JP6101571B2 - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、被記録媒体に液滴を噴射して記録する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。

近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字や図形を記録する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料などの液体を液体タンクから供給管を介してチャンネルに導き、チャンネルに充填される液体に圧力を印加してチャンネルに連通するノズルから液体を吐出する。液体の吐出の際には、液体噴射ヘッドや被記録媒体を移動させて文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜を形成する。

この種の液体噴射ヘッドはサーマル方式やピエゾ方式が知られている。サーマル方式の液体噴射ヘッドは、チャンネル内に発熱体を設置し、発熱体を急激に加熱して液体に蒸気泡を発生させ、この蒸気泡の圧力を利用してノズルから液滴を吐出する。ピエゾ方式の液体噴射ヘッドは、チャンネルの側壁の一部をピエゾ素子により形成し、側壁を急激に変形させて内部の液体に圧力波を発生させてノズルから液滴を吐出する。

液体噴射ヘッドは記録品質の一層の向上が求められている。例えば、液体はその温度が変化すると粘性が変化し、ノズルから吐出される液滴の液量や吐出速度が変化する。液滴の液量が変化すると、被記録媒体上に濃淡となって表れ、記録品質を低下させる。また、液滴の吐出速度が変化すると、被記録媒体上の着弾位置が変動し、やはり記録品質の低下となって表れる。液体噴射ヘッドは、ヘッド部に駆動信号を供給する駆動回路やチャンネルの側壁を構成するピエゾ素子が発熱源となって液体の温度を変化させる。

特許文献１では、吐出する液体の温度管理を行うために、液体噴射ヘッドに温度センサを設置することが記載される。図１１は、特許文献１に記載されるヘッドチップ１２１（液体噴射ヘッド）の側面図である。ヘッドチップ１２１は、液滴を吐出する吐出部１７０と、吐出部１７０を駆動するための駆動回路１２５が設置される駆動回路基板１２６と、吐出部１７０と駆動回路基板１２６とを信号線１２８を介して電気的に接続するフレキシブルプリント基板１２７とを備える。そして、フレキシブルプリント基板１２７には温度センサ１５０がランド１２９ｄに設置され、ランド１２９ｄは第二接続配線１２９ｂ、貫通配線１２９ｃ、第一接続配線１２９ａからなる接続配線１２９を介して駆動回路基板１２６に接続される。温度センサ１５０はサーミスタからなり、温度変化に応じて抵抗が変化し、温度を検出することができる。

なお、吐出部１７０は、アクチュエータプレート１３０と、アクチュエータプレート１３０に設置され、インク導入孔１３１ａを備えるカバープレート１３１と、フレキシブルプリント基板１２７及びアクチュエータプレート１３０の吐出側の外周に設置される支持プレート１３２と、これらの端面に設置されるノズルプレート１３３とを備える。また、駆動回路基板１２６は、アクチュエータプレート１３０の駆動信号を生成する駆動回路１２５と温度センサ１５０に与える電圧を設定する駆動電圧値設定手段１６０が設置される。

特開２０１０−１３１８５０号公報

特許文献１のヘッドチップ１２１では、温度センサ１５０はフレキシブルプリント基板１２７に設置される。しかし、フレキシブルプリント基板１２７はアクチュエータプレート１３０から離れているので、アクチュエータプレート１３０のチャンネルを流れるインクの温度を測っていることにならない。また、アクチュエータプレート１３０の他に駆動回路１２５も熱源となるので、温度センサ１５０は駆動回路１２５の発熱の影響を受ける。

本発明の液体噴射装置は、基板端面と、前記基板端面と交差する基板側面と、前記基板端面に開口し液体に圧力を印加する複数のチャンネルと、を備える液体加圧プレートと、前記基板側面に固定される支持枠と、前記支持枠に接触する温度センサと、を備えることとした。

また、前記温度センサは、電極が形成されるフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の第一面に設置される温度検出素子と、を有し、前記温度検出素子が設置される近傍の前記フレキシブル基板が前記支持枠に接触することとした。

また、前記フレキシブル基板は、前記第一面とは反対側の第二面が前記支持枠に接触することとした。

また、前記温度センサは、前記支持枠の前記チャンネルが開口する側とは反対側の第三面に接触することとした。

また、前記基板側面に固定され、前記支持枠の前記第三面に当接する流路部材を更に備え、前記流路部材は前記支持枠の側の第四面に切欠き部を有し、前記温度検出素子は前記切欠き部と前記第三面により囲まれる領域に収納されることとした。

また、前記支持枠は前記第三面に凹部を有し、前記凹部に前記温度検出素子が収納されることとした。

また、前記基板側面に固定され、前記支持枠の前記チャンネルが開口する側とは反対側の第三面に当接する流路部材を更に備え、前記流路部材は前記凹部の開口の一部を覆うこととした。

また、前記流路部材は、前記支持枠の側の第四面の前記凹部が開口する位置に切欠き部を有し、前記温度検出素子は、前記切欠き部を通して前記凹部に収納されることとした。

また、前記凹部は側面に段差部を有し、前記フレキシブル基板は前記段差部に装着され、前記温度検出素子は前記フレキシブル基板の前記凹部の側であり前記凹部の底面及び側面から離間して設置されることとした。

また、前記フレキシブル基板は長尺形状を有し、前記温度検出素子は前記長尺形状の一方の端部よりも手前側に設置され、前記長尺形状の一方の端部は前記温度検出素子が設置される側に折れ曲がって前記温度検出素子に被さることとした。

また、前記長尺形状の一方の端部は複数の枝部に分岐し、前記温度検出素子は前記分岐した枝部の基部に設置され、複数の前記枝部が前記温度検出素子の設置される側に折れ曲がって前記温度検出素子に被さることとした。

また、前記基板側面に固定され、前記支持枠の前記チャンネルが開口する側とは反対側の第三面に当接する流路部材を更に備え、前記支持枠は前記第三面に凹部を有し、前記温度検出素子は前記凹部に収納され、前記フレキシブル基板は、前記第一面とは反対側の第二面が前記凹部の一方の側の側面に接触し、前記端部の先端が前記凹部の他方の側の側面と前記流路部材の前記支持枠の側の第四面とに当接することとした。

また、前記流路部材は前記支持枠の側の第四面の前記凹部が開口する位置に切欠き部を有することとした。

また、前記基板側面に固定され、前記支持枠の前記チャンネルが開口する側とは反対側の第三面に当接する流路部材を更に備え、前記流路部材は、前記支持枠の側の第四面の前記基板側面の側に切欠き部を有し、前記支持枠は前記第三面に凹部を有し、前記切欠き部と前記凹部とは連通し、前記フレキシブル基板は長尺形状を有し、前記温度検出素子は、前記長尺形状の一方の端部よりも手前側に設置されて前記凹部に収納され、前記長尺形状の一方の端部は前記温度検出素子の設置される側とは反対側に折れ曲がり、前記端部の先端が前記切欠き部の内面に当接し、前記端部の先端と前記温度検出素子との間の前記フレキシブル基板が前記支持枠に接触することとした。

また、前記凹部に熱伝導性樹脂が充填されることとした。

本発明の液体噴射装置は、上記液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備えることとした。

本発明による液体噴射ヘッドは、基板端面と、基板端面と交差する基板側面と、基板端面に開口し液体に圧力を印加する複数のチャンネルと、を備える液体加圧プレートと、基板側面に固定される支持枠と、支持枠に接触する温度センサと、を備える。温度センサは液体加圧プレートに固定される支持枠に接触するので、液体の実際の温度に近い温度を検出することができる。

本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの断面模式図である。 本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの前方斜め上方から見る模式的な部分斜視図である。 本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの断面模式図である。 本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの断面模式図である。 本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッドの断面模式図である。 本発明の第六実施形態に係る液体噴射ヘッドを説明するための図である。 本発明の液体噴射ヘッドに使用する温度センサの変形例を表す。 本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッドの断面模式図である。 本発明の第八実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。 本発明の第九実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。 従来公知の液体噴射ヘッドの側面図である。

（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１の断面模式図である。この第一実施形態を用いて本発明の基本的な構成を説明する。

図１に示すように、液体噴射ヘッド１は液体加圧プレート２と、液体加圧プレート２に固定される支持枠３と、支持枠３に接触する温度センサ４とを備える。液体加圧プレート２は、基板端面Ｔａと基板端面Ｔａと交差する基板側面Ｔｂと、基板端面Ｔａに開口し、内部に充填される液体に圧力を印加する複数のチャンネルＣとを備える。複数のチャンネルＣには吐出用の液体が充填される。支持枠３は図示しないベース部材に接着剤により固定され、このベース部材がキャリッジ等にネジ等で固定される。

ここで、液体加圧プレート２は、チャンネルＣの側壁に圧電体を用い、駆動信号に基づいて側壁を変形させて内部液体に圧力波を生成するピエゾ方式であってもよいし、チャンネルＣ内に発熱体を設け駆動信号に基づいてチャンネルＣ内に蒸気泡を生成するサーマル方式であってもよい。支持枠３は、ステンレス、アルミニウム等の金属材料や、熱伝導性プラスチック材料等からなる熱伝導性材料を使用することができる。温度センサ４は、支持枠３に接触して支持枠３の温度検出を可能とするものであればよい。なお、「温度センサ４が支持枠３に接触する」とは、温度センサ４を構成する温度検出素子４ａや、温度検出素子４ａを搭載し温度検出素子４ａの近傍のフレキシブル基板４ｂが支持枠３に直接接触する場合の他に、温度検出素子４ａや温度検出素子４ａの近傍のフレキシブル基板４ｂが接着剤を介して支持枠３に固定される場合も含む。以下同じである。

これにより、チャンネルＣに近接する部材の温度を検出するので、実際の液体温度に近い温度を検出することができる。また、温度センサ４を支持枠３に接触させて検出するので、各チャンネルＣ間において駆動によって温度差が生じる場合でも、液体加圧プレート２の平均的な温度を検出することができる。以下、具体的に説明する。

支持枠３は液体加圧プレート２の基板側面Ｔｂに固定される。液体加圧プレート２の各チャンネルＣが開口する側の基板端面Ｔａと支持枠３の基板端面Ｔａ側の表面とは面一に形成される。基板端面Ｔａと支持枠３の基板端面Ｔａ側の表面にはノズルプレート１２が貼りつられる。ノズルプレート１２は複数のノズルＮを有し、各ノズルＮは基板端面Ｔａに開口する各チャンネルＣにそれぞれ連通する。流路部材５は液体加圧プレート２の基板側面Ｔｂに設置される。流路部材５は、本実施形態においては支持枠３のノズルプレート１２側とは反対側の第三面Ｓｃに当接する例を示しているが、支持枠３の第三面Ｓｃから離間してもよい。流路部材５は内部に流路５ａを備え、液体加圧プレート２のチャンネルＣに液体を供給する。

温度センサ４は、電極が形成されるフレキシブル基板４ｂとフレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａに設置される温度検出素子４ａとを有する。温度検出素子４ａが設置される近傍のフレキシブル基板４ｂが支持枠３に接触する。具体的には、フレキシブル基板４ｂの温度検出素子４ａが設置される第一面Ｓａとは反対側の第二面Ｓｂであり、温度検出素子４ａの近傍の第二面Ｓｂが、支持枠３のチャンネルＣが開口する側とは反対側の第三面Ｓｃに接触する。温度検出素子４ａとしてサーミスタを使用することができる。これにより、簡便な構成で液体加圧プレート２に固定される支持枠３の温度を検出し、液体の実際の温度に近い温度を検出することができる。また、チャンネルＣごとに液体の温度にばらつきがある場合でも、液体の平均化される温度を検出することができる。

なお、本実施形態においては、流路部材５は液体加圧プレート２の基板側面Ｔｂの一方側と他方側の両面に設置される。また、液体加圧プレート２に形成されるチャンネルＣは、基板側面Ｔｂの一方側と他方側に形成され、一方側のチャンネルＣが一方側の流路部材５の流路５ａから液体が供給され、他方側のチャンネルＣが他方側の流路部材５の流路５ａから液体が供給される。しかし、本発明はこの構成に限定されず、流路部材５やチャンネルＣが一方側又は他方側にのみ形成されるものであってもよい。

（第二実施形態）
図２は本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１の前方斜め上方から見る模式的な部分斜視図である。本実施形態は第一実施形態のより詳しい構造を表す。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図２に示すように、液体噴射ヘッド１は、２列のチャンネルＣ、Ｃ’を有する液体加圧プレート２と、液体加圧プレート２の基板側面Ｔｂに固定される支持枠３と、支持枠３に接触する温度センサ４と、を備える。液体噴射ヘッド１は、更に、液体加圧プレート２の各チャンネルＣ、Ｃ’が開口する基板端面Ｔａに貼り付けられるノズルプレート１２と、液体加圧プレート２の基板側面Ｔｂに設置され、支持枠３のノズルプレート１２側とは反対側の第三面Ｓｃに当接する２つの流路部材５、５’と、液体加圧プレート２のノズルプレート１２とは反対側に接続する２枚の駆動用フレキシブル基板１３、１３’と、を備える。２枚の駆動用フレキシブル基板１３、１３’は、一方側が２枚の圧電プレート９、９’のノズルプレート１２とは反対側にそれぞれ接続し、他方側は図示しない回路基板に接続する。回路基板には液体加圧プレート２を駆動する駆動信号を生成する駆動用ドライバー等が搭載される。

液体加圧プレート２は、複数の溝が形成される面とは反対側の面が接合する２枚の圧電プレート９、９’と、２枚の圧電プレート９、９’の表面に形成される複数の溝を覆うように圧電プレート９、９’の表面に接合される２枚のカバープレート１０、１０’と、を備える。各溝は一方側が圧電プレート９、９’の基板端面Ｔａに開口し、他方側が圧電プレート９、９’の表面においてそれぞれ終端するチャンネルＣ、Ｃ’を構成する。各カバープレート１０、１０’は各圧電プレート９、９’の基板端面Ｔａと面一に、各圧電プレート９、９’の基板端面Ｔａとは反対側の表面が露出するように各圧電プレート９、９’の表面にそれぞれ接合される。各カバープレート１０、１０’は複数の溝（チャンネルＣ、Ｃ’）に連通する液体供給室１１、１１’をそれぞれ備える。従って、２枚の圧電プレート９、９’の各基板端面Ｔａには各チャンネルＣ、Ｃ’の開口Ｋ、Ｋ’が２列に配列する。２枚の圧電プレート９、９’の基板端面Ｔａとは反対側の露出表面には２枚の駆動用フレキシブル基板１３、１３’がそれぞれ接着され、各溝の側面に形成される図示しない駆動電極に駆動信号を供給可能とする。

２枚のカバープレート１０、１０’の外表面及び２枚の圧電プレート９、９’の側面が基板側面Ｔｂを構成する。支持枠３は中央に開口が形成され、この開口に２枚の圧電プレート９、９’及び２枚のカバープレート１０、１０’からなる液体加圧プレート２のチャンネルＣ、Ｃ’の開口Ｋ、Ｋ’側の端部が挿入され、支持枠３と液体加圧プレート２が固定される。つまり、液体加圧プレート２の基板側面Ｔｂと支持枠３の開口の内側面とが接着剤により固定される。更に、２つの流路部材５、５’が２枚のカバープレート１０、１０’の表面、つまり、液体加圧プレート２の基板側面Ｔｂに設置され、支持枠３の基板端面Ｔａ側とは反対側の第三面Ｓｃに当接する。

温度センサ４は、支持枠３の基板端面Ｔａとは反対側の第三面Ｓｃに接触して（接着剤を介する場合を含む）固定される。より詳しくは、温度センサ４は、電極が形成されるフレキシブル基板４ｂと、フレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａに設置される温度検出素子４ａとを備え、支持枠３の第三面Ｓｃに接着される。ノズルプレート１２は、液体加圧プレート２の基板端面Ｔａ、及び基板端面Ｔａと面一に形成される支持枠３の表面に接着される。ノズルプレート１２は複数のノズルＮを備え、各チャンネルＣ、Ｃ’にそれぞれ連通する。

液体噴射ヘッド１は次のように動作する。液体は、図示しない液体タンクから流路部材５、５’の流路５ａ、５’ａに流入し、液体供給室１１、１１’を介して複数のチャンネルＣ、Ｃ’に流入する。そして、駆動用フレキシブル基板１３、１３’を介して駆動信号がチャンネルＣ、Ｃ’の側壁に与えられ、側壁が変形してチャンネルＣ、Ｃ’内の液体に圧力波が生成され、ノズルＮから液滴が吐出される。また、温度検出素子４ａは支持枠３の温度を検出し、図示しない制御部は、検出された温度に応じてヘッド部の動作を制御する。例えば、検出された温度に応じて側壁に印加する駆動信号の波高値を制御する。

なお、本実施形態では圧電プレート９、９’とカバープレート１０、１０’からなる加圧プレートを２層に積層した液体加圧プレート２について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。圧電プレート９とカバープレート１０からなる単層の液体加圧プレート２を支持枠３に固定する構成であってもよいし、３層以上の加圧プレートを積層する液体吐出基板２であってもよい。また、圧電プレート９、９’に形成する溝の形状や駆動用フレキシブル基板１３、１３’の接続態様は図２に示す構成に限定されず、例えば、液体が一方側の流路部材５から流入し、他方側の流路部材５’から排出される循環タイプの液体加圧プレート２であってもよい。

（第三実施形態）
図３は、本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド１の断面模式図である。第一又は第二実施形態と異なる点は、温度センサ４が設置される場所の支持枠３の形態である。その他の構成は第一実施形態と同様である。従って、以下、第一又は第二実施形態と異なる点について説明し、同一の部分については説明を省略する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図３に示すように、支持枠３は流路部材５側の第三面Ｓｃに凹部７を有し、この凹部７に温度検出素子４ａが収納される。より具体的には、温度センサ４は、電極が形成されるフレキシブル基板４ｂと、このフレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａに設置される温度検出素子４ａを備える。フレキシブル基板４ｂは長尺形状を有し、この長尺形状の端部に温度検出素子４ａが設置される。凹部７は外部に開口し、この開口部から凹部７の内部に温度検出素子４ａが挿入される。フレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａとは反対側の第二面Ｓｂが凹部７の内側面に接触して（接着剤を介する場合を含む）固定される。温度検出素子４ａは、凹部７の内側面に接触し又は接着される第二面Ｓｂの領域の近傍であり、第二面Ｓｂとは反対側の第一面Ｓａに設置される。フレキシブル基板４ｂの他方の端部は図示しない回路基板に電気的に接続され、回路基板に設置される温度検出回路に電気的に接続される。

このように、温度検出素子４ａが設置される近傍のフレキシブル基板４ｂが凹部７の側面に接触して（接着剤を介する場合を含む）固定されるので、支持枠３の温度が温度検出素子４ａに伝達しやすい。また、第三面Ｓｃの露出面が狭い場合でも温度検出素子４ａを容易に設置することができる。

なお、凹部７に熱伝導性の接着剤を充填して熱伝導性の接着剤に温度検出素子４ａを埋め込むことができる。これにより、支持枠３から温度検出素子４ａへの熱伝導性が向上し、また、温度センサ４を凹部７から抜け難くすることができる。

（第四実施形態）
図４は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１の断面模式図である。第一又は第二実施形態と異なる点は、温度検出素子４ａを流路部材５と支持枠３との間に設置する点であり、その他の構成は第一又は第二実施形態と同様である。従って、以下、第一又は第二実施形態と異なる点について説明し、同一の部分については説明を省略する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図４に示すように、流路部材５は、液体加圧プレート２の基板側面Ｔｂに設置され、支持枠３の第三面Ｓｃに当接する。更に、流路部材５は支持枠３に当接する第四面Ｓｄに切欠き部６を備え、温度検出素子４ａはこの切欠き部６と第三面Ｓｃにより囲まれる領域に収納される。より詳しくは、流路部材５の支持枠３側の第四面Ｓｄには段差状に切欠き部６が設けてある。そのため、支持枠３の第三面Ｓｃと切欠き部６によりポケット状の空間が形成される。この空間に、フレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａに設置される温度検出素子４ａが収納される。支持枠３の第三面Ｓｃにはフレキシブル基板４ｂの第二面Ｓｂが接触して（接着剤を介する場合を含む）固定される。温度検出素子４ａと切欠き部６の側面とは離間する。

このように、温度検出素子４ａを流路部材５に設けた切欠き部６と支持枠３の第三面Ｓｃに囲まれる領域に収納するので、支持枠３の温度が温度検出素子４ａに伝達しやすい。また、第三面Ｓｃの露出面が狭い場合でも温度検出素子４ａを容易に設置することができる。また、温度検出素子４ａは支持枠３や流路部材５に接触することなく収納することができるので、温度検出素子４ａの電極が外部に露出し、支持枠３や流路部材５が導電材料からなる場合でも、温度検出素子４ａの電極端子が短絡することがない。なお、切欠き部６と第三面Ｓｃがなすポケット状の空間に熱伝導性の接着剤を充填して温度検出素子４ａを埋め込むことができる。これにより、支持枠３から温度検出素子４ａへの熱伝導性が向上し、同時に、ポケット状の空間から温度検出素子４ａを抜け難くすることができる。

（第五実施形態）
図５は、本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッド１の断面模式図である。第三実施形態と異なる点は、凹部７の開口部に位置する流路部材５に切欠き部６を設ける点であり、その他の構成は第三実施形態と同様である。従って、以下、第三実施形態と異なる点について説明し、同一の部分については説明を省略する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図５に示すように、支持枠３は流路部材５側の第三面Ｓｃに凹部７を有し、この凹部７に温度検出素子４ａが収納される。流路部材５は、液体加圧プレート２の基板側面Ｔｂに固定され、支持枠３のチャンネルＣが開口する側とは反対側の第三面Ｓｃに当接する。流路部材５は、更に、上記凹部７の開口の一部を覆い、支持枠３に当接する第四面Ｓｄの上記凹部７が開口する位置に切欠き部６を有する。より具体的には、支持枠３の第三面Ｓｃには凹部７が形成され、流路部材５が凹部７の開口部を覆うように配置される。流路部材５は、支持枠３側の第四面Ｓｄであり、凹部７が開口する位置に切欠き部６を有する。凹部７は、流路部材５の第四面Ｓｄにより開口の一部が覆われ、また、第四面Ｓｄに形成される円弧状の切欠き部６を介して外部と連通する。

温度検出素子４ａは長尺形状を有するフレキシブル基板４ｂの端部の第一面Ｓａに設置され、温度検出素子４ａは切欠き部６を通して凹部７に収納される。フレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａとは反対側の第二面Ｓｂが凹部７の内側面に接触して（接着剤を介する場合を含む）固定される。

このように、凹部７の開口部を流路部材５が覆うように配置され、流路部材５の第四面Ｓｄに切欠き部６を設けたので、第三面Ｓｃの露出面が狭い場合でも温度検出素子４ａを凹部７に容易に収納することができる。また、凹部７の開口が流路部材５により覆われても切欠き部６を通して温度検出素子４ａを凹部７内に収納することができる。更に、温度検出素子４ａは支持枠３に接触することなく収納することができるので、支持枠３に導電材料を使用し、温度検出素子４ａの電極が外部に露出する場合で、温度検出素子４ａの電極端子は短絡しない。なお、凹部７に熱伝導性の接着剤を充填して温度検出素子４ａを埋め込むことができる。これにより、支持枠３から温度検出素子４ａへの熱伝導性が向上し、同時に、温度センサ４が凹部７から抜け難くすることができる。

（第六実施形態）
図６は、本発明の第六実施形態に係る液体噴射ヘッド１を説明するための図である。図６（ａ）は液体噴射ヘッド１の断面模式図であり、図６（ｂ）は、温度センサ４の部分平面図と部分側面図である。第五実施形態と異なる点は温度センサ４であり、その他の構成は第五実施形態とほぼ同じである。従って、以下、主に第五実施形態と異なる点について説明し、同一の部分については説明を省略する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

流路部材５は、液体加圧プレート２の基板側面Ｔｂに固定され、支持枠３のチャンネルＣが開口する側とは反対側の第三面Ｓｃに当接する。支持枠３は第三面Ｓｃに凹部７を有し、流路部材５の支持枠３側の第四面Ｓｄは凹部７の開口部の一部を覆う。図６（ｂ）に示すように、温度センサ４は、長尺形状を有するフレキシブル基板４ｂと、フレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａであり、長尺形状の一方の端部８よりも手前側に設置される温度検出素子４ａとを備える。

具体的に説明する。フレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａには電極４ｃが形成され、電極４ｃは温度検出素子４ａの端子電極に電気的に接続する。フレキシブル基板４ｂの端部８の手前側の両辺にはノッチ４ｄが形成され、端部８はこのノッチ４ｄから折れ曲がって温度検出素子４ａに被さる。フレキシブル基板４ｂはポリイミド樹脂等の弾力性のある材料からなり、塑性的に折り曲げない限りその弾力性により開く方向に反発力が働く。

図６（ａ）に示すように、温度検出素子４ａを凹部７に収納する。この際に、フレキシブル基板４ｂは、第一面Ｓａとは反対側の第二面Ｓｂが凹部７の一方側の側面に接触し、端部８の先端が凹部７の他方の側の側面と流路部材５の支持枠３側の第四面Ｓｄに当接する。そして、端部８はフレキシブル基板４ｂの弾力性により開く方向に反発力が働いて、フレキシブル基板４ｂの第二面Ｓｂは凹部７の一方側の側面に押圧される。そのため、支持枠３からフレキシブル基板４ｂへの熱伝導性が向上し、温度検出素子４ａの温度検出感度が向上する。同時に、フレキシブル基板４ｂが凹部７から抜け難くなり、簡単な構造で装着強度が向上する。また、温度検出素子４ａが端部８に被さるので、温度検出素子４ａの電極端子が露出する場合でも短絡し難くなる。

なお、本実施形態においては、流路部材５が第四面Ｓｄの凹部７が開口する側に切欠き部６を備え、この切欠き部６を介して温度検出素子４ａ及び端部８を凹部７へ収納可能とするが、本発明はこの構成に限定されない。流路部材５の第四面Ｓｄに切欠き部６を設けないで、流路部材５が凹部７の開口部の一部を覆い、この開口部の他の部分が外部に開放するように構成してもよい。また、第五実施形態において説明したように、凹部７に熱伝導性の接着剤を充填して温度検出素子４ａを熱伝導性接着剤に埋め込むことができる。これにより、支持枠３から温度検出素子４ａへの熱伝導性が向上し、温度センサ４が凹部７から抜け難くなり装着強度が向上する。

（フレキシブル基板の変形例）
図７は、本発明の液体噴射ヘッド１に使用する温度センサ４の変形例を表す。図７（ａ）は、フレキシブル基板４ｂの一方の端部がＬ字形状を有する温度センサ４の部分平面模式図である。図７（ｂ）は、フレキシブル基板４ｂの一方の端部が分岐する温度センサ４の部分平面模式図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図７（ａ）に示すように、温度センサ４は電極４ｃが形成されるフレキシブル基板４ｂと、フレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａに設置される温度検出素子４ａを備える。フレキシブル基板４ｂは、長尺形状を有し、第一面Ｓａには２本の電極４ｃが形成され、一方の端部の第一面Ｓａには温度検出素子４ａが設置される。更に、フレキシブル基板４ｂの一方の端部８はＬ字状に折れ曲がり、Ｌ字状の基部の両辺にはノッチ４ｅが形成される。一方の端部８はノッチ４ｅから折れ曲がって温度検出素子４ａに被さることができる。既に第六実施形態において説明したように、フレキシブル基板４ｂはポリイミド樹脂等の弾力性のある材料から形成し、図６（ａ）に示すように、凹部７に端部８を折り曲げて温度検出素子４ａを収納することができる。この場合も、フレキシブル基板４ｂの第二面Ｓｂが凹部７の一方の内側面に押圧され、支持枠３からフレキシブル基板４ｂへの熱伝導性が向上する。

図７（ｂ）に示すように、温度センサ４は電極４ｃが形成されるフレキシブル基板４ｂと、フレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａに設置される温度検出素子４ａを備える。フレキシブル基板４ｂは長尺形状を有し、一方の端部は枝部８ａと枝部８ｂに分岐する。温度検出素子４ａは分岐した枝部８ａ、８ｂの基部に設置され、複数の枝部８ａ、８ｂが温度検出素子４ａの設置される側に折れ曲がって温度検出素子４ａに被さる。

具体的に説明する。フレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａであり、一方の端部の複数に分岐する枝部８ａ、８ｂの基部には温度検出素子４ａが設置される。枝部８ａ、８ｂの基部側の両辺にはノッチ４ｄ及びノッチ４ｅが形成され、各枝部８ａ、８ｂをこのノッチ４ｄ、４ｅから折り曲げて温度検出素子４ａに被せることができる。第六実施形態において既に説明したように、フレキシブル基板４ｂをポリイミド樹脂等の弾力性のある材料から形成し、図６（ａ）に示すように、凹部７に枝部８ａ、８ｂを折り曲げて温度検出素子４ａを収納することができる。枝部８ａ、８ｂの２カ所が折曲がるので、フレキシブル基板４ｂの第二面Ｓｂが凹部７の一方の内側面に一層強く押圧される。その結果、支持枠３からフレキシブル基板４ｂへの熱伝導性が一層向上する。

（第七実施形態）
図８は、本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッド１の断面模式図である。他の実施形態と異なる点は、流路部材５に形成する切欠き部６と、温度センサ４の設置態様であり、その他の構成は他の実施形態と同様である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図８に示すように、液体噴射ヘッド１は、液体加圧プレート２と、液体加圧プレート２の基板側面Ｔｂに固定される支持枠３と、液体加圧プレート２の基板側面Ｔｂに固定され、支持枠３のチャンネルＣが開口する側とは反対側の第三面Ｓｃに当接する流路部材５と、支持枠３に接触し温度を検出する温度センサ４とを備える。温度センサ４は、図示しない電極４ｃが形成されるフレキシブル基板４ｂと、フレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａに設置される温度検出素子４ａを有する。そして、温度検出素子４ａが設置される近傍のフレキシブル基板４ｂが支持枠３に接触する。液体加圧プレート２は第一又は第二実施形態において説明したものと同様なので、説明を省略する。

流路部材５は、支持枠３の側の第四面Ｓｄの基板側面Ｔｂの側に切欠き部６を有する。支持枠３は第三面Ｓｃに凹部７を有し、切欠き部６と凹部７とは連通する。フレキシブル基板４ｂは長尺形状を有する。温度検出素子４ａは、長尺形状の一方の端部８よりも手前側のフレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａに設置され、凹部７に収納される。長尺形状の一方の端部８は温度検出素子４ａの設置される側とは反対側に折れ曲がり、端部８の先端が切欠き部６の内面に当接し、端部８の先端と温度検出素子４ａとの間のフレキシブル基板４ｂが支持枠３に接触する。

具体的に説明する。支持枠３に形成される凹部７は、流路部材５の第四面Ｓｄであり、液体加圧プレート２側に形成される切欠き部６に連通し、かつ、流路部材５よりも外側の大気に連通する。温度センサ４は、図６（ｂ）に示すように、長尺形状を有するフレキシブル基板４ｂと、フレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａであり、長尺形状の一方の端部８よりも手前側に設置される温度検出素子４ａを備える。フレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａには温度検出素子４ａの端子電極に電気的に接続される図示しない電極４ｃが形成される。フレキシブル基板４ｂの端部８の手前側の両辺には図示しないノッチ４ｄが形成され、端部８はこのノッチ４ｄから温度検出素子４ａが設置される側とは反対側に折れ曲がる。

この温度センサ４を、端部８を温度検出素子４ａとは反対側に折り曲げた状態で凹部７の大気に連通する側の開口から挿入する。端部８の先端が切欠き部６に達すると、折り曲げた端部８は反発力で切欠き部６側に開き、端部８と切欠き部６とが係合する。このように、温度センサ４を支持枠３に容易に装着することができ、しかも温度センサ４を凹部７から抜け難くすることができる。また、温度検出素子４ａが搭載されるフレキシブル基板４ｂの第二面Ｓｂに接着剤を付着させておけば、フレキシブル基板４ｂを流路部材５の第四面Ｓｄに接着固定することができる。これにより、温度検出素子４ａの表面に電極端子が露出す場合でも、温度検出素子４ａと凹部７の内面とが接触して電極端子が短絡することを防止することができる。また、凹部７及び切欠き部６に熱伝導性の接着剤を充填して温度検出素子４ａを埋め込むことができる。

（第八実施形態）
図９は、本発明の第八実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図９（ａ）は液体噴射ヘッド１の断面模式図であり、図９（ｂ）は凹部７及び段差部１４を拡大した断面模式図である。第三又は第五実施形態と異なる点は、凹部７の形状及び温度センサ４の支持枠３への設置態様であり、その他の構成は第三又は第五実施形態と同様である。従って、以下、第三又は第五実施形態と異なる部分について説明し、同一の部分については説明を省略する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図９（ａ）に示すように、支持枠３は、第三面Ｓｃに凹部７を有し、凹部７に温度検出素子４ａが収納される。凹部７は、側面に段差部１４を有し、フレキシブル基板４ｂは段差部１４に装着され、温度検出素子４ａはフレキシブル基板４ｂの凹部７の側であり凹部７の底面及び側面から離間する。具体的には、流路部材５の凹部７に対向する第四面Ｓｄには切欠き部６が形成される。温度検出素子４ａはフレキシブル基板４ｂの第一面Ｓａに設置され、温度検出素子４ａが凹部７の内部に収納されるように第一面Ｓａが段差部１４に装着される。より具体的には、図９（ｂ）に示すように、凹部７の底面と温度検出素子４ａの頂部とが離間する。更に、支持枠３の第三面Ｓｃと平行な任意の方向において、段差部１４に装着されるフレキシブル基板４ｂの装着部の外端と段差部１４の内側面との間の隙間Ｄａは、温度検出素子４ａの外側面と凹部７の内側面との間の隙間Ｄｂよりも狭い。つまり、第三面Ｓｃに平行な任意の方向において、Ｄａ＜Ｄｂ、の関係を満たす。

これにより、温度検出素子４ａの表面に電極端子が露出する場合でも、温度検出素子４ａと凹部７の内側面とが接触して電極端子が短絡するのを防止することができる。なお、流路部材５の第四面Ｓｄに形成する切欠き部６はなくてもよい。また、凹部７の内部に導電性接着剤を充填して温度検出素子４ａを埋め込むことができる。

（第九実施形態）
図１０は本発明の第九実施形態に係る液体噴射装置３０の模式的な斜視図である。液体噴射装置３０は、液体噴射ヘッド１、１’を往復移動させる移動機構４０と、液体噴射ヘッド１、１’に液体を供給し、液体噴射ヘッド１、１’から液体を排出する流路部３５、３５’と、流路部３５、３５’に連通する液体ポンプ３３、３３’及び液体タンク３４、３４’とを備えている。各液体噴射ヘッド１、１’は、液体加圧プレート２と、支持枠３と、流路部材５と、ノズルプレート１２と、温度センサ４とを備える。また、図示しない圧力センサーや流量センサーを設置し、液体の流量を制御することができる。液体噴射ヘッド１、１’は既に説明した第一〜第八実施形態のいずれかを使用する。

液体噴射装置３０は、紙等の被記録媒体４４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段４１、４２と、被記録媒体４４に液体を吐出する液体噴射ヘッド１、１’と、液体噴射ヘッド１、１’を載置するキャリッジユニット４３と、液体タンク３４、３４’に貯留した液体を流路部３５、３５’に押圧して供給する液体ポンプ３３、３３’と、液体噴射ヘッド１、１’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構４０とを備えている。図示しない制御部は液体噴射ヘッド１、１’、移動機構４０、搬送手段４１、４２を制御して駆動する。

一対の搬送手段４１、４２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体４４を主走査方向に搬送する。移動機構４０は、副走査方向に延びた一対のガイドレール３６、３７と、一対のガイドレール３６、３７に沿って摺動可能なキャリッジユニット４３と、キャリッジユニット４３を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト３８と、この無端ベルト３８を図示しないプーリを介して周回させるモータ３９を備えている。

キャリッジユニット４３は、複数の液体噴射ヘッド１、１’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンク３４、３４’は対応する色の液体を貯留し、液体ポンプ３３、３３’、流路部３５、３５’を介して液体噴射ヘッド１、１’に供給する。各液体噴射ヘッド１、１’は駆動信号に応じて各色の液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１、１’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット４３を駆動するモータ３９の回転及び被記録媒体４４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体４４上に任意のパターンを記録することできる。

なお、本実施形態は、移動機構４０がキャリッジユニット４３と被記録媒体４４を移動させて記録する液体噴射装置３０であるが、これに代えて、キャリッジユニットを固定し、移動機構が被記録媒体を２次元的に移動させて記録する液体噴射装置であってもよい。つまり、移動機構は液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させるものであればよい。

１ 液体噴射ヘッド
２ 液体加圧プレート
３ 支持枠
４ 温度センサ
４ａ 温度検出素子、４ｂ フレキシブル基板、４ｃ 電極
４ｄ、４ｅ ノッチ
５、５’ 流路部材、５ａ、５’ａ 流路
６ 切欠き部
７ 凹部
８ 端部、８ａ、８ｂ 枝部
９、９’ 圧電プレート
１０、１０’ カバープレート
１１、１１’ 液体供給室
１２ ノズルプレート
１３、１３’ 駆動用フレキシブル基板
１４ 段差部
Ｔａ 基板端面、Ｔｂ 基板側面、Ｃ、Ｃ’ チャンネル、Ｎ ノズル
Ｓａ 第一面、Ｓｂ 第二面、Ｓｃ 第三面、Ｓｄ 第四面、Ｋ、Ｋ’ 開口

Claims (15)

1. 基板端面と、前記基板端面と交差する基板側面と、前記基板端面に開口し液体に圧力を印加する複数のチャンネルと、を備える液体加圧プレートと、
   前記基板側面に固定される支持枠と、
   前記支持枠に接触する温度センサと、を備え、
   前記温度センサは、電極が形成されるフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の第一面に設置される温度検出素子と、を有し、
   前記温度検出素子が設置される近傍の前記フレキシブル基板が前記支持枠に接触する、
   液体噴射ヘッド。
2. 前記フレキシブル基板は、前記第一面とは反対側の第二面が前記支持枠に接触する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記温度センサは、前記支持枠の前記チャンネルが開口する側とは反対側の第三面に接触する請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記基板側面に固定され、前記支持枠の前記第三面に当接する流路部材を更に備え、
   前記流路部材は前記支持枠の側の第四面に切欠き部を有し、
   前記温度検出素子は前記切欠き部と前記第三面により囲まれる領域に収納される請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記支持枠は、前記支持枠の前記チャンネルが開口する側とは反対側の第三面に凹部を有し、前記凹部に前記温度検出素子が収納される請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
6. 前記基板側面に固定され、前記第三面に当接する流路部材を更に備え、
   前記流路部材は前記凹部の開口の一部を覆う請求項５に記載の液体噴射ヘッド。
7. 前記流路部材は、前記支持枠の側の第四面の前記凹部が開口する位置に切欠き部を有し、
   前記温度検出素子は、前記切欠き部を通して前記凹部に収納される請求項６に記載の液体噴射ヘッド。
8. 前記凹部は側面に段差部を有し、前記フレキシブル基板は前記段差部に装着され、前記温度検出素子は前記フレキシブル基板の前記凹部の側であり前記凹部の底面及び側面から離間して設置される請求項５〜７のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
9. 前記フレキシブル基板は長尺形状を有し、前記温度検出素子は前記長尺形状の一方の端部よりも手前側に設置され、
   前記長尺形状の一方の端部は前記温度検出素子が設置される側に折れ曲がって前記温度検出素子に被さる請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
10. 前記長尺形状の一方の端部は複数の枝部に分岐し、前記温度検出素子は前記分岐した枝部の基部に設置され、複数の前記枝部が前記温度検出素子の設置される側に折れ曲がって前記温度検出素子に被さる請求項９に記載の液体噴射ヘッド。
11. 前記基板側面に固定され、前記支持枠の前記チャンネルが開口する側とは反対側の第三面に当接する流路部材を更に備え、
    前記支持枠は前記第三面に凹部を有し、
    前記温度検出素子は前記凹部に収納され、
    前記フレキシブル基板は、前記第一面とは反対側の第二面が前記凹部の一方の側の側面に接触し、前記端部の先端が前記凹部の他方の側の側面と前記流路部材の前記支持枠の側の第四面とに当接する請求項９又は１０に記載の液体噴射ヘッド。
12. 前記流路部材は前記支持枠の側の第四面の前記凹部が開口する位置に切欠き部を有する請求項１１に記載の液体噴射ヘッド。
13. 前記基板側面に固定され、前記支持枠の前記チャンネルが開口する側とは反対側の第三面に当接する流路部材を更に備え、
    前記流路部材は、前記支持枠の側の第四面の前記基板側面の側に切欠き部を有し、
    前記支持枠は前記第三面に凹部を有し、前記切欠き部と前記凹部とは連通し、
    前記フレキシブル基板は長尺形状を有し、
    前記温度検出素子は、前記長尺形状の一方の端部よりも手前側に設置されて前記凹部に収納され、
    前記長尺形状の一方の端部は前記温度検出素子の設置される側とは反対側に折れ曲がり、前記端部の先端が前記切欠き部の内面に当接し、前記端部の先端と前記温度検出素子との間の前記フレキシブル基板が前記支持枠に接触する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
14. 前記凹部に熱伝導性樹脂が充填される請求項５〜８、１１〜１３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
15. 請求項１に記載の液体噴射ヘッドと、
    前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、
    前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
    前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。

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