JP2012066425A - 液体噴射ヘッドユニット - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で記録ヘッドより上流側の流路に熱を与えることができる液体噴射ヘッドユニットを提供する。
【解決手段】複数のノズル３８に連通する流路を備えた流路ユニット３９と、該流路ユニットの前記流路に液体を供給する共通液体流路４２が形成され、前記流路ユニット３９が接合されたヘッドケース３５と、該ヘッドケースの前記流路ユニット接合側とは反対側に接合され、前記共通液体流路に液体を供給する上流側流路を備えた流路部材１４と、前記ヘッドケースの側面に装着される発熱可能なヒーター１７と、該ヒーターに一部分が接合されると共に、他の部分が前記流路部材の一部と対向する金属板１９と、を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、ノズルに連通する圧力室に圧力変動を与えて、圧力室内の液体をノズルから噴射させるインクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドユニットに関する。

圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズルから液滴として噴射させる液体噴射ヘッドとしては、例えば、インクジェット式記録装置（以下、単にプリンターという）などの画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）、液晶ディスプレイなど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（Electro
Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）などの電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどがある。

例えば、上記の記録ヘッドでは、リザーバーから圧力室を経てノズルに至る一連の液体流路が形成された流路ユニットや圧力室の容積を変動可能な圧力発生素子を有するアクチュエーターユニットなどを樹脂製のヘッドケースに取り付けて構成されているものがある。上記流路ユニットには、複数のノズルを開設したノズルプレートが接合されている。

このような記録ヘッドから噴射する液体には、例えば、常温でおよそ４ｍＰａ・ｓなどのように、噴射に適した粘度がある。液体の粘度は、温度と相関関係にあり、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傾向がある。また、例えば、紫外線硬化型インク等のように常温で８ｍＰａ・ｓ以上の所謂高粘度領域の液体を噴射する用途に記録ヘッドが用いられる場合もある。そのため、環境温度に拘わらず各ノズルから噴射する液体の粘度を噴射に適した値にするために、液体を加熱するヒーターをヘッドケースに備えた記録ヘッドが知られている。また、このヒーターがノズルプレートを保護するヘッドカバーに当接し、ヘッドカバーを介してノズルプレートに伝熱することで記録ヘッド内の液体を温める構成のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２６２５４３号公報

ところで、上記のような記録ヘッドでは、記録ヘッド内に形成された流路の距離が短い場合（例えば、記録ヘッドが小型な場合）、液体噴射時に上流側から流れてくる液体が短時間で記録ヘッド内を通過するため、液体を十分に加熱することができない。このため、記録ヘッドより上流側に位置する流路部材にもヒーターを備えた構成の液体噴射ヘッドユニットが開発されつつある。しかしながら、このような液体噴射ヘッドユニットには、ヒーターを複数設けるため、構造が複雑になり、コストアップにもなっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構造で記録ヘッドより上流側の流路に熱を与えることができる液体噴射ヘッドユニットを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、複数のノズルに連通する流路を備えた流路ユニットと、
該流路ユニットの前記流路に液体を供給する共通液体流路が形成され、前記流路ユニットが接合されたヘッドケースと、
該ヘッドケースの前記流路ユニット接合側とは反対側に接合され、前記共通液体流路に液体を供給する上流側流路を備えた流路部材と、
前記ヘッドケースの側面に装着される発熱可能なヒーターと、
該ヒーターに一部分が接合されると共に、他の部分が前記流路部材の一部と対向する金属板と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、ヘッドケースに装着されるヒーターと、流路部材の一部と対向する金属板とが接合しているため、ヒーターの熱を金属板に伝えることができ、この金属板の熱を利用して流路部材の流路内の液体を加熱することができる。これにより、液体噴射ヘッド内の液体の温度をより安定化させることができる。その結果、液体噴射ヘッド内のインクの粘度ムラを抑えることができ、液体噴射ヘッドの信頼性を高めることができる。また、流路部材にヒーターを別途設ける必要が無いため、容易に製造することができ、製造コストを抑えることができる。

上記構成において、前記金属板の外側において当該金属板を覆う断熱部材を備えた構成を採用することが望ましい。
この構成によれば、断熱部材で覆った空間内の雰囲気を金属板の熱によってより効率的に温めることができ、保温性も高まるので、流路部材の温度のムラを抑制することができ、流路部材内の液体の温度を均一にすることができる。

上記構成において、前記金属板の熱を、前記断熱部材によって覆われた空間内に放熱させる放熱部材を当該金属板に備えた構成を採用することが望ましい。
この構成によれば、金属板の熱を雰囲気に伝え易くすることができ、断熱部材で覆った空間内の雰囲気をより温め易くすることができる。

また、前記金属板は、前記流路部材と前記ヘッドケースの境界に対向する領域に少なくとも１つのスリットを開口した構成を採用することが望ましい。
この構成によれば、スリットにより金属板のヘッドケース側から流路部材側への伝熱の仕方をコントロールすることができる。例えば、流路部材における温まり難い領域に対応する部分にはスリットを設けないことで当該領域に対して熱が伝わりやすくする一方で、流路部材において温まり易い領域に対応する部分にはスリットを設けることで当該領域に対して熱が伝わり難くすることができる。これにより、流路部材の温度のムラを抑制することができ、流路部材内の液体の温度をより均一にすることができる。

上記構成において、前記金属板は、前記スリットを前記流路部材と前記ヘッドケースの境界に沿って複数列設し、該列設方向における中央部に開口したスリットの長さを、同方向における両端部に開口したスリットの長さよりも長くした構成を採用することが望ましい。
この構成によれば、金属板において、比較的温まり難い両端部ではヘッドケース側から流路部材側への伝熱がされ易くなる一方、比較的温まり易い中央部ではヘッドケース側から流路部材側への伝熱が抑えられる。これにより、流路部材の温度のムラを抑制することができ、流路部材内の液体の温度をより均一にすることができる。

また、前記各スリットは、当該各スリットの列設方向において前記共通液体流路の仮想延長線上から外れた位置にそれぞれ設けられた構成を採用することが望ましい。
この構成によれば、金属板において、共通液体流路に対向する部分ではヘッドケース側から流路部材側への伝熱がされ易くなる一方、共通液体流路に対向する以外の部分ではヘッドケース側から流路部材側へ伝熱が抑えられる。これにより、流路部材から共通液体流路側に供給される液体を積極的に温めることができる。

プリンターの斜視図である。 第１の実施形態における液体噴射ヘッドユニットの要部断面図である。 第１の実施形態における金属板、ヘッドカバー、および断熱部材を外した状態の液体噴射ヘッドユニットの正面図である。 第１の実施形態における断熱部材を外した状態の液体噴射ヘッドユニットの正面図である。 第２の実施形態における断熱部材を外した状態の液体噴射ヘッドユニットの正面図である。 第３の実施形態における断熱部材を外した状態の液体噴射ヘッドユニットの正面図である。 第４の実施形態における液体噴射ヘッドユニットの拡大断面図である。 第５の実施形態における液体噴射ヘッドユニットの拡大断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、液体噴射装置として、図１に示すインクジェット式記録装置１（以下、単にプリンターという）を例示する。

プリンター１は、液体噴射ヘッドユニットの一種であるインクジェット式記録ヘッドユニット２（以下、単に記録ヘッドユニットという）が取り付けられると共に、記録ヘッドユニット２およびインクカートリッジ４が取り付けられるキャリッジ５と、記録ヘッドユニット２の下方に配設されたプラテン６と、記録ヘッドユニット２が搭載されたキャリッジ５を記録紙７（ノズル３８から噴射された液体が着弾する着弾対象の一種）の紙幅方向に移動させるキャリッジ移動機構８と、紙幅方向に直交する方向である紙送り方向に記録紙７を搬送する紙送り機構９等を備えて概略構成されている。ここで、紙幅方向とは、主走査方向（記録ヘッドユニット２の往復移動方向）であり、紙送り方向とは、副走査方向（即ち、記録ヘッドユニット２の走査方向に直交する方向）である。

キャリッジ５は、主走査方向に架設されたガイドロッド１０に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構８の作動により、ガイドロッド１０に沿って主走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ５の主走査方向の位置は、リニアエンコーダー１１によって検出され、検出信号が位置情報として制御部（図示せず）に送信される。これにより、制御部はこのリニアエンコーダー１１からの位置情報に基づいてキャリッジ５（記録ヘッドユニット２）の走査位置を認識しながら、記録ヘッドユニット２による記録動作（噴射動作）等を制御することができる。

記録ヘッドユニット２は、キャリッジ５の下部（記録動作時の記録紙７側）に取り付けられている。また、インク（液体の一種）を貯留したインクカートリッジ４は、キャリッジ５に対して着脱可能に取り付けられている。さらに、記録ヘッドユニット２は上部にインクを貯留するサブタンク１３を有しており、このサブタンク１３がインクカートリッジ４の内部と連通することで、インクカートリッジ４内のインクを記録ヘッドユニット２内に導入できるように構成されている。

次に、記録ヘッドユニット２の構成について詳しく説明する。図２は記録ヘッドユニット２の要部断面図、図３は後述する金属板１９、ヘッドカバー２０、および断熱部材２１を外した状態の記録ヘッドユニット２の正面図、図４は断熱部材２１を外した状態（図３の状態の記録ヘッドユニット２に金属板１９およびヘッドカバー２０を取り付けた状態）の記録ヘッドユニット２の正面図である。本実施形態における記録ヘッドユニット２は、サブタンク１３と、該サブタンク１３の下部に接続される流路部材１４と、該流路部材１４の下部に接続部材１５を介して接続されるインクジェット式記録ヘッド１６（以下、単に記録ヘッドという）と、該記録ヘッド１６の側面に装着されるヒーター１７およびサーミスター１８と、記録ヘッド１６の下部を保護するヘッドカバー２０と、ヒーター１７の側面に接続される金属板１９と、該金属板１９の外側を覆う断熱部材２１と、を備えて構成される。なお、本実施形態における記録ヘッドユニット２は、主走査方向と直交する断面（図２参照）において左右対称であるため、以下ではそのうちの一側の構成について説明し、当該一側の構成とは対称な他側の構成の説明については省略する。

サブタンク１３は、樹脂等により作製された中空箱体状の部材であり、上部に位置するインクカートリッジ４と液体導入針等（図示せず）を介して連通している。このため、インクカートリッジ４内のインクは、サブタンク１３内に導入して貯留されている。また、サブタンク１３の下部には、後述する流路部材１４の循環流路２４と連通する導出口２２および導入口２３が開口しており、導出口２２を介してサブタンク１３内のインクを流路部材１４内に導入可能にすると共に、導入口２３を介して流路部材１４内のインクをサブタンク１３内に導出可能にする。

流路部材１４は、サブタンク１３の下部に接続される箱体状の部材であり、内部に形成される循環流路２４と、該循環流路２４の途中に取り付けられるポンプ２５と、循環流路２４の内部に装着されるフィルター２６と、該フィルター２６を挟んで循環流路２４と連通する複数（本実施形態では、４本。図３参照。）の連通路２７と、を備えている。循環流路２４は、後述する金属板１９と平行な面内をインクがサブタンクを介して循環可能に構成された流路である。この循環流路２４は、サブタンク１３の導出口２２と連通し、該導出口２２から下側（記録ヘッド１６側）に延伸した供給流路２４ａと、該供給流路２４ａの下端部と連通し、下辺が後述するリザーバー２９の長さと揃えられた幅広な流路であるフィルター装着部２４ｂと、該フィルター装着部２４ｂの上部と下端が連通し、上端がサブタンク１３の導入口２３と連通するクランク状の排出流路２４ｃと、から構成される。また、本実施形態では、供給流路２４ａの上部にポンプ２５を装着しており、このポンプ２５の圧力によってインクを押し出すことで、インクの循環を可能としている。つまり、サブタンク１３内のインクは、導出口２２、供給流路２４ａ、フィルター装着部２４ｂ、排出流路２４ｃ、導入口２３を介して再びサブタンク１３に導入することで、金属板１９と平行な面内を循環する（図３の矢印の向きに循環する）。なお、このようなインクの循環は、記録ヘッド１６が待機している時（記録動作をしていない時）等にポンプ２５を駆動することで実行され、インクの増粘を抑制することができる。また、フィルター装着部２４ｂ内には、正面視においてフィルター装着部２４ｂと略同じ形状のフィルター２６が備えられている（図３参照）。このフィルター２６は、例えば、金属をメッシュ状に細かく編み込んで形成されており、循環流路２４側から連通路２７側へ送るインクを濾過することができる。また、連通路２７は、一端がフィルター２６を介してフィルター装着部２４ｂと流路部材１４の内側で連通し、他端が後述する共通液体流路４２と連通する流路である。そして、記録動作時において、循環流路２４内のインクの一部は連通路２７を介して記録ヘッド１６側に送られる。なお、循環流路２４および連通路２７が本発明の上流側流路に相当する。

次に記録ヘッド１６の構成について詳しく説明する。本実施形態における記録ヘッド１６は、圧電振動子３１（圧力発生素子の一種）、固定板３２、及び、フレキシブルケーブル３３をユニット化した振動子ユニット３４と、この振動子ユニット３４を収納可能なヘッドケース３５と、リザーバー２９（共通インク室）から圧力発生室３７を通りノズル３８に至る一連の流路を形成する流路ユニット３９と、を備えて構成される。

ヘッドケース３５は、例えば、エポキシ系樹脂などの樹脂により作製された中空箱体状の部材であり、上側に流路部材１４が接続部材１５を介して接合され、下側（流路部材１４の接合側とは反対側）に流路ユニット３９が接合されている。また、ヘッドケース３５の内部には、共通液体流路４２と収容空部４０が形成されている。共通液体流路４２は、上端側で接続部材１５の接続流路４１を介して流路部材１４の連通路２７と連通し、下端側で流路ユニット３９のリザーバー２９と連通している。本実施形態では、片側の側面側に４本の共通液体流路４２を形成している（図３参照）。なお、接続部材１５はエラストマー等で形成された可撓性を有するシール部材であり、共通液体流路４２および連通路２７は、この接続部材１５の接続流路４１によって液密状態で接続されている。また、収容空部４０は、共通液体流路４２より内側に形成されており、アクチュエーターの一種である振動子ユニット３４を収容している。

振動子ユニット３４は、圧電振動子３１、固定板３２、及び、フレキシブルケーブル３３から構成されている。詳しくは、圧電振動子３１は縦方向に細長な部材であり、基材である圧電振動板を数十μｍ程度の極めて細い幅の櫛歯状に切り分けることで、複数形成される。この圧電振動子３１は縦方向に伸縮可能な縦振動型の圧電振動子として構成されている。各圧電振動子３１は、固定端部を固定板３２上に接合することにより、自由端部を固定板３２の先端縁よりも外側に突出させて所謂片持ち梁の状態で固定されている。そして、各圧電振動子３１における自由端部の先端は、後述するように、それぞれ流路ユニット３９におけるダイヤフラム部４４を構成する島部４５に接合される。また、フレキシブルケーブル３３は、一端が固定板３２とは反対側となる固定端部の側面で圧電振動子３１と電気的に接続され、他端が制御基板４３に接続されている。このフレキシブルケーブル３３の表面には、制御用ＩＣ４６が実装されている。この制御基板４３および制御用ＩＣ４６によって、各圧電振動子３１の駆動等が制御される。さらに、各圧電振動子３１を支持する固定板３２は、圧電振動子３１からの反力を受け止め得る剛性を備えた金属製の板材によって構成されており、本実施形態では、厚さが１ｍｍ程度のステンレス鋼板によって作製されている。

次に、流路ユニット３９について説明する。流路ユニット３９は、図２に示すように、ノズルプレート４７、流路形成基板４８、及び振動板４９から構成され、ノズルプレート４７とは反対側でヘッドケース３５に接合している。また流路ユニット３９は、ノズルプレート４７を流路形成基板４８の一方の表面に、振動板４９をノズルプレート４７とは反対側となる流路形成基板４８の他方の表面にそれぞれ配置して積層し、接着等により一体化することで形成される。

ノズルプレート４７は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル３８を列状に開設したステンレス鋼製の薄いプレートである。本実施形態では、例えば、１８０個のノズル３８を列状に開設し、これらのノズル３８によってノズル列を構成している。

流路形成基板４８は、リザーバー２９、インク供給口５３、及び圧力発生室３７からなる一連のインク流路を形成する板状部材である。具体的には、この流路形成基板４８は、各ノズル３８に対応して連通する複数の圧力発生室３７となる空部を隔壁で区画した状態で複数並べて形成すると共に、各圧力発生室３７に対応する複数のインク供給口５３およびリザーバー２９となる空部を形成した板状の部材である。そして、本実施形態の流路形成基板４８は、シリコンウェハーをエッチング処理することで作製されている。上記の圧力発生室３７は、ノズル３８の列設方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室として形成され、インク供給口５３は、圧力発生室３７とリザーバー２９との間を連通する流路幅の狭い狭窄部として形成されている。また、リザーバー２９は、共通液体流路４２、接続流路４１、連通路２７、循環流路２４を介して上部でサブタンク１３と連通すると共に、インク供給口５３を介して対応する各圧力発生室３７に連通している。このため、リザーバー２９はサブタンク１３に貯留されたインクを各圧力発生室３７に供給することができる。なお、リザーバー２９、インク供給口５３および圧力発生室３７からなる一連の流路が本発明における流路に相当する。

振動板４９は、ステンレス鋼等の金属製の支持板５５上にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂フィルム５６をラミネート加工した二重構造の複合板材であり、共通液体流路４２の下端に対応する位置に上下方向に開口を貫通させて、共通液体流路４２とリザーバー２９を連通可能に構成している。また、振動板４９は、圧力発生室３７の一方の開口面を封止してこの圧力発生室３７の容積を変動させるためのダイヤフラム部４４を有すると共に、リザーバー２９の一方の開口面を封止するコンプライアンス部５７が形成されている。そして、ダイヤフラム部４４は、圧力発生室３７に対応した部分の支持板５５にエッチング加工を施し、当該部分を環状に除去して圧電振動子３１の自由端部の先端を接合するための島部４５を複数形成することで構成されている。この島部４５は、圧力発生室３７の平面形状と同様に、ノズル３８の列設方向と直交する方向に細長いブロック状であり、この島部４５の周りの樹脂フィルム５６が弾性体膜として機能する。また、コンプライアンス部５７として機能する部分、すなわちリザーバー２９に対応する部分は、このリザーバー２９の開口形状に倣って支持板５５がエッチング加工で除去されて樹脂フィルム５６のみとなっている。

このように、上記島部４５には圧電振動子３１の先端面が接合されているので、この圧電振動子３１の自由端部を伸縮させることで圧力発生室３７の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力発生室３７内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動を利用することで、記録ヘッド１６はノズル３８からインク滴を噴射（吐出）させている。

そして、上記記録ヘッド１６の側面には、ヒーター１７およびサーミスター１８が装着されている。詳しくは、ヒーター１７は、複数の共通液体流路４２と対向してヘッドケース３５の側面の全面を覆うように、熱伝導率の高い（例えば、２（Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１）以上の）接着剤等（熱伝導性シリコン接着剤あるいは熱伝導性エポキシ接着剤等）を用いて装着されている。また、ヒーター１７表面の中央部には、同様の接着剤等を用いてサーミスター１８を装着している。本実施形態のヒーター１７は、電熱線（ニッケル合金、ステンレス鋼等）をポリイミド樹脂等で挟み込んだシート状（フィルム状）に構成され、電熱線に電流を流すことによって発熱する。そして、このヒーター１７の発熱によって、ヘッドケース３５を介して共通液体流路４２内のインクを加熱することができる。なお、サーミスター１８は、ヒーター１７の温度を測定する温度センサーであり、サーミスター１８が読み取った温度情報に基づいて、ヒーター１７の発熱量を調節することで、記録ヘッド１６内のインクが所定の温度になるように調節している。また、図２に示すように、ヒーター１７の外側の表面には後述する金属板１９の下部を接着固定している。さらに、この金属板１９と干渉しない位置であって、ヒーター１７の外側の表面の下部にはヘッドカバー２０の一部が当接している。

ヘッドカバー２０は、例えば金属製の薄板部材によって作製され、流路ユニット３９の側面および底部を保護する保護部材である。このヘッドカバー２０は、上端部がヒーター１７に当接しており、該ヒーター１７側（ヘッドケース３５の側面側）からノズルプレート４７側に略９０度屈曲して、ノズルプレート４７の端部に固定されている。このため、ヒーター１７の熱がヘッドカバー２０を介してノズルプレート４７に伝えられ、ノズルプレート４７が加熱される。これにより、流路ユニット３９内のインクを温めることができる。なお、ヘッドカバー２０はグランドに接続することで、ノズルプレート４７の帯電を防止することができる。

金属板１９は、図２、図４に示すように、記録ヘッド１６の幅と略同じ幅に形成された平板状の部材である。この金属板１９は、一部分がヒーター１７に接合される一方、他の部分が流路部材１４の一部（主に循環流路２４を封止する面）に対して非接触で対向する状態で、記録ヘッド１６と流路部材１４とに渡って配設されている。本実施形態では、金属板１９の下端部がヒーター１７の上下中央よりもやや下側に位置するように当該金属板１９とヒーター１７とを対向させて、熱伝導率の高い接着剤等を用いて両者を固定している。また、金属板１９の上端部は、流路部材１４の上端と略同じ高さに位置している。このため、循環流路２４の大部分が金属板１９と対向する。なお、金属板１９のサーミスター１８と対向する位置には、サーミスター１８との干渉を避けるため、僅かに凹ませている。また、流路部材１４と金属板１９の間には、わずかな隙間を設けており、流路部材１４と金属板１９が接触しないように構成されている。

さらに、本実施形態では、金属板１９の外側において当該金属板１９を覆う断熱部材２１を備えている。この断熱部材２１は、樹脂等の熱伝導率の低い部材で形成されており、記録ヘッド１６および流路部材１４の側面全体を囲繞して取り付けられている。詳しくは、断熱部材２１は、金属板１９との間に隙間を空けて金属板１９と平行に配置されており、断熱部材２１の上端部を流路部材１４の上端部に対向する位置（供給流路２４ａまたは排出流路２４ｃの上端部に対向する位置）で流路部材１４側に屈曲させて該流路部材１４と当接させている。また、断熱部材２１の下端部は、流路ユニット３９と対向する位置で流路ユニット３９側に屈曲し、ヘッドカバー２０に当接している。同様に、断熱部材２１のノズル列方向の両端部も、それぞれ記録ヘッド１６および流路部材１４側に屈曲しており、これらに当接するように構成されている。このため、断熱部材２１と金属板１９およびヘッドカバー２０の間に空気層が形成される。特に、流路部材１４と対向する部分では、金属板１９を挟んで両側に空気層が形成される。このように、断熱部材２１により囲繞された内部の雰囲気（空気層）は外気と隔離されるので、当該雰囲気の温度が可及的に一定に保たれる。本実施形態では、ヒーター１７の熱が金属板１９に伝えられ、金属板１９によって放熱されるため、空気層がヒーター１７と略同じ温度に保持される。さらに、この空気層によって流路部材１４が加熱されることで、循環流路２４および連通路２７内のインクを温めることができる。例えば、記録ヘッド１６が記録動作を行っていない場合等において、循環流路２４内のインクを循環させると共に、循環流路２４内を温めることで、循環するインクの増粘をより抑制することができる。また、記録ヘッド１６が記録動作を行う場合、流路部材１４内で温められたインクが記録ヘッド１６側に送られるため、記録ヘッド１６内での加熱時間が短時間であったとしても所定の温度に加熱することができる。

このように、ヘッドケース３５に装着されるヒーター１７と流路部材１４と対向する金属板１９とが接合しているため、ヒーター１７の熱を金属板１９に伝えることができ、この金属板１９の熱を利用して流路部材１４を加熱することができる。このため、ヘッドケース３５側と流路部材１４側との両方からインクが加熱されることとなり、インクの流速に拘わらずより確実にインクを温めることができる。これにより、記録ヘッド１６内のインクの温度をより安定化させることができる。その結果、記録ヘッド１６内のインクの粘度ムラを抑えることができ、記録ヘッド１６の信頼性を高めることができる。また、流路部材１４にヒーター１７を別途設ける必要が無いため、容易に製造することができ、製造コストを抑えることができる。さらに、本実施形態では、断熱部材２１で覆った空間内の雰囲気を金属板１９の熱によって温めることができ、保温性も高まるので、流路部材１４の温度のムラを抑制することができ、流路部材１４内のインクの温度を均一にすることができる。そして、金属板１９は、流路部材１４に対して非接触で配置されるので、流路部材１４内のインクが必要以上に加熱されることが防止される。

ところで、金属板１９により放熱する構成は、上記した第１の実施形態に限定されない。例えば、他の実施形態として、図５〜７に第２〜４の実施形態を示す。

まず、第２の実施形態について説明する。図５に示す第２の実施形態の金属板１９は、当該金属板１９の厚さ方向を貫通したスリット（貫通開口部）５８を流路部材１４とヘッドケース３５の境界に沿って複数列設している。そして、該列設方向（本実施形態においては、ノズル列方向）における中央部に開口したスリット５８の同方向の長さを、同方向における両端部に開口したスリット５８の長さよりも長くしている。詳しくは、スリット５８は、流路部材１４と記録ヘッド１６を接続する接続部材１５の厚みと略同じ幅のスリット５８が、当該接続部材１５と対向する位置に設けられている。本実施形態では、５つのスリット５８が開口しており、中央部に位置する１つのスリット５８の長さがもっとも長く形成されている。本実施形態においては、中央部のスリット５８は、スリット列設方向に長尺な長穴となっている。また、中央部のスリット５８の長さよりも短いスリット５８が、中央部のスリット５８の両隣に位置し、本実施形態においては、スリット列設方向に横長な楕円となっている。このスリット５８よりもさらに長さの短いスリット５８が、金属板１９の両端部に位置している。つまり、金属板１９の両端部に位置するスリット５８の長さがもっとも短くなっており、本実施形態においては、略円形に形成されている。なお、その他の構成は、第１の実施形態と同じであるため、説明を省略する。

このように、金属板１９にスリット５８を複数設け、中央部に開口したスリット５８の長さを、同方向における両端部に開口したスリット５８の長さよりも長くしたので、熱が逃げやすく比較的温まりにくい金属板１９の両端部ではヘッドケース３５側から流路部材１４側への伝熱がされ易くなる一方、比較的温まりやすい金属板１９の中央部ではヘッドケース３５側から流路部材１４側へ伝熱が抑えられる。これにより、流路部材１４の温度のムラを抑制することができ、流路部材１４内のインクの温度をより均一にすることができる。

第３の実施形態の金属板１９では、図６に示すように、スリット５８の列設方向において共通液体流路４２の仮想延長線上から外れた位置にそれぞれ設けられている。なお、図６では、金属板１９上における共通液体流路４２の仮想延長線Ｓを一点鎖線で図示している。また、本実施形態の共通液体流路４２は、ヘッドケース３５の片側の側面に４本設けられており、これらに対応して、４本の仮想延長線Ｓが図示されている。そして、金属板１９のスリット５８は、流路部材１４とヘッドケース３５の境界に沿って複数列設すると共に、各共通液体流路４２の仮想延長線Ｓ上の間に設けられている。本実施形態では、４本の仮想延長線Ｓに対応して大きさの等しい３つのスリット５８を設けている。なお、その他の構成は、第１の実施形態と同じであるため、説明を省略する。

ところで、金属板１９のヒーター１７と対向する領域のうち共通液体流路４２と対向する領域は、共通液体流路４２内のインクによってヒーター１７の熱が奪われるため、当該領域以外の領域と比べて温度が低くなる傾向がある。このような場合、上記のように、金属板１９にスリット５８を複数列設し、各スリット５８を共通液体流路４２の仮想延長線上Ｓから外れた位置にそれぞれ設けたので、金属板１９において、共通液体流路４２に対向する領域ではヘッドケース３５側から流路部材側への伝熱がされ易くなる一方、共通液体流路４２に対向する以外の領域ではヘッドケース３５側から流路部材２４側への伝熱が抑えられる。これにより、流路部材２４から共通液体流路４２側に供給されるインク（即ち、連通路２７を通過するインク）を積極的に温めることができる。

なお、金属板１９に設けるスリット５８は複数である必要はなく、１つだけでも良い。要は、金属板１９は、前記流路部材１４と前記ヘッドケース３５の境界に対向する領域に少なくとも１つのスリット５８を設ければ良い。このようにスリット５８を設けることで、金属板１９のヘッドケース３５側から流路部材１４側への伝熱をスリット５８によって遮ることができ、金属板１９における伝熱の仕方をコントロールすることができる。例えば、流路部材１４における温まり難い領域（熱が逃げやすい領域）に対応する部分にはスリット５８を設けないことで当該領域に対して熱が伝わりやすくする一方で、流路部材１４における温まり易い領域に対応する部分にはスリット５８を設けることで当該領域に対して熱が伝わり難くすることができる。これにより、流路部材１４の温度のムラを抑制することができ、流路部材１４内のインクの温度をより均一にすることができる。

第４の実施形態の金属板１９では、図７に示すように、金属板１９の熱を断熱部材２１によって覆われた空間内（空気層）に積極的に放熱させる放熱部材５９を当該金属板１９に備えている。詳しくは、放熱部材５９は、金属板１９の断熱部材２１側の表面に取り付けると共に、断熱部材２１との間に隙間を設けて保持されている。また放熱部材５９は、金属等により構成された放熱し易い部材（ヒートシンク）であり、本実施形態における放熱部材５９には、フィンが複数形成されている。このフィンによって空気層との接触面積を増やし、放熱し易くしている。なお、本実施形態では、放熱部材５９を金属板１９の流路部材１４と対向する領域に配置しているが、これに限らず、金属板１９の全面に配置しても良い。また、その他の構成は、第１の実施形態と同じであるため、説明を省略する。

このように、放熱部材５９を金属板１９に備えたので、金属板１９の熱を雰囲気に伝え易くすることができ、断熱部材２１で覆った空間内の雰囲気をより温め易くすることができる。これにより、流路部材１４の温度のムラをより抑制することができ、流路部材１４内のインクの温度をより均一にすることができる。

ところで、流路部材１４内の循環流路２４の構成は、上記した各実施形態に限定されない。例えば、図８に第５の実施形態を示す。第５の実施形態の循環流路２４は金属板１９と直交する面内に設けられ、１つの共通液体流路４２に対し１つの循環流路２４が設けてある。具体的には、金属板１９と直交する面内において、サブタンク１３は導出口２２および導入口２３を並べて開口している。また、循環流路２４は、金属板１９と直交する面内において、サブタンク１３の導出口２２と連通し、該導出口２２から下側に延伸した供給流路２４ａと、該供給流路２４ａの下端部と連通し、供給流路２４ａと直交する方向に延伸したフィルター装着部２４ｂと、該フィルター装着部２４ｂの供給流路２４ａとは反対側の端部と下端が連通し、上端がサブタンク１３の導入口２３と連通するクランク状の排出流路２４ｃと、から構成される。そして、供給流路２４ａの上部に装着されたポンプ２５によって、サブタンク１３のインクは導出口２２、供給流路２４ａ、フィルター装着部２４ｂ、排出流路２４ｃ、導入口２３を介して再びサブタンク１３に導入することで、金属板１９と直交する面内を循環する（図８の矢印の向きに循環する）。また、フィルター２６は、フィルター装着部２４ｂの底部に装着されている。さらに、共通液体流路４２と連通する連通路２７は、フィルター２６を介してフィルター装着部２４ｂの底部に連通している。そして、このような循環流路２４および連通路２７は共通液体流路４２ごとに形成されている。なお、各循環流路２４および連通路２７が本発明の上流側流路に相当する。また、その他の構成は、第１の実施形態と同じであるため、説明を省略する。

このように、流路部材１４内に複数の循環流路が構成されていたとしても、金属板１９の熱によって断熱部材２１で覆った空間内の雰囲気を温め、さらに雰囲気を介して流路部材１４の各流路を温めることができる。これにより、流路部材１４の複数の流路をムラなく温めることができ、各流路内のインクの温度を揃えることができるため、記録ヘッド内の温度のムラを抑えることができる。

また、上記各実施形態では、上流側流路として、循環する流路を例示したが、これには限られない。例えば、サブタンクと記録ヘッドを循環しない一方向の流路で接続する場合にも本発明を適用することが可能である。この場合、サブタンクを設けず、インクカートリッジと記録ヘッドを直接接続する構成とすることもできる。また、インクカートリッジをキャリッジ外（プリンターのフレーム側等）に設けても良い（いわゆる、オフキャリッジタイプ）。この場合、インクカートリッジとサブキャリッジをチューブ等で接続することで、インクカートリッジ内のインクをサブキャリッジ側に送る。さらに、金属板が対向する流路部材よりもさらに上流側の流路にインクを加熱する機構を設けることも可能である。この場合、流路部材内にはすでに加熱されているインクが流入するため、本発明の構成は流路部材内のインクを保温する機構として機能する。

さらに、上記実施形態では、圧力発生手段として、所謂縦振動モードの圧電振動子を例示したが、これには限られない。例えば、所謂撓み振動モードの圧電振動子や発熱素子を用いる場合にも本発明を適用することが可能である。

そして、本発明は、プリンターに限らず、プロッター、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置や、記録装置以外の液体噴射装置、例えば、ディスプレイ製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。

１…プリンター，２…記録ヘッドユニット，１３…サブタンク，１４…流路部材，１６…記録ヘッド，１７…ヒーター，１９…金属板，２０…ヘッドカバー，２１…断熱部材，２４…循環流路，３４…振動子ユニット，３５…ヘッドケース，３８…ノズル，３９…流路ユニット，４２…共通液体流路，５８…スリット，５９…放熱部材

Claims (6)

1. 複数のノズルに連通する流路を備えた流路ユニットと、
   該流路ユニットの前記流路に液体を供給する共通液体流路が形成され、前記流路ユニットが接合されたヘッドケースと、
   該ヘッドケースの前記流路ユニット接合側とは反対側に接合され、前記共通液体流路に液体を供給する上流側流路を備えた流路部材と、
   前記ヘッドケースの側面に装着される発熱可能なヒーターと、
   該ヒーターに一部分が接合されると共に、他の部分が前記流路部材の一部と対向する金属板と、を備えたことを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
2. 前記金属板の外側において当該金属板を覆う断熱部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッドユニット。
3. 前記金属板の熱を、前記断熱部材によって覆われた空間内に放熱させる放熱部材を当該金属板に備えたことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッドユニット。
4. 前記金属板は、前記流路部材と前記ヘッドケースの境界に対向する領域に少なくとも１つのスリットを開口したことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドユニット。
5. 前記金属板は、前記スリットを前記流路部材と前記ヘッドケースの境界に沿って複数列設し、該列設方向における中央部に開口したスリットの長さを、同方向における両端部に開口したスリットの長さよりも長くしたことを特徴とする請求項４に記載の液体噴射ヘッドユニット。
6. 前記各スリットは、当該各スリットの列設方向において前記共通液体流路の仮想延長線上から外れた位置にそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項４に記載の液体噴射ヘッドユニット。

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