JP5863493B2 - 液体吐出記録ヘッド - Google Patents

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Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出記録ヘッドに関する。
例えばインクのような液体を吐出して記録を行う液体吐出記録装置には、液体吐出記録ヘッドが搭載されており、液体吐出記録ヘッドは吐出口が形成された記録素子基板(素子基板)を備えている。液体吐出記録装置は、記録素子基板に供給された液体を吐出口から吐出し、記録媒体に付着させて画像記録を行う。
最近では、1つの記録素子基板に形成される吐出口列の長尺化や多列化、あるいは液体吐出記録ヘッド上に記録素子基板を吐出口列方向に複数個配列する構成をとる等して、高速記録が可能になってきている。
このような液体吐出記録ヘッドが、特許文献1に開示されている。図5(a)に、複数の吐出口列H1106を備えた記録素子基板H1100(H1100a〜H1100f)を支持プレートH1200上に吐出口列方向に千鳥状に配列し、記録媒体の幅に相当する吐出口列を形成したフルライン型の液体吐出記録ヘッドを示す。
図5(b)は、図5(a)の液体吐出記録ヘッドのC−C線に沿った部分断面図である。不図示の液体貯蔵タンクから供給された液体は、支持プレートH1200に形成された液体供給路H1201a〜H1201dを通り、それぞれに対応する記録素子基板H1100の液体供給口H1101a〜H1101dに供給される。
記録素子基板H1100上のヒーター(記録素子)に対して、液体吐出記録装置本体からパルス信号が送信されることで熱エネルギーが印加され、このエネルギーによって各吐出口から液体が吐出されて画像記録が行われる。記録に伴って記録素子基板H1100で発生した熱は、支持プレートH1200を介して外部へ放熱される。
ところで、特許文献1に記載の液体吐出記録ヘッドにおいて、記録素子基板H1100の中央部よりも外周部において温度が低下する傾向にあり、記録素子基板H1100の面内における温度分布が不均一になるという課題があった。
このような現象が起きる理由は、記録素子基板H1100の中央部と外周部の熱伝達経路の違いによって説明できる。
まず、中央部の伝熱について説明する。記録素子基板H1100に設けられたヒーターによって発生された熱は、例えば、液体供給口H1101aとH1101b間に拡散し、さらに支持プレートH1200のうちの、液体供給路H1201aとH1201bとの間の部分に伝わる(図5(b))。液体供給路H1201は液体とも接しているが、液体の熱伝導率は固体と比べて遥かに低いため、熱は液体にはほとんど伝わらず、支持プレートH1200内で吐出口列方向に沿って伝わり、長い伝達経路を経てようやく支持プレートH1200の外側に拡散していく。
一方、外周部については、熱は液体供給路H1201に遮られることなく記録素子基板H1100の端部から支持プレートH1200の外側に拡散していく。そのため、記録素子基板H1100の中央部よりも外周部において温度が低下してしまい、記録素子基板H1100の面内において温度ばらつきを生じてしまう。
一般的に、記録素子基板が高温になるほど液体吐出量は増大するため、記録素子基板面内で温度ばらつきが生じると、液体吐出量にもばらつきが生じてしまう。これにより、記録画像の濃度ムラが発生し、画像品位が低下してしまうという問題があった。特に、高速な画像記録を行うために、単位時間当たりの投入熱エネルギーが増加すると、記録素子基板の面内における温度ばらつきがより大きくなってしまう。
これに対し、特許文献2に記載の液体吐出記録ヘッドにおいては、支持プレート上の記録素子基板搭載部の周囲に抵抗体が設けられている。記録素子基板上に設けられた温度センサーをモニターしながら、液体吐出記録装置から抵抗体に信号が送られ、抵抗体を適宜発熱させることによって、記録素子基板の温度制御を行っている。このような構成とすることで、特許文献2に記載の液体吐出記録ヘッドでは、記録素子基板の外周部を加熱することが可能である。
特開2009−101578号公報 特開2008−194940号公報
しかしながら、記録素子基板の面内における温度分布が、記録素子基板の吐出口列に沿う方向と交差する方向で異なっているため、記録素子基板の周囲を一様に加熱しても、記録素子基板の面内の温度ばらつきが低減されないという新たな課題が生じた。
具体的には、吐出口列に沿う方向(並行な方向)における記録素子基板の両端部(外周部)の方が、吐出口列に交差する方向(垂直な方向)における記録素子基板の両端部(外周部)よりも、中央部に対する温度低下が大きくなってしまう。そのため、吐出口列に沿う方向の温度分布を均一化しようとすると、吐出口列に交差する方向の両端部の温度が高くなりすぎてしまい、記録素子基板の面内における温度ばらつきが低減されなくなってしまう。
このような両方向における温度分布の違いは、最外周に配された記録素子から記録素子基板の端部までの距離が方向により異なっていることや、記録素子の配置の影響によるものと考えられる。しかし、このような距離や配置の調整を行うことは、記録素子基板の回路上の制約から難しい。
そこで、本発明は、記録素子基板の面内における温度ばらつきを低減し、濃度ムラが低減された画像品位の高い記録画像を得ることが可能な液体吐出記録ヘッドを提供することを目的とする。
本発明の液体吐出記録ヘッドは、液体を吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口に対応して設けられ、液体を吐出するためのエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子と、を備えた素子基板と、前記素子基板を支持する支持部材と、を備えた液体吐出記録ヘッドにおいて、前記支持部材よりも低い熱伝導率を有し、前記複数の吐出口が配設される配設方向における前記素子基板の端部を支持する第1の部材と、前記支持部材よりも低い熱伝導率、且つ前記第1の部材よりも小さい熱抵抗を有し、前記配設方向に交差する方向における前記素子基板の端部を支持する第2の部材と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、記録素子基板の面内における温度ばらつきを低減し、濃度ムラが低減された画像品位の高い記録画像を得ることが可能な液体吐出記録ヘッドを提供することができる。
(a)は、第1の実施形態の液体吐出記録ヘッドの概略斜視図である。(b)は、図1(a)に示す液体吐出記録ヘッドを記録素子基板の搭載面から見た概略平面図である。(c)は、図1(b)のA−A線に沿った、液体吐出記録ヘッドの概略断面図である。(d)は、図1(b)のB−B線に沿った、液体吐出記録ヘッドの概略断面図である。 (a)は、第1の実施形態および比較例における、記録素子基板のL方向の温度分布図である。(b)は、第1の実施形態および比較例における、記録素子基板のW方向の温度分布図である。 (a)は、第2の実施形態の記録素子基板における、第1の部材の熱伝導率と、記録素子基板のL方向の温度差の関係を示す図である。(b)は、第2の実施形態の記録素子基板における、第2の部材の熱伝導率と、W方向の温度差ΔTの関係を示す図である。 (a)は、第3の実施形態の図1(b)のA−A線に沿った、液体吐出記録ヘッドの概略断面図である。(b)は、第3の実施形態の図1(b)のB−B線に沿った、液体吐出記録ヘッドの概略断面図である。 (a)は、特許文献1に記載の液体吐出記録ヘッドの概略斜視図である。(b)は、図5(a)のC−C線に沿った、液体吐出記録ヘッドの概略断面図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1(a)は、本発明に係る第1の実施形態の液体吐出記録ヘッド100の概略斜視図である。図1(b)は、図1(a)に示す液体吐出記録ヘッド100を記録素子基板1の搭載面から見た概略平面図である。図1(c)は、図1(b)のA−A線に沿った、液体吐出記録ヘッド100の概略断面図であり、図1(d)は、図1(b)のB−B線に沿った、液体吐出記録ヘッド100の概略断面図である。なお、図1(b)〜図1(d)は、本実施形態の説明のために、後述する電気配線基板30や樹脂材31を取り除いたものとなっている。
本実施形態の液体吐出記録ヘッド100は、複数の記録素子基板1と、支持プレート20(支持部材)と、電気配線基板30と、液体供給部材40とを有する。
記録素子基板1には、例えばインクのような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としての記録素子13(図1(d))が形成され、それぞれの記録素子13に対応して吐出口12が形成されている。複数の吐出口12が列状に配設されて吐出口列12aをなし、1つの記録素子基板に複数の吐出口列12aが形成されている(図1(b))。なお、本実施形態では記録素子13としてヒーターなどの電気熱変換素子が用いられており、本実施形態の液体吐出記録ヘッド100は、電気熱変換素子によって液体を加熱して気泡を発生させて、供給された液体を吐出口12から吐出する。
電気配線基板30は、記録素子基板1に、外部からの電気的な駆動信号を与えるために設けられており、電気配線基板30と記録素子基板1が不図示の電気接続部材で電気的に接続されている。電気接続部は樹脂材31によって被覆されており、外部からの衝撃等から保護されている。
支持プレート20は、記録素子基板1に液体を導入するための液体供給路21(図1(c))を有し、記録素子基板1及び電気配線基板30を支持固定している。また、液体供給部材40には、不図示の記録装置本体からチューブ等により液体が供給され、支持プレート20の液体供給路21を介し、記録素子基板1に液体が供給される。
記録素子基板1は、支持プレート20上に、複数の吐出口12の配設方向、すなわち吐出口列12aの方向に沿って、千鳥状に配置されており、フルライン型の液体吐出記録ヘッド100を構成している。フルライン型の液体吐出記録ヘッド100は、記録媒体の全幅に対応して、液体を吐出する吐出口が設けられた構成である。本実施形態の液体吐出記録ヘッド100には、記録素子基板1(1a〜1i)が9個配置されており、全体としては4〜6インチ程度の記録幅を有する。なお、記録素子基板1の数を増やしていけば、さらに記録幅を増大させることも可能である。記録媒体が不図示の搬送手段によって、図1(a)のW方向に搬送され、液体吐出記録ヘッド100の直下を通過する際に、記録素子基板1a、1c、1e、1g、1iの吐出口列12aから液滴が吐出されて記録媒体上に付着する。次いで、その隙間を補完するように、上記の記録素子基板の間に配された記録素子基板1b、1d、1f、1hの吐出口列12aから液滴が吐出されて記録媒体上に付着する。これを繰り返すことで画像が記録されていく。
次に、図1(b)〜図1(d)を参照して、本実施形態についてさらに詳しく説明する。
図1(c)、図1(d)にて示すように、記録素子基板1は、例えば厚さ0.2〜1.0mmのシリコン基板14上に吐出口プレート15が形成されて構成されている。シリコン基板14には、長溝状の貫通穴からなる液体供給口11が形成されている。さらに、記録素子13を列状に配列した記録素子列が形成されており、液体供給口11の両側にそれぞれ1列ずつ配列されている。吐出口プレート15の吐出口面15aには、それぞれの記録素子13に対応しこれに対向する位置に吐出口12が形成されている。本実施形態では、1つの記録素子基板1に対し、4つの液体供給口11と8列の記録素子列13a、8列の吐出口列12aが形成されている。
支持プレート20は、例えば、厚さ0.5〜10mmの炭化ケイ素(SiC)から形成されている。炭化ケイ素は、機械的物性に優れ、さらに熱伝導率が高く、記録素子13が発生した熱を放熱するのに有利である。支持プレート20の材料は、炭化ケイ素に限られることはなく、他の材料から選定されても良い。要求される性能によっては、より安価な酸化アルミニウム(Al)等を用いても良い。
支持プレート20には、各記録素子基板1の各液体供給口11に対応した液体供給路21が形成されている。さらに、支持プレート20上において隣り合う位置に配された記録素子基板1間の液体供給路21を繋ぐ流路として液体接続流路22が形成されている(図1(b))。記録素子基板1のうち、液体吐出記録ヘッド100の両端に配された記録素子基板1aおよび1iの外側に設けられた液体接続流路22は、液体供給部材40と接続されている。また、支持プレート20の内部には、冷却用流路23が形成されており、内部に冷却水等を流すことによって、液体吐出記録ヘッド100の放熱性を向上させている。
ここで、液体吐出記録ヘッド100に供給される液体の流れについて説明する。液体吐出記録装置本体から供給された液体は、液体供給部材40を介し、記録素子基板1aの、図1(b)に示す左側に設けられた液体接続流路22に供給される。続いて液体は、液体供給路21、液体供給口11を順次通り、記録素子基板1aの記録素子13上に供給され、吐出口12から吐出される。また、液体供給路21に供給された液体の一部は、記録素子基板1aの、図1(b)に示す右側の液体接続流路22に流れ、記録素子基板1aに隣接する記録素子基板1bにも同様に供給される。これを順次繰り返すことで、記録素子基板1a〜1iに液体が供給される。
次に、本実施形態の特徴的な部分について説明する。図1(b)に示すように、記録素子基板1は、支持プレート20上に搭載されているが、記録素子基板1の外周部では、記録素子基板1と支持プレート20との間に別の部材が設けられている。記録素子基板1の外周部のうち、複数の吐出口12の配設方向に交差する方向(本実施形態では垂直な方向)、すなわち図1(b)に示すW方向の記録素子基板1の辺16の直下には、第1の部材51が形成されている。また、吐出口12の配設方向に沿う方向(本実施形態では平行な方向)、すなわち図1(b)に示すL方向の記録素子基板1の辺17の直下には、第2の部材52が形成されている。すなわち、第1の部材51は、記録素子基板1のL方向における両端部を支持しており、第2の部材52は、記録素子基板1のW方向における両端部を支持している。
ここで、第1の部材51および第2の部材52は、支持プレート20の熱伝導率よりも低くなっている。その結果、記録素子基板1と支持プレート20との間の熱抵抗が、記録素子基板1の中央部よりも外周部の方が高くなっている。なお、本実施形態では、第1の部材51の厚みd1(吐出口面15aに垂直な方向に関する長さ)は4mmであり、第2の部材52の厚みd2は1mmになっている(図1(c)、図1(d))。
まず、本実施形態の記録素子基板1のL方向の温度分布について、図1(c)を参照しながら説明する。第1の部材51は、熱伝導率が0.2W/mKである部材を用いている。これに対し、支持プレート20に炭化ケイ素を用いた場合、その熱伝導率は160W/mKである。
本実施形態の液体吐出記録ヘッド100を用いて記録動作を行うと、記録素子13として用いた電気熱変換素子が駆動されることで発生した熱は、記録素子基板1の中央部では、熱伝導率の高い支持プレート20に速やかに伝熱する。これに対し、記録素子基板1の外周部では、支持プレート20よりも熱伝導率が低い第1の部材51が形成されているため、伝熱が抑制される。
図2(a)に、第1の部材51を設けた場合と設けていない場合(比較例)における、記録動作後の、W方向に関する記録素子基板1aの中央部を通る記録素子基板1aのL方向の温度分布を示す。第1の部材51を設けていない場合には、記録素子基板1のL方向の両端部の温度が低下し、最高温度と最低温度との温度差ΔTが3.6℃となっている。一方で、第1の部材51を設けた場合の温度差ΔTは1.8℃であり、第1の部材51を設けることによって記録素子基板1のL方向の両端部の温度低下が抑えられており、記録素子基板1のL方向の温度分布が改善している。
次に、記録素子基板1のW方向の温度分布について説明する。第2の部材52としては、熱伝導率が50W/mKであり、第1の部材51よりも熱伝導率が高い部材を用いている。上述したように支持プレート20の熱伝導率は160W/mKである。図2(b)に、第2の部材52を設けた場合と設けていない場合(比較例)における、記録動作後の、L方向に関する記録素子基板1aの中央部を通る記録素子基板1aのW方向の温度分布を示す。第2の部材52を設けていない場合には、最高温度と最低温度との温度差ΔTが1.5℃となっている。一方で、第2の部材52を設けた場合の温度差ΔTは1.4℃であり、第2の部材52を設けることによって記録素子基板1のW方向の両端部の温度低下が抑えられており、記録素子基板1のW方向の温度分布が改善している。
なお、第1の部材51と同程度の熱抵抗を有する部材を第2の部材52として用いた場合には、記録素子基板1aのW方向における両端部の温度が高くなり、第2の部材52を設けていない場合よりも、W方向における温度差ΔTは19.6℃と大きくなった。
以上説明したように、本実施形態では、記録素子基板1のL方向における両端部を支持する第1の部材51と、記録素子基板1のW方向における両端部を支持し、第1の部材51よりも熱伝導率の高い第2の部材52と、を設けている。これにより、方向による外周部の中央部に対する温度低下の違いの影響を低減し、記録素子基板1の面内における温度分布を改善することができ、濃度ムラが低減された画像品位の高い記録画像を得ることができる。なお、上述の実施形態では熱伝導率を変えているが、第2の部材52の熱抵抗を第1の部材51よりも小さくすればよい。
また、本実施形態では、記録素子基板1の辺16と辺17とが交差してなる、記録素子基板1の4つの頂点は、第1の部材51によって支持されている。記録素子基板1の頂点部分は、記録素子基板1の面内において放熱されやすい箇所であるため、第2の部材52でなく、より熱伝導率の低い第1の部材51によって支持された構成としている。これにより、記録素子基板1の面内の温度分布をより改善することが可能となる。
なお、本実施形態では、第1の部材51には樹脂材料を用いている。また、第2の部材52に高熱伝導フィラー入りの樹脂材料を用いており、フィラーの量によって熱伝導率を調整することができる。具体的には、樹脂材料として、変性ポリフェニレンエーテルやポリフェニレンサルファイド等を用いることができる。材料はこれらに限る必要はなく、適当な熱伝導率の材料を選択して用いれば良い。
なお、本実施形態で示した第1の部材51および第2の部材52の熱伝導率は一例であり、使用する支持プレート20の材質や、記録素子基板1のサイズ・構成・投入エネルギー等によって、最適な熱伝導率の組合せを選択すれば良い。
また、本実施形態では、対向する2辺の熱伝導率は同じ値に設定しているが、各辺で異なる値を設定することも可能であり、これにより液体吐出記録ヘッド100の構成によっては、より温度分布の改善が図られる場合がある。
さらに、本実施形態では、フルライン型の液体吐出記録ヘッド100について説明を行っているが、液体吐出記録ヘッド100を往復スキャンすることで記録を行うタイプのヘッドであっても本発明は適用可能である。
(第2の実施形態)
次に、本発明に係る第2の実施形態の液体吐出記録ヘッド100について説明する。
本実施形態の液体吐出記録ヘッド100は、上述した図1に示す第1の実施形態の液体吐出記録ヘッド100とほぼ同様の構成であるが、第1の部材51の熱伝導率が記録素子基板1によって異なる点で第1の実施形態と異なっている。
第1の実施形態では、記録素子基板1aに対応する第1の部材51の熱伝導率を0.2W/mK、第2の部材52の熱伝導率を50W/mKとした。これに対して、本実施形態では、記録素子基板1aと記録素子基板1i(図1(a))とで、第1の部材51の熱伝導率を変えている。本実施形態では、記録素子基板1aに対応する第1の部材51の熱伝導率を0.2W/mK、記録素子基板1iに対応する第1の部材51の熱伝導率を20W/mKとした。
図3(a)に、記録素子基板1iにおける、第1の部材51の熱伝導率と、吐出口12の配設方向(L方向)の温度差ΔTとの関係を示す。なお、第2の部材52の熱伝導率は、50W/mKとしている。記録素子基板1iでは、熱伝導率20W/mKで温度差ΔTが極小となっているのがわかる。
記録素子基板1によって、熱伝導率の最適値が異なる理由について説明する。上述したように、記録用の液体はまず記録素子基板1aに供給され、液体供給路21と液体接続流路22を介して、記録素子基板1b、1c、1d、・・・と順次供給されて、最後に記録素子基板1iに供給される。記録素子13で発生した熱は、一部は液体に伝わり、その熱量としては小さいながらも、その熱が液体の供給によって、液体の流れ方向に関する下流側に配置された記録素子基板に伝播していく形となる。したがって、液体供給路21の流れ方向に関する最下流に配置された記録素子基板1iには、記録素子基板1a〜1hが発生した熱の一部が加わった液体が供給される。よって、記録素子基板1aと1iでは発生した熱の伝熱割合が異なり、記録素子基板1内の温度分布も異なっているため、第1の部材51の最適な熱伝導率も変化するものと考えられる。
図3(b)に、記録素子基板1iにおける、第2の部材52の熱伝導率と、吐出口12の配設方向に交差する方向(W方向)の温度差ΔTとの関係を示す。なお、第1の部材51の熱伝導率は、0.2W/mKとしている。W方向においては、記録素子基板1aと同様に、第2の部材52の熱伝導率が50W/mKの時に、温度差ΔTが極小となっており、記録素子基板1iの面内温度分布も改善されている。
上述のように、記録素子基板1a(第1の素子基板)に対応する第1の部材51の熱抵抗は、記録素子基板1aよりも液体供給路21の流れにおける下流側に配された記録素子基板1i(第2の素子基板)に対応する第1の部材51の熱抵抗よりも大きい。これにより、複数の記録素子基板1に対して液体供給路21から順次液体が供給される構成の液体吐出記録ヘッド100において、各記録素子基板1の面内の温度分布を解消することができる。
本実施形態では、記録素子基板1aと1iのみについて説明をしたが、記録素子基板1b〜1hについても、同様な方法で最適な熱伝導率を設定することができる。また、第1の部材51と第2の部材52共に熱伝導率を変えても良いし、どちらか片方のみを変えても良い。
(第3の実施形態)
次に、図4(a)および図4(b)を参照して、本発明に係る第3の実施形態の液体吐出記録ヘッド100について説明する。本実施形態の液体吐出記録ヘッド100は、第1の実施形態とほぼ同様の構成であるが、第1の部材51と第2の部材52の熱伝導率を同じ値に設定しており、それぞれの厚みを変えることで熱抵抗を調整している点で第1の実施形態と異なっている。
図4(a)は、第3の実施形態の図1(b)のA−A線に沿った、液体吐出記録ヘッドの概略断面図であり、図4(b)は、第3の実施形態の図1(b)のB−B線に沿った、液体吐出記録ヘッドの概略断面図である。図4(a)、(b)ともに記録素子基板1aにおける断面図である。
第1の部材51に関しては第1の実施形態と同じ構成であり、熱伝導率は0.2W/mK、厚みd1も4mmとなっている。しかし、第2の部材52に関しては、熱伝導率は0.2W/mKと第1の部材51と同じ値に設定している。また、第2の部材52の厚みd2を、第1の実施形態と比較して1/250の厚み、すなわち4μmに設定している。
第1の実施形態では、記録素子基板1における第2の部材52の熱伝導率を50W/mKに設定したが、本実施形態では、熱伝導率を0.2W/mKに変更したため、厚みを0.2/50=1/250に調整している。これにより、本実施形態における第2の部材52の熱抵抗を、第1の実施形態の第2の部材52と同等に設定することが可能である。
第2の実施形態における記録素子基板1iに対応する第1の部材52においても、同様の考え方で厚みを設定すれば良く、第2の実施形態にて設定した20W/mKに対応し、厚みを0.2/20=1/100、すなわち10μmに調整すれば良い。本実施形態で厚みを変更した第1の部材51および第2の部材52としては、樹脂製接着材や、樹脂製フィルム部材などを用いることができる。
本実施形態においても、方向による外周部の中央部に対する温度低下の違いの影響を低減し、記録素子基板1の面内における温度分布を改善することができる。
さらに、本実施形態では、第1の部材51と第2の部材52に同じ材料を使用することができるため、製造工程の簡略化などの効果が期待できる。また、厚みによって熱抵抗を調整できるため、様々な熱伝導率の材料を使用可能であり、材料の選択肢の幅が広がる。
以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能である。
1 記録素子基板(素子基板)
11 液体供給口
12 吐出口
13 記録素子(エネルギー発生素子)
20 支持プレート(支持部材)
51 第1の部材
52 第2の部材
100 液体吐出記録ヘッド

Claims (7)

  1. 液体を吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口に対応して設けられ、液体を吐出するためのエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子と、を備えた素子基板と、
    前記素子基板を支持する支持部材と、
    を備えた液体吐出記録ヘッドにおいて、
    前記支持部材よりも低い熱伝導率を有し、前記複数の吐出口が配設される配設方向における前記素子基板の端部を支持する第1の部材と、
    前記支持部材よりも低い熱伝導率、且つ前記第1の部材よりも小さい熱抵抗を有し、前記配設方向に交差する方向における前記素子基板の端部を支持する第2の部材と、を備えることを特徴とする液体吐出記録ヘッド。
  2. 前記第1の部材は、前記第1の部材に支持される前記交差する方向に沿う前記素子基板の辺と、前記第2の部材に支持される前記配設方向に沿う前記素子基板の辺と、が交差してなる、前記素子基板の頂点を支持することを特徴とする請求項1に記載の液体吐出記録ヘッド。
  3. 前記支持部材は、前記素子基板のうちの、前記配設方向における前記素子基板の端部及び前記交差する方向における前記素子基板の端部を除く部分を支持することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体吐出記録ヘッド。
  4. 前記支持部材には、前記素子基板に液体を供給する複数の供給口が前記配設方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の液体吐出記録ヘッド。
  5. 前記支持部材は、前記配設方向に沿って設けられた複数の前記素子基板と、前記複数の素子基板に液体を順次供給する液体供給路と、を備え、
    前記複数の素子基板は、第1の素子基板と、前記第1の素子基板よりも前記液体供給路の液体の流れにおける下流側に配された第2の素子基板と、を含み、
    前記第1の素子基板の前記配設方向における端部を支持する前記第1の部材の熱抵抗は、前記第2の素子基板の前記配設方向における前記端部を支持する前記第1の部材の熱抵抗よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の液体吐出記録ヘッド。
  6. 前記第2の部材は、前記第1の部材よりも熱伝導率が高いことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の液体吐出記録ヘッド。
  7. 前記第2の部材の、前記素子基板の前記複数の吐出口が設けられた吐出口面に垂直な方向に関する長さが、前記第1の部材よりも短いことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の液体吐出記録ヘッド。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5755056B2 (ja) * 2011-07-04 2015-07-29 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド
JP6071713B2 (ja) * 2012-06-18 2017-02-01 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置
JP6270533B2 (ja) * 2014-02-25 2018-01-31 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド、記録装置、および液体吐出ヘッドの放熱方法
JP6422366B2 (ja) * 2014-05-13 2018-11-14 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド及び記録装置
JP6794239B2 (ja) * 2016-01-08 2020-12-02 キヤノン株式会社 液体吐出装置および液体吐出ヘッド
CN107433777B (zh) * 2016-05-27 2020-05-12 精工电子打印科技有限公司 液体喷射头以及液体喷射装置
US11993089B2 (en) * 2021-03-30 2024-05-28 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Head system, liquid discharging device, printing device, and method for supplying liquid

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020138564A1 (en) 2001-03-21 2002-09-26 Treptow Jay A. Universal printing and document imaging system and method
JP2006056240A (ja) 2004-07-22 2006-03-02 Canon Inc インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置
JP2007174062A (ja) 2005-12-20 2007-07-05 Canon Inc データ通信装置、データ通信システム、データ通信方法、及びそのプログラム
JP2008055870A (ja) * 2006-09-04 2008-03-13 Canon Inc 端部温度低下を防ぐヘッド構成
JP4323512B2 (ja) 2006-12-18 2009-09-02 シャープ株式会社 画像処理装置および画像処理システム
JP2008194940A (ja) 2007-02-13 2008-08-28 Canon Inc インクジェット記録ヘッド及び記録装置
JP5173273B2 (ja) * 2007-06-19 2013-04-03 キヤノン株式会社 インクジェットヘッド用封止剤、インクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置
JP2009101578A (ja) 2007-10-23 2009-05-14 Canon Inc インクジェット記録ヘッド及び、インクジェット記録装置
JP5328296B2 (ja) 2007-11-30 2013-10-30 キヤノン株式会社 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
JP5279242B2 (ja) * 2007-12-03 2013-09-04 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド
JP5279243B2 (ja) * 2007-12-03 2013-09-04 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド
JP5288825B2 (ja) * 2008-02-22 2013-09-11 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド
JP2010201926A (ja) * 2009-02-06 2010-09-16 Canon Inc 液体吐出ヘッド
JP5404121B2 (ja) 2009-03-25 2014-01-29 キヤノン株式会社 記録基板、該記録基板の製造方法及び液体吐出ヘッド
JP4732535B2 (ja) * 2009-06-09 2011-07-27 キヤノン株式会社 液体吐出記録ヘッドおよびその製造方法

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