(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口と、液体を前記吐出口から吐出するための吐出エネルギーを発生させる記録素子とを有する記録素子基板と、
前記記録素子基板が配置される配置面を具えた支持板とを有する液体吐出ヘッドにおいて、
前記配置面に対する前記支持板の側面に当接して配置され、前記液体吐出ヘッドを冷却するための冷却媒体を流通させる冷却媒体用流路を前記側面との間に形成するための冷却媒体用流路形成部材を有し、
前記冷却媒体用流路形成部材の熱伝導率は、前記支持板よりも高いことを特徴とする液体吐出ヘッド。  
【請求項２】
前記冷却媒体用流路は、前記支持板と前記冷却媒体用流路形成部材との少なくとも一方に設けられた溝によって形成されてい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】
前記支持板と前記冷却媒体用流路形成部材との間の接触面における前記冷却媒体用流路の外側には、前記接触面をシールするシール部材が配置されてい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】
前記支持板の前記配置面の裏面側には、液体を貯留する液体供給部材が取り付けられ、
前記冷却媒体用流路は、前記支持板と前記液体供給部材との間に形成され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】
前記支持板には、前記記録素子基板が複数配置されてい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】
前記冷却媒体用流路は、前記支持板と前記冷却媒体用流路形成部材とが接合された支持部材に複数形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記支持板に突条部が形成され、
前記冷却媒体用流路形成部材は、前記突条部を挟むように配置されてい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】
前記吐出口から吐出されるための液体が、前記冷却媒体用流路の内部を流通可能に形成されてい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】
前記冷却媒体用流路は、前記支持板の長手方向に沿う２つの前記側面に設けられてい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】
液体を吐出するための吐出口と、液体を前記吐出口から吐出するための吐出エネルギーを発生させる記録素子と、を有する記録素子基板と、
前記記録素子基板が配置される配置面を具えた支持板とを有する液体吐出ヘッドを具えた液体吐出装置において、
前記配置面に対する前記支持板の側面に当接して配置され、前記液体吐出ヘッドを冷却するための冷却媒体を流通させる冷却媒体用流路を前記側面との間に形成するための冷却媒体用流路形成部材と、
前記冷却媒体用流路の内部を前記冷却媒体が流れるためのエネルギーを前記冷却媒体に付加するエネルギー付加手段とを有し、
前記冷却媒体用流路形成部材の熱伝導率は、前記支持板よりも高いことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１１】
前記吐出口から吐出されるための液体が、前記冷却媒体用流路の内部を流通可能に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に対して液体を吐出可能な液体吐出ヘッド、及びそのような液体吐出ヘッドを用いた液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体吐出装置としてのインクジェット記録装置は、カラー画像のランニングコストが安く、装置の小型化も可能であることから、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】
近年では、より高速に高詳細の画像の記録を実現するため、より記録幅（吐出口列長）が長い記録ヘッドの実現も望まれている。具体的には、液体吐出ヘッドとしての記録ヘッドの長さが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。
【０００４】
このように記録ヘッドが長尺化・高速化していくと記録ヘッドへの投入エネルギーが増大し、記録中の記録ヘッドの温度上昇が大きくなる。これによりページ毎の吐出量変動、高温の状態からの吐出による不安定等、連続記録性の低下等、記録信頼性への対応が必要になる。
【０００５】
従来、記録ヘッドの冷却は、記録ヘッドの外部からの空冷や、記録ヘッドに冷却管を装着するなどの方法が取られている。また、特許文献１に開示されているように、ベースプレートの背面に外付けのウォータージャケットが配置され、その内部に冷却水が流通している記録ヘッドが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２７６５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の方式においては、完成した記録ヘッドにヒートパイプや放熱部材を外付けしているため、熱源となる記録素子基板とヒートパイプとをあまり近付けられないという課題があった。又、外付けしているため、ヒートパイプと記録ヘッドとの接触面積が限られてしまい、記録ヘッドとヒートパイプとの間の熱交換効率が高くはなかった。従来方式の構成であっても、記録の実行条件によっては、冷却、均熱化の効果が十分な場合もあるが、より長尺化、高密度化した記録ヘッドでより連続記録を行おうとする場合に問題となる。これは、長時間記録による記録ヘッド内の偏った温度分布や過度の昇温による記録への好ましくない影響を抑えるだけの熱交換効率が得られていないことによる。また、特許文献１に開示されているような記録ヘッドでは、外付けのウォータージャケットが支持板の背面に配置されているので、高温になり易い記録素子基板から冷却水の流路までの距離が比較的長い。従って、記録素子基板に対する冷却効率が十分でない可能性があった。
【０００８】
そこで本発明は、上述のような従来技術の有する問題点に鑑み、長尺化、高密度化した液体吐出ヘッドで高速記録した場合でも信頼性が高い液体吐出ヘッド及び液体吐出装置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】
【０００９】
本発明の液体吐出ヘッドによれば、液体を吐出する吐出口と、液体を前記吐出口から吐出するための吐出エネルギーを発生させる記録素子とを有する記録素子基板と、前記記録素子基板が配置される配置面を具えた支持板とを有する液体吐出ヘッドにおいて、前記配置面に対する前記支持板の側面に当接して配置され、前記液体吐出ヘッドを冷却するための冷却媒体を流通させる冷却媒体用流路を前記側面との間に形成するための冷却媒体用流路形成部材を有し、前記冷却媒体用流路形成部材の熱伝導率は、前記支持板よりも高いことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の液体吐出装置によれば、液体を吐出するための吐出口と、液体を前記吐出口から吐出するための吐出エネルギーを発生させる記録素子と、を有する記録素子基板と、前記記録素子基板が配置される配置面を具えた支持板とを有する液体吐出ヘッドを具えた液体吐出装置において、前記配置面に対する前記支持板の側面に当接して配置され、前記液体吐出ヘッドを冷却するための冷却媒体を流通させる冷却媒体用流路を前記側面との間に形成するための冷却媒体用流路形成部材と、前記冷却媒体用流路の内部を前記冷却媒体が流れるためのエネルギーを前記冷却媒体に付加するエネルギー付加手段とを有し、前記冷却媒体用流路形成部材の熱伝導率は、前記支持板よりも高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、冷却媒体用流路が支持板とその外側に配置された冷却媒体用流路形成部材とによって形成される空間を含むように形成されるので、支持板における記録素子基板に近い位置に冷却媒体を流通させることができる。従って、温度上昇し易い記録素子基板を効率的に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１から図５は、本発明が実施される液体吐出ヘッドとしての記録ヘッドや液体吐出装置としてのインクジェット記録装置を説明するための説明図である。図１から図５に示されるように、ここで用いられている記録ヘッドは、インクを吐出するための複数の吐出口からなる吐出口列を有する記録素子基板の複数が支持板上に吐出口の列方向に沿って配列されている。
【００１４】
以下、これらの図面を参照して各部構成の説明をしながら、本発明に係る記録ヘッドの全体について説明することにする。図１に示す記録ヘッド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。そして、記録ヘッドＨ１０００は、図２の分解斜視図に示されるように、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、支持板Ｈ１２００、電気配線基板Ｈ１３００、プレートＨ１４００、フィルター部材Ｈ１６００で構成されている。
【００１５】
図４（ａ）は、記録素子基板Ｈ１１００の構成を説明するための斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿う断面図である。記録素子基板Ｈ１１００は、液体としてのインクを吐出する吐出口Ｈ１１０５と、インクを吐出口Ｈ１１０５から吐出するために吐出エネルギーを発生させる記録素子としての電気熱変換素子Ｈ１１０２とを有している。また、記録素子基板Ｈ１１００は、吐出口Ｈ１１０５にインクを供給する記録素子基板側液体供給口としての記録素子基板側インク供給口Ｈ１１０１を有している。記録素子基板Ｈ１１００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板Ｈ１１０８のような薄膜によって形成されている。また、インク流路として長溝状の貫通口からなる記録素子基板側インク供給口Ｈ１１０１が形成され、記録素子基板側インク供給口Ｈ１１０１を挟んでその両側に対向するように電気熱変換素子Ｈ１１０２がそれぞれ１列ずつ千鳥状に配列されている。そして、前記電気熱変換素子Ｈ１１０２、及び、Ａｌなど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。記録素子基板側インク供給口Ｈ１１０１は、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ことで形成される。また、Ｓｉ基板Ｈ１１０８上には、流路形成部材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、吐出口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、吐出口Ｈ１１０５は電気熱変換素子Ｈ１１０２に対向するように設けられており、記録素子基板側インク供給口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。
【００１６】
支持板Ｈ１２００は、例えば、厚さ０．５〜１０ｍｍの板状で、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）材料によって形成されている。なお、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の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。支持板Ｈ１２００の材料としては、アルミナの他に例えば、シリコン（Ｓｉ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、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。図３に示されるように、支持板Ｈ１２００には、記録素子基板Ｈ１１００が配置される。本実施形態では、支持板Ｈ１２００には、記録素子基板Ｈ１１００が複数配置されている。そして、支持板Ｈ１２００には、表面から裏面までを貫通して記録素子基板側インク供給口Ｈ１１０１に連通するように支持板側液体供給口としての支持板側インク供給口Ｈ１２０１が形成されている。また、記録素子基板Ｈ１１００は支持板Ｈ１２００に対して位置精度良く接着固定される。また、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。ここで、支持板Ｈ１２００の表面とは支持板Ｈ１２００における記録媒体に対向する側の面のことを言い、裏面とはその逆側の面のことを言うものとする。
【００１７】
記録素子基板Ｈ１１００は、図１に示されるように支持板上Ｈ１２００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、吐出口群が少なくとも１インチの長さを有する記録素子基板Ｈ１１００ａ、Ｈ１１００ｂ、Ｈ１１００ｃ、Ｈ１１００ｄを４つ千鳥状に配置し、４インチ幅の記録を可能にしている。
【００１８】
また、各記録素子基板の吐出口群の端部では、千鳥状に隣接する記録素子基板の吐出口群同士が、記録方向に対して、重複する領域（Ｌ）を有し、各記録素子基板による記録領域間に隙間が生じることを防止している。例えば、吐出口群Ｈ１１０６ａと吐出口群Ｈ１１０６ｂに重複領域Ｈ１１０９ａ、Ｈ１１０９ｂを設けている。
【００１９】
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いる。電気配線基板Ｈ１３００の裏面には図３に示されるようにプレート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いる。その接続方法は、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（不図示）を用いたワイヤーボンディング技術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。
【００２０】
プレート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Ｈ１４００は、支持板Ｈ１２００に接着固定された記録素子基板Ｈ１１００及び該記録素子基板を取り込む開口部を有し、支持板に接着固定される。
【００２１】
プレートの開口部Ｈ１４０２と記録素子基板Ｈ１１００の側面との間に形成される溝部には、第１の封止剤（不図示）が充填され、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Ｈ１１００の電極Ｈ１１０３は、第２の封止剤（不図示）で封止され、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。また、支持板Ｈ１２００の支持板側インク供給口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が支持板に対して接着固定されて形成されている。
【００２２】
図２のインク供給部材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。
【００２３】
図２に示されるように、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形成される。
【００２４】
結合は以下のように行われる。
【００２５】
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（不図示）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。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Ｈ１５００の裏面に、位置決め固定される。
【００２６】
本発明の実施例に係るインクジェット記録装置Ｍ４０００は、図５に示されるように、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ものがある。ここで、Ｈ１８００Ｂｋはブラックインク、Ｈ１８００Ｃはシアンインク、Ｈ１８００Ｍはマゼンタインク、Ｈ１８００Ｙはイエローインク、Ｈ１８００ＬＣはライトシアンインク、Ｈ１８００ＬＭはライトマゼンタインクそれぞれのインクタンクである。また、これらの記録ヘッドのうち、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はマゼンタインク用、記録ヘッドＨ１０００Ｙはイエローインク用である。さらに、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。また、Ｈ１８０２は、各インクタンクから対応する記録へッドへインクを供給するためのインク供給チューブである。これらの記録ヘッドＨ１０００を、記録装置本体Ｍ４０００に載置されているヘッド搭載部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。
【００２７】
そして、これらの記録ヘッドを、不図示の駆動回路によって制御し、記録媒体Ｋ１０００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吐出口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。
【００２８】
次に、本発明の特徴的な部分の構成について詳細に述べる。
【００２９】
（第一実施形態）
図６は、本発明の第一実施形態における記録ヘッドＨ１０００に用いられる支持板Ｈ１２００及び冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８の平面図及び断面図を模式的に示した図である。図７は、第一実施形態の記録ヘッドに対する比較例の記録ヘッドに用いられる支持板の断面を模式的に示した図である。図８は、第一実施形態の記録ヘッドの変形例の記録ヘッドに用いられる支持板の断面を模式的に示した図である。
【００３０】
図６（ａ）に示されるように、支持板Ｈ１２００の周囲に当接するように、記録ヘッドＨ１０００を冷却するための冷却媒体を流通させる冷却媒体用流路Ｈ１２１０を形成するための冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８が配置されている。本実施形態では、図６（ｂ）に示されるように、冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８が支持板Ｈ１２００の三方の外側を取り囲むように支持板Ｈ１２００の周囲に当接するように配置されている。そして、冷却媒体用流路Ｈ１２１０は、支持板Ｈ１２００と冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８とによって形成される空間を含むように形成されている。支持板Ｈ１２００の側面には支持板側溝Ｈ１２０７が形成され、冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８の側面には冷却媒体用流路形成部材側溝Ｈ１２０９が形成されている。そして、冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８が支持板Ｈ１２００の外側に配置された際に、支持板側溝Ｈ１２０７と冷却媒体用流路形成部材側溝Ｈ１２０９とが対向するように、それぞれの溝が形成されている。そして、支持板側溝Ｈ１２０７と冷却媒体用流路形成部材側溝Ｈ１２０９とが合わさって、冷却媒体用流路Ｈ１２１０を形成している。また、本実施形態では、支持板Ｈ１２００の外側に冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８が配置され、相互に接合されることで支持部材Ｈ２０００が形成されている。
【００３１】
このように、支持板Ｈ１２００と冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８とを接着固定することにより冷却媒体を流すための冷却媒体用流路Ｈ１２１０が記録素子基板Ｈ１１００に近い位置に形成される。そして、冷却媒体用流路Ｈ１２１０の内部を冷却媒体が流通することで、冷却媒体用流路Ｈ１２１０の内部を流れる冷却媒体と、記録ヘッドＨ１０００との間で熱交換を行う。このとき、記録ヘッドＨ１０００の温度よりも冷却媒体の方が温度が低いことから、冷却媒体が記録ヘッドＨ１０００の熱を吸収することで、記録ヘッドＨ１０００が冷却される。本実施形態では、冷却媒体は、吐出口Ｈ１１０５から吐出されるインク等の液体とは異なる液体が用いられている。
【００３２】
本実施形態の記録ヘッドＨ１０００によれば、記録素子基板Ｈ１１００に比較的近い位置に冷却媒体の流通する冷却媒体用流路を形成することができる。従って、高温となり易い記録素子基板Ｈ１１００に対して比較的近い位置で冷却媒体と記録素子基板Ｈ１１００との間の熱交換が行われるので、冷却媒体による記録素子基板Ｈ１１００の冷却を効率的に行うことができる。記録素子基板Ｈ１１００の冷却を効率的に行うことができるので、記録ヘッドＨ１０００が過度に高温となることを抑えることができ、これによって記録ヘッドＨ１０００の信頼性を低下させることを抑えることができる。また、記録素子基板Ｈ１１００が過度に高温となることを抑えることができるので、記録素子基板Ｈ１１００を流通するインクが高温となることでそのインクの特性が変質することを抑えることができる。また、記録素子基板Ｈ１１００でインクの増粘を抑えることができ、吐出口の目詰まりやこれに起因するインクの不吐出の発生を抑えることができる。
【００３３】
また、支持板Ｈ１２００上の支持板側インク供給口Ｈ１２０１並びに記録素子基板Ｈ１１００上のインク流路Ｈ１１０４内を流れるインク、さらに支持板Ｈ１２００及び記録素子基板Ｈ１１００そのものを冷却することができるようになる。また、本実施形態では、冷却媒体用流路Ｈ１２１０が、支持板側インク供給口Ｈ１２０１に近い位置に形成されるので、支持板側インク供給口Ｈ１２０１を画成する壁面及びそこを流れるインクを冷却することができる。従って、支持板Ｈ１２００を流れるインクの温度上昇を効率良く抑えることができ、インクの温度が過度に上昇することでインクの特性が変質することを抑えることができる。
【００３４】
また、冷却媒体用流路Ｈ１２１０を形成する際には、支持板側溝Ｈ１２０７を支持板Ｈ１２００の側面に形成し、冷却媒体用流路形成部材側溝Ｈ１２０９を冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８の側面に形成することで冷却媒体用流路Ｈ１２１０が形成される。従って、加工を行い易い部位に対して溝を形成することで冷却媒体用流路Ｈ１２１０が形成されるので、記録ヘッドＨ１０００の製造が効率的に行われることになる。
【００３５】
ここで、支持板Ｈ１２００の内部に冷却媒体用流路Ｈ１２１０を形成する方法としては、図７に示されるように支持板Ｈ１２００を厚さ方向に分割することも考えられる。そして、その場合には、支持板Ｈ１２００を構成するそれぞれの板材の表面に溝が形成されて冷却媒体用流路Ｈ１２１０が形成される。しかしながら、厚さ方向に分割した支持板Ｈ１２００を接着固定すると、分割されたＨ１２００を構成するそれぞれの板材の厚さが減少し、支持板Ｈ１２００としては剛性が弱くなる場合がある。また厚さ方向に分割した支持板Ｈ１２００を接着固定する際には、支持板側インク供給口Ｈ１２０１を画成する壁面に段差が生じることがある。この段差により支持板側インク供給口Ｈ１２０１内をインクが流れる際にインクの流れに乱れが生じたり、さらには泡を発生させたり泡溜まり個所ができたりする。これにより、記録素子基板Ｈ１１００へのインクの供給に影響を及ぼす恐れがある。また、厚さ方向に分割されている支持板Ｈ１２００を接着固定して組み立てると、接着固定に用いる接着剤が介在することにより支持板Ｈ１２００の厚さがばらつく虞がある。これにより、記録素子基板Ｈ１１００と記録媒体との間の距離が一定にならず、支持板Ｈ１２００に配置されている記録素子基板Ｈ１１００が傾く虞がある。従って、吐出口からのインクの着弾精度が低下し、これによって画像の形成も不安定になる虞がある。
【００３６】
これに対し、本実施形態では支持板Ｈ１２００の周囲に当接するように冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８を接着固定することで、支持部材Ｈ２０００が吐出口の並べられている方向及びそれに直交する方向に分割される。支持部材Ｈ２０００がこれらの方向に分割されることにより、支持板Ｈ１２００の厚さが減少せず支持板Ｈ１２００の剛性が確保される。また、支持板Ｈ１２００の厚さがばらつくようなことがなく、記録素子基板Ｈ１１００の高さ、傾きなどの精度が高まる。従って、支持板Ｈ１２００に配置された記録素子基板Ｈ１１００の有する吐出口から記録媒体までの距離が一定に保たれるので、インクの着弾精度が高まる。従って、記録によって得られる画像の品質が高まる。また、支持板側インク供給口Ｈ１２０１にも段差などが生じることが抑えられるので、記録素子基板Ｈ１１００へのインク供給もスムーズに行われる。したがって、記録によって得られる画像がより安定化される。
【００３７】
なお、支持板Ｈ１２００と冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８の材料としては、これらは同じ材料によって形成されても良いし、異なる材料によって形成されることとされても良い。支持板Ｈ１２００と冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８とが異なる材料によって形成される場合には、冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８の材料を支持板Ｈ１２００の材料の熱伝導率よりも良いものにすることが好ましい。こうすることで、支持板Ｈ１２００から冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８を介して外部へ放熱が良好に行われ、外部へ熱を逃がしやすい構造にすることができる。
【００３８】
また図６（ｂ）に示されるように、冷却媒体用流路Ｈ１２１０は支持板Ｈ１２００の外側の三方を取り囲むように形成されている。冷却媒体用流路Ｈ１２１０の断面は、本実施形態では幅２ｍｍ、深さ１．５ｍｍの矩形状とされている。しかしながら、冷却媒体用流路Ｈ１２１０の断面は矩形状以外であっても良く、円等であっても良い。冷却媒体の流量は２０ｍｌ/ｍｉｎ〜１００ｍｌ/ｍｉｎ程度流した。もちろん記録条件、ヘッド仕様により条件にあった流量であればよい。
【００３９】
また図８に示されるように、支持板Ｈ１２００と冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８との間の接触面における冷却媒体用流路Ｈ１２１０の外側には、接触面をシールするためのシール部材Ｈ１２１２が配置されていることとしても良い。本実施形態では、支持板側溝Ｈ１２０７の近傍及び冷却媒体用流路形成部材側溝Ｈ１２０９の近傍であってこれらの溝の外側の位置にシール部材用溝Ｈ１２１１を形成し、そこにシール部材Ｈ１２１２を入れ込むこととしている。このようにすることで、冷却媒体冷却媒体用流路Ｈ１２１０からの記録ヘッドＨ１０００の外部への液漏れを防止している。この場合、シール部材Ｈ１２１２を入れ込むためのシール部材用溝Ｈ１２１１は支持板Ｈ１２００上のみ、もしくは冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８上のみに形成されることとしても良い。
【００４０】
図９は、本実施形態の記録ヘッドを具えた記録装置の冷却系の構成を示す概略説明図である。冷却媒体用流路Ｈ１２１０の内部を冷却媒体が流通するように、冷却媒体が流れるためのエネルギーを冷却媒体に付加するエネルギー付加手段としてのポンプＣ１００２を有している。
【００４１】
本実施形態の記録ヘッドの冷却系である記録ヘッド冷却装置Ｃ１０００は恒温槽Ｃ１００１を有している。恒温槽Ｃ１００１の内部に貯留された冷却媒体は、そこで一定温度に保たれている。そして、冷却媒体はポンプＣ１００２によって記録ヘッドＨ１０００のインク供給部材Ｈ１５００に設けた冷却媒体入口Ｈ１５０５へと送られて記録ヘッドＨ１０００内部に入る。それから、冷却媒体は冷却媒体入口Ｈ１５０５と連結された冷却媒体用流路Ｈ１２１０の内部へ送られる。冷却媒体用流路Ｈ１２１０内を通過した冷却媒体は、インク供給部材Ｈ１５００に設けた冷却媒体出口Ｈ１５０６で記録ヘッドＨ１０００から排出され、再び恒温槽Ｃ１００１へと戻る。冷却媒体の流量は流量計Ｃ１００３によって測定され、また、冷却媒体入口温度、冷却媒体出口温度、ヘッド温度はそれぞれのセンサーによりそれぞれ測定される。こうして得られた記録の条件、環境温度等のデータを基に、流量の調整、恒温槽Ｃ１００１の温度調整などの制御ができるようになっている。
【００４２】
図１０に、本発明の第一実施形態における記録ヘッドＨ１０００と、冷却媒体により冷却を行わなかった場合の従来構造の記録ヘッドとによる温度上昇を比較したグラフを示す。
【００４３】
従来構造の、冷却媒体による冷却を行わない記録ヘッドを用いた場合では、約５０枚の記録で記録ヘッドが高温に達し、さらに記録ヘッドの温度は上昇し続け、最終的には不吐が発生した。それに対して本実施形態の記録ヘッドでは、記録ヘッドの温度は約５０枚程度の記録を行ったところで一定となり、それ以降記録を継続しても記録ヘッドの温度は上昇しない。昇温は冷却溝の形状、冷却水の流量、温度により変わるので、使用される記録ヘッドの仕様及び温度条件等を考慮して冷却媒体の液量等を最適な条件にすることが望ましい。
【００４４】
なお、本実施形態では、冷却媒体用流路Ｈ１２１０の内部を、吐出口Ｈ１１０５から吐出されるインク等の液体とは別の液体である冷却媒体が流通し、これによって記録ヘッドＨ１０００を冷却することとしている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、吐出口Ｈ１１０５から吐出されるためのインク等の液体が、冷却媒体用流路Ｈ１２１０の内部を流通可能に形成されていることとしても良い。そして、冷却媒体用流路Ｈ１２１０の内部をインクが流通し、記録ヘッドＨ１０００との間で熱交換を行うことで記録ヘッドＨ１０００を冷却することとしても良い。
【００４５】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態に係る記録ヘッドの支持板及び冷却媒体用流路形成部材構成を図１１を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
第一実施形態に係る記録ヘッドＨ１０００においては、支持板Ｈ１２００と、冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８とが相互に接着固定されている。そして、支持板Ｈ１２００の側面には、支持板側溝Ｈ１２０７が形成されている。また、冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８の側面における支持板側溝Ｈ１２０７に対応する位置には、冷却媒体用流路形成部材側溝Ｈ１２０９が形成されている。そして、冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２０８と冷却媒体用流路形成部材側溝Ｈ１２０９とが合わせられることで冷却媒体用流路Ｈ１２１０が形成されている。
【００４７】
これに対して本実施形態では、図１１に示されるように、支持板Ｈ１２１３が、外縁に段部Ｈ２１１０を有するとともに段部２１１０から突出した突条部２１２０を有するような形状に形成されている。段部２１１０及び突条部２１２０は、支持板Ｈ１２１３における記録素子基板Ｈ１１００を接合する側とは反対側の面に形成され、記録素子基板Ｈ１１００との接合面と反対方向に凸型となるような形状に形成されている。そして、支持板Ｈ１２１３の突条部２１２０を挟むように、支持板Ｈ１２１３の外縁に形成された段部２１１０に冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２１５が配置されている。これにより、支持板１２１３と冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２１５との間の接触面がＬ字状に形成されている。本実施形態では、支持板Ｈ１２１３には支持板側溝１２１４が形成され、冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２１５には冷却媒体用流路形成部材側溝Ｈ１２１６が形成されている。そして、冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２１５が支持板Ｈ１２１３の段部２１１０に突条部Ｈ２１２０を挟むように配置された際に、支持板側溝Ｈ１２１４と冷却媒体用流路形成部材側溝Ｈ１２１６とが対向するように、それぞれの溝が形成されている。支持板側溝Ｈ１２１４と冷却媒体用流路形成部材側溝Ｈ１２１６とが合わさって、冷却媒体用流路Ｈ１２１０を形成している。このように支持板Ｈ１２１３及び冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２１５を形成することにより、支持板Ｈ１２１３の記録素子基板Ｈ１１００との接合面側には冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２１５が存在しない構成とした。これにより、支持板Ｈ１２１３の記録素子基板Ｈ１１００との接合面側では分割した部分が表れず、支持板Ｈ１２１３の記録素子基板Ｈ１１００との間の段差が存在しないので、そこの部分から分割線を無くすことができる。
【００４８】
（第三実施形態）
次に、本発明に係わる記録装置の第三実施形態の構成を図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は本実施形態に係る記録ヘッドの支持板及び冷却媒体用流路形成部材の断面図である。図１３は本実施形態に係る記録ヘッドの変形例における支持板及び冷却媒体用流路形成部材の断面図である。
【００４９】
上記各実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
第二実施形態に係る記録ヘッドＨ１０００では、支持板Ｈ１２１３が、外縁に段部２１１０を有するとともに段部２１１０から突出した突条部２１２０を有するような形状に形成されている。そして、支持板Ｈ１２１３の突条部２１２０を挟むように、支持板Ｈ１２１３の外縁に形成された段部２１１０に冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２１５が配置されている。そして、支持板Ｈ１２１３と冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２１５との両方に冷却媒体用流路Ｈ１２１０を形成するための溝が形成されている。そして、冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２１５が支持板Ｈ１２１３の段部２１１０に配置された際に、支持板側溝Ｈ１２１４と冷却媒体用流路形成部材側溝Ｈ１２１６とが対向するようにそれぞれの溝が形成されている。
【００５１】
これに対して、本実施形態では、支持板Ｈ１２１７には溝が形成されてなく、冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２１８のみに冷却媒体用流路Ｈ１２１０を形成するための溝が形成されている。これにより、二つの溝を合わせて冷却媒体用流路Ｈ１２１０を形成しなくても良くなるので、両方の溝に対して高い位置精度を要求しなくても良い。また、本実施形態においても、図１３に示されるように、支持板Ｈ１２１７及び冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２１８の両方にシール部材用溝１２１１を形成しても良い。あるいは、支持板Ｈ１２１７及び冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２１８のどちらか一方にシール部材用溝１２１１を形成しても良い。そして、そこにシール部材１２１２が入り込むこととしても良い。こうすることで、冷却媒体用流路Ｈ１２１０からの液漏れを防止する構造にすることができ、記録ヘッドＨ１０００の信頼性を高めるのに有効である。
【００５２】
（第四実施形態）
次に、本発明に係る第四実施形態の記録ヘッドの構成を図１４及び図１５を用いて説明する。図１４は本実施形態に係る記録ヘッドの支持板及びインク供給部材の斜視図である。図１５は本実施形態に係る記録ヘッドの支持板及びインク供給部材の断面図である。また、上記第一実施形態ないし第三実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５３】
上述した第二実施形態及び第三実施形態では、記録ヘッドＨ１０００は、支持板が、外縁に段部２１１０を有するとともに段部２１１０から突出した突条部２１２０を有するような形状に形成されている。そして、支持板の突条部２１２０を挟むように、支持板の外縁に形成された段部２１１０に冷却媒体用流路形成部材が配置されている。
【００５４】
これに対して第四実施形態では、図１４及び図１５に示されるように、支持板Ｈ１２１９における記録素子基板が配置されている側とは逆側には、液体としてのインクを供給する液体供給部材としてのインク供給部材Ｈ１５０７が取り付けられる。そして、支持板Ｈ１２１９とインク供給部材Ｈ１５０７とによって形成される空間を含むように冷却媒体用流路Ｈ１２１０が形成されている。
【００５５】
支持板Ｈ１２１９は、外縁に段部２１１０を有するとともに段部２１１０から突出した突条部２１２０を有するような形状に形成され、その突条部２１２０を両側部から挟み込むようにインク供給部材Ｈ１５０７が配置されている。インク供給部材Ｈ１５０７は、その内部に一旦インクを貯留することが可能である。インク供給部材Ｈ１５０７には、支持板Ｈ１２１９との間で形成される空間を含むように冷却媒体用流路Ｈ１２１０が形成されている。本実施形態では、インク供給部材Ｈ１５０７のみに冷却媒体用流路Ｈ１２１０を形成するための溝が形成されており、支持板Ｈ１２１９には溝は形成されていない。なお、冷却媒体用流路Ｈ１２１０を形成するための溝が形成されるのはインク供給部材Ｈ１５０７のみでなくても良く、支持板Ｈ１２１９とインク供給部材Ｈ１５０７との両方の側面に形成されることとしても良い。本実施形態では、インク供給部材Ｈ１５０７に冷却媒体用流路Ｈ１２１０を形成するための溝が形成されていることで、インク供給部材Ｈ１５０７が第一実施形態ないし第三実施形態における冷却媒体用流路形成部材としての機能を兼ね備えている。
【００５６】
このように支持板Ｈ１２１９及びインク供給部材Ｈ１５０７を形成することにより、支持板Ｈ１２１９とインク供給部材Ｈ１５０７との結合時に冷却媒体用流路Ｈ１２１０が形成され、記録ヘッドＨ１０００を簡単な構成とすることができる。
【００５７】
なお、本実施形態においても、支持板Ｈ１２１９、インク供給部材Ｈ１５０７のどちらか一方もしくは両方にシール部材１２１２入れ込むための溝を形成しシール部材１２１２入れを入れ込むこととしても良い。こうすることで、冷却媒体用流路Ｈ１２１０からの液漏れを防止する構造にすることができ、記録ヘッドＨ１０００の信頼性を高めるのに有効である。
【００５８】
（第五実施形態）
次に、本発明に係る第五実施形態の記録ヘッドの構成を図１６を用いて説明する。図１６は本実施形態に係る記録ヘッドの支持板及び冷却媒体用流路形成部材の平面図である。
【００５９】
上記第一実施形態ないし第四実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
第一実施形態ないし第四実施形態に係る記録ヘッドでは、支持板を取り囲むように１本の冷却媒体用流路が形成されている。これに対して、本実施形態においては図１６に示されるように、冷却媒体用流路形成部材Ｈ１２２１ａ、Ｈ１２２１ｂを支持板Ｈ１２２０の両側部に貼り合わせて冷却媒体用流路Ｈ１２２２及び冷却媒体用流路Ｈ１２２３を形成している。本実施形態では、これらの冷却媒体用流路Ｈ１２２２及び冷却媒体用流路Ｈ１２２３がそれぞれ独立した流路となるように形成されている。このように、冷却媒体用流路は、支持板と冷却媒体用流路形成部材とが接合された支持部材に複数形成されていても良い。こうすることでそれぞれの冷却媒体用流路内を流れる冷却媒体の方向や流量を流路ごとに独立して制御することができ、より一層細やかに記録ヘッドの温度を制御することができる。なお、冷却媒体用流路は、一方の接合面に複数の独立した冷却媒体用流路が複数形成されていても良い。また、冷却媒体用流路は、支持板あるいは冷却媒体用流路形成用部材の内部で、支持板の長手方向を往復して通過することとしても良い。
【００６１】
（他の実施形態）
なお、上記第一実施形態ないし第五実施形態では、冷却媒体用流路は直線状に形成されているが、冷却媒体用流路は直線状に形成されなくても良く、支持板の厚さ方向に蛇行して形成されても良い。このように冷却媒体用流路を形成することで、熱交換を行うための流路の長さを稼ぐことができ、冷却媒体の吸収する熱量を増加させることができる。
【００６２】
また、「インク」または「液体」とは、広く解釈されるべきものであり、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、記録媒体の加工、或いはインクまたは記録媒体の処理に供される液体を言うものとする。ここで、インクまたは記録媒体の処理としては、例えば、記録媒体に付与されるインク中の色材の凝固または不溶化による定着性の向上や、記録品位ないし発色性の向上、画像耐久性の向上などのことを言う。
【００６３】
また、上記第一実施形態ないし第五実施形態では、冷却媒体用流路は、支持板及び冷却媒体用流路形成部材の両方に溝が形成されているものと、冷却媒体用流路形成部材のみに溝が形成されているものについて説明した。しかしながら、本発明は、これに加え、支持板のみに溝が形成されていることとしても良い。すなわち、冷却媒体用流路は、支持板と冷却媒体用部材との少なくとも一方に形成されていれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る記録ヘッドの一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示される記録ヘッドの一部を分解して示した斜視図である。
【図３】図２に示される記録ヘッドの記録素子ユニットを分解して示した斜視図である。
【図４】（ａ）は、図３に示される記録素子ユニットの記録素子基板の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図１に示される記録ヘッドを６色分用いたインクジェット記録装置の斜視図である。
【図６】（ｂ）は、本発明の第一実施形態に係る記録ヘッドに用いられる支持板及び冷却媒体用流路形成部材の平面図であり、（ａ）は、（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】本発明の第一実施形態についての比較例の記録ヘッドに用いられる支持板の断面図である。
【図８】本発明の第一実施形態に係る記録ヘッドの変形例の記録ヘッドに用いられる支持板及び冷却媒体用流路形成部材の断面図である。
【図９】本発明の第一実施形態に係る記録ヘッドに対して用いられる冷却系の構成を示す説明図である。
【図１０】本発明の第一実施形態に係る記録ヘッドと、比較例の記録ヘッドとで温度上昇を比較したグラフである。
【図１１】本発明の第二実施形態に係る記録ヘッドに用いられる支持板及び冷却媒体用流路形成部材の断面図である。
【図１２】本発明の第三実施形態に係る記録ヘッドに用いられる支持板及び冷却媒体用流路形成部材の断面図である。
【図１３】本発明の第三実施形態に係る記録ヘッドの変形例に用いられる支持板及び冷却媒体用流路形成部材の断面図である。
【図１４】本発明の第四実施形態に係る記録ヘッドに用いられる支持板及び冷却媒体用流路形成部材の斜視図である。
【図１５】本発明の第四実施形態に係る記録ヘッドに用いられる支持板及び冷却媒体用流路形成部材の断面図である。
【図１６】本発明の第五実施形態に係る記録ヘッドに用いられる支持板及び冷却媒体用流路形成部材の平面図である。
【符号の説明】
【００６５】
Ｈ１０００  記録ヘッド
Ｈ１１００  記録素子基板  Ｈ１１０１  記録素子基板側インク供給口
Ｈ１１０２  電気熱変換素子
Ｈ１１０５  吐出口
Ｈ１２００、Ｈ１２１３、Ｈ１２１７、Ｈ１２１９、Ｈ１２２０  支持板
Ｈ１２０１  支持板側インク供給口
Ｈ１２０８、Ｈ１２１５、Ｈ１２１８、Ｈ１２２１ａ、Ｈ１２２１ｂ  冷却媒体用流路形成部材
Ｈ１２１０、Ｈ１２２２、Ｈ１２２３  冷却媒体用流路
Ｈ１２１２  シール部材
Ｈ１５０７  インク供給部材
Ｈ２０００  支持部材
Ｈ２１１０  段部
Ｈ２１２０  突条部
Ｃ１００２  ポンプ
【図１】
0005063319.tif 000002
【図２】
0005063319.tif 000003
【図３】
0005063319.tif 000004
【図４】
0005063319.tif 000005
【図５】
0005063319.tif 000006
【図６】
0005063319.tif 000007
【図７】
0005063319.tif 000008
【図８】
0005063319.tif 000009
【図９】
0005063319.tif 000010
【図１０】
0005063319.tif 000011
【図１１】
0005063319.tif 000012
【図１２】
0005063319.tif 000013
【図１３】
0005063319.tif 000014
【図１４】
0005063319.tif 000015
【図１５】
0005063319.tif 000016
【図１６】
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