JP2009083445A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップすることなく、かつ記録ヘッド幅の厚みを増やすことなく、ヘッド基板内の温度勾配とヘッド基板間の温度差・濃度差の拡大を抑えることができるインクジェット記録ヘッドを提供する。
【解決手段】本発明のインクジェット記録ヘッドは、複数のノズルを有するノズル列及び発熱抵抗素子を備えたヘッド基板１と、インク導入口６を上流側に有し、泡抜き排出口７を下流側に有する共通液室５とを有する。また、複数のヘッド基板１が搭載され、かつ複数の個別液室４１及び複数のインク流入口８が形成されたベースプレート２を有する。最も上流側に位置する個別液室４１が、インク流入口８から上流側に位置するノズルまでのインクの流路長がインク流入口８から下流側に位置するノズルまでの流路長よりも長くなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、インクジェット記録装置及び該装置の制御方法に関し、特に、熱エネルギ変換体から発生される熱エネルギ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に関するものである。より具体的にはフルラインタイプの記録ヘッドに搭載した複数のヘッド基板に供給されるインクのヘッド基板間における温度差を抑制するための記録ヘッド構造に関する。

複数の記録素子を備えた各記録ヘッドを複数並列固定して、記録媒体を走査し記録する方式のインクジェット記録装置が市販されている。この種の構成を有するインクジェット記録装置は、記録ヘッドを走査して記録するいわゆるシリアルスキャン方式よりも記録速度が速いのが特徴である。

インクジェット記録装置は、記録ヘッドからインクを吐出し被記録媒体に付着させて印字等の画像記録を行うものである。インクジェット記録装置は、記録ヘッドのコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で記録することができ、ランニングコストが安く、ノンインパクト方式であるため騒音が少ない。しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。中でも、被記録媒体の幅方向に多数の吐出ノズルを配列したラインタイプの記録ヘッドを使用したフルライン型のインクジェット記録装置は、記録の一層の高速化が可能である。

従来のフルライン型インクジェット記録装置に用いる記録ヘッドの一例の断面概略図と下面図を図７に示す。

まず、同図において記録ヘッドの構造の概略を以下に説明する。熱エネルギによりインクを吐出させる発熱抵抗素子及びノズル列をそれぞれ４列備えた９枚のヘッド基板２０１ａ〜２０１ｉがベースプレート２０２の一側面に千鳥配列でマウントされている。ベースプレート２０２の他側面には、インクを負圧状態で貯留するための共通液室２０５が形成されたチップタンク２０３がインク漏れしないよう密着固定されている。

次に各ヘッド基板へのインク供給順路について説明する。インク導入口２０６から記録ヘッドに導入されたインクは、共通液室２０５の中を記録ヘッドの長手方向に流動しながらベースプレート２０２に形成された各個別液室２０４ａ〜２０４ｅに順次流入する。個別液室２０４ａ〜２０４ｅに流入したインクは、奇数列のヘッド基板２０１ａ〜２０１ｅのノズル列及び偶数列のヘッド基板２０１ｆ〜２０１ｉのノズル列にそれぞれ供給される。

ヘッド基板２０１ａ〜２０１ｅ内に発生した泡は、浮力によって個別液室２０４ａ〜２０４ｅを上昇して共通液室２０５の上部に集まる。この泡は発熱抵抗素子を駆動しインクを吐出することで発生した気泡が残存するもの、インク溶存中の空気から発生するもの、外部の空気がヘッドの構成部材を介して、個別液室内に進入するものが考えられる。共通液室２０５の上部に集まった気泡は、インク導入口２０６から泡抜き排出口（排出口）２０７に向けて流れるインク循環によってインクごと泡抜き排出口２０７から排出され、不図示のインクタンクに回収される。なお、個別液室２０４ａ〜２０４ｅは、インクがスムーズに供給されるように、また、泡抜きに影響がない形状に形成されている。

次に記録媒体の搬送過程および記録媒体への記録過程について説明する。記録媒体は同図における下面図の上から下に向かって不図示の搬送手段によって、ベースプレート２０２の一側面に対して水平に、ヘッド基板２０１ａ〜２０１ｉのノズル列に対して垂直方向に搬送される。記録媒体が記録ヘッド直下に来たら、まず奇数列のヘッド基板２０１ａ〜２０１ｅの各ノズル列からインク滴が吐出して記録媒体上にドットを形成する。次にその隙間を補完するように偶数列のヘッド基板２０１ｆ〜２０１ｉの各ノズル列からインク滴が吐出して記録媒体上にドットを形成して画像が１ラスター毎に完成する。

記録の高速化に伴って、単位時間辺りに１つのノズルからインクが吐出する回数が増大すると消費電力が増大し、その結果、ヘッド基板２０１ａ〜２０１ｉに発熱量の増大を招くことになる。増大した熱は、吐出インクとともにヘッド外に排出される以外は主にヘッド基板２０１ａ〜２０１ｉからベースプレート２０２に伝わる。そして、ベースプレート２０２に伝わった熱は、ベースプレート２０２の他側面を流動する共通液室２０５のインクに吸熱される。共通液室２０５のインクの吸熱が増えると、共通液室２０５のインクはインク導入口２０６から離れた下流に向かうほど高温になってベースプレート２０２からの吸熱量が低下する。このため、下流側のヘッド基板ほどベースプレートに熱が伝わりにくくなり、昇温量が増大する。また、下流側のヘッド基板ほど、より高温になったインクが個別液室２０４を通って供給される。

すなわち、共通液室２０５を流動するインクを媒介として上流側のヘッド基板の熱が下流側のヘッド基板に輸送される。このため、下流側のヘッド基板ほど高温になり易いという熱的な不均衡が生じ、記録が高速化して発熱が増大するほど不均衡は顕著になりヘッド基板間の温度差は拡大していく。

図８は、具体的な検討結果としての記録ヘッドの温度分布を示したグラフである。

グラフの横軸は記録ヘッドの長手方向に対応する距離、縦軸はヘッド基板の温度である。ヘッド基板両端にはそれぞれ温度センサ２３０ａ、２３０ｂが設けられており、ヘッド基板両端の温度が測定できるようになっている。これらの温度センサからの温度をプロットしたものが同図のグラフになり、グラフ２１０ａの部分はヘッド基板２０１ａの温度勾配を示している。

このグラフから見られるように昇温時においては、記録ヘッドの長手方向に対しての温度分布は、中心部が高く、端の方が低くなる。またインク導入口側のヘッド基板では、ヘッド基板の左右で大きな温度勾配が発生することが確認できる。

上述したようにヘッド基板間で温度差が拡大すると、吐出量の差すなわち濃度差も拡大して記録品位に悪影響を及ぼすという問題があった。

従って、フルライン型のインクジェット記録装置で記録品位を維持しながら記録の高速化を実現するためには、ヘッド基板間の温度差抑制という点が課題となる。これに対して、従来、ヘッド基板間の均熱手段として、ヒートパイプの一端を記録ヘッドに沿って接合した形態が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。これら従来のフルライン型記録ヘッドの均熱手段では、吐出に伴う記録ヘッドの局部的な発熱をヒートパイプが吸熱し、速やかに記録ヘッド全体に拡散するため、記録ヘッドの局部的な昇温を押えて記録ヘッド全体をなるべく均一な温度に保つことができる。
特登録２６８３１１２号（第９頁、第１図） 特登録２７６８５０７号（第７頁、第１図）

しかしながら、ヒートパイプを用いた場合、追加コストが発生し、またその記録ヘッドへの接合作業は熟練を要するため製造コストも上積みされて、記録ヘッドが高コストになってしまうという問題があった。

また、図７に示したフルライン型記録ヘッドにヒートパイプを組み込む場合は、個別インク供給路４を避けて奇数列ヘッド基板と偶数列ヘッド基板の間または両側に組み込まざるを得なかった。このため、記録ヘッドが幅方向に厚くなり、奇数・偶数列ヘッド基板間のレジストレーションの調整（以下、レジ合わせ）、および幅方向に複数並んだ記録ヘッド間のレジ合わせが困難になってしまうという問題があった。

そこで本発明は、コストアップすることなく、かつ記録ヘッド幅の厚みを増やすことなく、ヘッド基板内の温度勾配とヘッド基板間の温度差・濃度差の拡大を抑える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を目的とする。

本発明は、上述の技術課題を解決するために想起されたものであり、本発明のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するための複数のノズルを有する少なくとも１列のノズル列及び熱エネルギによりインクを吐出させる発熱抵抗素子を備えたヘッド基板と、インクをインクジェット記録ヘッド内に供給するインク導入口を上流側に有し、気泡をインクジェット記録ヘッド外に排出する泡抜き排出口を下流側に有する共通液室と、複数のヘッド基板が搭載され、かつ各ヘッド基板にインクを供給する複数の個別液室及び各個別液室に共通液室からのインクを供給する複数のインク流入口が形成されたベースプレートと、を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、各個別液室は共通液室内を流れるインクの流れ方向に配列されており、各個別液室のうち、少なくとも、最も上流側に位置する個別液室が、インク流入口から上流側に位置するノズルまでのインクの流路長がインク流入口から下流側に位置するノズルまでの流路長よりも長くなるような構造を有することを特徴とする。

本発明によれば、コストアップすることなく、かつ記録ヘッド幅の厚みを増やすことなく、ヘッド基板内の温度勾配とヘッド基板間の温度差・濃度差の拡大を抑えることができる。

なお、本発明において「上流側」とは記録ヘッドにインクが供給される側を指し、「下流側」とは記録ヘッドから気泡が排出口から排出される側を指すものとする。
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に関して説明する。

なお、以下に説明する実施形態では、インクジェット記録方式を用いた記録装置としてプリンタを例に挙げ説明する。

本明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が感覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行なう場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスティック、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものを表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈される。すなわち、「インク」は記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表す。

図１は本発明の好適な実施形態としてのインクジェット記録装置１１の概略構成を示す断面図である。

本実施形態の記録ヘッド１３はブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）各色のインクを吐出する４つの記録ヘッド１３１〜１３４を有する。これらの記録ヘッド１３１〜１３４は後述する制御部により駆動され対応するインクのインク滴を吐出しカラー記録を行う。

シート状の記録媒体（以下、記録紙と称する）ＳＴは、図示しない給送部から給送され、搬送ベルト１２に静電吸着されて移動しつつ記録ヘッド１３の下を通過する際に記録が行われる。搬送装置である搬送ベルト１２は円環状の帯部材であって駆動ローラ１５、支持ローラ１６、１７によって張架され、回転駆動することにより記録紙ＳＴを搬送するものである。クリーニング機構１８は搬送ベルト１２上に付着したインクを除去するものである。

図２は、本実施形態のインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。

記録ヘッド１３１〜１３４には、ヘッドの温度を検出する為の温度センサ部ユニット１３１１〜１３１４が設けられている。個々の温度センサは、ヘッド基板の長手方向両端部に配置されており、記録動作中の温度が測定できるようになっている。

制御部２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ゲートアレイ２４、イメージメモリ２５を有する。ＲＯＭ２２にはプログラムが格納されている。ＲＡＭ２３には、制御に必要なワーク用データが保存されている。ゲートアレイ２４は、搬送ベルト駆動ローラ１５の駆動制御信号、記録ヘッド１３への画像信号および制御信号、クリーニング部１８の駆動制御信号などを出力する。イメージメモリ２５はゲートアレイ２４が外部から受信した記録データを一時記憶する。

図３は本実施形態のフルライン型インクジェット記録ヘッドの概略構成を表す図であり、図３（ａ）は断面図であり、図３（ｂ）は下面図である。図３における記録ヘッドは、図１もしくは図２の記録ヘッド１３１〜１３４のいずれかと同一のものである。

まず、同図において本実施形態におけるインクジェット記録ヘッドの構造の概略を説明する。

インク滴を吐出するための複数のノズル列（４列）をそれぞれ備えた９枚のヘッド基板１ａ〜１ｉがベースプレート２の一側面に千鳥配列で搭載されている。すなわち、これらヘッド基板１ａ〜１ｉは、共通液室内を流れるインクの流れ方向に配列されている。各ノズル内には、熱エネルギによりインクを吐出させる発熱抵抗素子が設けられている。

ベースプレート２には各ヘッド基板１ａ〜１ｉのノズル列にインクを供給するための個別液室４がヘッド基板１ａ〜１ｉ毎に形成されている。

ベースプレート２の材料は、熱膨張係数が低く適度な熱伝導率を有する、例えばアルミナ（熱伝導率：３２Ｗ／ｍＫ）等のセラミック系材料を用いるのが一般的である。ベースプレート２の他側面には個別液室４にインクを供給するためのインク流入口８ａ〜８ｄがヘッド基板毎に形成されている。ベースプレート２の上方には、インクを負圧状態で貯留するための共通液室５が形成されたチップタンク３がインク漏れがないよう密着固定されている。

次に各ヘッド基板へのインク供給順路について説明する。インク導入口６から記録ヘッドに導入されたインクは、共通液室５の中を記録ヘッドの長手方向に流動しながらインク流入口８ａ〜８ｅに順次流入する。インク流入口８ａ〜８ｅに順次流入したインクは個別液室４１ａ〜４１ｅを経て奇数列のヘッド基板１ａ〜１ｅのノズル列にそれぞれ供給される。偶数列のヘッド基板１ｆ〜１ｉへのインク供給順路も同様である。

ヘッド基板１ａ〜１ｅ内に発生した泡は、浮力によって個別インク供給路４ａ〜４ｅを上昇してインク流入口８ａ〜８ｅを通過した後に共通液室５の上部に集まる。共通液室５の上部に集まった泡は、インク導入口６から泡抜き排出口７に向けて流れるインク循環によってインクごと泡抜き排出口７から排出され、不図示のインクタンクに回収される。

次に記録媒体の搬送過程および記録媒体への記録過程について説明する。記録媒体は同図における下面図の上から下に向かって図４に示した搬送手段を用いて、ベースプレート２下面に対して水平に、ヘッド基板１ａ〜１ｉのノズル列に対して垂直方向に搬送される。記録媒体が記録ヘッド直下に来たら、図２の制御構成を用いて、まず奇数列のヘッド基板１ａ〜１ｅの各ノズル列からインク滴が吐出して記録媒体上にドットを形成する。次にその隙間を補完するように偶数列のヘッド基板１ｆ〜１ｉの各ノズル列からインク滴が吐出して記録媒体上にドットを形成して画像が１ラスター毎に完成する。

次にインク滴の吐出に伴ってヘッド基板１に発生する熱の伝播経路について説明する。インク滴の吐出のためにヘッド基板１に投入される電力から吐出インクが持ち出す熱と運動エネルギを差し引いたものがヘッド基板１に発生する熱であり、さらにヘッド基板１から空気への放熱分を差し引いた熱がベースプレート２へと伝播する。このとき、ヘッド基板１とベースプレート２の直接接触部分は、ヘッド基板１とベースプレート２の接着部分であるわずかな縁取り部分であり、個別液室４のインクを介在して熱が伝播することになる。だだし、インクの熱伝導率は悪いので（熱伝導率：０．６８Ｗ／ｍＫ）、急激な熱の伝播は発生しない。このようにして、インク流入口８ａ〜８ｅから流れ込むインクの温度は徐々に上昇することになる。

ここで、最も上流側に位置する個別液室４１ａは、ヘッド基板１ａの中心線ｃに対して非対称な断面形状を有している。すなわち、個別液室４１ａのインク流入口８ａは、記録ヘッド長手方向に対して、インク導入口６が設けられている端部６ａ側から遠い位置に形成されている。よって、インク流入口８ａからヘッド基板１ａの端部６ａに近い側のノズル列までの流路長が、インク流入口８ａからヘッド基板１ａの端部６ａに遠い側のノズル列までの流路長よりも長くなっている。換言すれば、個別液室４１ａは、インク流入口８ａから上流側に位置するノズルまでのインクの流路長がインク流入口８ａから下流側に位置するノズルまでの流路長よりも長くなるような構造を有する。

また、個別液室４１ａの両側の側壁１ａ₁、１ａ₂の傾斜角α、βも互いに異なる。傾斜角α、βはインク流入口８ａの流路断面に対する角度である。本実施形態では、一方の傾斜角βは９０度であり、他方の傾斜角αは９０度以下である。なお、図示しないが、偶数列のヘッド基板１ｆ〜１ｉのうち、インク導入口６に最も近い、すなわち、最も上流側に位置するヘッド基板１ｆ用の個別液室４１ｆも同様の構造を有する。

個別液室４１ａは以上のような構造であるため、ヘッド基板１ａにおける温度差を大幅に低減させることができる。

すなわち、インク流入口８ａ直下のヘッド基板１ａ上に形成されているノズルに対しては、インク流入口８ａから下流側に位置するノズルまでの流路長が短いため、冷えたインクが供給される。一方、その反対側の端部６ａに近いノズルは、インク流入口８ａから上流側に位置するノズルまでのインクの流路長が長いため、側壁１ａ₁ｄにより徐々に温められたインクが供給されることになる。

個別液室４１ｂ〜４１ｅもヘッド基板１ａの中心線（不図示）に対して非対称な断面形状を有しているが、インク流入口８ｂ〜８ｅが端部６ａ側から近い上流側に形成されている点で個別液室４１ａと異なる。よって、インク流入口８ｂ〜８ｅからヘッド基板１ｂ〜１ｅの端部６ａに近い側（上流側）のノズル列までの流路長が、インク流入口８ｂ〜８ｅからヘッド基板１ｂ〜１ｅの端部６ａに遠い下流側のノズル列からまでの流路長よりも短くなっている。

また、個別液室４１ｂの側壁１ｂ₁の傾斜角αと、側壁１ｂ₂の傾斜角βも互いに異なる。傾斜角αは９０度以下であり、傾斜角βは９０度である。なお、図示しないが、個別液室４１ｃ〜４１ｅ、偶数列のヘッド基板１ｆ〜１ｉのうち、個別液室４１ｇ〜４１ｉも同様の構造を有する。

本実施形態のインクジェット記録ヘッドは個別液室４ａが上述した構造を有するため、ヘッド基板１ａにおける温度差を大幅に低減でき、よって、インクジェット記録ヘッドの両端部の温度差を大幅に低減させることができる。

図７に示したような個別液室２０４ａを有するヘッドの場合、ヘッド基板２０１ａのインク導入口２０６側（上流側）の温度が低くなり、図８に示すようにインクジェット記録ヘッドの両端部の温度差が大きくなっていた。これに対して、本実施形態のヘッド基板１ａは端部６ａに近い上流側のノズルは側壁１ａ₁ｄにより徐々に温められたインクが供給されることになるため、ヘッド基板１ａの端部６ａ側の温度の低下が抑制される。その結果、本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、記録ヘッド幅の厚みを増すことなく、インクジェット記録ヘッドの両端部の温度差・濃度差を低減させることができる。また、本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、ヒートパイプを用いることもないのでコストアップすることもない。
（第２の実施形態）
図４は本実施形態のフルライン型インクジェット記録ヘッドの概略構成を表す図であり、図４（ａ）は断面図であり、図４（ｂ）は下面図である。図４における記録ヘッドは、図１もしくは図２の記録ヘッド１３１〜１３４のいずれかと同一のものである。なお、以下の説明では、第１の実施形態と同様の構成に関しては説明を省略するものとする。

本実施形態のインクジェット記録ヘッドの両端に位置する、換言すれば、最も上流側と最も下流側に位置する個別液室４２ａ、４２ｅは、図３に示した個別液室４１ａ、４１ｅの中心線Ｃに対して非対称な形状である。

これに対して、個別液室４２ａ、４２ｅに挟まれた個別液室４２ｂ〜４２ｄはヘッド基板１ｂ〜１ｄの中心線Ｃに対して対称な断面形状を有する。すなわち、インク流入口９ｂ〜９ｄは中心線Ｃ上に設けられ、各側壁の傾斜角も左右で同じである。

このような個別液室４２ａ〜４２ｅを有するインクジェット記録ヘッドを用いた場合の温度分布を図５に示す。

図５において、グラフの横軸は記録ヘッドの長手方向に対応する距離、縦軸はヘッド基板の温度である。ヘッド基板両端にはそれぞれ温度センサ１３０ａ、１３０ｂが設けられており、ヘッド基板両端の温度が測定できるようになっている。これらの温度センサからの温度をプロットしたものが同図のグラフになり、グラフ１０ｂ−ａ〜１０ｂ−ｅはそれぞれヘッド基板１ａ〜１ｅの温度勾配を示している。

従来のインクジェット記録ヘッドは図８に示すように各ヘッド基板毎における温度勾配が大きかった。これに対して本実施形態のインクジェット記録ヘッドのヘッド基板１ａの温度勾配は図６に示すように大きく改善されている。また、他の各ヘッド基板１ｂ〜１ｅの温度勾配についても同様にヘッド基板両端の温度差が大きく改善されている。

同図において、個別液室４２はヘッド基板の位置に対応してそれぞれ適した形状にしている。

個別液室４２ａと４２ｅにおいては、記録ヘッド長手方向に対して端部側から遠い位置（下流側）にインク流入口９ａおよび９ｅを形成する。個別液室４２ｂ〜４２ｄにおいては、ヘッド基板１ｂ〜１ｄの中心がインク流入口９ｂ〜９ｄとなるように形成する。
（第３の実施形態）
図６は本実施形態のフルライン型インクジェット記録ヘッドの概略構成を表す図であり、図６（ａ）は断面図であり、図６（ｂ）は下面図である。図６における記録ヘッドは、図１もしくは図２の記録ヘッド１３１〜１３４のいずれかと同一のものである。なお、以下の説明では、第１の実施形態と同様の構成に関しては説明を省略するものとする。

本実施形態の個別液室４３ａ〜４３ｅは、中央に配置されている個別液室４３ｃの中心線Ｃに対して軸対称な形状を有する。すなわち、個別液室４３ａに対して個別液室４３ｅが、また、個別液室４３ｂに対して個別液室４３ｄが軸対称な形状となっている。このため、インク流入口から上流側に位置する前記ノズルまでのインクの流路長は、インク流入口から下流側に位置するノズルまでの流路長と等しいものとなっている。

個別液室４３ａは、インク流入口１１ａの中心線ｃａがヘッド基板１ａの中心線ｃから距離Ｌ₁だけ端部６ａから遠い下流側に離れた位置にある。個別液室４３ａの側壁１ａ₁の傾斜角α₁と、側壁１ａ₂の傾斜角β₁が互いに異なる。本実施形態では、傾斜角α₁、β₁のいずれも９０度以下であるが、α₁＜β₁の関係となっている。すなわち、端部６ａに近い上流側の傾斜角α₁のほうが端部６ａから遠い下流側の傾斜角β₁よりも小さいことで側壁１ａ₁の長さが側壁１ａ₂よりも長くなっている。しかしながら、本実施形態の側壁１ａ₁の長さは第１の実施形態の図３で示したものよりは短く、また、側壁１ａ₂の長さは第１の実施形態の図３で示したものよりは長い。このように個別液室４３ａの側壁１ａ₁、傾斜角α₁、側壁１ａ₂、傾斜角β₁は、ヘッド基板１ａの温度勾配を最小限に留めるべく最適化されている。

個別液室４３ｂは、インク流入口１１ｂの中心線ｃｂがヘッド基板１ｂの中心線ｃから距離Ｌ₂だけ端部６ａ側から遠い方に離れた位置にある。なお、距離Ｌ₁と距離Ｌ₂とは、Ｌ₁＞Ｌ₂の関係にある。個別液室４３ｂの側壁１ｂ₁の傾斜角α₂と、側壁１ｂ₂の傾斜角β₂は互いに異なる。本実施形態では、傾斜角α、βのいずれも９０度以下であるが、α＜βの関係となっている。また、個別液室４３ｂよりも端部６ａに近い個別液室４３ａにおける傾斜角α₁、β₁との関係は、α₁＜α₂、β₁＜β₂となり、側壁の長さは側壁１ｂ₁＜側壁１ａ₁、側壁１ｂ₂＜側壁１ａ₂の関係となっている。このように、個別液室４３ｂの側壁１ｂ₁、傾斜角α₂、側壁１ｂ₂、傾斜角β₂は、ヘッド基板１ａよりも端部６ａから離れた位置にあるヘッド基板１ｂの温度勾配を最小限に留めるべく最適化されている。

個別液室４３ａ〜４３ｅのうち、中央に配置されている個別液室４３ｃは、個別液室４３ｃの中心線であり、かつインクジェット記録ヘッドの中心線である中心線Ｃに対して軸対称となる断面形状を有する。このため、インク流入口から上流側に位置する前記ノズルまでのインクの流路長は、インク流入口から下流側に位置するノズルまでの流路長と等しいものとなっている。

個別液室４３ｄは、個別液室４３ｃの中心線Ｃに対して軸対称形状であるが、個別液室４３ｂと同様の構造を有する。

個別液室４３ｅも、個別液室４３ｃの中心線Ｃに対して軸対称形状であるが、個別液室４３ａと同様の構造を有する。

このように個別液室４３ａ〜４３ｃ内の各インク流入口１１ａ〜１１ｃから上流側に位置する各ノズルまでのインクの各流路長は、上流側に位置する個別液室４３ａから下流側に位置する個別液室４３ｃに向かうにつれ順次短くなっている。

一方、個別液室４３ｅ〜４３ｃ内の各インク流入口１１ｅ〜１１ｃから下流側に位置する各ノズルまでのインクの各流路長は、下流側に位置する個別液室４３ｅから上流側に位置する個別液室４３ｃに向かうにつれ順次短くなっている。

以上のように本実施形態の個別液室４３ａ〜４３ｅは、ヘッド基板１ａ〜１ｅにおける温度勾配を最小限に留めるべく、インク流入口の位置、傾斜角の大きさ、側壁の長さをそれぞれの位置に合わせて設定している。

なお、本実施形態ではインクジェット記録ヘッドの中心線Ｃに対して個別液室４３ａ、４３ｂ、４３ｄ、４３ｅが対称な断面形状を有する構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、各ヘッド基板の温度勾配を小さくすることができるのであればインクジェット記録ヘッドの中心線Ｃに対して対称である必要はない。

本発明の好適な実施形態としてのインクジェット記録装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の好適な実施形態としてのインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドの概略構成を示す断面図及び下面図である。 本発明の第２の実施形態のインクジェット記録ヘッドの概略構成を示す断面図及び下面図である。 本発明の第２の実施形態のインクジェット記録ヘッドにおける各ヘッド基板の温度分布を示すグラフである。 本発明の第３の実施形態のインクジェット記録ヘッドの概略構成を示す断面図及び下面図である。 従来のインクジェット記録ヘッドの一例の概略構成を示す断面図及び下面図である。 従来のインクジェット記録ヘッドの一例における各ヘッド基板の温度分布を示すグラフである。

符号の説明

１ ヘッド基板
２ ベースプレート
４ 個別液室
５ 共通液室
６ インク導入口
７ 泡抜き排出口
８ インク流入口

Claims (6)

1. インクを吐出するための複数のノズルを有する少なくとも１列のノズル列及び熱エネルギによりインクを吐出させる発熱抵抗素子を備えたヘッド基板と、
   前記ノズルにインクを供給するインク導入口を上流側に有し、導入されたインクをインクジェット記録ヘッド外に排出する排出口を下流側に有する共通液室と、複数の前記ヘッド基板が搭載され、かつ前記各ヘッド基板にインクを供給する複数の個別液室及び前記各個別液室に前記共通液室からのインクを供給する複数のインク流入口が形成されたベースプレートと、を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、
   前記各個別液室は前記共通液室内を流れるインクの流れ方向に配列されており、前記各個別液室のうち、少なくとも、最も前記上流側に位置する前記個別液室が、前記インク流入口から前記上流側に位置する前記ノズルまでのインクの流路長が前記インク流入口から前記下流側に位置する前記ノズルまでの流路長よりも長くなるような構造を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 前記個別液室の前記インク流入口から前記上流側に位置する前記ノズルまでのインクの流路長は、前記上流側に位置する前記個別液室から前記下流側に位置する前記個別液室に向かうにつれ順次短くなっている請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 前記各個別液室のうち、最も前記下流側に位置する前記個別液室が、前記インク流入口から前記下流側に位置する前記ノズルまでのインクの流路長が前記インク流入口から前記上流側に位置する前記ノズルまでの流路長よりも長くなるような構造を有する請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド。
4. 前記個別液室の前記インク流入口から前記下流側に位置する前記ノズルまでのインクの流路長は、前記下流側に位置する前記個別液室から前記上流側に位置する前記個別液室に向かうにつれ順次短くなっている請求項３に記載のインクジェット記録ヘッド。
5. 前記個別液室は前記ヘッド基板の前記インクの流れ方向における中心に対して非対称な断面形状を有しており、前記個別液室の前記インクの流れ方向における両側の側壁の傾斜角は、一方の前記側壁の傾斜角が９０度以下であり、他方の前記側壁の傾斜角が前記一方の前記傾斜角より小さい請求項１ないし４のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
6. 前記配列された前記各個別液室のうち、前記インクの流れ方向における前記ヘッド基板の中央に配置された前記個別液室の前記インク流入口から前記上流側に位置する前記ノズルまでのインクの流路長は、前記インク流入口から前記下流側に位置する前記ノズルまでの流路長と等しい請求項１ないし４のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。

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