(57)【要約】【課題】  液体吐出ヘッドに設けられる発熱抵抗体と被覆部とが導通した場合における被覆部の変質や溶出の影響を抑える。【解決手段】  第１の発熱抵抗体および第２の発熱抵抗体のうちの少なくともいずれかに対する駆動電圧の印加に応じて、第１の発熱抵抗体および第２の発熱抵抗体に駆動電圧が印加されていない状態で、第１の被覆部および第２の被覆部の表面電位をグランド電位以下とする。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電圧が印加されることで液体を吐出するための熱エネルギーを発生する第１の発熱抵抗体および第２の発熱抵抗体と、
前記第１の発熱抵抗体を被覆する第１被覆部と、
前記第１の被覆部と電気的に接続され、前記第２の発熱抵抗体を被覆する第２被覆部と、
前記第１の発熱抵抗体と前記第１の被覆部との間、および前記第２の発熱抵抗体と前記第２の被覆部との間に設けられた絶縁層と、
を有する液体吐出ヘッドの制御方法において、
前記第１の発熱抵抗体および前記第２の発熱抵抗体のうちの少なくともいずれかに対する駆動電圧の印加に応じて、前記第１の発熱抵抗体および前記第２の発熱抵抗体に駆動電圧が印加されていない状態で、前記第１の被覆部および前記第２の被覆部の表面電位をグランド電位以下とすることを特徴とする液体吐出ヘッドの制御方法。
【請求項２】
前記第１の発熱抵抗体および前記第２の発熱抵抗体のうちの少なくともいずれかに駆動電圧が印加されている状態では、前記第１の被覆部および前記第２の被覆部を電気的にフローティングとする、請求項１に記載の液体吐出ヘッドの制御方法。
【請求項３】
周期的に前記第１の被覆部および前記２の被覆部の表面電位をグランド電位以下とする、請求項１または請求項２に記載の液体吐出ヘッドの制御方法。
【請求項４】
前記第１の被覆部および前記第２の被覆部はＩｒを含み、
前記第１の発熱抵抗体および前記第２の発熱抵抗体のうちの少なくともいずれかに駆動電圧の印加が開始されてから３５μｓｅｃ以内に前記第１の被覆部および前記第２の被覆部の表面電位をグランド電位以下とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの制御方法。
【請求項５】
前記第１の発熱抵抗体および前記第２の発熱抵抗体は吐出信号に応じてパルス状に駆動電圧が印加される、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの制御方法。
【請求項６】
駆動電圧が印加されることで液体を吐出するための熱エネルギーを発生する第１の発熱抵抗体および第２の発熱抵抗体と、前記第１の発熱抵抗体を被覆する第１被覆部と、前記第１の被覆部と電気的に接続され、前記第２の発熱抵抗体を被覆する第２被覆部と、前記第１の発熱抵抗体と前記第１の被覆部との間、および前記第２の発熱抵抗体と前記第２の被覆部との間に設けられた絶縁層と、を有する液体吐出ヘッドと、
前記第１の被覆部および前記第２の被覆部の表面電位を制御するための制御手段と、
を有する液体吐出装置において、
前記制御手段は、前記第１の発熱抵抗体および前記第２の発熱抵抗体のうちの少なくともいずれかに対する駆動電圧の印加に応じて、前記第１の発熱抵抗体および前記第２の発熱抵抗体に駆動電圧が印加されていない状態で、前記第１の被覆部および前記第２の被覆部の表面電位をグランド電位以下とするためのスイッチを含むことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第１の発熱抵抗体および前記第２の発熱抵抗体のうちの少なくともいずれかに駆動電圧が印加されている状態では、前記第１の被覆部および前記第２の被覆部を電気的にフローティングとする、請求項６に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記制御手段は、周期的に前記第１の被覆部および前記２の被覆部の表面電位をグランド電位以下とする、請求項６または請求項７に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記第１の被覆部および前記第２の被覆部はＩｒを含み、
前記制御手段は、前記第１の発熱抵抗体および前記第２の発熱抵抗体のうちの少なくともいずれかに駆動電圧の印加が開始されてから３５μｓｅｃ以内に前記第１の被覆部および前記第２の被覆部の表面電位をグランド電位以下とする、請求項６乃至請求項８のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記第１の発熱抵抗体および前記第２の発熱抵抗体は、吐出信号に応じてパルス状に駆動電圧が印加される、請求項６乃至請求項９のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドの制御方法、および液体を吐出する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、発熱抵抗体を通電させて液室の内部の液体を加熱して液体に膜沸騰を生じさせ、このときの発泡エネルギーによって吐出口から液滴を吐出させる形式の液体吐出装置が多く採用されている。
【０００３】
このような液体吐出装置では、発熱抵抗体上の領域で液体が発泡、収縮、消泡する際に生じるキャビテーションによる衝撃といった物理的作用が発熱抵抗体上の領域に及ぼされることがある。また、液体の吐出が行われる際には、発熱抵抗体は高温となっているので、液体の成分が熱分解して発熱抵抗体の表面に付着して固着・堆積するといった化学的作用が発熱抵抗体上の領域に及ぼされることがある。これらの発熱抵抗体への物理的作用あるいは化学的作用から発熱抵抗体を保護するために、発熱抵抗体上には、発熱抵抗体を覆う金属材料等で形成された被覆部が配置される場合がある。
【０００４】
通常、被覆部は液体と接する位置に配置される。したがって、被覆部に電気が流れてしまうと、被覆部と液体との間で電気化学反応が生じてしまい、場合によっては被覆部としての機能が損なわれてしまう場合がある。そのため、発熱抵抗体に供給される電気の一部が被覆部へ流れないように、発熱抵抗体と被覆部との間に絶縁層が配置されている。
【０００５】
ところが、何らかの原因によって絶縁層の機能が損なわれてしまい、発熱抵抗体あるいは配線から、被覆部へ直接的に電気が流れてしまう導通が生じる可能性がある。発熱抵抗体に供給される電気の一部が被覆部に流れた場合には、被覆部と液体との間で電気化学反応が生じてしまい、被覆部が変質してしまうことがある。さらに、複数の発熱抵抗体をそれぞれ覆う被覆部が互いに電気的に接続されている場合は、導通が生じた被覆部とは別の被覆部にも電流が流れてしまい、変質の影響が広がる恐れがある。
【０００６】
そこで、特許文献１には、複数の被覆部と電気的に接続された共通配線に対し、ヒューズ部を介してそれぞれの被覆部が接続された構成が記載されている。このような構成において上記の導通が生じて１つの被覆部に電流が流れた場合に、この電流によってヒューズ部が切断されることで、他の被覆部との電気的な接続が切断される。これにより、被覆部の変質の影響が広がることを抑えることができる。また、特許文献１には、発熱抵抗体を覆う被覆部や共通配線よりもヒューズ部の膜厚を薄くしてヒューズ部を切断されやすくすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１２４９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、発熱抵抗体と被覆部との導通が生じた場合であっても、発熱抵抗体と被覆部との接触領域が微小であると接触抵抗が大きくヒューズ部に流れる電流は小さくなるため、ヒューズ部が確実に切断されない可能性がある。
【０００９】
そのため、ヒューズ部を設けた構成であってもヒューズ部が切断されずに導通が生じた被覆部から他の被覆部に電流が流れてしまい、ヘッド全体として被覆部の変質の影響が広がる恐れがある。
【００１０】
そこで、本発明では、液体吐出ヘッドに設けられる発熱抵抗体と被覆部とが導通した場合における被覆部の変質や溶出の影響を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の液体吐出ヘッドの制御方法は、駆動電圧が印加されることで液体を吐出するための熱エネルギーを発生する第１の発熱抵抗体および第２の発熱抵抗体と、前記第１の発熱抵抗体を被覆する第１被覆部と、前記第１の被覆部と電気的に接続され、前記第２の発熱抵抗体を被覆する第２被覆部と、前記第１の発熱抵抗体と前記第１の被覆部との間、および前記第２の発熱抵抗体と前記第２の被覆部との間に設けられた絶縁層と、を有する液体吐出ヘッドの制御方法において、前記第１の発熱抵抗体および前記第２の発熱抵抗体のうちの少なくともいずれかに対する駆動電圧の印加に応じて、前記第１の発熱抵抗体および前記第２の発熱抵抗体に駆動電圧が印加されていない状態で、前記第１の被覆部および前記第２の被覆部の表面電位をグランド電位以下とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、液体吐出ヘッドに設けられる発熱抵抗体と被覆部とが導通した場合における被覆部の変質や溶出の影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】液体吐出装置および液体吐出ヘッドユニットを示す図である。
【図２】液体吐出ヘッドの斜視図および断面図である。
【図３】液体吐出ヘッドの回路図である。
【図４】液体吐出ヘッドの上面図である。
【図５】液体吐出ヘッドの制御方法と被覆部の表面電位の時間変化を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（液体吐出装置）
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る液体吐出装置１０００を示す斜視図である。液体吐出装置１０００は、内部に液体吐出ヘッドユニット４１０が収納されるキャリッジ２１１を備えている。本実施形態の液体吐出装置１０００において、キャリッジ２１１は、ガイドシャフト２０６に沿って矢印Ａの主走査方向に移動自在にガイドされている。ガイドシャフト２０６は、記録媒体の幅方向に沿って延びるように配置されている。したがって、キャリッジ２１１に搭載された液体吐出ヘッドは、記録媒体の搬送される搬送方向と交差する方向に走査しながら記録を行う。このように、液体吐出装置１０００は、液体吐出ヘッド１の主走査方向の移動と、記録媒体の副走査方向の搬送と、を伴って画像を記録するいわゆるシリアルスキャンタイプの液体吐出装置である。
【００１５】
キャリッジ２１１は、記録媒体の搬送方向に直交する方向に走査されるように、ガイドシャフト２０６によって貫通されて支持されている。キャリッジ２１１にはベルト２０４が取り付けられており、ベルト２０４にはキャリッジモータ２１２が取り付けられている。これにより、キャリッジモータ２１２による駆動力がベルト２０４を介してキャリッジ２１１に伝えられるので、キャリッジ２１１がガイドシャフト２０６によって案内されながら主走査方向に移動可能に構成されている。
【００１６】
また、キャリッジ２１１には、制御部からの電気信号を液体吐出ヘッドユニット４１０の液体吐出ヘッドに転送するためのフレキシブルケーブル２１３が、液体吐出ヘッドユニットに接続されるように取り付けられている。また、液体吐出装置１０００は、液体吐出ヘッドの回復処理を行うために用いられるキャップ２４１及びワイパブレード２４３が配置されている。また、液体吐出装置１０００は、記録媒体を積層状態で蓄える給紙部２１５と、キャリッジ２１１の位置を光学的に読み取るエンコーダセンサ２１６を有している。
【００１７】
（液体吐出ヘッドユニット）
図１（ｂ）は、液体吐出ヘッドユニット４１０を示す斜視図である。液体吐出ヘッドユニット４１０は、液体吐出ヘッドをタンクと一体化してなるカートリッジ形態のユニットである。液体吐出ヘッドユニット４１０は、キャリッジの内部に、装着及び取り外し可能に構成されている。液体吐出ヘッドユニット４１０には、液体吐出ヘッド１が取り付けられている。液体吐出ヘッドユニット４１０には、電力を供給するための端子を有するＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）用のテープ部材４０２が貼り付けられている。このテープ部材４０２を通って、液体吐出装置からそれぞれの発熱抵抗体１０８へ選択的に電力が供給される。発熱抵抗体１０８へ電力が供給される際には、接点４０３からテープ部材４０２を通って、液体吐出ヘッド１へ電力が供給される。また、液体吐出ヘッドユニット４１０は、液体を一旦貯留し、そこから液体吐出ヘッド１に供給するためのタンク４０４を備えている。
【００１８】
（液体吐出ヘッド）
図２（ａ）は液体吐出ヘッド１を示しており、その一部を破断して示す斜視図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＩＩｂ−ＩＩｂ線に沿った模式的な断面図である。
【００１９】
液体吐出ヘッド１は、液体吐出ヘッド用基板１００と流路形成部材１２０とが貼り付けられることで構成されている。液体吐出ヘッド用基板１００と流路形成部材１２０との間には、内部に液体を貯留させることが可能な複数の液室１３２が画成されている。液体吐出ヘッド用基板１００には、液体吐出ヘッド用基板１００を表面から裏面へ貫通するように液体供給口１３０が形成されており、液体供給口１３０から各液室１３２へと液体が供給される。それぞれの液室１３２の内部には熱作用部１１７が形成されている。流路形成部材１２０における熱作用部１１７に対応する位置には吐出口１２１が形成されている。複数の熱作用部１１７は列をなして配設されており、熱作用部１１７に対応して設けられた吐出口１２１も列をなして配設されている。
【００２０】
液体吐出ヘッド用基板１００の基体１０１の熱作用部１１７が設けられる面の側には後述する発熱抵抗体１０８が備えられており、この発熱抵抗体１０８への通電により熱エネルギーが発生する。この熱エネルギーにより熱作用部１１７上の液体が加熱されて膜沸騰により発泡し、そのときの発泡エネルギーによって吐出口１２１から液滴が吐出される。
【００２１】
液体吐出ヘッド１は、シリコンによって形成された基体１０１上に複数の層が積層された液体吐出ヘッド用基板１００を有する。基体１０１上には、熱酸化膜、ＳｉＯ膜、ＳｉＮ膜等によって形成される蓄熱層１０２が配置される。また、蓄熱層１０２上には、ＴａＳｉＮ等によって形成される発熱抵抗体層１０４が配置され、発熱抵抗体層１０４上には、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ等の金属材料から形成される配線としての電極配線層１０５が配置されている。電極配線層１０５上には絶縁保護層１０６（絶縁層）が配置されている。絶縁保護層１０６は、発熱抵抗体層１０４及び電極配線層１０５を覆うようにこれらの上側に設けられている。絶縁保護層１０６は、ＳｉＯ膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＣＮ膜等によって形成されている。
【００２２】
絶縁保護層１０６の上側には発熱抵抗体１０８を覆うように被覆部１０７が配置されている。被覆部１０７は、発熱抵抗体１０８の発熱に伴う化学的、物理的衝撃から発熱抵抗体１０８を保護している。また、被覆部１０７は複数の発熱抵抗体１０８のそれぞれを覆うように設けられている。本実施形態では、被覆部１０７は、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）等の白金族やタンタル（Ｔａ）によって２０〜１００ｎｍの厚さで形成されている。なお、被覆部１０７は、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔａのいずれかに限らず、これらを含む合金によって形成してもよく、また、これらを積層して形成してもよい。なお、これらの材料によって形成された被覆部１０７は導電性を有している。
【００２３】
絶縁保護層１０６と被覆部１０７との間には複数の被覆部１０７を電気的に接続する配線層１０９が設けられている。例えば、この配線層１０９はＴａによって形成することができる。なお、配線層１０９が設けられていない構成でもよく、すなわち、被覆部１０７同士が直接接続されている構成であってもよい。
【００２４】
発熱抵抗体１０８は電極配線層１０５が部分的に除去されることによって形成されている。すなわち、電極配線層１０５の一部が除去されてその部分から発熱抵抗体層１０４が露出しており、この電極配線層１０５から露出する発熱抵抗体層１０４の部分が発熱抵抗体１０８として機能する。電極配線層１０５は、不図示の駆動素子回路ないし外部電源端子に接続されており、外部からの電力の供給を受けることができるように構成されている。
【００２５】
なお、発熱抵抗体１０８は、上述したような、発熱抵抗体層１０４の上に電極配線層１０５を配置する構成に限定されない。例えば、電極配線層１０５を基体１０１または熱酸化膜１０２上に形成し、電極配線層１０５の一部を部分的に除去してギャップを形成して、その電極配線層１０５の上に発熱抵抗体層１０４を配置する構成であってもよい。また、電極配線層１０５を蓄熱層１０２の中に埋め込み、蓄熱層１０２上に単層として形成された発熱抵抗体層１０４に対して電極配線層１０５から例えばタングステンなどの金属プラグを介して電力を供給するような構成であってもよい。
【００２６】
図３に、液体吐出ヘッド１の発熱抵抗体１０８の駆動用の回路図を示す。発熱抵抗体１０８は、電源３０１、スイッチングトランジスタ１１４及び選択回路１１５に接続されており、選択回路１１５によって選択された発熱抵抗体１０８に駆動電圧が印加されて発熱する。電源３０１は、例えば２０〜３５Ｖの駆動電圧である。電源３０１と発熱抵抗体１０８の間にスイッチングトランジスタ１１４が設けられている。本実施形態の液体吐出ヘッド用基板１００は、このようなソースフォロア回路を有している。したがって、常に発熱抵抗体１０８に電源電圧が印加されるのではなく、吐出信号に応じて発熱抵抗体１０８の駆動時のみパルス状で発熱抵抗体１０８に電源３０１から電圧が印加される。
【００２７】
このような構成により、選択回路１１５からの吐出信号に応じて、所定のタイミングで発熱抵抗体１０８に対して電源３０１から電力が供給され、所定のタイミングで吐出口１２１から液体が吐出される。
【００２８】
（電位制御回路）
図４は本実施形態の液体吐出ヘッド１の模式的上面図である。なお、図４では流路形成部材１２０は省略している。
【００２９】
液体供給口１３０に対して両側にそれぞれ発熱抵抗体１０８の列が配置され、それぞれの発熱抵抗体１０８を覆う被覆部１０７が配置されている。また、配線層１０９は帯状に延在しており、それぞれの被覆部１０７は配線層１０９を介して液体吐出ヘッド用基板１００の外部に設けられた電位制御回路２００に電気的に接続されている。
【００３０】
電位制御回路２００は被覆部１０７の表面電位を制御する回路（制御手段）であり、被覆部１０７の電位をグランド電位とすることができる。電位制御回路２００はスイッチ２０１を含んでおり、このスイッチ２０１のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、被覆部１０７の表面電位の制御の切り替えが可能である。なお、電位制御回路２００は、液体吐出ヘッド１の外部の液体吐出ヘッドユニットや液体吐出装置本体に設けられてもよく、液体吐出ヘッド１や液体吐出ヘッド用基板１００に設けられてもよい。
【００３１】
液体の吐出を行っていると、何らかの理由で発熱抵抗体１０８と被覆部１０７との間が導通してしまい、被覆部１０７の表面電位が上昇する場合がある。
【００３２】
図５（ｅ２）は、電位制御回路２００が設けられていない構成において、発熱抵抗体１０８と被覆部１０７とが導通した場合の被覆部１０７の表面電位の時間変化を示す図である。発熱抵抗体１０８と被覆部１０７とが導通した後も導通が生じた箇所が特定されていないため、発熱抵抗体１０８には、例えば０．５〜２μｓｅｃ程度のパルス幅の２４Ｖの電圧が繰り返し印加される。そのため、被覆部１０７の表面電位は、発熱抵抗体１０８にパルス状の電圧が印加された直後に、５〜１０Ｖ程度まで上昇する。その後、発熱抵抗体１０８に電圧が印加されなくなると、被覆部１０７の表面電位は徐々に低下していくが、特に、発熱抵抗体１０８の駆動周波数が高い場合は被覆部１０７の電位は下がりきらずに電位が印加された状態のまま維持される。
【００３３】
このため、被覆部１０７が例えばＩｒを含んで構成されている場合、発熱抵抗体１０８との導通が生じた被覆部１０７は液体との電気化学反応が生じて液体中に溶出する。さらに、複数の被覆部１０７が電気的に接続されていると、被覆部１０７（第１の被覆部）との導通が生じた発熱抵抗体１０８（第１の発熱抵抗体）とは別の発熱抵抗体１０８（第２の発熱抵抗体）を覆う被覆部１０７（第２の被覆部）も溶出する恐れがある。すなわち、被覆部１０７の変質の影響が液体吐出ヘッド全体へと広がる可能性がある。
【００３４】
なお、被覆部１０７がＴａを含んで構成されている場合においても、被覆部１０７の表面電位が高い状態で維持されると、発熱抵抗体１０８との導通が生じた被覆部１０７は酸化が生じてしまう。さらに、被覆部１０７との導通が生じた発熱抵抗体１０８とは別の発熱抵抗体１０８を覆う被覆部１０７も酸化する恐れがある。
【００３５】
そこで、本実施形態では、複数の発熱抵抗体１０８のうち少なくともいずれかに駆動電圧が印加された後、複数の発熱抵抗体１０８のうちのいずれにも駆動電圧が印加されていない状態で、電位制御回路２００のスイッチ２０１をＯＮとする。これにより、一時的に被覆部１０７の電位をグランド電位とする。この際、発熱抵抗体１０８の駆動電圧の印加に応じて電位制御回路２００のスイッチ２０１をＯＮとして、周期的に被覆部１０７の電位をグランド電位とする。なお、ここで、複数の発熱抵抗体１０８とは、発熱抵抗体１０８に対応する被覆部１０７同士が電気的に接続されている発熱抵抗体１０８を称する。すなわち、電位制御回路２００のスイッチ２０１をＯＮにする際に、対応する被覆部１０７が電気的に接続されていない発熱抵抗体１０８については、駆動電圧が印加された状態であってもよい。
【００３６】
発熱抵抗体１０８と被覆部１０７との導通が生じている場合、発熱抵抗体１０８の駆動電圧によって被覆部１０７の電位は上昇するが、電位制御回路２００によって被覆部１０７の電位は一時的にグランド電位に下がる。したがって、被覆部１０７に電位が印加された状態で維持されることを抑えることができる。これにより、被覆部１０７と液体との電気化学反応の進行を抑えることができ、被覆部１０７の変質の影響を低減することができる。
【００３７】
なお、発熱抵抗体１０８に駆動電圧が印加された状態で被覆部１０７の電位をグランド電位とすると、発熱抵抗体１０８と被覆部１０７と導通が生じている場合、その導通箇所を介して被覆部１０７、電位制御回路２００へとリーク電流が流れてしまう。これにより、意図しない発熱が生じて、液体吐出ヘッド用基板の信頼性を損なう恐れがある。そのため、液体を吐出するために電源３０１から複数の発熱抵抗体１０８のうちの少なくともいずれかに対して駆動電圧が印加されている状態では、スイッチ２０１をＯＦＦとして被覆部１０７を電気的にフローティングとすることが好ましい。
【００３８】
なお、電位制御回路２００は、被覆部１０７の電位をグランド電位よりも低くするような構成であってもよい。被覆部１０７の電位をグランド電位以下とすることで被覆部１０７の変質の影響を抑えることができる。
【００３９】
なお、被覆部１０７がＩｒを含んで構成されている場合、２．５Ｖ以上の電位が被覆部１０７に印加された状態が３５μｓｅｃよりも長く続くと、被覆部１０７に含まれるＩｒの液体への溶解が開始される。したがって、被覆部１０７の表面電位が２．５Ｖ以上の状態が３５μｓｅｃよりも長く続かないように被覆部１０７の電位をグランド電位とすることがより好ましい。すなわち、発熱抵抗体１０８への駆動電圧の印加開始から３５μｓｅｃ以内に電位制御回路２００のスイッチ２０１をＯＮとして被覆部１０７をグランド電位とすることが好ましい。
【００４０】
また、本実施形態では、発熱抵抗体１０８と被覆部１０７との導通箇所の発生の有無にかかわらず、電位制御回路２００のスイッチ２０１を上記のように周期的にＯＮとしている。これにより、発熱抵抗体１０８と被覆部１０７との導通の発生の有無についての検知を行わずに済む。
【００４１】
なお、上述したように発熱抵抗体１０８に駆動電圧が印加されていない時に電位制御回路２００を動作させるため、選択回路１１５（図３）の信号と同期させて電位制御回路２００のスイッチ２０１のＯＮ／ＯＦＦを切り替えてもよい。
【００４２】
また、上述した実施形態では、発熱抵抗体１０８の駆動電圧の印加に応じて被覆部１０７の電位をグランド電位とするものであるが、１つの発熱抵抗体１０８を１回駆動した後に毎回電位制御回路２００のスイッチ２０１をＯＮにしなくてもよい。すなわち、１つの発熱抵抗体１０８に複数回駆動電圧を印加した後に１回電位制御回路２００のスイッチ２０１をＯＮとすることでも被覆部１０７の変質の影響を低減することは可能である。
【００４３】
（実施例１）
上記実施形態を適用した本実施例として以下に説明する液体吐出ヘッド１を用いた。液体吐出ヘッド１を構成する液体吐出ヘッド用基板１００は、基体１０１と、この上に設けられたＳｉＯ２からなる蓄熱層１０２と、を有する。さらに、液体吐出ヘッド用基板１００は、蓄熱層１０２の上に厚さ約５０ｎｍのＴａＳｉＮで形成された発熱抵抗体層１０４と、この上に厚さ約３００ｎｍのＡｌ配線で形成された電極配線層１０５と、を有する。また、液体吐出ヘッド用基板１００は、発熱抵抗体層１０４の一部が電極配線層１０５の間から露出されることで形成された発熱抵抗体１０８を有する。さらに、液体吐出ヘッド用基板１００は、発熱抵抗体層１０４と電極配線層１０５とを覆うように厚さ約３５０ｎｍのＳｉＮで形成された絶縁保護層１０６と、この上側に発熱抵抗体１０８を覆う厚さ１００ｎｍのＩｒからなる被覆部１０７が形成されている。被覆部１０７は吐出口形成部材との密着性が低いため、発熱抵抗体１０８によって熱が作用する領域のみを覆うように配置されている。絶縁保護層１０６と被覆部１０７との間には、厚さ１００ｎｍのＴａからなる配線層１０９が設けられている。この配線層１０９は複数の被覆部１０７を電気的に接続するとともに、被覆部１０７と電位制御回路２００とを接続している。この液体吐出ヘッド用基板１００と、これとともに流路を形成する樹脂材料からなる流路形成部材１２０とが接合され、液体吐出ヘッド１が構成されている。
【００４４】
本実施例では、上記のような液体吐出ヘッドを用いて、発熱抵抗体と被覆部との導通が発生した場合における液体吐出ヘッドの信頼性に関して検証した。
【００４５】
まず、液体吐出ヘッドの１ビットの発熱抵抗体に長パルスを印加して断線させることで、発熱抵抗体と被覆部とを導通させた。この断線した発熱抵抗体１ビットに対して、図５（ａ）のように、電圧２４Ｖ、パルス幅０．８μｓｅｃの駆動パルスを周波数２０ｋＨｚで印加させ続けた。すなわち、発熱抵抗体に対して５０μｓｅｃ毎に駆動パルスを印加した。
【００４６】
また、図５（ｂ１）のように、発熱抵抗体の駆動周波数に合わせて、電位制御回路のスイッチをＯＮとし、被覆部の表面電位が周期的にグランド電位となるようにした。具体的には、発熱抵抗体への駆動電圧の印加を開始してから４０μｓ後に電位制御回路のスイッチがＯＮとなるように、電位制御回路の駆動周波数を２０ｋＨｚ、パルス幅を１０μｓｅｃとした。
【００４７】
断線した発熱抵抗体を被覆部とは別の被覆部について、液体への溶出の有無を確認したところ、被覆部の表面から少し泡が発生していたが、後述する比較例１よりも被覆部の溶出速度が遅いことが確認された。図５（ｂ２）に本実施例の被覆部の表面電位の時間変化を示す。
【００４８】
（実施例２）
上述の実施例で説明した液体吐出ヘッドを用いた。本実施例では、断線した発熱抵抗体１ビットに対して、図５（ａ）のように、電圧２４Ｖ、パルス幅０．８μｓｅｃの駆動パルスを周波数２０ｋＨｚで印加させ続けた。すなわち、発熱抵抗体に対して５０μｓｅｃ毎に駆動パルスを印加した。
【００４９】
また、図５（ｃ１）のように、発熱抵抗体の駆動周波数に合わせて、電位制御回路のスイッチをＯＮとし、被覆部の表面電位が周期的にグランド電位となるようにした。具体的には、発熱抵抗体への駆動電圧の印加を開始してから３５μｓ後に電位制御回路のスイッチがＯＮとなるように、電位制御回路の駆動周波数を２０ｋＨｚ、パルス幅を１５μｓｅｃとした。
【００５０】
断線した発熱抵抗体を被覆部とは別の被覆部について、液体への溶出の有無を確認したところ、被覆部の表面から泡が発生しておらず、被覆部が溶出していないことが確認された。図５（ｃ２）に本実施例の被覆部の表面電位の時間変化を示す。
【００５１】
（実施例３）
上述の実施例で説明した液体吐出ヘッドを用いた。本実施例では、断線した発熱抵抗体１ビットに対して、図５（ａ）のように、電圧２４Ｖ、パルス幅０．８μｓｅｃの駆動パルスを周波数２０ｋＨｚで印加させ続けた。すなわち、発熱抵抗体に対して５０μｓｅｃ毎に駆動パルスを印加した。
【００５２】
また、図５（ｄ１）のように、発熱抵抗体の駆動周波数に合わせて、電位制御回路のスイッチをＯＮとし、被覆部の表面電位が周期的にグランド電位となるようにした。具体的には、発熱抵抗体への駆動電圧の印加を開始してから１０μｓ後に電位制御回路のスイッチがＯＮとなるように、電位制御回路の駆動周波数を２０ｋＨｚ、パルス幅を２μｓｅｃとした。
【００５３】
断線した発熱抵抗体を被覆部とは別の被覆部について、液体への溶出の有無を確認したところ、被覆部の表面から泡が発生しておらず、被覆部が溶出していないことが確認された。図５（ｄ２）に本実施例の被覆部の表面電位の時間変化を示す。
【００５４】
（比較例１）
上述の実施例で説明した液体吐出ヘッドを用いた。本比較例では、断線した発熱抵抗体１ビットに対して、図５（ａ）のように、電圧２４Ｖ、パルス幅０．８μｓｅｃの駆動パルスを周波数２０ｋＨｚで印加させ続けた。すなわち、発熱抵抗体に対して５０μｓｅｃ毎に駆動パルスを印加した。
【００５５】
また、図５（ｅ１）のように、電位制御回路のスイッチをＯＦＦとし、被覆部が電気的にフローティングとなるようにした。
【００５６】
断線した発熱抵抗体を被覆部とは別の被覆部について、液体への溶出の有無を確認したところ、被覆部の表面から泡が発生しており、被覆部の溶出が確認された。図５（ｅ２）に本比較例の被覆部の表面電位の時間変化を示す。被覆部の表面電位は、６Ｖ程度の電位が継続的に印加された状態であった。
【００５７】
（比較例２）
上述の実施例で説明した液体吐出ヘッドを用いた。本比較例では、断線した発熱抵抗体１ビットに対して、図５（ａ）のように、電圧２４Ｖ、パルス幅０．８μｓｅｃの駆動パルスを周波数２０ｋＨｚで印加させ続けた。すなわち、発熱抵抗体に対して５０μｓｅｃ毎に駆動パルスを印加した。
【００５８】
また、図５（ｆ１）のように、発熱抵抗体の駆動周波数に合わせて、電位制御回路のスイッチをＯＮとし、被覆部の表面電位が周期的にグランド電位となるようにした。具体的には、発熱抵抗体への駆動電圧の印加の開始とともに電位制御回路のスイッチがＯＮとなるように、電位制御回路の駆動周波数を２０ｋＨｚとし、パルス幅を１５μｓｅｃとした。図５（ｆ２）に本比較例の被覆部の表面電位の時間変化を示す。被覆部の表面電位は、グランド電位で維持された状態であった。
【００５９】
断線した発熱抵抗体を被覆部とは別の被覆部について、液体への溶出の有無を確認したところ、被覆部の表面から泡が発生しておらず、被覆部が溶出していないことが確認された。しかし、発熱抵抗体から電位制御回路へリーク電流が流れてしまった。
【００６０】
表１に上記の実施例と比較例をまとめて示す。
【００６１】
電位制御回路を駆動させて周期的に被覆部の表面電位をグランド電位とすることで、被覆部（Ｉｒ）の溶出速度が低減することが確認できた。また、被覆部の表面電位が２．５Ｖ以上である状態が３５μｓｅｃより長く続くと、被覆部に含まれるＩｒの液体への溶解が開始されることがわかった。したがって、被覆部の表面電位が２．５Ｖ以上の状態が３５μｓｅｃよりも長く続かないように被覆部の電位をグランド電位とすることがより好ましいことがわかった。すなわち、発熱抵抗体への駆動電圧の印加開始から３５μｓｅｃ以内に電位制御回路２００のスイッチをＯＮとして被覆部１０７をグランド電位とすることが好ましいことがわかった。
【００６２】
【表１】
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【符号の説明】
【００６３】
１  液体吐出ヘッド
１０６  絶縁保護層（絶縁層）
１０７  被覆部
１０８  発熱抵抗体
【図１】
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【図２】
2019018511.tif 000005
【図３】
2019018511.tif 000006
【図４】
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【図５】
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