(57)【要約】【課題】液体吐出ヘッドの製品寿命を長くするのに有利な液体吐出ヘッド用基板の構造を提供する。【解決手段】液体を吐出するための吐出素子と、該吐出素子をそれぞれ駆動するための駆動素子とを各々が含む複数の要素が配列された液体吐出ヘッド用基板であって、前記駆動素子が配された半導体基板と、前記半導体基板上に配され、前記吐出素子及び絶縁部材を含む構造体と、前記半導体基板上に配された複数の検出端子と、前記構造体の上に配され、前記吐出素子に向かって液体を案内するための液体案内部と、を備え、前記半導体基板および前記構造体には、それらを貫通し且つ前記液体案内部に接続された複数の液体供給口が、各要素に対して１つの液体供給口が対応するように設けられ、前記複数の検出端子は、前記複数の要素にそれぞれ対応し、前記半導体基板の上面に対する平面視において、各要素に対応する検出端子は前記液体供給口と前記吐出素子との間に位置する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するための吐出素子と、該吐出素子をそれぞれ駆動するための駆動素子とを各々が含む複数の要素が配列された液体吐出ヘッド用基板であって、
前記駆動素子が配された半導体基板と、
前記半導体基板上に配され、前記吐出素子及び絶縁部材を含む構造体と、
前記半導体基板上に配された複数の検出端子と、
前記構造体の上に配され、前記吐出素子に向かって液体を案内するための液体案内部と、
を備え、
前記半導体基板および前記構造体には、それらを貫通し且つ前記液体案内部に接続された複数の液体供給口が、各要素に対して１つの液体供給口が対応するように設けられ、
前記複数の検出端子は、前記複数の要素にそれぞれ対応し、前記半導体基板の上面に対する平面視において、各要素に対応する検出端子は前記液体供給口と前記吐出素子との間に位置する
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。
【請求項２】
液体を吐出するための吐出素子と、該吐出素子をそれぞれ駆動するための駆動素子とを各々が含む複数の要素が配列された液体吐出ヘッド用基板であって、
前記駆動素子が配された半導体基板と、
前記半導体基板上に配され、前記吐出素子および絶縁部材を含む構造体と、
前記半導体基板上に配された複数の検出端子と、
前記構造体の上に配され、前記吐出素子に向かって液体を案内するための液体案内部と、
を備え、
前記半導体基板および前記構造体には、それらを貫通し且つ前記液体案内部に接続された複数の液体供給口が、各要素に対して１つの液体供給口が対応するように設けられ、
前記複数の検出端子は、前記複数の要素にそれぞれ対応し、各要素に対応する検出端子は、前記液体供給口から前記構造体への液体の浸入を検出可能に設けられた
ことを特徴とする液体吐出ヘッド用基板。
【請求項３】
前記半導体基板の上面に対する平面視において、各要素に対応する前記検出端子は、前記液体供給口と前記吐出素子との間に位置している
ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項４】
各要素は、前記吐出素子を２以上含み且つ前記駆動素子を２以上含む
ことを特徴とする請求項１または請求項３に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項５】
前記複数の要素のそれぞれについて、前記液体供給口は、前記平面視において、前記吐出素子と、前記駆動素子との間に位置している
ことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項６】
前記複数の要素のそれぞれについて、前記吐出素子と前記駆動素子とは配線部で互いに接続されており、前記配線部は、前記平面視において、前記液体供給口を迂回するように延設されている
ことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項７】
前記配線部は、前記平面視において、前記液体供給口を迂回するようにＵ字状に延設されている
ことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項８】
前記複数の要素のそれぞれについて、前記検出端子は、前記配線部と前記の液体供給口との間に、前記配線部に沿って延設された
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項９】
前記複数の検出端子からの電気信号に基づいて前記複数の検出端子のいずれかが液体に接触したことを検出する検出部を更に備える
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項１０】
前記検出部は、前記複数の検出端子のいずれかが液体に接触したことを検出したことに応じて、前記液体に接触した検出端子に対応する要素を特定するための信号を発生する
ことを特徴とする請求項９に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項１１】
前記検出部は、前記液体に接触した検出端子に対応する要素について前記吐出素子を非活性化するための信号を発生する
ことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項１２】
前記複数の要素は、少なくとも２列を形成し且つ各列が一方向に沿うように配列されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項１３】
各検出端子は、所定の電圧が供給された導電部材である
ことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項１４】
前記半導体基板の上面に対する平面視において、各要素に対応する前記検出端子は、前記の液体供給口を取り囲むように延設された
ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項１５】
前記平面視において、各要素に対応する前記検出端子はリング状に形成されている
ことを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項１６】
前記吐出素子と前記駆動素子とは、第１電源ラインおよび第２電源ラインの間で直列に接続されており、
各検出端子は、前記第１電源ラインの一部を構成している
ことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項１７】
前記絶縁部材は、複数の絶縁層が積層されて成り、
前記複数の絶縁層の少なくとも一部は、他の部分とは異なる材料で構成されており、
各検出端子は、前記複数の絶縁層のうち液体による溶解速度が最も大きい層と接触する位置に配されている
ことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項１８】
前記液体案内部は、各吐出素子の上方に流路を形成する流路壁を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用基板。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド用基板を備える
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２０】
請求項１９に記載の液体吐出ヘッドを具備する
ことを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に液体吐出ヘッドに搭載される基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッド用基板は、例えばインク等の液体を吐出するための複数の素子（吐出素子）と、これらを駆動するための複数の駆動素子とを備える。特許文献１には、複数の吐出素子が配列された液体吐出ヘッド用基板において、吐出素子の配列方向に沿って単一の液体供給口が延設された構造が記載されている。
【０００３】
ここで、液体には多様な溶液ないし薬品が適用されうるため、基板上の吐出素子を覆う絶縁層は、この液体によって溶解する可能性がある。そのため、上記液体供給口の周囲のいずれかの箇所において溶解が生じた結果、ある吐出素子が液体と接触した場合には、その吐出素子は適切に駆動されなくなる可能性がある。
【０００４】
特許文献１によれば、液体との接触を検出するための検出用配線が、液体供給口の外周に沿って液体供給口全体を取り囲むように絶縁層内に配される。上記溶解によって検出用配線が液体と接触した場合、液体吐出装置（例えばプリンタ）本体は、この検出用配線の電気信号に基づいて液体吐出ヘッドの交換をユーザに促すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の吐出素子のうちの一部の近傍で上記溶解が発生した場合、液体吐出ヘッドを交換するのではなく、その一部の吐出素子についての駆動を抑制しながら、他の吐出素子を引き続き使用することで、液体吐出ヘッドの製品寿命を長くすることが可能となる。このようなニーズに応えるため、液体吐出ヘッド用基板の構造面において改善の余地があった。
【０００７】
なお、上述の例では、液体による絶縁層の溶解の例を挙げたが、例えば、絶縁層のクラックからの液体の浸入、絶縁層と他の層との界面からの液体の浸入等についても同様である。
【０００８】
本発明は、液体吐出ヘッドの製品寿命を長くするのに有利な液体吐出ヘッド用基板の構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一つの側面は液体吐出ヘッド用基板にかかり、前記液体吐出ヘッド用基板は、液体を吐出するための吐出素子と、該吐出素子をそれぞれ駆動するための駆動素子とを各々が含む複数の要素が配列された液体吐出ヘッド用基板であって、前記駆動素子が配された半導体基板と、前記半導体基板上に配され、前記吐出素子及び絶縁部材を含む構造体と、前記半導体基板上に配された複数の検出端子と、前記構造体の上に配され、前記吐出素子に向かって液体を案内するための液体案内部と、を備え、前記半導体基板および前記構造体には、それらを貫通し且つ前記液体案内部に接続された複数の液体供給口が、各要素に対して１つの液体供給口が対応するように設けられ、前記複数の検出端子は、前記複数の要素にそれぞれ対応し、前記半導体基板の上面に対する平面視において、各要素に対応する検出端子は前記液体供給口と前記吐出素子との間に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、液体吐出ヘッドの製品寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】液体吐出装置の構造の例を説明するための斜視図である。
【図２】液体吐出ヘッド用基板の構成の例を説明するための図である。
【図３】液体吐出ヘッド用基板の構造の例を説明するための図である。
【図４】液体吐出ヘッド用基板の構成の例を説明するための図である。
【図５】液体吐出ヘッド用基板の構造の例を説明するための図である。
【図６】液体吐出ヘッド用基板の構成の例を説明するための図である。
【図７】液体吐出ヘッド用基板の構造の例を説明するための図である。
【図８】液体吐出ヘッド用基板の構造の例を説明するための図である。
【図９】液体吐出ヘッド用基板の全体構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図は、構造ないし構成を説明する目的で記載されたものに過ぎず、図示された各部材の寸法は必ずしも現実のものを反映するものではない。また、各図において、同一の部材または同一の構成要素には同一の参照番号を付しており、以下、重複する内容については説明を省略する。
【００１３】
（液体吐出装置の構成例）
図１を参照しながら、液体吐出装置１の構成を述べる。液体吐出装置１は、例えば、インクジェット方式のプリンタ（記録装置、印刷装置、画像形成装置等と称されてもよい。）である。図１は、液体吐出装置１の外観構成の一例を示す斜視図である。液体吐出装置１は、液体吐出ヘッド３を、それを搭載したキャリッジ２を用いて、矢印Ａ方向に往復移動させ、プリント用紙等の記録媒体Ｐに対して液体吐出ヘッド３から液体（インク）を吐出する。記録媒体Ｐは、給紙機構５を介して供給され、液体吐出ヘッド３による液体の吐出位置まで搬送される。
【００１４】
キャリッジ２には、液体吐出ヘッド３の他、例えば、液体吐出ヘッド３に供給するための液体を貯留するカートリッジ６（インクカートリッジ）が搭載される。カートリッジ６は、キャリッジ２に対して着脱自在になっている。液体吐出装置１がカラー印刷対応のプリンタの場合、キャリッジ２には、例えば、複数の色（例えば、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）等）の液体をそれぞれ貯留する複数のカートリッジが搭載される。
【００１５】
液体吐出ヘッド３は、複数のノズル（液体の吐出口）と、該複数のノズルに対応し且つ該複数のノズルから液体をそれぞれ吐出させるための複数の吐出素子（例えば発熱素子、圧電素子等）を備える液体吐出ヘッド用基板と、を具備する。各吐出素子は、液体吐出を行うためのデータ（例えば印刷ジョブに含まれる記録データないし画像データ）に基づいて駆動される。吐出素子に発熱素子が用いられる場合、該駆動によって吐出素子で熱エネルギーが発生することで、その近傍の液体で気泡が発生し、対応ノズルから液体が吐出される。
【００１６】
（第１実施形態）
図２（ａ）は、第１実施形態に係る液体吐出ヘッド用基板１０（以下「基板１０」）の構成例を示す。基板１０は、吐出素子１０１、駆動素子１０２、ドライバ１０３、論理回路１０４、検出部１０５、及び、検出端子１０６を備える。
【００１７】
本実施形態では、吐出素子１０１には発熱素子が用いられるが、これに代替して圧電素子が用いられてもよい。駆動素子１０２にはＤＭＯＳトランジスタ等の高耐圧のＭＯＳトランジスタが用いられる。吐出素子１０１および駆動素子１０２は、電圧Ｖ１−Ｖ２間で互いに直列に配され、駆動素子１０２が導通状態となることで吐出素子１０１が駆動され、これにより前述の液体吐出が実現される。本実施形態では、電圧Ｖ１は電源電圧側であり、Ｖ２は接地電圧側である。
【００１８】
ドライバ１０３は、論理回路１０４からの信号に基づいて、駆動素子１０２の導通状態／非導通状態を制御する。ドライバ１０３は、例えば、論理回路１０４からの信号をレベルシフトさせるためのレベルシフタ（昇圧回路）を含む。論理回路１０４は、本実施形態では論理積回路であり、液体吐出を行うための信号ＳＩＧと、検出部１０５からの信号と、の論理積に応じた信号をドライバ１０３に出力する。詳細については後述とするが、検出部１０５は、検出端子１０６の信号に基づいて、液体吐出の実行を抑制するための信号を発生し出力することができる。
【００１９】
吐出素子１０１、駆動素子１０２、ドライバ１０３および論理回路１０４については、ここでは説明の容易化のため、それぞれ１つずつ図示したが、実際には、これらの数量は複数である。即ち、複数の吐出素子１０１、複数の駆動素子１０２、複数のドライバ１０３、及び、複数の論理回路１０４が、例えば列（又は行）を形成するように配列される。
【００２０】
なお、吐出素子１０１および駆動素子１０２に供給される電圧Ｖ１及びＶ２には、吐出素子１０１の駆動時に比較的大きい電流が発生することで、電位変動が生じうる。そのため、ドライバ１０３および論理回路１０４に供給される電源電圧および接地電圧は、一般に、電圧Ｖ１及びＶ２とは独立に用意されうる。検出部１０５についても同様である。
【００２１】
図２（ｂ）は、検出部１０５の回路構成例を示す。本実施形態では、検出部１０５は、抵抗素子ＲＳＥＮ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４、差動増幅回路１０５１、並びに、コンパレータ１０５２を含む。検出部１０５には、電源電圧Ｖ３および参照電圧ＶＲＥＦが供給される。詳細については後述とするが、検出部１０５の端子Ｔ１には、検出端子１０６が電気的に接続される。
【００２２】
抵抗素子ＲＳＥＮは、電圧Ｖ３と、端子Ｔ１との間に配される。抵抗素子Ｒ１は、電圧Ｖ３と、差動増幅回路１０５１の非反転入力端子（図中において「＋」で示される端子）との間に配される。抵抗素子Ｒ２は、端子Ｔ１と、差動増幅回路１０５１の反転入力端子（図中において「−」で示される端子）との間に配される。抵抗素子Ｒ３は、電圧ＶＲＥＦと、差動増幅回路１０５１の非反転入力端子との間に配される。抵抗素子Ｒ４は、差動増幅回路１０５１の反転入力端子と、コンパレータ１０５２の反転入力端子との間に配される。コンパレータ１０５２の非反転入力端子には電圧ＶＲＥＦが接続される。差動増幅回路１０５１の出力端子は、コンパレータ１０５２の反転入力端子に接続される。コンパレータ１０５２は、電圧Ｖ３を受けて、差動増幅回路１０５１の出力と、電圧ＶＲＥＦとに応じた結果を出力電圧ＶＯＵＴとして出力する。
【００２３】
詳細については後述とするが、このような構成により、検出部１０５は検出端子１０６の電位変動を検出可能である。
【００２４】
図３（ａ）〜３（ｂ）は、基板１０の構造の一部を示す模式図である。図３（ａ）は基板１０の断面図を示し、図３（ｂ）は基板１０の上面図を示し、また、図３（ａ）は、図３（ｂ）の線Ａ１−Ａ１での断面図である。
【００２５】
基板１０は、半導体基板３０１、素子分離部３０２、構造体ＳＴ、及び、液体案内部３０６を備える。半導体基板３０１には、本実施形態ではシリコン基板が用いられるが、他の実施形態として、例えばガリウム砒素等、他の半導体材料で構成された基板が用いられてもよい。半導体基板３０１上には、前述の駆動素子１０２の他、ここでは不図示のドライバ１０３、論理回路１０４、検出部１０５等の各回路部を構成する各素子が形成される。素子分離部３０２は、半導体基板３０１上に形成された各素子を電気的に分離し、例えば、ＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  оｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）法で形成された分離部、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）等である。
【００２６】
構造体ＳＴは、半導体基板３０１上に配され、導電層Ｇ１及び配線層Ｍ１〜Ｍ２、並びに、それらを内包する絶縁部材を形成するように積層された絶縁層３０３〜３０５を含む。図３に示す断面において、導電層Ｇ１は、半導体基板３０１及び絶縁層３０３の間に配され、配線層Ｍ１は絶縁層３０３及び絶縁層３０４の間に配される。また、配線層Ｍ２は、絶縁層３０４及び絶縁層３０５の間に配される。
【００２７】
絶縁層３０３には、例えばＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）等、絶縁性のシリコン化合物が用いられる。絶縁層３０４には、例えばＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）膜等、絶縁性のシリコン化合物が用いられる。絶縁層３０５には、例えば窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）等、絶縁性のシリコン化合物が用いられる。絶縁層３０３〜３０５はＣＶＤ法等で形成される。
【００２８】
導電層Ｇ１及び配線層Ｍ１〜Ｍ２には導体、半導体等の導電部材が用いられる。導電層Ｇ１は、本実施形態では、ＭＯＳトランジスタのゲート電極を形成するポリシリコン層であり、半導体基板３０１上に絶縁性の薄膜を介して形成される。本実施形態では、導電層Ｇ１は、ＭＯＳトランジスタである駆動素子１０２のゲート電極Ｇ１１を含む。また、詳細については後述とするが、導電層Ｇ１は、検出端子１０６の一部を構成する電極Ｇ１９を更に含む。
【００２９】
配線層Ｍ１〜Ｍ２は、主に各素子を電気的に接続して回路を形成するための配線部を形成し、各層Ｍ１〜Ｍ２にはアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金属が用いられる。配線層Ｍ１は、導電層Ｇ１上方に絶縁層３０３を介して配され、本実施形態では、配線部Ｍ１１及びＭ１２を含む。また、詳細については後述とするが、配線層Ｍ１は、検出端子１０６の一部を構成する電極Ｍ１９と、ラインパターンＭ１９１と、を更に含む。ラインパターンＭ１９１は、前述の検出部１０５（図２（ａ）〜２（ｂ）参照）と検出端子１０６（本実施形態では電極Ｍ１９）とを電気的に接続する。
【００３０】
配線層Ｍ２は、配線層Ｍ１上方に絶縁層３０４を介して配され、本実施形態では、配線部Ｍ２１、Ｍ２２及びＭ２３を含む。また、詳細については後述とするが、配線層Ｍ２は、検出端子１０６の一部を構成する電極Ｍ２９を更に含む。電極Ｇ１９、Ｍ１９及びＭ２９は、図３（ａ）に示されるように、コンタクトプラグにより互いに電気的に接続され、検出端子１０６を形成する。
【００３１】
配線部Ｍ２１は、駆動素子１０２の上方を通るように配され、配線部Ｍ１１及びコンタクトプラグを介して、ＭＯＳトランジスタである駆動素子１０２のドレインに接続される。吐出素子１０１は、本実施形態では、絶縁層３０４上面において配線部Ｍ２２及びＭ２３間を接続する金属膜であり、配線部Ｍ２２及びＭ２３は吐出素子１０１の一対の端子を形成する。配線部Ｍ２２は、駆動素子１０２の上方を通るように延設され、配線部Ｍ１２及びコンタクトプラグを介して、ＭＯＳトランジスタである駆動素子１０２のソースに接続される。
【００３２】
絶縁層３０５は、配線層Ｍ２および吐出素子１０１を覆う保護膜として作用する。液体案内部３０６は、絶縁層３０５の上に配され、吐出素子１０１に向かって液体を案内する。液体案内部３０６は、例えばエポキシ樹脂等、熱硬化性の樹脂で構成され、本実施形態では、吐出素子１０１上方において流路ＣＨを形成する流路壁を有する。液体案内部３０６の上面には、液体を吐出可能なノズルＮＺが吐出素子１０１の略直上の位置に設けられ、吐出素子１０１が駆動されることでノズルＮＺから液体が吐出される。
【００３３】
半導体基板３０１の下面（底面。一点鎖線で図示された面。）には、この下面から構造体ＳＴの上面（ここでは絶縁層３０５の上面。一点鎖線で図示された面。）まで貫通するように、複数の液体供給口ＯＰが設けられる。液体供給口ＯＰは、液体案内部３０６に接続され、流路ＣＨに連通する。本実施形態では、１つの吐出素子１０１（或いは、１つの駆動素子１０２）に対して１つの液体供給口ＯＰが設けられるものとする。
【００３４】
本実施形態では、図３（ｂ）から分かるように、平面視（本明細書において、半導体基板３０１の上面またはそれに平行な面に対する平面視）において、液体供給口ＯＰは、吐出素子１０１と駆動素子１０２との間に設けられる。そして、吐出素子１０１と駆動素子１０２とを接続する配線部Ｍ２２は、この液体吐出口ＯＰを迂回するようにＵ字状（或いはコ字状）に延設される。
【００３５】
なお、基板１０の構造は、上述の例に限られるものではなく、適宜、他の構造が採用されてもよい。例えば、配線層Ｍ１（Ｍ２）の一部は、配線層Ｍ２（Ｍ１）に配されてもよい。また、配線層の総数は３以上であってもよい。また、例えば、平面視における液体供給口ＯＰの形状は、本実施形態では四角形で示されたが、他の多角形でもよいし、円形でもよい。
【００３６】
ところで、液体には、着色剤、浸透剤、乾燥防止剤、防腐剤等、多様な溶液ないし薬品が適用されうる。そのため、液体供給口ＯＰ内の液体は、絶縁層３０３〜３０５を溶解させることで構造体ＳＴ内に浸入する場合がある。また、液体供給口ＯＰ内の液体は、絶縁層３０３〜３０５の層間を通って、或いは、絶縁層３０３〜３０５中のクラックを通って、構造体ＳＴ内に浸入する場合もある。液体が液体供給口ＯＰから構造体ＳＴ内に浸入して配線層Ｍ１等と接触すると、配線層Ｍ１等のショート（ここでいうショートとは、上記液体の接触によるインピーダンス値の不測の低下を含む。）が生じる可能性がある。
【００３７】
本実施形態では、前述のとおり（図３（ａ）参照）、電極Ｇ１９、Ｍ１９及びＭ２９は検出端子１０６を形成している。本実施形態では、検出端子１０６は、液体供給口ＯＰを取り囲むように延設される。図３（ｂ）を参照すると、平面視において、検出端子１０６は、液体供給口ＯＰに沿ってリング状に設けられる。
【００３８】
液体供給口ＯＰ内において、本実施形態では、液体は、半導体基板３０１と接触しており、半導体基板３０１の電圧（ここでは接地電圧）に実質的に等しい。そのため、検出端子１０６が液体と接触した場合、検出端子１０６の電位変動が生じる。検出部１０５は、ラインパターンＭ１９１を介して検出端子１０６の電圧をモニタしており、液体供給口ＯＰから構造体ＳＴ内に液体が浸入した場合には、検出端子１０６の電位変動に基づいて該液体の浸入を検出する。
【００３９】
再び図２（ｂ）を参照すると、検出部１０５の端子Ｔ１は、ラインパターンＭ１９１を介して検出端子１０６に電気的に接続される。ここで、Ｒ１＝Ｒ２かつＲ３＝Ｒ４とする（Ｒ１は、抵抗素子Ｒ１の抵抗値とする。Ｒ２〜Ｒ４についても同様とする。）。この場合、検出部１０５の差動増幅回路１０５１の出力電圧（電圧ＶＡとする。）は、
ＶＡ＝ＶＳＥＮ×（Ｒ３／Ｒ１）＋ＶＲＥＦ、
ここで、ＶＳＥＮ：抵抗素子ＲＳＥＮでの電位差、
と表せる。
【００４０】
検出端子１０６が液体と接触していない間、端子Ｔ１或いは検出端子１０６は所定の電圧であり、検出部１０５は、この間における上記電圧ＶＡがＶＡ≦ＶＲＥＦを満たすように設計される。この間、検出部１０５の出力電圧ＶＯＵＴはハイレベル（Ｈレベル）である。ここで、液体が構造体ＳＴ内に浸入して検出端子１０６と接触した場合、検出端子１０６は、液体を介して半導体基板３０１とショートするため、検出端子１０６の電位は実質的に接地電圧まで降下する。これにより、抵抗素子ＲＳＥＮに電流が流れて電位差ＶＳＥＮが大きくなるため、電圧ＶＡは大きくなり、その結果、ＶＡ＞ＶＲＥＦとなり、電圧ＶＯＵＴはローレベル（Ｌレベル）になる。
【００４１】
再び図２（ａ）を参照すると、論理回路１０４は、検出部１０５の出力電圧ＶＯＵＴと信号ＳＩＧとの論理積を出力する。よって、論理回路１０４は、電圧ＶＯＵＴがＨレベルの場合（即ち、検出部１０５が液体の浸入を検出していない場合）には信号ＳＩＧを出力し、吐出素子１０１を駆動素子１０２により駆動させる。一方、電圧ＶＯＵＴがＬレベルの場合（即ち、検出部１０５が液体の浸入を検出した場合）には、論理回路１０４の出力はＬレベルに維持される。そのため、駆動素子１０２による吐出素子１０１の駆動は抑制され、吐出素子１０１は非活性化される。
【００４２】
検出端子１０６は、本実施形態では液体供給口ＯＰを取り囲むように設けられたが、少なくとも液体供給口ＯＰと、吐出素子１０１、駆動素子１０２、及び吐出素子１０１と駆動素子１０２を接続する配線のうちいずれか１つとの間に配されればよい。これにより、上記液体の浸入に起因するショートによって、吐出素子１０１が駆動素子１０２により適切に駆動されなくなるような事態を防ぐことができる。
【００４３】
例えば、検出端子１０６を絵規定供給口ＯＰと吐出素子１０１や上記配線との間に配することで、高電圧配線からの電流リークや、それに伴う周囲の基板電位の上昇を抑制することができる。これにより、低電圧で駆動しているＭＯＳトランジスタのゲート絶縁破壊を抑制することができる。
【００４４】
また、例えば、検出端子１０６を、液体供給口ＯＰと駆動素子１０２との間に配することで、上記液体の浸入に起因するショートによって、駆動素子１０２が常に導通状態となるような事態、例えば対応ノズルＮＺから液体が常に吐出されてしまうような事態を防ぐことができる。
【００４５】
以上、本実施形態によれば、或る液体供給口ＯＰにおいて液体の浸入が発生した場合、このことを検出端子１０６の電位変動に基づいて検出部１０５により検出することで、その液体供給口ＯＰに対応する吐出素子１０１の駆動を抑制する。その一方で、他の吐出素子１０１については駆動可能な状態が維持される。即ち、本実施形態によれば、液体の浸入が発生した液体供給口ＯＰに対応する吐出素子１０１についてはその駆動を抑制し、他の吐出素子１０１については引き続き使用可能となる。よって、本実施形態によれば、液体吐出ヘッド３の製品寿命を長くすることができる。
【００４６】
前述のとおり、本実施形態では、平面視において、液体供給口ＯＰは吐出素子１０１と駆動素子１０２との間に設けられ、吐出素子１０１と駆動素子１０２とを接続する配線部Ｍ２２は、この液体吐出口ＯＰを迂回するようにＵ字状に延設される。この場合、検出端子１０６が、このＵ字状の配線部Ｍ２２と液体吐出口ＯＰとの間に、このＵ字状の配線部Ｍ２２に沿って延設されるとよい。これにより、上記液体の浸入に起因する配線部Ｍ２２のショート、それに伴う吐出素子１０１及び／又は駆動素子１０２のショートを防ぐことが可能となる。
【００４７】
本実施形態では、図３（ｂ）に示されるように、１つの液体供給口ＯＰに対して、それを取り囲む１つの検出端子１０６、１つの吐出素子１０１、及び、それに対応する１つの駆動素子１０２が配された構造を例示した。図中において、１つの吐出素子１０１および１つの駆動素子１０２を要素Ｅでまとめる。即ち、単一の要素Ｅは、１つの吐出素子１０１および１つの駆動素子１０２を含み、基板１０には、この要素Ｅが複数配列される形となる（図３（ｂ）では２つの要素Ｅが図示される。）。
【００４８】
本実施形態の構造を要素Ｅの観点で言い換えると、次のようになる。即ち、半導体基板３０１および構造体ＳＴには、それらを貫通し且つ液体案内部３０６に接続された複数の液体供給口ＯＰが、本実施形態では、複数の要素Ｅの個々に対して１つの液体供給口ＯＰが対応するように設けられる。そして、１つの要素Ｅに対して、１つの検出端子１０６が、平面視において液体供給口ＯＰと吐出素子１０１との間に位置するように、配される。このような構造において、或る要素Ｅの液体供給口ＯＰにおいて液体の浸入が発生した場合、その要素Ｅの吐出素子１０１の駆動が抑制され、その一方で、他の要素Ｅの吐出素子１０１については駆動可能な状態が維持される。
【００４９】
要素Ｅは「グループ」等と表現されてもよい。各要素Ｅは上記構成に限られるものではなく、他の実施形態として、単一の要素Ｅは、１以上の吐出素子１０１、及び、１以上の駆動素子１０２を含むように構成されてもよい。
【００５０】
図３（ｃ）は、第１実施形態の変形例に係る基板１０を、図３（ｂ）同様に示す。なお、図３（ｃ）の線Ａ２−Ａ２での断面図は、図３（ａ）同様である。本変形例では、単一の要素Ｅは、２つの吐出素子１０１、及び、２つの駆動素子１０２を含むように構成され、この要素Ｅに対して、１つの液体供給口ＯＰが設けられ、且つ、１つの検出端子１０６が配される。図３（ａ）の観点で言い換えると、２つのノズルＮＺに対して１つの液体供給口ＯＰが設けられた形となる。
【００５１】
本変形例によれば、或る要素Ｅの液体供給口ＯＰにおいて液体の浸入が発生した場合、その要素Ｅの２つの吐出素子１０１の駆動は抑制され、その一方で、他の要素Ｅの各吐出素子１０１については駆動可能な状態が維持される。本変形例によれば、液体の浸入が生じたことに伴う吐出素子１０１の駆動抑制を２つずつの単位で制御可能となる。
【００５２】
（第２実施形態）
第２実施形態は、主に、各要素Ｅが２以上の吐出素子１０１および２以上の駆動素子１０２を含み、１つの要素Ｅに対して２以上の液体供給口ＯＰが設けられ且つ２以上の検出端子１０６が配される、という点で前述の第１実施形態と異なる。本実施形態によれば、前述の液体の浸入が生じたことに伴う吐出素子１０１の駆動抑制を２以上の単位で制御可能となり、第１実施形態同様の効果が得られる。
【００５３】
図４は、本実施形態に係る基板１０の構成例を示し、図５は、その上面図を示す。なお、図５の線Ａ３−Ａ３での断面図は、図３（ａ）同様である。
【００５４】
本実施形態では、各要素Ｅが４つの吐出素子１０１および４つの駆動素子１０２を含み、１つの要素Ｅに対して４つの液体供給口ＯＰが設けられ且つ４つの検出端子１０６が配され、該４つの検出端子１０６は１つのラインパターンＭ１９１に接続される。端的には、１つの吐出素子１０１、１つの駆動素子１０２、１つの液体供給口ＯＰ、及び、１つの検出端子１０６を１つのセットとしたときに、図５から分かるように、４つのセットに対して１つのラインパターンＭ１９１が配される。よって、４つの検出端子１０６が、１つのラインパターンＭ１９１により接続され、検出部１０５に電気的に接続される。
【００５５】
検出部１０５は、４つの検出端子１０６のいずれかが液体に接触した場合には、そのことを第１実施形態同様に検出可能である。その場合、検出部１０５は、図４から分かるように、４つの論理回路１０４に対してＬレベルを出力するため、それらの後段の４つの吐出素子１０１の駆動が抑制される。その一方で、これら４つの吐出素子１０１以外の吐出素子１０１については、第１実施形態同様、駆動可能な状態が維持される。
【００５６】
（第３実施形態）
第３実施形態は、前述の第１実施形態とは、主に検出部１０５の構成および検出端子１０６の構成が異なる。図６は、本実施形態に係る基板１０の構成を示す。本実施形態では、吐出素子１０１は電圧Ｖ１側に配され、駆動素子１０２は電圧Ｖ２側に配され、これらは電圧Ｖ１‐Ｖ２間において直列に接続される。
【００５７】
検出部１０５は、電圧Ｖ１の電源ラインに接続されており、電流計測部１０５１およびスイッチ素子１０５２を含む。電流計測部１０５１は、電圧Ｖ１の電源ラインに流れる電流の値を計測可能に構成され、電流値が基準値よりも大きくなった場合にスイッチ素子１０５２を導通状態から非導通状態に変化させる。
【００５８】
図７（ａ）〜７（ｂ）は、基板１０の構造の一部を示す模式図である。図７（ａ）は基板１０の断面図を示し、図７（ｂ）は基板１０の上面図を示し、また、図７（ａ）は、図７（ｂ）の線Ａ４−Ａ４での断面図である。
【００５９】
本実施形態では、構造体ＳＴは、絶縁層３０４‐３０５間において絶縁層３０４Ｂを更に含み、吐出素子１０１は、絶縁層３０４Ｂ上において、配線層Ｍ２の配線部Ｍ２４及びＭ２５にコンタクトプラグを介して接続される。本実施形態では、配線部Ｍ２４は、電圧Ｖ１を伝搬する電源ラインを構成する。また、配線部Ｍ２５は、配線層Ｍ１の配線部Ｍ１３にコンタクトプラグを介して接続される。配線部Ｍ１３は、ＭＯＳトランジスタである駆動素子１０２上方まで延設されており、そのドレインにコンタクトプラグを介して接続される。また、配線層Ｍ２の配線部Ｍ２６は、電圧Ｖ２を伝搬する電源ラインを構成しており、配線層Ｍ１の配線部Ｍ１４及びコンタクトプラグを介して、ＭＯＳトランジスタである駆動素子１０２のソースに接続される。
【００６０】
第１実施形態同様、導電層Ｇ１、配線層Ｍ１および配線層Ｍ２には、電極Ｇ１９、電極Ｍ１９および電極Ｍ２９が配されており、これらは検出端子１０６を形成している。本実施形態では、配線部Ｍ２４と配線部Ｍ２９とは一体に形成され、即ち、検出端子１０６は電圧Ｖ１の電源ラインの一部を構成している。
【００６１】
ここで、液体が構造体ＳＴ内に浸入して検出端子１０６と接触した場合、検出端子１０６は、液体を介して半導体基板３０１とショートするため、検出端子１０６の電位は実質的に接地電圧まで降下する。これによって電圧Ｖ１の電源ラインには相当の電流が流れるため、前述の電流計測部１０５１（図６参照）は、その電流値の増大に応答して、スイッチ素子１０５２を導通状態から非導通状態に変化させる。
【００６２】
上記液体の浸入に起因するショートが発生した場合には、比較的大きい値の電流が該電源ラインに流れる。そのため、本構造によれば、検出部１０５は、検出端子１０６を用いて該液体の浸入を検出可能であり、電流計測部１０５１は、該検出前においてはスイッチ１０５２を導通状態に維持し、該検出に応じてスイッチ１０５２を非導通状態にする。以上、本実施形態によっても第１実施形態同様の効果が得られる。
【００６３】
（第４実施形態）
第４実施形態は、絶縁層３０３〜３０５のうちの一部に対して検出端子１０６を配置する、という点で前述の第１実施形態と異なる。前述のとおり、液体には、多様な溶液ないし薬品が適用されうるため、絶縁層３０３〜３０５の溶解速度は液体の成分によって異なる場合がある。よって、検出端子１０６は、例えば実際に使用する予定の液体の成分等、液体吐出ヘッド３の用途に応じて、絶縁層３０３〜３０５の何れかに対して配置されてもよい。
【００６４】
図８は、本実施形態に係る基板１０の断面構造を示す。本実施形態では、絶縁層３０３〜３０５のうち絶縁層３０４の溶解速度が他の部分（絶縁層３０３及び３０５）の溶解速度よりも速くなると考えられる溶液を使用するものとする。よって、本実施形態では、検出端子１０６は、絶縁層３０４に対して（即ち配線層Ｍ１に）配置されている。
【００６５】
本実施形態によれば、第１実施形態同様の効果が得られる他、液体吐出ヘッド３の用途に応じて検出端子１０６の配置位置を最適化することで検出端子１０６の配置に必要な領域を少なくすることが可能となり、他の配線部等を有効に配置することも可能となる。
【００６６】
（第５実施形態）
第５実施形態では、前述の液体の浸入が検出された場合に、その検出箇所に対応する吐出素子１０１の駆動を抑制し、該駆動が抑制された吐出素子１０１の機能を他の吐出素子１０１で補完する。図９（ａ）は、本実施形態に係る基板１０の上面レイアウトを示しており、基板１０上には、複数の吐出素子１０１、及び、それらに対応する複数の駆動素子１０２が、２列（それぞれ列Ｌ１及び列Ｌ２とする。）を形成し且つ各列が一方向に沿うように配列される。本実施形態では、１つの吐出素子１０と１つの駆動素子１０２との間に、１つの液体供給口ＯＰが設けられるものとし、前述の検出端子１０６（ここでは不図示）は、各液体供給口ＯＰに対して配される。
【００６７】
本実施形態では、一方の列Ｌ１と他方の列Ｌ２とは、吐出素子１０１の配列間隔の２分の１の距離だけ配列方向に互いにシフトするように設けられる。これにより、２つの列Ｌ１及びＬ２の双方を駆動した際の液体の吐出位置の間隔（例えばプリンタの場合にはインクドットの間隔）を小さくすることができる。
【００６８】
基板１０は、駆動素子１０２を制御するためのロジック回路９０１を備える。ロジック回路９０１は、前述のドライバ１０３、論理回路１０４等を含み、本実施形態では、基板１０の長辺方向に沿って配される。本実施形態では、基板１０は、更に、プロセッサ９０２、及び、外部通信用インタフェース９０３を備える。プロセッサ９０２は、インタフェース９０３を介して、液体吐出装置１が具備する演算部２０からデータ（例えば印刷ジョブに含まれる記録データないし画像データ）を受け取り、各吐出素子１０１を駆動するための信号ＳＩＧ（図２（ａ）参照）を生成する。
【００６９】
ここで、前述の構造体ＳＴへの液体の浸入によって、例えば列Ｌ１における或る吐出素子１０１の駆動が抑制されることとなった場合について考える。この場合、その吐出素子１０１の機能を、列Ｌ２における他の吐出素子１０１で補完することが可能である。該補完が可能な他の吐出素子１０１には、例えば、該駆動が抑制された吐出素子１０１と配列方向において隣り合うものが選択されればよい。
【００７０】
本実施形態では複数の液体吐出口ＯＰのそれぞれに対して１つ検出端子１０６が配されるため、検出部１０５は、２つの列Ｌ１又はＬ２の何れにおける何れの液体供給口ＯＰで液体の浸入が発生したか、検出可能である。そのため、検出部１０５は、該液体の浸入箇所を特定可能な信号を発生することができる。演算部２０は、インタフェース９０３を介して、該検出結果を示す信号を基板１０から受け取ることが可能である。演算部２０は、該検出結果に基づいて、基板１０に出力するためのデータを再生成することが可能である。例えば、列Ｌ１において或る吐出素子１０１の駆動が抑制されることとなった上述の場合では、その吐出素子１０１の機能を列Ｌ２における他の吐出素子１０１で補完するため、演算部２０は、列Ｌ１用のデータと列Ｌ２用のデータとを再生成する。
【００７１】
検出部１０５は、本実施形態では基板１０に配されるが、演算部２０（液体吐出装置１本体側）に配されてもよい。その場合、検出部１０５は、基板１０のインタフェース９０３を介して、検出端子１０６から電気信号を受け取ることが可能である。
【００７２】
なお、本実施形態では、列Ｌ１及びＬ２は、吐出素子１０１の配列間隔の２分の１の距離だけ配列方向に互いにシフトした構造を例示したが、これらは互いにシフトしていなくてもよい。また、列の数は本実施形態では２であるが、３以上であってもよい。また、液体吐出ヘッド３がプリンタ用の記録ヘッドの場合には、列Ｌ１及びＬ２は同色に対応する記録素子列であればよいが、列の数が更に多い場合には、多様の色を組み合わせて所望の色を実現してもよい。
【００７３】
図９（ｂ）は、本実施形態に係る変形例を示す。本変形例では、２つの基板１０（それぞれ、基板１０Ａ及び基板１０Ｂとする。）が準備され、これら２つの基板１０Ａ及び１０Ｂには列Ｌ１及びＬ２がそれぞれ設けられる。基板１０Ａ及び１０Ｂは、吐出素子１０１の配列間隔の２分の１の距離だけ配列方向に互いにシフトして配される。このような構造においても同様の効果が得られる。
【００７４】
なお、本変形例では、基板１０Ａ及び１０Ｂは、吐出素子１０１の配列間隔の２分の１の距離だけ配列方向に互いにシフトした構造を例示したが、これらは互いにシフトしていなくてもよい。また、基板１０の数は本実施形態では２であるが、３以上であってもよい。
【００７５】
以上、本実施形態によれば、液体の浸入によって何れかの吐出素子１０１について駆動が抑制された場合でも、その吐出素子１０１の機能を、他の吐出素子１０１を駆動することで補完することが可能となる。よって、本実施形態によれば、第１実施形態同様の効果が得られる他、液体吐出ヘッド３の液体吐出性能（例えばプリンタの場合には記録性能）の低下を抑制するのにも有利である。
【００７６】
（その他）
以上、いくつかの好適な態様を例示したが、本発明はこれらの例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その一部が変更されてもよい。例えば、或る実施形態の内容に、他の実施形態の内容の一部が組み合わされてもよいし、これと共に／これに代替して、必要に応じて公知の要素が追加され又は削除されてもよい。また、本明細書に記載された個々の用語は、本発明を説明する目的で用いられたものに過ぎず、本発明は、その用語の厳密な意味に限定されるものでないことは言うまでもなく、その均等物をも含みうる。
【符号の説明】
【００７７】
１０：液体吐出ヘッド用基板、１０１：吐出素子、１０２：駆動素子、３０１：半導体基板、ＳＴ：構造体、３０６：液体案内部、ＯＰ：液体供給口、ＣＨ：流路、Ｅ：要素、１０６：検出端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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