JP2021094755A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】流路部材の変形を抑制することができる液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体吐出ヘッドは、圧力室内の液体を加熱する加熱素子を有する素子基板と、圧力室に液体を供給する個別供給流路と、圧力室から液体を回収する個別回収流路と、が形成されている第１の流路部材と、複数の個別供給流路と接続している共通供給流路２１１と、複数の個別回収流路と接続している共通回収流路２１２と、が形成されている第２の流路部材６０と、を有する。共通供給流路２１１および共通回収流路２１２は、第２の流路部材６０の長手方向に延在し、かつ、長手方向に交差する方向である配列方向に互いに並んで形成されており、共通供給流路２１１または共通回収流路２１２のどちらか一方が、配列方向における第２の流路部材６０の一端に最も近い側と他端の最も近い側の両方に配置されている。【選択図】図６

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドに関するものである。

吐出口から液体を吐出して記録を行う液体吐出ヘッドは、液体の吐出が終了してから一定時間が経過すると、吐出口内に残存している液体の揮発成分が蒸発し、吐出口内の液体の粘度が増加することがある。吐出口内の液体の粘度が増加すると、吐出口から液体が吐出されにくくなるため、吐出される液体の吐出速度の低下や、吐出口から液体が吐出されない状態が生じる恐れがある。

特許文献１においては、吐出口と連通する圧力室に液体を供給する共通供給流路と、圧力室から液体を回収する共通回収流路とを液体吐出ヘッドに設ける構成とすることにより、圧力室の内部と外部とで液体を循環させる構成が開示されている。圧力室内部と外部とで液体を循環させることで、吐出口内の液体の粘度が増粘することを抑制することができる。

特開２０１９−０４３０９５号公報

特許文献１に記載されているような循環の形態においては、圧力室内に液体を加熱する加熱素子があると、圧力室の下流に位置する供給流路内には加熱素子により温められた液体が流動することとなる。そのため、圧力室よりも下流に位置する共通回収流路を流動する液体の温度は、圧力室よりも上流に位置する共通供給流路を流動する液体の温度よりも高くなる。これにより、流路部材の共通供給流路周りの部分の温度よりも、共通回収流路周りの部分の温度の方が高くなり、流路部材内で温度の偏り（温度勾配）が生じる。この温度の偏りにより流路部材は変形することがあり、記録品位に影響が及ぶことがあった。

本発明は、上記課題を鑑み、流路部材の変形を抑制することができる液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

上記課題は、以下の本発明によって解決される。即ち本発明は、液体を吐出する吐出口と連通する圧力室内の液体を加熱する加熱素子を有する素子基板と、前記圧力室に液体を供給する複数の個別供給流路と、前記圧力室から液体を回収する複数の個別回収流路と、が形成されている第１の流路部材と、前記複数の個別供給流路と接続している共通供給流路と、前記複数の個別回収流路と接続している共通回収流路と、が形成されている第２の流路部材と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、前記共通供給流路および前記共通回収流路は、前記第２の流路部材の長手方向に延在し、かつ、前記長手方向に交差する方向である配列方向に互いに並んで形成されており、前記共通供給流路または前記共通回収流路のどちらか一方が、前記配列方向における前記第２の流路部材の一端に最も近い側と他端に最も近い側の両方に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、流路部材の変形を抑制することができる液体吐出ヘッドを提供することができる。

記録装置を示す図。 記録装置の液体の循環経路を示す図。 液体吐出ヘッドを示す図。 液体吐出ヘッドを示す図。 従来の第２の流路部材を示す図。 第１の実施形態における第２の流路部材を示す図。 第２の実施形態における第２の流路部材を示す図。 第２の実施形態の変形例における第２の流路部材を示す図。 素子基板の構成を示す概略図。 第１の実施形態の変形例における第２の流路部材を示す図。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態の例について説明する。なお、流路部材の変形は、流路部材が長いほど大きくなりやすい傾向がある。そのため、本発明は、所謂シリアルタイプの液体吐出ヘッドの流路部材よりも長い流路部材を有している、紙等の被記録媒体の記録幅に対応した、所謂ページワイド型ヘッドに特に好適に用いることができる。以下、ページワイド型ヘッドを例に説明を行う。

（記録装置）
記録装置について、図１を参照しながら説明する。図１に、本発明の液体吐出ヘッド３を搭載した記録装置の一例の模式図を示す。なお、図１に示す記録装置は、中間転写体（中間転写ドラム）１００７を用いて記録を行う記録装置であるが、本発明の液体吐出ヘッド３を搭載する記録装置はこれに限られない。即ち、中間転写体１００７を用いずに、液体吐出ヘッド３から直接的に被記録媒体２に液体を吐出して記録を行う記録装置であってもよい。図１に示す記録装置１０００は、液体吐出ヘッド３から中間転写体１００７に液体を吐出して画像パターン（印字パターン）を形成した後に、その画像パターンを被記録媒体２に転写する。記録装置１０００では、少なくともＣＭＹＫの４種類のインクに夫々対応した４つの単色用の液体吐出ヘッド３が、中間転写体１００７に沿って円弧状に配置されている。これによって中間転写体１００７上にフルカラー記録が行われ、その記録画像パターンは、中間転写体１００７上で適切に乾燥される。その後、記録画像パターンは、紙搬送ローラー１００９によって搬送される被記録媒体２に、転写部１００８により転写される。

（循環経路）
液体の循環経路について、図２を参照しながら説明する。図２に、記録装置１０００の液体の循環経路の模式図を示す。負圧制御ユニット２３０を構成する２つの圧力調整機構は、負圧制御ユニット２３０よりも上流側の圧力変動が、所望の設定圧を中心として一定範囲内で収まるよう制御する機構（所謂「背圧レギュレーター」と同作用の機構部品）である。また、第２循環ポンプ１００４は、負圧制御ユニット２３０の下流側を減圧する負圧源として作用する。第１循環ポンプ（高圧側）１００１及び第１循環ポンプ（低圧側）１００２は、液体吐出ヘッド３の上流側に配置され、負圧制御ユニット２３０は、液体吐出ヘッド３に配置されている。

負圧制御ユニット２３０は、液体吐出ヘッド３により記録を行う際の記録Ｄｕｔｙの変化によって液体の流量に変動が生じても、自身の上流側（液体吐出ユニット３００側）の圧力変動を、予め設定された圧力を中心として一定範囲内に安定にするように作動する。第２循環ポンプ１００４によって、液体供給ユニット２２０を介して負圧制御ユニット２３０の下流側を加圧することが好ましい。このようにすると液体吐出ヘッド３に対するバッファタンク１００３の水頭圧の影響を抑制できるので、記録装置１０００におけるバッファタンク１００３のレイアウトの選択幅を広げることができる。第２循環ポンプ１００４の代わりに、例えば負圧制御ユニット２３０に対して所定の水頭差をもって配置された水頭タンクであっても適用可能である。

負圧制御ユニット２３０は、それぞれが互いに異なる制御圧が設定された２つの圧力調整機構を備えている。２つの負圧調整機構の内、高圧設定側（Ｈと記載）、低圧側（Ｌと記載）はそれぞれ、液体供給ユニット２２０内を経由して、液体吐出ユニット３００内の共通供給流路２１１、および共通回収流路２１２に接続されている。２つの負圧調整機構により共通供給流路２１１の圧力を共通回収流路２１２の圧力より相対的に高くすることで、共通供給流路２１１から個別供給流路２１３ａ及び各素子基板１０の内部流路を介して共通回収流路２１２へと流れるインク流れが発生する（矢印）。

負圧制御ユニット２３０が液体吐出ヘッド３の下流側に配置されているので、負圧制御ユニット２３０から発生するゴミや異物がヘッドへ流入する懸念が少ない。また、バッファタンク１００３から液体吐出ヘッド３へ供給する必要流量の最大値が少なくて済む。その理由は次の通りである。記録待機時に循環している場合の、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２内の流量の合計をＡとする。Ａの値は、記録待機中に液体吐出ヘッド３の温度調整を行う場合に、液体吐出ユニット３００内の温度差を所望の範囲内にするために必要な、最小限の流量として定義される。また液体吐出ユニット３００の全ての吐出口（不図示）からインクを吐出する場合（全吐時）の吐出流量をＦと定義する。そうすると、記録待機時に必要な液体吐出ヘッド３への液体供給量は流量Ａである。そして、全吐時に必要な液体吐出ヘッド３への供給量は流量Ｆとなる。そうすると、第１循環ポンプ（高圧側）１００１及び第１循環ポンプ（低圧側）１００２の設定流量の合計値、即ち必要供給流量の最大値はＡ又はＦの大きい方の値となる。このため、同一構成の液体吐出ユニット３００を使用する限り、必要供給量の最大値（Ａ又はＦ）は小さくなる。そのため、適用可能な循環ポンプの自由度が高まり、例えば構成の簡便な低コストの循環ポンプを使用したり、本体側経路に設置される冷却器（不図示）の負荷を低減したりすることができ、記録装置本体のコストを低減できるという利点がある。この利点は、Ａ又はＦの値が比較的大きくなるラインヘッドであるほど大きくなり、ラインヘッドの中でも長手方向の長さが長いラインヘッドほど有益である。

第１の機能により、第１循環ポンプ１００１、１００２の下流側または第２循環ポンプ１００４の上流側の流路に、過剰または過小な圧力が掛かることを抑制することができる。例えば、第１循環ポンプ１００１、１００２の機能に支障が発生した場合、過剰な流量や圧力が液体吐出ヘッド３に加わる場合がある。それにより液体吐出ヘッド３の吐出口から液体の漏洩が生じたり、液体吐出ヘッド３内の各接合部に破断が生じたりするおそれがある。しかし、第１循環ポンプ１００１、１００２にバイパス弁が追加されている場合、過剰な圧力が発生した場合でも、バイパス弁１０１０が開くことで各循環ポンプ上流側へと液体経路が開放されるため、上記のようなトラブルを抑制できる。

また、第２の機能により、循環駆動停止時には、第１循環ポンプ１００１、１００２及び第２循環ポンプ１００４の停止後に、本体側からの制御信号に基づいて、速やかに全てのバイパス弁１０１０を開放する。これにより、液体吐出ヘッド３の下流部（負圧制御ユニット２３０〜第２循環ポンプ１００４の間）の高負圧（例えば、数〜数十ｋＰａ）を短時間に開放することができる。循環ポンプとしてダイヤフラムポンプなど容積型ポンプを使用した場合には、通常、ポンプ内に逆止弁が内蔵されている。しかしながら、バイパス弁を開くことで、下流側のバッファタンク１００３側からも液体吐出ヘッド３の下流部の圧力解放を行える。上流側からだけでも液体吐出ヘッド３の下流部の圧力解放は行えるが、液体吐出ヘッドの上流側流路と液体吐出ヘッド内流路には圧力損失がある。そのため、圧力開放に時間が掛かり、過渡的に液体吐出ヘッド３内の共通流路内の圧力が下がり過ぎて、吐出口のメニスカスが破壊される恐れがある。液体吐出ヘッド３の下流側のバイパス弁１０１０を開くことで、液体吐出ヘッドの下流側の圧力解放が促進されるため、吐出口のメニスカス破壊のリスクが軽減される。

図２においては、インク等の液体をメインタンク１００６と液体吐出ヘッド３との間で循環させる形態の記録装置を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、インクを循環させずに、液体吐出ヘッドの上流側と下流側にそれぞれタンクを設け、一方のタンクから他方のタンクへインクを流すことにより、インクを流動させる形態であってもよい。

（液体吐出ヘッド）
液体吐出ヘッド３について、図３、図４および図９を参照しながら説明する。図３（ａ）は、液体吐出ヘッド３の斜視図である。図３（ｂ）は、液体吐出ヘッド３の分解斜視図（シールド板１３２は不図示）である。図４（ａ）は、液体吐出ヘッドの側面図である。図４（ｂ）は、液体吐出ヘッド３の内部の液体の流れを示す模式図である。図４（ｃ）は、図４（ａ）のＧ−Ｇ線部における断面を示す斜視図である。図４（ｂ）に示す液体の循環の流れは、図２に示した循環の経路と回路的には同じであるが、図４（ｂ）においては、実際の液体吐出ヘッド３の各構成部品内での液体の流れを示している。なお、理解を容易にするために、一部の構成は簡略化している。図９は、液体を吐出する素子基板１０の構成を示す概略図である。

液体吐出ヘッド３は、主に、吐出口１３から液体を吐出する素子基板１０と、素子基板１０に液体を供給しかつ回収する流路を有する流路部材２１０と、から構成されている。液体吐出ヘッド３は、液体吐出ヘッド３の長手方向に直線状（インライン）に配列される３６個の素子基板１０を備える、所謂ページワイド型ヘッドである。素子基板１０には、吐出口１３から液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子５（図９）および圧力室７の液体の温度を調節するために液体を加熱する加熱素子６が形成されている。加熱素子６により圧力室７内の液体が加熱され、吐出に適切な粘度に調整される。液体吐出ヘッド３は、液体吐出ヘッド３の外部から信号を受信するための信号入力端子９１や電力を受信するための電力供給端子９２、液体吐出ヘッド３の側面を保護するシールド板１３２などを有している。

液体吐出ヘッド３は、流路部材２１０を構成する第２の流路部材６０によって液体吐出ヘッドの剛性を担保している。液体吐出ユニット支持部８１は第２の流路部材６０の両端部に接続されており、この液体吐出ユニット３００は記録装置１０００のキャリッジと機械的に結合されて、液体吐出ヘッド３の位置決めを行う。負圧制御ユニット２３０を備える液体供給ユニット２２０と、電気配線基板９０は、液体吐出ユニット支持部８１に結合される。２つの液体供給ユニット２２０内にはそれぞれフィルタ（不図示）が内蔵されている。２つの負圧制御ユニット２３０は、それぞれ異なる、相対的に高低の負圧で圧力を制御するように設定されている。

次に、液体吐出ユニット３００の流路部材２１０の詳細について説明する。流路部材２１０は、第１の流路部材５０、第２の流路部材６０を積層したものであり、液体供給ユニット２２０から供給された液体を各吐出モジュール２００へと分配する。また流路部材２１０は、吐出モジュール２００から環流する液体を液体供給ユニット２２０へと戻すための流路部材として機能する。流路部材２１０の第２の流路部材６０は、内部に共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２が形成された流路部材であるとともに、液体吐出ヘッド３の剛性を主に担うという機能を有する。このため、第２の流路部材６０の材質としては、液体に対する十分な耐食性と高い機械強度を有するものが好ましい。具体的にはステンレス（ＳＵＳ）やＴｉ、アルミナなどを好ましく用いることができる。

第１の流路部材５０は、各素子基板１０に対応した複数の部材を隣接して配列し、構成したものである。このような構成とすることで、複数の素子基板１０を第１の流路部材５０に配置することができ、液体吐出ヘッド３の長さを被記録媒体の幅に対応させることが出来る。例えば、Ｂ２サイズおよびそれ以上の長さに対応した比較的ロングスケールの液体吐出ヘッドに特に好適に適用できる。第１の流路部材５０の個別供給流路２１３ａ（図４（ｃ））は素子基板１０と流体的に連通し、第１の流路部材５０の個別連通口５３（図４（ｃ））は第２の流路部材６０の連通口６１（図４（ｃ））と流体的に連通する。第２の流路部材６０の連通口６１は、各々の第１の流路部材５０の個別連通口５３と位置を合わせて接続されている。

素子基板１０には、各吐出口１３に連通する流路が形成されており、供給した液体の一部または全部が、吐出動作を休止している吐出口１３を通過して、環流できるようになっている。また、共通供給流路２１１は負圧制御ユニット２３０（高圧側）と、共通回収流路２１２は負圧制御ユニット２３０（低圧側）と液体供給ユニット２２０を介して接続されている。そのため、その差圧によって、共通供給流路２１１から素子基板１０の吐出口１３を通過して共通回収流路２１２へとインクが流れる。

液体供給ユニット２２０内には液体接続部１１１とフィルタ２２１が設けられるとともに、負圧制御ユニット２３０が液体供給ユニット２２０の下方に一体化して形成されている。これによって負圧制御ユニット２３０と素子基板１０との高さ方向の距離が短くなっている。この構成により、液体供給ユニット２２０内の流路接続部の数が減り、記録液体の漏洩に対する信頼性が向上するだけでなく、部品点数や組み立て工程数も低減できるという利点がある。

また、負圧制御ユニット２３０と吐出口１３が形成される面とにおける水頭差が相対的に小さくなるので、図１に示すような、液体吐出ヘッド３の傾斜角度が、液体吐出ヘッドごとに異なるような記録装置へ好適に適応できる。これは、水等差を小さくできるため、複数の液体吐出ヘッド３を異なる傾斜角で配置しても、それぞれの素子基板１０の吐出口１３に加わる負圧差を低減できるためである。また負圧制御ユニット２３０から素子基板１０までの距離が小さくなることでその間の流抵抗が小さくなる。これにより、液体の流量変化による圧損差も小さくなり、より安定な負圧制御が行うことができるようになる。

長尺状の第２の流路部材６０内には、液体吐出ヘッド３の長手方向に伸びる一組の共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２が設けられている。共通供給流路２１１を流動する液体の流動方向と共通回収流路２１２を流動する液体の流動方向は互いに対向しており、夫々の流路の上流側にはフィルタ２２１が設けられ、液体接続部１１１等から侵入する異物を捕集する。このように共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２には互いに対向する方向に液体を流すことにより、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２の間で熱交換が促進されて、液体吐出ヘッド３内の長手方向における温度勾配が軽減される点で好ましい。なお、図２においては説明を簡略化するために共通供給流路２１１と共通回収流路２１２との流れを同じ方向で示している。

共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２の下流側には、それぞれ負圧制御ユニット２３０が接続される。また、共通供給流路２１１の途中には複数の個別供給流路２１３ａへの分岐部があり、共通回収流路２１２の途中には複数の個別回収流路２１３ｂへの分岐部がある。個別供給流路２１３ａ及び個別回収流路２１３ｂは複数の第１の流路部材５０内に形成されている。

図４（ｂ）にＨとＬで示した負圧制御ユニット２３０は、高圧側（Ｈ）と、低圧側（Ｌ）とのユニットである。それぞれの負圧制御ユニット２３０は、相対的に高（Ｈ）、低（Ｌ）の負圧で、負圧制御ユニット２３０よりも上流側の圧力を制御するように設定された背圧型圧力調整機構である。共通供給流路２１１は負圧制御ユニット２３０（Ｈ）と接続され、共通回収流路２１２は負圧制御ユニット２３０（Ｌ）と接続されており、それにより共通供給流路２１１と共通回収流路２１２との間には差圧が発生する。その差圧によって、液体が、共通供給流路２１１から個別供給流路２１３ａ、素子基板１０、個別回収流路２１３ｂを順に通過して共通回収流路２１２へと流れる。素子基板１０内の液体は、図９に示す矢印８のように流れる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図５、図６および図１０を参照しながら説明する。図５（ａ）は、本実施形態の比較例における第２の流路部材の内部構造を示す概略図であって、図４（ａ）のＧ−Ｇ線部に相当する断面を示す。図５（ｂ）は、＋Ｚ方向から図５（ａ）に示す第２の流路部材を見た上面図であって、内部の流路が見えるように内部構造を図示した模式図である。図６（ａ）は、本実施形態の第２の流路部材の内部構造を示す概略図であって、図４（ａ）のＧ−Ｇ線部における断面を示す。図６（ｂ）は、＋Ｚ方向から図６（ａ）に示す第２の流路部材を見た上面図であって、内部の流路が見えるように内部構造を図示した模式図である。なお、図５および図６は、説明のため一部の構成を省略、簡略化して図示している。図１０は、図６に示す本実施形態の変形例を示す第２の流路部材の正面模式図である。

本実施形態を説明するため、まず、本実施形態の比較例について説明する。図５に示すように、共通供給流路２１１および共通回収流路２１２は、第２の流路部材６０の長手方向（Ｘ方向）に延在している。また、長手方向（Ｘ方向）に交差する方向（Ｙ方向）に並んで形成されている。共通回収流路２１２には、吐出口と連通する圧力室７を通る際に液体を加熱する加熱素子６により加温された液体が流動する。そのため、共通回収流路２１２を流れる液体は、共通供給流路２１１を流れる液体よりも高温となる。これにより、第２の流路部材の共通供給流路２１１付近の温度よりも共通回収流路２１２付近の温度の方が高くなり、第２の流路部材には場所により温度の偏りが生じる。したがって、第２の流路部材の短手方向（Ｙ方向）における両端部分において、一端部の温度と他端部の温度が異なる。これにより、図５（ｂ）に示すように、第２の流路部材６０には短手方向の変形が生じる。この変形は、第２の流路部材６０がより長尺になるにつれて大きくなる。また、第２の流路部材６０の材質によっても変形量は大きく異なり、例えば、熱伝導率の小さい一般樹脂などは温度分布の偏りによる変形が小さく、熱伝導率の大きいアルミナなどは温度分布の偏りによる変形が大きくなる。

そこで、本実施形態においては、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２のうち、第２の流路部材６０の短手方向（Ｙ方向）の両最外部に同じ種類の流路を配置するようにする。すなわち、共通供給流路２１１および共通回収流路２１２の配列方向（Ｙ方向）における一端と他端の両方に共通供給流路２１１または共通回収流路２１２のどちらか一方を配置する。具体的には、図６においては、第２の流路部材６０の短手方向において１つの共通回収流路２１２を挟むように２つの共通供給流路２１１を配置している。このような構成にすることで、第２の流路部材６０の短手方向（Ｙ方向）の一端部側と他端部側で温度分布の偏りが抑えられ、第２の流路部材６０の変形を抑制することができる。その結果、高品位な記録を可能とする液体吐出ヘッドを提供することができる。

さらに、共通供給流路２１１および共通回収流路２１２を夫々流れる液体の温度差に応じて流路の断面積を設定することで、より好適に効果を発揮することができる。例えば、図１０（ａ）に示すように、共通供給流路２１１を流れる液体よりも温度の高い液体が流れる共通回収流路２１２の短手断面の断面積を、共通供給流路２１１の短手断面の断面積よりも小さくする。これにより、温度の高い液体が流れる領域が小さくなるため、断面積を小さくした共通回収流路２１２周りの温度は、流路の断面積を小さくしなかった場合の共通回収流路２１２周りの温度よりも低くなる。その結果、流路部材６０の共通回収流路２１２周りの部分の温度は、共通供給流路２１１周りの部分の温度に近づく。したがって、このような構成にすることにより、第２の流路部材６０の短手方向における両端部と中央部の温度差も小さくすることができるため、第２の流路部材６０の短手方向における変形をより抑制することができるようになる。即ち、第２の流路部材６０の短手方向における両端部に形成される流路を流れる液体の温度に近づくように、両端部の流路に挟まれた流路の断面積を設定する。つまり、第２の流路部材６０の短手方向における両端部に形成される流路が共通回収流路である場合には、共通回収流路に挟まれる共通供給流路の断面積を大きくし、共通供給流路周りの部材の温度がより高くなるようにする。

また、図１０（ｂ）に示すように、第２の流路部材６０に形成されている共通供給流路２１１および共通回収流路２１２が、第２の流路部材の配列方向（Ｙ方向）におけるどちらか一方の端部側に偏るように形成されていてもよい。さらには、図１０（ｃ）に示すように、各流路が同じ高さ、即ち、各流路の重心が同じ高さ（Ｚ方向（各流路の延伸方向および配列方向に直交する方向）における位置）に形成されていなくともよい。しかしながら、第２の流路部材の温度分布がより均一に近いほど部材の変形を抑制することができるため、配列方向（Ｙ方向）から第２の流路部材を見たときに、少なくとも一部分が互いに重なるように形成されているほうが好ましい。さらには図６に示すように、各流路が配列方向に等間隔に形成されており、かつ同じ高さになるように形成されていることがより好ましい。なお、ここで等間隔とは、実質的に同じ間隔で形成されていることをいい、間隔の違いが製造誤差による間隔のずれのみの場合には等間隔であるとする。同様に、同じ高さとは、実質的に同じ高さであることをいい、製造誤差によるずれのみの場合には等間隔であるとする。

また、共通供給流路２１１および共通回収流路２１２の配列方向（Ｙ方向）における一端に配置される流路の長さと他端に配置される流路の長さは同じであることがより好ましい。一端と他端に配置される流路の長さが同じことにより、一端における温度と他端における温度も同じ温度により近づき、第２の流路部材６０の変形をより抑制することができる。ここで、流路の長さが同じとは、実質的に同じ長さであることをいう。したがって、製造誤差による長さの違いがあったとしても、設計寸法が同じであれば同じ長さであるとする。

共通回収流路２１２は、第２の流路部材６０の長手方向に連続して形成されているため、第２の流路部材６０の温度分布に与える影響が大きい。そこで、本発明においては、第２の流路部材の長手方向に連続して形成されている共通供給流路２１１と共通回収流路２１２との温度差に着目している。

また、説明のため上記の記載においては、液体の粘度を調整する加熱素子６により加熱された液体が共通回収流路２１２を流れることで共通回収流路２１２周りの部材の温度が上昇するとした。しかしながら、液体の粘度を調整する加熱素子６が設けられておらずとも共通回収流路２１２を流れる液体の温度が上昇することがある。即ち、エネルギー発生素子５として、液体を膜沸騰させるまで液体を加熱し、発泡圧力を生じさせる加熱素子を使用する場合には、圧力室７内の液体の温度が上昇するため、共通回収流路２１２を流れる液体の温度も上昇する。したがって、本発明は、加熱素子６またはエネルギー発生素子としての液体を膜沸騰させる加熱素子の少なくともどちらか一方が素子基板１０に設けられている場合に好適に利用できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について、図７および図８を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態と同様の箇所については同一の符号を付し、説明は省略する。図７（ａ）は、図４（ａ）のＧ−Ｇ線部における断面を示す、第２の流路部材の斜視模式図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）における側面模式図である。図７（ｃ）は、図７（ａ）における正面模式図である。図８（ａ）は、図４（ａ）のＧ−Ｇ線部における断面を示す第２の実施形態の変形例における、第２の流路部材の斜視模式図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）における正面模式図である。図８（ｃ）は、図８（ａ）における側面模式図である。図７（ａ）〜（ｃ）及び図８（ａ）〜（ｃ）は、理解を容易にするために一部の構成は簡略化している。

第２の実施形態では、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２のうち、第２の流路部材６０の鉛直方向（Ｚ方向）の両最外部に同じ流路を配置するようにする。すなわち、本実施形態では、共通供給流路２１１および共通回収流路２１２の配列方向が流路部材６０の鉛直方向（Ｚ方向）となっている点が第１の実施形態と異なる。図７においては、Ｚ方向において、１つの共通回収流路２１２を挟むように２つの共通供給流路２１１が配置されている。このような構成にすることで、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２の温度勾配を低減することができ、第２の流路部材６０の鉛直方向の変形を抑制することができる。また、第１の実施形態と同様、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２を夫々流れる液体の温度差に応じて流路アスペクト比を変更することで（図７（ｃ）参照）、流路部材６０の変形をより抑制することができる。

また、本実施形態は、図８に示すように、複数の積層部材６０ａ〜ｇをＺ方向に積層させることにより第２の流路部材６０を形成してもよい。具体的には、貫通孔４が形成されている積層部材６０ｂ、６０ｄおよび６０ｆと、平板６０ａ、６０ｃ、６０ｅおよび６０ｇとを交互に積層することにより形成している。このような構成にすることにより、図７（ａ）に示す第２の流路部材６０に対して製造コストの低減や部材精度の向上などの効果がある。また、各積層部材間は、接着や溶着等あらゆる接合方法を好適に用いることができる。なお、複数の部材６０ａ〜ｇをＹ方向に積層させて第２の流路部材を形成してもよく、その場合には、図６に示すような、共通供給流路２１１および共通回収流路２１２がＹ方向に並んで配置される第２の流路部材６０が形成される。同様に、製造コストの低減や部材精度の向上などの効果が得られる。

３ 液体吐出ヘッド
６ 加熱素子
７ 圧力室
１０ 素子基板
１３ 吐出口
５０ 第１の流路部材
６０ 第２の流路部材
２１１ 共通供給流路
２１２ 共通回収流路
２１３ａ 個別供給流路
２１３ｂ 個別回収流路

Claims (18)

1. 液体を吐出する吐出口と連通する圧力室内の液体を加熱する加熱素子を有する素子基板と、
   前記圧力室に液体を供給する複数の個別供給流路と、前記圧力室から液体を回収する複数の個別回収流路と、が形成されている第１の流路部材と、
   前記複数の個別供給流路と接続している共通供給流路と、前記複数の個別回収流路と接続している共通回収流路と、が形成されている第２の流路部材と、
   を有する液体吐出ヘッドにおいて、
   前記共通供給流路および前記共通回収流路は、前記第２の流路部材の長手方向に延在し、かつ、前記長手方向に交差する方向である配列方向に互いに並んで形成されており、
   前記共通供給流路または前記共通回収流路のどちらか一方が、前記配列方向における前記第２の流路部材の一端に最も近い側と他端に最も近い側の両方に配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記配列方向は、前記第２の流路部材の短手方向である請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記配列方向は、前記長手方向および前記第２の流路部材の短手方向にそれぞれ交差する方向である請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記共通供給流路を流動する液体の流動方向と前記共通回収流路を流動する液体の流動方向は対向する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記第２の流路部材には、２つの前記共通供給流路と１つの前記共通回収流路とが形成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記第２の流路部材は、貫通孔が形成されている部材と平板とを交互に積層することにより形成されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記配列方向における一端に配置される流路の長さと前記配列方向における他端に配置される流路の長さは同じである請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記配列方向における一端と他端に前記共通供給流路が配置され、前記一端と前記他端とに配置された前記共通供給流路の間に前記共通回収流路が配置されており、前記共通回収流路の断面積は、前記共通回収流路よりも小さい請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記配列方向における一端と他端に前記共通回収流路が配置され、前記一端と前記他端に配置された前記共通回収流路の間に前記共通供給流路が配置されており、前記共通供給流路の断面積は、前記共通回収流路よりも大きい請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記加熱素子は、液体を加熱して膜沸騰させ、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子である請求項１ないし９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記加熱素子は、前記圧力室内の液体の温度を調整する素子である請求項１ないし９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記加熱素子は、前記圧力室内の液体の温度を調整する素子であり、
    該素子とは別に、液体を加熱して膜沸騰させ、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を有する請求項１ないし９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
13. 前記共通供給流路および前記共通回収流路は、前記配列方向において等間隔に形成されている請求項１ないし１２のいずれか１項の液体吐出ヘッド。
14. 前記共通供給流路と前記共通回収流路は、前記配列方向から前記第２の流路部材を見たときに、少なくとも一部分が互いに重なっている請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
15. 前記共通供給流路の重心と前記共通回収流路の重心は、前記長手方向および前記配列方向にそれぞれ直交する方向において同じ位置に形成されている請求項１４に記載の液体吐出ヘッド。
16. 被記録媒体の幅に対応したページワイド型ヘッドである請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
17. 請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを有する記録装置。
18. 前記液体吐出ヘッドは、単色のインクを吐出し、
    それぞれ異なる色のインクを吐出する該液体吐出ヘッドを少なくとも４つ有する請求項１７に記載の記録装置。
    

Images