JP2012000957A

JP2012000957A - 液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置

Info

Publication number: JP2012000957A
Application number: JP2010140930A
Authority: JP
Inventors: Hironari Owaki; 寛成大脇; Haruhisa Uesawa; 晴久植澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2012-01-05
Anticipated expiration: 2030-06-21
Also published as: JP5464365B2

Abstract

【課題】種類の異なる液体を所望の温度に加熱して液体吐出特性を向上することができる液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】ノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記圧力発生室に液体を供給する導入路が設けられたケース４と、を具備し、前記導入路５６が、前記ケースに少なくとも２つの種類の異なる液体が通過可能に複数並設され、前記ケース４の側面には、前記導入路５６の並設方向に沿って加熱手段７０が設けられており、種類の異なる液体が通過する複数の導入路５６の内、比熱及び粘度の基準となる液体が通過する導入路５６ａ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｅに対して、比熱、粘度の基準となる液体よりも比熱、粘度の高い液体が通過する導入路５６ｂ、５６ｆの前記加熱手段７０に相対向する面積を広くする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置に関し、特に、液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド、インクジェット式記録ヘッドユニット及びインクジェット式記録装置に関する。

液滴を吐出する液体噴射ヘッドの代表例としては、インク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。インクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口が穿設されたノズルプレートと、ノズル開口に連通する複数の圧力発生室を含む液体流路が形成された流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧力発生手段とを具備するものがある。

このような記録ヘッドから吐出する液体には、液体の種類に応じて吐出に適した粘度がある。液体の粘度は、温度と相関関係にあるため、温度が低いほど粘度が高くなり、温度が高いほど粘度が低くなる特性がある。そのため、通常使用する液体の粘度に適するように設計された記録ヘッドが、低温（高温）環境に置かれた場合や、粘度の高い（低い）液体を吐出する場合などには、液体を加熱（冷却）する必要がある。具体的には、導入路などの流路が設けられたケースに加熱手段を設け、加熱手段によってインクを加熱することでインクの粘度を低下させて、良好なインクの吐出特性を得るようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−０２３２５７号公報

しかしながら、記録ヘッドから複数の種類が異なるインクを吐出させる場合、種類が異なるインクは同じ温度であっても比熱や粘度などの特性が異なるため、全てのインクを加熱手段で均一に加熱しても、到達する温度に差異が生じ、所望の粘度のインクを吐出させることができないという問題がある。すなわち、加熱手段でインクを加熱しても所望の温度よりも低い温度にしか達しないと、所望の粘度よりも高い粘度となってしまう。また、加熱手段でインクを加熱して所望の温度よりも高い温度に達してしまうと、粘度が低くなりすぎてしまう。何れにしても所望のインク吐出特性を得ることができず、印刷品質が低下してしまうという問題がある。

なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドに限定されず、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、種類の異なる液体を所望の温度に加熱して液体吐出特性を向上することができる液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、を具備するヘッド本体と、該ヘッド本体の前記圧力発生室に液体を供給する導入路が設けられたケースと、を具備し、前記導入路が、前記ケースに少なくとも２つの種類の異なる液体が通過可能に複数並設され、前記ケースの前記ヘッド本体に固定された固定面の側面には、前記導入路の並設方向に沿って加熱手段が設けられており、種類の異なる液体が通過する複数の導入路の内、比熱の基準となる液体が通過する導入路に対して、比熱の基準となる液体よりも比熱の高い液体が通過する導入路の前記加熱手段に相対向する面積を広くすると共に、粘度の基準となる液体が通過する導入路に対して、粘度の基準となる液体よりも粘度が高い液体が通過する導入路の前記加熱手段に相対向する面積を広くすることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、導入路を通過する液体の比熱や粘度に応じて、加熱手段に相対向する面積を増減させることで、温まりにくい液体を効率良く加熱して、吐出される液体の粘度を均一化することができるため、吐出特性を均一化して印刷品質を向上することができる。

ここで、前記導入路が、長穴の開口形状を有し、前記導入路の長穴の長軸が前記加熱手段が設けられた側面の面方向となるように配置されていることが好ましい。これによれば、導入路の加熱手段に相対向する面積をさらに広げて、導入路を通過する液体を効率よく加熱することができる。

また、複数の導入路は、同等の開口面積となるように設けられていることが好ましい。これによれば、導入路を通過する液体の流路抵抗を均一化して供給特性を均一化することができるため、液体の吐出特性を均一化することができる。

また、前記導入路が、並設方向の両端部側に向かって、前記加熱手段に相対向する面積が広くなるように設けられていることが好ましい。これによれば、加熱手段の熱分布によって加熱され難い領域に設けられた導入路を通過する液体を加熱されやすい領域の導入路を通過する液体と同じように加熱することができるため、温度を均一化して均一な粘度で液体を供給することができる。

さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを複数具備することを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる態様では、均一な粘度の液体を吐出して吐出特性を均一化することができると共に所望の吐出特性で液体を吐出させることができるため、印刷品質を向上した液体噴射ヘッドユニットを実現できる。

また、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドユニット又は液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、印刷品質を向上した液体噴射装置を実現できる。

本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの上面図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部断面図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部断面図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す上面図である。本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの上面図である。本発明の一実施形態に係る記録装置の概略図である。

（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図２はインクジェット式記録ヘッドの上面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ′線断面図及びそのＢ−Ｂ′線断面図であり、図４は、インクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。

図１に示すように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１（以下、記録ヘッド１とも言う）は、一対（２つ）のアクチュエーターユニット２と、アクチュエーターユニット２を内部に収容可能な収容部３が設けられたケース４と、ケース４の先端面（固定面）に接合された流路ユニット５と、を具備する。

図３に示すように、本実施形態のアクチュエーターユニット２は、本実施形態のアクチュエーターである複数の圧電素子１１がその幅方向に並設された圧電素子形成部材１３と、圧電素子形成部材１３の先端部（一端部）側が自由端となるようにその基端部（他端部）側が固定端として接合される固定板１４とを有する。

圧電素子形成部材１３は、圧電材料層１５と、圧電素子１１の２つの極を構成する内部電極、すなわち、隣接する圧電素子１１と電気的に独立する個別電極を構成する個別内部電極１６と、隣接する圧電素子１１と電気的に共通する共通電極を構成する共通内部電極１７とを交互に挟んで積層することにより形成されている。

この圧電素子形成部材１３には、例えば、ワイヤーソー等によって複数のスリット１８が形成され、その先端部側が櫛歯状に切り分けられて圧電素子１１の列が形成されている。なお、圧電素子１１の列の両外側には、各圧電素子１１よりも広い幅を有する位置決め部１９が設けられている。この位置決め部１９は、圧電素子１１と同様に、圧電素子形成部材１３で形成されているが、実質的に駆動されない非駆動振動子であり、アクチュエーターユニット２を記録ヘッド１に組み込む際に、位置決め部１９をケース４に設けられた収容部３の側面に当接させて、アクチュエーターユニット２を高精度に位置決めするためのものである。

ここで、圧電素子１１の固定板１４に接合される領域は、振動に寄与しない不活性領域となっており、圧電素子１１を構成する個別内部電極１６及び共通内部電極１７間に電圧を印加すると、固定板１４に接合されていない先端部側の領域のみが振動する。そして、圧電素子１１の先端面が、後述する振動板４６の島部４９に接着剤等を介して固定される。

また、アクチュエーターユニット２の各圧電素子１１には、当該圧電素子１１を駆動するための駆動ＩＣ等の駆動回路２９が搭載されたＣＯＦ等の回路基板３０が接続されている。

流路ユニット５は、流路形成基板４０、振動板４６及びノズルプレート４８を具備する。

流路形成基板４０は、シリコン単結晶基板からなり、その一方面側の表層部分には、複数の隔壁によって画成された圧力発生室４２がその幅方向（短手方向）に並設された列が２列設けられている。

また、図３に示すように、各圧力発生室４２の長手方向一端部側には、各圧力発生室４２に液体の一例であるインクを供給するための液体溜りであるマニホールド４４が液体供給路の一例であるインク供給路４５を介して連通されている。本実施形態では、図４に示すように、圧力発生室４２の１列に対して３つのマニホールド４４を設けるようにした。すなわち、一方の圧力発生室４２の列には、第１マニホールド４４ａ、第２マニホールド４４ｂ、第３マニホールド４４ｃが連通し、他方の圧力発生室４２の列には、第４マニホールド４４ｄ、第５マニホールド４４ｅ、第６マニホールド４４ｆが連通するように設けられている。このようなマニホールド４４（第１マニホールド４４ａ〜第６マニホールド４４ｆ）は、圧力発生室４２の並設方向に沿って３つそれぞれ独立して設けられている。すなわち、本実施形態では、２列の圧力発生室の列の両外側にそれぞれマニホールド４４を３個ずつ、合計６個設けるようにした。なお、本実施形態では、１つの流路ユニット５に６個のマニホールド４４を設けるようにしたが、圧力発生室４２の列を挟む一対のマニホールド４４毎に流路ユニット５を切り分けることで、３つの流路ユニットを設けるようにしてもよい。もちろん、流路ユニット５をマニホールド４４毎に切り分けることで、６個の流路ユニットを設けるようにしてもよい。

このように、マニホールド４４を区画することで、１つの記録ヘッド１から異なる種類のインクを吐出させることができる。

また、流路形成基板４０の圧力発生室４２の開口面側は振動板４６で封止され、他方面側にはノズル開口４７が穿設されたノズル形成部材の一例であるノズルプレート４８が接着剤や熱溶着フィルムを介して接着されている。ノズルプレート４８のノズル開口４７と圧力発生室４２とは、流路形成基板４０を貫通して設けられたノズル開口連通孔４３を介して連通している。

振動板４６は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜４６ａと、この弾性膜４６ａを支持する、例えば、金属材料等からなる支持板４６ｂとの複合板で形成されており、弾性膜４６ａ側が流路形成基板４０に接合されている。例えば、本実施形態では、第１の部材である弾性膜４６ａは、厚さが数μｍ程度のＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）フィルムからなり、第２の部材である支持板４６ｂは、厚さが数十μｍ程度のステンレス鋼板（ＳＵＳ）からなる。

また、振動板４６の各圧力発生室４２に対向する領域内には、圧電素子１１の先端部が当接する島部４９が設けられている。すなわち、振動板４６の各圧力発生室４２の周縁部に対向する領域に他の領域よりも厚さの薄い薄肉部５０が形成され、この薄肉部５０の内側にそれぞれ島部４９が設けられている。このような島部４９には、上述したアクチュエーターユニット２の圧電素子１１の先端部が例えば、接着剤等を介して固定される。

また、振動板４６のマニホールド４４に対向する領域には、薄肉部５０と同様に、支持板４６ｂがエッチングにより除去されて実質的に弾性膜４６ａのみで構成されるコンプライアンス部５４が設けられている。なお、このコンプライアンス部５４は、マニホールド４４内に圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部５４の弾性膜４６ａが変形することによって圧力変化を吸収し、マニホールド４４内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。

なお、本実施形態では、振動板４６を弾性膜４６ａと支持板４６ｂとで構成し、島部４９の周辺部及びコンプライアンス部５４を弾性膜４６ａのみで構成したが、特にこれに限定されず、例えば、振動板として、１枚の板状部材を用いて、板状部材の厚さ方向の一部を除去した凹形状の薄肉部５０等を設けることで、島部４９及びコンプライアンス部５４を形成するようにしてもよい。

このようにインクを吐出するノズル開口４７に連通する圧力発生室４２が設けられた流路ユニット５と、圧力発生室４２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段であるアクチュエーターユニット２と、が本実施形態のヘッド本体を構成している。なお、上述のように、流路ユニット５がマニホールドに対応して区分けされて複数設けられている場合であっても、複数の流路ユニット５がヘッド本体を構成してもよく、また、複数の流路ユニットのそれぞれがヘッド本体を構成してもよい。

ケース４は、図１及び図２に示すように、流路形成基板４０の振動板４６上に固定されたものであり、図示しないインクタンクやインクカートリッジ等の液体貯留手段が接続されて、マニホールド４４にインクを供給する導入路５６が厚さ方向に貫通して設けられている。

また、ケース４には、厚さ方向に貫通する２つの収容部３が設けられており、各収容部３にアクチュエーターユニット２が位置決めされて固定されている。

このようなケース４の収容部３は、図１に示すように、固定板１４が固定される側に固定板１４の幅よりも幅広に設けられた固定板保持部３ａと、圧電素子形成部材１３側に固定板保持部３ａよりも幅狭で且つ圧電素子形成部材１３よりも若干幅広に設けられた圧電素子保持部３ｂとを有する。なお、ここで言う幅は、圧電素子１１（圧力発生室４２）の並設方向のことである。また、図３に示すように、収容部３の固定板保持部３ａには、貫通方向において振動板４６側が幅狭となるように段差部３ｃが設けられており、固定板１４は、圧電素子１１が突出する端面が段差部３ｃに当接して固定される。

また、ケース４は、収容部３が開口する一方面が振動板４６に固定される固定面となっており、この固定面とは交差する一対の側面側には、厚さ方向に貫通する複数の導入孔５６（第１導入路５６ａ〜第６導入路５６ｆ）が設けられている。ここで、導入路５６が厚さ方向に貫通するとは、導入路５６がケース４の流路ユニット５と接合される固定面及び固定面とは反対の面とに開口していることを言う。

そして、導入路５６は、流路ユニット５のマニホールド４４に対応して、それぞれ設けられている。本実施形態では、流路ユニット５に６個のマニホールド４４（第１マニホールド４４ａ、第２マニホールド４４ｂ、第３マニホールド４４ｃ、第４マニホールド４４ｄ、第５マニホールド４４ｅ、第６マニホールド４４ｆ）を設けたため、導入路５６をマニホールド４４と同数の６個、すなわち、第１導入路５６ａ、第２導入路５６ｂ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅ、第６導入路５６ｆを設けた。したがって、ケース４の各側面側に設けられた第１導入路５６ａ〜第３導入路５６ｃ及び第４導入路５６ｄ〜第６導入路５６ｆは、圧力発生室４２の並設方向に並んで配置されている。

このような導入路５６は、ケース４の外周に近い部分に設けるのが好ましい。これにより、ケース４の外周に設けられた後述する加熱手段７０によって導入路５６を通過するインクを加熱されやすくすることができる。

また、ケース４の第１導入路５６ａ〜第３導入路５６ｃが設けられた側面と、第４導入路５６ｄ〜第６導入路５６ｆが設けられた側面とには、それぞれ側面に沿って加熱手段７０が設けられている。このような加熱手段７０は、本実施形態では、フィルム状のものからなり、側面に密着して設けられている。なお、フィルム状の加熱手段７０とは、例えば、発熱抵抗体を樹脂等のシートで挟み込んだ面状ヒーターなどが挙げられる。

そして、ケース４に設けられた第１導入路５６ａ〜第６導入路５６ｆには、少なくとも２つの種類の異なるインクが通過される。すなわち、第１マニホールド４４ａ〜第６マニホールド４４ｆには、少なくとも２つの種類の異なるインクが供給される。

本実施形態では、第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅには比熱の基準となるインクが通過するようになっている。これに対して、第２導入路５６ｂ及び第６導入路５６ｆには、第１導入路５６ａ等を通過する比熱の基準となるインクよりも比熱が高いインクが通過するようになっている。ここで、比熱の基準となるインクとは、本実施形態では、複数種類のインクの内、比熱が最も低いインクのことを言っている。そして、比熱とは、物質１ｇの温度を１℃高めるのに必要な熱量のことであるため、基準となるインクに対して比熱が高いインクとは、基準となるインクよりも温まり難いインクのことである。

このような比熱が高いインクが通過する第２導入路５６ｂ、第６導入路５６ｆの加熱手段７０に相対向する面積を、第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅの加熱手段７０に相対向する面積よりも広くする。具体的には、本実施形態では、図２に示すように、第２導入路５６ｂ、第６導入路５６ｆを開口が長穴（楕円）となるように形成し、長穴となる開口の長軸が第１導入路５６ａ〜第３導入路５６ｃの並設方向に沿って配置するようにした。そして、その他の導入路である第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅは、開口が単穴（真円）となるように形成している。

このような第２導入路５６ｂ及び第６導入路５６ｆは、図５に示すように、その他の第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅの加熱手段７０に相対向する周方向の幅Ｗ_１に比べて、加熱手段７０に相対向する周方向の幅Ｗ_２が広くなる。したがって、第２導入路５６ｂ及び第６導入路５６ｆは、加熱手段７０に相対向する面積が広がる。したがって、第２導入路５６ｂ、第６導入路５６ｆを通過する比熱が比較的高いインクを、比熱の比較的低いインクが通過する第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅと同様の時間で所望の温度に達するまで加熱することができる。これにより、第１マニホールド４４ａ〜第６マニホールド４４ｆに供給するインクの温度を均一化して、インクの粘度に偏りが生じるのを抑制して、均一な吐出特性でインクを吐出させることができる。したがって、印刷品質を向上することができる。

なお、第１導入路５６ａ〜第６導入路５６ｆは、それぞれ加熱手段７０までの距離が略同じ距離となるように配置されている。ここで、第１導入路５６ａ〜第６導入路５６ｆが加熱手段７０まで同じ距離であるとは、例えば、各導入路５６ａ〜５６ｆと加熱手段７０との最短距離が同じことを言う。このように、各導入路５６ａ〜５６ｆが加熱手段７０まで略同じ距離で設けられていることで、第２導入路５６ｂ、第６導入路５６ｆを通過する比熱が比較的高いインクを、比熱の比較的低いインクが通過する第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅと同様の時間で所望の温度に達するまで加熱することができる。

また、このような本実施形態の構成では、温めにくいインクを短時間で効率良く温めることができるため、加熱手段７０の電力を低電力化することができる。

さらに、このような本実施形態の構成では、第１マニホールド４４ａ〜第６マニホールド４４ｆに供給するインク、特に第２マニホールド４４ｂ及び第６マニホールド４４ｆに供給される比熱の高いインクを短時間で所望の温度に加熱することができることから、インクの温度の微調整を容易に行うことができる。これにより、インクを安定した一定温度に保つことができ、インクの温度による粘度を一定に保ってインク滴の吐出特性を安定させて、印刷品質を安定させることができる。

なお、長穴である第２導入路５６ｂ、第６導入路５６ｆの開口面積と、単穴である第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅの開口面積とは、同じ開口面積とするのが好ましい。これにより、全ての第１導入路５６ａ〜第６導入路５６ｆを通過するインクの流路抵抗を均一化して、インク供給特性を均一にすることができる。

もちろん、第２導入路５６ｂ、第６導入路５６ｆの開口面積を、第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅよりも広くすることで、加熱手段７０に相対向する面積を広げるようにしてもよい。ここで、このような例を図６に示す。なお、図６は、本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す上面図である。

図６に示すように、ケース４Ａには、第１導入路５６ａ〜第６導入路５６ｆが単穴（真円）の開口形状となるように設けられており、第２導入路５６ｂ及び第６導入路５６ｆの開口面積が、第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅの開口面積に比べて大きくなっている。このように、第２導入路５６ｂ及び第６導入路５６ｆの開口面積を広げることでも、第２導入路５６ｂ及び第６導入路５６ｆの加熱手段７０に相対向する面積を増大させて、通過するインクを加熱手段７０によって温めやすくすることができる。

さらに、上述した例では、比熱について説明したが、特にこれに限定されず、インクの特性を示す粘度に応じて導入路の形状を変形してもよい。

ここで、比熱で説明した図２を用いて説明する。異なる種類のインクとして、同じ温度で粘度の異なるインクを用いる場合、本実施形態では、第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅには粘度の基準となるインクが通過するようになっている。これに対して、第２導入路５６ｂ及び第６導入路５６ｆには、第１導入路５６ａ等を通過する基準となるインクよりも粘度が高いインクが通過するようになっている。ここで、粘度の基準となるインクとは、本実施形態では、複数種類のインクの内、同じ温度において粘度が最も低いインクのことを言っている。そして、基準となるインクよりも粘度が高いインクは、基準となるインクよりも高い温度に加熱しなければ、基準となるインクと同じ粘度にすることができない。

したがって、上述した比熱と同様に、粘度が高いインクが通過する第２導入路５６ｂ、第６導入路５６ｆの加熱手段７０に相対向する面積を、第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅの加熱手段７０に相対向する面積よりも広くする。具体的には、上述した比熱の場合と同様に、図２に示すように、第２導入路５６ｂ、第６導入路５６ｆを開口が長穴（楕円）となるように形成し、長穴となる開口の長軸が第１導入路５６ａ〜第３導入路５６ｃの並設方向に沿って配置するようにした。そして、その他の導入路である第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅは、開口が単穴（真円）となるように形成している。

これにより第２導入路５６ｂ及び第６導入路５６ｆは、その他の第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅの加熱手段７０に相対向する周方向の幅Ｗ_１に比べて、加熱手段７０に相対向する周方向の幅Ｗ_２が広くなるため、加熱手段７０に相対向する面積が広がる。したがって、第２導入路５６ｂ、第６導入路５６ｆを通過する粘度が比較的高いインクを、比熱の比較的低いインクが通過する第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅと同様の時間で同等の粘度となるまで加熱することができる。これにより、第１マニホールド４４ａ〜第６マニホールド４４ｆに供給するインクの粘度に偏りが生じるのを抑制して、均一な吐出特性でインクを吐出させることができる。したがって、印刷品質を向上することができる。

なお、上述した例では、比熱の最も低い比熱の基準となるインクと、粘度が最も低い粘度の基準となるインクとが同じインクである場合、図２に示す第１導入路５６ａ〜第６導入路５６ｆの形状となるが、比熱の最も低い比熱の基準となるインクと、粘度が最も低い粘度の基準となるインクとが異なるインクとし、それぞれが異なる導入路５６を通過するようにしてもよい。この場合には、比熱と粘度との関係から導入路の加熱手段７０に相対向する面積を適宜増減すればよい。

また、ケース４には、コンプライアンス部５４に対向する領域に開口する凹形状を有するコンプライアンス空間５５が設けられている。このコンプライアンス空間５５によってコンプライアンス部５４は変形可能に保持される。

このようなケース４は、樹脂材料によって形成されている。また、ケース４は、成形することで、低コストで製造することができると共に、容易に量産することができる。

このような記録ヘッド１では、インク滴を吐出する際に、圧電素子１１及び振動板４６の変形によって各圧力発生室４２の容積を変化させて所定のノズル開口４７からインク滴を吐出させるようになっている。具体的には、図示しないインクカートリッジからケース４に設けられた導入路５６を介して温められたインクがマニホールド４４に供給されると、インク供給路４５を介して各圧力発生室４２にインクが分配される。実際には、圧電素子１１に電圧を印加することにより圧電素子１１を収縮させる。これにより、振動板４６が圧電素子１１と共に変形されて圧力発生室４２の容積が広げられ、圧力発生室４２内にインクが引き込まれる。そして、ノズル開口４７に至るまで内部にインクを満たした後、回路基板３０を介して供給される記録信号に従い、圧電素子１１の電極１６、１７に印加していた電圧を解除する。これにより、圧電素子１１が伸張されて元の状態に戻ると共に振動板４６も変位して元の状態に戻る。結果として圧力発生室４２の容積が収縮して圧力発生室４２内の圧力が高まりノズル開口４７からインク滴が吐出される。

（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの上面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図７に示すように、ケース４Ｂには、６個の導入路５６、すなわち、第１導入路５６ａ、第２導入路５６ｂ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅ、第６導入路５６ｆが設けられている。そして、各導入路５６は、それぞれ区画された第１マニホールド４４ａ〜第６マニホールド４４ｆに連通している。

また、ケース４Ｂの導入路５６が並設された側の両側面には、上述した実施形態１と同様に、加熱手段７０が設けられている。

このようなケース４Ｂでは、加熱手段７０の両端部側に加熱手段７０が設けられていない側面が存在することから、熱分布に偏りが生じる。具体的には、加熱手段７０の両端部側は、加熱手段７０が設けられていない側面からの放熱も相俟って中央部側に比べて加熱される温度が低くなってしまう。このため、本実施形態では、並設された３つの導入路５６の並設方向両端部側の導入路５６（第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第６導入路５６ｆ）が加熱手段７０に相対向する面積を広げるようにした。具体的には、第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第６導入路５６ｆの開口が長穴（楕円）となるように形成し、長穴となる開口の長軸が第１導入路５６ａ〜第３導入路５６ｃの並設方向に沿って配置するようにした。

また、本実施形態でも、上述した実施形態１と同様に、第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅには比熱の基準となるインクが通過するようになっている。これに対して、第２導入路５６ｂ及び第６導入路５６ｆには、第１導入路５６ａ等を通過する比熱の基準となるインクよりも比熱が高いインクが通過するようになっている。

このような比熱が高いインクが通過する第２導入路５６ｂ、第６導入路５６ｆの加熱手段７０に相対向する面積を、第５導入路５６ｅの加熱手段７０に相対向する面積よりも広くする。

このように、導入路５６を通過する比熱の関係と、加熱手段７０の熱分布の関係とを合わせて、導入路５６の加熱手段７０に相対向する面積を調整する。

具体的には、本実施形態では、第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄは、加熱され難い導入路５６の並設方向両端部側に配置されていることから、加熱手段７０に相対向する幅Ｗ_２の長穴（楕円）となる開口で形成した。

第２導入路５６ｂは、通過するインクの比熱が比較的高いため、加熱手段７０に相対向する幅Ｗ_２の長穴（楕円）となる開口で形成した。

また、第５導入路５６ｅは、通過するインクの比熱が比較的低く、加熱手段７０によって十分に加熱される中央部に配置されていることから、加熱手段７０に相対向する幅Ｗ_１の単穴（真円）の開口形状で形成した。

また、第６導入路５６ｆは、通過するインクの比熱が比較的高く、加熱され難い導入路５６の並設方向両端部側に配置されていることから、第１導入路５６ａの加熱手段７０に相対向する幅Ｗ_２よりも広い幅Ｗ_３の長穴（楕円）となる開口で形成した。

これにより、並設方向両端部側に設けられた第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第６導入路５６ｆを通過するインクは、中央部に設けられた第２導入路５６ｂ、第５導入路５６ｅと同じように短時間で所望の温度に温めることができる。また、比較的高い比熱のインクが通過する第２導入路５６ｂ、第６導入路５６ｆを通過するインクは、比較的低い比熱のインクが通過する第１導入路５６ａ、第３導入路５６ｃ、第４導入路５６ｄ、第５導入路５６ｅと同じように短時間で所望の温度に温めることができる。

これにより、各マニホールド４４に供給するインクの粘度を均一化して、吐出特性を均一化して印刷品質を向上することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した各実施形態では、６個のマニホールド４４と６個の導入路５６とを設けるようにしたが、各マニホールドに２以上の導入路５６を連通するように設けてもよく、また、マニホールド４４や導入路５６の数や配置は、上述したものに限定されるものではない。また、導入路５６の開口形状も特に限定されず、円形状、三角形状、矩形状、多角形状等何れの形状であってもよい。

また、例えば、上述した各実施形態では、導入路５６の加熱手段７０に相対向する面積を広げるために、導入路５６の開口形状を変更したり、開口面積を広げるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、導入路５６の長さ（固定面から固定面とは反対側の面までの長さ）を傾斜させるなどして変更することで、加熱手段７０に相対向する面積を増減させるようにしてもよい。

さらに、上述した各実施形態では、導入路５６の加熱手段７０に相対向する面積を２段階又は３段階に変更するようにしたが、特にこれに限定されず、導入路５６の加熱手段７０に相対向する面積を４段階以上に変更するようにしてもよい。

また、上述した各実施形態では、流路（圧力発生室４２）に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、圧電材料層１５と個別内部電極１６及び共通内部電極１７とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電素子１１を例示したが、圧力発生手段は、特にこれに限定されるものではなく、圧電材料層１５と個別内部電極１６及び共通内部電極１７とを交互に積層させて積層方向の一端部を島部に当接させる横振動型の圧電素子を用いるようにしてもよい。

また、圧力発生手段としては、例えば、下電極、圧電材料からなる圧電体層及び上電極を成膜及びリソグラフィー法によって形成した薄膜型の圧電素子を用いてもよく、また、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電素子を使用することもできる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるものなども使用することができる。

また、これら各実施形態のインクジェット式記録ヘッド１は、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備するインクジェット式記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図８は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。

図８に示すインクジェット式記録装置２００において、複数のインクジェット式記録ヘッド１を有するインクジェット式記録ヘッドユニット２０２（以下、単にヘッドユニット２０２とも言う）は、インク供給手段を構成するカートリッジ２０２Ａ及び２０２Ｂが着脱可能に設けられ、このヘッドユニット２０２を搭載したキャリッジ２０３は、装置本体２０４に取り付けられたキャリッジ軸２０５に軸方向移動自在に設けられている。このヘッドユニット２０２は、例えば、ブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。

そして、駆動モーター２０６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト２０７を介してキャリッジ２０３に伝達されることで、ヘッドユニット２０２を搭載したキャリッジ２０３はキャリッジ軸２０５に沿って移動される。一方、装置本体２０４にはキャリッジ軸２０５に沿ってプラテン２０８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン２０８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。

また、上述したインクジェット式記録装置２００では、複数の記録ヘッド１を有するヘッドユニット２０２がキャリッジ２０３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、記録ヘッド１が固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。

また、上述した例では、複数の記録ヘッド１を有するヘッドユニット２０２をインクジェット式記録装置２００に搭載するようにしたが、ヘッドユニット２０２には、それぞれ１つの記録ヘッド１が搭載されていてもよく、また、単数又は複数の記録ヘッド１が直接インクジェット式記録装置２００に搭載されていてもよい。

なお、上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。

１インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、２アクチュエーターユニット、３収容部、４、４Ａ、４Ｂケース、５流路ユニット、１１圧電素子（アクチュエーター）、１３圧電素子形成部材、１４固定板、１６個別内部電極、１７共通内部電極、１８スリット、１９位置決め部、３０回路基板、４０流路形成基板、４２圧力発生室、４４、４４ａ〜４４ｆマニホールド、４６振動板、４７ノズル開口、４８ノズルプレート、４９島部、５６、５６ａ〜５６ｆ導入路、２００インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、２０２インクジェット式記録ヘッドユニット（液体噴射ヘッドユニット）

Claims

液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、を具備するヘッド本体と、
該ヘッド本体の前記圧力発生室に液体を供給する導入路が設けられたケースと、を具備し、
前記導入路が、前記ケースに少なくとも２つの種類の異なる液体が通過可能に複数並設され、
前記ケースの前記ヘッド本体に固定された固定面の側面には、前記導入路の並設方向に沿って加熱手段が設けられており、
種類の異なる液体が通過する複数の導入路の内、比熱の基準となる液体が通過する導入路に対して、比熱の基準となる液体よりも比熱の高い液体が通過する導入路の前記加熱手段に相対向する面積を広くすると共に、粘度の基準となる液体が通過する導入路に対して、粘度の基準となる液体よりも粘度が高い液体が通過する導入路の前記加熱手段に相対向する面積を広くすることを特徴とする液体噴射ヘッド。
前記導入路が、長穴の開口形状を有し、前記導入路の長穴の長軸が前記加熱手段が設けられた側面の面方向となるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
複数の導入路は、同等の開口面積となるように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
前記導入路が、並設方向の両端部側に向かって、前記加熱手段に相対向する面積が広くなるように設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを複数具備することを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
請求項５記載の液体噴射ヘッドユニットを具備することを特徴とする液体噴射装置。
請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。