(57)【要約】ヘッドチップ内の各圧力室の温度の不均衡を緩和する。インクジェットヘッドは、インクを射出する複数のノズル１１１と、ノズルの各々に連通し、インクが貯留された圧力室１３１と、圧力室内のインクに圧力を加える圧力発生手段（隔壁１３６）と、圧力室の各々から分岐して設けられ、当該圧力室内のインクを排出可能な個別インク排出路１２１と、個別インク排出路が連結された共通インク排出路１３３とを備える。ヘッドチップ１の相対する２つの外表面ＤＳに沿った方向にノズル及び圧力室が列Ｒ１−Ｒ４を成し、当該列が外表面に垂直な方向に並んで複数設けられる。２つの外表面に沿った方向に、共通インク排出路１３３が延設される。共通インク排出路は、前記列Ｒ１−Ｒ４を介さず外表面の一方に近接する両最外領域（Ｄ１＋Ｄ２）及び２つの外表面の間の中央領域Ｄ４の一方又は双方の領域のみに配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを射出する複数のノズルと、
前記複数のノズルの各々に連通し、インクが貯留された複数の圧力室と、
前記複数の圧力室の各々に対応して設けられ、前記圧力室内のインクに圧力を加える複数の圧力発生手段と、
前記複数の圧力室の各々から分岐して設けられ、当該複数の圧力室内のインクを排出可能な複数の個別インク排出路と、
前記複数の個別インク排出路が連結された共通インク排出路と、を備え、
ヘッドチップの相対する２つの外表面に沿った方向に前記複数のノズル及び前記複数の圧力室が列を成し、当該列が前記外表面に垂直な方向に並んで複数設けられ、
前記２つの外表面に沿った方向に、前記共通インク排出路が延設され、
前記共通インク排出路は、前記列を介さず前記外表面の一方に近接する両最外領域及び前記２つの外表面の間の中央領域のうちいずれか一方又は双方の領域のみに配置されているインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記列は、３列以上設けられている請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記列は、偶数列設けられている請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
一の列に属し、互いに隣り合う２つの前記圧力室の間を通って設けられた前記個別インク排出路により、一の前記共通インク排出路と、前記一の列を介して当該一の共通インク排出路の逆側に配置された他の列に属する前記圧力室とが連結されている請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記ヘッドチップは、前記複数のノズルが設けられたノズル基板と、前記複数の個別インク排出路が設けられた流路スペーサー基板と、前記複数の圧力室が設けられた圧力室基板と、が順に積層されて構成されている請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記列は、前記圧力室と、インク流路から隔絶された空気室とが交互に配置されて構成され、
前記個別インク排出路は、前記ノズルの軸方向に見て前記空気室に重なるように配置されている請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記個別インク排出路は、前記複数の圧力室の各々に少なくとも二つ設けられている請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記両最外領域の双方に前記共通インク排出路が配置されている請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記中央領域に前記共通インク排出路が配置されている請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記中央領域に前記共通インク排出路が、前記列を間に介さずに２本配置されている請求項９に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記圧力室から前記個別インク排出路への循環流を発生させるためのインクの供給手段と、
を備えるインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットヘッドに設けられた複数のノズルから、圧力室内に貯留するインクを射出して記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。
このようなインクジェット記録装置では、インクジェットヘッド内に発生した気泡や混入した異物等によって、ノズルが詰まり、射出不良等の問題が生じる場合がある。また、インクの種類によっては、長時間使用しないままにしておくと、インク粒子の沈降等によってノズル付近のインク粘度が高まり、安定したインクの射出性能が得難い場合がある。【０００３】
そこで、ヘッド内に、圧力室のインクを循環可能な流路を備え、ヘッド内の気泡や異物等をインクとともにヘッドの外部に排出できるインクジェットヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
例えば、特許文献１には、ヘッド内部に、各圧力室からのインクを排出可能な個別インク排出路と、複数の個別インク排出路が合流する共通インク排出路と、を備えたインクジェットヘッドが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５３８５９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１６に示すようにヘッドチップ１内には、ノズル１１１と、ノズル１１１の上方に配置される圧力室１３１と、圧力室１３１から延びる個別インク排出路１２１と、各個別インク排出路１２１が合流する共通インク排出路１３３（第１共通インク排出路１３４）とが設けられる。
図示するヘッドチップ１の外表面ＤＳは、ヘッドチップ１の長手方向に沿った外表面であり、外表面ＤＳに沿ってノズル１１１及びこれに接続する圧力室１３１が列（Ｒ１，Ｒ２）を成す。外表面ＤＳから垂直に内部へ侵入した際の中心面ＤＣまでの間に、ノズル１１１及びこれに接続する圧力室１３１の列が例えば図示するように２列構成される。
共通インク排出路１３３は、外表面ＤＳに沿った方向に列を成す複数の圧力室１３１からの各個別インク排出路１２１の合流を受けるために、外表面ＤＳに沿った方向に延設されている。
このようなヘッドチップ１において外表面ＤＳから中心面ＤＣまでを、外表面ＤＳから垂直に内部への深さ方向に図示するように領域Ｄ１１−Ｄ１５に分けて説明する。
領域Ｄ１１−Ｄ１５に亘って熱的条件は均一ではない。共通インク排出路１３３は、比較的多くのインクが流通するため冷却効果や断熱効果があるからである。例えば、外表面ＤＳの外に高熱源がある場合の温度分布ＴＤを図中に示す。温度分布ＴＤは濃いほど高温であることを示す。領域Ｄ１１は、外表面ＤＳまでの間に共通インク排出路１３３が無いため、外の熱が伝わりやすく高温化する。これに対し領域Ｄ１３は、外表面ＤＳまでの間に共通インク排出路１３３が１本あるため、領域Ｄ１１に比較して熱が伝わりにくく比較的低温である。
したがって、領域Ｄ１１にある圧力室１３１のインク温度は比較的高く、領域Ｄ１３にある圧力室１３１のインク温度は比較的低くなり、外部に放熱する場合はその逆となり、いずれにしても射出するインクの温度が不均一となるから画質に影響し得るという問題があった。
なお、図１６にあっては、外表面ＤＳから中心面ＤＣまでの片側領域のみを示すが、反対側の外表面から中心面ＤＣまでの領域に対称的に構成されることが通常である。【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、ヘッドチップ内の各圧力室の温度の不均衡を緩和することができるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の解決のために、請求項１に記載の発明は、インクジェットヘッドであって、
インクを射出する複数のノズルと、
前記複数のノズルの各々に連通し、インクが貯留された複数の圧力室と、
前記複数の圧力室の各々に対応して設けられ、前記圧力室内のインクに圧力を加える複数の圧力発生手段と、
前記複数の圧力室の各々から分岐して設けられ、当該複数の圧力室内のインクを排出可能な複数の個別インク排出路と、
前記複数の個別インク排出路が連結された共通インク排出路と、を備え、
ヘッドチップの相対する２つの外表面に沿った方向に前記複数のノズル及び前記複数の圧力室が列を成し、当該列が前記外表面に垂直な方向に並んで複数設けられ、
前記２つの外表面に沿った方向に、前記共通インク排出路が延設され、
前記共通インク排出路は、前記列を介さず前記外表面の一方に近接する両最外領域及び前記２つの外表面の間の中央領域のうちいずれか一方又は双方の領域のみに配置されている。【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記列は、３列以上設けられている。【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記列は、偶数列設けられている。【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
一の列に属し、互いに隣り合う２つの前記圧力室の間を通って設けられた前記個別インク排出路により、一の前記共通インク排出路と、前記一の列を介して当該一の共通インク排出路の逆側に配置された他の列に属する前記圧力室とが連結されている。【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記ヘッドチップは、前記複数のノズルが設けられたノズル基板と、前記複数の個別インク排出路が設けられた流路スペーサー基板と、前記複数の圧力室が設けられた圧力室基板と、が順に積層されて構成されている。【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記列は、前記圧力室と、インク流路から隔絶された空気室とが交互に配置されて構成され、
前記個別インク排出路は、前記ノズルの軸方向に見て前記空気室に重なるように配置されている。【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記個別インク排出路は、前記複数の圧力室の各々に少なくとも二つ設けられている。【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記両最外領域の双方に前記共通インク排出路が配置されている。【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記中央領域に前記共通インク排出路が配置されている。【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記中央領域に前記共通インク排出路が、前記列を間に介さずに２本配置されている。【００１７】
請求項１１に記載の発明は、インクジェット記録装置であって、
請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記圧力室から前記個別インク排出路への循環流を発生させるためのインクの供給手段と、
を備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ヘッドチップ内の各圧力室の温度の不均衡を緩和することができるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】インクジェット記録装置を示す概略図
【図２】ヘッドユニットの底面図
【図３Ａ】インクジェットヘッドの斜視図
【図３Ｂ】インクジェットヘッドの断面図
【図４】インクジェットヘッドの分解斜視図
【図５】ヘッドチップの分解斜視図
【図６Ａ】圧力室基板の平面図
【図６Ｂ】圧力室基板の底面図
【図７Ａ】流路スペーサー基板の平面図
【図７Ｂ】流路スペーサー基板の底面図
【図８】ノズル基板の平面図
【図９Ａ】IXA-IXAで切断したときのヘッドチップの断面図
【図９Ｂ】IXB-IXBで切断したときのヘッドチップの断面図
【図１０Ａ】XA-XBで切断したときのヘッドチップの断面図
【図１０Ｂ】XA-XBで切断したときのヘッドチップの断面図
【図１１】インク循環系を示す模式図
【図１２】ヘッドチップ内の各要素の一例の配置を平面的に示す模式図
【図１３】ヘッドチップ内の各要素の他の一例の配置を平面的に示す模式図
【図１４】ヘッドチップ内の各要素の他の一例の配置を平面的に示す模式図
【図１５】ヘッドチップ内の各要素の他の一例の配置を平面的に示す模式図
【図１６】比較例のヘッドチップ内の各要素の配置を平面的に示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。なお、本明細書では、説明の便宜上、インクジェットヘッド１００のノズル１１１の配列方向である印字幅方向を左右方向とし、ノズル１１１の下側で記録媒体の搬送される方向を前後方向とし、左右方向と前後方向の直交する方向を上下方向として説明する。また、図面の流路中の矢印は、インクの流れる方向を指す。
【００２１】
［インクジェット記録装置］
インクジェット記録装置２００は、図１に示すように、給紙部２１０と、画像記録部２２０と、排紙部２３０と、インクの供給手段としてのインク循環系８（図１１参照）等を備える。インクジェット記録装置２００は、給紙部２１０に格納された記録媒体Ｍを画像記録部２２０に搬送し、画像記録部２２０で記録媒体Ｍに画像を形成し、画像が形成された記録媒体Ｍを排紙部２３０に搬送する。
【００２２】
給紙部２１０は、記録媒体Ｍを格納する給紙トレー２１１と、給紙トレー２１１から画像記録部２２０に記録媒体Ｍを搬送して供給する媒体供給部２１２とを有する。媒体供給部２１２は、内側が２本のローラーにより支持された輪状のベルトを備え、このベルト上に記録媒体Ｍを載置した状態でローラーを回転させることで記録媒体Ｍを給紙トレー２１１から画像記録部２２０へ搬送する。
【００２３】
画像記録部２２０は、搬送ドラム２２１と、受け渡しユニット２２２と、加熱部２２３と、ヘッドユニット２２４と、定着部２２５と、デリバリー部２２６等を有する。
【００２４】
搬送ドラム２２１は、円柱面をなしており、その外周面が記録媒体Ｍを載置させる搬送面となっている。搬送ドラム２２１は、その搬送面上に記録媒体Ｍを保持した状態で図１中の矢印の向きに回転することによって、記録媒体Ｍを搬送面に沿って搬送する。また、搬送ドラム２２１は、爪部及び吸気部（図示省略）を備え、爪部により記録媒体Ｍの端部を押さえ、かつ吸気部により記録媒体Ｍを搬送面に吸い寄せることで、搬送面上に記録媒体Ｍを保持している。
【００２５】
受け渡しユニット２２２は、給紙部２１０の媒体供給部２１２と搬送ドラム２２１との間の位置に設けられ、媒体供給部２１２から搬送された記録媒体Ｍの一端をスイングアーム部２２２ａで保持して取り上げ、受け渡しドラム２２２ｂを介して搬送ドラム２２１に引き渡す。
【００２６】
加熱部２２３は、受け渡しドラム２２２ｂの配置位置とヘッドユニット２２４の配置位置との間に設けられ、搬送ドラム２２１により搬送される記録媒体Ｍが所定の温度範囲内の温度となるように当該記録媒体Ｍを加熱する。加熱部２２３は、例えば、赤外線ヒーター等を有し、制御部（図示省略）から供給される制御信号に基づいて赤外線ヒーターに通電してヒーターを発熱させる。
【００２７】
ヘッドユニット２２４は、画像データに基づいて、記録媒体Ｍが保持された搬送ドラム２２１の回転に応じた適切なタイミングで記録媒体Ｍに対してインクを射出して画像を形成する。ヘッドユニット２２４は、インク射出面が搬送ドラム２２１に対向して所定の距離を置いて配置される。本実施形態のインクジェット記録装置２００では、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクにそれぞれ対応する四つのヘッドユニット２２４が、記録媒体Ｍの搬送方向上流側からＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色の順に所定の間隔で並ぶように配列されている。
【００２８】
ヘッドユニット２２４は、例えば、図２に示すように、前後方向に隣接する一対のインクジェットヘッド１００の組が、前後方向について異なる位置に千鳥状に配置されている。また、ヘッドユニット２２４は、画像の記録時には搬送ドラム２２１の回転軸に対する位置が固定されて用いられる。即ち、インクジェット記録装置２００は、ラインヘッドを用いた１パス描画方式の画像記録を行うインクジェット記録装置２００である。
【００２９】
定着部２２５は、搬送ドラム２２１のＸ方向の幅に亘って配置された発光部を有し、搬送ドラム２２１に載置された記録媒体Ｍに対して当該発光部から紫外線等のエネルギー線を照射して記録媒体Ｍ上に射出されたインクを硬化させて定着させる。定着部２２５の発光部は、搬送方向についてヘッドユニット２２４の配置位置の下流側かつデリバリー部２２６の受け渡しドラム２２６ａの配置位置の上流側に搬送面と対向して配置される。
【００３０】
デリバリー部２２６は、内側が２本のローラーにより支持された輪状のベルトを有するベルトループ２２６ｂと、記録媒体Ｍを搬送ドラム２２１からベルトループ２２６ｂに受け渡す円筒状の受け渡しドラム２２６ａとを有し、受け渡しドラム２２６ａにより搬送ドラム２２１からベルトループ２２６ｂ上に受け渡された記録媒体Ｍをベルトループ２２６ｂにより搬送して排紙部２３０に送出する。
【００３１】
排紙部２３０は、デリバリー部２２６により画像記録部２２０から送り出された記録媒体Ｐが載置される板状の排紙トレー２３１を有する。
【００３２】
［インクジェットヘッド］
本実施形態のインクジェットヘッド１００は、図３Ａ、図３Ｂ及び図４等に示すように、ヘッドチップ１と、ヘッドチップ１が配設された配線基板２と、配線基板２とフレキシブル基板３を介して接続された駆動回路基板４と、ヘッドチップ１内の圧力室１３１に供給するインクを貯留するマニホールド５と、内側にマニホールド５が収納された筐体６と、筐体６の底面開口を塞ぐように取り付けられたキャップ受板７と、筐体６に取り付けられたカバー部材９等を備えている。
なお、図３Ａでは、マニホールド５の図示を省略しており、図３Ｂ及び図４では、カバー部材９の図示を省略している。
また、本実施形態では、ヘッドチップ１のノズル１１１の列数が４列である例を基本に説明する。
【００３３】
ヘッドチップ１は、左右方向に長尺な略四角柱状の部材であり、圧力室基板１３と、流路スペーサー基板１２と、ノズル基板１１とが順に積層されて構成されている（図５〜１１）。
【００３４】
圧力室基板１３には、圧力室１３１、空気室１３２及び共通インク排出路１３３等が設けられている（図５、図６Ａ及び図６Ｂ等参照）。
圧力室１３１と空気室１３２は左右方向に交互に配置されるように多数設けられ、前後方向に４列で設けられている。
圧力室１３１は、略矩形状の断面を有し上下方向に沿って形成されており、圧力室基板１３の上面に入口を有し、下面に出口を有している。また、圧力室１３１は、上方向の端部でインク貯留部５１に連通しており、圧力室１３１には当該インク貯留部５１からインクが供給され、圧力室１３１内部にはノズル１１１から射出するためのインクを貯留する。また、圧力室１３１は、圧力室基板１３と流路スペーサー基板１２とに跨がって、同一面積の略矩形状の断面を有するように上下方向に沿って形成されており、下方向の端部でノズル１１１に連通している（図９Ａ、図９Ｂ等参照）。
【００３５】
空気室１３２は、圧力室１３１よりもやや大きい略矩形状の断面を有し上下方向に沿って圧力室１３１と平行になるように形成されている。また、空気室１３２は、圧力室１３１とは異なり、インク貯留部５１には連通されておらず、空気室１３２内にインクが流れ込まないようになっている。また、空気室１３２は、ノズル１１１にも連通されていない（図９Ａ、図９Ｂ等参照）。
【００３６】
圧力室１３１と空気室１３２とは、圧電材料によって形成された圧力発生手段としての隔壁１３６により隔てられて形成されている（図１０Ａ参照）。隔壁１３６には図示しない駆動電極が設けられており、当該駆動電極に電圧が印加されると、隣接する圧力室１３１間の隔壁１３６部分がシェアモード型の変位を繰り返すことで、圧力室１３１内のインクに圧力が加えられる。なお、図５〜１０等に示す圧力室１３１では、片側にしか隔壁１３６を有しない左右方向の端部に位置する圧力室１３１は使用しておらず、それ以外の両側に隔壁１３６を有する圧力室１３１を使用している。
【００３７】
なお、空気室１３２を設けずに圧力室１３１のみで形成してもよいが、上述したとおり、圧力室１３１と空気室１３２とを交互に設けることが好ましい。これにより、圧力室１３１同士が隣接しないようできるため、一の圧力室１３１に隣接する隔壁１３６が変形した際に、他の圧力室１３１に影響しないようにできる。
【００３８】
共通インク排出路１３３は、第１共通インク排出路１３４と第２共通インク排出路１３５とが連結して構成されている（図５及び図６Ｂ等参照）。
第１共通インク排出路１３４は、圧力室基板１３の下面側に、圧力室１３１及び空気室１３２が設けられた部分を避けるようにして、ヘッドチップ１の前側、後側、及びそれらの中央部に、３列並んで左右方向に沿って設けられている。また、第１共通インク排出路１３４の下面側には、流路スペーサー基板１２に設けられた個別インク排出路１２１が複数連結しており、それら個別インク排出路１２１（第２個別インク排出路１２３）から流れてくるインクが第１共通インク排出路１３４で合流できるようになっている（図６Ｂ、図７Ａ及び図９Ａ）。また、第１共通インク排出路１３４は、右端部付近で、ヘッドチップ１外にインクを排出可能な第２共通インク排出路１３５に連結している。したがって、第１共通インク排出路１３４は、個別インク排出路１２１（第２個別インク排出路１２３）から流れてきたインクが、当該第２共通インク排出路１３５に向かって流れる流路となっている。
【００３９】
第２共通インク排出路１３５は、圧力室１３１と同様に、上下方向に沿って形成されている。また、第２共通インク排出路１３５は、圧力室基板１３の下面側は第１共通インク排出路１３４に連通し、上面側は排出用液室５７に連通しており、第１共通インク排出路１３４から流れてきたインクを上側（ノズル基板１１側とは反対側）に向かって、ヘッドチップ１の外部に排出するための流路となっている。また、第２共通インク排出路１３５は、ヘッドチップ１の右端部付近に設けられ、第１共通インク排出路１３４に連通している。また、第２共通インク排出路１３５は、個々の圧力室１３１よりも大きな容積を有するように設けることによって、インクの排出効率を高めることができる。
【００４０】
流路スペーサー基板１２には、圧力室１３１と、当該圧力室１３１から分岐して設けられている個別インク排出路１２１とが形成されている（図５、図７Ａ、図７Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂ等参照）。
圧力室１３１は、流路スペーサー基板１２と圧力室基板１３とを跨がって、同一面積の略矩形状の断面を有するように上下方向に沿って形成されている。
【００４１】
個別インク排出路１２１は、一端部が圧力室１３１と連結し、他端部が第１共通インク排出路１３４に連結しており、圧力室１３１のインクを第１共通インク排出路１３４に排出する流路となっている。
個別インク排出路１２１は、気泡や異物等をインクとともに排出しやすくする観点から、圧力室１３１の各々に少なくとも二つ設けられていることが好ましい。また、個別インク排出路１２１は、例えば、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、圧力室１３１の前方向と後方向にそれぞれ一つずつ、計二つ設けることが、気泡や異物等をインクとともに排出しやすくする効果を得ることができ、かつ製造効率も高いため好ましい。
【００４２】
個別インク排出路１２１は、第１個別インク排出路１２２と、第２個別インク排出路１２３とが連結されて構成されている。第１個別インク排出路１２２は、一端が圧力室１３１に連結され、流路スペーサー基板１２の下面側部分において前後方向に延設されている。第２個別インク排出路１２３は、第１個別インク排出路１２２の他端に連結され、上方向に延設され、第１共通インク排出路１３４に連結されている。
【００４３】
以上説明したノズル１１１と、圧力室１３１と、空気室１３２と、個別インク排出路１２１と、共通インク排出路１３３（第１共通インク排出路１３４）のノズル１１１の軸方向に見た配置につき、図１２から図１５の模式図を参照して説明する。ヘッドチップ１内の各圧力室の温度の不均衡を緩和することを目的とした配置である。
【００４４】
図１２に示すヘッドチップ１にあっては、ヘッドチップ１の相対する２つの外表面ＤＳ，ＤＳに沿った方向（左右方向）に複数のノズル１１１及び複数の圧力室１３１が列（以下「チャネル列」という）を成し、チャネル列が外表面ＤＳに垂直な方向（前後方向）に並んで４列（Ｒ１からＲ４とする）設けられている。
また、２つの外表面ＤＳ，ＤＳに沿った方向（左右方向）に、第１共通インク排出路１３４が延設されている。
ヘッドチップ１において一方の外表面ＤＳから他方の外表面ＤＳまでを、外表面ＤＳから垂直に内部への深さ方向に図示するように領域Ｄ１−Ｄ７に分けて説明する。
第１共通インク排出路１３４は、いずれのチャネル列Ｒ１−Ｒ４をも介さず外表面ＤＳの一方に近接する両最外領域（Ｄ１＋Ｄ２，Ｄ６＋Ｄ７）及び２つの外表面ＤＳ，ＤＳの間の中央領域Ｄ４の双方に配置され、これらの領域のみに配置されている。
すなわち、第１共通インク排出路１３４は領域Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６に配置され、領域Ｄ１，Ｄ７は、外表面ＤＳまでの外壁部であり、領域Ｄ２と中央領域Ｄ４の間の領域Ｄ３には、２列のチャネル列Ｒ１，Ｒ２が配置されており、領域Ｄ６と中央領域Ｄ４の間の領域Ｄ５には、２列のチャネル列Ｒ３，Ｒ４が配置されている。チャネル列Ｒ１−Ｒ４の列数が３以上かつ偶数である。偶数列とすることで、中心面ＤＣを通る第１共通インク排出路１３４を配置するとともに、中心面ＤＣの両側に同数のチャネル列を配置することができ、熱的条件を均一化できる。
【００４５】
一の列に属し、互いに隣り合う２つの圧力室１３１，１３１の間を通って設けられた個別インク排出路１２１により、一の第１共通インク排出路１３４と、前記一の列を介して当該一の第１共通インク排出路１３４の逆側に配置された他の列に属する圧力室１３１とが連結されている。
例えば、前記一の列を、チャネル列Ｒ１として説明する。チャネル列Ｒ１に属し、互いに隣り合う２つの圧力室１３１，１３１の間を通って設けられた個別インク排出路１２１により、領域Ｄ２に配置された第１共通インク排出路１３４と、チャネル列Ｒ２に属する圧力室１３１とが連結されている。
前記一の列を、チャネル列Ｒ２として説明する。チャネル列Ｒ２に属し、互いに隣り合う２つの圧力室１３１，１３１の間を通って設けられた個別インク排出路１２１により、領域Ｄ４に配置された第１共通インク排出路１３４と、チャネル列Ｒ１に属する圧力室１３１とが連結されている。
領域Ｄ５についても同様である。
かかる構造により、各チャネル列Ｒ１−Ｒ４の圧力室１３１は、前後方向の双方に個別インク排出路１２１を延ばし両側の第１共通インク排出路１３４，１３４に連結することができる。これにより、インクの循環性を高めるとともに、ヘッドチップ１内の温度の不均衡を緩和することができる。
【００４６】
チャネル列は、上述したように圧力室１３１と、インク流路から隔絶された空気室１３２とが交互に配置されて構成されている。図１２に示すように個別インク排出路１２１は、ノズル１１１の軸方向（上下方向）に見て空気室１３２に重なるように配置されている。これにより、熱伝導性を向上する。
【００４７】
以上の構造のヘッドチップ１によれば、領域Ｄ３内の温度の不均衡は緩和され、領域Ｄ５内の温度の不均衡も緩和されるとともに、領域Ｄ３と領域Ｄ５の温度の不均衡も緩和される。
例えば、外表面ＤＳの外に高熱源がある場合の温度分布ＴＤを図中に示す。温度分布ＴＤは濃いほど高温であることを示す。領域Ｄ１，Ｄ７は、外表面ＤＳまでの間に第１共通インク排出路１３４が無いため、外の熱が伝わりやすく高温化する。領域Ｄ３，Ｄ５は、外表面ＤＳまでの間に共通インク排出路１３３が１本あるため、領域Ｄ１に比較して熱が伝わりにくく比較的低温であるが、外表面ＤＳまでの間の共通インク排出路１３３の本数という熱的条件が同一であるため、領域Ｄ３，Ｄ５内の温度は均一化する。外部に放熱する場合はその逆となり、領域Ｄ３，Ｄ５より領域Ｄ１，Ｄ７が低温になるが、領域Ｄ３，Ｄ５内の温度が均一化することは変わりない。
したがって、すべてのチャネル列Ｒ１−Ｒ４に属する圧力室１３１のインク温度の不均衡は緩和され、射出するインクの温度が均一となるから画質に影響し得る熱問題の一つを解消することができる。
【００４８】
図１３から図１５は、図１２に示した構造に対する変形例である。
図１３に、１つの圧力室１３１から延びる個別インク排出路１２１を１本とし、近い第１共通インク排出路１３４に連結した構造を示す。かかるヘッドチップ１の構造であっても、外表面ＤＳまでの間の共通インク排出路１３３の本数という熱的条件が同一であるため、チャネル列Ｒ１−Ｒ４のある領域Ｄ３，Ｄ５内の温度は均一化する。
【００４９】
図１４に、中央領域Ｄ４に第１共通インク排出路１３４を、チャネル列を間に介さずに２本配置した構造を、図１５に、中央領域Ｄ４に共通インク排出路１３３を配置しない構造を示す。中央領域Ｄ４の共通インク排出路の有無、本数は、外表面ＤＳまでの間の共通インク排出路１３３の本数という熱的条件に影響しないため、チャネル列Ｒ１−Ｒ４のある領域Ｄ３，Ｄ５内の温度は均一化する。
図１４に示すヘッドチップ１において、中央領域Ｄ４の２本の第１共通インク排出路１３４，１３４間にチャネル列を配置しないのは、そこにチャネル列を配置してしまうと、そのチャネル列と他のチャネル列とで外表面ＤＳまでの間の共通インク排出路１３３の本数という熱的条件が異なってしまうからである。
【００５０】
以上、図１２から図１５を参照して説明したように、ヘッドチップ１内の各圧力室１３１の温度の不均衡を緩和することができる。
【００５１】
なお、本実施形態の第１個別インク排出路１２２は、ノズル基板１１と隣接する流路スペーサー基板１２の下面側部分に設けられていることとしたが、これに限られない。例えば、第１個別インク排出路１２２を、ノズル基板１１と流路スペーサー基板１２の両方に跨るように設けてもよいし、ノズル基板１１にのみ設けてもよいし、流路スペーサー基板１２の底面よりも少し上側に設けてノズル基板１１に隣接しないように設けてもよい。
【００５２】
ヘッドチップ１の上面には、図４に示すように、配線基板２が配設され、配線基板２の前後方向に沿った両縁部に、駆動回路基板４と接続された二つのフレキシブル基板３が配設されている。
【００５３】
配線基板２は、左右方向に長尺な略矩形板状に形成されており、その略中央部に開口部２２を有している。配線基板２の左右方向及び前後方向の各幅は、ヘッドチップ１よりもそれぞれ大きく形成されている。
【００５４】
開口部２２は、左右方向に長尺な略矩形状に形成されており、配線基板２にヘッドチップ１が取り付けられた状態においては、ヘッドチップ１における各圧力室１３１の入口と、第２共通インク排出路１３５の出口とを上側に露出させるようになっている。
【００５５】
フレキシブル基板３は、駆動回路基板４と配線基板２の電極部とを電気的に接続させており、駆動回路基板４からの信号をフレキシブル基板３を介してヘッドチップ１内の隔壁１３６に設けられた駆動電極に印加できるようになっている。
【００５６】
また、配線基板２の外縁部には、マニホールド５の下端部が接着により取り付け固定されている。すなわち、マニホールド５は、ヘッドチップ１の圧力室１３１の入口側（上側）に配置され、配線基板２を介してヘッドチップ１と連結されている。
【００５７】
マニホールド５は、樹脂により成形されてなる部材であり、ヘッドチップ１の圧力室１３１の上部に設けられ、圧力室１３１に導入されるインクを貯留するものである。具体的には、図３Ｂ等に示すように、マニホールド５は、左右方向に長尺に形成されており、インク貯留部５１を構成する中空状の本体部５２と、インク流路を構成する第１〜第４インクポート５３〜５６とを備えている。また、インク貯留部５１は、インク中のゴミを除去するためのフィルターＦによって、上側の第１液室５１ａと下側の第２液室５１ｂの二つ区画されている。
【００５８】
第１インクポート５３は、第１液室５１ａの右側上端部に連通されており、インク貯留部５１へのインクの導入に用いられる。また、第１インクポート５３の先端部には、第１ジョイント８１ａが外挿されている。
第２インクポート５４は、第１液室５１ａの左側上端部に連通されており、第１液室５１ａ内の気泡を除去するために用いられる。また、第２インクポート５４の先端部には、第２ジョイント８１ｂが外挿されている。
第３インクポート５５は、第２液室５１ｂの左側上端部に連通されており、第２液室５１ｂ内の気泡を除去するために用いられる。また、第３インクポート５５の先端部には、第３ジョイント８２ａが外挿されている。
第４インクポート５６は、ヘッドチップ１の第２共通インク排出路１３５に連通する排出用液室５７に連通されており、ヘッドチップ１から排出されたインクが、第４インクポート５６を通して、インクジェットヘッド１００の外部に排出される。
【００５９】
筐体６は、例えば、アルミニウムを材料としてダイキャスト法により成形されてなる部材であり、左右方向に長尺に形成されている。また、筐体６は、その内側にヘッドチップ１、配線基板２及びフレキシブル基板３が取り付けられたマニホールド５を収納可能に形成されてなり、当該筐体６の底面が開放されている。また、筐体６の左右方向の両端部には、当該筐体６をプリンタ本体側に取り付けるための取付用孔６８がそれぞれ形成されている。
【００６０】
キャップ受板７は、その略中央部に左右方向に長尺なノズル用開口部７１が形成されており、ノズル基板１１がノズル用開口部７１を介して露出するようにして、筐体６の底面開口を塞ぐように取り付けられている。
【００６１】
［インク循環系］
インク循環系８は、インクジェットヘッド１００内の圧力室１３１から個別インク排出路１２１へのインクの循環流を発生させるためのインクの供給手段である。インク循環系８は、供給用サブタンク８１、循環用サブタンク８２及びメインタンク８３等によって構成されている（図１１）。
【００６２】
供給用サブタンク８１は、マニホールド５のインク貯留部５１に供給するためのインクが充填されており、インク流路８４によって第１インクポート５３に接続されている。
循環用サブタンク８２は、マニホールド５の排出用液室５７から排出されたインクが充填されており、インク流路８５によって第４インクポート５６に接続されている。
また、供給用サブタンク８１と循環用サブタンク８２は、ヘッドチップ１のノズル面（以下、「位置基準面」ともいう。）に対して、上下方向（重力方向）に異なる位置に設けられている。これによって、当該位置基準面と供給用サブタンク８１の水頭差による圧力Ｐ１と、当該位置基準面と循環用サブタンク８２との水頭差による圧力Ｐ２が生じている。
また、供給用サブタンク８１と循環用サブタンク８２は、インク流路８６で接続されている。そして、ポンプ８８によって加えられた圧力によって、循環用サブタンク８２から供給用サブタンク８１にインクを戻すことができる。
【００６３】
メインタンク８３は、供給用サブタンク８１に供給するためのインクが充填されており、インク流路８７によって供給用サブタンク８１に接続されている。そして、ポンプ８９によって加えられた圧力によって、メインタンク８３から供給用サブタンク８１にインクを供給することができる。
【００６４】
また、各サブタンク内のインク充填量と、各サブタンクの上下方向（重力方向）の位置とを適宜変更することによって、圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２を調整することができる。そして、圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２の圧力差によって、適宜の循環流速で、インクジェットヘッド１００内のインクを循環できる。これにより、ヘッドチップ１内に発生した気泡や異物等を除去し、ノズル１１１の詰まりや、射出不良等を抑制することができる。
【００６５】
なお、インク循環系８の一例として、水頭差によってインクの循環を制御する方法を説明したが、インクの循環流を発生できる構成であれば、当然適宜変更可能である。
【００６６】
［その他］
以上で説明した本発明の実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。すなわち、本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００６７】
例えば、本実施形態の第１個別インク排出路１２２として、流路壁の一つをノズル基板１１によって形成した例を示したが、これに限られない。
【００６８】
また、本実施形態のヘッドチップ１として、ノズル基板１１、流路スペーサー基板１２及び圧力室基板１３が順に積層された例を示したが、これに限られず、ノズル基板１１及び圧力室基板１３の二層構成であってもよい。この場合は、ノズル基板１１及び圧力室基板１３の少なくとも一方に、個別インク排出路１２１を設けることとすればよい。
【００６９】
また、本実施形態のインクジェットヘッド１００として、シェアモード型の例を示したが、圧力室１３１内のインクに圧力が加えられる手段が設けられていればよく、これに限られない。
【００７０】
また、本実施形態のインクジェット記録装置２００の描画方式として、ラインヘッドを用いた１パス描画方式の例を示したが、これに限られず、例えば、スキャン方式であってもよい。
【００７１】
また、本実施形態のインク循環系８として、ヘッドチップ１内部のインクを循環させる例を示したが、第２共通インク排出路１３５のインクを循環させずに吐き捨てる構成としてもよく、循環又は吐き捨てかを選択できる構成としてもよい。
【００７２】
また、本実施形態のヘッドチップ１として、圧力室１３１及び第２共通インク排出路１３５がヘッドチップ１の上下面で開口するストレートタイプである例を示したが、これに限られない。例えば、ヘッドチップ１の前後左右方向のいずれかの側面で開口する構成でもよく、流路の途中でインクの流れる方向が変わる屈曲部を有する構成でもよい。
【００７３】
図１２から図１５に示したヘッドチップ１にあっては、中心面ＤＣに対して片側２列で計４列のチャネル列を配置したが、これに限られず、中心面ＤＣに対して片側３列以上のチャネル列を配置してもよい。
【００７４】
図１２から図１５に示したヘッドチップ１にあっては、偶数列のチャネル列を配置したが、これに限られず、３列以上の奇数のチャネル列を配置してもよい。列例えば、図１５に示したヘッドチップ１において、中央領域Ｄ４にチャネル列を一列配置するとともに、その両側に同数のチャネル列を配置してもよい。この場合も、外表面ＤＳまでの間の共通インク排出路１３３の本数という熱的条件が同一である。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１      ヘッドチップ
８      インク循環系（インクの供給手段）
１１    ノズル基板
１１１  ノズル
１２    流路スペーサー基板
１２１  個別インク排出路
１２２  第１個別インク排出路
１２３  第２個別インク排出路
１３    圧力室基板
１３１  圧力室
１３２  空気室
１３３  共通インク排出路
１３４  第１共通インク排出路
１３５  第２共通インク排出路
１３６  隔壁（圧力発生手段）
１００  インクジェットヘッド
２００  インクジェット記録装置
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
2018225553.tif 000013
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
2018225553.tif 000019
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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2018225553.tif 000025
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