(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の記録素子基板を有する記録ヘッド内に生じる温度差を小さくすると共に、記録ヘッドに設けられた各記録素子基板内に生じる温度差を抑えるように冷媒が流れる構成を有する記録ヘッドを提供する。【解決手段】記録ヘッド１は、液体を吐出するノズルを備えた記録素子基板１が千鳥状にベース基板２に配置されている。ベース基板２は、液体を流すための液体流路３と、熱を吸収する冷媒を流すための冷媒流路４と、を有している。記録素子基板１は、隣り合う記録素子基板１同士が記録媒体の搬送される方向に直交する方向において記録素子基板１同士が重なり合う第１の領域（つなぎ部１６）と、記録素子基板１の第１の領域を除いた領域である第２の領域（非つなぎ部１７）とを備えている。記録素子基板１の第２の領域と冷媒流路４との間の熱抵抗は、記録素子基板１の第１の領域と冷媒流路４との間の熱抵抗より小さい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に液体を吐出するための記録ヘッドであって、
液体を吐出するための複数のノズルを備えた複数の記録素子基板と、複数の前記記録素子基板が千鳥状に配置されているベース基板と、を有し、
前記ベース基板には、複数の前記記録素子基板の各供給口に連通して液体を流すための液体流路と、前記ベース基板の内部に位置し、複数の前記記録素子基板のそれぞれ近傍に、熱を吸収する冷媒を流すための冷媒流路と、が設けられており、
前記記録素子基板は、隣り合う前記記録素子基板同士が、前記記録媒体が搬送される方向に直交する方向において、重なり合っている部分である第１の領域と、前記記録素子基板の前記第１の領域を除いた部分である第２の領域と、を備えており、
前記記録素子基板の前記第２の領域と前記冷媒流路との間の熱抵抗は、前記記録素子基板の前記第１の領域と前記冷媒流路との間の熱抵抗より小さいことを特徴とする記録ヘッド。
【請求項２】
前記記録素子基板の前記第２の領域と前記冷媒流路との間の距離は、前記記録素子基板の前記第１の領域と前記冷媒流路との間の距離より短いことを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
【請求項３】
前記記録素子基板の前記第２の領域と前記冷媒流路との間の熱伝導率は、前記記録素子基板の前記第１の領域と前記冷媒流路との間の熱伝導率より高いことを特徴とする請求項１または２に記載の記録ヘッド。
【請求項４】
前記記録素子基板の前記第１の領域と前記冷媒流路との間に空気室が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の記録ヘッド。
【請求項５】
前記記録素子基板の前記第１の領域と前記冷媒流路との間に断熱部材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の記録ヘッド。
【請求項６】
前記ベース基板は一対の長手縁部と一対の短手縁部を有し、前記ベース基板の一方の短手縁部には、前記液体流路の流出口と前記冷媒流路の流入口とが設けられ、前記ベース基板のもう一方の短手縁部には、前記液体流路の流入口と前記冷媒流路の流出口とが設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を吐出する記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェットプリンタは、家庭用印刷のみならず、ビジネス用やリテールフォト用等の業務用印刷、あるいは電子回路描画やパネルディスプレイ用等の産業用印刷にも用いられ、その用途は広がりつつある。このような業務用印刷及び産業用印刷におけるインクジェットプリンタの記録ヘッドは、高速な印刷を強く要求されている。この要求を実現させるために、インクを吐出させるノズルをより高い周波数で駆動させたり、あるいは記録ヘッドの幅を記録媒体幅よりも長尺に設定してラインヘッド型とし、ノズルを多数配置すること等が行われている。一般的に、ラインヘッド型は、複数のノズルを有する複数個の記録素子基板が一枚のベース基板上に配置されて構成されている。
【０００３】
また、高画質、高精細な画像を形成するインクジェットプリンタが要求されている。高画質化、高精細化を実現するために、インク吐出滴のサイズを小さくする目的で、記録ヘッドの吐出部は、吐出部自体の体積が小さく構成されている。一般的に記録ヘッドのインク吐出方法としては、インクに熱を加えて沸騰させ、その発泡の力を用いるバブルジェット（登録商標）方式と、圧電素子の変形力を用いるピエゾ方式とがある。これらの方式を用いて、高速化と高画質化を実現するために、インクの吐出周波数が高くなることによる投入電力の増大及び体積の縮小に伴い、記録ヘッドへの投入電力密度が高くなっている。
【０００４】
バブルジェット方式の場合には、電力密度が高くなると吐出駆動に伴う記録ヘッドの温度上昇幅が大きくなり、これに伴ってインク温度も上昇することでインクの吐出量も変化してしまう。その結果、印刷開始直後の印刷濃度と、長時間の印刷後の印刷濃度が異なってしまい、画像品質に影響が生じる。
【０００５】
一方で、ピエゾ方式の場合には、バブルジェット方式よりも吐出駆動による温度上昇幅は大きくないので、投入電力密度が高くなることによる画像品質への影響は比較的小さい。しかし、ピエゾ方式の中でも、圧電素子のせん断変形（Ｓｈａｒｅモード）を用いてインクを吐出する方式の場合には、吐出時のエネルギー効率が低いためにインクの温度上昇幅が大きく、インクの吐出量が変化してしまうため、画像品質への影響が生じやすい。
【０００６】
バブルジェット方式やＳｈａｒｅモードを用いるピエゾ方式のラインヘッドを形成した場合には、記録ヘッド内に大きな温度分布が生じ、その温度差によって、画像に記録媒体の搬送方向と直交する方向（幅方向）に濃度ムラが生じるという課題があった。このような課題を解決するために、特許文献１には、ラインヘッド内部の記録素子基板周囲に冷媒を流し、各記録素子基板から吸熱することでラインヘッド型の記録ヘッドの温度上昇を抑制する記録ヘッドの構成が開示されている。この記録ヘッドの冷媒は、一つの記録素子基板から吸熱した後にヒートパイプ等の放熱手段によって放熱され、冷媒自体の温度が低下した状態で次の記録素子基板の周囲に流されて各記録素子基板を冷却する。このようにすることで、記録ヘッド内に生じる温度差が小さくなり、記録ヘッド全体が冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１６８１１２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、従来の発明では、ラインヘッド型の記録ヘッドの温度を下げ、大まかにみると記録ヘッド内に生じる温度差を小さくすることはできるが、記録ヘッドに設けられた複数の記録素子基板内という微小な範囲における温度差を抑えることが困難であった。近年のインクジェットプリンタの高速化、高画質化によって、記録ヘッドと同様に、記録素子基板の発熱量が増えることにより記録素子基板内での温度差が大きくなることで印刷される画像に濃度ムラが生じてしまう。記録ヘッド内に生じる温度差による濃度ムラは記録媒体の幅方向の比較的広い範囲で緩やかに表れるのに対して、記録素子基板内に生じる温度差による濃度ムラは記録媒体上に局所的に表れるため、濃度ムラの視認性が高い。そのため、記録素子基板内に生じる温度差を小さくする必要があった。
【０００９】
また、記録素子基板が千鳥状に配置されたラインヘッド型の記録ヘッドにおいては、隣り合う記録素子基板の端部同士が、記録媒体の搬送方向に直交する方向において、部分的に重なり合う。この部分では、記録媒体の同じ位置に二つの記録素子基板からインクが吐出される。そのため、印刷デューティが記録素子基板の中央部に比べて５０％に制御されている。これにより、記録素子基板内において、印刷デューティが小さい端部の発熱量が小さくなるので、発熱量の大きい中央部との温度差が大きくなり、結果として記録素子基板内に生じる温度差が大きくなってしまう。
【００１０】
特許文献１に開示された発明では、記録素子基板を冷却する構造が開示されているが、記録素子基板の中央部を冷却すると同時に端部も冷却してしまうため、記録素子基板全体を均等に冷却してしまい、結果的に記録素子基板内の温度差を小さく抑えられない。記録素子基板内の温度差が小さく抑えられないことで、印刷される画像に濃度ムラが発生してしまっていた。
【００１１】
そこで本発明の目的は前記した問題を解決して、複数の記録素子基板を有する記録ヘッド内に生じる温度差を小さくすると共に、記録ヘッドに設けられた各記録素子基板内に生じる温度差を抑えるように冷媒が流れる構成を有する記録ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記した目的を達成するために、本発明は記録媒体に液体を吐出するための記録ヘッドであって、液体を吐出するための複数のノズルを備えた複数の記録素子基板と、複数の記録素子基板が千鳥状に配置されているベース基板と、を有し、ベース基板には、複数の記録素子基板の各供給口に連通して液体を流すための液体流路と、ベース基板の内部に位置し、複数の記録素子基板のそれぞれ近傍に、熱を吸収する冷媒を流すための冷媒流路と、が設けられており、記録素子基板は、隣り合う記録素子基板同士が、記録媒体が搬送される方向に直交する方向において、重なり合っている部分である第１の領域と、記録素子基板の第１の領域を除いた部分である第２の領域と、を備えており、記録素子基板の第２の領域と冷媒流路との間の熱抵抗は、記録素子基板の第１の領域と冷媒流路との間の熱抵抗より小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、記録素子基板の第２の領域と冷媒流路との間の熱抵抗が、記録素子基板の第１の領域と冷媒流路との間の熱抵抗より低いことで、記録素子基板の第２の領域からより多くの熱を冷媒が吸収することができる。冷媒によって、記録素子基板の第１の領域からはあまり吸熱されず、一方で記録素子基板の第２の領域からは吸熱されて温度が下がることで、記録素子基板内に生じる温度差を抑えることができる。記録素子基板内に生じる温度差が抑えられると、記録ヘッドが形成する画像に濃度ムラが発生しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のラインヘッド型の記録ヘッドが有する記録素子基板と冷媒流路と液体流路との位置関係を示す平面図である。
【図２】本発明の記録ヘッドにおける、記録素子基板と冷媒流路と液体流路との位置関係を、ベース基板を省略して模式的に示す底面斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ’断面方向における記録素子基板の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の記録ヘッドの構造を示す図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の記録ヘッドの変形例を示す図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図７】本発明の記録ヘッドに液体及び冷媒を送る構成を示す模式図である。
【図８】（ａ）は従来技術の記録ヘッドの記録素子基板内の温度分布図、（ｂ）は第１の実施形態の記録ヘッドの記録素子基板内の温度分布図、（ｃ）は第２の実施形態の記録ヘッドの記録素子基板内の温度分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、搬送される記録媒体に液体を吐出して画像を形成する本発明のラインヘッド型の記録ヘッドが有する記録素子基板と冷媒流路と液体流路との位置関係を示す平面図である。
【００１７】
記録ヘッド１００は、一対の長手縁部と一対の短手縁部を有するベース基板２と、ベース基板２に配置された複数（図１では９個配置されているが、これに限らない）の記録素子基板１とを有している。この記録素子基板１は、ベース基板２の主面上に、ベース基板２の長手縁部に平行な複数の列（図１では２列）を成し、隣り合う列の記録素子基板１同士が互い違いになるように千鳥状に配置されている。記録素子基板１は、記録媒体が搬送される方向に直交する方向において、列を跨いで隣り合う記録素子基板同士が重なり合うつなぎ部１６（第１の領域）と、第１の領域を除いた、記録素子基板１の中央部に位置する非つなぎ部１７（第２の領域）とを有している。
【００１８】
記録素子基板１は、バブルジェット方式によって液体（インク）を吐出する構成を有しており、図４に示すように、ノズル層６とヒーターボード７とで構成されている。ノズル層６は、液体を吐出するノズル１０と、ノズル１０の直下に設けられた発泡室９とを有し、ヒーターボード７は、発泡室９に液体を供給するための液体供給口１１と、発泡室９内に位置する、発泡室９内の液体を膜沸騰させるための発熱体８とを有している。さらに、ヒーターボード７の内部には、不図示の電気配線が形成されており、この電気配線は、ベース基板２上に配置された不図示のＦＰＣ（フレキシブル回路基板）のリード電極またはベース基板内に設けられた不図示の電極と電気的に接続されている。
【００１９】
ベース基板２は、図３に示すように、一対の長手縁部と一対の短手縁部を有する矩形の部材である上部ベース基板２ａと下部ベース基板２ｂとを接着して形成されている。上部ベース基板２ａと下部ベース基板２ｂとは、低熱膨張率及び高熱伝導率を有する材料から形成されていることが好ましく、さらにラインヘッドが撓まないような剛性と、液体に対して十分な耐腐食性とを有している必要がある。例えば、アルミナや炭化ケイ素等が好適に用いられる。尚、本実施形態においては、２枚の矩形部材を接着することでベース基板２が形成されているが、３枚以上の矩形部材が用いられてもよく、また、矩形部材を接着する方法以外でベース基板２が形成されてもよい。
【００２０】
ベース基板２の内部には、図１〜３に示すように、液体を流通させ、複数の記録素子基板１の液体供給口１１に供給する液体流路３が設けられている。この液体流路３は、ラインヘッドを長手縁部に平行な方向に、各記録素子基板１の液体供給口１１に連通するように横断しており、一方の短手縁部には、液体が供給される液体流入口１４が設けられている。これに対して、もう一方の短手縁部には、液体が排出される液体流出口１５が設けられている。
【００２１】
また、ベース基板２の内部には、図２と３に示すように、冷媒を流通させ、記録素子基板１の熱を吸収するための冷媒流路４が設けられている。この冷媒流路４は、記録ヘッド１００の一方の短手縁部からもう一方の短手縁部に向かって、各記録素子基板１の中央部の非つなぎ部１７の直下を通過するように蛇行して配置されている。ベース基板２を長手縁部方向に切断した断面でみて、記録素子基板１の中央部の直下において、冷媒流路４と記録素子基板１の非つなぎ部１７との間の距離を短くするために、冷媒流路４は蛇行している。具体的には、冷媒流路４は、ベース基板２の厚さ方向において各記録素子基板１の非つなぎ部１７に対向する位置では上方を通り、各記録素子基板１のつなぎ部１６に対向する位置では下方を通るように屈曲している。本明細書内では、このようにベース基板２の厚さ方向における上方を通る部分を凸部と称する。冷媒流路４の一方の端部には、冷媒が供給される冷媒流入口１２が設けられ、もう一方の端部には、冷媒が排出される冷媒流出口１３が設けられている。このとき、冷媒流入口１２がベース基板２の一方の短手縁部に設けられているとすると、一方の短手縁部には液体流出口１５が設けられており、反対側のもう一方の短手縁部には、冷媒流出口１３と液体流入口１４とが設けられている。
【００２２】
記録ヘッド１００は、液体を循環させる不図示の液体循環経路に接続されている。液体流出口１５から排出された液体は、液体循環経路内に設けられた不図示の熱交換器及び循環装置である負圧発生ポンプ１９（図７参照）を経由して、再び液体流入口１４に流入する。このような構成にすることで、冷媒のみで記録素子基板１を冷却する構成よりも、効率的に記録素子基板１が冷却される。低速印刷等で記録素子基板１からの発熱量が小さい場合には、冷却効率を高める必要がないため、液体流出口１５を閉塞して冷媒のみで冷却を行ってもよい。或いは、液体流出口１５からも液体供給口に向けて液体が流入されてもよい。
【００２３】
次に、本発明の第１の実施形態の記録素子基板１及び冷媒流路４の構造を説明する。
【００２４】
図３に示すように、記録素子基板１の中央部の非つなぎ部１７の直下に、前述した冷媒流路４の凸部が形成されており、記録素子基板１の非つなぎ部１７と冷媒流路４との間の距離が短くなっている。これに対して、記録素子基板１の端部のつなぎ部１６の直下には冷媒流路４の凸部が形成されていないため、記録素子基板１の非つなぎ部１７と冷媒流路４との間の距離に比べて、記録素子基板１のつなぎ部１６と冷媒流路４との間の距離が長くなっている。これにより、記録素子基板１の非つなぎ部１７と冷媒流路４との間の熱抵抗は、記録素子基板１のつなぎ部１６と冷媒流路４との間の熱抵抗より小さくなる。これにより、記録素子基板１の中央部が端部に比べて冷却されやすくなる。
【００２５】
また、記録素子基板１の非つなぎ部１７においては、記録素子基板１に最も近接するように冷媒流路４が、凸形状に形成されており、直角に屈曲している屈曲部を有している。この屈曲部では、流入してきた冷媒が冷媒流路４を形成する流路壁に衝突し、衝突流が発生する。一般的に、衝突流の発生位置近傍では熱伝達率が著しく大きくなることが知られている。そのため、本発明の構成においても、冷媒流路４の凸部近傍では熱伝達率が大きくなることで、記録素子基板１の非つなぎ部１７から冷媒が効率よく熱を吸収することができる。尚、記録素子基板１の最も発熱量が多い部分は、液体流路３を液体が流れる方向にみて下流に、記録素子基板１の長手縁部中心から若干ずれた位置であるため、冷媒流路４の凸部がこの位置に配置されるように構成されていると、冷却効率がよい。
【００２６】
次に、図７を用いて、記録ヘッド１００の周辺の構成について説明する。
【００２７】
図７に示すように、記録ヘッド１００は、インクタンク２０と連通する樹脂チューブと液体流入口１４で連結され、負圧発生ポンプ１９と連通する樹脂チューブと液体流出口１５で連結されている。インクタンク２０は、不図示の熱交換機と熱交換可能に連結されており、記録ヘッド１００に液体を供給すると共に、負圧発生ポンプ１９を通って還流する液体を冷却する機能を備えている。更に、インクタンク２０は、不図示の外気連通孔を備えており、液体中の気泡を外部に排出する機能を備えている。このようにして、前述した液体循環経路が構成されている。
【００２８】
また、インクタンク２０は、ポンプ２１とフィルター２３とを介してインクカートリッジ２２と接続されている。インクカートリッジ２２は、画像形成の際に記録ヘッド１００から吐出される液体の量と同量の液体をインクタンク２０に供給するように構成されている。ポンプ２１は、インクカートリッジ２２からフィルター２３を介して異物が除去された液体をインクタンク２０へ供給するように液体を流す構成を有している。
【００２９】
記録ヘッド１００の冷媒流入口１２には、冷媒を循環させるための冷媒ポンプ２４が樹脂チューブを介して連結されており、冷媒流出口１３には、樹脂チューブを介して冷媒熱交換器２５が連結されている。冷媒ポンプ２４と冷媒熱交換器２５とが樹脂チューブによって接続されることで、冷媒を記録ヘッド１００の冷媒流路４に循環させる閉回路が形成されている。
【００３０】
尚、本実施形態ではバブルジェット方式を用いた記録素子基板１を用いているが、液体の吐出手段としてはバブルジェット方式に限るものではなく、Ｓｈａｒｅモードを用いたピエゾ方式を用いた記録素子基板１を用いてもよい。
【００３１】
以上に説明した記録ヘッド１００によって、液体を吐出する過程を説明する。
【００３２】
記録ヘッド１００が画像を形成するための準備動作として、ポンプ２１が作動してインクカートリッジ２２からインクタンク２０を介して液体流路３に液体が供給され、液体が記録素子基板１のノズル１０まで充填される。記録ヘッド１００が画像データを受信すると、画像データに応じて不図示の外部制御回路からの吐出信号が、記録ヘッド１００内部に実装された不図示のＦＰＣを介して各記録素子基板１の発熱体８へ伝達される。発熱体８が吐出信号を受信すると、吐出信号に応じて熱エネルギーを発生させ、発泡室９内の液体が膜沸騰させられてノズル１０から液体が吐出し、記録媒体に着弾して画像が形成される。
【００３３】
記録素子基板１のノズル１０から液体が吐出され始めると、熱エネルギーを発した発熱体８の余熱の一部は液体へ、その他は記録素子基板１へと伝達され、その後にベース基板２へと伝わる。記録素子基板１及びベース基板２へ伝達した余熱によって、記録素子基板１全体及びベース基板２全体のそれぞれの温度が上昇する。ここで、負圧発生ポンプ１９及び冷媒ポンプ２４が作動され、記録ヘッド１００内の液体流路３及び冷媒流路４に液体と冷媒とが循環させられる。液体は記録ヘッド１００内のベース基板２及び記録素子基板１から、冷媒はベース基板２からそれぞれ熱を吸収して、記録素子基板１全体及びベース基板２全体が冷却される。
【００３４】
液体は、記録ヘッド１００の一方の短手縁部の液体流入口１４から流入して、液体流路３の最上流の記録素子基板１から熱を吸収し、その後に次の記録素子基板１からさらに熱を吸収するように、液体流路３内を流れていく。このように、液体は、各記録素子基板１から熱を吸収して昇温しながら液体流路３内を流れていくため、記録素子基板１と液体との温度差は液体流路３下流に向かうほど小さくなり、液体は下流側の記録素子基板１から熱を吸収しにくくなる。そのため、液体流路３の下流側の記録素子基板１の温度が高くなりやすい。
【００３５】
一方で、冷媒は、記録ヘッド１００のもう一方の短手縁部の冷媒流入口１２から流入し、冷媒流路４の最上流の記録素子基板１に近接するベース基板２から熱を吸収し、その後に次の記録素子基板１に近接するベース基板２から熱を吸収するように流れている。そのため、液体と同様に冷媒流路４の下流に向かうほど熱を吸収しにくくなるが、冷媒流路４は液体流路３よりも多くの流量を流すことができるため、吸熱による冷媒自体の昇温が抑制される。これにより、冷媒流路４の下流側の記録素子基板１に近接するベース基板２から冷媒が熱を吸収することができる。また、このように液体の流れる方向と冷媒の流れる方向とが対向していることで、液体の温度が高いもう一方の短手縁部付近には、昇温していない冷媒が流れるため、記録ヘッド１００全体及び各記録素子基板１を均等に冷却することができる。尚、冷媒は一般的な熱冷媒を用いることができ、中でも比熱及び熱伝達効率が高く、外部環境に無害な水を使用することが好ましい。
【００３６】
一般的な記録素子基板１は、非つなぎ部１７に比べてつなぎ部１６が５０％しか稼働していないため、記録素子基板１内の温度分布は、記録素子基板１の中央部を頂点とした山型のプロファイルを形成する。さらには、記録素子基板１自体の熱広がり抵抗によって、熱の籠りやすい中央部の温度が高く、熱の逃げやすい端部の温度が低くなるため、中央部と端部との温度差がさらに大きい山形のプロファイルが形成される。しかし、本実施形態では、前述したように、冷媒流路４は、各記録素子基板１の非つなぎ部１７の直下に凸部を有していることで記録素子基板１の非つなぎ部１７と冷媒流路４との距離が近くなる。そのため、記録素子基板１の中央部の熱をベース基板２を介して吸収し、中央部の温度を低下させることができる。これに対して、記録素子基板１のつなぎ部１６と冷媒流路４との距離が近くないため、記録素子基板１の端部の熱を吸収しにくく、端部の温度が低下しにくい。このようにして、記録素子基板１の中央部と端部との温度差を小さくすることができる。
【００３７】
尚、記録素子基板１内に生じる温度差をより小さく抑えるために、記録素子基板１のつなぎ部１６及び非つなぎ部１７と冷媒流路４とのそれぞれの間の熱抵抗差を拡大するための他の手段を併用することも好ましい。例えば、冷媒流路４の形状を変更して冷媒流速または伝熱面積に差を設ける等の手段がある。
【００３８】
以上のようにして、記録素子基板１内に生じる温度差が小さく抑えられることで、記録ヘッド１００が形成する画像に濃度ムラが発生しにくくなる。また、記録ヘッド１００内での液体の流れる方向と冷媒の流れる方向とが対向していることによって、記録ヘッド１００全体及び各記録素子基板１が均等に冷却される。そのため、記録ヘッド１００内に生じる温度差が小さく抑えられ、形成される画像に濃度ムラが発生しにくくなる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態の記録ヘッドの構造を示す断面図である。
【００４０】
本実施形態のベース基板２には、記録素子基板１のつなぎ部１６と冷媒流路４との間に空気室３０が設けられている。尚、その他の記録ヘッド１００の構成及び液体を吐出する過程は、第１の実施形態と同様であるため省略する。
【００４１】
空気室３０内の空気の熱伝導率は、ベース基板２が有する熱伝導率より低いため、記録素子基板１のつなぎ部１６から冷媒が熱を吸収しにくい。これに対して、記録素子基板１の非つなぎ部１７は、第１の実施形態と同様に冷媒流路４と記録素子基板１との間に熱伝導率の高いベース基板２が設けられているため、熱が多く吸収される。このように構成することによって、記録素子基板１の非つなぎ部１７と冷媒流路４との間の熱抵抗は、記録素子基板１のつなぎ部１６と冷媒流路４との間の熱抵抗より小さくすることができる。従って、記録素子基板１の中央部の温度だけがより大きく下がり、記録素子基板１の中央部と端部との温度差を小さくすることができる。尚、本実施形態の変形例として、図６に示すように、空気室３０の代わりに熱伝達率の低い断熱部材３１が設けられていてもよい。
【００４２】
以上のようにして、記録素子基板１内に生じる温度差が小さく抑えられることで、記録ヘッド１００が形成する画像に濃度ムラが発生しにくくなる。
【００４３】
（実施例）
記録ヘッド１００内に生じる温度差を評価するために、９個の記録素子基板１と、炭化ケイ素で形成された上部ベース基板２ａと、アルミナで形成された下部ベース基板２ｂとを有する記録ヘッド１００が液体を吐出する際の温度をシミュレーションで解析した。本発明の第１の実施形態の記録ヘッド１００のモデルを実施例１、本発明の第２の実施形態の記録ヘッド１００のモデルを実施例２とする。記録素子基板１のつなぎ部１６及び非つなぎ部１７と冷媒流路４との間の距離が同じで、かつそれぞれの間の熱抵抗が同じである記録ヘッド１００のモデルを比較例とする。
【００４４】
図８（ａ）〜（ｃ）は、実施例１、２と比較例の記録ヘッド１００にて、液体を吐出したときの記録素子基板１内の温度を示している。これらのグラフは、縦軸が温度、横軸が液体流入口から液体流出口まで液体流路が順番に通過する記録素子基板の番号を示している。
【００４５】
表１はシミュレーションの条件を示し、表２は実施例１、２と比較例の液体流路３の最下流の記録素子基板１内に生じる温度差を示している。ラインヘッド型の記録ヘッド１００内では、液体流路３の下流側ほど温度が高いため、最下流の記録素子基板１（記録素子基板内に生じる温度差が最も大きくなる。記録素子基板１内に生じる温度差が大きいと濃度ムラが発生しやすくなるため、最下流の記録素子基板１内に生じる温度差で実施例１、２と比較例の解析を行った。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
【表２】
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【００４８】
図８（ａ）〜（ｃ）及び表２に示すように、実施例１は比較例に比べて、液体流路３の最下流の記録素子基板１内の温度差が約２．３℃低くなり、実施例２は比較例に比べて温度差が約２．７℃低くなるという結果が得られた。これは、熱の籠りやすい記録素子基板１の非つなぎ部１７の冷却を促進し、比較的温度の低い記録素子基板１のつなぎ部１６の冷却効果を抑えたことで、記録素子基板１内に生じる温度差を抑えることができることを示している。
【００４９】
このように、本発明の記録ヘッドは、高速で、高画質、高精細な画像を形成するために多くの熱エネルギーを発生しても、記録ヘッド全体及び各記録素子基板内に生じる温度差を小さく抑えることができる。従って、高速で、高画質、高精細な画像を形成しても、画像に濃度ムラが発生しにくい記録ヘッドを提供することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１              記録素子基板
２              ベース基板
３              液体流路
４              冷媒流路
６              ノズル層
７              ヒーターボード
８              発熱体
９              発泡室
１０            ノズル
１１            液体供給口
１２            冷媒流入口
１３            冷媒流出口
１４            液体流入口
１５            液体流出口
１６            つなぎ部
１７            非つなぎ部
３０            空気室
１００          記録ヘッド
【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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