(57)【要約】【課題】  印字の高速化・高密度化によるヘッド昇温の抑制、及びヘッド内温度分布を低減するための冷却構造を提供し、高速印字及び印字信頼性の高いインクジェット記録ヘッドおよび記録装置を提供する。【解決手段】  インクジェット記録ヘッドにおいて、共通液室とは別に流路を記録素子の配列方向に設け、冷却媒体を共通液室内のインク流れ方向とは逆側から流すことによりヘッド昇温の抑制、及びヘッド内温度分布を低減する。【選択図】  図１１
2007320186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するための複数のノズルと吐出エネルギーを発生する記録素子を複数配列した記録素子基板が記録素子基板支持板上に配置され、記録素子基板には記録素子面と反対の面からインクを供給する供給口が設けられており、記録素子基板支持板には記録素子基板へインクを供給するための流路が設けられ、記録素子基板支持板の記録素子基板と反対側にインク供給部材を接合し共通液室を構成したインクジェット記録ヘッドにおいて、共通液室とは別に流路を設け、冷却媒体を共通液室内のインク流れ方向とは逆側から流す構成としたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
該冷却媒体の流路を記録素子基板支持板内に設けた事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】
該冷却媒体の流路を共通液室内に設けた事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４】
該冷却媒体は、水、インク、エアー、窒素から選択されたひとつである事を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
液体を吐出するための複数のノズルと吐出エネルギーを発生する記録素子を複数配列した記録素子基板が記録素子基板支持板上にノズル配列方向に複数個配置されている請求項１〜請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
液体を吐出するための複数のノズルと吐出エネルギーを発生する記録素子を複数配列した記録素子基板が記録素子基板支持板上に配置され、記録素子基板には記録素子面と反対の面からインクを供給する供給口が設けられており、記録素子基板支持板には記録素子基板へインクを供給するための流路が設けられ、記録素子基板支持板の記録素子基板と反対側にインク供給部材を接合し共通液室を構成したインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、共通液室とは別に流路を設け、冷却媒体を共通液室内のインク流れ方向とは逆側から流す手段を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】
インクジェット記録ヘッド周辺に記録素子基板への流路とは別に流路を設け、この流路に流す液体としてインクを流す手段を設けたこと特徴とする請求項６に記載の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、インク等の液体を吐出して記録動作を行うインクジェット記録装置、および記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドに関する。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等の装置、あるいは、これらの装置を複合した多機能記録装置等に適用することができる。特に、高速かつ高画質な印字を行う記録装置に好適に適用される。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット記録装置は、ランニングコストが安く、装置の小型化も可能であり、さらに、複数色のインクを用いてカラー画像記録に対応することも容易であることから、コンピュータ関係の出力機器等に幅広く利用され、商品化されている。
【０００３】
一方、記録ヘッドの吐出口からインクを吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子としては、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いたもの、レーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用でインク滴を吐出させるもの、あるいは、発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によって液体を加熱させるもの等がある。
【０００４】
その中でも熱エネルギーを利用してインク滴を吐出させる方式のインクジェット記録方式のヘッドは、吐出口を高密度に配列することができるため、高解像度の記録が可能である。電気熱変換素子をエネルギー発生素子として用いた記録ヘッドは、小型化も用意であり、かつ最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を十二分に活用でき、高密度実装化が容易で製造コストも安価なことから有利である。
【０００５】
また、より高精細の印字を行うために、インクを吐出するためのノズルを、フォトリソ技術を用いて高精度に作成する方法等も利用されてきている。
【０００６】
最近では、より高速に高精細な画像の記録を実現するため、より印字幅が長い記録ヘッドの実現も望まれている。具体的には、ヘッドの長さが４インチ〜１３インチなどの長さのものも要求されてきている。
【０００７】
このようにヘッドが長尺化・高速化していくとヘッドへの投入エネルギーが増大し、印字中のヘッド温度が上昇すると伴にヘッドの長さ方向の温度分布が発生する。長さ方向に温度分布が発生する理由は、共通液室に供給されたインクは記録素子の熱により昇温した記録素子基板に接する事で温度が上昇する。液室の長手方向に記録素子基板が一体で配置されている場合や、記録素子基板が長手方向に複数個配置されている場合にはインクが下流に進むに従いインク温度が上昇し、上流側より下流側の温度が高くなる。これによりページ内でのヘッド長さ方向の吐出量の違い、高温における吐出の不安定、連続印字性の低下等、印字信頼性に問題が出る為、何らかの対応が必要になる。特に、高速化を目的に１回のスキャンで画像を記録する場合には、画像の劣化が顕著になる。
【０００８】
従来からヘッド昇温による画像の劣化や不吐出に対し、循環水やファンによる気流でヘッドを冷却するという提案は公知となっていた。特許文献１には、記録ヘッドの加熱版の加熱要素とは反対側に溝を形成し、封着板を接着して形成された流路に冷却媒体を循環させるという記述がされている。又、特許文献２にはファンを設けることによりヘッドを空冷するという記述がされている。
【０００９】
上記の発明は、ヘッド全体を冷却するという観点からは効果は有るが、ヘッド長さ方向の温度差に関しては、全く考慮されていなかった為、ヘッド長さ方向の吐出量変化を抑えきれず高画質化、高速化の要求に対応しきれていなかった。
【特許文献１】特許登録２８８９３６０号公報
【特許文献２】特開２００２−２４８７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のヘッドは、高速、高画質化の要求を満足させるために、ヘッドの長尺化、高密度化と進んできた為に発生した、ヘッド昇温やヘッドの長手方向の温度分布を抑える事ができなかった。よって高速化、高画質化の要求を両立させる事ができなかった。ヘッド温度を抑え、分布を低減することが高速、高画質化に向けた課題である。
【００１１】
そこで本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑み、高速、高画質の要求を満足しつつ、印字信頼性が高いヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため本発明のインクジェット記録ヘッドは、液体を吐出するための複数のノズルと吐出エネルギーを発生する記録素子を複数配列した記録素子基板のごく近傍にインク流路とは別に流路を設け、共通液室内を流れるインクの流れ方向とは逆側から冷却媒体を流すことで記録ヘッド全体を冷却すると共に、ヘッドの長さ方向の温度分布の低減を図る構成であることを特徴とする。
【００１３】
別の流路を設ける具体的な場所としては、記録素子基板支持板内、共通液室内などを上げる事ができるが、これ以外にも共通液室内を流れるインクの温度の上昇を抑え、温度分布を低減できる構成であれば問題ない。
【００１４】
又、上記流路に流す冷却媒体としては、水、インク、空気、窒素などが使用可能であり、冷却効率と言う観点から特に水やインク等の液状の媒体が優れる。尚、これらの媒体は温度制御機能を持った機器を通し、温度管理をしながら循環させると更に効果がある。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明では、インクジェット記録ヘッドの共通液室内のインク流れ方向と逆側から冷却媒体を流す流路を形成し、冷却媒体を流すことにより、記録素子基板に供給されるインク流路及び記録素子基板を冷却、及び温度分布の低減を図る。これにより印字の高速化・高密度化によるヘッド温度の上昇を抑えコントロールすることが可能となり、高速化、高画質化を両立できると共に連続印刷における信頼性の大幅な向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１から図１５は、本発明が実施もしくは適用される好適な記録ヘッド、駆動回路、インクジェット記録装置のそれぞれ及びそれぞれの関係を説明するための説明図である。以下、これらの図面を参照して各部構成を紹介しながら、全体を説明することにする。
【００１８】
（１）記録ヘッドの説明
図１に示すように記録ヘッドＨ１０００は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギーを生成する電気熱変換体を用いて記録を行うバブルジェット（登録商標）方式のサイドシュータ型とされる記録ヘッドである。
【００１９】
そして、記録ヘッドＨ１０００は、図２の分解斜視図に示すように、記録素子ユニットＨ１００１とインク供給ユニットＨ１００２のインク供給部材Ｈ１５００から構成される。さらに、図３の分解斜視図に示すように、記録素子ユニットＨ１００１は、記録素子基板Ｈ１１００、記録素子基板支持板Ｈ１２００、電気配線基板Ｈ１３００、プレート部材Ｈ１４００、フィルター部材Ｈ１６００で構成されている。
【００２０】
（１−１）記録素子ユニット
図４（ａ）は、記録素子基板Ｈ１１００の構成を説明する図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＡ−Ａ断面図である。記録素子基板Ｈ１１００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板Ｈ１１０８で薄膜が形成されている。また、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Ｈ１１０１が形成され、インク供給口Ｈ１１０１の両側に電気熱変換素子Ｈ１１０２がそれぞれ１列ずつ千鳥状に配列されており、前記電気熱変換素子Ｈ１１０２、及び、Aｌ等の電気配線が成膜技術により形成されている。また、該電気配線に電力を供給するために電極Ｈ１１０３が設けられている。前記インク供給口Ｈ１１０１は、前記Ｓｉ基板Ｈ１１０８の結晶方位を利用して、異方性エッチングを行う。ウエハー面に＜１００＞、厚さ方向に＜１１１＞の結晶方位を持つ場合、アルカリ系（ＫＯＨ、ＴＭＡＨ、ヒトラジン等）の異方性エッチングにより、約５４．７度の角度でエッチングが進行する。この方法を用いて、所望の深さにエッチングする。また、前記Ｓｉ基板Ｈ１１０８上には、ノズルプレートＨ１１１０が具備され、電気熱変換素子Ｈ１１０２に対応したインク流路Ｈ１１０４、ノズルＨ１１０５、発泡室Ｈ１１０７がフォトリソ技術により形成されている。また、前記ノズルＨ１１０５は前記電気熱変換素子Ｈ１１０２に対向するように設けられており、インク供給口Ｈ１１０１から供給されたインクを電気熱変換素子Ｈ１１０２により気泡を発生させてインクを吐出させるものである。
【００２１】
記録素子基板支持板Ｈ１２００は、例えば、厚さ０．５〜１０ｍｍのアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）材料で形成されている。なお、記録素子基板支持板の素材は、アルミナに限られることなく、記録素子基板Ｈ１１００の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつ、記録素子基板Ｈ１１００材料の熱伝導率と同等もしくは同等以上の熱伝導率を有する材料で作られてもよい。記録素子基板支持板Ｈ１２００の素材は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、カーボングラファイト、ジルコニア、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、炭化珪素（ＳｉＣ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうちいずれであってもよい。記録素子基板支持板Ｈ１２００には、記録素子基板Ｈ１１００にインクを供給するためのインク供給口Ｈ１２０１が形成されており、記録素子基板Ｈ１１００のインク供給口Ｈ１１０１が記録素子基板支持板Ｈ１２００のインク供給口Ｈ１２０１に対応し、かつ、記録素子基板Ｈ１１００は記録素子基板支持板Ｈ１２００に対して位置精度良く接着固定される。その接着剤は、例えば、粘度が低く、接触面に形成される接着層が薄く、かつ、硬化後、比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤、もしくは紫外線硬化併用型の熱硬化接着剤であり、接着層の厚みは５０μｍ以下が望ましい。また、記録素子基板支持板Ｈ１２００は、位置決め基準となるＸ方向基準Ｈ１２０４、Ｙ方向基準Ｈ１２０５、Ｚ方向基準Ｈ１２０６を有している。
【００２２】
記録素子基板Ｈ１１００は、図１に示すように記録素子基板支持板Ｈ１２００上に千鳥状に配置され、同一色による幅広の記録を可能としている。例えば、ノズル群の長さが１インチ＋αの４つの記録素子基板Ｈ１１００ａ、Ｈ１１００ｂ、Ｈ１１００ｃ、Ｈ１１００ｄを千鳥状に配置し、４インチ幅の記録を可能にしている。
【００２３】
また、各記録素子基板の吐出口群の端部は、千鳥状に隣接する記録素子基板のノズル群の端部と、記録方向に対して、重複する領域（Ｌ）を設け、各記録素子基板による印刷に隙間が生じることを防止している。例えば、ノズル群Ｈ１１０６ａとノズル群Ｈ１１０６ｂに重複領域Ｈ１１０９ａ、Ｈ１１０９ｂを設けている。
【００２４】
電気配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００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Ｈ１１００を組み込むための開口部を有しており、裏面にはプレート部材Ｈ１４００が接着固定される。また、電気配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００の電極Ｈ１１０３に対応する電極端子Ｈ１３０２と、この配線端部に位置し記録装置本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１を有している。電気配線基板Ｈ１３００と記録素子基板Ｈ１１００は、電気的に接続されており、接続方法は、例えば、記録素子基板Ｈ１１００の電極Ｈ１１０３と電気配線基板Ｈ１３００の電極端子Ｈ１３０２を金ワイヤーＨ１３０３（不図示）を用いたワイヤーボンディング技術によりにより電気的に接続される。電気配線基板Ｈ１３００の素材としては、例えば、配線が二層構造のフレキシブル配線基板が使用され、表層はポリイミドフィルムで覆われている。
【００２５】
プレート部材Ｈ１４００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳＵＳ板で形成されている。なお、プレート部材の素材は、ＳＵＳに限られることなく、耐インク性を有し、良好な平面性を有する材料で作られてもよい。そして、プレート部材Ｈ１４００は、記録素子基板支持板Ｈ１２００に接着固定された記録素子基板Ｈ１１００および該記録素子基板を取り込む開口部を有し、記録素子基板支持板に接着固定される。
【００２６】
プレート部材の開口部Ｈ１４０２と記録素子基板Ｈ１１００の側面によって形成される溝部には、第１の封止剤Ｈ１３０４が充填され、前記電気配線基板Ｈ１３００の電気実装部を封止している。また、記録素子基板の電極Ｈ１１０３は、第２の封止剤Ｈ１３０５で封止し、電気接続部分をインクによる腐食や外的衝撃から保護している。
【００２７】
また、記録素子基板支持板Ｈ１１００の裏面側インク供給口Ｈ１２０１には、インク中に混入された異物を取り除くためのフィルター部材Ｈ１６００が接着固定される。
【００２８】
（１−２）インク供給ユニット
インク供給部材Ｈ１５００は、例えば、樹脂成形により形成され、共通液室Ｈ１５０１と、Ｚ方向基準面Ｈ１５０２を具備している。そして、Ｚ基準面Ｈ１５０２は、記録素子ユニットを位置決め固定するとともに、記録ヘッドＨ１０００のＺ基準となっている。
【００２９】
（１−３）記録素子ユニットとインク供給ユニットの結合
先述の図２に示した通り、記録ヘッドＨ１０００は、記録素子ユニットＨ１００１をインク供給部材Ｈ１５００に結合することにより完成する。
結合は以下のように行われる。
【００３０】
インク供給部材Ｈ１５００の開口部と記録素子ユニットＨ１００１を第３の封止剤Ｈ１５０３により封止し、共通液室Ｈ１５０１を密閉する。そして、インク供給部材のＺ基準Ｈ１５０２に記録素子ユニットＨ１００１のＺ基準Ｈ１５０２を、例えば、ビスＨ１９００等により位置決め固定する。第３の封止剤Ｈ１５０３は、耐インク性があり、かつ、常温で硬化し、かつ、異種材料間の線膨張差に耐えられる柔軟性のある封止剤が望ましい。
【００３１】
また、記録素子ユニットＨ１００１の外部信号入力端子Ｈ１３０１部分は、例えば、インク供給部材Ｈ１５０１の裏面に、位置決め固定される。
【００３２】
（２）駆動回路の説明
本願の記録ヘッドＨ１０００は図１に示されるように４つの記録素子基板Ｈ１１００が記録素子基板支持板Ｈ１２００の上に精度良く配列され、さらに４つの記録素子基板Ｈ１１００が電気配線基板Ｈ１３００で配線されている。図８はこの４つの記録素子基板間の信号配線を示す回路図である。図中Ｈ１１００ａ〜Ｈ１１００ｄがそれぞれ４つの記録素子基板に相当し、各記録素子基板は図６および図７に示す奇数、偶数２つのノズル列の駆動回路から成り立っている。ＨＥＡＴＯ、ＥおよびＩＤＡＴＡＯ、Ｅは素子毎に奇偶別々に取り出されており、記録素子基板毎にＨＥＡＴ１〜８およびＩＤＡＴＡ１〜８の信号名で示されている。それ以外の信号は記録素子基板間で共通に配線されている。ＬＴＣＬＫ、ＤＣＬＫ、ＨＥＡＴ１〜８、ＩＤＡＴＡ１〜８は外部信号入力端子Ｈ１３０１に接続され、電源系であるＶＨ、ＧＮＤＨ、ＶＤＤ、ＧＮＤは電源端子Ｈ１３０２に接続されている。
【００３３】
図４は記録素子基板Ｈ１１００の構成を示す図で、インク供給口Ｈ１１０１を挟んで両側に奇数、偶数２つのノズル列がノズルピッチの半分ずらして配置されている。これら２つの駆動回路は記録素子基板上に半導体プロセスにより形成され、ＨＥＡＴＯ、ＥおよびＩＤＡＴＡＯ、Ｅの信号はそれぞれの駆動回路で独立に配線されているが、それ以外の信号（ＤＣＬＫ、ＬＴＣＬＫ）と電源（ＶＤＤ、ＧＮＤ、ＶＨ、ＨＧＮＤ）は記録素子基板内においても共通配線となっている。奇数および偶数ノズル列には共に６４０ノズルが６００ｄｐｉピッチで配列されており、前述のようにハーフピッチ分ずれているため、記録素子基板としては１２００ｄｐｉ、１２８０ノズルを構成することになる。各ノズル列の駆動回路は全く同じであるため、図６により駆動回路の概要を説明する。６４０の各ノズルにはそれぞれ吐出ヒータＨ１１０２−１〜１２７９が設けられ、各吐出ヒータを駆動することによりノズル内のインクを発泡させ、インク滴を吐出する。吐出ヒータは２０個づつ、３２の駆動ブロックに分割されており、時分割で駆動される。駆動ブロックはＢＥ０〜３１の信号により選択され、駆動ブロック内に属する２０個の吐出ヒータはトランジスタＥ１００６−１〜２０のＯＮ／ＯＦＦにより吐出するか否かが決定させる。
【００３４】
図９の駆動タイミングチャートと図６により記録ヘッドＨ１０００の駆動について説明する。ＰＲＩＮＴ信号は１カラムの吐出を開始するタイミングを与えるパルス信号で、パルスの立ち上がりタイミングで駆動回路の動作が開始する。駆動回路が動作を開始すると最初にＬＴＣＬＫが生成され、それから数１００ｐｓ後に転送クロックＤＣＬＫが転送データ分、すなわち２５クロック出力される。ＩＤＡＴＡ１〜８の各信号にはＤＣＬＫに同期して転送データが出力され、２５ビットシフトレジスタＥ１００１にシリアル転送される。そして、シフトレジスタＥ１００１に格納されたデータは次の駆動ブロックの最初に出力されるＬＴＣＬＫのタイミングで２５ビットラッチＥ１００２に記憶される。そのため、最初の転送データにしたがって実際の駆動がなされるのはその次のブロックの転送が行われるタイミングである。ここで転送されるデータ内容は駆動されるブロックの番号ＢＥＮＢ０〜４が５ビット、続いてそのブロックで駆動される電気熱変換素子Ｈ１１０２の駆動データが２０ビットの合計２５ビットである。駆動ブロックＢＥＮＢ０〜４は５→３デコーダＥ１００３でＢＥ０〜３１にデコードされ、トランジスタＥ１００５−１〜３２のベース電極に接続される。よって、常に３２個のトランジスタＥ１００５−１〜３２の内、１個だけが駆動されることになり、指定ブロックに属する電気熱変換素子の一端にのみ駆動電源（ＶＨ）が供給されることになる。一方、電気熱変換素子Ｈ１１０２−１〜１２７９のもう一端はセグメント毎に３２個づつ並列接続されて、それぞれ２０個のトランジスタＥ１００６−１〜２０のコレクタ電極に接続されている。これらのトランジスタの駆動はベース電極に接続されているＡＮＤゲートＥ１００４−１〜２０出力により制御される。ＡＮＤゲートの一方の入力には２０ビットの駆動データ信号が接続され、もう一方には電気熱変換素子を実際に駆動するタイミングを与えるパルス信号ＨＥＡＴ１〜８が接続されている。よって、トランジスタＥ１００６−１〜２０は上記２信号のＡＮＤで制御されることになり、その結果２０ビットの駆動データによって指定されたセグメントに対してＨＥＡＴ１〜８のパルスタイミングで駆動されることになる。以上のようにして、ＰＲＩＮＴ信号が発効すると駆動回路が動作を開始し、最初に０ブロック目が駆動され順次１、２、…となって、最後に３１ブロック目は駆動が完了して、全記録素子基板の全ノズルの吐出が制御される。
【００３５】
（３）インクジェット記録装置の説明
本発明のインクジェット記録装置Ｍ４０００は、図５に示すように、例えば、写真画質の記録に対応して６色分の記録ヘッドが具備されている。記録ヘッドＨ１０００Bkは、ブラックインク用の記録ヘッドであり、記録ヘッドＨ１０００Cはシアンインク用、記録ヘッドＨ１０００Mマゼンタインク用、記録ヘッドＨ１０００Ｙはイエローインク用、記録ヘッドＨ１０００ＬＣはライトシアンインク用、記録ヘッドＨ１０００ＬＭはライトマゼンタインク用である。これらの記録ヘッドＨ１０００を、記録装置本体Ｍ４０００に載置されているキャリッジＭ４００１の位置決め手段及び電気的接点Ｍ４００２によって固定支持する。
【００３６】
そして、これらの記録ヘッドを、先述の駆動回路によって制御し、記録媒体に対して記録を行うものである。なお、図５の記録装置では、記録ヘッドが記録媒体幅分のノズルを有するフルラインタイプであり、記録ヘッドは固定で、記録媒体が矢印の方向に走査することで記録を行う方式である。
【００３７】
また、これに対して、図１０の記録装置では、記録ヘッドが主走査方向（キャリッジ移動方向）に往復移動しながら記録を行う、シリアル駆動方式の記録装置である。
【００３８】
図１１は、本発明の記録ヘッドの縦断面、横断面（縦断面をＡ−Ａで切った断面）を模式的に示した図である。記録素子基板支持板Ｈ１２００には記録素子基板Ｈ１１００が４枚千鳥配列に搭載されている。
【００３９】
記録素子基板支持板は２枚構成で、第１の支持板の記録素子基板配置面と反対側には溝が１本独立に形成されおり、第二の支持板を貼り合せる事により流路Ｈ１２０７を形成し冷却媒体を流せるようになっている。また、ヘッドの共通液室Ｈ１５０１にインクを供給するのは図の右側から行い、左側から回収、循環するのに対して、冷却用配管は左側から供給し、右側から回収、循環する構成とした。流路Ｈ１２０７の断面は本実施例では幅2ｍｍ、深さ1.5ｍｍとした。冷却液の流量は２０ｍｌ/ｍｉｎ〜１００ｍｌ/ｍｉｎ程度流した。もちろん印字条件、ヘッド仕様により条件にあった流量であればよい。
【００４０】
支持基板の材質は耐インク性があり熱伝導の良い材質が好ましく、アルミナ、カーボングラファイトなどが使われる。
【００４１】
図１２に本発明の他の実施例として共通液室Ｈ１５０１中に冷却媒体の流路Ｈ１２０７を形成した場合の記録ヘッドの部分的断面を模式的に示す。この場合も、共通液室内のインクの流れ方向と逆側から冷却媒体を流すため、ヘッド長さ方向の温度分布は低減にできる。この構成の場合、図１１に比べ記録素子からの距離が遠くなり、冷却効率が落ちるが、流路径を太くできるメリットがあり、昇温防止、温度分布低減に効果がある。
【００４２】
なお、本発明の冷却媒体としては、水、インク、エアー、窒素ガスなどが使用でき、特に温調した媒体を循環して使用する場合には温度管理や制御がやりやすくなる。
【００４３】
図１３に本発明のヘッドと水冷なしのヘッドによる５０枚印字時点でのヘッド温度（上昇分）の比較を示す。
【００４４】
本実施例の条件では水冷なしの場合では約５０枚の印字で高温に達し、さらにヘッド温度は上昇し続け不吐が発生した。５０枚時点での温度を測定してみるとインクを供給した上流側より、左側の下流側の方が温度が高く、条件によりヘッドの左右で十度から数十度の温度差が確認された。
【００４５】
本発明の方式ではヘッド温度は約５０枚程度で飽和し、以降印字を継続してもヘッド温度は上昇しないし、ヘッドの長さ方向での温度差も問題ないレベルに抑える事が可能と成った。
【００４６】
昇温（△T）は冷却溝の形状、冷却水の流量、温度により変化するが、使われるヘッドの仕様により最適な条件にする。
【００４７】
図１４ａ）〜図１４ｄ）には本発明の他の実施例を示す。尚、図示はしていないがインクの供給は冷却液の供給方向と逆方向から行う。ａ）は第１の実施例に対して３本を並列に独立に冷却媒体流路を形成した物である。冷却媒体の供給系は複雑になるが３本独立に制御できるので温度制御は正確にできる。ｂ）は流路を３本にし冷却媒体供給口を共通化した物である。３本独立には制御できないが冷却媒体の供給系を単純化できる例である。ｃ）は各記録素子基板へのインク供給口の周囲を冷却液が通り流入するインク及び記録素子基板を冷却するようにしたものである。記録素子基板近傍で冷却流路を構成するため、冷却効率はよく、インク供給口より流入するインクも冷却できる。ｄ）はインクの供給をヘッド中央部から行った場合の実施例でヘッド両端から冷却水を供給し、中央付近で回収する物である。
【００４８】
図１５には冷却系の一例を示した。
【００４９】
冷却媒体はポンプによりヘッドの冷却媒体入口へと送られ、ヘッド内流路を通って再び恒温槽へと戻る。冷却媒体の流量は流量計により、入口温度、出口温度、ヘッド温度はモニターされ、印字の条件、環境温度等により流量の調整、恒温槽の温度調整など制御できるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の記録ヘッドの外観斜視図
【図２】本発明の記録ヘッドの分解斜視図
【図３】記録素子ユニットの分解斜視図
【図４】記録素子基板を説明する図（ａ）斜視図、（ｂ）Ａ−Ａ断面図
【図５】インクジェット記録装置（フルライン方式）を説明する図
【図６】奇数のノズル列の駆動回路を説明する図
【図７】偶数のノズル列の駆動回路を説明する図
【図８】４つの記録素子基板間の信号配線を説明する図
【図９】駆動タイミングチャート図
【図１０】インクジェット記録装置（シリアル駆動方式）を説明する図
【図１１】本発明の断面模式図
【図１２】本発明他の断面模式図
【図１３】本発明の昇温を説明する図
【図１４】本発明他の実施例模式図
【図１５】本発明の冷却系の概略図
【符号の説明】
【００５１】
Ｈ１０００  記録ヘッド
Ｈ１００１  記録素子ユニット
Ｈ１００２  インク供給ユニット
Ｈ１１００  記録素子基板
Ｈ１１０１  インク供給口
Ｈ１１０２  電気熱変換素子
Ｈ１１０３  電極
Ｈ１１０４  インク流路
Ｈ１１０５  ノズル
Ｈ１１０６  ノズル群
Ｈ１１０７  発泡室
Ｈ１１０８  Ｓｉ基板
Ｈ１１１０  ノズルプレート
Ｈ１２００  記録素子基板支持板
Ｈ１２０１  インク供給口
Ｈ１２０４  Ｘ方向基準
Ｈ１２０５  Ｙ方向基準
Ｈ１２０６  Ｚ方向基準
Ｈ１２０７  冷却媒体用流路
Ｈ１３００  電気配線基板
Ｈ１３０１  外部信号入力端子
Ｈ１３０２  電極端子
Ｈ１３０３  金ワイヤー（不図示）
Ｈ１３０４  第１の封止剤
Ｈ１３０５  第２の封止剤
Ｈ１４００  プレート部材
Ｈ１５００  インク供給部材
Ｈ１５０１  共通液室
Ｈ１５０２  Ｚ基準面
Ｈ１５０３  第３の封止剤（不図示）
Ｈ１５０４  インク供給口（不図示）
Ｈ１８００  インクタンク
Ｈ１８０２  チューブ
Ｈ１９００  ビス
Ｍ４０００  インクジェット記録装置
Ｍ４００１  キャリッジ
Ｍ４００２  電気的接点
Ｅ１００１  シフトレジスタ
Ｅ１００２  ２５ビットラッチ
Ｅ１００３  デコーダ
Ｅ１００４  ＡＮＤゲート
Ｅ１００５  トランジスタ
Ｅ１００６  トランジスタ
Ｋ１０００  記録媒体
【図１】
2007320186.tif 000003
【図２】
2007320186.tif 000004
【図３】
2007320186.tif 000005
【図４】
2007320186.tif 000006
【図５】
2007320186.tif 000007
【図６】
2007320186.tif 000008
【図７】
2007320186.tif 000009
【図８】
2007320186.tif 000010
【図９】
2007320186.tif 000011
【図１０】
2007320186.tif 000012
【図１１】
2007320186.tif 000013
【図１２】
2007320186.tif 000014
【図１３】
2007320186.tif 000015
【図１４】
2007320186.tif 000016
【図１５】
2007320186.tif 000017