JP4587157B2 - インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数色のインクなどの複数の異なる種類のインクを、紙などの記録媒体に付与するインクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置およびインクジェット記録ヘッドの使用方法に関する。

カラー画像を得るためのインクジェット記録ヘッドは、例えば、特許文献１（特公昭６１−２２９５６３号公報）等に記載されているように、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクを吐出するノズルを備えたヘッドが主走査方向に所定距離だけ離して搭載配置されている。

また、階調再現性を高くするため、あるいは紙上での粒状性を目立ちにくくするため、インクジェット記録装置では、濃度の異なるインクを用いることがある。

カラー画像用のインクジェット記録ヘッドまたは濃度の異なるインクを用いるインクジェット記録装置のように複数種類のインクを用いる場合、それぞれのインクに対応するヘッドを別々にしてしまうと、インクジェット記録装置のサイズが大きくなってしまうという問題が生じる。

インクジェット記録装置の大型化という問題を解決するために、同一基板上に、複数の色、濃度のインクに対応する発熱抵抗素子（電気熱変換素子）を複数配置するとともに、それぞれの発熱抵抗素子に対応するノズルや流路等もこの基板上に設けた、いわゆる多色一体型のインクジェット記録ヘッドが特許文献２（特許第２７１８９３９号公報）等に提案されている。
特公昭６１−２２９５６３号公報 特許第２７１８９３９号公報

近年、カラーインクジェット記録装置は更なる画質の向上が求められ、特に、記録された画像の鮮明度およびコントラストを向上させることが求められている。この要求に応えるためには、インクの染料濃度を上げることにより、画像の鮮明度を上げることが知られている。

しかしながら、インクの染料濃度が上がるにしたがって、インクの粘度も高くなっていく。インクの粘度が高くなっていくにつれて、吐出口からインクを吐出した後のインクのノズルへのリフィル（再供給）が遅くなっていく。つまり、インクの染料濃度が上がるにつれて、吐出口からインクを吐出した後のインクのノズルへのリフィルが遅くなっていく。

したがって、所定の粘度を越えるような染料濃度のインクを用いた場合、ノズルに十分なインクが供給される前にインク滴の吐出が実行されてしまう可能性があり、安定したインク滴の吐出を行うことができなくなるという問題が生じてしまう。

また、インクの粘度は、外環境の温度および湿度の影響を受けて変化するので、例えば、外環境の温度が低い状況または外環境の湿度が低い状況においては、インクの粘度が高
くなり、安定したインク滴の吐出ができなくなるという現象が生じやすくなる。

したがって、所定の粘度を越えるような染料濃度のインクを用いたカラーインクジェット記録装置では、外環境の温度が低い状況または外環境の湿度が低い状況において、安定したインク滴の吐出を実行できなくなる現象が顕著に現れやすくなり、ついには、インクの主滴が正常に形成されない、もしくは、インク滴の吐出方向が設計上の吐出方向に対してズレる、もしくは、インク敵が吐出しなくなるという吐出不良が生じてしまう。

本発明の目的は、例えば、記録画像の鮮明度およびコントラストとを向上させるために、所定の粘度を越える染料濃度のインクを用いた場合においても、安定したインク滴の吐出を行うことが可能となるインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置とを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のインクジェット記録ヘッドは、複数の吐出口からなる吐出口列と、前記吐出口からインクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する発熱抵抗素子とを含む記録素子基板と、前記記録素子基板に接して設けられる放熱板とを有し、前記吐出口列は３以上の複数あり、前記吐出口列のそれぞれは、温度が高くなるほど粘度が低くなる複数種類のインクのいずれか１つと対応するインクジェット記録ヘッドであって、前記記録素子基板において、前記複数種類のインクの中で最も粘度が高いインクに対応する第１の吐出口列が、他の吐出口列の間に配設されており、前記記録素子基板と前記放熱板との接合面であって、前記第１の吐出口列と該第１の吐出口列に隣接する前記他の吐出口列との間に対応する位置に溝部を備えることを特徴とする。

上記の発明によれば、最も粘度が高いインクに対応する吐出口列の両隣の２つの吐出口列の周囲の記録素子基板を、最も粘度が高いインクの熱源として利用することができるので、例えば、最も粘度が高いインクに対応する吐出口列を複数の吐出口列の端部とした場合に比べて、最も粘度が高いインクの温度を高くして該インクの粘度を低くすることが可能となり、インク滴の吐出不良を解消可能となる。

また、本発明のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記最も粘度が高いインクに対応する吐出口列は、前記複数の吐出口列の中央の列となるように配設されていることが望ましい。この場合、複数のインクの中で最も粘度の高いインクを、インクジェット記録ヘッドにおいて他の吐出口列よりも温度が高くなる可能性の高い吐出口列である中央の吐出口列から吐出させるので、従来発生していた最も粘度の高いインクに起因する吐出不良を解消し、より安定した吐出を行うことが可能となり、高精細な画像を得ることができる。

また、本発明のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記発熱抵抗素子が前記複数の吐出口列が有する全ての吐出口から前記インクを同時に吐出させた際に、前記最も粘度が高いインクに対応する吐出口列が到達する温度が、前記複数の吐出口列の端部の列となる吐出口列が到達する温度より高いことが望ましい。この場合、発熱抵抗素子が複数の吐出口列が有する全ての吐出口からインクを同時に吐出させた後に、記録を行うようにすれば、例えば、最も粘度が高いインクに対応する吐出口列を複数の吐出口列の端部とした場合に比べて、最も粘度が高いインクの温度を高くして該インクの粘度を低くすることが可能となり、インク滴の吐出不良を解消可能となる。

また、本発明のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記発熱抵抗素子が前記複数の吐出口列が有する全ての吐出口から前記インクを同時に吐出させた後に、前記最も粘度が高いインクに対応する吐出口列からの放熱が、前記複数の吐出口列の端部の列となる吐出口列からの放熱より少ないことが望ましい。この場合、発熱抵抗素子が複数の吐出口列が有する全ての吐出口からインクを同時に吐出させた後に、記録を行うようにすれば、例えば、最も粘度が高いインクに対応する吐出口列を複数の吐出口列の端部とした場合に比べて、最も粘度が高いインクの温度を高くして該インクの粘度を低くすることが可能となり、インク滴の吐出不良を解消可能となる。

また、本発明のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記最も粘度が高いインクは、前記複数の吐出口列と対応づけられたインクの中で最も染料濃度が高いものであってもよい。この場合、最も染料濃度が高いインクの粘度を低くすることが可能となり、インク滴の吐出不良を解消可能となる。

また、本発明のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記最も粘度が高いインクの粘度は、前記複数の吐出口列と対応づけられたインクから前記最も粘度が高いインクを除いた残りのインクの粘度の１．２倍以上であってもよい。この場合、記録画像の鮮明度およびコントラストとを向上させることが可能となる。

また、本発明のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記記録素子基板は、前記複数の吐出口列が配設された共通の基板を有することが望ましい。この場合、インクジェット記録ヘッドの小型化が図れ、熱の伝わり方のむらを少なくすることが可能となる。

また、本発明のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記複数の吐出口列の少なくとも２つは、第１の吐出口列と、該第１の吐出口列に対応する第２の吐出口列とからなり、前記第１の吐出口列のそれぞれは、前記インクジェット記録ヘッドの走査方向と直行する直線に関して、前記第２の吐出口列のそれぞれと線対称となる位置から前記走査方向と直行する方向に所定の距離だけずれた位置に配設されている構成としてもよい。この場合、インク滴の吐出不良を解消可能になるとともに、双方向印字を行うときに、複数のインクを記録媒体に吐出する順番を同じにできるので、双方向印字時に発生するインクの打ち込み順に起因する色ムラを解消することが可能となる。

また、本発明のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記複数の吐出口列の少なくとも１つは、該吐出口列に対応するインクを複数種の吐出量で吐出する構成としてもよい。この場合、インク滴の吐出不良を解消可能になるとともに、同一種類のインクを複数種の吐出量で吐出するので、記録媒体に記録されるインク滴の粒状感を目立ちにくくすることが可能となる。

また、本発明のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記最も粘度が高いインクを吐出口列の並びにおいて中央の列となる吐出口列から吐出させ、該中央の吐出口列から吐出口列の並びにおいて端部となる吐出口列に向けて該吐出口列が吐出するインクの粘度が徐々に低くなっていくようにしてもよい。この場合、中央の吐出口列から端部の吐出口列に向けて温度が低くなっていく可能性が高いので、粘度が高いインクほど温度が高くなる吐出口列から吐出させることが可能となり、安定したインクの吐出が可能となる。

また、本発明のインクジェット記録装置は、前記インクジェット記録ヘッドを含むことを特徴とする。この場合、上記の効果を奏するインクジェット記録装置を実現することが可能となる。

本発明によれば、例えば、記録画像の鮮明度およびコントラストとを向上させるために、所定の粘度を越える染料濃度のインクを用いた場合においても、安定したインク滴の吐出を行うことが可能なインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する。
（第１の実施例）
図１および図２は、本発明の第１の実施例のインクジェット記録ヘッドの要部を模式的に示す説明図である。図１は、インクジェット記録ヘッドの要部の平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。

図１において、第１の記録素子基板としての記録素子基板３００は、複数の吐出口列としての、吐出口列１１と、吐出口列１２と、吐出口列１３および吐出口列１４とを含む。

吐出口列１１、吐出口列１２、吐出口列１３および吐出口列１４のそれぞれは、インクジェット記録ヘッドの副走査方向に並ぶ複数の吐出口１０からなる。

吐出口列１１と、吐出口列１２と、吐出口列１３および吐出口列１４は、記録素子基板３００において所定の順序で並ぶように配設されている。なお、本実施例では、吐出口列１１と、吐出口列１２と、吐出口列１３と、吐出口列１４とは、並列に並ぶように配設されている。

また、吐出口列１１、吐出口列１２、吐出口列１３および吐出口列１４のそれぞれは、温度が高くなるほど粘度が低くなる複数種類のインクのいずれか１つと対応する。各吐出口１０は、該吐出口が属する吐出口列に対応づけられているインクのインク適を吐出する。

吐出口列１１は、第１の吐出口列１１ａと第２の吐出口列１１ｂとを有する。また、吐出口列１２は、第１の吐出口列１２ａと第２の吐出口列１２ｂとを有し、吐出口列１３は、第１の吐出口列１３ａと第２の吐出口列１３ｂとを有し、吐出口列１４は、第１の吐出口列１４ａと第２の吐出口列１４ｂとを有する。

図２において、記録素子基板３００は、エネルギー変換素子および記録素子としての発熱抵抗素子５０が形成されている基板２０と、吐出口１０が形成されている基板としてのオリフィスプレート６０とを備えている。なお、図２において、図１に示したものと同一構成のものには同一符号を附してある。

基板２０は、本実施例では面方位＜１００＞のシリコン単結晶基板で形成され、オリフィスプレート６０との接触面２０ａには、発熱抵抗素子５０と、発熱抵抗素子５０に駆動用電力を供給するアルミ等の電気配線（図示せず。）とが形成されている。

また、基板２０には、異方性エッチングにより形成された４つの貫通口３１〜３４が設けられている。貫通口３１は、吐出口列１１に液体としてのインクを供給するインク供給口３１となる。また、貫通口３２は、吐出口列１２へインクを供給するインク供給口３２となり、貫通口３３は、吐出口列１３へインクを供給するインク供給口３３となり、貫通口３４は、吐出口列１４へインクを供給するインク供給口３４となる。

なお、本実施例では、基板２０として面方位＜１００＞のシリコン基板を使用しているが、基板２０は、面方位＜１００＞のシリコン基板に限るものではなく適宜変更可能であ
る。例えば、基板２０として、面方位が＜１１０＞のシリコン基板を用いてもよい。

基板２０として面方位が＜１１０＞のシリコン基板を用いた場合、エッチングによって基板２０にインク供給口３１〜３４を形成する際に、基板２０に対して垂直（基板２０の厚み方向）にエッチングが進行するので、基板２０の厚み方向でその断面形状の変化の少ないインク供給口を容易に得ることができる。したがって、基板２０のサイズは、基板２０に形成するインク供給口３１〜３４の大きさに基づいて決定することが可能となり、インクジェット記録ヘッドの小型化を図ることが可能となる。

また、本実施例では、インク供給口３１〜３４をエッチングにより形成しているので、インク供給口３１〜３４を容易に形成できる。しかしながら、インク供給口３１〜３４の形成方法は、エッチングに限るものではなく適宜変更可能である。例えば、サンドブラストまたはレーザー加工などの方法によってインク供給口３１〜３４を形成してもよい。

基板２０の接触面２０ａ上に配設されるオリフィスプレート６０は、本実施例では、感光性エポキシ樹脂で形成され、例えば、特開昭６２−２６４９５７号公報などに記載されるような工程により、発熱抵抗素子５０に対応した位置に吐出口１０およびノズル４０が形成される。

なお、記録素子基板３００は、例えば、特開平９−１１４７９号公報に記載されている方法で形成してもよい。具体的には、基板２０としてのシリコン基板上に酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜を形成した後、該膜を残した状態で基板２０にインク供給口を設け、その後、該膜の上にオリフィスプレート６０を設け、その後、インク供給口部に存在する酸化シリコン膜あるいは窒化シリコン膜を除去し、オリフィスプレート６０に貫通口と吐出口とノズルとを形成する。この場合、安価で精密なインクジェット記録ヘッドを作成することが可能となる。よって、この方法で記録素子基板３００を形成することが望ましい。

基板２０およびオリフィスプレート６０とを有する記録素子基板３００は、発熱抵抗素子５０からノズル４０内のインク等の液体に供給される熱エネルギーによる該液体の膜沸騰により生じる気泡の圧力を利用して、吐出口１０からインク等の液体を吐出して記録を行う。

なお、発熱抵抗素子５０からインク等の液体に供給される熱エネルギーは、記録素子基板３００の中のインク等の液体を吐出する吐出口１０の周囲の部分にも供給される。よって、各吐出口１０の周囲の部分（以下、単に「吐出口」または「吐出口列」と称する。）は熱源となる。

図３は、記録素子基板３００を備えたインクジェット記録装置の要部、具体的には記録素子基板３００を備えたインクジェット記録ヘッドを模式的に示した説明図である。

図３（ａ）は、インクジェット記録ヘッドを構成する要部を示した斜視図である。

図３（ａ）において、インクジェット記録ヘッドは、記録素子基板３００と、インク流路形成部材１０２と、配線板１０３と、タンクホルダ１５０とを含む。

インク流路形成部材１０２は、複数のインク流路を備える。タンクホルダ１５０は、インク流路形成部材１０２にインクを供給するためのインクタンクを保持する。

記録素子基板３００は、記録素子基板３００の基板２０に設けられた電気配線が配線板
１０３と接続し、かつ、記録素子基板３００のインク供給口３１〜３４がインク流路形成部材１０２が有する複数のインク流路に連通するように、インク流路形成部１０２に固定される。

図３（ｂ）は、インクタンク２００Ｃ、インクタンク２００Ｍ、インクタンク２００Ｙおよびインクタンク２００Ｋが、インクホルダ１５０に保持されている状態を示したインクジェット記録ヘッド１００を示した斜視図である。なお、図３（ｂ）において、図３（ａ）と同一構成のものには、同一符号を附してある。

図３（ｂ）において、インクタンク２００Ｃはシアン（Ｃ）色のインクを保持する。また、インクタンク２００Ｍはマゼンタ（Ｍ）色のインクを保持し、インクタンク２００Ｙはイエロー（Ｙ）色のインクを保持し、インクタンク２００Ｋはブラック（Ｋ）色のインクを保持する。

配線板１０３に設けられている電気的接続部１０１がインクジェット記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の電気接続部と接続した際に、記録素子基板３００は、該電気接続部から供給される駆動信号を配線板１０３を介して受け取ることが可能となる。

記録素子基板３００が駆動信号を受け取ると、受け取った駆動信号が供給される発熱抵抗体５０が駆動し、駆動した発熱抵抗体５０に対応する位置に配設されている吐出口１０から、インク流路形成部材１０２を介してインクタンクから供給されるインクが吐出されて記録が行われる。

上述のようなインクジェット記録ヘッドを用いたカラーインクジェット記録装置は、近年、更なる画質の向上が求められ、記録画像の鮮明度およびコントラストを向上させることが求められている。この要求に応えるためには、インクの染料濃度を上げることにより、画像の鮮明度を上げることが広く知られている。

しかしながら、インクの染料濃度を上げると、インクの染料濃度が上がるにしたがって、インクの粘度も高くなっていく。

図４は、あるインクの染料濃度と該インクの粘度との関係を示した説明図である。図４に示したように、例えば、インクの染料濃度が４．５％のときは、インクの粘度は２．５ｍＰａ・ｓ程度だが、インク染料濃度が６％になると、インクの粘度は２．７ｍＰａ・ｓ程度まで上昇する。

そして、インク自身の粘度が高くなり、さらに、外環境の温度および湿度の影響を受けてインクの粘度がある限度を超えたときに、インク滴の吐出による記録を実行しようとすると、吐出口からの一発目のインク滴の吐出が不安定になり、ついには、インクの主滴が正常に形成されない、もしくは、インク滴の吐出方向が設計した吐出方向に対してズレる、もしくは、インク敵が吐出しなくなるという吐出不良が生じてしまう。

インク粘度に起因する吐出不良を解消するには、インクの粘度が所定の値よりも高いときは、記録素子基板３００の温度を上げ、インクの粘度を低くさせることが、安定した吐出を行うにあたっては、有効な手段となる。

本実施例のインクジェット記録ヘッドにおいては、図１に示すように、吐出口１０は複数設けられ、それらが同一記録素子基板３００中に所定のピッチで走査方向にそれぞれ配設された吐出口列１１〜１４を有している。複数の吐出口列を同一記録素子基板３００に設ける場合、同一記録素子基板における熱の伝わり方にむらがなくなるようにすることが
可能となる。

図１において、記録素子基板３００の中央領域（例えば、複数の吐出口列を所定の順序で並ぶように配設させた際に、その並びにおいて中央の列となる吐出列を含む部分）に配設された吐出口列１１は、その両端に熱源となる他の吐出口列（吐出口列１２と吐出口列１４）を有するため、吐出口列の並びにおいて端部の列となる吐出口列１２および吐出口列１３よりも熱が逃げにくい。

なお、本願では、吐出口列が偶数列存在する場合、吐出口列の並びにおいて中央の列となる吐出口列を、吐出口列の並びにおいて中央の列となる２つの吐出口列のいずれかまたはその両方とする。

また、記録素子基板３００の中央領域に配設された吐出口列１４は、その両端に熱源となる他の吐出口列（吐出口列１１と吐出口列１３）を有するため、吐出口列の並びにおいて端部の列となる吐出口列１２および吐出口列１３よりも熱が逃げにくい。

また、例えば、インクを安定的に吐出するために行う予備吐出のように複数の吐出口列のすべてから同時にインク適を吐出させた後に記録を行うような場合、２つの吐出口列の間に配設された吐出口列（本実施例では、吐出口列１１と吐出口列１４）は、両側の吐出口列が熱源となるので、吐出口列の並びにおいて端部の列となる吐出口列より温度が上がりやすく、また、熱が逃げにくい。

よって、複数の吐出口列から同時にインク適を吐出させたとき、記録素子基板３００において２つの吐出口列の間に配設された吐出口列付近の温度は、記録素子基板３００において吐出口列の並びで端部の列付近の温度より高い状態になる。

また、複数の吐出口列から同時にインク適を吐出させた後に、最も粘度が高いインクに対応する吐出口列からの放熱が、複数の吐出口列の端部の列となる吐出口列からの放熱より少なくなる。

本実施例では、複数色のインクを使用して、記録媒体に記録を行う場合、不安定な吐出が一番起こりやすい粘度の高いインクを吐出する吐出口列を、記録素子基板３００において他の領域よりも温度が高い状態になる可能性の高い２つの吐出口列の間に配設させている。

さらに言えば、本実施例では、粘度の高いインクを吐出する吐出口列を、吐出口列の並びにおいて中央の列となる吐出口列（本実施例では、吐出口列１１と吐出口列１４とのいずれかであり、以下、一例として吐出口列１１とする。）としている。なお、吐出口列の並びにおいて中央の列となる吐出口列は、記録素子基板３００において他の吐出口列が存在する領域よりも温度が高い状態になる可能性が高い。

本実施例によれば、最も粘度が高いインクに対応する吐出口列の両隣の２つの吐出口列の周囲の第１の記録素子基板を、最も粘度が高いインクの熱源として利用することができるので、例えば、最も粘度が高いインクに対応する吐出口列を複数の吐出口列の一列の並びの端部とした場合に比べて、最も粘度が高いインクの温度を高くして該インクの粘度を低くすることが可能となり、インク滴の吐出不良を解消可能となる。

なお、本実施例では、紙等の記録媒体にインク適を吐出して画像を形成するにあたって、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のインクを用いるものとする。

ブラックインクにおいては、記録される画像をはっきりさせるために、ブラックインクのＯＤ値の向上が求められている。このため、本実施例では、ブラックインクの染料濃度を上げてＯＤ値を上げる。したがって、ブラックインクは、染料濃度が高いため、そのインクの組成において、ほかのインクに比べて粘度が高くなる。

例えば、本実施例で使用されるインクの粘度は、シアン、マゼンタおよびイエローは、２．２ｍＰａ・ｓ程度で、ブラックは２．７ｍＰａ・ｓであり、ブラック色のインクの粘度は、その他の色のインクの粘度の１．２倍以上である。なお、複数のインクの中で最も粘度の高いインクの粘度は、他のインクの粘度の１．２倍以上であることに限るものではないが、粘度の差が大きいほど、記録画像の鮮明度およびコントラストとを向上させることが可能となる。

本実施例では、記録素子基板３００の吐出口列１１〜１４において、外側の吐出口列１２、１３は、それぞれシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）と対応させ、内側の吐出口列１１、１４は、それぞれブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）と対応させている。

よって、インク供給口３１にはインクタンク２００Ｋからブラックインクが供給され、インク供給口３４にはインクタンク２００Ｙからイエローインクが供給され、インク供給口３３にはインクタンク２００Ｍからマゼンタインクが供給され、インク供給口３２にはインクタンク２００Ｃからシアンインクが供給される。

よって、吐出口列１２からはシアン色のインク滴が吐出され、吐出口列１３からはマゼンダ色のインク滴が吐出され、吐出口列１４からはイエロー色のインク滴が吐出される。また、吐出口列１２、１３より温度が高くなる吐出口列１１からは複数のインクの中で最も粘度の高いブラック色のインク滴が吐出される。

なお、複数のインクの中で最も粘度の高いブラック色のインク滴を吐出口列１４から吐出させるようにしてもよい。

本実施例では、複数のインクの中で最も粘度の高いインクを、インクジェット記録ヘッドにおいて他の吐出口列よりも温度が高くなる可能性の高い吐出口列、例えば、２つの吐出口列の間に配設されている吐出口列、さらに言えば、吐出口列の並びにおいて中央の列となる吐出口列から吐出させるので、従来発生していた最も粘度の高いインクに起因する吐出不良を解消し、より安定した吐出を行うことが可能となり、高精細な画像を得ることができる。

また、複数のインクの中で最も粘度の高いインクとして複数のインクの中で最も染料濃度の高いインクを用いているので、記録画像の鮮明度およびコントラストとを向上させるために所定の粘度を越える染料濃度のインクを用いた場合においても、安定したインク滴の吐出を行うことが可能となる。

なお、本実施例は、インクジェット記録ヘッドの走査方向に所定のピッチで吐出口列が配列されているインクジェット記録ヘッドに限るものではない。

図５は、インクジェット記録ヘッドの他の例、具体的には、記録素子基板３０１において、インクジェット記録ヘッドの副走査方向に吐出口１０が並ぶ吐出口列（具体的には、吐出口列１１〜１４）が、インクジェット記録ヘッドの副走査方向に直列に配列されている例を示した平面図である。なお、図５において、図１に示したものと同一構成のものには同一符号を附してある。

図５において、記録素子基板３０１には、複数の吐出口列（具体的には、吐出口列１１〜１４）が、インクジェット記録ヘッドの副走査方向に直列に配列されている。

吐出口列１１〜１４のそれぞれには、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクが供給される。

本実施例では、染料濃度が高く、４種類のインクの中で最も粘度が高いブラックインクを吐出する吐出口列１１を、吐出口列の並びにおいて中央の列となる吐出口列としている。換言すると、複数のインクの中で最も粘度が高いブラックインクを吐出する吐出口列１１は、記録素子基板３０１において、他の吐出口列の間に配設されている。

図１または図５に示したような本実施例によれば、最も粘度が高いインクに対応する吐出口列の両隣の２つの吐出口列の周囲の記録素子基板の熱源として、吐出口からインクを吐出させる発熱抵抗素子を用いているので、記録素子基板の熱源として専用の熱源を使用する場合に比べて、構成の簡略化が図れる。
（第２の実施例）
図６は、本発明の第２の実施例のインクジェット記録ヘッドの要部を示した平面図である。なお、図６において、図１に示したものと同一構成のものには、同一符号を附してある。

図６において、記録素子基板３０２は、第１の吐出口列１１ａ、１４ａ、１３ａおよび１２ａからなる第１の吐出口列群１０ａと、第２の吐出口列１１ｂ、１４ｂ、１３ｂおよび１２ｂからなる第２の吐出口列群１０ｂとが配設されている。

第１の吐出口列群１０ａは、インクジェット記録ヘッドの副走査方向と同じ方向の直線Ｘに関して第２の吐出口列群１０ｂと線対称となる位置から該副走査方向に所定の距離だけずれた位置に配設されている。したがって、双方向印字を行うときに、複数のインクを記録媒体に吐出する順番を同じにできるので、双方向印字時に発生するインクの打ち込み順に起因する色ムラを解消することが可能となる。

なお、本実施例では、上記所定の距離として、１つの吐出口列を構成する複数の吐出口の中で隣り合う吐出口の間の距離の半分の距離を用いている。また、各吐出口列１１ａ〜１４ａの一端からｉ番目の吐出口のそれぞれの位置は、記録素子基板３０２が走査方向に移動した際に同じ地点を通過するように配設されている。また、各吐出口列１１ｂ〜１４ｂの一端からｉ番目の吐出口のそれぞれの位置は、記録素子基板３０２が走査方向に移動した際に同じ地点を通過するように配設されている。

したがって、同種類のインクを吐出する第１の吐出口列と第２の吐出口列とにおいては、走査方向への移動に際にして、各吐出口が、互いの吐出口列の吐出口の間を補間し合うように配列されており、各吐出口列の吐出口密度の倍の密度で副走査方向に記録を行うことができるようになっている。

本実施例では、複数のインクの中で最もインクの染料濃度が高く粘度が高いインクを、吐出口列の並びにおいて中央の列となる吐出口列１１ａおよび吐出口列１１ｂから吐出させる構成とし、次に粘度が高いインクを吐出口列１４ａおよび吐出口列１４ｂから吐出させ、次に粘度が高いインクを吐出口列１３ａおよび吐出口列１３ｂから吐出させ、複数のインクの中で最も粘度が低いインクを一番外側の吐出口列１２ａおよび吐出口列１２ｂから吐出させる構成としている。

例えば、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｋ）の各色
のインクの粘度の関係が、シアン（Ｃ）＜マゼンダ（Ｍ）＜イエロー（Ｙ）＜ブラック（Ｋ）の関係にあるとき、最も外側の吐出口列１２ａおよび吐出口列１２ｂではシアン（Ｃ）色のインクを、吐出口列１３ａおよび吐出口列１３ｂではマゼンタ（Ｍ）色のインクを、吐出口列１４ａおよび吐出口列１４ｂではイエロー（Ｙ）を、最も内側の互いに隣接する吐出口列１１ａ，１１ｂでは複数のインクの中で最も粘度が高い染料ブラック（Ｋ）を吐出するものである。

本実施例では、複数のインクの中で最も粘度が高いインクを吐出口列の並びにおいて中央の列となる吐出口列１１ａおよび吐出口列１１ｂから吐出させ、該中央の吐出口列から吐出口列の並びにおいて端部となる吐出口列に向けて該吐出口列が吐出するインクの粘度が低くなっていくようにしている。吐出口列の並びにおいて、中央の吐出口列から端部の吐出口列に向けて温度が低くなっていく可能性が高いので（例えば、予備吐出のように複数の吐出口列のすべてから同時にインク適を吐出させた後で、記録を行う場合）、粘度が高いインクほど温度が高くなる吐出口列から吐出させることが可能となり、安定したインクの吐出が可能となる。

なお、本実施例では、複数の吐出口列の全て、具体的には吐出口列１１〜１４について、第１の吐出口列のそれぞれが、インクジェット記録ヘッドの走査方向と直行する直線に関して、第２の吐出口列のそれぞれと線対称となる位置から走査方向と直行する方向に所定の距離だけずれた位置に配設するようにしたが、このような配置を行う吐出口列の数は、少なくとも２つあればよい。

図７は、図６に示した記録素子基板を搭載するインクジェット記録装置の要部、具体的には図６に示した記録素子基板を搭載するインクジェット記録ヘッド１１０の一例を示した斜視図である。なお、図７において、図３に示したものと同一構成のものには同一符号を附してある。ただし、インク流路形成部材１０２には、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）および染料ブラック（Ｋ）の各色のインクのインク流路と顔料のブラックインク(Ｂｋ)のインク流路とが形成されている。

図７において、インク流路形成部材１０２には、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｋ）の各色のインクを吐出可能な記録素子基板３０２と、顔料のブラックインク(Ｂｋ)を吐出させるための吐出口列１８および吐出口列１９とを備えた記録素子基板３０３とが固定される。よって、本実施例では、５種類のインクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドが形成される。この場合、記録素子基板３０３を加えることにより、記録素子基板３０３がない場合に比べて、多くの種類のインクを用いることが可能となる。

なお、顔料ブラックインクを吐出するノズルの数は、モノクロ記録における記録速度を向上させるために、他の１つの色のインクを吐出するノズルの数より多く設けられている。本実施例では、顔料ブラックインク（Ｂｋ）用の吐出口列１８および吐出口列１９は、吐出口列群１０ａおよび吐出口列群１０ｂと同様に、走査方向への移動に際にして、各吐出口が、互いの吐出口列の吐出口の間を補間し合うように配列されており、各吐出口列の吐出口密度の倍の密度で副走査方向に記録を行うことができるようになっている。

なお、本実施例では、顔料ブラックインク（Ｂｋ）を吐出する吐出口列を記録素子基板３０３のみに設けているが、顔料ブラックインク（Ｂｋ）を吐出する吐出口列を記録素子基板３０２のみに設けてもよく、また、顔料ブラックインク（Ｂｋ）を吐出する吐出口列を記録素子基板３０２と記録素子基板３０３の双方に設けるようにしてもよい。

図８は、本実施例の別の形態を示した平面図である。図８において、前図に示したもの
と同一構成のものには同一符号を付してある。

なお、図８に示した例は、２次色の形成に用い、かつ、粒状感が目立ちやすいシアン（Ｃ）とマゼンタ（Ｍ）のいずれか色のインクを吐出する吐出口列を、インクジェット記録ヘッドの副走査方向と同じ方向の直線Ｘに関して略線対称となるように記録素子基板上に配置するとともに、シアン（Ｃ）とマゼンタ（Ｍ）の各色のインクを複数種類のインク量で吐出可能とする例である。

図８において、吐出口列１２ａ、１２ｂ、１５ａ、１５ｂはシアン（Ｃ）色のインクを吐出する吐出口列である。

吐出口列１２ａ、１２ｂは、例えば、吐出量が５ｐｌであるインクを吐出する吐出口からなる。

吐出口列１２ａは、インクジェット記録ヘッドの副走査方向と同じ方向の直線Ｘに関して吐出口列１２ｂと線対称となる位置から該副走査方向に所定の距離（吐出口列１２ｂ内の隣り合う吐出口間の距離の半分の距離）だけずれた位置に配設されている。よって、吐出口列１２ａおよび１２ｂとを用いた記録においては、各吐出口列の吐出口の配列密度の倍の密度で副走査方向に記録を行うことができるようになっている。

また、吐出口列１５ａ、１５ｂは、例えば、吐出量が２ｐｌであるインクを吐出する吐出口からなる。

吐出口列１５ａは、インクジェット記録ヘッドの副走査方向と同じ方向の直線Ｘに関して吐出口列１５ｂと線対称となる位置から該副走査方向に所定の距離（吐出口列１５ｂ内の隣り合う吐出口間の距離の半分の距離）だけずれた位置に配設されている。よって、吐出口列１５ａおよび１５ｂとを用いた記録においては、各吐出口列の吐出口の配列密度の倍の密度で副走査方向に記録を行うことができるようになっている。

さらに、マゼンタ（Ｍ）色のインクを吐出する吐出口列１３ａ、１３ｂ、１６ａ、１６ｂが、シアン（Ｃ）色のインクを吐出する吐出口列１２ａ、１２ｂ、１５ａ、１５ｂの内側に、吐出口列１２ａ、１２ｂ、１５ａ、１５ｂと同様な配置で配列されている。

さらに、その内側に、イエロー（Ｙ）色のインクを吐出する吐出口列１４と、インクの粘度が最も高いブラック（Ｋ）色のインクを吐出する吐出口列１１が配列されている。

本実施例によれば、同一種類のインクを複数種の吐出量で吐出するので、記録媒体に記録されるインク滴の粒状感を目立ちにくくすることが可能となる。

また、本実施例によれば、インクジェット記録ヘッドの副走査方向と同じ方向の直線Ｘに関して略線対称となるように配置された同種のインクを吐出する複数の吐出口列を有するインクジェット記録ヘッドにおいても、複数の吐出口列の並びの中で、最も温度が高くなる可能性があり、一番熱が逃げにくい、吐出口列の並びにおいて中央の列となる吐出口列からインクの粘度が一番高いインクを吐出することで、他のインクに対して、吐出不良を起こしやすい、粘度が高いインクの吐出をより安定的に行うことが可能となる。

なお、本実施例では、吐出口列に対応するインクを複数種の吐出量で吐出する吐出口列を、マゼンタ（Ｍ）色のインクを吐出する吐出口列と、シアン（Ｃ）色のインクを吐出する吐出口列としたが、吐出口列に対応するインクを複数種の吐出量で吐出する吐出口列は、これに限らず適宜変更可能であり、例えば、複数の吐出口列の少なくとも１つが、吐出
口列に対応するインクを複数種の吐出量で吐出するようにすればよい。

また、本実施例では、最も粘度が高いインクを吐出する吐出口列を、吐出口列の並びにおいて中央の列となる吐出口列としているが、該吐出口列は該中央の列となる吐出口列に限るものではなく、最も粘度が高いインクを吐出する吐出口列は、２つの吐出口列の間に配設されて吐出口列であればよい。
（第３の実施例）
図９および図１０は、本発明の第３の実施例のインクジェット記録ヘッド示した説明図である。なお、図９は、インクジェット記録ヘッドの要部の平面図であり、図１０は、図９のＢ−Ｂ線断面図である。また、図９および図１０において、前図で示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。

本実施例は、吐出口列が配置されているインクジェット記録ヘッドにおいて、記録素子基板３０５の温度上昇を防ぐための放熱板８０を設けたものである（図１０参照。）。

図９において、記録素子基板３０５は、各色のインク毎に独立して設けられている。

図１０において、放熱板８０は、記録素子基板３０５と接しており、記録素子基板３０５のインク供給口３１〜３４に合わせて開口部９１〜９４を有している。

さらに、放熱板８０は、図９および図１０に示すように、インクの粘度が一番高いインクを吐出する吐出口列１１の周囲に溝８１を設け、インクの粘度が一番高いインクを吐出する吐出口列１１の温度が他のノズル列より、放熱が進まず、温度が高くなるように構成している。

本実施例では、インクの粘度が一番高いインクを吐出する吐出口列に対応する放熱板による放熱効率が、インクの粘度が一番高いインクを吐出する吐出口列と異なる吐出口列に対応する放熱板による放熱効率より悪くしているので、インクの粘度が一番高いインクを吐出する吐出口列の温度を他の吐出口列の温度よりも高くでき、他のインクよりも吐出不良を起こしやすい粘度が高いインクの吐出を安定的に行うことが可能となる。

また、例えば、インクを安定的に吐出するために行う予備吐出のように複数の吐出口列のすべてから同時にインク適を吐出させた後に、記録を行うような場合、２つの吐出口列の間に配設された吐出口列は、両側の吐出口列が熱源となるので、吐出口列の並びにおいて端部の列となる吐出口列より温度が上がりやすく、また、熱が逃げにくい。よって、複数の吐出口列から同時にインク適を吐出させたとき、最も粘度が高いインクに対応する吐出口列からの放熱が、複数の吐出口列の端部の列となる吐出口列からの放熱より少なくなり、最も粘度が高いインクに対応する吐出口列付近の温度は、端部の列付近の温度より高い状態になる。その後、記録を行えば、他のインクよりも吐出不良を起こしやすい粘度が高いインクの吐出を安定的に行うことが可能となる。

なお、図９および図１０に示したような放熱板を、上記の第１または第２の実施例に用いてもよい。
（第４の実施例）
図１１は、本発明の第４の実施例のインクジェット記録ヘッドの要部を示した平面図である。なお、図１１において、図１に示したものと同一構成のものには同一符号を附してある。

本実施例では、吐出口列が配置されているインクジェット記録ヘッドにおいて、記録素子基板３０６の温度を調節するために、熱供給部としてのサブヒータ７０をさらに設けて
ある。

図１１において、サブヒータ７０は、例えば、低温環境において、インク滴を吐出させる動作を行う際に発生する可能性の高い吐出不良を防ぐために設けられており、インク滴を吐出する発熱抵抗素子５０に駆動用の電流を通電させる前に、記録素子基板３０６の温度を上げるために用いられている。

記録素子基板３０６においてサブヒータ７０の周辺は、サブヒータ７０による加熱により記録素子基板３０６内で温度が一番高くなる。そこで、本実施例では、インクの粘度が一番高いインクを吐出する吐出口列を、複数の吐出口列の中でサブヒータ７０の最も近くに配置し、他のインクよりも吐出不良を起こしやすい粘度が高いインクの吐出を安定的に行うことを可能にしている。

本実施例では、第１、第２、第３の実施例とは異なり、インクの粘度が一番高いインクを吐出する吐出口列を、吐出口列の並びの中で端部の列となる吐出口列とするようにしてもよい。

なお、上記の各実施例においては、記録用に用いる液体（インク）の種類として、インクジェット記録分野で最もよく用いられるシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のインクを例に説明したが、複数のインクの種類はこれに限るものではなく、例えば他色のインクを含んでもよく、適宜変更可能である。また、粘度が一番高いインクは、複数のインクの中で最も染料濃度が高いインクであればよく、ブラックインクに限らず、他のインク色であってもよい。

また、吐出口列の数は、３以上であればよい。

また、インクジェット記録ヘッド１００は、各吐出口列を構成する吐出口の並び方向が上述した走査方向に対して異なる方向になるようにインクジェット記録装置に搭載され、これらの吐出口列から液体（インク）を吐出して記録を行う。

また、上記各実施例に記載のインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置は、安定したインク滴の吐出を行うことが可能となる。

以上説明した各実施例において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

例えば、上記の各実施例では、前記吐出口からインクを吐出させる記録素子として、発熱抵抗素子を用いたが、記録素子は発熱抵抗素子に限るものではなく、吐出口列の吐出口から該吐出口列に対応するインクを吐出させかつ第１の記録素子基板の中のインクを吐出する吐出口の周囲の部分に熱を供給するものであればよい。

本発明の第１の実施例のインクジェット記録ヘッドの要部の一形態を示した図である。 図１に示したインクジェット記録ヘッドの要部の断面図である。 本発明の第１の実施例のインクジェット記録ヘッドの一例を説明するための説明図である。 インクの染料濃度と粘度の関係を示す説明図である。 本発明の第１の実施例のインクジェット記録ヘッドの要部の別の形態を示した図である。 本発明の第２の実施例のインクジェット記録ヘッドの要部の一形態を示した図である。 本発明の第２の実施例のインクジェット記録ヘッドの一例を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施例のインクジェット記録ヘッドの要部の別の形態を示した図である。 本発明の第３の実施例のインクジェット記録ヘッドの要部の一形態を示した図である。 図９に示したインクジェット記録ヘッドの要部の断面図である。 本発明の第４の実施例のインクジェット記録ヘッドの要部の一形態を示した図である。

符号の説明

１０ 吐出口
１０ａ 第１の吐出口列群
１０ｂ 第２の吐出口列群
１１〜１６ 吐出口列
２０ 基板
２０ａ 接触面
３１〜３４ インク供給口
４０ ノズル
５０ 発熱抵抗素子
６０ オリフィスプレート
７０ サブヒータ
８０ 放熱板
８１ 溝
１００ インクジェット記録ヘッド
１０１ 電気的接続部
１０２ インク流路形成部材
１０３ 配線板
１５０ タンクホルダ
２００ インクタンク
３００〜３０６ 記録素子基板

Claims (10)

1. 複数の吐出口からなる吐出口列と、前記吐出口からインクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する発熱抵抗素子とを含む記録素子基板と、前記記録素子基板に接して設けられる放熱板とを有し、前記吐出口列は３以上の複数あり、前記吐出口列のそれぞれは、温度が高くなるほど粘度が低くなる複数種類のインクのいずれか１つと対応するインクジェット記録ヘッドであって、
   前記記録素子基板において、前記複数種類のインクの中で最も粘度が高いインクを吐出する第１の吐出口列が、該第１の吐出口列から吐出されるインクとは異なるインクを吐出する第２の吐出口列及び第３の吐出口列の間に配設されており、
   前記記録素子基板と前記放熱板との接合面であって、前記第１の吐出口列と該第１の吐出口列に隣接する前記第２の吐出口列及び前記第３の吐出口列との間に対応する位置に溝部を備えることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
   前記最も粘度が高いインクに対応する吐出口列は、前記複数の吐出口列の中央の列となるように配設されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
3. 請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
   前記発熱抵抗素子が前記複数の吐出口列が有する全ての吐出口から前記インクを同時に吐出させた際に、前記最も粘度が高いインクに対応する吐出口列が到達する温度が、前記複数の吐出口列の端部の列となる吐出口列が到達する温度より高いことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
   前記発熱抵抗素子が前記複数の吐出口列が有する全ての吐出口から前記インクを同時に吐出させた後に、前記最も粘度が高いインクに対応する吐出口列からの放熱が、前記複数の吐出口列の端部の列となる吐出口列からの放熱より少ないことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
   前記最も粘度が高いインクは、前記複数の吐出口列と対応づけられたインクの中で最も染料濃度が高いことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
   前記最も粘度が高いインクの粘度は、前記複数の吐出口列と対応づけられたインクから前記最も粘度が高いインクを除いた残りのインクの粘度の１．２倍以上であることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
7. 請求項１ないし６のいずれかの記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
   前記記録素子基板は、前記複数の吐出口列が配設された共通の基板を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
   前記複数の吐出口列の少なくとも１つは、該吐出口列に対応するインクを複数種の吐出量で吐出することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
   前記最も粘度が高いインクを前記複数の吐出口列の中央の列となる吐出口列から吐出させ、該中央の吐出口列から前記吐出口列の端部となる吐出口列に向けて該吐出口列が吐出するインクの粘度が徐々に低くなっていくことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドを含むことを特徴とするインクジェット記録装置。

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