JP2024073792A - 記録素子基板及び記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク等の液体をより均一に加熱可能なサブヒータを備えた記録素子基板及び記録装置を提供する。
【解決手段】記録素子基板の表面に設けられる複数の吐出口と、当該表面と交差する方向に延びかつ複数の吐出口の各々に連通する複数のノズルと、当該表面に沿う方向に延びかつ複数のノズルの各々に連通する複数の個別流路、及び、複数の個別流路に連通する共通流路、が形成される流路形成部と、複数のノズルを各々が一又は複数のノズルからなる複数のノズル群に分けた場合に、共通流路における複数のノズル群の各々に対応する位置に、複数の吐出口の配列方向に沿って配列して設けられる複数の供給口と、複数の供給口から記録素子基板の裏面まで当該裏面に交差する方向に延びる複数の供給流路と、を有し、複数の供給口の各々について、供給口の周縁部の少なくとも一部に沿って、共通流路を流れる液体を加熱するように構成された複数のヒータを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は記録素子基板及び記録装置に関する。

ノズルからインクを吐出させて紙等の記録媒体に付着させるインクジェット記録装置において、ノズルからインクを吐出するためのエネルギーを付与するヒータ及び吐出前のインクを加熱するためのサブヒータを備えたものがある。例えば、特許文献１に記載のインクジェット記録装置では、基板に長いインク供給口が形成され、インク供給口の延びる方向に沿って並ぶ複数のノズルからなるノズル列がインク供給口の両側に設けられる。そして、ノズル毎の吐出用ヒータが形成されるヒータ形成領域がノズル列の外側に配置され、ヒータ形成領域の外側にインク供給口とヒータ形成領域を含む長い矩形領域の３辺を囲むようにサブヒータが設けられる。サブヒータの両端はサブヒータ電源端子に接続され、電圧が印加されてサブヒータが発熱することで基板全体を加熱し、インク供給口から供給されるインクを加熱する。これによりインクの温度低下を抑制し、粘度増加による吐出量変動や吐出不良を抑制する。

特開２０１０－２８０２１３号公報

特許文献１では、サブヒータはノズルを挟んでインク供給口とは反対側に配置されているため、特にノズル流路におけるインク流量が大きくなる高印字デューティーの記録が行われる場合、サブヒータによる加熱が十分でないインクが吐出される可能性がある。

本発明は、インク等の液体をより均一に加熱することができるサブヒータを備えた記録素子基板及び記録装置を提供することを目的とする。

本発明は、記録素子基板であって、
前記記録素子基板の表面に、複数の吐出口が配列方向に配列した吐出口列と、
前記記録素子基板の表面と交差する方向に延び、かつ、前記複数の吐出口の各々に連通する複数のノズルと、
前記記録素子基板の表面に沿う方向に延び、かつ、前記複数のノズルの各々に連通する複数の個別流路、及び、前記複数の個別流路に連通する共通流路、が形成される流路形成部と、
前記複数のノズルを、各々が一又は複数のノズルからなる複数のノズル群に分けた場合に、前記共通流路における前記複数のノズル群の各々に対応する位置に、前記配列方向に沿って配列して設けられる複数の供給口と、
前記複数の供給口から前記記録素子基板の裏面まで、前記記録素子基板の裏面に交差する方向に延びる複数の供給流路と、
を有し、
前記複数の供給口の各々について、前記供給口の周縁部の少なくとも一部に沿って、前記共通流路を流れる液体を加熱するように構成された複数のヒータを備えることを特徴とする記録素子基板である。

本発明によれば、インク等の液体をより均一に加熱することができるサブヒータを備えた記録素子基板及び記録装置を提供することができる。

実施例１の記録素子基板の一部を示す平面図である。 図１の記録素子基板のＡ－Ａ断面図である。 図１の記録素子基板のＢ－Ｂ断面図である。 図１の記録素子基板のＣ－Ｃ断面図である。 実施例１の変形例の記録素子基板の一部を示す平面図である。 実施例２の記録素子基板の一部を示す平面図である。 実施例３の記録素子基板の一部を示す平面図である。 実施例４の記録素子基板の一部を示す平面図である。 実施例の記録装置及び液体吐出ヘッドを示す図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。以下に説明する実施例は本発明の実施形態の一例を示すことを目的としており、本発明の範囲をこれらに限定する意図のものではない。以下の実施例における各種部材の寸法、形状、数、材質等は特に断らない限り本発明の範囲内で適宜変更可能である。

図７は、本発明を適用可能なシリアル方式のインクジェット記録装置の主要部の構成を示す概略図である。図７（Ａ）はインクジェット記録装置１００の全体構成を示す全体図であり、図７（Ｂ）はインクジェット記録装置１００の構成要素である記録ヘッド２を示す斜視図である。

図７において、液体吐出ヘッドである記録ヘッド２は、複数のノズルが配列されたノズル列を複数有する記録素子基板１を備えている。インクジェット記録装置１００は、記録ヘッド２のノズルに対応した吐出口（不図示）からインク滴を吐出することにより、記録媒体３上に画像を記録する。インクジェット記録装置１００は、記録素子基板１や記録ヘッド２を含むインクジェット記録装置１００を構成する各部の動作を制御する制御部３００を有する。制御部３００は、ＣＰＵ、メモリ、入出力部等を有するコンピュータであり、外部から入力される画像情報やメモリに格納されている制御プログラムに基づきインクジェット記録装置１００の動作を制御する。特に、制御部３００は、後述する記録素子基板１に備わるヒータやサブヒータの動作を制御する。

（実施例１）
以下、本発明の実施例１を、図面を参照して説明する。図１は、実施例１における記録素子基板１の一部を示す平面図である。図１は、記録ヘッド２を基板側からインクの吐出方向に見た平面図であり、記録素子基板１に設けられた複数のノズルの内の２つのノズルを含む部分を示している。また、図２は図１のノズルの断面図であり、図２（Ａ）はＡ－Ａ断面図、図２（Ｂ）はＢ－Ｂ断面図、図２（Ｃ）はＣ－Ｃ断面図を表している。以下、図１及び図２に基づいて、実施例１におけるノズル周辺の構造について説明する。

液体を吐出する記録素子基板１の上にはノズル列を隔てるノズル列間隔壁１０５ａ、１０５ｂが形成され、ノズル列間隔壁１０５ａ、１０５ｂの上にはオリフィスプレート２０１が形成される。そして記録素子基板１、ノズル列間隔壁１０５ａ、１０５ｂ、オリフィスプレート２０１で囲まれる領域がノズル列内のインク流路２０２となる。

インク流路２０２はノズル間隔壁１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃで仕切られて、ノズル
間隔壁１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃの間に発泡室１０８ａ、１０８ｂが形成される。図１において、発泡室１０８ａ、１０８ｂの各々の中心におけるオリフィスプレート２０１に吐出口１０９ａ、１０９ｂがそれぞれ連通するノズル１１３ａ、１１３ｂが形成される。複数の吐出口１０９ａ、１０９ｂは、記録素子基板１の表面に所定の配列方向（図１のＹ方向）に沿って配列して設けられ、吐出口列１０９０をなす。複数のノズル１１３ａ、１１３ｂは、記録素子基板１の表面と交差する方向（実施例１では表面に垂直の方向。図２のＺ方向）に延び、複数の吐出口１０９ａ、１０９ｂに連通する。複数の発泡室１０８ａ、１０８ｂは、記録素子基板１の表面に沿う方向（実施例１では表面に平行な方向。図１のＸ方向）に延びる、複数のノズル１１３ａ、１１３ｂの各々に連通する複数の個別流路である。インク流路２０２は、記録素子基板１の表面に沿う方向（実施例１では平行な方向。図１のＹ方向）に延びる、複数の個別流路である発泡室１０８ａ、１０８ｂに連通する共通流路である。個別流路である発泡室１０８ａ、１０８ｂと共通流路であるインク流路２０２が形成される層が流路形成部２３２である。

発泡室１０８ａ、１０８ｂの各々を除いたインク流路２０２は、２ノズル毎にインク供給口間隔壁１０７ａ、１０７ｃ及び１０７ｂ、１０７ｄで仕切られている。そしてインク供給口間隔壁１０７ａ、１０７ｃの間、及びインク供給口間隔壁１０７ｂ、１０７ｄの間のインク流路２０２の底面には、平面視で矩形状の１段目のインク供給口１１０ａ、１１０ｂがノズル列に対して対称に掘り込まれている。実施例１では、後述する実施例１の変形例の説明で参照する図３に示すように、記録素子基板１が有する複数のノズル１１３を、各々が一又は複数のノズルからなる複数のノズル群１１４に分ける。実施例１では１つのノズル群１１４は隣り合う２つのノズル１１３ａ、１１３ｂからなる。図１には１つのノズル群１１４に含まれるノズル１１３ａ、１１３ｂが示されている。複数のインク供給口１１０ａは、共通流路であるインク流路２０２における複数のノズル群１４の各々に対応する位置に設けられる。記録素子基板１には複数のノズル群１１４がノズルの配列方向（図３のＹ方向）に沿って配列して設けられる。図３では６個のノズル１１３が各々２個のノズル１１３を含む３のノズル群１１４に分けられている。

さらにインク供給口１１０ａ、１１０ｂには、インク供給口１１０ａ、１１０ｂよりも狭い流路断面で記録素子基板１の裏面まで貫通する供給流路１１１ａ、１１１ｂが形成される。供給流路１１１ａ、１１１ｂは、記録素子基板１の裏面に交差する方向（実施例１では裏面に垂直の方向。図２のＺ方向）に延びる。

平面視でインク供給口１１０ａ、１１０ｂが供給流路１１１ａ、１１１ｂよりも広い。これにより、インク供給口１１０ａ、１１０ｂからインク流路２０２内に流出したインクが発泡室１０８ａ、１０８ｂ内に至るまでの圧力損失を下げることができる。

以上述べたインク流路２０２の構造により、２つの供給流路１１１ａ、１１１ｂからリフィルにより供給されたインクはインク供給口１１０ａ、１１０ｂを経て２つの発泡室１０８ａ、１０８ｂに流れ込む。

吐出口１０９ａ、１０９ｂ直下の記録素子基板１内に、例えばＴａＳｉＮのような比抵抗が高く熱的に安定した材料の薄膜抵抗体から成る矩形状のヒータ１０１ａ、１０１ｂがそれぞれ設けられる。ヒータ１０１ａ、１０１ｂは、複数の吐出口１０９ａ、１０９ｂからインクを吐出させるためのエネルギーをインクに付与する吐出用アクチュエータの一例である。吐出用ヒータであるヒータ１０１ａ、１０１ｂは、個別流路である発泡室１０８ａ、１０８ｂに設けられる。

記録素子基板１は、基板２０７上の絶縁部材２０６に対して複数の配線層２０４、２０５が設けられて構成される。記録素子基板１は、絶縁部材２０６により構成される複数の
層間絶縁膜（絶縁体層）と複数の配線層２０４、２０５とが積層されて形成される配線部２３３が、流路形成部２３２と基板２０７の裏面との間に設けられて構成される。配線層２０４、２０５の各々は、絶縁部材２０６の間に設けられる。基板２０７にはシリコン等の半導体材料が用いられ、絶縁部材２０６にはシリコン酸化物等の絶縁材料が用いられる。

図２（Ｂ）において、絶縁部材２０６を介してヒータ１０１ｂの下層に薄膜抵抗体から成る温度センサ２０９ｂが設けられる。温度センサ２０９ｂは、出力電圧を高めるためヒータ１０１ｂと同等の大きな比抵抗を有し、温度抵抗係数が高い材料を用いるのが望ましい。

配線部２３３において、温度センサ２０９ｂと同層には、平面視で図１に示すように、インク供給口１１０ａの周縁部の少なくとも一部に沿って、インク流路２０２を流れるインクを加熱するように構成されたサブヒータ１０２ａ、１０２ｃが設けられる。

実施例１では、サブヒータ１０２ａ、１０２ｃは、インク供給口１１０ａの周縁部のうち、インク供給口１１０ａから個別流路である発泡室１０８ａ、１０８ｂへ向かう方向に沿って延びる部分に沿って設けられる。具体的には、サブヒータ１０２ａ、１０２ｃは、インク供給口１１０ａの周縁部のうち、側方の辺１１０１、１１０２に沿って、ノズル１１３ａ、１１３ｂの配列方向（図１のＹ方向）でインク供給口１１０ａを挟むように設けられる。

ここで、実施例１では、インク供給口１１０ａの周縁部は、前方の辺１１０３、後方の辺１１０４、及び２つの側方の辺１１０１、１１０２を有する矩形の形状を有する。前方の辺１１０３は、インク供給口１１０ａの周縁部を構成する辺のうち、複数のノズル１１３の配列方向（図１のＹ方向）に沿う方向に延びる辺であって、個別流路である発泡室１０８ａ、１０８ｂに近い側に位置する辺である。後方の辺１１０４は、インク供給口１１０ａの周縁部を構成する辺のうち、前方の辺１１０３の反対側にある辺である。言い換えると、後方の辺１１０４は、複数のノズル１１３の配列方向（図１のＹ方向）に沿う方向に延びる辺であって、ノズル列間隔壁１０５ａに近い側に位置する辺である。側方の辺１１０１、１１０２は、インク供給口１１０ａの周縁部を構成する辺のうち、複数のノズル１１３の配列方向（図１のＹ方向）に交差する方向（実施例１では配列方向に垂直の方向。図１のＸ方向）に延びる辺である。

実施例１では、個別流路である発泡室、共通流路であるインク流路、インク供給口、供給流路、サブヒータは、複数のノズル１１３からなるノズル列を挟んで両側（図１のＸ方向で両側）に、ノズル列に対して対称に設けられる。サブヒータ１０２ｂ、１０２ｄに関しても同様にインク供給口１１０ｂの側方に沿って設けられている。

ヒータ１０１ｂの上には、例えばＳｉＮのような絶縁体の保護膜２０３が形成される。さらにその上には、吐出用アクチュエータであるヒータ１０１ｂに対応する位置において、ヒータ１０１ｂが設けられた領域を覆うように、例えばＴａから成る耐キャビテーション膜２０８が形成される。

上述のヒータ１０１ｂ、温度センサ２０９ｂ、及びサブヒータ１０２ａ～１０２ｄは、上記複数の配線層に設けられた配線パターン及び導電プラグを介して電気接続されることにより回路を形成する。実施例１では、基板２０７に最も近い第１配線層２０５と、その上方の第２配線層２０４の計２つの配線層が設けられる。

図２（Ｂ）において、ヒータ１０１ｂは、ノズル配列方向（Ｙ方向）に垂直の方向（Ｘ
方向）の一端部において導電プラグ１１２ｃを介して第２配線層２０４の配線パターン２１０ｃに接続される。また、他端部において導電プラグ１１２ｄを介して第２配線層２０４の配線パターン２１０ｄに接続される。実施例１ではヒータ１０１ａは矩形であり、ノズル配列方向（Ｙ方向）の両端部の辺が長辺、ノズル配列方向に垂直の方向（Ｘ方向）の両端部の辺が短辺である。したがって、導電プラグ１１２ｃ、１１２ｄはヒータ１０１ｂの短辺側の両端部に設けられている。なお、配線パターン２１０ｃは電源線に接続され、配線パターン２１０ｄは不図示のスイッチ素子を介して接地されるものとする。ヒータ１０１ａの形状は一例でありこれに限られない。

温度センサ２０９ｂは、一端部に設けられた導電プラグ２１６ｃを介して第２配線層２０４のパッド２１１ｃに接続され、さらに導電プラグ２１８ｃを介して第１配線層２０５の配線パターン２１４ｃに接続される。他端部に設けられた導電プラグ２１６ｄも同様にパッド２１１ｄに接続され、導電プラグ２１８ｄを介して第１配線層２０５の配線パターン２１４ｄに接続される。

ヒータ１０１ｂ下方において、第２配線層２０４には放熱用パターン２１３が配され、放熱用パターン２１３はプラグ２２０を介して第１配線層２０５の放熱用パターン２１５に接続され、放熱用パターン２１５はプラグ２２１を介して基板２０７に接続される。このような構成によって、ヒータ１０１ｂが駆動されて熱を発生した後において該駆動が抑制された場合には、該熱は基板２０７に速やかに放出されることとなる。

ヒータ１０１ａ下方の温度センサや放熱用パターン、そしてそれらの配線構造に関してもヒータ１０１ｂ下方と同様であるため、説明は割愛する。

図２（Ｃ）において、サブヒータ１０２ａは、一端部に設けられた導電プラグ２２３ａを介してパッド２２４に接続され、さらに導電プラグ２２７、パッド２２５、導電プラグ２２９を介して基板２０７に形成されたスイッチ素子２３１に接続される。スイッチ素子２３１は導電プラグ２３０、パッド２２６、導電プラグ２２８を介して配線パターン２２２ａに接続され、配線パターン２２２ａは不図示の電源線に接続される。上記構成により、スイッチ素子２３１がＯＮのときはサブヒータ１０２ａと配線パターン２２２ａが導通し、所定の電圧がサブヒータ１０２ａに印加される。

サブヒータ１０２ａの他端部は導電プラグ２１７ａ、パッド２１２ａ、導電プラグ２１９ａを介して配線パターン１０３ａに接続される。同様に、サブヒータ１０２ｂの一端部は導電プラグ２１７ｂ、パッド２１２ｂ、導電プラグ２１９ｂを介して、同じく配線パターン１０３ａに接続される。これによりサブヒータ１０２ａ、１０２ｂは、配線パターン１０３ａにより直列接続される。すなわち、実施例１では、ノズル列を挟んで対象の位置にある２つのサブヒータ１０２ａ、１０２ｂが電気的に接続されている。

配線パターン１０３ａはヒータ１０１ａ下方の配線構造との干渉を避けるため、図１に示すようにヒータ１０１ａを吐出方向（記録素子基板１の表面に垂直の方向）に投影した領域を迂回してコの字形に配置される。

サブヒータ１０２ｃ、１０２ｄについてもサブヒータ１０２ａ、１２０ｂと同様の構成を有する。すなわち、サブヒータ１０２ｃの他端部は導電プラグ２１７ｃ、パッド２１２ａ、導電プラグ２１９ｃを介して配線パターン１０３ｂに接続される。また、サブヒータ１０２ｄの一端部は導電プラグ２１７ｄ、パッド２１２ｄ、導電プラグ２１９ｄを介して配線パターン１０３ｂに接続される。配線パターン１０３ｂ（図２（Ｂ）参照）も配線パターン１０３ａと同様にヒータ１０１ｂを吐出方向に投影した領域を迂回するようにコの字形に配置される。よって、ノズル列を挟んで対象の位置にある２つのサブヒータ１０２
ｃ、１０２ｄも電気的に接続されている。

サブヒータ１０２ｂの他端部は、導電プラグ２２３ｂ、第２配線層２０４の配線パターン１０４、導電プラグ２２３ｄを介してサブヒータ１０２ｄの一端部に接続される。そしてサブヒータ１０２ｃは導電プラグ２２３ｃを介して配線パターン２２２ｃに接続され、配線パターン２２２ｃは不図示のグランド線に接地される。すなわち、実施例１では、ノズル列における複数のノズル１１３の配列方向（Ｙ方向）で隣り合う２つのサブヒータ１０２ｂ、１０２ｄは、電気的に接続されている。

以上の構成によりスイッチ素子２３１がＯＮのときは、サブヒータ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｄ、１０２ｃの順に直列に接続したサブヒータ群の両端子となる導電プラグ２２３ａ、２２３ｃ間に所定の電圧が印加され、同時に加熱が開始される。

制御部３００は、ヒータ１０１ａ、１０１ｂに駆動電圧が印加されない非印字時（画像記録が行われない場合）においては、インクを循環させる制御を行う。具体的には、ノズルの乾燥防止のためにインク循環用の低い流量でインクがインク供給口１１０ａから供給され、発泡室１０８ａ、１０８ｂを経てインク供給口１１０ｂから回収されるように制御を行う。

このとき、制御部３００は、吐出口１０９ａ、１０９ｂ直下を流れるインク温度が所定の循環時の目標温度となるようにスイッチ素子２３１のＰＷＭ制御を行うことで、サブヒータ１０２ａ～１０２ｄを低発熱モードで制御させる。循環時の目標温度は、インク循環時に適した予熱が発泡室１０８ａ、１０８ｂに流入するインクに対して行われるように設定される。

制御部３００は、ヒータ１０１ａ、１０１ｂに駆動電圧が印加される印字時（画像記録が行われる場合）においては、インクをリフィルする制御を行う。具体的には、ノズル列の両側のインク供給口１１０ａ、１１０ｂからリフィルされて発泡室１０８ａ、１０８ｂにインクがそれぞれ流れ込むように制御を行う。リフィルによるインクの流量はインク循環時の流量よりも高流量となる。

このとき、制御部３００は、吐出口１０９ａ、１０９ｂ直下にインクが到達したときにインク温度が所定のリフィル時の目標温度となるようにスイッチ素子２３１のＰＷＭ制御を行うことで、サブヒータ１０２ａ～１０２ｄを高発熱モードで制御する。リフィル時の目標温度は、印字時に適した予熱が発泡室１０８ａ、１０８ｂに流入するインクに対して行われるように設定される。

このように、制御部３００は、画像記録を行う場合のサブヒータ１０２ａ～１０２ｄの発熱量が画像記録を行わない場合のサブヒータ１０２ａ～１０２ｄの発熱量より大きくなるように１０２ａ～１０２ｄを制御してもよい。

図１に実線の矢印で示したように、インク供給口１１０ａの側方からリフィルしたインクはサブヒータ１０２ｃ上部をサブヒータ１０２ｃに沿って通過するため加熱時間が長い。そのため、サブヒータ１０２ｃ近傍のインク温度の上昇度合い大きく、インク流路２０２上面に近い位置を流れるインクまで熱が伝わってインク流路２０２の高さ方向の温度にばらつきが生じにくい。

一方、図１に破線の矢印で示したように、インク供給口１１０ａの前方からリフィルしたインクはサブヒータ１０２ｃ上部の一部を通過するだけなので加熱時間が短い。そのため、サブヒータ１０２ｃ近傍のインク温度の上昇度合いは小さく、インク流路２０２の上
面に近い位置を流れるインクまで熱が伝わりにくく、インク流路２０２の高さ方向の温度にばらつきが生じやすい。

このようにサブヒータ１０２ｃによる加熱時間の異なるインクが混合して発泡室１０８ｂに流れ込むため、インク供給口１１０ａの前方の流路のインクのみを加熱する構成よりもリフィルされるインクの温度の均一性が高くなる。なお、上記のリフィルインクの流れ方とサブヒータによる加熱の仕方は、リフィルにより発泡室１０８ａに流れ込むインクに対しても同様である。

このように、実施例１によれば、インク供給口１１０ａからリフィルによりインク流路２０２に流入したインクは、サブヒータ１０２ａ、１０２ｃにより加熱されて均一に温度上昇した状態で発泡室１０８ａ、１０８ｂに流入する。したがって、インクの粘度増加による吐出量変動や吐出不良をより確実に抑制することができる。

（変形例）
図３は、実施例１の変形例の記録素子基板の一部を示す平面図である。図３は、記録ヘッド２を基板側からインクの吐出方向に見た平面図であり、記録素子基板１に設けられた複数のノズルの内の６つのノズルを含む部分を示している。変形例では、実施例１の４つのサブヒータ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｄ、１０２ｃを直列接続して構成されるサブヒータ群を、さらにノズル列方向に３つ直列接続し、１つのサブヒータ群１０２とする。

図３において、３つのサブヒータ群１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃは、第２配線層２０４の２つの配線パターン３０１、３０２によって直列接続され、６つのノズルのインクの加熱を担う１つのサブヒータ群１０２として機能する。

スイッチ素子２３１（図２（Ｃ）参照）がＯＮになると、サブヒータ群１０２の両端子となる導電プラグ２２３ａ、２２３ｅ間に所定の電圧が印加され、同時に加熱が開始される。

サブヒータ群１０２の加熱量の制御の一例として、６つのノズルのうちインク吐出頻度が最も高いノズルに合わせて加熱量を制御することができる。なお、加熱量の制御方法はこの例に限られない。また、図１の構成のように４つのサブヒータ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｄ、１０２ｃからなるサブヒータ群毎にスイッチ素子２３１を設ける場合と比較して、スイッチ素子の総数が３分の１で済み、加熱制御の対象となるサブヒータ群の総数も３分の１で済む。そのため、サブヒータ群の加熱制御が簡素化できる。

（実施例２）
以下、本発明の実施例２について説明する。実施例１と共通の構成については実施例１と共通の符号及び名称を用いて詳細な説明を省略する。

図４は、実施例２における記録素子基板１の一部を示す平面図である。図４は、記録ヘッド２を基板側からインクの吐出方向に見た平面図であり、記録素子基板１に設けられた複数のノズルの内の２つのノズルを含む部分を示している。実施例２では、記録素子基板１に設けられた温度センサと同層に、インク供給口の前方と両側方を取り囲むようにコの字状にサブヒータを配置する。

インク流路２０２の高さが比較的高い場合、インク供給口１１０ａの後方はインクの流れが淀む。そのため、リフィルによってインク供給口１１０ａからは主に前方と側方からインクがインク流路２０２に流入する。

実施例２では、図４に示すように、サブヒータ４０１ａを、インク供給口１１０ａの側方に加えて前方にも沿ってコの字状に取り囲むように配置する。具体的には、サブヒータ４０１ａ、４０１ｃは、インク供給口１１０ａの周縁部のうち、側方の辺１１０１、１１０２及び前方の辺１１０３に沿って、インク供給口１１０ａをコの字状に囲むように設けられる。

サブヒータ４０１ａの一端は導電プラグ４０２ａを介してスイッチ素子（不図示）に接続され、スイッチ素子は第２配線層２０４の配線パターンを介して不図示の電源線に接続される。サブヒータ４０１ａの他端は導電プラグ４０２ｃを介して第２配線層２０４の配線パターン（不図示）に接続され、当該配線パターンは不図示のグランド線に接地される。これらの構成は実施例１のサブヒータ１０２ａ、１０２ｃと同様である。

実施例２のサブヒータ４０１ａの構成によれば、図４に破線の矢印で示したように、インク供給口１１０ａの前方からインク流路２０２に流入するインクに対してサブヒータ４０１ａにより加熱することが可能となる。

サブヒータ４０１ｂとインク供給口１１０ｂの関係については、サブヒータ４０１ａとインク供給口１１０ａの関係と同様である。また、サブヒータ４０１ｂと導電プラグ４０２ｂ、４０２ｄの構成は、サブヒータ４０１ａと導電プラグ４０２ａ、４０２ｃの構成と同様である。

なお、実施例２では、制御部３００は、サブヒータ４０１ａ、４０１ｂによる加熱を個別に制御可能としてもよい。この場合、画像記録を行う場合、ノズル列を挟んで設けられるインク供給口１１０ａ、１１０ｂの両方からインク流路２０２にインクを流入させ、ノズル列を挟んで設けられるサブヒータ４０１ａ、４０１ｂの両方を発熱させるように制御してもよい。また、画像記録を行わない場合、一方のインク供給口１１０ａからインク流路２０２にインクを流入させ、他方のインク供給口１１０ｂからインクを流出させることでインクを循環させる。そして、インクの流入を担うインク供給口１１０ａの周縁部に沿って設けられたサブヒータ４０１ａのみを発熱させるように制御してもよい。

実施例２の構成によれば、インク供給口１１０ａ、１１０ｂからリフィルしたインクに対し、発泡室１０８ａ、１０８ｂに流入する前に十分な加熱を行うことができる。そのため、その後のインク内の伝熱や撹拌を十分に行うことができ、発泡室１０８ａ、１０８ｂに流入するインクの温度をより均一に上昇させることができる。したがって、インクの粘度増加による吐出量変動や吐出不良をより確実に抑制することができる。

（実施例３）
以下、本発明の実施例３について説明する。実施例１と共通の構成については実施例１と共通の符号及び名称を用いて詳細な説明を省略する。

図５は、実施例３における記録素子基板１の一部を示す平面図である。図５は、記録ヘッド２を基板側からインクの吐出方向に見た平面図であり、記録素子基板１に設けられた複数のノズルの内の２つのノズルを含む部分を示している。実施例３では、記録素子基板１に設けられた温度センサと同層に、インク供給口の前方と両側方を取り囲むようにコの字状にサブヒータを配置し、サブヒータのうち特にインク供給口の前方に配置された部分を複数回折り返して波形とする。

図５においてインク供給口５０３ａ、５０３ｂは、図１に示したインク供給口１１０ａ、１１０ｂよりもノズル列の中心から離れて設けられている。よって、インク供給口５０３ａ、５０３ｂとノズル間隔壁１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃの間のスペースが広い。そ
のため、このスペースを用いて、よりサブヒータの面積が広くなるようにサブヒータの形状を設計することができる。

実施例３では、図５に示すように、サブヒータ５０１ａを、実施例２のサブヒータ４０１ａと同様のコの字状にインク供給口５０３ａの前方及び側方を取り囲むように配置する。具体的には、サブヒータ５０１ａは、インク供給口５０３ａの周縁部のうち、側方の辺１１０１、１１０２及び前方の辺１１０３に沿って、インク供給口５０３ａをコの字状に囲むように設けられる。さらにインク供給口５０３ａの前方の辺１１０３に沿って設けたサブヒータ５０１ａの一部を複数回折り返して波形とする。これによりサブヒータ５０１ａのうちインク供給口５０３ａの前方に配置した部分の面積が大きくなる。

サブヒータ５０１ａの一端は導電プラグ５０２ａを介してスイッチ素子（不図示）に接続され、スイッチ素子は第２配線層２０４の配線パターンを介して不図示の電源線に接続される。サブヒータ５０１ａの他端は導電プラグ５０２ｃを介して第２配線層２０４の配線パターン（不図示）に接続され、当該配線パターンは不図示のグランド線に接地される。これらの構成は実施例２のサブヒータ４０１ａと同様である。

なお、インク供給口５０４ａ、５０４ｂとインク供給口５０３ａ、５０３ｂの関係については、実施例１の供給流路１１１ａ、１１１ｂとインク供給口１１０ａ、１１０ｂの関係と同様である。

サブヒータ５０１ｂもサブヒータ５０１ａと同様の構成によりインク供給口５０３ｂの前方の部分を複数回折り返して波形とする。また、サブヒータ５０１ｂと導電プラグ５０２ｂ、５０２ｄの構成もサブヒータ５０１ａと導電プラグ５０２ａ、５０２ｃと同様の構成である。

これにより、図５に破線の矢印で示したように、サブヒータ５０１ａによって、インク供給口５０３ａの前方からリフィルする、より多くのインクに対し、より長い時間、加熱をすることができる。したがって、実線の矢印で示したインク供給口５０３ａの側方からリフィルするインクとの温度差が小さくなり、発泡室１０８ａ、１０８ｂに流入するインクの温度をより均一に上昇させることができる。したがって、インクの粘度増加による吐出量変動や吐出不良をより確実に抑制することができる。

（実施例４）
以下、本発明の実施例４について説明する。実施例１と共通の構成については実施例１と共通の符号及び名称を用いて詳細な説明を省略する。

図６は、実施例４における記録素子基板１の一部を示す平面図である。図６は、記録ヘッド２を基板側からインクの吐出方向に見た平面図であり、記録素子基板１に設けられた複数のノズルの内の２つのノズルを含む部分を示している。実施例４では、記録素子基板１に設けられた温度センサと同層に、インク供給口の全周を取り囲むようにΩ字状にサブヒータを配置する。

インク流路２０２の高さが比較的低い場合、図６において実線の矢印で示すようにリフィルによってインク供給口１１０ａの後方にもインクが流入し、インク供給口１１０ａの後方においてインクの流れは淀みにくい。インク供給口１１０ａの後方に流入したインクは、ノズル列間隔壁１０５ａとインク供給口間隔壁１０７ｃに沿ってインク供給口１１０ａの前方に回り込むように流れ、発泡室１０８ａ、１０８ｂに流入する。

そこで図６に示すように、サブヒータ６０１ａをインク供給口１１０ａの全周を取り囲
むようにΩ字状に配置する。具体的には、サブヒータ６０１ａは、インク供給口１１０ａの周縁部のうち、側方の辺１１０１、１１０２、前方の辺１１０３及び後方の辺１１０４に沿って、インク供給口１１０ａを全周にわたってΩ字状に囲むように設けられる。

サブヒータ６０１ａの一端は導電プラグ６０２ａを介してスイッチ素子（不図示）に接続され、スイッチ素子は第２配線層２０４の配線パターンを介して不図示の電源線に接続される。サブヒータ６０１ａの他端は導電プラグ６０２ｃを介して第２配線層２０４の配線パターン（不図示）に接続され、当該配線パターンは不図示のグランド線に接地される。これらの構成は実施例１のサブヒータ１０２ａ、１０２ｃと同様である。

実施例４のサブヒータ６０１ａの構成によれば、インク供給口１１０ａの後方から流入するインクは、インク供給口１１ａの前方や側方から流入するインクよりも、サブヒータ６０１ａ上方を通過する距離が長く、加熱時間も長くなる。そのためインク供給口１１０ａの後方から流入するインクの温度はインク供給口１１ａの前方や側方から流入するインクの温度より高くなり、インク流路２０２の高さ方向の温度分布もより均一になる。このように、インク供給口１１０ａの後方、側方、前方から流入し、サブヒータ６０１ａによる加熱時間が異なり、温度や温度分布が異なるインクが発泡室１０８ｂの入口で合流するため、インクの温度の均一性が高くなる。

サブヒータ６０１ｂとインク供給口１１０ｂの関係については、サブヒータ６０１ａとインク供給口１１０ａの関係と同様である。また、サブヒータ６０１ｂと導電プラグ６０２ｂ、６０２ｄの構成は、サブヒータ６０１ａと導電プラグ６０２ａ、６０２ｃの構成と同様である。

実施例４によれば、インク供給口１１０ａからリフィルによりインク流路２０２に流入したインクは、サブヒータ６０１ａにより加熱されて均一に温度上昇した状態で発泡室１０８ａ、１０８ｂに流入する。したがって、インクの粘度増加による吐出量変動や吐出不良をより確実に抑制することができる。

（その他の実施例）
以上、実施例１～４について説明してきたが、本発明は上述した形態に限定するものではない。例えば、インク供給口の形状は矩形に限られない。例えばインク供給口の形状が円形の場合も、インク供給口の周縁部の少なくとも一部に沿ってサブヒータを設けることで、上記の各実施例と同様の効果が得られる。この場合、矩形のインク供給口の側方、前方、後方の辺に沿って設けたサブヒータに代えて、インク供給口の側方、前方、後方の円弧に沿ってサブヒータを設けても良い。配線部２３３において、サブヒータを設ける層は温度センサと同層に限定するものではなく、吐出用ヒータや耐キャビテーション膜と同層に設けてもよい。また、ノズル列に対して両側に設けたインク供給口の列うち、片側のインク供給口の列に含まれるインク供給口の周縁部に沿ってサブヒータを設けてもよい。また、インク供給口の列をノズル列に対して片側のみに設けてもよい。また、配線層は２層に限定するものではなく、３層又は４層等で構成されていてもよい。また、１つインク供給口が対応する１つのノズル群に含まれるノズルの個数は２個以上でもよい。また、インク滴を吐出させるためのエネルギーをインクに付与する吐出用アクチュエータはヒータに限定するものではなく、例えばピエゾ素子でもよい。

本実施形態の開示は、以下の構成を含む。
（構成１）
記録素子基板であって、
前記記録素子基板の表面に、複数の吐出口が配列方向に配列した吐出口列と、
前記記録素子基板の表面と交差する方向に延び、かつ、前記複数の吐出口の各々に連通
する複数のノズルと、
前記記録素子基板の表面に沿う方向に延び、かつ、前記複数のノズルの各々に連通する複数の個別流路、及び、前記複数の個別流路に連通する共通流路、が形成される流路形成部と、
前記複数のノズルを、各々が一又は複数のノズルからなる複数のノズル群に分けた場合に、前記共通流路における前記複数のノズル群の各々に対応する位置に、前記配列方向に沿って配列して設けられる複数の供給口と、
前記複数の供給口から前記記録素子基板の裏面まで、前記記録素子基板の裏面に交差する方向に延びる複数の供給流路と、
を有し、
前記複数の供給口の各々について、前記供給口の周縁部の少なくとも一部に沿って、前記共通流路を流れる液体を加熱するように構成された複数のヒータを備えることを特徴とする記録素子基板。
（構成２）
前記ヒータは、前記供給口の周縁部のうち、前記供給口から前記個別流路へ向かう方向に沿って延びる部分に沿って設けられる構成１に記載の記録素子基板。
（構成３）
前記供給口の周縁部は、前記複数のノズルの配列方向に沿う方向に延びる辺であって前記個別流路に近い側に位置する前方の辺及びその反対側にある後方の辺と、前記配列方向に交差する方向であって前記供給口から前記個別流路へ向かう方向に延びる２つの側方の辺と、を有する矩形の形状を有し、
前記ヒータは、前記供給口の周縁部のうち、前記側方の辺に沿って設けられる構成１又は２に記載の記録素子基板。
（構成４）
前記ヒータは、前記供給口の周縁部のうち、さらに前記前方の辺に沿って設けられる構成３に記載の記録素子基板。
（構成５）
前記ヒータは、前記供給口の周縁部のうち、さらに前記後方の辺に沿って設けられる構成４に記載の記録素子基板。
（構成６）
前記ヒータのうち、前記前方の辺に沿って設けられる部分は、複数回折り返した波形の形状を有する構成４又は５に記載の記録素子基板。
（構成７）
前記複数の個別流路、前記共通流路、前記複数の供給口、前記複数の供給流路、及び前記複数のヒータは、前記複数のノズルからなるノズル列を挟んで両側に設けられる構成１～６のいずれか１項に記載の記録素子基板。
（構成８）
前記複数の個別流路、前記共通流路、前記複数の供給口、前記複数の供給流路、及び前記複数のヒータは、前記複数のノズルからなるノズル列を挟んで両側に、前記ノズル列に対して対称に設けられる構成１～６のいずれか１項に記載の記録素子基板。
（構成９）
前記ノズル列を挟んで対称の位置にある２つの前記ヒータは、電気的に接続されている構成８に記載の記録素子基板。
（構成１０）
前記配列方向で隣り合う２つの前記ヒータは、電気的に接続されている構成１～９のいずれか１項に記載の記録素子基板。
（構成１１）
前記ノズル群は、隣り合う複数のノズルからなる構成１～１０のいずれか１項に記載の記録素子基板。
（構成１２）
前記複数の吐出口の各々から液体を吐出させるためのエネルギーを液体に付与する複数の吐出用アクチュエータを備える構成１～１１のいずれか１項に記載の記録素子基板。
（構成１３）
前記吐出用アクチュエータは、前記個別流路に設けられた吐出用ヒータである構成１２に記載の記録素子基板。
（構成１４）
前記流路形成部と前記記録素子基板の裏面との間に設けられ、少なくとも絶縁体層と配線層とが積層されて形成される配線部を備え、
前記ヒータと前記吐出用ヒータとは前記配線部において同じ層に設けられる構成１３に記載の記録素子基板。
（構成１５）
前記流路形成部と前記記録素子基板の裏面との間に設けられ、少なくとも絶縁体層と配線層とが積層されて形成される配線部と、
前記配線部において前記吐出用ヒータより下層に設けられる温度センサと、
を備え、
前記ヒータと前記温度センサとは前記配線部において同じ層に設けられる構成１３に記載の記録素子基板。
（構成１６）
前記個別流路における前記吐出用アクチュエータに対応する位置に設けられる耐キャビテーション膜を備え、
前記ヒータは、前記耐キャビテーション膜と同じ層に設けられる構成１２又は１３に記載の記録素子基板。
（構成１７）
構成１～１６のいずれか１項に記載の記録素子基板を備える液体吐出ヘッドと、
前記ヒータの制御を行う制御部と、
を備え、前記液体吐出ヘッドから吐出される液体であるインクによって記録媒体に画像記録を行う記録装置。
（構成１８）
前記制御部は、画像記録を行う場合の前記ヒータの発熱量が画像記録を行わない場合の前記ヒータの発熱量より大きくなるように前記ヒータを制御する構成１７に記載の記録装置。
（構成１９）
前記複数の個別流路、前記共通流路、前記複数の供給口、前記複数の供給流路、及び前記複数のヒータは、前記複数のノズルからなるノズル列を挟んで両側に設けられ、
前記制御部は、
画像記録を行う場合、前記ノズル列を挟んで設けられる前記供給口の両方から前記共通流路に液体を流入させ、前記ノズル列を挟んで設けられる前記ヒータの両方を発熱させ、
画像記録を行わない場合、前記ノズル列を挟んで設けられる前記供給口のうち一方から前記共通流路に液体を流入させるとともに他方から前記共通流路の液体を流出させることで液体を循環させ、前記ノズル列を挟んで設けられる前記ヒータのうち前記液体が流入する方の共通流路に対応するヒータを発熱させる構成１７又は１８に記載の記録装置。

１ 記録素子基板、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ：サブヒータ、１０８ａ、１０８ｂ：発泡室、１０９ａ、１０９ｂ：吐出口、１０９０：吐出口列、１１０ａ、１１０ｂ：インク供給口、１１１ａ、１１１ｂ：供給流路、１１３ａ、１１３ｂ：ノズル、１１４：ノズル群、２０２：インク流路、２３２：流路形成部

Claims (19)

1. 記録素子基板であって、
   前記記録素子基板の表面に、複数の吐出口が配列方向に配列した吐出口列と、
   前記記録素子基板の表面と交差する方向に延び、かつ、前記複数の吐出口の各々に連通する複数のノズルと、
   前記記録素子基板の表面に沿う方向に延び、かつ、前記複数のノズルの各々に連通する複数の個別流路、及び、前記複数の個別流路に連通する共通流路、が形成される流路形成部と、
   前記複数のノズルを、各々が一又は複数のノズルからなる複数のノズル群に分けた場合に、前記共通流路における前記複数のノズル群の各々に対応する位置に、前記配列方向に沿って配列して設けられる複数の供給口と、
   前記複数の供給口から前記記録素子基板の裏面まで、前記記録素子基板の裏面に交差する方向に延びる複数の供給流路と、
   を有し、
   前記複数の供給口の各々について、前記供給口の周縁部の少なくとも一部に沿って、前記共通流路を流れる液体を加熱するように構成された複数のヒータを備えることを特徴とする記録素子基板。
2. 前記ヒータは、前記供給口の周縁部のうち、前記供給口から前記個別流路へ向かう方向に沿って延びる部分に沿って設けられる請求項１に記載の記録素子基板。
3. 前記供給口の周縁部は、前記複数のノズルの配列方向に沿う方向に延びる辺であって前記個別流路に近い側に位置する前方の辺及びその反対側にある後方の辺と、前記配列方向に交差する方向であって前記供給口から前記個別流路へ向かう方向に延びる２つの側方の辺と、を有する矩形の形状を有し、
   前記ヒータは、前記供給口の周縁部のうち、前記側方の辺に沿って設けられる請求項１又は２に記載の記録素子基板。
4. 前記ヒータは、前記供給口の周縁部のうち、さらに前記前方の辺に沿って設けられる請求項３に記載の記録素子基板。
5. 前記ヒータは、前記供給口の周縁部のうち、さらに前記後方の辺に沿って設けられる請求項４に記載の記録素子基板。
6. 前記ヒータのうち、前記前方の辺に沿って設けられる部分は、複数回折り返した波形の形状を有する請求項４に記載の記録素子基板。
7. 前記複数の個別流路、前記共通流路、前記複数の供給口、前記複数の供給流路、及び前記複数のヒータは、前記複数のノズルからなるノズル列を挟んで両側に設けられる請求項１又は２に記載の記録素子基板。
8. 前記複数の個別流路、前記共通流路、前記複数の供給口、前記複数の供給流路、及び前記複数のヒータは、前記複数のノズルからなるノズル列を挟んで両側に、前記ノズル列に対して対称に設けられる請求項１又は２に記載の記録素子基板。
9. 前記ノズル列を挟んで対称の位置にある２つの前記ヒータは、電気的に接続されている請求項８に記載の記録素子基板。
10. 前記配列方向で隣り合う２つの前記ヒータは、電気的に接続されている請求項１又は２
    に記載の記録素子基板。
11. 前記ノズル群は、隣り合う複数のノズルからなる請求項１又は２に記載の記録素子基板。
12. 前記複数の吐出口の各々から液体を吐出させるためのエネルギーを液体に付与する複数の吐出用アクチュエータを備える請求項１又は２に記載の記録素子基板。
13. 前記吐出用アクチュエータは、前記個別流路に設けられた吐出用ヒータである請求項１２に記載の記録素子基板。
14. 前記流路形成部と前記記録素子基板の裏面との間に設けられ、少なくとも絶縁体層と配線層とが積層されて形成される配線部を備え、
    前記ヒータと前記吐出用ヒータとは前記配線部において同じ層に設けられる請求項１３に記載の記録素子基板。
15. 前記流路形成部と前記記録素子基板の裏面との間に設けられ、少なくとも絶縁体層と配線層とが積層されて形成される配線部と、
    前記配線部において前記吐出用ヒータより下層に設けられる温度センサと、
    を備え、
    前記ヒータと前記温度センサとは前記配線部において同じ層に設けられる請求項１３に記載の記録素子基板。
16. 前記個別流路における前記吐出用アクチュエータに対応する位置に設けられる耐キャビテーション膜を備え、
    前記ヒータは、前記耐キャビテーション膜と同じ層に設けられる請求項１２に記載の記録素子基板。
17. 請求項１又は２に記載の記録素子基板を備える液体吐出ヘッドと、
    前記ヒータの制御を行う制御部と、
    を備え、前記液体吐出ヘッドから吐出される液体であるインクによって記録媒体に画像記録を行う記録装置。
18. 前記制御部は、画像記録を行う場合の前記ヒータの発熱量が画像記録を行わない場合の前記ヒータの発熱量より大きくなるように前記ヒータを制御する請求項１７に記載の記録装置。
19. 前記複数の個別流路、前記共通流路、前記複数の供給口、前記複数の供給流路、及び前記複数のヒータは、前記複数のノズルからなるノズル列を挟んで両側に設けられ、
    前記制御部は、
    画像記録を行う場合、前記ノズル列を挟んで設けられる前記供給口の両方から前記共通流路に液体を流入させ、前記ノズル列を挟んで設けられる前記ヒータの両方を発熱させ、
    画像記録を行わない場合、前記ノズル列を挟んで設けられる前記供給口のうち一方から前記共通流路に液体を流入させるとともに他方から前記共通流路の液体を流出させることで液体を循環させ、前記ノズル列を挟んで設けられる前記ヒータのうち前記液体が流入する方の共通流路に対応するヒータを発熱させる請求項１７に記載の記録装置。

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