(57)【要約】【課題】  簡単な構成により、特定のインク室内のインク温度が上昇することを抑制し、及び、各インク室内のインク温度の均一化を図る。【解決手段】  基板３の長手方向に配列された複数のインク室１４に連通されてインク供給部からのインクが供給される共通インク室８内に、基板３より熱伝導係数が大きい材料で形成され、インク室１４の配列方向に沿ったインク室１４の配列領域を覆う位置まで延出した熱伝導性部材９を保持し、この保持を、熱伝導性部材９を弾性部材１６で基板３に押圧することにより行う。このため、特定のインク室１４内のインク温度の上昇が抑えられ、各インク室１４内のインク温度が均一化され、各インク室１４内のインク温度のバラツキが原因となる画像濃度の濃淡のバラツキや、或るインク室１４内のインク温度が大きく上昇したために生じるインクの不吐出や吐出方向の乱れを防止できる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の長手方向に配列された複数のインク室と、
前記インク室に連通されてインク供給部からのインクが供給される共通インク室と、
前記基板より熱伝導係数が大きい材料で形成され、前記インク室の配列方向に沿った前記インク室の配列領域を覆う位置まで延出し、弾性部材により前記基板に押圧されて前記共通インク室内に保持された熱伝導性部材と、
を具備するインクジェットヘッド。
【請求項２】
基板の長手方向に配列された複数のインク室と、
前記インク室に連通されてインク供給部からのインクが供給される共通インク室と、
前記インク室が形成されている基板より熱伝導係数が大きい材料で形成され、前記インク室の配列方向に沿った前記インク室の配列領域を覆う位置まで延出し、前記共通インク室内に配置されて弾性接着剤により前記基板に固着された熱伝導性部材と、
を具備するインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記熱伝導性部材の前記基板に対向しない側の面に凹凸部が形成されている請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のインク室が配列されたインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドは、基板の長手方向に配列された複数のインク室を有しており、各インク室に対応して設けられたノズルからインク滴を吐出させ、吐出したインク滴を記録媒体に付着させることにより画像形成を行っている。
【０００３】
インクジェットヘッドによる画像形成時には、インク滴を吐出させるためのエネルギーが印加され、このエネルギーの印加によりインク吐出が行われたインク室内のインク温度が上昇する。インク室内のインク温度が上昇すると、インクの粘度が低下し、インク滴吐出のために同じエネルギーを印加した場合のインク吐出量が増大する。
【０００４】
図６は、インクジェットヘッドＡの全てのノズルからインクを連続して吐出させて画像形成を行った場合を示している。インクの吐出により各インク室のインクが減少し、その減少分のインクがインクジェットヘッドＡに供給される。供給されたインクは、共通インク室Ｂ内を矢印で示すように各インク室に向けて流れる。
【０００５】
インクジェットヘッドＡに供給されたインクの温度はインク室内のインクの温度より低く、供給されたインクは共通インク室Ｂ内をインク室に向けて流れている過程で次第に温度が上昇する。
【０００６】
しかし、インクジェットヘッドＡにおける中央近傍のインク室と両端側のインク室とに供給されるインクでは、共通インク室Ｂを流れる距離が異なるので、各インク室内に到達するまでの間の上昇温度に差が生じる。図６（ｂ）は、中央近傍のインク室と両端側のインク室とにおけるインク温度の比較結果を示したグラフである。中央近傍のインク室のインク温度は低く、両端側のインク室のインク温度は高くなる。このため、全てのノズルからインクを吐出させて画像形成を行った場合には、中央近傍に比べて両端側ではインクの粘度が低くなっているためにインク吐出量が多くなり、画像濃度が濃くなる。さらに、両端側のインク室では、インクの温度上昇に伴うインクの粘度低下により、ノズルに形成されるインク液面のメニスカスの振幅が大きくなったりメニスカスの横揺れが発生し、インクの不吐出や吐出方向の乱れが生じ易くなる。
【０００７】
図７及び図８は、ある特定範囲のノズルからインクを吐出させて画像形成を行い、その後、全てのノズルからインクを吐出させて画像形成を行った場合を示している。ある特定範囲のノズルからインクを吐出させて画像形成を行うと、図７（ｂ）に示すように、インクの吐出が行われたインク室内のインク温度が他のインク室内のインク温度より上昇する。このため、ある特定範囲のノズルからインクを吐出させて画像形成を行った後に、全てのノズルからインクを吐出させて画像形成を行うと、図８に示すように、予めインク吐出を行っていた領域では他の領域に比べて形成される画像濃度が濃くなる。これは、予めインク吐出を行っていたインク室内のインク温度は他のインク室内のインク温度より上昇しており、それによりインクの粘度が低下してインク吐出量が多くなったためと考えられる。
【０００８】
このような不都合の発生を防止するため、インクジェットヘッドの外部表面に冷却用の液体を流し、インクジェットヘッドを強制冷却する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−６７３２９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上述した特許文献１で提案された冷却方法では、冷却用の液体を流すスペースを確保しなければならず、インクジェットヘッドの小型化を図ることが難しい。また、冷却機構を設けることによりその冷却機構を含むインクジェットヘッド全体の構造が複雑なものとなる。
【００１１】
本発明の目的は、簡単な構成により、特定のインク室内のインク温度が上昇することを抑制し、及び、各インク室内のインク温度の均一化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のインクジェットヘッドは、複数のインク室に連通されてインク供給部からのインクが供給される共通インク室内に、インク室が形成されている基板より熱伝導係数が大きい材料で形成され、前記インク室の配列方向に沿った前記インク室の配列領域を覆う位置まで延出した熱伝導性部材が保持され、この保持は、熱伝導性部材を弾性部材により基板に押圧することにより行われている。
【００１３】
したがって、各インク室からインクの吐出頻度の差、インク供給部から共通インク室内にインクが供給される箇所から各インク室までの距離の差がある場合でも、各インク室内のインクの熱が熱伝導性部材に伝わる。また、共通インク室内を流れるインクが熱伝導性部材からの熱によって均等に温められるようになる。これらのことにより、特定のインク室内のインク温度の上昇が抑えられ、各インク室内のインク温度が均一化される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のインクジェットヘッドによれば、共通インク室内に熱伝導部材を保持するという簡単な構成により、特定のインク室内のインク温度が上昇することを抑制でき、及び、各インク室内のインク温度の均一化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の第１の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。本実施の形態のインクジェットヘッド１は、複数のインク室用溝２が長手方向に配列された基板３と、共通インク室用凹部４が形成された蓋部材５と、複数のノズル６が形成されたノズルプレート７とを接着し、後述する共通インク室８内に熱伝導性部材９を保持することにより形成されている。
【００１６】
基板３は、厚さ方向に逆向きに分極された圧電部材１０、１１を貼り合わせることにより形成され、この基板３の一端側の部分に溝加工を施すことによりインク室用溝２が形成されている。各インク室用溝２の側面には電極１２が形成され、基板３の他端側の上面にはこれらの電極１２に接続された配線パターン１３が形成されている。また、インクが導電性を有する場合は、インク室用溝２に形成された電極１２の表面には、絶縁層が形成される。
【００１７】
蓋部材５は、基板３と線膨張係数が近似した材料で形成されており、基板３が低線膨張係数の圧電部材１０、１１で形成されている場合、蓋部材５は、基板３と同じ材料が好ましい。また、近似した低線膨張係数材料、例えば、アルミナ等の使用も可能である。
【００１８】
基板３と蓋部材５とノズルプレート７とを接着することにより、インク室用溝２が蓋部材５とノズルプレート７とで囲まれて複数のインク室１４が形成され、共通インク室用凹部４の開口部分が基板３で閉止されることにより共通インク室８が形成されている。この共通インク室８は全てのインク室１４に連通されている。蓋部材５には、インク供給部（図示せず）から共通インク室８にインクを供給するためのインク供給穴１５が形成されている。
【００１９】
熱伝導性部材９は、基板３を形成している圧電部材１０、１１より熱伝導係数が大きい材料で形成され、例えば、銅やアルミニウム等の金属、カーボンや窒化アルミニウム等が使用されている。金属を使用する場合には、インクにより表面が腐食されることを防止するため、表面に樹脂などのコーティング層を形成することが好ましい。
【００２０】
熱伝導性部材９は、基板３の表面上に載置され、蓋部材５と熱伝導性部材９との間に介装されたフッ素ゴム等の弾性部材１６を介して基板３の表面に押圧されることにより保持されている。弾性部材１６は、蓋部材５における共通インク室用凹部４の内側面に凹部（図示せず）が形成され、その凹部内に一端側を嵌め込むことにより位置固定されている。
【００２１】
また、熱伝導性部材９は、インク室１４の配列方向に沿ったインク室１４の配列領域を覆う位置まで延出している。インク室１４の配列領域を覆う位置まで延出しているとは、図示するように両端側のインク室１４を越える位置まで延出している場合のみならず、両端側のインク室１４と同じ位置まで延出している場合、両端側のインク室１４の内側まで延出している場合が含まれる。
【００２２】
このような構成において、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、インク吐出によりインク室１４内のインク温度が上昇すると、インクからの熱が熱伝導性部材９に伝わるので、特定のインク室１４内のインク温度が他のインク室１４内のインク温度に比べて大幅に上昇するということが抑制される。また、インク供給穴１５から供給されたインクは、図２に示す矢印方向に流れ、共通インク室８内を流れる過程でインクが熱伝導性部材９からの熱によって均等に温められる。このため、特定のインク室１４内のインク温度の上昇を抑えることができ、各インク室１４内のインク温度の均一化を図ることができる。これにより、各インク室１４内のインク温度のバラツキが原因となる画像濃度の濃淡のバラツキや、或るインク室１４内のインク温度が大きく上昇したために生じるインクの不吐出や吐出方向の乱れを防止できる。
【００２３】
特に、熱伝導性部材９が、インク室１４の配列方向に沿ったインク室１４の配列領域を覆う位置まで延出しているので、インク室１４の配列方向に沿った両端側のインク室１４内のインク温度も、他のインク室１４内のインク温度と均一化される。
【００２４】
また、共通インク室８における熱伝導性部材９の保持は、熱伝導性部材９を弾性部材１６により基板３に押圧することにより行われているので、熱伝導性部材９と基板３とが熱膨脹寸法の差が生じても、熱伝導性部材９と基板３との押圧面で滑りが生じるのみで反りは発生せず、反りが原因となるインクジェットヘッド１の性能低下が防止される。
【００２５】
なお、本実施の形態では、弾性部材１６としてフッ素ゴムを用いた場合を例に挙げて説明したが、この弾性部材としては熱伝導性部材９を基板３の表面に押圧するという機能を発揮できるものであればよく、例えば、スプリングなどを使用することも可能である。
【００２６】
本発明の第２の実施の形態を図３及び図４に基づいて説明する。なお、図１及び図２において説明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する（以下の実施の形態でも同じ）。本実施の形態のインクジェットヘッド２１の基本的構造は第１の実施の形態のインクジェットヘッド１と同じであり、本実施の形態と第１の実施の形態との異なる点は、共通インク室８内での熱伝導性部材９の保持方法である。
【００２７】
本実施の形態では、熱伝導性部材９を弾性接着剤２２により基板３に固着したものである。弾性接着剤２２としては、例えば、シリコーン系接着剤、ポリウレタン接着剤を用いることができる。
【００２８】
熱伝導性部材９をこのような弾性接着剤２２で基板３に固着することにより、第１の実施の形態で説明した作用、効果に加え、本実施の形態では、基板３と熱伝導性部材９との間で熱膨張による寸法差が生じても、その寸法差が弾性接着剤２２で吸収されるので、ストレスの発生を防止できる。
【００２９】
また、熱伝導性部材９を弾性接着剤２２で基板３に固着することにより、共通インク室８内への熱伝導性部材９を保持する構造が簡単化される。さらに、熱伝導性部材９と蓋部材５における共通インク室用凹部４の内周面との間隔をインクの供給のために必要な最小限の間隔に設定することができ、インクジェットヘッド２１の薄型化を図ることができる。
【００３０】
本発明の第３の実施の形態を図５に基づいて説明する。本実施の形態のインクジェットヘッド３１の基本的構造は第１の実施の形態のインクジェットヘッド１と同じである。本実施の形態のインクジェットヘッド３１が第１の実施の形態のインクジェットヘッド１と異なる点は、本実施の形態では、共通インク室８内に保持された熱伝導性部材９における基板３に対向しない側の面、即ち、共通インク室８内を流れるインクと接する面に、凹凸部３２が形成されている点である。凹凸部３２は、共通インク室８を流れるインクの流れ方向に沿って延出した複数の溝を有する形状に形成されている。共通インク室８を各インク室１４内に向けて流れるインクの一部は、この溝内を流れることになる。
【００３１】
この凹凸部３２が形成され、この凹凸部３２により形成される溝内をインクが流れることにより、共通インク室８内を流れるインクと熱伝導性部材９との接触面積が増大し、各インク室１４内に供給されるインク温度を均一化する性能を高めることができる。そして、各インク室１４に供給されたインクの温度がより均一化されることにより、各インク室１４内のインク温度のバラツキが原因となる画像濃度の濃淡のバラツキや、或るインク室１４内のインク温度が大きく上昇したために生じるインクの不吐出や吐出方向の乱れをより一層防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態のインクジェットヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】そのインクジェットヘッドを示す縦断側面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のインクジェットヘッドを示す分解斜視図である。
【図４】そのインクジェットヘッドを示す縦断側面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態のインクジェットヘッドを示す分解斜視図である。
【図６】従来例のインクジェットヘッドで全てのノズルからインクを連続して吐出させて画像形成を行った場合における各インク室内インク温度の変化について説明するもので、（ａ）はインクジェットヘッドの平面図、（ｂ）は各インク室の温度変化を示すグラフである。
【図７】従来例のインクジェットヘッドで一部のノズルからインクを連続して吐出させて画像形成を行った場合における各インク室内インク温度の変化について説明するもので、（ａ）はインクジェットヘッドの平面図、（ｂ）は各インク室の温度変化を示すグラフである。
【図８】図７で示したインク吐出を行った後、連続して全てのノズルからインクを吐出させると形成される画像に濃淡が生じる用紙を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
３      基板
８      共通インク室
９      熱伝導性部材
１４      インク室
１６      弾性部材
２２      弾性接着剤
３２      凹凸部
【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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