JP6512886B2

JP6512886B2 - 液体吐出ヘッド

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Inventors: 輝山本; 靖彦尾▲崎▼
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Filing date: 2015-03-24
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Description

本発明は、複数の吐出口から液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。

記録媒体への高速記録を実現するためには、液体を吐出する吐出口を多数配列した長尺な液体吐出ヘッドを用いることが有利である。特に、連続的に記録媒体を搬送しつつインクを吐出することによって記録を行うフルライン型の液体吐出記録装置では、記録媒体の横幅以上の長さを有する長尺な吐出口列を備えた液体吐出ヘッドが用いられる。このような液体吐出ヘッドは、一般に、吐出口および吐出口から液体を吐出させるための熱エネルギーを発生させる発熱抵抗素子などを備えた比較的短尺な記録素子基板を、複数配列することによって構成される。これによれば、長尺な吐出口列を有する液体吐出ヘッドを、容易かつ安価に提供することが可能になる。但し、複数の記録素子基板を配列した構成を採る場合、各記記録素子基板の内部に、あるいは記録素子基板の間に温度差が生じると、吐出される液体の量にも差が生じることがある。このため、各記録素子基板の内部に生じる温度差、および複数の記録素子基板の間に生じる温度差を、一定値以内に収まるように制御する必要がある。

このような制御を行うものとして、特許文献１には、各記録素子基板に液体を供給する主流路を設け、この主流路に液体を流して循環させることにより、各記録素子基板を冷却するようにした液体吐出ヘッドが開示されている。この液体吐出ヘッドでは、液体吐出時に発熱抵抗素子から発生する熱が、記録素子基板を支持する支持部材に伝播する熱と、液体に伝播する熱とに分かれる。支持部材に伝播した熱は循環する液体へと伝播されるため、支持部材は冷却される。このように、記録素子基板に発生した熱は支持部材を介して液体へと伝播し続け、記録素子基板の温度上昇を抑えることが可能になる。

特開２０１１−２４０５２１号公報

しかしながら、現在の液体吐出装置では、高速記録および大判記録などを実現するために、吐出周波数の増大、液体吐出ヘッドの長尺化などがさらに進み、単位時間当たりの液体吐出数が増大し、単位時間あたりの発熱量が増大する傾向にある。このため、特許文献１に開示の液体吐出ヘッドにあっても、記録素子基板の冷却が間に合わず、記録素子基板の内部の温度差や記録素子基板の間での温度差を所定の範囲内に収めることが困難になることがある。この場合、液体吐出ヘッド内の各吐出口からの液体の吐出量にばらつきが生じ、これが画像品質低下を招く要因となる。このような吐出量のばらつきに関する問題は、単に循環する液体の流量を増やすだけでは解決し難く、液体の流量を増やしても液体吐出ヘッド全体の温度が下ることはあっても、液体吐出ヘッド間の温度差はほとんど減少しないことが確認されている。もっとも、膨大の量の液体を液体吐出ヘッドにおいて循環させれば、液体吐出ヘッド間の温度差が減少する可能性もあるが、これでは大型のポンプが必要となり、液体吐出装置の大型化、製造コスト、ランニングコストの増大を招くこととなる。

本発明は、液体吐出ヘッド内を流動させる液体の量を増大させることなく、複数の記録素子基板に生じる温度差、および記録素子基板内に生じる温度差を低減することが可能な液体吐出ヘッドの提供を目的とする。

本発明は、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備える第１及び第２の記録素子基板と、前記第１及び第２の記録素子基板に液体を供給するための共通流路と、前記共通流路から前記第１及び第２の記録素子基板に夫々液体を供給するための第１及び第２の液体導入口とを備える、前記第１及び第２の記録素子基板を支持する支持部材と、を備え、前記共通流路を流れる液体の供給方向に関して、前記第１の記録素子基板は前記第２の記録素子基板より上流側に配されている液体吐出ヘッドであって、前記第１及び第２の記録素子基板に対応する前記共通流路の内面の夫々には、前記液体導入口に向かって突出する第１及び第２の突起が設けられており、前記第２の記録素子基板が配される位置における前記共通流路の流路断面積は、前記第１の記録素子基板が配される位置における前記共通流路の流路断面積より小さいことを特徴とする。

本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、液体吐出ヘッド内を流動させる液体の量を増大させることなく、記録素子基板内の温度差、複数の記録素子基板間の温度差を低減することが可能になる。

本発明に係る液体吐出ヘッドの実施形態を示す斜視図である。図１に示した液体吐出ヘッドの分解斜視図である。図１に示した記録素子基板の構成を示す図である。図１に示した液体吐出ヘッドの流路構造の概略を示す模式図である。第１実施形態における液体吐出ヘッドの流路構造を示す断面図である。図５のVIA−VIA線断面図およびVIB−VIB線断面図である。第２実施形態における液体吐出ヘッドの流路構造を示す断面図である。図７のVIIIA−VIIIA線断面図およびVIIIB−VIIIB線断面図である。第２実施形態における流路構造の変形例を示す断面図である。第３実施形態における液体吐出ヘッドの分解斜視図である。第３実施形態における液体吐出ヘッドの流路構造を示す断面図である。図１１のXIIA−XIIA線断面図およびXIIB−XIIB線断面図である。第３実施形態における流路構造の変形例を示す断面図である。第４実施形態における液体吐出ヘッドの流路構造を示す断面図である。第４実施形態における流路構造の変形例を示す断面図である。図１１のXVIA−XVIA線断面図、およびXVIB−XVIB線断面図である。記録素子基板の位置と温度との関係を示す線図である。従来技術における記録素子基板内の位置と温度との関係を示す図である。

以下、本発明に係る液体吐出ヘッドの実施形態を図面に基づき詳細に説明する。まず、図１ないし図４を参照しつつ本実施形態における液体吐出ヘッドの基本的構成及び作用を説明する。なお、本実施形態では、記録媒体を連続的に搬送しつつ、記録媒体に液体としてのインクを吐出して画像の記録を行うフルライン型のインクジェット記録装置（液体吐出記録装置）に適用する液体吐出ヘッドを例に採り説明する。

図１および図２は本実施形態における液体吐出ヘッド１の斜視図および分解斜視図である。図３は液体吐出ヘッドに設けられる記録素子基板の構成を示す図であり、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のIIIB-IIIB線断面図である。また、図４は図１に示した液体吐出ヘッド１の流路構造の概略を示す模式図であり、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

図１および図２に示すように、本実施形態における液体吐出ヘッド１は、記録素子基板１００、支持部材２００、電気配線部材３００、および液体供給部材４００を備える。

支持部材２００はシリコンによって直方体形状に形成されており、その長手方向の寸法は記録媒体の横幅（液体吐出記録装置において記録媒体が搬送される方向（Ｙ）と直交する方向（Ｘ）の長さ）よりも長尺に設定されている。支持部材２００は、複数の記録素子基板１００を固定し、それぞれの記録素子基板１００に液体を供給するための部材である。この支持部材２００の表面には各記録素子基板に液体を供給するための液体導入口２０１が形成される一方、内部には後述する液体供給部材４００と連通して液体の導入及び液体の導出を行う主流路２０２（液体供給流路）が形成されている（図４参照）。この主流路２０２は複数の記録素子基板１００に対して連通する共通流路であり、供給方向に関して上流側に設けられる記録素子基板１００から順次、液体導入口２０１を介して各記録素子基板１００に液体を供給する。また、本実施形態では、支持部材２００における各液体導入口２０１が、支持部材２００の長手方向と平行するよう設けた複数本（図では２本）の梁２０４によって３つの長溝状の開口に画成されている。なお、支持部材２００は、例えば、アルミナグリーンシートを積層し、焼成して一体化することにより構成することができる。

記録素子基板１００は、シリコン基板１０１とこれに接合した吐出口形成部材１０５とを備える。シリコン基板１０１には、前述の支持部材２００に形成された液体導入口２０１に連通する供給口１０２がシリコン基板１０１の長手方向（図３中、Ｘ方向）に沿って形成されている。シリコン基板１０１の一面には、吐出口形成部材１０５が接着されている。この吐出口形成部材１０５には、シリコン基板１０１に形成された供給口１０２を挟む位置に千鳥状に吐出口が配置されている。この千鳥状に配置された吐出口群が１つの吐出口列を成しており、ここでは３列の吐出口列が記録素子基板１００に形成されている。但し、記録素子基板１００に形成する吐出口列などの数は液体吐出ヘッド１に求められる仕様によって任意に定めることができる。

また、シリコン基板１０１の一面には、前記各吐出口との対向位置に、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子である発熱抵抗素子１０３が配置されている。発熱抵抗素子１０３は不図示の液体吐出記録装置の駆動回路により駆動されて熱エネルギーを発する。この熱エネルギーによって液路１０５ａ（図３（ｂ）参照）内に供給された液体に膜沸騰を発生させ、そのときの圧力変化によって液体を吐出口１０６から吐出させる。また、記録素子基板１００の長手方向（Ｘ方向）の両端部には、電気配線部材３００と電気的に接続される電極１０４が形成され、発熱抵抗素子１０３と電極１０４はアルミ等の配線で接続されている。

上記のように構成された記録素子基板１００は、記録媒体の搬送方向（Ｙ方向）と直交する方向において互いに重複する領域を有するように千鳥状に配置されている。これにより、本実施形態では１３〜２０インチ程度の記録幅を得ることができるようになっている。

電気配線部材３００は、液体吐出装置から送られる駆動信号、駆動電力を記録素子基板１００に供給する配線部材である。電気配線部材３００には、複数の記録素子基板１００を組み込むための複数の開口部３０１、記録素子基板１００の電極１０４（図３参照）に対応する電極３０２（図２参照）が形成されている。電極１０４と電極３０２はワイヤーボンディング等の方法によって電気的に接続され、接続部分は封止材によって封止され、保護される。また、電気配線部材３００には、液体吐出記録装置からの制御信号や電力を供給するための入力端子３０３、３０４が設けられている。

液体供給部材４００は、液体吐出記録装置に設けられた液体貯蔵部と支持部材２００とを連結する部材であり、樹脂を射出成形して製造したものとなっている。この液体供給部材４００内には、図４に示すように、流路４０２、４０４が形成され、各々の流路の途中にはゴミなどを補集するフィルタ４０３、４０５が配設されている。また、液体供給部材４００は、支持部材２００に液密に固定され、流路４０２、４０４の端部がそれぞれ、支持部材２００の主流路２０２の端部に連結されている。これにより、液体吐出記録装置の液体貯蔵部から、液体供給部材４００の流路４０２、支持部材２００の主流路２０２、および液体供給部材４００の流路４０４を経て液体貯蔵部に至る液体の循環流路が形成されている。この循環流路において支持部材２００に供給される液体の一部は記録素子基板の液路１０５ａへと供給され、その液体が発熱抵抗素子１０３に発生させた熱により加熱されて吐出口から吐出される。

このように、液体吐出ヘッド１の発熱抵抗素子１０３から発生した熱は、液路１０５ａ内の液体に伝達される一方、記録素子基板１００を支持する支持部材２００にも伝達される。支持部材２００に伝達された熱は主流路２０２内を流れる液体へと伝達され、支持部材２００は冷却される。このような熱の伝達が行われている状況では、液体吐出ヘッドは適正な温度に保たれる。しかし、高速記録時など単位時間当たりの発熱量が大きくなると、記録素子基板に発生した熱が十分に放出できず、記録素子基板１００の内部に温度差が生じたり、記録素子基板１００の間に温度差が生じたりすることがある。こうした温度差は液体吐出ヘッド１内での液体吐出量に差を生じさせ、記録される画像に濃度むらを発生させることとなる。

ここで、記録素子基板内に生じる温度差について、図１８を参照しつつより具体的に説明する。図１８は、記録素子基板内に温度差が発生した状態を示す図であり、図１８（ａ）は、記録素子基板の長手方向（Ｘ方向）における温度分布を、図１８（ｂ）は記録素子基板の短手方向（Ｙ方向）における温度分布を、それぞれ示している。図１８において、発熱抵抗素子１０３から発生した熱の一部は、支持部材２００へと伝わるが、梁２０４の間には液体導入口２０１が存在するため、熱の伝達は長手方向（図１８（ａ）におけるＸ方向）に制約される。このため、高速記録などによって発熱量が増え、液体による冷却が間に合わなくなった場合には、図１８（ｂ）に示すように、液体導入口２０１外側領域１１ａよりも梁２０４の方が高温になる。さらに、梁２０４の中でも、図１８（ａ）に示すように、長手方向における中央部が最も温度が高くなる。支持部材２００の温度が上昇すると、記録素子基板１００の熱が支持部材２００に伝達されにくくなる。このように、記録素子基板１００には、短手方向と長手方向のいずれにおいても図１８（ａ），（ｂ）に示すような温度分布が生じる。

次に、液体吐出ヘッド１の複数の記録素子基板１００の間に生じる温度差について、より具体的に説明する。液体が供給される循環流路において液体供給部材４００から支持部材２００へと流入した直後の液体（以下、上流側の液体という）の温度は比較的低い。このため、支持部材２００の主流路２０２の中でも上流側に位置する支持部材２００は冷却され易く、記録素子基板１００も冷却され易い。一方、主流路２０２の下流に行くに伴い記録素子基板１００から伝わった熱によって液体の温度は除々に高くなるため、下流の記録素子基板１００は冷却されにくくなる。その結果、上流側に位置する記録素子基板１００と下流側に位置する記録素子基板１００との間で温度差が生じることとなる。

上記のような記録素子基板内、および記録素子基板間の温度差は、記録の高速化および液体吐出ヘッドの長尺化などに伴い、単位時間当たりの発熱量が増大することによって顕著になる。そして、このような温度差は、液体吐出ヘッド内の液体の流量を増大させることだけでは解消されない。特に、記録素子基板間での温度差は、液体の流量を増大させても全体の温度が低下するだけで、温度差は殆ど減少しない。もっとも、膨大な量の液体を循環させれば温度差が減少する可能性もあるが、そのためには、液体吐出装置に大型なポンプを搭載する必要があり、液体吐出装置の大型化およびコスト増大を招くこととなる。そこで、本発明の第１実施形態は、以下のような構成を備えるものとなっている。

（第１実施形態）
本発明による液体吐出ヘッドの特徴的構成における第１実施形態について図５および図６を用いて説明する。図５は本実施形態における液体吐出ヘッドの流路構造を示す断面図であり、図１のＹＡ−ＹＡ断面を示す図である。図６（ａ）は図５のＶＩＡ−ＶＩＡ線断面図、（ｂ）はＶＩＢ−ＶＩＢ線断面の断面図である。

本実施形態では、支持部材２００に形成した主流路２０２において、各記録素子基板１００に対応する部分の横断面積（流路断面積）が、当該部分の主流路２０２における位置によって異なるよう構成されている。具体的には、主流路２０２のうち、記録素子基板１００に対応する部分が下流に位置するほど流路断面積が小さくなるように構成されている。この流路断面積は、主流路の底面（第１の内面）に対する上面（第２の内面）の高さＨ（以下、主流路の高さという）によって設定されている。従って、上流に位置する記録素子基板に対応する主流路２０２の高さは、下流に位置する主流路２０２の高さ以下となるように設定されている。つまり、下流に位置する記録素子基板に対応する主流路２０２の流路断面積は、上流に位置する記録素子基板に対応する主流路２０２の流路断面積以下となっている。図示の例では、主流路２０２の高さＨを上流側から順にＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４としたときに、Ｈ１≧Ｈ２≧Ｈ３≧Ｈ４（ただしＨ１＞Ｈ４）の関係としている。なお、上記の主流路の高さＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４は、図５に示すように記録素子基板１００の上部に位置する幅Ｗの区間における流路の平均高さを表しており、具体的な高さＨの範囲は、０．５〜５ｍｍとなっている。

一方、従来用いられている液体吐出ヘッドのように、支持部材に形成されている主流路の高さが均一であった場合、主流路２０２の上流から下流に向かうに従って液体の温度は徐々に高くなる。その結果、支持部材２００の梁２０４の中でも、下流に位置する部分ほど、液体への熱の伝達は行われにくくなり、記録素子基板１００の温度は上昇することとなる。しかし、本実施形態では、下流に位置する記録素子基板に対応する主流路２０２ほど流路の高さが低くなっており、流路断面積は減少している。このため、主流路２０２における液体の流速は下流に行くに従って高まり、液体の温度上昇は抑えられる。その結果、梁２０４から液体への伝熱量は、主流路２０２の流路断面積が均一であった場合に比べて増加し、上流側における梁２０４から液体への伝熱量と下流側における梁２０４から液体への伝熱量の差は小さくなる。従って、本実施形態によれば、大型のポンプを使用して膨大な量の液体を循環させなくとも、記録素子基板間での温度差および記録素子基板内での温度差を低減することが可能となる。これにより、各吐出口からの液体の吐出量のばらつきは抑制され、記録される画像に発生する濃度むらを低減することができる。

なお、本実施形態においては、主流路２０２の高さＨの範囲を０．５〜５ｍｍ程度とした。しかし、主流路２０２の高さは、記録素子基板１００の発熱量や、循環する液体の温度、流量によって任意に決定することが可能である。また、本実施形態では支持部材２００として、グリーンシートを積層したアルミナによって構成した。このため、主流路２０２の長手方向に沿った断面形状が階段状になるようにして高さを変えた場合を示した。しかし、支持部材を他の材料および手法で構成する場合には、上流から下流に向かって連続的に減少するテーパ状の断面形状で主流路を形成してもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明による液体吐出ヘッドの第２実施形態について、図７および図８を参照しつつ説明する。図７は液体吐出ヘッドの流路構造を示す断面図であり、図１のＹＡ−ＹＡ断面に相当する。また、図８において（ａ）は図７のVIIIA−VIIIA線断面図、（ｂ）はVIIIB−VIIIB線断面図である。なお、この第２実施形態においても、図１ないし図４に示す構成を有するものとし、図７および図８において、上記第１実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、その説明の詳細は省く。

この第２実施形態に係る液体吐出ヘッドでは、支持部材２００の主流路２０２の上面（第２の内面）と底面（第１の内面）との距離間隔、すなわち、主流路２０２の高さは一定に形成されている。但し、主流路２０２の上面のうち、各記録素子基板１００の中央部に対向する箇所に、液体導入口２０２に向かって突出する突起２０３ａ〜２０３ｄが形成されている。これらの突起２０３ａ〜２０３ｄの下端部と主流路の下面との距離間隔ｈは、それぞれ異なっている。すなわち、下流に位置する記録素子基板と対向する箇所に設けられた突起との距離間隔ｈは、上流に位置する記録素子基板とこれに対向する箇所に設けられた突起との距離間隔ｈ以下となるように設定されている。図示の例では、主流路２０２の高さをＨ、突起２０３と梁２０４の隙間を、上流側から順にｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４としたとき、Ｈ＞ｈ１≧ｈ２≧ｈ３≧ｈ４（ただしｈ１＞ｈ４）の関係を満たすように設定されている。なお、前記のＨは主流路の上面と底面との距離間隔を示している。また、図８において、１０１ａはシリコン基板１０１のうち、供給口１０２より外側に位置する領域を示しており、この外側領域１０１ａは支持部材２００の主流路２０２より外側に位置する面（図中、下面）と接合している。また、１０１ｂはシリコン基板１０１のうち、供給口１０２内に位置する領域を示しており、この内側領域１０１ｂ、１０１ｂは、主流路２０２の中に設けられている梁２０４、２０４と接合する領域となっている。

図１７は記録素子基板１００の位置と温度との関係を示す線図であり、本実施形態を適用した場合と、主流路の上面に突起を設けず、上面と底面との距離間隔を一定に形成した比較例を用いた場合と、を示している。なお、図１７において、破線は各記録素子基板１００の外側領域１０１ａにおける長手方向の温度分布を、実線は内側領域１０１ｂにおける長手方向の温度分布をそれぞれ示している。本実施形態では、突起２０３（２０３ａ〜２０３ｄ）を設けることでその箇所だけ流速を高めることができ、温度が上昇し易い、中央部に位置する梁２０４を集中的に冷却することができる。その結果、本実施形態において記録素子基板１００内に生じる温度差ｔ２は、突起２０３を設けていない比較例における記録素子基板１００内の温度差ｔ０と比較して小さくすることができる。なお、ここに示す温度差ｔ２、ｔ０は、各記録素子基板１００における最高温度と最低温度との差をそれぞれ示している。

また、上流よりも下流の方が突起２０３と梁２０４との距離間隔が小さくなっているため、第１実施形態と同様に、記録素子基板１００の間での温度差Ｔ２も低減される。なお、ここに示す温度差Ｔ２は、最上流に位置する記録素子基板の最低温度と、最下流に位置する記録素子基板の最高温度との差を示している。

以上のように、高速記録化に伴って発熱量が増加した場合や、液体吐出ヘッドが更に長尺化した場合には、記録素子基板から吐出される液体の吐出量のバラつきが小さくなるため、画像の濃度ムラが発生しにくく、高品位な記録を行うことが可能になる。

この第２実施形態では、主流路２０２の上面と底面との感覚（高さ）Ｈを３〜１０ｍｍ程度、梁２０４と記録素子基板１００との距離間隔ｈを０．５〜５ｍｍ程度とした。しかし、Ｈやｈの値は、第１実施形態と同様に、記録素子基板１００の発熱量や、循環する液体の温度、流量によって任意に設定することが可能である。

また、図９に示すように、突起２０３の長手方向における中心位置Ｃ１を、記録素子基板１００の長手方向（Ｙ方向）における中心位置Ｃ２から下流側に少しずらしても良い。すなわち、記録素子基板１００の中心Ｃ２から突起２０３の下流側端部までの距離ｂを、中心Ｃ２から記録素子基板１００の上流側端部までの距離ａより長くなるようにしている（ａ＜ｂの関係としている）。

これによれば、突起２０３を設けて液体の流速を大きくする領域が後方に広がることなり、各記録素子基板の長手方向における最高温度を、より低下させることができ、記録素子基板１００内の温度差ｔ２をさらに小さくすることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図１０〜１２を参照しつつ説明する。ここで、図１０は第３実施形態における液体吐出ヘッドの分解斜視図、図１１は液体吐出ヘッド１の一部を長手方向に沿って切断した縦断側面図である。また、図１２において（ａ）は図１１のXIIA−XIIA線断面図、図１２（ｂ）は図１１のXIIB−XIIB線断面図である。なお、この第２実施形態においても、図１ないし図４に示す構成を有するものとし、図７および図８において、上記第１実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、その説明の詳細は省く。

本実施形態においては、図１０に示すように、支持部材２３０を、記録素子基板１００を支持・固定する支持部２１０と、主流路２０２となる溝を形成した流路部２２０とにより構成している。支持部２１０はアルミナやＴｉ、ＳＵＳ、フィラーを含有した樹脂など、線膨張係数が比較的小さく、熱伝導率が比較的高い材料を用いる。放熱部として機能する支持部２１０は、液体吐出ヘッド１に要求される仕様に合わせて、最低限の熱容量になるように体積を設定すればよく、例えば１〜３ｍｍ程度の厚さに形成することが好ましい。

また、流路部２２０は、第２実施形態と同様にアルミナを用いてもよいが、線膨張係数を小さくした樹脂を用いることも可能である。樹脂を使用した場合、部品コストを大幅に下げることが可能になるだけでなく、図１１に示すように、突起２２３の側面にテーパを形成して気泡を溜まり難くするなど、形成すべき形状の自由度を増すことが可能になる。したがって、この第３実施形態によれば、記録素子基板１００内の温度差をｔ３、記録素子基板の間の温度差をＴ３とすることができ（図１７参照）、第２の実施形態と同等の優れた温度特性を得ることができる。さらに、設計、製造の自由度が増し、コストや信頼性の点をより向上させることができる。

また、図１３のように、突起２２３を温度が上昇しやすい梁２１４に対向する位置にのみ形成しても良く、記録素子基板１００の内側領域１０１ｂの温度だけが下がり易くなり、外側領域１０１ａとの温度差をさらに小さくすることが可能になる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図１４ないし図１６を参照しつつ説明する。
この第４実施形態の基本的な構成は、前述の第３実施形態と略同様であるが、本実施形態では、図１４に示すように、支持部２１０から梁を無くし、循環する液体によって記録素子基板１００の一面（図中、上面）を直接的に冷却する構成としている。

支持部２１０には記録素子基板１００へと液体を導入するための液体導入口２３１が形成されている。支持部２１０の材料には、厚さ０．５〜３ｍｍ程度の樹脂部材やホウケイ酸ガラス、ジルコニアなど、比較的熱伝導率の低いものを用いている。このため、この第３実施形態では外側領域１０１ａから支持部材２３０へと熱が伝達されにくくなる一方、内側領域１０１ｂは液体と直接接触することで効率的に冷却される。従って、液体吐出ヘッド１における外側領域１０１ａと内側領域１０１ｂの温度差は、図１７に示すように、第３実施形態の温度差ｔ３よりも、さらに小さな温度差ｔ４となる。また、内側領域１０１ｂの冷却効率が高まる構成を採るため、記録素子基板１００間の温度差も第３の実施形態における温度差Ｔ３よりも、さらに小さい温度差Ｔ４に抑えることができる。

なお、この第４実施形態によれば、液体導入口２３１内に梁が設けられていないため、図１５および図１６に示すように、突起２２３（２２３ａ〜２２３ｄ）を液体導入口２３１に侵入させるように構成することも可能である。突起２２３と液体導入口２３１との隙間には小泡などが入り込まないよう、封止剤２２４で封止することも有効である。さらに、突起２２３と突起２２３と支持部材２３０の外面との距離間隔ｈ、換言すれば、突起２２３と記録素子基板１００の裏面（図中、上面）との距離間隔ｈ（ｈ１〜ｈ４）は、支持部２１０の厚みに関係なく所望の値に設定可能である。例えば０．１〜１ｍｍ程度に設定することができる。

また、この第４実施形態では、内側領域１０１ｂに対して高い冷却効率を得ることができるため、液体吐出ヘッドに要求される仕様によっては、循環する液体の流量を少なくしても、記録素子基板を所望の温度に制御することができる。従って、液体吐出装置の搭載するポンプを更に小さくし、液体吐出装置を小型化することも可能である。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、フルライン型の液体吐出記録装置に用いる液体吐出ヘッドを例に採り説明したが、他の記録形式を用いた液体吐出記録装置に用いる液体吐出ヘッドにも本発明は適用可能である。例えば、記録媒体を間欠的に搬送すると共に、液体吐出ヘッドを記録媒体の搬送方向と直交する方向に沿って移動させながら記録を行うシリアル型の液体吐出記録装置に用いる液体吐出ヘッドにも本発明は適用可能である。

また、上記実施形態では、複数の記録素子基板を支持する支持部材に形成された主流路（液体供給流路）における液体の流動方向に沿って配置された各記録素子の配置順序に従って液体供給流路の流路断面積を増大させるようにした。しかし、液体供給流路の流路断面積の設定は、各記録素子基板の配置順序ではなく、記録素子基板の配置位置あるいは、使用頻度、すなわち単位時間当たりの液体吐出量に応じて流路断面積を定めるようにしてもよい。

１液体吐出ヘッド
１００記録素子基板
１０２供給口
１０３発熱抵抗素子
１０５ａ液路
１０６吐出口
２００支持部材
２０１、２３１液体導入口
２０２主流路（液体供給流路）
２０３突起
２０４、２１４梁
２１０支持部
２２０流路部
２２３突起
２３０支持部

Claims

液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備える第１及び第２の記録素子基板と、
前記第１及び第２の記録素子基板に液体を供給するための共通流路と、前記共通流路から前記第１及び第２の記録素子基板に夫々液体を供給するための第１及び第２の液体導入口とを備える、前記第１及び第２の記録素子基板を支持する支持部材と、を備え、
前記共通流路を流れる液体の供給方向に関して、前記第１の記録素子基板は前記第２の記録素子基板より上流側に配されている液体吐出ヘッドであって、
前記第１及び第２の記録素子基板に対応する前記共通流路の内面の夫々には、前記液体導入口に向かって突出する第１及び第２の突起が設けられており、
前記第２の記録素子基板が配される位置における前記共通流路の流路断面積は、前記第１の記録素子基板が配される位置における前記共通流路の流路断面積より小さいことを特徴とする液体吐出ヘッド。
前記支持部材の前記第１の記録素子基板と前記第２の記録素子基板との間の位置に、前記共通流路と連通する第３の記録素子基板を備え、前記第３の記録素子基板が配される位置における前記共通流路の流路断面積は、前記第２の記録素子基板が配される位置における前記共通流路の断面積より大きく、前記第１の記録素子基板が配される位置における前記共通流路の断面積以下である、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
前記第２の突起は、前記第１の突起よりも長い、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
前記支持部材は第１の支持部材と第２の支持部材とが積層されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
前記共通流路は前記第１の支持部材に設けられており、前記第１及び第２の液体導入口は前記第２の支持部材に設けられている、請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備える第１及び第２の記録素子基板と、
前記第１及び第２の記録素子基板に液体を供給するための共通流路と、前記共通流路から前記第１及び第２の記録素子基板に夫々液体を供給するための第１及び第２の液体導入口とを備える、前記第１及び第２の記録素子基板を支持する支持部材と、を備え、
前記共通流路を流れる液体の供給方向に関して、前記第１の記録素子基板は前記第２の記録素子基板より上流側に配されている液体吐出ヘッドであって、
前記第１及び第２の記録素子基板に対応する前記共通流路の内面の夫々には、前記液体導入口に向かって突出する第１及び第２の突起が設けられており、
前記第２の突起と前記第２の液体導入口との間隔は、前記第１の突起と前記第１の液体導入口との間隔より小さいことを特徴とする液体吐出ヘッド。
記録を行う被記録媒体の幅に対応した長さを備えるフルライン型の液体吐出ヘッドであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
前記共通流路を流れる液体は、当該共通流路の外部との間で循環されることを特徴とする請求項１乃至７に記載の液体吐出ヘッド。