(57)【要約】      （修正有）【課題】効率良く放熱を行うことができる記録ヘッドを簡単かつ安価な方法で実現する。【解決手段】記録素子基板１００を記録素子基板１００と同等の熱伝導率を有し、耐インク性を有する第１の支持部材９００と接合し、熱容量が大きく、複雑な形状や比較的大きな形状が安くできる第２の支持部材１０００を第１の支持部材９００と接合する。また第２の支持部材１０００の熱容量がさらに大きくなるよう、図２（ｂ）に示されるような形状になっていてもよく、これによってさらに放熱効果が高まるとともに記録ヘッドの温度上昇を抑制することができる。【選択図】図２
2007296776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するためのノズル及び吐出エネルギを発生する記録素子を具備し、記録素子が形成された面の反対面からインクが供給されるインク供給口が形成された記録素子基板と、
該記録素子基板にインクを供給するためのインク供給口が形成され、記録素子基板を保持固定する第１の支持部材と、
第１の支持部材に形成されたインク供給口と連結されるインク供給口が形成され、第１の支持部材接合される第２の支持部材と、
第２の支持部材を保持固定しインク供給口にインクを導くためインク流路が形成されたインク供給部材と、
を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、
第１の支持部材と第２の支持部材は異なった材料、形状であり、第１の支持部材は記録素子基板と同程度の熱伝導率を有し、かつ第２の支持部材より熱伝導率が高く、第のプレ−トは第１の支持部材より熱容量が大きい材料で形成されており、互いに一体的に接合されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
記録素子基板と第１の支持部材および、第１の支持部材と第２の支持部材は接着剤により接着されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
第１の支持部材の表面積より第２の表面積のほうが大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
第１の支持部材はＳｉまたはＳｉＣまたはカーボングラファイトからなる材料、第２の支持部材はアルミナまたはＳＵＳからなる材料であることを特徴とする請求項１または２または３に記載のインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録液（例えばインク）を記録媒体へ吐出して記録動作を行うインクジェット記録装置に適用される記録ヘッドに関するものである。
【０００２】
なお、本発明は、一般的なプリント装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサー等の装置、さらには、各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用することができる。
【背景技術】
【０００３】
インクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であり、高速な記録と様々な記録メディアに対して記録することが可能であって、記録時における大きな音がほとんど生じないといった特徴を有している。この種の液体噴射記録装置で用いられる液体噴射記録方式は、代表的な例としては、吐出エネルギ発生素子として電気熱変換素子を用いた方式がある。この方式を用いた液体噴射記録ヘッドは、電気熱変換素子を加圧室内に設け、これに記録信号となる電気パルスを印加する事により記録液に熱エネルギを与え、記録液の相変化によって生じる記録液の発泡時（沸騰時）の気泡圧力を記録液滴の吐出に利用している。その記録方法は、図６に示されるように、矢印Ｐの方向に送られる記録媒体３０に対してインクジェット記録装置本体１０に搭載された記録ヘッドカートリッジ２０を矢印Ｈの方向に走査させながらインクを吐出することによって行われる。
【０００４】
このようなインクジェット記録ヘッドの一つの形態として、インク吐出用発熱抵抗体が形成された基板であるヒーターボードに対し垂直方向にインク滴を吐出するサイドシュータ型と呼ばれる記録ヘッドの構成が数々提案されている。その中でも、インク吐出口と記録シートまでの距離を近づけて、高精細記録に対応させた微小液滴化に伴う吐出インク滴の着弾精度の低下を防止できる記録ヘッドとして、吐出ノズルへのインクの供給をヒーターボードの発熱抵抗体形成面の裏面からヒーターボードを貫通する貫通口を介して行う構成が知られている。
【０００５】
記録ヘッド２１は、図７からわかるように、記録ヘッドカートリッジ２０を構成する一構成要素であり、記録ヘッドカートリッジ２０は、記録ヘッド２１と記録ヘッド２１に着脱自在に設けられたインクタンク２２とで構成されている。この記録ヘッドカートリッジ２０は、インクジェット記録装置本体に載置されているキャリッジの位置決め手段及び電気的接点によって固定支持されるとともに、該キャリッジに対して着脱可能となっている。
【０００６】
図１２は従来の記録ヘッドを示す斜視図、図８および図９はそれぞれ従来の記録ヘッドの要所を説明するための分解斜視図、図１２のＢ−Ｂ断面における概略断面図である。記録ヘッド２１は、記録素子基板１００、支持部材２００、電気配線テープ３００、電気コンタクト基板４００、および第１のプレート５００から成る記録素子ユニット２２と、第２のプレート６００、インク供給部材７００、およびタンクホルダ８００で構成されている。
【０００７】
記録素子基板１００は、電気配線テープ３００を介して電気信号を受け、インクを熱エネルギによって吐出するためデバイスであり、支持部材２００に対して位置精度良く接着固定されている。
【０００８】
インク供給部材７００は、インクタンクから記録素子ユニット２２へインクを導くためのインク流路７０１が形成され、支持部材２００と接合されている。
【０００９】
このような記録ヘッドの構成では、インク供給を記録素子基板１００の裏面より行えるため、ノズルと記録媒体の距離を自由に近づけて着弾精度を向上させることができるため、高画質の印字が可能となる。
【００１０】
また、支持部材２００の裏面には第２のプレート６００が接着されている。第２のプレート６００はインク供給部材７００のインク流路７０１が通る開口部６０１を有している。第２のプレート６００は熱伝導率の高い材料で形成されており、記録素子基板１００から発生した熱を放出しやすくしている。
【００１１】
従来例としては、例えば特許文献１をあげることが出来る。
【特許文献１】特開２００４−３５１７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
さらに、今日では、記録の高速化、高画質化がますます要求され、これらを実現するために、
（１）印字幅を大きくするために記録素子基板上に配置されるノズル群の列を長くする
（２）解像度を高くするためにノズル密度を高くする
（３）階調表現をより豊かにするためにブラック、シアン、マゼンタ、イエローだけでなく、それ以外の色のインクを吐出するための記録素子基板を搭載する
（４）吐出されたインク液滴を記録媒体上で素早く定着させるために、インクと反応する反応液を吐出するための記録素子基板を搭載する
などの手段がとられている。このため発熱量が増大する傾向にあり、現状の記録ヘッドの構成では昇温を抑制できなくなってきている。
【００１３】
現状のヘッド構成では、放熱性を良くするために第２のプレート６００が設けられているが、この構成では記録素子基板から発生した熱が支持部材２００を介して第２のプレート６００に伝達されるため、放熱特性は支持部材２００の熱伝導率に依存してしまう。
【００１４】
理想的には、熱伝導率が記録素子基板１００のベースであるＳｉと同等もしくはそれ以上の材料で、かつ熱容量が大きい材料で支持部材２００を形成すれば良い。しかしながら、支持部材２００には、耐インク性があること、線膨張係数がＳｉと同等であることなど、多くの特性が要求され、これ加え熱伝導率も高い材料というのは限定されてしまう。それらの材料で、図１０に示すような複雑な形状を形成しようとすると、コストが大幅にアップしてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、本発明は、インクを吐出するためのノズル及び吐出エネルギを発生する記録素子を具備し、記録素子が形成された面の反対面からインクが供給されるインク供給口が形成された記録素子基板と、該記録素子基板にインクを供給するためのインク供給口が形成され、記録素子基板を保持固定する第１の支持部材と、第１の支持部材に形成されたインク供給口と対応する位置にインク供給口が形成され、第１の支持部材と接合される第２の支持部材と、第２の支持部材を保持固定しインク供給口にインクを導くためインク流路が形成されたインク供給部材と、を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、第１の支持部材と第２の支持部材は異なった材料、形状であり、第１の支持部材は記録素子基板と同程度の熱伝導率を有し、かつ第２の支持部材より熱伝導率が高く、第２の支持部材は第１の支持部材より熱容量が大きい材料で形成されており、互いに一体的に接合されていることを特徴とする。
【００１６】
第１の支持部材はＳｉまたはＳｉＣまたはカーボングラファイトからなる材料、第２の支持部材はアルミナまたはＳＵＳからなる材料であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、単純な構成で記録ヘッドの放熱を行うことができるインクジェット記録ヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１から図３を用いて本発明の第１の実施形態の記録ヘッドの構成を説明する。
【００２０】
図１は本発明の記録ヘッドの斜視図で、図１１は本発明の記録ヘッドの分解斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面における要部を説明するための概略断面図である。
【００２１】
また、図３は、記録素子基板１００の構成を説明するために一部を分解した状態で示す斜視図である。
【００２２】
記録ヘッド２１は記録素子基板１００、第１の支持部材９００、第２の支持部材１０００、電気配線テープ３００、電気コンタクト基板４００、および第１のプレート５００から成る記録素子ユニット２３と、インク供給部材７００、およびタンクホルダ８００で構成されている。
【００２３】
記録素子基板１００は、Ｓｉ基板１０１にインク流路として長溝状の貫通口からなるインク供給口１０２がＳｉの結晶方位を利用した異方性エッチングで形成され、インク供給口１０２を挟んだ両側に記録素子である電気熱変換素子１０３がそれぞれ１列ずつ千鳥状に配列され、電気熱変換素子１０３と、電気熱変換素子１０３に電力を供給するＡｌ等の電気配線が成膜技術により形成されている。さらに、前記電気配線に電力を供給するための電極部１０４が電気熱変換素子１０３の両外側に配列されている。そして、前記Ｓｉ基板上には、電気熱変換素子１０２に対応したインク流路を形成するためのインク流路壁１０５とノズル１０６が樹脂材料でフォトリソ技術によりに形成されている。このように電気熱変換素子１０３に対向してノズル１０６が設けられているため、インク供給口１０２から供給されたインクは電気熱変換素子１０３により発生した気泡により吐出される。本実施例では図３に示す記録素子基板１００を３枚ならべている。
【００２４】
第１の支持部材９００は、記録素子基板１００を保持固定するためのプレートであり記録素子基板のインク供給口１０２に対応した位置にインク供給口９０１が形成されている。
【００２５】
第２の支持部材１０００は第１の支持部材９００を保持固定しインク供給部材７００と接合するための部材である。
【００２６】
電気配線テープ３００は記録素子基板１００に対してインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、記録素子基板１００を組み込むための開口部３０１を有しており、第１のプレート５００を解して第１の支持部材９００に接着固定される。また、電気配線テープ３００は、記録素子基板１００の電極１０４に対応する電極端子３０２と、この配線端部に位置し、記録装置本体から電気コンタクト基板４００を介して電気信号を受け取るための外部信号入力端子３0３を有している。
【００２７】
インク供給部材７００はインクタンクから記録素子ユニット２２へインクを導くためのインク流路および第２の支持部材のインク供給口１００１と接続するためのインク供給部７０１が形成されており一般的には樹脂成形によって形成されている。
【００２８】
次に本実施例の構成を、組立て工程順を追って説明する。
【００２９】
まず第１の支持部材９００と第２の支持部材１０００をそれぞれのインク供給口が連結するように精度よく接着し、第１のプレート５００を第１の支持部材９００に接着し、その後記録素子基板１００を精度よく第１の支持部材９００上に接着固定する。
【００３０】
次に電気配線テープ３００の電極端子３０２と記録素子基板の電極１０４の位置が合うように電気配線テープ３００を第１のプレート５００上に正確に位置決めして接着固定する。
【００３１】
そして電気配線テープ３００の電極端子３０２と記録素子基板の電極１０４を超音波圧着法等により接合し、その部分を封止剤により封止し、さらに電気配線テープ３００の外部信号入力端子３０３と電気コンタクト基板４００の端子４０１が異方性導電フィルム（不図示）を用いた熱圧着によってそれぞれ電気的に接合され、封止剤で封止されている。
【００３２】
最後に第２の支持部材１０００をインク供給部材７００と接合することによりヘッドは完成される。
【００３３】
第１の支持部材９００の材料は記録素子基板１００と同程度の熱伝導を有し、耐インク性を有するものであればどのような材料でもかまわないが、例えばシリコン（Ｓｉ）、炭化珪素（SiC）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、などが適している。
【００３４】
また第２の支持部材１０００はインク流路を形成したり、インク供給部材７００への固定部等を設ける必要があり、かつ熱容量を大きくし放熱性を良くしなければならないため、複雑な形状や比較的大きな形状が安くできる材料を選ぶ必要がある。例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やＳＵＳなどが適している。
【００３５】
また、第２の支持部材１０００の熱容量がより大きくなるよう、図２（ｂ）に示されるような形状となっていても良く、このような形状にすることによってさらに放熱効果の向上が図れる。
【００３６】
また、図２（ｃ）のように、第１の支持部材９００は第１のプレート５００と一体となった形状をしていても良く、これによって部品点数を減らすことができ、ヘッドのコストダウンが図れる。
【００３７】
（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態を説明する図であり、図１のＡ−Ａ断面の要部を説明するための概略断面図である。
【００３８】
本実施形態における記録ヘッドを構成する部品は第１の実施形態に加え、さらに熱伝導率が高い材料で形成された第２のプレート６００が第２の支持部材１０００の裏面に接着されている。
【００３９】
これによって、放熱効果が高まるとともに、熱容量をさらに大きくすることができるため、より記録ヘッドの温度上昇を抑制することができる。また、このような構成では、第２の支持部材１０００が複雑な形状を有していないため、安価に実現することができる。
【００４０】
第２のプレート６００は直接インクに触れることはないためどのような材料でも良いが、例えば熱伝導率が高く、安価なアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）などが適している。
【００４１】
第２のプレート６００は、第２の支持部材１０００との接触面積が大きくなるような形状をしていればどのような形状であっても良い。
【００４２】
また、第２のプレート６００の側面および裏面に凹凸形状が形成されていても良く、これによって外気との接触面積が大きくなるため、より放熱効果を高めることができる。
【００４３】
また、インク供給部材７００の側面に貫通穴が形成され、記録時にヘッドが走査することによって、第２のプレート６００に空気が当たり易い構成となっていればさらに放熱効果を高めることができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
図５は本発明の第３の実施形態を説明する図であり、図１のＡ−Ａ断面の要部を説明するための概略断面図である。
【００４５】
本実施形態における記録ヘッドを構成する部品は第２の実施形態と同様であり、本実施形態の記録ヘッドは、第２のプレート６００の一部が第１の支持部材９００と接触する構成となっている。このとき第２のプレート６００と第１の支持部材９００の接触面積が大きいほど良い。したがって、第１の支持部材９００の熱は第２の支持部材１０００を介さずに直接熱伝導率の高い第２のプレート６００に伝導されるため、放熱効果をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態の記録ヘッドを示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の記録ヘッドを示す断面図である。
【図３】記録素子基板を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の記録ヘッドを示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の記録ヘッドを示す断面図である。
【図６】従来のインクジェット記録装置を示す図である。
【図７】従来の記録ヘッドを示す斜視図である。
【図８】従来の記録ヘッドを示す分解斜視図である。
【図９】従来の記録ヘッドを示す断面図である。
【図１０】従来の記録ヘッドにおける支持部材を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の記録ヘッドを示す分解斜視図である。
【図１２】従来の記録ヘッドを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  インクジェット記録装置
１１  キャリッジ
２０  インクジェット記録カートリッジ
２１  記録ヘッド
２２  インクタンク
２３  記録素子ユニット
３０  記録媒体
１００  記録素子基板
１０１  Ｓｉ基板
１０２  インク供給口
１０３  電気熱変換素子
１０４  電極部
１０５  インク流路壁
１０６  ノズル
２００  支持部材
２０１  インク供給口
３００  電気配線テープ
３０１  開口部
３０２  電極端子
３０３  外部信号入力端子
４００  電気コンタクト基板
４０１  端子
５００  第１のプレート
６００  第２のプレート
６０１  開口部
７００  インク供給部材
７０１  インク供給部
７０２  液体貯留室
７０３  液体
８００  タンクホルダ
９００  第１の支持部材
９０１  インク供給口
１０００  第２の支持部材
１００１  インク供給口
Ｈ  記録ヘッドの走査方向
Ｐ  記録媒体の送り方向
【図１】
2007296776.tif 000003
【図２】
2007296776.tif 000004
【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】
2007296776.tif 000009
【図８】
2007296776.tif 000010
【図９】
2007296776.tif 000011
【図１０】
2007296776.tif 000012
【図１１】
2007296776.tif 000013
【図１２】
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