JP2016129184A - Method for melting fuse element of liquid discharge head and device for melting fuse element - Google Patents
Method for melting fuse element of liquid discharge head and device for melting fuse element Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016129184A JP2016129184A JP2015003215A JP2015003215A JP2016129184A JP 2016129184 A JP2016129184 A JP 2016129184A JP 2015003215 A JP2015003215 A JP 2015003215A JP 2015003215 A JP2015003215 A JP 2015003215A JP 2016129184 A JP2016129184 A JP 2016129184A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuse element
- fuse
- resistance
- current
- target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電流を流すことによって溶断可能なヒューズ素子を備える液体吐出ヘッドのヒューズ素子溶断方法およびヒューズ素子溶断装置に関する。 The present invention relates to a fuse element blowing method and a fuse element blowing apparatus for a liquid discharge head including a fuse element that can be blown by passing an electric current.
インク等の液体を吐出するエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備えた液体吐出ヘッドは、一般的に、吐出部が形成された基板を有する。基板の表面には、エネルギー発生素子、エネルギー発生素子を駆動するドライバ回路、および、ドライバ回路に吐出データを供給するデータ入力部が形成されている。エネルギー発生素子としては、電気熱変換素子や圧電素子が用いられる。
近年においては、液体吐出ヘッドに、それ自身のID(Identity)コードやエネルギー発生素子の駆動特性などのデータを読出自在に保持させるため、基板にROM(Read Only Memory)を搭載することが提案されている。
特許文献1および2には、液体吐出ヘッドの基板に、エネルギー発生素子と共に、ヒューズ素子からなるROMを形成する構成が記載されている。このような構成の場合には、基板にエネルギー発生素子を形成するとき、ROMとなるヒューズ素子を同時に形成できる。そして、ヒューズ素子を選択的に溶断することにより、液体吐出ヘッドは溶断の有無に応じた二値データを保持できる。このような液体吐出ヘッドは、基板とは別個にROMチップを用意する必要がなく、各種データを読出自在に保持できる構造を簡略化でき生産性を向上させることができ、小型軽量化も実現することができる。
A liquid discharge head provided with an energy generating element that generates energy for discharging a liquid such as ink generally has a substrate on which a discharge portion is formed. An energy generating element, a driver circuit that drives the energy generating element, and a data input unit that supplies ejection data to the driver circuit are formed on the surface of the substrate. As the energy generating element, an electrothermal conversion element or a piezoelectric element is used.
In recent years, it has been proposed to mount a ROM (Read Only Memory) on a substrate in order to allow the liquid ejection head to hold data such as its own ID (Identity) code and drive characteristics of the energy generating element in a readable manner. ing.
液体吐出ヘッドは、一般的に半導体装置と同様な工程によって製造される。すなわち液体吐出ヘッドは、基板上にエネルギー発生素子や配線を形成する工程、基板上に吐出部を形成する工程、基板上へのドライバ回路の実装およびその他の部品の組立を行う工程を経て製造される。更に、組立完成された液体吐出ヘッドに対しては、液体吐出ヘッドのIDコードやエネルギー発生素子の駆動特性などのデータを、ヒューズ素子にて構成されるROMに書き込む書込み工程が施される。書込み工程では、ヒューズ素子に選択的に電流を流してヒューズ素子を溶断する。 A liquid discharge head is generally manufactured by a process similar to that of a semiconductor device. That is, the liquid discharge head is manufactured through a process of forming an energy generating element and wiring on the substrate, a process of forming a discharge unit on the substrate, mounting a driver circuit on the substrate, and assembling other components. The Further, the assembled liquid discharge head is subjected to a writing step of writing data such as the ID code of the liquid discharge head and the drive characteristics of the energy generating element into a ROM composed of fuse elements. In the write process, the fuse element is blown by selectively passing a current through the fuse element.
特許文献3には、基板の外部に設けた抵抗素子を介してヒューズ素子に電流を流すことによって、ヒューズ素子溶断時の電流の時間変化が緩やかになるように調整する技術が記載されている。
ヒューズ素子溶断時の電流の時間変化が緩やかな場合、ヒューズ素子の温度上昇が緩やかに続き、ヒューズ素子の周囲の層が溶けて空間ができる。その後、その空間内に、溶けたヒューズ材料が飛び散り、ヒューズ素子が電気的にオープンの状態となる。
なお、ヒューズ素子溶断時の電流の時間変化が激しい場合、ヒューズ素子の温度上昇が急になり、ヒューズ素子の周囲の層が十分に溶ける前にヒューズ素子が溶けてしまう。この場合、溶けたヒューズ材料が飛び散る空間が狭く、溶けたヒューズ材料が再びヒューズ素子に付着してヒューズ素子が再度導通してしまうおそれがある。
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes a technique for adjusting the current change over time when the fuse element is blown by flowing current through the fuse element via a resistance element provided outside the substrate.
When the time change of the current at the time of blowing the fuse element is gentle, the temperature rise of the fuse element continues slowly, and the layers around the fuse element are melted to create a space. Thereafter, the melted fuse material scatters in the space, and the fuse element is in an electrically open state.
In addition, when the time change of the current at the time of fuse element blowing is severe, the temperature of the fuse element increases rapidly, and the fuse element is melted before the layers around the fuse element are sufficiently melted. In this case, the space where the melted fuse material scatters is narrow, and the melted fuse material may adhere to the fuse element again, and the fuse element may become conductive again.
液体吐出ヘッドの基板上には液体が存在するため、ヒューズ素子の溶断後の部分に液体が侵入した場合には、その部分や電極が腐食して信頼性が損なわれるおそれがある。そのため、液体吐出ヘッドの基板上に作り込まれるヒューズ素子は、溶断が確実、且つ液体の侵入が起こらない構造である必要が生じる。
このため、図7に示したように基板101の表面には、ヒューズ素子110、層間絶縁膜104、ヒューズ電極105、保護膜(絶縁膜)106等が所定の形状を成すように適宜積層される。そして、保護膜106の表面に有機樹脂を用いた吐出部材107が形成される。
図7に示したようにヒューズ素子110は積層構造の下部に位置している。このため、ヒューズ素子110に流れる電流波形によっては、ヒューズ素子110の周囲の層が十分に溶けず、溶けたヒューズ材料が十分に飛び散り難くなるおそれがある。溶けたヒューズ材料が十分に飛び散らないと、溶けたヒューズ材料によってヒューズ素子110が再度導通してしまうおそれがある。
特許文献3に記載のヒューズの溶断方法では、基板の外部(例えば、ROM書き装置)に設けた抵抗素子は固定である。このため、この固定の抵抗素子を用いた場合、ヒューズ素子を溶断する電流波形は、液体吐出ヘッドごとのヒューズ素子の電気特性や溶断特性の差により、ある程度のバラツキが出る。そのため、ROM書き装置と液体吐出ヘッドとの組合せによってはヒューズ素子の溶断が安定しない状況が発生するおそれがある。例えば、ヒューズ素子を溶断する電流波形のピークが高過ぎると、溶断したヒューズ素子が再度導通してしまうおそれがある。
Since the liquid exists on the substrate of the liquid discharge head, when the liquid enters the part after the fuse element is blown, the part or the electrode may corrode and the reliability may be impaired. Therefore, the fuse element formed on the substrate of the liquid discharge head needs to have a structure that is surely blown and does not allow liquid to enter.
Therefore, as shown in FIG. 7, a
As shown in FIG. 7, the
In the fuse fusing method described in Patent Document 3, the resistance element provided outside the substrate (for example, a ROM writing device) is fixed. For this reason, when this fixed resistance element is used, the current waveform for fusing the fuse element varies to some extent due to the difference in electrical characteristics and fusing characteristics of the fuse element for each liquid ejection head. Therefore, depending on the combination of the ROM writing device and the liquid discharge head, there is a possibility that a situation where the fusing of the fuse element is not stable may occur. For example, if the peak of the current waveform that blows the fuse element is too high, the blown fuse element may become conductive again.
本発明の目的は、液体吐出ヘッドのヒューズ素子の溶断の不安定さを低減することが可能な液体吐出ヘッドのヒューズ素子溶断方法およびヒューズ素子溶断装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a fuse element fusing method and a fuse element fusing apparatus for a liquid discharge head that can reduce instability of fusing of the fuse element of the liquid discharge head.
上述した目的を達成するため、本発明の液体吐出ヘッドのヒューズ素子溶断方法は、電流を流すことによって溶断可能な複数のヒューズ素子を備える液体吐出ヘッドのヒューズ素子溶断方法であって、前記複数のヒューズ素子のうちの一のヒューズ素子に電流が流れた際に前記一のヒューズ素子にかかる電圧を測定する測定工程と、前記測定工程によって得られた電圧に基づいて、前記ヒューズ素子を流れる電流を目標値に調整する目標抵抗を決定する決定工程と、前記電流を調整するための複数の電流調整抵抗の中から、前記目標抵抗の抵抗値に最も近い抵抗値を有する電流調整抵抗を、前記一のヒューズ素子と異なる前記ヒューズ素子の溶断に用いる電流調整抵抗として選択する選択工程と、を有することを特徴とする。
液体吐出ヘッドが備える一のヒューズ素子にかかる電圧は、液体吐出ヘッドごとのヒューズ素子の特性のバラツキに応じて変動する。このため、この電圧に基づき決定される目標抵抗も、液体吐出ヘッドごとのヒューズ素子の特性のバラツキに応じたものとなる。よって、複数の電流調整抵抗のうち、目標抵抗の抵抗値に最も近い抵抗値を有する電流調整抵抗も、液体吐出ヘッドごとのヒューズ素子の特性のバラツキに応じて選択されることになる。したがって、この選択した電流調整抵抗をヒューズ素子の溶断に用いることで、液体吐出ヘッドごとのヒューズ素子の特性のバラツキがあっても、ヒューズ素子を流れる電流を調整することが可能になる。よって、液体吐出ヘッドのヒューズ素子の溶断の不安定さを低減することが可能になる。
In order to achieve the above-described object, a fuse element fusing method for a liquid discharge head according to the present invention is a method for fusing a fuse element for a liquid discharge head including a plurality of fuse elements that can be blown by passing an electric current. A measurement process for measuring a voltage applied to the one fuse element when a current flows through one fuse element of the fuse elements, and a current flowing through the fuse element based on the voltage obtained by the measurement process. A determination step of determining a target resistance to be adjusted to a target value; and a current adjustment resistor having a resistance value closest to the resistance value of the target resistance among a plurality of current adjustment resistors for adjusting the current. And a selection step of selecting a current adjustment resistor used for fusing the fuse element different from the fuse element.
The voltage applied to one fuse element included in the liquid discharge head varies according to variations in characteristics of the fuse element for each liquid discharge head. For this reason, the target resistance determined based on this voltage also corresponds to the variation in the characteristics of the fuse elements for each liquid ejection head. Therefore, among the plurality of current adjustment resistors, a current adjustment resistor having a resistance value closest to the resistance value of the target resistor is also selected according to variations in characteristics of the fuse elements for each liquid ejection head. Therefore, by using the selected current adjustment resistor for fusing the fuse element, it is possible to adjust the current flowing through the fuse element even if the characteristics of the fuse element for each liquid ejection head vary. Therefore, it is possible to reduce instability of fusing of the fuse element of the liquid discharge head.
本発明によれば、液体吐出ヘッドのヒューズ素子の溶断の不安定さを低減することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to reduce instability of fusing of the fuse element of the liquid discharge head.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
(実施形態1)
まず、本発明を適用可能なヒューズ素子溶断装置の構成例について説明する。
図1は、ヒューズ素子溶断装置201と液体吐出ヘッド202とを示したブロック図である。
液体吐出ヘッド202には、ROMとして機能する複数のヒューズ素子が設けられている。ヒューズ素子溶断装置201は、液体吐出ヘッド202のヒューズ素子を選択的に溶断することにより、その溶断の有無に応じた二値データを液体吐出ヘッド202に記憶する。ヒューズ素子溶断装置201は、ROM書き込み装置としても機能する。
ヒューズ素子溶断装置201には、液体吐出ヘッド202を固定するための機構(図示せず)と液体吐出ヘッド202の電極と接続するための接続コネクタ(図示せず)が設けられている。ヒューズ素子溶断装置201は、制御部203と、電圧検出回路204と、データ入力回路205と、データ読み出し回路206と、を含む。
データ入力回路205は、接続コネクタを介して液体吐出ヘッド202の記録ロジック回路(図示せず)に接続されており、その記録ロジック回路に記録データを供給する。
電圧検出回路204は、データ入力回路205から供給される記録データの電圧波形を検出する。
データ読み出し回路206は、接続コネクタを介して液体吐出ヘッド202のヒューズロジック回路(図示せず)に接続されており、そのヒューズロジック回路から、ヒューズ素子に記憶されている記録データを読み出す。
制御部203は、電圧検出回路204、データ入力回路205およびデータ読み出し回路206を制御する。
例えば、制御部203は、液体吐出ヘッド202の記録データをデータ入力回路205に供給する。制御部203は、データ入力回路205による記録データ供給時の電圧波形を検出するタイミングで電圧検出回路204を駆動する。また、制御部203は、データ読み出し回路206が液体吐出ヘッド202から読み出した記録データを取得する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
First, a configuration example of a fuse element fusing device to which the present invention is applicable will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing a fuse
The
The fuse
The
The voltage detection circuit 204 detects the voltage waveform of the recording data supplied from the
The
The
For example, the
次に、液体吐出ヘッド202の構成を以下に説明する。
液体吐出ヘッド202には、図2に示すような基板301が組み込まれている。
基板301上には、ヒューズ部310、電極パッド320、エネルギー発生素子330、および配線(図示せず)が形成されている。
エネルギー発生素子330は、インク等の液体を吐出するための吐出エネルギーを発生する。エネルギー発生素子330としては、電気熱変換素子(例えばヒータ素子)や圧電素子が用いられる。エネルギー発生素子330は、吐出エネルギーを発生することにより不図示の吐出口から液滴を吐出させる。
電極パッド320は、基板301に形成された配線を外部端子と電気的に接続させるためのパッドである。電極パッド320には、エネルギー発生素子330の駆動信号などが供給される。
ヒューズ部310は、電流を流すことによって溶断可能な複数のヒューズ素子311を含む。ヒューズ素子溶断装置201は、それぞれのヒューズ素子311を選択的に溶断することによって、ヒューズ部310に種々の記録データを記憶させることができる。
供給口340は、基板301の長手方向に伸びる中心線上に形成されている。エネルギー発生素子330は、供給口340に沿って配置されている。
このように構成された基板301の上部に、液体を吐出させるための流路および吐出口を樹脂層によって形成し、また基板301の下部に、不図示の液体タンクから供給口340に液体を供給するための供給部を連結する。これによって、液体吐出ヘッド202が形成される。なお、液体吐出ヘッド202の個体差によって、液体吐出ヘッド202間でヒューズ素子の電気特性や溶断特性に差が生じることがある。
Next, the configuration of the
A
On the
The
The
The
The
A flow path and a discharge port for discharging liquid are formed on the upper portion of the
液体吐出ヘッド202がヒューズ素子311を備えているため、例えば、液体吐出ヘッド202の出荷前の時点などにおいて、ヒューズ素子311に種々の記録データを記憶させることができる。その記録データは、例えば、液体吐出ヘッド202のIDコードや液体吐出ヘッド202の電気的特性値などである。
そして、液体吐出ヘッド202が例えば記録装置に装着されて使用される際に、記録装置は、ヒューズ素子311に記憶されている記録データを読み取り、液体吐出ヘッド202の電気的特性に応じた条件で液体吐出ヘッド202を駆動できる。
Since the
For example, when the
図3は、ヒューズ素子311に接続されるヒューズ素子溶断装置201の説明図である。
ヒューズ素子311には、ヒューズ素子311の溶融およびヒューズ素子311から情報を読み出すための駆動素子402が接続されている。本実施形態の場合、複数のヒューズ素子311には駆動素子402が個別に接続され、それらの駆動素子402はヒューズ選択回路403によって選択的に駆動される。
ヒューズ選択回路403は、信号線、時分割選択信号を発生するデコーダ、その他の信号を含む信号のラッチ回路、シフトレジスタ、および、基板301の外部からの信号を受ける入力パッド(不図示)などを含む。
複数のヒューズ素子311の共通配線501側には、抵抗選択回路404により選択的に電源Vinに接続される抵抗値の異なる複数の抵抗素子405が設けられている。抵抗素子405は、ヒューズ素子311に流れる電流を調整するための電流調整抵抗の一例である。
複数のヒューズ素子311と複数の抵抗素子405とを接続する配線部407には、電圧を読み取るためのA/D変換器406が設けられている。A/D変換器406は、図1に示した電圧検出回路204およびデータ読み出し回路206の一例である。A/D変換器406は、測定手段の一例でもある。A/D変換器406は、任意のタイミングで配線部407の電圧Vmを測定する。なお、抵抗選択回路404と抵抗素子405とで構成される回路は、データ入力回路205の一例である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the fuse
A
The
On the
An A /
次に、ヒューズ素子溶断方法について、詳細に説明する。
図4は、ヒューズ素子溶断方法を説明するためのフローチャートである。
まず、抵抗選択回路404が、複数の抵抗素子405を抵抗値の大きい順に並べた際に中央にくる抵抗素子Rxを選択し、抵抗素子Rxを電源Vin(例えば、エネルギー発生素子330の駆動電圧の24Vなど)と配線部407間に接続する。抵抗素子Rxは、例えば、設計上では、配線部407の電圧Vmの立下り時から200nsec後にヒューズ素子311に目標電流値を流すことができる基準抵抗素子である。なお、抵抗素子Rxは、基準抵抗素子でなくてもよい。
次に、ヒューズ選択回路403が、複数のヒューズ素子311のうちの任意のヒューズ素子311に接続された駆動素子402を駆動する。
本例の場合、ヒューズ選択回路403は、複数のヒューズ素子311のうち、液体吐出ヘッド202に記憶する記録データが記憶されない予備のヒューズ素子311に接続された駆動素子402を駆動する。予備のヒューズ素子311は、複数のヒューズ素子311のうちの一のヒューズ素子の一例である。ここで、複数のヒューズ素子311は互いに同一または略同一の電気的特性を有する。例えば、複数のヒューズ素子311は、同一の仕様を有するヒューズ素子である。
駆動素子402が駆動すると、その駆動素子402に接続された予備のヒューズ素子311に抵抗素子Rxを介して電流が流れて、予備のヒューズ素子311が溶断する。
その際、駆動素子402を駆動するタイミングでA/D変換器406は配線部407の電圧Vmをサンプリングして測定する(ステップS401)。この場合、電圧Vmは、抵抗素子Rxを介して電流が流れる予備のヒューズ素子311にかかる電圧を表すことになる。
ここで、A/D変換器406が配線部407の電圧Vmをサンプリングして測定する工程は、複数のヒューズ素子のうちの一のヒューズ素子に電流が流れた際に該一のヒューズ素子の電圧を測定する測定工程の一例である。
本例の場合、A/D変換器406は、駆動素子402の駆動開始時から10nsec間隔で80回サンプリングする。なお、サンプリング間隔およびサンプリング回数は、適宜変更可能である。図5は、A/D変換器406がサンプリングした電圧Vmによって示された電圧波形の一例を示した図である。図5に示した電圧波形は、ヒューズ溶断電圧波形も意味する。
次に、制御部203は、A/D変換器406により取得した配線部407の電圧波形から、目標抵抗値Rを決定する(ステップS402)。目標抵抗値Rは、ヒューズ素子311を流れる電流を目標電流値に調整する抵抗(以下「目標抵抗」と称する)が有する抵抗値である。目標抵抗値Rは「最適な抵抗値」と称することもできる。目標電流値は、目標値の一例である。制御部203は、決定手段の一例である。
ここで、目標抵抗の目標抵抗値Rを決定する工程は、測定工程によって得られた電圧に基づいて、ヒューズ素子を流れる電流を目標値に調整する目標抵抗を決定する決定工程の一例である。
制御部203は、測定された電圧Vmに基づいて特定される予備のヒューズ素子311を流れた電流の値と、目標電流値との差に基づいて、目標抵抗を決定する。
本例の場合、制御部203は、配線部407の電圧波形の立下り時から200nsec後の電圧Vmを読み取り、図6(a)に示す計算式により目標抵抗値Rを求める。図6(a)に示す計算式内の定数aは、図6(b)に示す液体吐出ヘッド種毎の代表的な特性の傾きから得る。200nsecは所定時間の一例である。所定時間は、200nsecに限らず適宜変更可能である。
図6(a)に示した計算式において「(Vin−Vm)/Rx」は、測定工程で予備のヒューズ素子311を流れた電流の値を示す。このため、図6(a)に示した計算式は、測定工程によって得られた電圧Vmに基づいて特定される測定工程で流れた電流の値と、目標電流値Itとの差に基づいて、目標抵抗を決定することも意味する。また、図6(a)に示した計算式は、予備のヒューズ素子311を流れる電流を目標値に調整する目標抵抗の抵抗値(目標抵抗値R)を算出するための数式を意味する。この場合、予備のヒューズ素子311は、複数のヒューズ素子311の代表として機能することになる。
続いて、制御部203は、複数の抵抗素子405の中から目標抵抗値Rに最も近い抵抗値を有する抵抗素子405を、予備のヒューズ素子311と異なるヒューズ素子311の溶断に用いる電流調整抵抗として抵抗選択回路404に選択させる。
本例では、制御部203は、目標抵抗値Rに最も近い抵抗値を有する抵抗素子405を予備のヒューズ素子311と異なるヒューズ素子311の溶断に用いる電流調整抵抗として選択する旨のヒューズ選択信号を、抵抗選択回路404に出力する。抵抗選択回路404は、ヒューズ選択信号に従って、目標抵抗値Rに最も近い抵抗値を有する抵抗素子405を、予備のヒューズ素子311と異なるヒューズ素子311の溶断に用いる電流調整抵抗として選択する(ステップS403)。抵抗選択回路404は、選択手段の一例である。
ここで、抵抗素子405を選択する工程は、複数の電流調整抵抗の中から、目標抵抗の抵抗値に最も近い抵抗値を有する電流調整抵抗を、一のヒューズ素子と異なるヒューズ素子の溶断に用いる電流調整抵抗として選択する選択工程の一例である。
なお、目標抵抗値Rに最も近い抵抗値を有する抵抗素子405が複数ある場合には、例えば、それらの中で抵抗値の小さい抵抗素子が選択される。
また、例えば、目標抵抗値Rよりも抵抗値が小さい抵抗素子405の中から、目標抵抗値Rに最も近い抵抗値を有する抵抗素子405が選択されてもよい。
抵抗選択回路404は、その選択した抵抗素子405を電源Vinと配線部407間に接続する。
次に、制御部203は、液体吐出ヘッド202に記憶する記録データに基づき、記録データに対応するヒューズ素子311と接続した駆動素子402をヒューズ選択回路403によって選択的に駆動してヒューズ素子311を溶断する(ステップS404)。この際に溶断されるヒューズ素子311は、予備のヒューズ素子311と異なるヒューズ素子311である。
Next, the fuse element fusing method will be described in detail.
FIG. 4 is a flowchart for explaining the fuse element blowing method.
First, the resistance selection circuit 404 selects the resistance element Rx that comes to the center when the plurality of
Next, the
In the case of this example, the
When the
At this time, the A /
Here, the step in which the A /
In the case of this example, the A /
Next, the
Here, the step of determining the target resistance value R of the target resistance is an example of a determination step of determining a target resistance for adjusting the current flowing through the fuse element to the target value based on the voltage obtained by the measurement step.
The
In the case of this example, the
In the calculation formula shown in FIG. 6A, “(Vin−Vm) / Rx” indicates the value of the current flowing through the
Subsequently, the
In this example, the
Here, the step of selecting the
When there are a plurality of
Further, for example, the
The resistance selection circuit 404 connects the selected
Next, the
本実施形態によれば、予備のヒューズ素子311を溶断したときの電圧波形に基づき、目標抵抗値Rを決定する。そして、複数の抵抗素子405の中から、目標抵抗値Rに最も近い抵抗値を有する抵抗素子405を、溶断時に電流を調整するために用いる抵抗として選択する。
予備のヒューズ素子311の電圧は、液体吐出ヘッド202ごとのヒューズ素子311の特性のバラツキに応じて変動する。よって、目標抵抗値R、および、目標抵抗値Rに最も近い抵抗値を有する抵抗素子405は、液体吐出ヘッド202ごとのヒューズ素子311の特性のバラツキに応じて設定される。
このため、溶断時にヒューズ素子を流れる電流を調整するために用いる抵抗を、液体吐出ヘッドが備えるヒューズ素子の特性に応じて選択可能になる。よって、液体吐出ヘッドごとにヒューズ素子の電気特性や溶断特性に差がある場合でも、ヒューズ素子を流れる電流を安定させることが可能になり、液体吐出ヘッドのヒューズ素子の溶断の不安定さを低減することが可能になる。したがって、ヒューズ素子に記録された記録データの信頼性を高くすることが可能になる。
なお、電圧測定に使用されるヒューズ素子には、目標電流値と異なる電流が流れる恐れがある。本実施形態では、記録データを記憶しない予備のヒューズ素子311が電圧測定に使用される。このため、目標電流値と異なる電流が流れることに起因する記録データの記憶への影響を回避可能になる。
本実施形態では、測定工程で予備のヒューズ素子311に流れた電流の値と目標電流値との差に基づいて目標抵抗を決定する。このため、当該差をなくす目標抵抗を決定することが可能になる。
本実施形態では、電圧Vmの波形の立下りタイミングから所定時間である200nsec後の電圧Vmを測定し、その測定結果に基づいて目標抵抗を決定する。電圧Vmの波形が立ち下がることは、予備のヒューズ素子311を流れる電流が増加し始めることを意味する。このため、電圧Vmの波形の立下りタイミングから所定時間後の電圧Vmは、予備のヒューズ素子311を流れる電流が増加し始めてから所定時間後の該電流の値に対応する。よって、予備のヒューズ素子311を流れる電流が増加し始めてから所定時間後の該電流の値を目標電流値に調整する目標抵抗を決定することが可能になる。
According to the present embodiment, the target resistance value R is determined based on the voltage waveform when the
The voltage of the
For this reason, the resistance used for adjusting the current flowing through the fuse element at the time of fusing can be selected according to the characteristics of the fuse element provided in the liquid discharge head. Therefore, even if there is a difference in the electrical characteristics and fusing characteristics of the fuse elements for each liquid discharge head, it is possible to stabilize the current flowing through the fuse elements and reduce the instability of the fusing elements of the liquid discharge head. It becomes possible to do. Therefore, it is possible to increase the reliability of the recording data recorded on the fuse element.
Note that a current different from the target current value may flow through the fuse element used for voltage measurement. In this embodiment, a
In the present embodiment, the target resistance is determined based on the difference between the value of the current flowing through the
In the present embodiment, the voltage Vm after 200 nsec which is a predetermined time from the falling timing of the waveform of the voltage Vm is measured, and the target resistance is determined based on the measurement result. The fall of the waveform of the voltage Vm means that the current flowing through the
(実施形態2)
次に本発明の実施形態2について説明する。
本実施形態においてもヒューズ素子溶断方法を適用するヒューズ素子溶断装置の構成については実施形態1と同様である。
本実施形態は、特にヒューズ素子を溶断する電流波形のピークが高過ぎると溶断したヒューズが再度導通してしまう状況が発生する可能性をより低くできる形態である。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
Also in this embodiment, the configuration of the fuse element blowing apparatus to which the fuse element blowing method is applied is the same as that of the first embodiment.
In the present embodiment, the possibility that a situation in which the blown fuse is conducted again when the peak of the current waveform for blowing the fuse element is excessively high can be reduced.
まず、図3に示す複数のヒューズ素子311それぞれの抵抗値Rfnを測定する。複数のヒューズ素子311は、例えば設計上では同一仕様であっても、製造の関係によりヒューズ素子311の間で特性の差が生じる場合がある。このため、ヒューズ素子311それぞれの抵抗値Rfnが異なる場合が考えられる。
本例では、抵抗選択回路404が、複数の抵抗素子405の中から抵抗素子Rxを選択し、抵抗素子Rxを、例えばヒューズ選択回路403の駆動電圧の3.3Vに設定された電源Vinと配線部407間に接続する。
次に、ヒューズ選択回路403が、複数のヒューズ素子311の各々に接続された各駆動素子402を選択的に1つずつ駆動する。その際、駆動素子402の各々を駆動するタイミングでA/D変換器406が電圧Vmをサンプリングする。
制御部203は、このサンプリングした電圧Vmから複数のヒューズ素子311それぞれの抵抗値Rfnを、次式:Rfn=Vm・Rx/(Vin−Vm)により求める。
次に、制御部203は、電源Vinの電圧をヒューズ素子311を溶断する電圧(例えば、エネルギー発生素子330の駆動電圧の24Vなど)に設定する。
次に、ヒューズ選択回路403が、制御部203からの指示に応じて、ヒューズ素子311のうち最も低い抵抗値を有するヒューズ素子311に接続された駆動素子402を駆動する。ヒューズ素子311のうち最も低い抵抗値を有するヒューズ素子311は、一のヒューズ素子の一例である。
駆動素子402が駆動すると、その駆動素子402に接続されたヒューズ素子311に抵抗素子Rxを介して電流が流れ、そのヒューズ素子311が溶断する。
その際、駆動素子402を駆動するタイミングでA/D変換器406は配線部407の電圧Vmをサンプリングして測定する。本例の場合も実施形態1と同様に駆動素子402の駆動開始時から10nsec間隔で80回サンプルすることで、図5に示したような電圧波形を取得する。本実施形態においても、サンプリング間隔およびサンプリング数は適宜変更可能である。
次に、制御部203は、A/D変換器406により取得した配線部407の電圧波形から、目標抵抗値Rを決定する。
本例の場合、制御部203は、配線部407の電圧波形の立下り時から200nsec後の電圧Vmを読み取り、図6(a)に示す計算式により目標抵抗値Rを求める。図6(a)に示す計算式内の定数aは図6(b)に示す液体吐出ヘッド種毎の代表的な特性の傾きから得る。
続いて、制御部203は、複数の抵抗素子405の中から、目標抵抗値Rに最も近い抵抗値を有する抵抗素子405を、溶断の際に電流を調整するために用いる電流調整抵抗として、抵抗選択回路404により選択させる。
抵抗選択回路404は、その選択した抵抗素子405を電源Vinと配線部407間に接続する。
次に、制御部203は、液体吐出ヘッド202に記憶する記録データに基づき、記録データに対応するヒューズ素子311と接続されている駆動素子402をヒューズ選択回路403によって選択的に駆動することにより、ヒューズ素子311を溶断する。
First, the resistance value Rfn of each of the plurality of
In this example, the resistance selection circuit 404 selects the resistance element Rx from the plurality of
Next, the
The
Next, the
Next, the
When the driving
At that time, the A /
Next, the
In the case of this example, the
Subsequently, the
The resistance selection circuit 404 connects the selected
Next, the
本実施形態によれば、ヒューズ溶断時の電流が最も大きいヒューズ素子(抵抗が最小のヒューズ素子)311を溶断したときの電圧波形に基づき目標抵抗値Rを決定する。そして、複数の抵抗素子405の中から、目標抵抗値Rに最も近い抵抗値を有する抵抗素子405を、溶断時に電流を調整するために用いる抵抗として選択する。
選択した抵抗を用いて溶断されるヒューズ素子の抵抗は、電圧が測定されたヒューズ素子の抵抗よりも大きい。このため、抵抗が最小のヒューズ素子に目標電流値と近い電流を流すために選定された抵抗を用いることで、他のヒューズ素子に流れる電流を、目標電流値と近い電流よりも小さくすることが可能になる。よって、ヒューズ素子を溶断する電流波形のピークが高過ぎることのない条件での記録データを記憶することが可能になる。
According to the present embodiment, the target resistance value R is determined based on the voltage waveform when the fuse element (the fuse element having the minimum resistance) 311 having the largest current at the time of fuse blowing is blown. Then, the
The resistance of the fuse element blown using the selected resistance is greater than the resistance of the fuse element whose voltage was measured. For this reason, by using the resistor selected to flow a current close to the target current value through the fuse element having the smallest resistance, the current flowing through the other fuse elements can be made smaller than the current close to the target current value. It becomes possible. Therefore, it becomes possible to store the recording data under the condition that the peak of the current waveform for fusing the fuse element is not too high.
上記各実施形態において、抵抗素子405の数は2以上であればよい。例えば、抵抗素子405の数が2である場合、抵抗素子Rxは、2つの抵抗素子405のいずれかとなる。
以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
In each said embodiment, the number of the
In each embodiment described above, the illustrated configuration is merely an example, and the present invention is not limited to the configuration.
201 ヒューズ素子溶断装置
202 液体吐出ヘッド
203 制御部(決定手段)
311 ヒューズ素子
404 抵抗選択回路(選択手段)
405 抵抗素子(電流調整抵抗)
406 A/D変換器(測定手段)
201 Fuse
311 Fuse element 404 Resistance selection circuit (selection means)
405 Resistance element (current adjustment resistor)
406 A / D converter (measuring means)
Claims (6)
前記複数のヒューズ素子のうちの一のヒューズ素子に電流が流れた際に前記一のヒューズ素子にかかる電圧を測定する測定工程と、
前記測定工程によって得られた電圧に基づいて、前記ヒューズ素子を流れる電流を目標値に調整する目標抵抗を決定する決定工程と、
前記電流を調整するための複数の電流調整抵抗の中から、前記目標抵抗の抵抗値に最も近い抵抗値を有する電流調整抵抗を、前記一のヒューズ素子と異なる前記ヒューズ素子の溶断に用いる電流調整抵抗として選択する選択工程と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッドのヒューズ素子溶断方法。 A fuse element fusing method for a liquid discharge head comprising a plurality of fuse elements that can be blown by passing an electric current,
A measuring step of measuring a voltage applied to the one fuse element when a current flows through one of the plurality of fuse elements;
A determination step of determining a target resistance for adjusting a current flowing through the fuse element to a target value based on the voltage obtained by the measurement step;
Among the plurality of current adjustment resistors for adjusting the current, a current adjustment resistor having a resistance value closest to the resistance value of the target resistor is used for fusing the fuse element different from the one fuse element. And a selection step of selecting the resistor as a resistor.
前記電流を調整するための複数の電流調整抵抗と、
前記複数のヒューズ素子のうちの一のヒューズ素子に電流が流れた際に前記一のヒューズ素子にかかる電圧を測定する測定手段と、
前記測定手段が測定した電圧に基づいて、前記ヒューズ素子を流れる電流を目標値に調整する目標抵抗を決定する決定手段と、
前記複数の電流調整抵抗の中から、前記目標抵抗の抵抗値に最も近い抵抗値を有する電流調整抵抗を、前記一のヒューズ素子と異なる前記ヒューズ素子の溶断に用いる電流調整抵抗として選択する選択手段と、を有することを特徴とするヒューズ素子溶断装置。 A fuse element fusing device for fusing a fuse element of a liquid discharge head comprising a plurality of fuse elements that can be fused by passing an electric current,
A plurality of current adjusting resistors for adjusting the current;
Measuring means for measuring a voltage applied to the one fuse element when a current flows through one fuse element of the plurality of fuse elements;
Determining means for determining a target resistance for adjusting a current flowing through the fuse element to a target value based on the voltage measured by the measuring means;
Selection means for selecting a current adjustment resistor having a resistance value closest to the resistance value of the target resistor from among the plurality of current adjustment resistors as a current adjustment resistor used for fusing the fuse element different from the one fuse element. And a fuse element fusing device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015003215A JP2016129184A (en) | 2015-01-09 | 2015-01-09 | Method for melting fuse element of liquid discharge head and device for melting fuse element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015003215A JP2016129184A (en) | 2015-01-09 | 2015-01-09 | Method for melting fuse element of liquid discharge head and device for melting fuse element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016129184A true JP2016129184A (en) | 2016-07-14 |
Family
ID=56384449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015003215A Pending JP2016129184A (en) | 2015-01-09 | 2015-01-09 | Method for melting fuse element of liquid discharge head and device for melting fuse element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016129184A (en) |
-
2015
- 2015-01-09 JP JP2015003215A patent/JP2016129184A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4824780B2 (en) | Gate-coupled EPROM cell for printhead | |
| US7950765B2 (en) | Liquid discharge head and liquid discharge apparatus using liquid discharge head | |
| US7907159B2 (en) | Thermal printhead | |
| EP0571093A2 (en) | Integrated circuit printhead for an ink jet printer including an integrated identification circuit | |
| CN104015480B (en) | Head substrate, printhead and printing equipment | |
| US11845274B2 (en) | Recording element substrate, liquid ejection head and recording apparatus | |
| JP6143454B2 (en) | Inkjet head substrate, inkjet head, and inkjet recording apparatus | |
| US8197021B2 (en) | Recording head driving method and recording apparatus | |
| JP2019521018A (en) | Droplet deposition apparatus and test circuit therefor | |
| US10434772B2 (en) | Printhead and printing apparatus | |
| JP7427367B2 (en) | Liquid ejection head and its manufacturing method | |
| JP2016129184A (en) | Method for melting fuse element of liquid discharge head and device for melting fuse element | |
| US9168741B2 (en) | Substrate for liquid ejecting head, liquid ejecting head, and recording apparatus | |
| JP5468211B2 (en) | Thermal head | |
| JP4402101B2 (en) | Inkjet recording head | |
| JP2018108673A (en) | Recording element substrate, recording head, and recording apparatus | |
| JPH06201486A (en) | Temperature detector | |
| JP2001301149A (en) | Ink jet head |