすることが可能である。 In addition, the number of times kogation removal can be performed, taking into account the film thickness, can be determined by a single measurement when the head is in its initial state. This eliminates the need for a process to check the remaining film thickness while the head is in use, making it possible to reduce dead time.

[その他の実施形態]
<反射率を用いる残膜厚の推定方法>
図8は、本開示に係る液体吐出ヘッド用基板として、抵抗値の代わりに反射率を用いることで残膜厚が推定される記録素子基板100を模式的に示す断面図である。図8に示すように、記録素子基板100の上部には、計測手段300に含まれる第1計測電極301の反射率を測定する反射率測定手段350が設けられている。反射率測定手段350によって第1計測電極301の反射率を測定し、当該測定した反射率に基づいて、第1計測電極301の残膜厚を推定できる。反射率を測定するための反射率測定手段、反射率が所定の閾値以下になるまでの時間を計測するための時間計測手段、計測により取得した時間の情報をメモリに書き込むための書込手段は、ヘッドの外部にあっても良い。例えば、反射率を光学的に計測する手段を記録装置本体が有していても良い。この場合、製造工場におけるヘッド出荷前の電気検査などでは、記録装置本体と同等な方法で反射率を計測することが好ましい。
[Other embodiments]
<Method for estimating remaining film thickness using reflectance>
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a recording element substrate 100 in which the remaining film thickness is estimated by using reflectance instead of resistance as a substrate for a liquid ejection head according to the present disclosure. As shown in FIG. 8, a reflectance measuring means 350 for measuring the reflectance of a first measurement electrode 301 included in the measuring means 300 is provided on the upper part of the recording element substrate 100. The reflectance measuring means 350 measures the reflectance of the first measurement electrode 301, and the remaining film thickness of the first measurement electrode 301 can be estimated based on the measured reflectance. The reflectance measuring means for measuring the reflectance, the time measuring means for measuring the time until the reflectance becomes equal to or less than a predetermined threshold, and the writing means for writing the time information obtained by the measurement into the memory may be located outside the head. For example, the recording device main body may have a means for optically measuring the reflectance. In this case, in electrical inspection before the head is shipped at the manufacturing factory, it is preferable to measure the reflectance in the same manner as the recording device main body.

前述の通り、反射率測定手段350は、吐出口上部から光を入射し、第1計測電極301で反射された光の量に基づき第1計測電極301の反射率を測定し、当該測定によって取得された反射率に基づき膜厚が推定される。例えば、耐キャビ層として使用されるイリジウムのような金属材料は反射率が比較的高い。従って、イリジウムが十分に残存する場合には反射率は高い。これに対し、仮想コゲ除去によってイリジウムが溶解し消失した場合、下層の絶縁膜層や発熱抵抗体で光が反射するため、反射率は低下する。かかる性質を利用し、計測手段で反射率を計測し、当該計測された反射率に基づき、反射率と膜厚との相関関係を表すテーブルを用いることで、仮想コゲ除去を実行した後の第1計測電極301の膜厚を推定できる。尚、前述のテーブルは予め用意され、記録装置のメモリに格納されて良い。 As described above, the reflectance measuring means 350 measures the reflectance of the first measurement electrode 301 based on the amount of light reflected by the first measurement electrode 301 by irradiating light from the upper part of the discharge port, and the film thickness is estimated based on the reflectance obtained by the measurement. For example, metal materials such as iridium used as a cavity-resistant layer have a relatively high reflectance. Therefore, when sufficient iridium remains, the reflectance is high. In contrast, when the iridium is dissolved and disappeared due to virtual kogation removal, the reflectance decreases because light is reflected by the insulating film layer and heating resistor below. By utilizing such a property, the reflectance is measured by the measuring means, and the film thickness of the first measurement electrode 301 after virtual kogation removal is performed can be estimated by using a table showing the correlation between reflectance and film thickness based on the measured reflectance. The above-mentioned table may be prepared in advance and stored in the memory of the recording device.

<反射率を用いて、コゲ除去を実行可能な時間を計測する計測処理(第2計測処理)>
図9は、コゲ除去を実行可能な時間を計測する計測処理の1つとして、第2計測処理の流れを示すフローチャートである。尚、以下の各ステップの処理に関して、特に明示がなければ、記録装置が有するCPUによって実行される。
<Measurement Process for Measuring the Time Available for Kogation Removal Using Reflectance (Second Measurement Process)>
9 is a flowchart showing the flow of a second measurement process as one of the measurement processes for measuring the time during which kogation removal can be performed. Note that, unless otherwise specified, the process of each step below is executed by the CPU of the recording device.

まず、S901において、仮想コゲ除去を所定の電圧で開始すると同時に、仮想コゲ除去を実行した時間(仮想コゲ除去の実行時間)の計測を開始する。後述するように、S901~S904の各処理について、場合によっては繰り返し実行されるところ、本ステップにおける実行時間の計測は、かかる繰り返しにわたる累積実行時間を得るために行われる。本ステップ後、一定時間の仮想コゲ除去が行われる。 First, in S901, virtual kogation removal is started at a predetermined voltage, and at the same time, measurement of the time during which virtual kogation removal is performed (virtual kogation removal execution time) is started. As described below, each process from S901 to S904 may be executed repeatedly in some cases, and the execution time in this step is measured to obtain the cumulative execution time over such repetitions. After this step, virtual kogation removal is performed for a certain period of time.

S902において、仮想コゲ除去を終了すると同時に、仮想コゲ除去の実行時間の計測を停止する。 In S902, the virtual kogane removal is terminated and the measurement of the execution time of the virtual kogane removal is stopped.

S903において、反射率を測定する。 In step S903, the reflectance is measured.

S904において、直近のS903で取得した反射率が、所定の閾値以下か判定する。本ステップの判定結果が真の場合、所定の膜厚以下になったとみなし、S905に進む。一方、本ステップの判定結果が偽の場合、S901に戻り、一定時間の仮想コゲ除去が再び実行される。 In S904, it is determined whether the reflectance obtained in the most recent S903 is equal to or less than a predetermined threshold. If the determination result in this step is true, it is assumed that the film thickness has fallen below a predetermined thickness, and the process proceeds to S905. On the other hand, if the determination result in this step is false, the process returns to S901, and virtual kogation removal is performed again for a certain period of time.

S905において、仮想コゲ除去の実行時間(累積時間)の情報を、メモリに書き込む。 In S905, information on the execution time (accumulated time) of the virtual kogation removal is written to memory.

<仮想コゲ除去の実行回数を用いる残膜厚の推定方法>
前述の実施形態では、仮想コゲ除去を実行した時間の累積値を用いたが(図6、S601→・・・S604NO→S601)、仮想コゲ除去を実行した回数の累積値を用いても良い。
<Method for estimating remaining film thickness using the number of times virtual kogation removal is performed>
In the above embodiment, the cumulative value of the time during which virtual kogation removal was performed was used (FIG. 6, S601->S604 NO->S601), but the cumulative value of the number of times virtual kogation removal was performed may also be used.

コゲ除去を実行する際は、1回のコゲ除去でどの程度のコゲ除去を実行するか予め決定している場合が多い。具体的に例えば、30秒間直流電流を流すことでコゲ除去を行う形態がある。この形態では、30秒間直流電流を流すことを1回の仮想コゲ除去とし、仮想コゲ除去の実行回数をカウントして、このカウント値の情報をメモリに記録する。 When performing kogation removal, it is often determined in advance how much kogation removal will be performed in one kogation removal session. Specifically, for example, one mode of kogation removal involves passing a direct current for 30 seconds. In this mode, passing a direct current for 30 seconds constitutes one virtual kogation removal session, and the number of times the virtual kogation removal session is performed is counted and the count value information is recorded in memory.

他の形態として、パルスで電流を流すことでコゲ除去を行う形態がある。具体的に例えば、100パルス印加で1回のコゲ除去とする形態である。この形態でも、上記の30秒間直流電流を流す形態と同様、100パルス印加を1回のコゲ除去とし、仮想コゲ除去の実行回数をカウントして、このカウント値の情報をメモリに記録する。 Another form is to remove kogation by passing a current in pulses. Specifically, for example, one kogation removal is performed by applying 100 pulses. In this form, as with the above-mentioned form in which a direct current is passed for 30 seconds, one kogation removal is performed by applying 100 pulses, and the number of times virtual kogation removal is performed is counted and the information on this count value is recorded in memory.

<コゲ除去を実行可能な回数を計測する計測処理(第3計測処理)>
図10は、コゲ除去を実行可能な回数を計測する計測処理の1つとして、第3計測処理の流れを示すフローチャートである。尚、以下の各ステップの処理に関して、特に明示がなければ、記録装置が有するCPUによって実行される。
<Measurement Process for Measure the Number of Times Kognetization Removal Can Be Executed (Third Measurement Process)>
10 is a flowchart showing the flow of a third measurement process, which is one of the measurement processes for measuring the number of times that kogation removal can be performed. Note that, unless otherwise specified, the process of each of the following steps is executed by the CPU of the recording device.

まず、S1001において、コゲ除去の実行回数のカウントを開始する。後述するように、S1001~S1004の各処理について、場合によっては繰り返し実行されるところ、本ステップにおけるカウントは、かかる繰り返しにわたる累積カウント値を得るために行われる。尚、カウント値の初期値は0であり、S1002及びS1003が実行されるたびに1加算される。 First, in S1001, the number of times kogation removal is performed is counted. As described below, each process of S1001 to S1004 may be executed repeatedly in some cases, and the count in this step is performed to obtain a cumulative count value across such repetitions. The initial value of the count value is 0, and 1 is added each time S1002 and S1003 are executed.

S1002において、仮想コゲ除去を所定の電圧で開始する。本ステップ後、一定時間の仮想コゲ除去が行われる。 In S1002, virtual kogation removal is started at a predetermined voltage. After this step, virtual kogation removal is performed for a certain period of time.

S1003において、仮想コゲ除去を終了する。 In S1003, virtual kogation removal is completed.

S1004において、抵抗値を測定する。 In S1004, the resistance value is measured.

S1005において、直近のS1004で取得した抵抗値が、所定の閾値以上か判定する。本ステップの判定結果が真の場合、所定の膜厚以下になったとみなし、S1006に進む。一方、本ステップの判定結果が偽の場合、S1002に戻り、一定時間の仮想コゲ除去が再び実行される。尚、本ステップで用いる所定の閾値は、図5(d)に示したテーブル等を用いて決めて良く、予めメモリに格納されている。 In S1005, it is determined whether the resistance value obtained in the most recent step S1004 is equal to or greater than a predetermined threshold value. If the determination result in this step is true, it is assumed that the film thickness has fallen below a predetermined thickness, and the process proceeds to S1006. On the other hand, if the determination result in this step is false, the process returns to S1002, and virtual kogation removal is performed again for a certain period of time. The predetermined threshold value used in this step may be determined using a table such as that shown in FIG. 5(d), and is stored in advance in memory.

S1006において、コゲ除去の実行回数のカウント値の情報を、メモリに書き込む。 In S1006, the count value information of the number of times kogation removal has been performed is written to memory.

<コゲ除去を実行可能な回数を計測する計測処理(第4計測処理)>
図11は、コゲ除去を実行可能な回数を計測する計測処理の1つとして、第4計測処理の流れを示すフローチャートである。尚、以下の各ステップの処理に関して、特に明示がなければ、記録装置が有するCPUによって実行される。
<Measurement Process for Measure the Number of Times Kognation Removal Can Be Executed (Fourth Measurement Process)>
11 is a flowchart showing the flow of a fourth measurement process as one of the measurement processes for measuring the number of times that kogation removal can be performed. Note that, unless otherwise specified, the process of each of the following steps is executed by the CPU of the recording device.

まず、S1101において、コゲ除去の実行回数のカウントを開始する。後述するように、S1101~S1104の各処理について、場合によっては繰り返し実行されるところ、本ステップにおけるカウントは、かかる繰り返しにわたる累積カウント値を得るために行われる。尚、カウント値の初期値は0であり、S1102及びS1103が実行されるたびに1加算される。 First, in S1101, the number of times kogation removal is performed is counted. As described below, each process of S1101 to S1104 may be executed repeatedly in some cases, and the count in this step is performed to obtain a cumulative count value across such repetitions. The initial value of the count value is 0, and 1 is added each time S1102 and S1103 are executed.

S1102において、仮想コゲ除去を所定の電圧で開始する。本ステップ後、一定時間の仮想コゲ除去が行われる。 In S1102, virtual kogation removal is started at a predetermined voltage. After this step, virtual kogation removal is performed for a certain period of time.

S1103において、仮想コゲ除去を終了する。 In S1103, virtual kogation removal is completed.

S1104において、反射率を測定する。 In step S1104, the reflectance is measured.

S1105において、直近のS1104で取得した反射率が、所定の閾値以下か判定する。本ステップの判定結果が真の場合、所定の膜厚以下になったとみなし、S1106に進む。一方、本ステップの判定結果が偽の場合、S1102に戻り、一定時間の仮想コゲ除去が再び実行される。 In S1105, it is determined whether the reflectance obtained in the most recent S1104 is equal to or less than a predetermined threshold. If the determination result in this step is true, it is assumed that the film thickness has fallen below a predetermined thickness, and the process proceeds to S1106. On the other hand, if the determination result in this step is false, the process returns to S1102, and virtual kogation removal is performed again for a certain period of time.

S1106において、コゲ除去の実行回数のカウント値の情報を、メモリに書き込む。 In S1106, the count value information of the number of times kogation removal has been performed is written to memory.

<画像認識による残膜厚の推定方法>
前述の実施形態では、抵抗値又は反射率を用いて、計測手段300に含まれる第1計測電極301の膜厚を推定したが、当該膜厚は、画像に基づいて推定しても良い。例えば、記録素子基板における第1計測電極301の部分の外観を撮影し、その撮影画像から膜厚を推定することが可能である。詳しく説明すると、撮影画像を構成する各画素の画素値を2値化したときに、耐キャビ層として使用されるイリジウムのような金属材料が残存する部分は白くなることを利用する。2値化するときの閾値を適切に設定することで、膜厚が十分に残存する場合に白く(画素値が0)、膜厚が所定の閾値以下になった場合に黒くなる(画素値が1)ようにすることが可能である。
<Method for estimating remaining film thickness by image recognition>
In the above embodiment, the film thickness of the first measurement electrode 301 included in the measuring means 300 is estimated using the resistance value or reflectance, but the film thickness may be estimated based on an image. For example, it is possible to photograph the appearance of the first measurement electrode 301 on the recording element substrate and estimate the film thickness from the photographed image. In more detail, when the pixel values of each pixel constituting the photographed image are binarized, the remaining parts of the metal material such as iridium used as the cavity-resistant layer become white. By appropriately setting the threshold value for binarization, it is possible to make the remaining film thickness white (pixel value 0) and the remaining film thickness black (pixel value 1) when the film thickness is equal to or less than a predetermined threshold.

第1計測電極301の部分の外観を撮影するための撮影手段は、記録装置本体に搭載して良い。また、このような撮影手段は、ヘッドの製造工場に設置しても良い。 The imaging means for photographing the external appearance of the first measurement electrode 301 may be mounted on the recording device body. Such imaging means may also be installed in the head manufacturing factory.

<ラインヘッド:1種類のインクに対するチップとして、複数のチップがある場合>
ラインヘッドでは、1つのヘッドにチップが複数搭載されており、各チップが1種類の色インクを吐出する。各チップに対応するインク色ごとの、吐出口171と、液室172と、発熱抵抗体150と、保護層と、第1電極121と、第2電極122と、計測手段300と、が設けられる。尚、メモリ310は、全てのチップの情報を記憶するためのメモリが1つあれば良い。
<Line head: When there are multiple chips for one type of ink>
In a line head, multiple chips are mounted on one head, and each chip ejects one color ink. For each ink color corresponding to each chip, an ejection port 171, a liquid chamber 172, a heating resistor 150, a protective layer, a first electrode 121, a second electrode 122, and a measuring means 300 are provided. Note that it is sufficient for the memory 310 to have one memory for storing information on all the chips.

このようなヘッドの寿命は、全てのチップのうち最も寿命の短いチップに合わせて決まる。つまり、ヘッドとしての寿命は、全てのチップのうち最も寿命の短いチップの寿命と等しくなる。そのため、計測手段300は、複数のチップ夫々に対して少なくとも1つ設けることが好ましい。また、各チップに対応するコゲ除去実行可能回数をカウントし、最も少ないカウント値の情報をメモリに記憶することが好ましい。 The lifespan of such a head is determined according to the shortest lifespan of all the chips. In other words, the lifespan of the head is equal to the lifespan of the shortest lifespan of all the chips. For this reason, it is preferable to provide at least one measuring means 300 for each of the multiple chips. It is also preferable to count the number of times that kogation removal can be performed for each chip and store information on the smallest count value in memory.

本開示は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present disclosure can also be realized by supplying a program that realizes one or more of the functions of the above-described embodiments to a system or device via a network or a storage medium, and having one or more processors in a computer of the system or device read and execute the program. It can also be realized by a circuit (e.g., an ASIC) that realizes one or more of the functions.

[本開示の技術的特徴]
本開示は、以下の構成を含む。
[Technical Features of the Present Disclosure]
The present disclosure includes the following configurations.

(構成1)液体を吐出する吐出口と、前記吐出口に連通する液室と、前記液体の吐出に要するエネルギーを発生するための発熱素子と、前記発熱素子と前記液体との接触を遮断するための保護層と、少なくとも前記発熱素子を覆うように前記保護層の上に配置され、前記液体との電気化学反応によって溶出する金属を含む材料で構成された第1電極と、前記液室の内部の前記液体を介して、前記第1電極と電気的に接続可能に設けられ、前記電気化学反応を生起するための第2電極と、前記第1電極の膜厚に関する値を測定し、前記第1電極に対して実行されるコゲ除去の実行許容性に関する情報を計測するために利用される計測手段と、前記情報を記憶するためのメモリと、を有する、ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 (Configuration 1) A liquid ejection head comprising: an ejection port for ejecting liquid; a liquid chamber communicating with the ejection port; a heat generating element for generating the energy required for ejecting the liquid; a protective layer for blocking contact between the heat generating element and the liquid; a first electrode arranged on the protective layer so as to cover at least the heat generating element and made of a material containing a metal that dissolves by an electrochemical reaction with the liquid; a second electrode arranged so as to be electrically connected to the first electrode via the liquid inside the liquid chamber and for inducing the electrochemical reaction; a measuring means used to measure a value related to the film thickness of the first electrode and to measure information related to the permissibility of kogation removal to be performed on the first electrode; and a memory for storing the information.

(構成2)前記計測手段は、第1計測電極と、第2計測電極と、を含み、前記第1計測電極は、前記第1電極と同じパターンで形成され、前記第2計測電極は、前記第2電極と同じパターンで形成される、構成1に記載の液体吐出ヘッド。 (Configuration 2) The liquid ejection head described in configuration 1, wherein the measurement means includes a first measurement electrode and a second measurement electrode, the first measurement electrode being formed in the same pattern as the first electrode, and the second measurement electrode being formed in the same pattern as the second electrode.

(構成3)前記第1電極の膜厚に関する値は、前記第1計測電極の抵抗値であり、前記情報として、前記第1計測電極に対する仮想コゲ除去の実行により前記抵抗値が所定の閾値以上になるまでの時間が計測される、構成1又は2に記載の液体吐出ヘッド。 (Configuration 3) A liquid ejection head according to configuration 1 or 2, in which the value relating to the film thickness of the first electrode is the resistance value of the first measurement electrode, and the information is measured as the time until the resistance value becomes equal to or greater than a predetermined threshold value by performing virtual kogne removal on the first measurement electrode.

(構成4)前記第1電極の膜厚に関する値は、前記第1計測電極の反射率であり、前記情報として、前記第1計測電極に対する仮想コゲ除去の実行により前記反射率が所定の閾値以下になるまでの時間が計測される、構成1乃至3の何れか1つに記載の液体吐出ヘッド。 (Configuration 4) A liquid ejection head according to any one of configurations 1 to 3, in which the value relating to the film thickness of the first electrode is the reflectance of the first measurement electrode, and the information is measured as the time it takes for the reflectance to fall below a predetermined threshold value by performing virtual kogne removal on the first measurement electrode.

(構成5)
前記第1電極の膜厚に関する値は、前記第1計測電極の抵抗値であり、前記情報として、前記第1計測電極に対する仮想コゲ除去の実行により前記抵抗値が所定の閾値以上になるまでの前記仮想コゲ除去の実行回数が計測される、構成1乃至4の何れか1つに記載の液体吐出ヘッド。
(Configuration 5)
A liquid ejection head described in any one of configurations 1 to 4, wherein the value relating to the film thickness of the first electrode is the resistance value of the first measurement electrode, and the information is the number of times that virtual kogane removal is performed on the first measurement electrode until the resistance value becomes equal to or greater than a predetermined threshold value.

(構成6)前記第1電極の膜厚に関する値は、前記第1計測電極の反射率であり、前記情報として、前記第1計測電極に対する仮想コゲ除去の実行により前記反射率が所定の閾値以下になるまでの前記仮想コゲ除去の実行回数が計測される、構成1乃至5の何れか1つに記載の液体吐出ヘッド。 (Configuration 6) A liquid ejection head according to any one of configurations 1 to 5, in which the value relating to the film thickness of the first electrode is the reflectance of the first measurement electrode, and the information is the number of times that virtual kogation removal is performed on the first measurement electrode until the reflectance becomes equal to or less than a predetermined threshold value.

(構成7)前記液体として、複数種類の液体が使用され、前記計測手段は、前記液体の種類ごとに設けられる、構成1乃至6の何れか1つに記載の液体吐出ヘッド。 (Configuration 7) A liquid ejection head according to any one of configurations 1 to 6, in which multiple types of liquid are used as the liquid, and the measuring means is provided for each type of liquid.

(構成8)前記吐出口と、前記液室と、前記発熱素子と、前記保護層と、前記第1電極と、前記第2電極と、前記計測手段と、を有するチップが、複数搭載されている、構成1乃至7の何れか1つに記載の液体吐出ヘッド。 (Configuration 8) A liquid ejection head according to any one of configurations 1 to 7, in which a plurality of chips each having the ejection port, the liquid chamber, the heat generating element, the protective layer, the first electrode, the second electrode, and the measuring means are mounted.

(構成9)前記第1計測電極の部分の外観の撮影画像を構成する各画素の画素値が、所定の閾値を用いて2値化される、構成1乃至8の何れか1つに記載の液体吐出ヘッド。 (Configuration 9) A liquid ejection head according to any one of configurations 1 to 8, in which the pixel values of each pixel constituting a captured image of the appearance of the first measurement electrode portion are binarized using a predetermined threshold value.

(構成10)液体を吐出する吐出口と、前記吐出口に連通する液室と、前記液体の吐出に要するエネルギーを発生するための発熱素子と、前記発熱素子と前記液体との接触を遮断するための保護層と、少なくとも前記発熱素子を覆うように前記保護層の上に配置され、前記液体との電気化学反応によって溶出する金属を含む材料で構成された第1電極と、前記液室の内部の前記液体を介して、前記第1電極と電気的に接続可能に設けられ、前記電気化学反応を生起するための第2電極と、メモリと、を有する液体吐出ヘッド、及び前記第1電極の膜厚に関する値を測定し、前記第1電極に対して実行されるコゲ除去の実行許容性に関する情報を計測し、前記情報を前記メモリに記憶する制御手段、を有する、ことを特徴とする液体吐出装置。 (Configuration 10) A liquid ejection head having an ejection port for ejecting liquid, a liquid chamber communicating with the ejection port, a heat generating element for generating the energy required for ejecting the liquid, a protective layer for blocking contact between the heat generating element and the liquid, a first electrode arranged on the protective layer so as to cover at least the heat generating element and made of a material containing a metal that dissolves by an electrochemical reaction with the liquid, a second electrode provided so as to be electrically connectable with the first electrode via the liquid inside the liquid chamber and for generating the electrochemical reaction, and a memory, and a control means for measuring a value related to the film thickness of the first electrode, measuring information related to the permissibility of performing kogation removal on the first electrode, and storing the information in the memory.

(構成11)液体を吐出する吐出口と、前記吐出口に連通する液室と、前記液体の吐出に要するエネルギーを発生するための発熱素子と、前記発熱素子と前記液体との接触を遮断するための保護層と、少なくとも前記発熱素子を覆うように前記保護層の上に配置され、前記液体との電気化学反応によって溶出する金属を含む材料で構成された第1電極と、前記液室の内部の前記液体を介して、前記第1電極と電気的に接続可能に設けられ、前記電気化学反応を生起するための第2電極と、を有する液体吐出ヘッドの制御方法であって、前記第1電極の膜厚に関する値を測定し、前記第1電極に対して実行されるコゲ除去の実行許容性に関する情報を計測するステップと、前記情報をメモリに記憶するステップと、を有する、ことを特徴とする制御方法。 (Configuration 11) A method for controlling a liquid ejection head having an ejection port for ejecting liquid, a liquid chamber communicating with the ejection port, a heat generating element for generating the energy required for ejecting the liquid, a protective layer for blocking contact between the heat generating element and the liquid, a first electrode arranged on the protective layer so as to cover at least the heat generating element and made of a material containing a metal that dissolves by an electrochemical reaction with the liquid, and a second electrode arranged to be electrically connected to the first electrode via the liquid inside the liquid chamber and for generating the electrochemical reaction, the method comprising the steps of measuring a value related to the film thickness of the first electrode, and measuring information regarding the permissibility of kogation removal to be performed on the first electrode, and storing the information in a memory.

(構成12)前記情報を用いて、前記液体吐出ヘッドの寿命が来たか判定するステップを更に有する、構成11に記載の制御方法。 (Configuration 12) The control method described in Configuration 11, further comprising a step of determining whether the liquid ejection head has reached the end of its life using the information.

(構成13)コンピュータに構成11に記載の方法を実行させるためのプログラム。 (Configuration 13) A program for causing a computer to execute the method described in Configuration 11.

121 第1電極
122 第2電極
150 発熱抵抗体
171 吐出口
172 液室
300 計測手段
310 メモリ
121 First electrode 122 Second electrode 150 Heating resistor 171 Discharge port 172 Liquid chamber 300 Measuring means 310 Memory

Claims (13)

液体を吐出するための吐出口と、
前記吐出口に連通する液室と、
前記液体の吐出に要するエネルギーを発生するための発熱素子と、
前記発熱素子と前記液体との接触を遮断するための保護層と、
少なくとも前記発熱素子を覆うように前記保護層の上に配置され、前記液体との電気化学反応によって溶出する金属を含む材料で構成された第1電極と、
前記液室の内部の前記液体を介して、前記第1電極と電気的に接続可能に設けられ、前記電気化学反応を生起するための第2電極と、
前記第1電極の膜厚に関する値を測定し、前記第1電極に対して実行されるコゲ除去の実行許容性に関する情報を計測するために利用される計測手段と、
前記情報を記憶するためのメモリと、
を有する、
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
A discharge port for discharging a liquid;
a liquid chamber communicating with the discharge port;
a heating element for generating energy required for discharging the liquid;
a protective layer for blocking contact between the heat generating element and the liquid;
a first electrode disposed on the protective layer so as to cover at least the heat generating element, the first electrode being made of a material containing a metal that dissolves by an electrochemical reaction with the liquid;
a second electrode provided to be electrically connectable to the first electrode via the liquid in the liquid chamber, the second electrode causing the electrochemical reaction;
a measuring means for measuring a value related to a film thickness of the first electrode and measuring information related to the permissibility of performing kogation removal on the first electrode;
A memory for storing said information;
having
A liquid ejection head comprising:
前記計測手段は、第1計測電極と、第2計測電極と、を含み、
前記第1計測電極は、前記第1電極と同じパターンで形成されており、
前記第2計測電極は、前記第2電極と同じパターンで形成されている、
請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
the measuring means includes a first measurement electrode and a second measurement electrode,
The first measurement electrode is formed in the same pattern as the first electrode,
The second measurement electrode is formed in the same pattern as the second electrode.
The liquid ejection head according to claim 1 .
前記第1電極の膜厚に関する値は、前記第1計測電極の抵抗値であり、
前記情報として、前記第1計測電極に対する仮想コゲ除去の実行により前記抵抗値が所定の閾値以上になるまでの時間が計測される、
請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
the value relating to the film thickness of the first electrode is a resistance value of the first measurement electrode,
As the information, a time until the resistance value becomes equal to or greater than a predetermined threshold value due to execution of virtual kogation removal for the first measurement electrode is measured.
The liquid ejection head according to claim 2 .
前記第1電極の膜厚に関する値は、前記第1計測電極の反射率であり、
前記情報として、前記第1計測電極に対する仮想コゲ除去の実行により前記反射率が所定の閾値以下になるまでの時間が計測される、
請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
the value relating to the film thickness of the first electrode is the reflectance of the first measurement electrode,
As the information, a time until the reflectance becomes equal to or less than a predetermined threshold value due to execution of virtual kogation removal on the first measurement electrode is measured.
The liquid ejection head according to claim 2 .
前記第1電極の膜厚に関する値は、前記第1計測電極の抵抗値であり、
前記情報として、前記第1計測電極に対する仮想コゲ除去の実行により前記抵抗値が所定の閾値以上になるまでの前記仮想コゲ除去の実行回数が計測される、
請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
the value relating to the film thickness of the first electrode is a resistance value of the first measurement electrode,
As the information, the number of times the virtual kogation removal is performed on the first measurement electrode until the resistance value becomes equal to or greater than a predetermined threshold value is measured.
The liquid ejection head according to claim 2 .
前記第1電極の膜厚に関する値は、前記第1計測電極の反射率であり、
前記情報として、前記第1計測電極に対する仮想コゲ除去の実行により前記反射率が所定の閾値以下になるまでの前記仮想コゲ除去の実行回数が計測される、
請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
the value relating to the film thickness of the first electrode is the reflectance of the first measurement electrode,
As the information, the number of times the virtual kogation removal is performed on the first measurement electrode until the reflectance becomes equal to or lower than a predetermined threshold is measured.
The liquid ejection head according to claim 2 .
前記液体として、複数種類の液体が使用され、
前記計測手段は、前記液体の種類ごとに設けられる、
請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。
As the liquid, a plurality of types of liquid are used,
The measuring means is provided for each type of liquid.
3. The liquid ejection head according to claim 1 or 2.
前記吐出口と、前記液室と、前記発熱素子と、前記保護層と、前記第1電極と、前記第2電極と、前記計測手段と、を有するチップが、複数搭載されている、
請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。
a plurality of chips each having the ejection port, the liquid chamber, the heat generating element, the protective layer, the first electrode, the second electrode, and the measuring means are mounted;
3. The liquid ejection head according to claim 1 or 2.
前記第1計測電極の部分の外観の撮影画像を構成する各画素の画素値が、所定の閾値を用いて2値化される、
請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
A pixel value of each pixel constituting a photographed image of the appearance of the portion of the first measurement electrode is binarized using a predetermined threshold value.
The liquid ejection head according to claim 2 .
液体を吐出するための吐出口と、
前記吐出口に連通する液室と、
前記液体の吐出に要するエネルギーを発生するための発熱素子と、
前記発熱素子と前記液体との接触を遮断するための保護層と、
少なくとも前記発熱素子を覆うように前記保護層の上に配置され、前記液体との電気化学反応によって溶出する金属を含む材料で構成された第1電極と、
前記液室の内部の前記液体を介して、前記第1電極と電気的に接続可能に設けられ、前記電気化学反応を生起するための第2電極と、
メモリと、
を有する液体吐出ヘッド、
及び
前記第1電極の膜厚に関する値を測定し、前記第1電極に対して実行されるコゲ除去の実行許容性に関する情報を計測し、前記情報を前記メモリに記憶する制御手段、
を有する、
ことを特徴とする液体吐出装置。
A discharge port for discharging a liquid;
a liquid chamber communicating with the discharge port;
a heating element for generating energy required for discharging the liquid;
a protective layer for blocking contact between the heat generating element and the liquid;
a first electrode disposed on the protective layer so as to cover at least the heat generating element, the first electrode being made of a material containing a metal that dissolves by an electrochemical reaction with the liquid;
a second electrode provided to be electrically connectable to the first electrode via the liquid in the liquid chamber, the second electrode causing the electrochemical reaction;
Memory,
A liquid ejection head having
and a control means for measuring a value related to a film thickness of the first electrode, measuring information related to the permissibility of performing kogation removal on the first electrode, and storing the information in the memory.
having
A liquid ejection device comprising:
液体を吐出するための吐出口と、
前記吐出口に連通する液室と、
前記液体の吐出に要するエネルギーを発生するための発熱素子と、
前記発熱素子と前記液体との接触を遮断するための保護層と、
少なくとも前記発熱素子を覆うように前記保護層の上に配置され、前記液体との電気化学反応によって溶出する金属を含む材料で構成された第1電極と、
前記液室の内部の前記液体を介して、前記第1電極と電気的に接続可能に設けられ、前記電気化学反応を生起するための第2電極と、
を有する液体吐出ヘッドの制御方法であって、
前記第1電極の膜厚に関する値を測定し、前記第1電極に対して実行されるコゲ除去の実行許容性に関する情報を計測するステップと、
前記情報をメモリに記憶するステップと、
を有する、
ことを特徴とする制御方法。
A discharge port for discharging a liquid;
a liquid chamber communicating with the discharge port;
a heating element for generating energy required for discharging the liquid;
a protective layer for blocking contact between the heat generating element and the liquid;
a first electrode disposed on the protective layer so as to cover at least the heat generating element, the first electrode being made of a material containing a metal that dissolves by an electrochemical reaction with the liquid;
a second electrode provided to be electrically connectable to the first electrode via the liquid in the liquid chamber, the second electrode causing the electrochemical reaction;
A method for controlling a liquid ejection head comprising:
measuring a value related to a film thickness of the first electrode and measuring information related to the permissibility of performing kogation removal on the first electrode;
storing said information in a memory;
having
A control method comprising:
前記情報を用いて、前記液体吐出ヘッドの寿命が来たか判定するステップを更に有する、
請求項11に記載の制御方法。
The method further includes a step of determining whether the liquid ejection head has reached the end of its life using the information.
The control method according to claim 11.
コンピュータに請求項11に記載の方法を実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer to execute the method according to claim 11.
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