(57)【要約】【課題】  支持基板に位置決め用の突き当て部を配した構成においても放熱板を配置し熱特性を向上させかつノズル列方向の熱分布による印字ムラ等の発生を抑制することを可能とする。【解決手段】  液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する素子を備える記録素子基板と、前記記録素子基板を支持し、液体吐出ヘッドを搭載可能なキャリッジに対する位置決めに用いられる突き当て部を有する支持基板と、前記支持基板の前記記録素子基板を支持する面の裏面に配される放熱板と、を有する液体吐出ヘッドであって、前記放熱板の、前記キャリッジの走査方向に関する長さは、前記記録素子基板の前記走査方向に関する長さの２倍以上であり、前記放熱板は、前記走査方向と直交する方向の最大幅の半分以下である狭窄部を有する。【選択図】  図１
2013203040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する素子を備える記録素子基板と、前記記録素子基板を支持し、液体吐出ヘッドを搭載可能なキャリッジに対する位置決めに用いられる突き当て部を有する支持基板と、前記支持基板の前記記録素子基板を支持する面の裏面に配される放熱板と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記放熱板の、前記キャリッジの走査方向に関する長さは、前記記録素子基板の前記走査方向に関する長さの２倍以上であり、
前記放熱板は、前記走査方向と直交する方向の最大幅の半分以下である狭窄部を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記放熱板の厚さは前記支持基板の厚さの１．５倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記支持基板はセラミック焼結体からなることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記支持基板がアルミナからなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記支持基板と前記放熱板とはネジにより固定されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記狭窄部に前記ネジが配されることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記放熱板はアルミニウムからなることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記突き当て部はキャリッジの走査方向と直交する方向に関する位置決めに用いられることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記液体吐出ヘッドには複数のインクタンクを搭載可能であり、１０種類以上のインクを吐出可能であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドを搭載可能なキャリッジとを備えることを特徴とする液体吐出装置。
【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を行う液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の印字速度の高速化や印字精度の高画質化にともない、１つのノズル列における吐出口の配列密度やノズルの数が大幅に増えたため、印字の繰り返しによる記録素子基板からの発熱量が増えて、蓄熱速度が増している。これにより、記録素子基板内での蓄熱速度と放熱速度との相対差が大きくなり、液体吐出ヘッドの昇温によって記録液の特性変化から起こる吐出不良や印字ムラなどの影響が発生し得る。そのために記録素子基板の放熱のため支持基板を熱伝導性の高いセラミックスを用いるとともに、更なる放熱のために支持基板の裏面にアルミニウム等の放熱板を接着したものが提案されている。
【０００３】
また、液体吐出ヘッドは、キャリッジを介して記録装置のガイドシャフトに対し、位置決めされ、主走査により記録が行われる。各吐出口列が主走査に対し正確な位置になっている状態を想定して画像を生成し印字を行う。しかし実際には、液体吐出ヘッドやキャリッジは製造上のばらつきを持っている場合があるので、吐出口列がガイドシャフトに対して、位置ずれが発生し得る。このずれ（傾き）によって、本来のドット配置を行うことが出来ず、結果としてパス間のバンドムラといった画像劣化を引き起こす可能性がある。液体吐出ヘッドは、キャリッジに対して吐出口列がなるべく垂直になるようも高い精度で製造されることが要求される。そのために、キャリッジへの取付け時の位置決めに用いられる、走査方向と直交方向（Ｙ方向）の突き当て部が記録素子基板を支持する支持基板に設けられたものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１１９２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した放熱特性とヘッドの位置精度とを両立させるために、支持基板にＹ方向突き当て部のある構成で前述した支持基板の裏面に放熱板を配置しようとすると、支持基板のＹ方向突き当て部近傍には、キャリッジの位置決め部を配置する必要があるため放熱板の平面形状が制約を受ける。放熱板は、前記位置決め部を避けた形状にする必要があるため、一部放熱板の幅がノズル列方向に狭くなる構成となる。このような異形の放熱板形状では、熱の通り道（熱の逃げやすさ）がノズル列方向で差が出るため記録素子基板に温度差が生じ、印字ムラなどの画像弊害が懸念される。
【０００６】
本発明は以上の問題に鑑み、支持基板にＹ方向突き当て部を配した構成においても放熱板を配置し熱特性を向上させかつノズル列方向の熱分布による印字ムラ等の発生を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明は、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する素子を備える記録素子基板と、前記記録素子基板を支持し、液体吐出ヘッドを搭載可能なキャリッジに対する位置決めに用いられる突き当て部を有する支持基板と、前記支持基板の前記記録素子基板を支持する面の裏面に配される放熱板と、を有する液体吐出ヘッドであって、前記放熱板の、前記キャリッジの走査方向に関する長さは、前記記録素子基板の前記走査方向に関する長さの２倍以上であり、前記放熱板は、前記走査方向と直交する方向の最大幅の半分以下である狭窄部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上の構成によれば、支持基板にＹ方向突き当て部を配した構成においても、放熱板を配置し熱特性を向上させかつノズル列方向の熱分布による印字ムラ等の発生を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の液体吐出ヘッドの要部上面図である。
【図２】本発明の実施形態の液体吐出装置の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態の液体吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態の液体吐出ヘッドの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１から図４は、本発明が実施または適用される好適な液体吐出ヘッド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構成要素について説明する。
【００１１】
図２に示すように、本発明の液体吐出ヘッド１は、液体吐出装置本体のキャリッジ１４に、位置決め手段によって位置決めされ、電気的接点の接触により電気的に接続され固定支持されて載置されるとともに、キャリッジ１４に対して搭載可能となっている。さらに複数のインクタンク２が液体吐出ヘッドに着脱自在に取り付けられている。この液体吐出ヘッド１は、１０個のインクタンクが搭載され、マットブラック、フォトブラック、シアン、ライトシアン、マゼンタ、ライトマゼンタ、イエロー、グレー、ライトグレー、のインク用のインクタンク２が設けられている。これらのインクタンクはそれぞれが液体吐出ヘッドに対して独立して着脱自在であり、それぞれ個別に交換可能となっている。本発明はこのように１０種類以上のインクを吐出可能な幅の広い液体吐出ヘッドに対して有効である。
【００１２】
図３に液体吐出ヘッドの分解斜視図を示す。記録素子基板１、２、支持基板３、電気配線テープ４、電気コンタクト基板５、第２のプレート６、放熱板７、インク供給部材８、流路形成部材９、ジョイントシール部材１０、フィルター１１、シールゴム１２から構成されている。
【００１３】
記録素子基板１、２には、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板に、インク流路である長溝状の貫通口であるインク供給口が５列形成されている。インク供給口を挟んだ両側には、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する素子である電気熱変換素子がそれぞれ１列ずつ並べて配置されて形成されている。さらにこの電気熱変換素子に電力を供給するＡｌなどからなる不図示の電気配線が形成されている。
【００１４】
記録素子基板には、流路を形成する流路壁と、液体を吐出する吐出口がフォトリソ技術によって形成された構造体が接合されている。吐出口は、電気熱変換素子に対向して設けられており吐出口群を形成している。各流路から供給されたインクは各電気熱変換素子の発熱によって発生した気泡の圧力によって、各電気熱変換素子に対向する吐出口から吐出される。１色あたり７６８個の吐出口を備え、吐出量は２〜５ｐｌである。
【００１５】
記録素子基板１、２は、そのそれぞれのインク供給口が支持基板３に形成されたインク供給口にそれぞれ連通するように接続され、かつ、それぞれが、支持基板３に対して精度良く位置するように接着固定される。
【００１６】
第２のプレート６は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍの一枚の板状部材であり、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で形成されている。そして、支持基板３に接着固定された記録素子基板１、２とのそれぞれの外形寸法よりも大きな２つの開口部を有する形状となっている。第２のプレート６は支持基板３に接着剤により接着されている。
【００１７】
支持基板３は、例えば、厚さ２〜６ｍｍのセラミック焼結体であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）材料で形成されている。本実施例の場合は、４ｍｍとした。支持基板３には、インク供給口として、記録素子基板１、２にそれぞれ５種類のインクを供給するためのものが形成されている。また、両側部には、接続用のビス（ネジ）止め部が形成されている。
【００１８】
放熱板７は、例えば、厚み６〜１０ｍｍの一枚の板状部材であり、アルミニウムで形成されている。支持基板３の裏面に接着剤を用いて接着されている。
【００１９】
インク供給部材８は、インクタンクから記録素子基板１、２にインクを導くための流路を備え、インクタンク２の装着部を備えた構成部品である。インク供給部材８は、例えば、樹脂成形により形成されており、インクタンクの装着部の底部には、インクタンクのインク供給口部分に当接されるジョイント部が設けられている。ここには、外部からのゴミの進入を防ぐためのフィルター１１が溶着により接合されており、さらに、ジョイント部からのインクの蒸発を防止するために、シールゴム１２が装着されている。インク供給部材８内には、ジョイント部の、インクタンクとの接触面から下面に延びるインク流路が形成されている。
【００２０】
インク供給部材８の底面には、記録素子基板１、２にインクを供給するインク導入口が開口された流路形成部材９が、インク導入口とインク供給部材８のインク流路とが連通するように位置決めされ、超音波溶着により取り付けられている。
【００２１】
図４は、図３における各部材を接着後、ビス締め固定した後の状態を示す斜視図である。支持基板３のインク供給口と、流路形成部材９のインク導入口とに対応する位置に穴が設けられたジョイントシール部材１０を間に挟み圧接固定して２つのビスにより締結されている。ジョイントシール部材１０はゴムなどの、圧縮永久ひずみが少ない弾性材料から作られており、これを間に挟んで圧接させることで、インク供給口とインク導入口とをインクリークが発生しないように良好に連通させることができる。
【００２２】
次に本発明にかかわる支持基板３と放熱板７の関係を、図１を用いて説明する。
図１（ｂ）に示すように、本実施例においては、記録素子基板１、２を支持する支持基板３にキャリッジへのＹ方向（キャリッジの走査方向と直交する方向）の突き当て部３１、３２を設けた。記録素子基板１、２は、支持基板３に対し、画像処理によりキャリッジへの装着に使用するＹ方向突き当て部３１、３２に対してほぼ直交するよう位置決めされ積載されている。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、Ｙ方向突き当て部３１、３２をキャリッジの位置決め部に突き当てるためには、キャリッジの位置決め部をＹ方向突き当て部の内側に配置する必要がある。そのため、図１（ｃ）に示すように放熱板７の形状はキャリッジの位置決め部との干渉を避けるために、断面積が支持基板３の直下部の半分以下となる狭窄部１５を有する。つまり、放熱板は、前記走査方向と直交する方向の最大幅の半分以下である狭窄部を有する。記録素子基板１、２から発生した熱は、支持基板３を経由して放熱板７に伝達する。この際、前述の狭窄部で熱の流れが妨げられるため、放熱板７が薄い場合には、狭窄部で熱が滞り放熱特性が悪化する。そのため、放熱特性を十分確保できるよう放熱板７を厚くすると、熱の流れの滞りはなくなるものの、前述の狭窄部で熱の流れが図１（ｃ）で示す下側に集中するため、記録素子基板１、２の上側と下側で熱の逃げやすさに差が出て分布が生じる。ひいては印字ムラとなる可能性がある。本実施例においては、支持基板３の幅を記録素子基板１、２の幅の合計の２倍以上（２．５倍）とした。これにより、記録素子基板１、２の熱が放熱板７に伝わる前に支持基板３において熱の分布を均一化することができる。
【００２４】
本実施例で梁は、放熱板７を６〜１０ｍｍ（８ｍｍ）と支持基板の１．５倍以上（２倍）としの放熱特性を十分確保したうえで、支持基板３の幅を前述とおり支持基板３の幅を記録素子基板１、２の幅の合計の２．５倍とすることで放熱板７に熱が伝わる前に支持基板３で熱の分布が均等となる。よって、記録素子基板１、２に温度の分布が生じることがない。このため、印字ムラがなく放熱特性が良好な液体吐出ヘッドを提供することができる。
【００２５】
また図１（ｃ）に示したとおり、本実施例では、放熱板７の支持基板３と流路形成部材１０とをビス締め固定するビス止め部１３を、貫通穴ではなく、Ｕ字の切り欠き形状とした。そのため、プレスで形状を形成する時の抵抗が少なく、放熱板７の支持基板３との接着する面を比較的平面度高く形成することができる。これにより、放熱板７と支持基板３の接着剤を固定する際のすき間を小さくすることができるため、放熱特性がより向上する。
【符号の説明】
【００２６】
１  記録素子基板
２  記録素子基板
３  支持基板
４  電気配線テープ
５  電気コンタクト基板
６  第２のプレート
７  放熱板
８  インク供給部材
９  流路形成部材
１０  ジョイントシール部材
１１  フィルター
１２  シールゴム
【図１】
2013203040.tif 000003
【図２】
2013203040.tif 000004
【図３】
2013203040.tif 000005
【図４】
2013203040.tif 000006