JP2007230085A - 記録ヘッドおよび記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造上の課題や記録品位の低下を招くことなく放熱効率を高める
【解決手段】記録ヘッドは、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子Ｈ１１０３が形成された素子基板Ｈ１１１０と、エネルギー発生素子Ｈ１１０３に対応して設けられるインクの吐出口Ｈ１１０７と、エネルギー発生素子Ｈ１１０３にインクを供給するためのインク流路Ｈ１１０２と、を形成するための、素子基板Ｈ１１１０上に設けられるオリフィスプレートＨ１１２４と、素子基板Ｈ１１１０との間に素子基板Ｈ１１１０を冷却するための冷却液が流れる冷却液流路Ｈ１１３１を、インク流路Ｈ１１０２とは独立して形成するための、オリフィスプレートＨ１１２４と隣接して素子基板Ｈ１１１０上に設けられる冷却用プレートＨ１１２５とを有している。
【選択図】図６

Description

本発明は、記録ヘッドおよび記録装置に関し、特に、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット記録ヘッドなどの、発熱部を有する記録ヘッドに関する。

従来より、複数のインク吐出口から記録データに基づいて選択的にインク滴を吐出させ、そのインク滴を紙などの記録媒体の記録面に付着させて画像を記録するインクジェット記録ヘッド、およびそれを用いたインクジェット記録装置が実用に供されている。このようなインクジェット記録装置において一般的なシリアルスキャンタイプでは、インクジェット記録ヘッドは、記録媒体の搬送方向（副走査方向）、および交差する主走査方向に移動するキャリッジ部に搭載されている。

インクジェット記録ヘッドでは、記録素子基板に形成されたエネルギー発生素子に駆動制御信号が供給される。エネルギー発生素子として発熱抵抗素子が用いられる場合、発熱抵抗素子は、プリント配線基板を通して伝えられる駆動制御信号に応じて発熱し、インクが加熱され、膜沸騰現象が生じて、インクに気泡が発生する。そして、気泡の膨張に伴って、インク滴がインク吐出口から吐出され、吐出されたインク滴が記録媒体に着弾して、画像が形成される。

したがって、インクの膜沸騰現象を利用するインクジェット記録方式においては、インクや記録素子基板を含む記録ヘッド自体の温度管理が重要となる。そのため、記録ヘッドの温度をモニタリングし、その温度に見合った駆動条件を設定するなどの制御が行われている。記録ヘッドを保護し、記録品位の低下を防止するために、記録ヘッドの温度が所定の閾値を越えたときに、記録動作を一時的に中断させて、記録ヘッドを冷却させることもある。

このようなインクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置においては、近年、銀塩写真に匹敵する高画質・高精細な記録への要求が高まっている。そのため、例えば、染料濃度の異なる、フォトプリント用のシアン、マゼンタ、ブラック、イエローのインクを用いることのできる記録装置が提供されている。フォトシアンおよびフォトマゼンタをさらに含む、６色のインクに対応する記録装置が用いられることもある。これらの場合、各色のインクに対応した記録素子基板が一体に組込まれた記録ヘッドが用いられる。しかし、このようなフォトグレードプリントに対応した記録装置においては、使用するインクの種類が多くなり、また、記録速度を考慮した場合、１色のインク当たりのノズル数や記録幅をある程度確保することが必要となる。そのため、インク吐出時に、記録素子基板の温度が著しく上昇する。

記録ヘッドの昇温を抑えるためには、発熱抵抗素子の発生する熱エネルギーのインクへの伝達効率を改善し、あるいは、記録ヘッドの放熱能力を上げる必要がある。

熱エネルギー伝達効率を改善する場合、発熱抵抗素子とインクとの間の距離を小さくすること、つまり発熱抵抗素子上の保護膜を薄くすることが効果的である。放熱能力を改善するには、記録ヘッドに放熱用部材を設ける方法が考えられる（特許文献１，２参照）。後者の方法によれば、記録ヘッドからの放熱性を高めることによって、難しい制御等によらずに記録ヘッドを冷却することが可能となる。
特開平９−２５４３９１号公報 特開２００１−１０５５８２号公報

しかし、保護膜を薄くする方法では、電極配線として用いられるアルミニウム層のカバレッジやピンホール欠陥などの問題、さらには、駆動ＩＣ部の保護膜としての信頼性に問題が生じる。そこで、発熱抵抗素子近傍の保護膜のみを薄くすることも考えられるが、この方式では保護膜を２層に構成する必要がある。そのため、成膜チャンバーが余計に必要となったり、１層目および２層目の膜をパターニングするためのマスクおよび工程が増えたりするなど、製造上の問題が生じる。

放熱用部材を設ける場合、インクが記録ヘッドの吐出口から飛翔する際には、記録媒体上にサテライトドットを形成するような微小インクミストが発生するため、そのインクミストが放熱用部材に付着し続けるおそれがある。インクミストが多量に付着すると、インクミストが記録媒体上に落下して、記録画像を汚す場合がある。インクミストが記録媒体上に落下せずに、プラテンや記録媒体の排出ローラ上に落下して付着すると、記録媒体の裏面の汚れや記録装置本体の汚れが発生し、記録品位の低下を招く。

本発明の目的は、製造上の課題や記録品位の低下を招くことなく放熱効率を高めることのできる記録ヘッド、およびそれを用いた記録装置を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明の記録ヘッドは、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が形成された素子基板と、エネルギー発生素子に対応して設けられるインクの吐出口と、エネルギー発生素子にインクを供給するためのインク流路と、を形成するための、素子基板上に設けられるオリフィスプレートと、素子基板との間に素子基板を冷却するための冷却液が流れる冷却液流路を、インク流路とは独立して形成するための、オリフィスプレートと隣接して素子基板上に設けられる冷却用プレートとを有している。

本発明によれば、インク流路に隣接して冷却液流路が設けられているので、冷却液流路に冷却液を導入することによって、エネルギー発生素子で発生し素子基板に伝達した熱の除熱が可能となる。また、フィンなどの複雑な形状の放熱用部材を用いる必要がないため、インクミストが記録媒体上に落下して記録品位の低下を招くこともない。冷却用プレートは記録媒体対向面にオリフィスプレートと隣接して設けられるので、製造上の問題も少ない。したがって、本発明によれば、製造上の課題や記録品位の低下を招くことなく放熱効率を高めることのできる記録ヘッド、およびそれを用いた記録装置を提供することが可能となる。

（第１の実施形態）以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかる記録ヘッドを搭載したヘッドカートリッジの斜視図である。図２は、図１に示すヘッドカートリッジの分解斜視図である。記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、記録ヘッドＨ１００１と、記録ヘッドＨ１００１に着脱自在に設けられたインクタンクＨ１９０１，Ｈ１９０２，Ｈ１９０３，Ｈ１９０４とで構成されている。記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、インクジェット記録装置の本体（図示せず）に設けられたキャリッジ（図示せず）の位置決め手段および電気的接点によって固定支持されるとともに、キャリッジに対して着脱可能となっている。インクタンクＨ１９０１はブラックのインク用、インクタンクＨ１９０２はシアンのインク用、インクタンクＨ１９０３はマゼンタのインク用、インクタンクＨ１９０４はイエローのインク用である。インクタンクは他色の組合せでもよく、インクタンク数は４つ未満または５つ以上でもよい。インクタンクＨ１９０１，Ｈ１９０２，Ｈ１９０３，Ｈ１９０４は、それぞれが独立して記録ヘッドＨ１００１に対して着脱自在、すなわち交換可能となっており、インクジェット記録装置使用時のランニングコストが低減される。

次に記録ヘッドＨ１００１について、さらに詳細に説明する。本実施形態で用いられる記録ヘッドＨ１００１は、インクジェット方式のうち、電気熱変換体で発生した熱エネルギーによって、電気信号に応じた膜沸騰をインクに生じさせる方式のものであり、また、いわゆるサイドシュータ型を採用している。図３は、記録ヘッドの分解斜視図である。図４は、記録ヘッドのさらに詳細な分解斜視図である。

図３を参照すると、記録ヘッドＨ１００１は、記録素子ユニットＨ１００２と、インク供給ユニットＨ１００３と、タンクホルダーＨ２０００とから構成されている。図４を参照すると、記録素子ユニットＨ１００２は、第一の記録素子基板Ｈ１１００と、第二の記録素子基板Ｈ１１０１とを備えている。記録素子ユニットＨ１００２はまた、支持プレートＨ１２００と、フレキシブル配線基板Ｈ１３００と、電気コンタクト基板Ｈ２２００と、ＦＰＣ（フレキシブル配線基板）保持プレートＨ１４００とを備えている。インク供給ユニットＨ１００３は、インク供給部材Ｈ１５００と、流路形成部材Ｈ１６００と、ジョイントゴムＨ２３００と、フィルターＨ１７００と、シールゴムＨ１８００とから構成されている。

図５Ａは、第一の記録素子基板の部分拡大斜視図、図５Ｂは、第一の記録素子基板の平面図、図６は、図５Ａの６−６線に沿った第一の記録素子基板の断面図である。図５Ｂでは、支持プレートＨ１２００は、第一の記録素子基板Ｈ１１００に対応する部分のみが示されている。第二の記録素子基板Ｈ１１０１は、後述する吐出口列が色毎に複数列形成されている点を除いて第一の記録素子基板Ｈ１１００と同様であるため、以下では、第一の記録素子基板Ｈ１１００を中心に説明する。

図５Ａを参照すると、第一の記録素子基板Ｈ１１００は、素子基板Ｈ１１１０を備えている。素子基板Ｈ１１１０は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのシリコン基板からなっている。素子基板Ｈ１１１０には、長溝状の貫通孔からなる第一のインク供給路Ｈ１１１２が、シリコンの結晶方位を利用した異方性エッチングやサンドブラストなどで形成されている。素子基板Ｈ１１１０の記録媒体と対向する面（以下、記録媒体対向面Ｈ１１２３という。）には、インクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子Ｈ１１０３が、成膜技術によって形成されている。エネルギー発生素子Ｈ１１０３は、第一のインク供給路Ｈ１１１２を挟んだ両側にそれぞれ一列ずつ設けられている。図面では、エネルギー発生素子Ｈ１１０３は記録媒体対向面Ｈ１１２３上に露出しているが、実際には保護膜（図示せず）によって被覆されている。

素子基板Ｈ１１１０の記録媒体対向面Ｈ１１２３には、エネルギー発生素子Ｈ１１０３と対向してオリフィスプレートＨ１１２４が設けられている。オリフィスプレートＨ１１２４は樹脂材料からなり、フォトリソ技術によって形成される。オリフィスプレートＨ１１２４は、インクを吐出する吐出口Ｈ１１０７を形成している。吐出口Ｈ１１０７は、フォトリソ技術によって形成される。吐出口Ｈ１１０７はオリフィスプレートＨ１１２４の長手方向に、各エネルギー発生素子Ｈ１１０３に対応して複数個設けられ、図５Ａに示すように、吐出口群Ｈ１１０８を形成している。

オリフィスプレートＨ１１２４は、素子基板Ｈ１１１０との間で、エネルギー発生素子Ｈ１１０３にインクを供給するインク流路Ｈ１１０２を形成している。インク流路Ｈ１１０２から供給されたインクがエネルギー発生素子Ｈ１１０３の近傍に流入すると、エネルギー発生素子Ｈ１１０３の加熱によって膜沸騰を生じ、一部が気泡となる。吐出口Ｈ１１０７は、エネルギー発生素子Ｈ１１０３に対向して設けられているため、インクは、発生した気泡によって、吐出口Ｈ１１０７から吐出される。

エネルギー発生素子Ｈ１１０３への電力は、成膜技術により形成された、アルミニウム等の電気配線（図示せず）によって供給される。電気配線に電力を供給する電極部Ｈ１１０４が、エネルギー発生素子Ｈ１１０３の両外側に配列されている。電極部Ｈ１１０４には、金（Ａｕ）等の導電性金属からなるバンプ（図示せず）が形成されている。

図５Ａを参照すると、素子基板Ｈ１１１０の記録媒体対向面Ｈ１１２３にはさらに、オリフィスプレートＨ１１２４と隣接して、かつ、オリフィスプレートＨ１１２４を取り囲むように、冷却用プレートＨ１１２５が設けられている。冷却用プレートＨ１１２５は、素子基板Ｈ１１１０との間で、素子基板Ｈ１１１０を冷却する冷却液が流れる冷却液流路Ｈ１１３１を、インク流路Ｈ１１０２とは独立して形成している。したがって、第一の記録素子基板Ｈ１１００の内部や表面で、第一のインク流路Ｈ１１０２を流れるインクと冷却液流路Ｈ１１３１を流れる冷却液とが混合することはない。冷却用プレートＨ１１２５は樹脂材料からなり、フォトリソ技術によって、オリフィスプレートＨ１１２４および吐出口Ｈ１１０７と同時に形成される。

素子基板Ｈ１１１０の少なくとも冷却液流路Ｈ１１３１が形成されている部位には、冷却液流路Ｈ１１３１内を流れる冷却液に対する耐性を有し、第一の記録素子基板Ｈ１１００を保護する保護膜（図示せず）が形成されている。保護膜は、エネルギー発生素子Ｈ１１０３や電気配線と同時に、成膜技術によって、素子基板Ｈ１１１０上に直接形成される。あるいは、冷却用プレートＨ１１２５を形成する際に、有機材料や樹脂材料を用いてフォトリソ技術により形成してもよい。

図５Ａ，５Ｂ，７を参照すると、素子基板Ｈ１１１０には、素子基板Ｈ１１１０を貫通し、かつ、冷却液流路Ｈ１１３１と連通する第一の冷却液供給路Ｈ１１３２が形成されている。第一の冷却液供給路Ｈ１１３２はシリコンの結晶方位を利用した異方性エッチングで形成される。第一の冷却液供給路Ｈ１１３２は、吐出口群Ｈ１１０８の列の長手方向両端に一つずつ、計２箇所設けられている。第一の冷却液供給路Ｈ１１３２の一方は、記録装置に設けられた循環ポンプ（図示せず）の吐出側に、第一の冷却液供給路Ｈ１１３２の他方は、循環ポンプの吸込み側に接続されている。冷却液は片端の第一の冷却液供給路Ｈ１１３２から冷却液流路Ｈ１１３１内に導入され、他端の第一の冷却液供給路Ｈ１１３２から、素子基板Ｈ１１１０の外へ排出され、循環ポンプによって循環する。第一の冷却液供給路Ｈ１１３２は３つ以上設けられていてもよい。この場合、第一の冷却液供給路の少なくとも一つはポンプの吐出側に、他の第一の冷却液供給路はポンプの吸込み側に接続される。

図示は省略するが、第二の記録素子基板Ｈ１１０１はシアン、マゼンタ、イエローの３色のインクを吐出させる記録素子基板であり、３個の吐出口群が並列して形成されている。各色のインク供給路を挟んだ両側に、エネルギー発生素子およびインク吐出口が形成されている。第一の記録素子基板Ｈ１１００と同様、シリコン基板にインク供給路、電気熱変換素子、電気配線、電極部などが形成されており、その上に、フォトリソ技術によって、樹脂材料からなるオリフィスプレートおよび冷却用プレートが形成されている。

図７は、記録素子基板が支持された支持プレートの断面図である。同図は、図５Ｂの７−７線から見た断面図である。支持プレートＨ１２００は、第一の記録素子基板Ｈ１１００を保持固定しており、例えば、厚さ０．５〜１０ｍｍのアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）材料で形成されている。支持プレートＨ１２００は、アルミナに限らず、第一の記録素子基板Ｈ１１００の材料と同等の線膨張率を有し、かつ、第一の記録素子基板Ｈ１１００の材料と同等もしくは同等以上の熱伝導率を有する材料で作ることができる。支持プレートＨ１２００を形成する材料の他の例として、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）が挙げられる。

支持プレートＨ１２００は、支持プレートＨ１２００を貫通し、第一のインク供給路Ｈ１１１２と連通して、インク流路Ｈ１１０２にインクを供給する第二のインク供給路Ｈ１２１２を有している。図示しないが、第二の記録素子基板Ｈ１１０１にも、シアン、マゼンタ、イエローのインクを供給するインク供給路が互いに隣接して形成されている。支持プレートＨ１２００はまた、支持プレートＨ１２００を貫通し、第一の冷却液供給路Ｈ１１３２と連通して、冷却液流路Ｈ１１３１に冷却液を供給する第二の冷却液供給路Ｈ１２３２を有している。記録素子基板Ｈ１１００は、第一のインク供給路Ｈ１１１２と第二のインク供給路Ｈ１２１２とが、および第一の冷却液供給路Ｈ１１３２と第二の冷却液供給路Ｈ１２３２とがそれぞれ略一致するように、支持プレートＨ１２００に接着固定されている。接着に用いられる接着剤は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、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く、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤が用いられる。接着層の厚みは５０μｍ以下が望ましい。

冷却液は、循環ポンプによって矢印Ｃ方向に循環し、素子基板Ｈ１１１０の表面を冷却する。記録ヘッドＨ１００１の動作に伴って記録素子基板Ｈ１１００の冷却液流路Ｈ１１３１で暖められた冷却液は、記録ヘッドＨ１００１から離れた位置で熱交換され、記録素子基板Ｈ１１００の表面を冷却するように、再び冷却液流路Ｈ１１３１に向けて循環する。本実施形態では、冷却液流路内を循環する冷却液は純水等であり、インクとは異なる液体である。

再び図４を参照すると、フレキシブル配線基板Ｈ１３００は、第一の記録素子基板Ｈ１１００および第二の記録素子基板Ｈ１１０１に、インクを吐出するための電気信号を印加する。フレキシブル配線基板Ｈ１３００には、各記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１が組込まれる、記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１の外形寸法より大きな開口部Ｈ１３０１ａ，Ｈ１３０１ｂが形成されている。開口部Ｈ１３０１ａ，Ｈ１３０１ｂには、各記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１の電極部Ｈ１１０４と電気的に接続される電極端子Ｈ１３０２が設けられている。電極部１１０４と電極端子Ｈ１３０２とは熱超音波圧着法などで電気的に接合され、フレキシブル配線基板Ｈ１３００と各記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１は、電気的に接続される。フレキシブル配線基板Ｈ１３００は、支持プレートＨ１２００の側面に沿って折り曲げられ、支持プレートＨ１２００の側面に、エポキシ樹脂を主成分とした厚さ１０〜１００μｍの熱硬化接着剤で接着されている。折り曲げられたフレキシブル配線基板Ｈ１３００の端部には、電極端子部Ｈ１３０３が形成されている。電極端子部Ｈ１３０３は、異方性導電フィルム等を用いた熱圧着によって、電気コンタクト基板Ｈ２２００の外部信号入力端子Ｈ２２０１と電気的に接続され、プリンタ本体からの電気信号を受け取る。電極端子Ｈ１３０２と電極端子Ｈ１３０３とは、連続した銅箔の配線パターン（図示せず）によって電気的に接続している。記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１とフレキシブル配線基板Ｈ１３００との電気接続部分は、インクによる腐食や外的衝撃から保護するため、封止剤（図示せず）によって封止されている。

ＦＰＣ保持プレートＨ１４００は、記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１とフレキシブル配線基板Ｈ１３００とが平面的に電気接続されるように設けられている。ＦＰＣ保持プレートＨ１４００は、厚さ０．５〜１ｍｍの一枚の板状部材からなり、アルミナ等のセラミックや、Ａｌ、ＳＵＳなどの金属材料で形成されている。ＦＰＣ保持プレートＨ１４００は、支持プレートＨ１２００に接着剤によって接着されている。フレキシブル配線基板Ｈ１３００の裏面は、接着剤によってＦＰＣ保持プレートＨ１４００に接着固定されている。ＦＰＣ保持プレートＨ１４００には開口部Ｈ１４０１ａ，Ｈ１４０１ｂが設けられ、その内側に記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１が装着されている。

インク供給部材Ｈ１５００は、インクタンクＨ１９０１〜Ｈ１９０４から記録素子ユニットＨ１００２にインクを導く部品であり、流路形成部材Ｈ１６００が超音波溶着されて、インク流路を形成している。流路形成部材Ｈ１６００およびインク供給部材Ｈ１５００には、第二の冷却液供給路Ｈ１２３２と連通する冷却液流路（図示せず）、および第二のインク供給路Ｈ１２１２と連通するインク流路（図示せず）が設けられている。冷却液は記録ヘッド内に貯蔵されていてもよいし、インクジェット記録装置本体内に貯蔵されていてもよい。インク供給ユニットＨ１００３は、第二の冷却液供給路Ｈ１２３２および第二のインク供給路Ｈ１２１２が、内部液体のリークを生じることなく記録素子ユニットＨ１００２と連通するように、ジョイントゴムＨ２３００を介して、ビスＨ２４００で固定されている。

インク供給部材Ｈ１５００は、樹脂成形により形成されている。樹脂材料には、形状的剛性を向上させるため、ガラスフィラーを５〜４０％混入することが望ましい。インクタンクＨ１９０１〜Ｈ１９０４と係合するジョイント部（図示せず）には、外部からのゴミの進入を防ぐフィルターＨ１７００が、溶着により接合されている。ジョイントからのインクの蒸発を防止するために、シールゴムＨ１８００が装着されている。インク供給部材Ｈ１５００は、着脱自在のインクタンクＨ１９０１〜Ｈ１９０４を保持する機能も有し、インクタンクＨ１９０１〜Ｈ１９０４の爪（図示せず）と係合する穴（図示せず）を有している。

インクタンクＨ１９０１〜Ｈ１９０４には、記録ヘッドＨ１００１に供給されるインクが貯蔵されている。インクタンクＨ１９０１が記録ヘッドＨ１００１に装着されると、インクタンクＨ１９０１に設けられたインク供給路（図示せず）が、記録ヘッドＨ１００１のジョイント部に設けられたフィルターＨ１７００と圧接される。インクタンクＨ１９０１に貯蔵されたブラックインクは、インク供給路から、記録ヘッドＨ１００１のインク流路を介して、支持プレートＨ１２００を通り、第一の記録素子基板Ｈ１１００に供給される。インクは、第一のインク流路Ｈ１１１２に流入し、エネルギー発生素子Ｈ１１０３から与えられる熱エネルギーによって、吐出口Ｈ１１０７から記録媒体（記録用紙）に向けて吐出される
以上説明した記録ヘッドを用いて、印字検討を行った。記録素子基板Ｈ１１００に冷却液流路Ｈ１１３１を設けた場合は、設けない場合と比べて大きな差が見られた。すなわち、記録ヘッドの温度は所定の閾値を越えず、記録動作が一時的に中断することもなく、従来技術と比べて印字速度の向上が図られた。記録素子基板Ｈ１１００の電気熱変換素子の形成面を冷却液で直接冷却するため、記録ヘッド全体の温度が安定し、膜沸騰によって発生する気泡の大きさが一定となったため、印字品位も安定化した。

（第２の実施形態）本実施形態では、冷却液流路内を循環する液体としてインクを用いている。すなわち、記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１の冷却液として、インクを用いている。インク流路Ｈ１１０２に導かれて吐出されるインクと、冷却液流路Ｈ１１３１に導かれて記録素子基板Ｈ１１００の冷却に寄与するインクは、記録ヘッドのインク供給ユニット内で混合する。上記以外の構成は、第１の実施形態で示したものと同様である。

冷却液流路Ｈ１１３１はインク流路Ｈ１１０２とは独立して設けられており、記録素子基板Ｈ１１００内において両方の流路Ｈ１１３１、Ｈ１１０２を流れるインク同士が混合することはない。しかし、冷却液流路Ｈ１１３１内を循環したインクは、エネルギー発生素子Ｈ１１０３の発する熱によって温度が上昇している。温度が上昇したインクがただちにインク流路Ｈ１１０２に導入され吐出されると、記録素子基板Ｈ１１００の冷却効果が低下するだけでなく、膜沸騰の発生が不安定となり、発生する気泡の大きさが一定しない可能性がある。したがって、冷却用のインクと吐出用のインクとが混合する位置は、必ずしもインク供給ユニット内である必要はないが、記録素子基板Ｈ１１００からできる限り離れた部位とすることが望ましい。

本実施形態では、冷却液流路内を循環する液体としてインクを用いているため、冷却液専用の貯液部を設ける必要がなく、記録ヘッドやインクジェット記録装置全体の大型化を防止できる。

本実施形態で示した記録ヘッドを用いて、印字検討を行ったところ、第１の実施形態と同様、記録動作の中断が生じず、印字速度の向上が図られた。また、膜沸騰によって発生する気泡の大きさが一定となり、印字品位も安定化した。

（第３の実施形態）図８は、第一の記録素子基板の部分拡大斜視図、図９は、図８の９−９線に沿った第一の記録素子基板の断面図である。図１０は、記録素子基板が保持固定された支持プレートの断面図である。図１０は、図７と同じ方向から見た断面図である。本実施形態では、オリフィスプレートＨ１１２４ａが冷却用プレートと一体に形成されている。本実施形態は、特に良好なワイピング動作が得られることに特徴がある。すなわち、インクジェット記録装置の印字動作時には、良好な印字結果を得るために、一定の頻度で記録ヘッドの吐出口付近をクリーニングする、いわゆるワイピングが行われる。これは吐出口近傍に付着した印字に寄与しないインクをインクジェット記録装置本体に取り付けられたワイパーで拭う動作である。オリフィスプレートと冷却用プレートとが一体に形成されていると、ワイピング動作時にワイパーによって拭われたインクが、オリフィスプレートと冷却用プレートとの隙間に入り込むことがない。したがって、隙間に入り込んだインクが水分の蒸発と共に増粘して、不具合が引き起こされることもない。上記以外の構成は、第１，第２の実施形態と同様とした。

本実施形態で示した記録ヘッドを用いて、印字、およびワイピング検討を行った。第１，第２の実施形態と同様、記録動作の中断が生じず、印字速度の向上が図られた。また、膜沸騰によって発生する気泡の大きさが一定となり、印字品位も安定化した。ワイピング検討を行った結果、拭われたインクが、オリフィスプレートと冷却用プレートの隙間に入り込んでしまうことがなく、良好な結果が得られた。

本発明の第１の実施形態にかかる記録ヘッドを搭載した記録ヘッドカートリッジの斜視図である。 図１に示す記録ヘッドカートリッジの分解斜視図である。 図１に示す記録ヘッドの分解斜視図である。 図１に示す記録ヘッドの分解斜視図である。 第一の記録素子基板の部分拡大斜視図である。 第一の記録素子基板の平面図である。 図５の６−６線に沿った第一の記録素子基板の断面図である。 記録素子基板が保持固定された支持プレートの断面図である。 本発明の第３の実施形態における第一の記録素子基板の部分拡大斜視図である。 図８の９−９線に沿った第一の記録素子基板の断面図である。 本発明の第３の実施形態における、記録素子基板が保持固定された支持プレートの断面図である。

符号の説明

Ｈ１０００ 記録ヘッドカートリッジ
Ｈ１００１ 記録ヘッド
Ｈ１１００ 第一の記録素子基板
Ｈ１１０１ 第二の記録素子基板
Ｈ１１０２ インク流路
Ｈ１１０３ エネルギー発生素子
Ｈ１１０７ 吐出口
Ｈ１１１０ 素子基板
Ｈ１１１２ 第一のインク流路
Ｈ１１２３ 記録媒体対向面
Ｈ１１２４，Ｈ１１２４ａ オリフィスプレート
Ｈ１１２５ 冷却用プレート
Ｈ１１３１ 冷却液流路
Ｈ１１３２ 第一の冷却液供給路
Ｈ１２００ 支持プレート
Ｈ１２３２ 第二の冷却液供給路
Ｈ１８００ インクタンク

Claims (9)

1. インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が形成された素子基板と、
   前記エネルギー発生素子に対応して設けられるインクの吐出口と、前記エネルギー発生素子にインクを供給するためのインク流路と、を形成するための、前記素子基板上に設けられるオリフィスプレートと、
   前記素子基板との間に該素子基板を冷却するための冷却液が流れる冷却液流路を、前記インク流路とは独立して形成するための、前記オリフィスプレートと隣接して前記素子基板上に設けられる冷却用プレートと、
   を有する記録ヘッド。
2. 前記素子基板は、該素子基板を貫通し前記冷却液流路と連通する第一の冷却液供給路を有している、請求項１に記載の記録ヘッド。
3. 前記素子基板を支持する支持プレートを有し、
   該支持プレートは、該支持プレートを貫通し前記第一の冷却液供給路と連通する第二の冷却液供給路を有している、
   請求項１または２に記載の記録ヘッド。
4. 前記冷却液は前記インクとは異なる液体である、請求項１から３のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
5. 前記冷却液は前記インクと同一の液体である、請求項１から３のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
6. 前記オリフィスプレートと前記冷却用プレートとは一体に形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
7. 前記エネルギーは熱エネルギーである、請求項１から６のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
8. 前記素子基板は少なくとも２つの前記第一の冷却液供給路を有している、請求項１から７のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
9. 請求項８に記載の記録ヘッドと、
   前記冷却液を循環させる循環ポンプと、
   を有し、
   少なくとも２つの前記第一の冷却液供給路の少なくとも一つは前記ポンプの吐出側に、他の前記第一の冷却液供給路は前記ポンプの吸込み側に接続されている記録装置。
   
   

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