JPWO2015115353A1 - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
ノズル基板のノズル付近のインクやヘッドチップ内部のインクを効果的に加熱することの出来るインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供する。ノズル基板、中間プレート、圧力室基板、スペーサー基板及び配線基板が順に接合されるヘッドチップと、ヘッドチップの配線基板側に設けられて共通インク室の少なくとも一部を形成する共通インク室形成部材と、共通インク室形成部材に設けられるヒーターと、を備え、ヘッドチップをノズル基板側から平面視した場合にノズル基板は中間プレートより小さく、ヒーターに接しヘッドチップを挟んでノズル基板と配線基板とに接合される熱伝導部材が設けられ、配線基板と共通インク室形成部材とは、少なくとも一部が熱伝導部材を介して接合され、熱伝導部材は、ノズル基板の側面と中間プレートのノズル基板より大きいノズル基板側面とに接合される。
Description
この発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。
従来、固体インクやゲル状インクを熱で液状に変化させて、当該液状インクを複数のノズル開口部から記録媒体に向けて吐出させることで記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置がある。このインクジェット記録装置では、インクは、温度に性質が依存するので、詰まり防止や均質性維持といった最適な条件の維持のためにインクジェット記録装置におけるインク流路の温度管理が適切に行われる必要がある。
例えば、特許文献１には、底面のノズルへのインク供給路がインクジェットヘッドの両側面に近接して設けられ、当該両側面の外面に接触させてヒーターを設けると共に、当該両側面のヒーターに接触する熱伝導板を配置することで、両側のインク供給路及びノズルを流れるインクの温度を均等に保つ技術が開示されている。
しかしながら、近年、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用して複数の層を並列に積み重ねて積層構造を形成していくことで、高精度且つ効率良くアレイ状にヘッドチップが作製されている。このような技術で形成されるインクジェットヘッドでは、ヘッドチップのノズルが形成される面とは反対側にインク室が形成されることから、インク室の外面に接触させて設けられたヒーターに熱伝導板を接触させると共に、ノズルが形成されるノズル基板を含むヘッドチップに該熱伝導板を接触させてヒーターの熱を伝導させようとしても、インク室内のインクに比較してヘッドチップ内の特にノズル付近のインクに熱が効果的に伝わりにくく、ノズル先端部でのインク温度が低くなったり、或いは、インク室内のインク温度が高くなり過ぎたりして加熱にムラが生じ、インクの温度を制御し難いという課題があった。
この発明の目的は、ノズル基板のノズル付近のインクやヘッドチップ内部のインクを効果的に加熱することの出来るインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
インクを吐出するノズルを複数備えたノズル基板と、
前記ノズル基板のノズルからインクが吐出される吐出面と反対側に設けられ、前記ノズルと、前記ノズルから吐出させるインクを加圧する圧力室とを連通させる中間プレートと、
前記圧力室を備える圧力室基板と、
前記圧力室のインクに対して加圧するための圧電素子が設けられると共に、前記圧力室に連通する流路を備えるスペーサー基板と、
前記スペーサー基板と接する側とは反対側にインク流入口が設けられ、前記インク流入口と前記スペーサー基板の流路とを連通する配線基板と、
が順に接合されるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの前記配線基板側に設けられる共通インク室の少なくとも一部を形成する共通インク室形成部材と、
前記共通インク室形成部材に設けられるヒーターと、
を備えるインクジェットヘッドであって、
前記ヘッドチップを前記ノズル基板の側から平面視した場合に、前記ノズル基板が前記中間プレートよりも小さくなるように形成され、
前記ヒーターに接して設けられると共に、前記ヘッドチップを挟んで前記ノズル基板と前記配線基板との少なくとも一部に接合される熱伝導部材が設けられ、
前記配線基板と前記共通インク室形成部材とが前記熱伝導部材を介して接合されることによって共通インク室が形成されると共に、前記熱伝導部材は、前記ノズル基板の側面、及び、前記中間プレートの前記ノズル基板側の領域のうち少なくとも、前記ヘッドチップを前記ノズル基板の側から平面視した場合に前記中間プレートが前記ノズル基板よりも大きく形成された領域に接合されている
ことを特徴としている。
インクを吐出するノズルを複数備えたノズル基板と、
前記ノズル基板のノズルからインクが吐出される吐出面と反対側に設けられ、前記ノズルと、前記ノズルから吐出させるインクを加圧する圧力室とを連通させる中間プレートと、
前記圧力室を備える圧力室基板と、
前記圧力室のインクに対して加圧するための圧電素子が設けられると共に、前記圧力室に連通する流路を備えるスペーサー基板と、
前記スペーサー基板と接する側とは反対側にインク流入口が設けられ、前記インク流入口と前記スペーサー基板の流路とを連通する配線基板と、
が順に接合されるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの前記配線基板側に設けられる共通インク室の少なくとも一部を形成する共通インク室形成部材と、
前記共通インク室形成部材に設けられるヒーターと、
を備えるインクジェットヘッドであって、
前記ヘッドチップを前記ノズル基板の側から平面視した場合に、前記ノズル基板が前記中間プレートよりも小さくなるように形成され、
前記ヒーターに接して設けられると共に、前記ヘッドチップを挟んで前記ノズル基板と前記配線基板との少なくとも一部に接合される熱伝導部材が設けられ、
前記配線基板と前記共通インク室形成部材とが前記熱伝導部材を介して接合されることによって共通インク室が形成されると共に、前記熱伝導部材は、前記ノズル基板の側面、及び、前記中間プレートの前記ノズル基板側の領域のうち少なくとも、前記ヘッドチップを前記ノズル基板の側から平面視した場合に前記中間プレートが前記ノズル基板よりも大きく形成された領域に接合されている
ことを特徴としている。
請求項２記載の発明は、
インクを吐出するノズルを複数備えたノズル基板と、
前記ノズル基板のノズルからインクが吐出される吐出面と反対側に設けられ、前記ノズルと、前記ノズルから吐出させるインクを加圧する圧力室とを連通させる中間プレートと、
前記圧力室を備える圧力室基板と、
前記圧力室のインクに対して加圧するための圧電素子が設けられると共に、前記圧力室に連通する流路を備えるスペーサー基板と、
前記スペーサー基板と接する側とは反対側にインク流入口が設けられ、前記インク流入口と前記スペーサー基板の流路とを連通する配線基板と、
が順に接合されるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの前記配線基板側に設けられる共通インク室の少なくとも一部を形成する共通インク室形成部材と、
前記共通インク室形成部材に設けられるヒーターと、
を備えるインクジェットヘッドであって、
前記ヘッドチップを前記ノズル基板の側から平面視した場合に、前記ノズル基板及び前記中間プレートが前記圧力室基板よりも小さくなるように形成され、
前記ヒーターに接して設けられると共に、前記ヘッドチップを挟んで前記ノズル基板と前記配線基板との少なくとも一部に接合される熱伝導部材が設けられ、
前記配線基板と前記共通インク室形成部材とが前記熱伝導部材を介して接合されることによって共通インク室が形成されると共に、前記熱伝導部材は、前記ノズル基板及び前記中間プレートの側面、並びに前記圧力室基板の前記ノズル基板側の領域のうち少なくとも、前記ヘッドチップを前記ノズル基板の側から平面視した場合に前記ノズル基板及び前記中間プレートよりも大きく形成された領域に接合されている
ことを特徴としている。
インクを吐出するノズルを複数備えたノズル基板と、
前記ノズル基板のノズルからインクが吐出される吐出面と反対側に設けられ、前記ノズルと、前記ノズルから吐出させるインクを加圧する圧力室とを連通させる中間プレートと、
前記圧力室を備える圧力室基板と、
前記圧力室のインクに対して加圧するための圧電素子が設けられると共に、前記圧力室に連通する流路を備えるスペーサー基板と、
前記スペーサー基板と接する側とは反対側にインク流入口が設けられ、前記インク流入口と前記スペーサー基板の流路とを連通する配線基板と、
が順に接合されるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの前記配線基板側に設けられる共通インク室の少なくとも一部を形成する共通インク室形成部材と、
前記共通インク室形成部材に設けられるヒーターと、
を備えるインクジェットヘッドであって、
前記ヘッドチップを前記ノズル基板の側から平面視した場合に、前記ノズル基板及び前記中間プレートが前記圧力室基板よりも小さくなるように形成され、
前記ヒーターに接して設けられると共に、前記ヘッドチップを挟んで前記ノズル基板と前記配線基板との少なくとも一部に接合される熱伝導部材が設けられ、
前記配線基板と前記共通インク室形成部材とが前記熱伝導部材を介して接合されることによって共通インク室が形成されると共に、前記熱伝導部材は、前記ノズル基板及び前記中間プレートの側面、並びに前記圧力室基板の前記ノズル基板側の領域のうち少なくとも、前記ヘッドチップを前記ノズル基板の側から平面視した場合に前記ノズル基板及び前記中間プレートよりも大きく形成された領域に接合されている
ことを特徴としている。
請求項３記載の発明は、請求項１記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記熱伝導部材は、
前記ヒーターに接触して設けられる伝熱板と、
前記伝熱板に接触し、且つ、前記共通インク室形成部材及び前記配線基板の間に接合されて前記共通インク室形成部材及び前記配線基板と共に前記共通インク室を形成する保持部材と、
前記保持部材と接合され、前記中間プレートの前記ノズル基板側の領域のうち、少なくとも前記ノズル基板よりも大きく形成された領域に接合されている天板部材と、
を備えることを特徴としている。
前記熱伝導部材は、
前記ヒーターに接触して設けられる伝熱板と、
前記伝熱板に接触し、且つ、前記共通インク室形成部材及び前記配線基板の間に接合されて前記共通インク室形成部材及び前記配線基板と共に前記共通インク室を形成する保持部材と、
前記保持部材と接合され、前記中間プレートの前記ノズル基板側の領域のうち、少なくとも前記ノズル基板よりも大きく形成された領域に接合されている天板部材と、
を備えることを特徴としている。
請求項４記載の発明は、請求項２記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記熱伝導部材は、
前記ヒーターに接触して設けられる伝熱板と、
前記伝熱板に接触し、且つ、前記共通インク室形成部材及び前記配線基板の間に接合されて前記共通インク室形成部材及び前記配線基板と共に前記共通インク室を形成する保持部材と、
前記保持部材と接合され、前記圧力室基板の前記ノズル基板側の領域のうち、少なくとも前記ノズル基板及び前記中間プレートよりも大きく形成された領域に接合されている天板部材と、
を備えることを特徴としている。
前記熱伝導部材は、
前記ヒーターに接触して設けられる伝熱板と、
前記伝熱板に接触し、且つ、前記共通インク室形成部材及び前記配線基板の間に接合されて前記共通インク室形成部材及び前記配線基板と共に前記共通インク室を形成する保持部材と、
前記保持部材と接合され、前記圧力室基板の前記ノズル基板側の領域のうち、少なくとも前記ノズル基板及び前記中間プレートよりも大きく形成された領域に接合されている天板部材と、
を備えることを特徴としている。
請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記ヘッドチップを構成する基板のうち少なくとも一部の隣接する基板同士は、熱伝導性接着剤で接合されていることを特徴としている。
前記ヘッドチップを構成する基板のうち少なくとも一部の隣接する基板同士は、熱伝導性接着剤で接合されていることを特徴としている。
請求項６記載の発明は、請求項３〜５の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記ヒーターは、前記共通インク室の対向する２側面をなす２つの前記共通インク室形成部材にそれぞれ接触して設けられ、
前記伝熱板は、前記ヒーターの前記共通インク室形成部材との接触面とは反対側の面と接触して配置されている
ことを特徴としている。
前記ヒーターは、前記共通インク室の対向する２側面をなす２つの前記共通インク室形成部材にそれぞれ接触して設けられ、
前記伝熱板は、前記ヒーターの前記共通インク室形成部材との接触面とは反対側の面と接触して配置されている
ことを特徴としている。
請求項７記載の発明は、請求項３〜６の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記伝熱板は、その端部が折り曲げられて前記保持部材と接合されることを特徴としている。
前記伝熱板は、その端部が折り曲げられて前記保持部材と接合されることを特徴としている。
請求項８記載の発明は、請求項３〜７の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記保持部材には、前記共通インク室形成部材の底部と嵌合する溝部が設けられていることを特徴としている。
前記保持部材には、前記共通インク室形成部材の底部と嵌合する溝部が設けられていることを特徴としている。
請求項９記載の発明は、
請求項１〜８の何れか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記ヘッドチップ内又は前記ヘッドチップに接する前記熱伝導部材の温度を計測する温度計測部と、
前記温度計測部の計測温度に基づいて前記ヒーターの動作を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置である。
請求項１〜８の何れか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記ヘッドチップ内又は前記ヘッドチップに接する前記熱伝導部材の温度を計測する温度計測部と、
前記温度計測部の計測温度に基づいて前記ヒーターの動作を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置である。
請求項１０記載の発明は、
請求項３〜８の何れか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記ヘッドチップ内又は前記ヘッドチップに接する前記熱伝導部材の温度を計測する温度計測部と、
前記温度計測部の計測温度に基づいて前記ヒーターの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記温度計測部は、前記保持部材、前記天板部材又は前記スペーサー基板の何れかに設けられる
ことを特徴としている。
請求項３〜８の何れか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記ヘッドチップ内又は前記ヘッドチップに接する前記熱伝導部材の温度を計測する温度計測部と、
前記温度計測部の計測温度に基づいて前記ヒーターの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記温度計測部は、前記保持部材、前記天板部材又は前記スペーサー基板の何れかに設けられる
ことを特徴としている。
本発明に従うと、インクジェットヘッドにおいて、ノズル基板のノズル付近のインクやヘッドチップ内部のインクを効果的に加熱することが出来るという効果がある。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のインクジェット記録装置の実施形態の全体を示す斜視図である。また、図２は、インクジェット記録装置１００の機能構成を示すブロック図である。
図１は、本発明のインクジェット記録装置の実施形態の全体を示す斜視図である。また、図２は、インクジェット記録装置１００の機能構成を示すブロック図である。
インクジェット記録装置１００は、搬送される記録媒体Ｐに対し、搬送方向に垂直な幅方向に延在して所定のパターン（例えば、千鳥格子状配置）で配列されたノズルからＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）及びＫ（黒）の４色のインクを順番に吐出させて画像を形成するラインヘッドを用いたワンパス方式のインクジェット記録装置である。
インクジェット記録装置１００は、制御部１０と、搬送部４０と、インクジェットヘッドユニット１１０などを備える。
インクジェット記録装置１００は、制御部１０と、搬送部４０と、インクジェットヘッドユニット１１０などを備える。
制御部１０は、プリントサーバーや外部コンピューターなどの外部機器から画像形成対象の画像データ、印刷ジョブや画像形成に係る各種設定情報を取得し、印刷ジョブに応じて画像形成に係る各種処理を行う。制御部１０は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２と、記憶部１３などを備える。
ＣＰＵ１１は、種々の演算処理を行い、インクジェット記録装置１００の各部の動作を統括制御する。また、ＣＰＵ１１は、温度検出部５４の温度データを取得して、ヒーター５３１、５３２のオンオフを切り替え制御する。
ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。記憶部１３は、画像形成対象の画像データを記憶し、また、この画像データに対して各種処理を行った画像データを一時記憶させる。
また、記憶部１３は、画像形成に係る各種設定を記憶する。記憶部１３は、ＤＲＡＭ（Dynamic RAM）といった揮発性メモリーと、フラッシュメモリーといった不揮発性メモリー及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）とを適宜組み合わせて有している。
ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。記憶部１３は、画像形成対象の画像データを記憶し、また、この画像データに対して各種処理を行った画像データを一時記憶させる。
また、記憶部１３は、画像形成に係る各種設定を記憶する。記憶部１３は、ＤＲＡＭ（Dynamic RAM）といった揮発性メモリーと、フラッシュメモリーといった不揮発性メモリー及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）とを適宜組み合わせて有している。
通信部２０は、プリントサーバーや他のコンピューターなどの外部機器から画像形成対象の画像データ及びプリントジョブに係る各種命令や設定を受信し、また、当該外部機器へ画像形成に係るステータス情報を送信するインターフェイスである。通信部２０としては、例えば、ネットワークカードや無線通信用のモジュールが挙げられる。また、通信部２０には、ＣＤ−ＲＯＭやＵＳＢメモリー装置などの着脱可能な可搬型記憶媒体を載置又は取り付けるトレイやスロット及びその読み込み機構が含まれる。
操作表示部３０は、画像形成に係るメニューやステータスを表示する表示画面と、ユーザーの入力操作を受け付ける操作部とを備える。表示画面としては、特には限られないが、例えば、ドットマトリクス式の液晶表示ディスプレイが用いられ、制御部１０（ＣＰＵ１１）から出力された制御信号に基づいて液晶ドライバーで生成された駆動信号により各種表示が行われる。
また、操作部としては、タッチセンサーが表示画面に対して重ねて設けられ、当該表示画面がタッチパネルとして用いられる。また、操作部には、電源投入やリセット動作などに係る押しボタンスイッチが別途設けられていても良い。操作部は、ユーザーの操作を検出すると、操作情報を電気信号として操作部に出力する。
また、操作部としては、タッチセンサーが表示画面に対して重ねて設けられ、当該表示画面がタッチパネルとして用いられる。また、操作部には、電源投入やリセット動作などに係る押しボタンスイッチが別途設けられていても良い。操作部は、ユーザーの操作を検出すると、操作情報を電気信号として操作部に出力する。
搬送部４０は、図１に示すように、回転モーター４１により搬送されるベルト４２が周回移動することによってベルト４２上に載置された記録媒体Ｐをインクジェットヘッドユニット１１０の底面に対向させながら移動させる。このインクジェットヘッドユニット１１０の下部には、後述するように、複数のインクジェットヘッド５０が配列されて、記録媒体Ｐは、これらインクジェットヘッド５０の底面に配列された複数のノズルに対抗しながら移動される。或いは、搬送部４０は、回転ドラムの外周面に記録媒体Ｐを担持して搬送する構成であっても良い。搬送部４０は、図２に示すように、搬送制御部４３を備え、搬送制御部４３は、ＣＰＵ１１からの制御信号に基づいて、インクジェットヘッド５０の動作タイミング、記憶部１３からの形成画像データのインクジェットヘッド５０への転送タイミングやインクジェットヘッド５０における画像形成動作のタイミングと同期させて記録媒体Ｐを搬送する。なお、搬送制御部４３を別個に設けずに、ＣＰＵ１１が統括制御する構成であっても良い。
インクジェットヘッドユニット１１０は、ＹＭＣＫ４色に対して各々別個に設けられている。
図３は、インクジェットヘッドユニット１１０の構成を示す斜視図である。
インクジェットヘッドユニット１１０は、インクジェットヘッド固定板５５を備えるキャリッジ５と、インクを吐出する複数のインクジェットヘッド５０と、各インクジェットヘッド５０に供給するインクを貯留するインクタンク５６と、インクタンク５６から各インクジェットヘッド５０にインクを供給するための流路（図示略）と、キャリッジヒーター５７とを備えている。
インクジェットヘッド固定板５５は、搬送部４０による記録媒体Ｐの搬送方向に垂直な幅方向に、当該記録媒体Ｐの全幅に亘る長さを有しており、複数のインクジェットヘッド５０は、例えば、幅方向に複数の列をなして当該インクジェットヘッド固定板５５上に配列、固定されてラインヘッドが構成されている。
キャリッジヒーター５７は、インクジェットヘッド固定板５５上に設けられて当該インクジェットヘッド固定板５５を加熱する。この場合、インクジェットヘッド固定板５５が熱伝導度の高い部材で形成されることで、後述する固定部材５０１を介して熱伝導部材に熱を伝導させることが出来る。なお、このキャリッジヒーター５７が設けられていなくても良い。また、このキャリッジヒーター５７は、インクジェットヘッド固定板５５の上面に接して設けられる代わりに、インクジェットヘッド固定板５５に設けられた孔部内に挿入されても良い。
図３は、インクジェットヘッドユニット１１０の構成を示す斜視図である。
インクジェットヘッドユニット１１０は、インクジェットヘッド固定板５５を備えるキャリッジ５と、インクを吐出する複数のインクジェットヘッド５０と、各インクジェットヘッド５０に供給するインクを貯留するインクタンク５６と、インクタンク５６から各インクジェットヘッド５０にインクを供給するための流路（図示略）と、キャリッジヒーター５７とを備えている。
インクジェットヘッド固定板５５は、搬送部４０による記録媒体Ｐの搬送方向に垂直な幅方向に、当該記録媒体Ｐの全幅に亘る長さを有しており、複数のインクジェットヘッド５０は、例えば、幅方向に複数の列をなして当該インクジェットヘッド固定板５５上に配列、固定されてラインヘッドが構成されている。
キャリッジヒーター５７は、インクジェットヘッド固定板５５上に設けられて当該インクジェットヘッド固定板５５を加熱する。この場合、インクジェットヘッド固定板５５が熱伝導度の高い部材で形成されることで、後述する固定部材５０１を介して熱伝導部材に熱を伝導させることが出来る。なお、このキャリッジヒーター５７が設けられていなくても良い。また、このキャリッジヒーター５７は、インクジェットヘッド固定板５５の上面に接して設けられる代わりに、インクジェットヘッド固定板５５に設けられた孔部内に挿入されても良い。
インクジェットヘッド５０は、複数のノズルが配列されたノズル面が各々搬送部４０による搬送面に対向して配置されている。インクジェットヘッド５０は、図２に示すように、ヘッド駆動部５１と、温度検出部５４（温度計測部）と、加熱切替部５３と、ヒーター５３１、５３２などを備える。ヘッド駆動部５１は、ＣＰＵ１１からの制御信号と、駆動タイミングを設定するパルス信号とに基づいて、記憶部１３から送信された画像データに対応して各ノズルを動作させる駆動電圧信号を出力し、記録媒体Ｐに対してインクを吐出させる。
温度検出部５４は、インクジェットヘッド５０に設けられたヒーター５３１、５３２（図４参照）による加熱状況を計測する。この温度検出部５４には、例えば、サーミスター温度計が用いられる。このインクジェットヘッド５０では、温度検出部５４は、インクを吐出するノズルに近い位置における温度を計測する。温度検出部５４の配置については、後に詳述する。
加熱切替部５３は、ヒーター５３１、５３２への通電をオンオフする切替スイッチを備える。加熱切替部５３は、温度検出部５４の計測した温度に基づいて制御部１０（ＣＰＵ１１）の制御によりヒーター５３１、５３２への通電を適切なタイミングでオンオフすることで、共通インク室５２０からノズルまでのインクの温度をまとめて適切に保つ。
次に、インクジェットヘッド５０の構造を説明する。
図４は、インクジェットヘッド５０をノズル面とは反対側（上面）から見た平面図である。また、図５Ａには、図４の断面線ＡＡで切断した断面図を示し、図５Ｂには、図４の断面線ＢＢで切断した断面図を示す。
図４は、インクジェットヘッド５０をノズル面とは反対側（上面）から見た平面図である。また、図５Ａには、図４の断面線ＡＡで切断した断面図を示し、図５Ｂには、図４の断面線ＢＢで切断した断面図を示す。
このインクジェットヘッド５０では、ノズルが設けられたノズル基板５１７及びインク流入口が設けられた配線基板５１１を含むヘッドチップ５１０の上部に保持部材５０５を介して共通インク室形成部材５２０ａがヘッドチップ５１０との間に空間が形成されるように積層されて接合されることにより、当該空間により共通インク室５２０（マニホールド）が形成される。保持部材５０５は、固定部材５０１及び天板部材５０４に固定されている。共通インク室５２０の上方（共通インク室形成部材５２０ａの上面）には、インクの供給に用いられるインレット５２１、５２２及びインクの排出に用いられるアウトレット５２３が設けられている。インレット５２１、５２２を介して供給されるインクは、フィルター５２４を透過してヘッドチップ５１０のインク流入口から、ヘッドチップ５１０内でインク流入口からノズル５１７ａまで連通して形成されるインク流路に流れ込む。固定部材５０１は、取付部５０２、５０３を有し、当該取付部５０２、５０３により、固定部材５０１とインクジェットヘッド固定板５５とが接した状態でキャリッジ５に取り付けられる。
ここで、共通インク室５２０は、２つの共通インク室形成部材５２０ａが対向配置されて互いに接合されると共に、各々保持部材５０５を介してヘッドチップ５１０と接合されて構成されても良い。また、共通インク室形成部材５２０ａとヘッドチップ５１０とが直接接合される部分があっても良い。
上述のように、本発明では、共通インク室５２０は、共通インク室形成部材５２０ａとヘッドチップ５１０とを含む部材が接合されることによって形成される。以下、共通インク室５２０の上部、側面、壁面及び面とは、共通インク室形成部材５２０ａのそれぞれ一部を示す。
ここで、共通インク室５２０は、２つの共通インク室形成部材５２０ａが対向配置されて互いに接合されると共に、各々保持部材５０５を介してヘッドチップ５１０と接合されて構成されても良い。また、共通インク室形成部材５２０ａとヘッドチップ５１０とが直接接合される部分があっても良い。
上述のように、本発明では、共通インク室５２０は、共通インク室形成部材５２０ａとヘッドチップ５１０とを含む部材が接合されることによって形成される。以下、共通インク室５２０の上部、側面、壁面及び面とは、共通インク室形成部材５２０ａのそれぞれ一部を示す。
共通インク室５２０の側面において、対向する２面であって配線基板５１１が延在している方向と異なる面の共通インク室形成部材５２０ａの外面に接してヒーター５３１、５３２が設けられている。また、このヒーター５３１、５３２の外側を覆うように伝熱板５３３が設けられ、この伝熱板５３３は、共通インク室５２０の上部を跨いで当該ヒーター５３１及びヒーター５３２を覆う部分が繋がれている。
図５Ａ、図５Ｂに示すように、本実施形態のインクジェットヘッド５０では、ヘッドチップ５１０の上部に共通インク室５２０が設けられている。この共通インク室５２０の対向する２面をなす共通インク室形成部材５２０ａにそれぞれ接触してヒーター５３１、５３２が設けられることで共通インク室５２０内部のインクがバランス良く加熱される。
更に、これらヒーター５３１、５３２の外面に接して伝熱板５３３が設けられており、ヒーター５３１、５３２の熱は、共通インク室形成部材５２０ａへと共に伝熱板５３３にも伝わる。伝熱板５３３の下端は、保持部材５０５と接続されている。また、上述のように、保持部材５０５は、固定部材５０１及び天板部材５０４に固定されている。従って、これら保持部材５０５、固定部材５０１及び天板部材５０４が熱伝導部材で形成されることで、当該天板部材５０４及び固定部材５０１に対しても保持部材５０５を介して熱が伝わる。
伝熱板５３３には、熱伝導性の高いもの、即ち、金属（合金）部材が好ましく用いられる。例えば、伝熱板５３３には、アルミ合金が用いられる。
図６Ａは、図５Ａの変形例を示す図である。また、図６Ｂは、図５Ｂのインクジェットヘッド５０がインクジェットヘッド固定板５５に固定された状態を示す断面図である。
図６Ａに示すように、伝熱板５３３の下端は、保持部材５０５との接触面積が大きくなるように折り曲げて配置することが出来る。また、この場合、伝熱板５３３の下端を保持部材５０５と共に天板部材５０４と固定部材５０１とで挟んで接合することにより、伝熱板５３３から保持部材５０５、天板部材５０４及び固定部材５０１へと、より効率的に熱が伝わるので好ましい。
図６Ａは、図５Ａの変形例を示す図である。また、図６Ｂは、図５Ｂのインクジェットヘッド５０がインクジェットヘッド固定板５５に固定された状態を示す断面図である。
図６Ａに示すように、伝熱板５３３の下端は、保持部材５０５との接触面積が大きくなるように折り曲げて配置することが出来る。また、この場合、伝熱板５３３の下端を保持部材５０５と共に天板部材５０４と固定部材５０１とで挟んで接合することにより、伝熱板５３３から保持部材５０５、天板部材５０４及び固定部材５０１へと、より効率的に熱が伝わるので好ましい。
保持部材５０５には、熱伝導性が高いもの、すなわち、金属（合金）部材が好ましく用いられる。保持部材５０５は、共通インク室５２０から配線基板５１１のインク流入口へ流れるインクと接触するため、耐インク性が必要とされる観点からステンレス板（例えば、ＳＵＳ３０４など）が用いられることがより好ましい。また、保持部材５０５は、図５Ａ及び図５Ｂに示したように、ヘッドチップ５１０と共通インク室形成部材５２０ａとの間に設けられて、また、伝熱板５３３と接合される。従って、伝熱板５３３から伝わる熱により、共通インク室５２０から配線基板５１１のインク流入口へと流れるインクが保持部材５０５を介して効果的に加熱される。
また、保持部材５０５には、図５Ａ及び図５Ｂに示されているように、共通インク室形成部材５２０ａの底部と嵌合する溝部５０５ｂが設けられている。この溝部により、共通インク室形成部材５２０ａの底面だけではなく、共通インク室形成部材の底部、即ち、共通インク室形成部材５２０ａの内側及び外側の面のそれぞれ一部も保持部材５０５と接することになる。従って、位置決めされて接合された共通インク室形成部材５２０ａとヘッドチップ５１０とは、外力、例えば、印刷時の振動などが加わってもずれることがなく、より好ましい。
また、保持部材５０５には、図５Ａ及び図５Ｂに示されているように、共通インク室形成部材５２０ａの底部と嵌合する溝部５０５ｂが設けられている。この溝部により、共通インク室形成部材５２０ａの底面だけではなく、共通インク室形成部材の底部、即ち、共通インク室形成部材５２０ａの内側及び外側の面のそれぞれ一部も保持部材５０５と接することになる。従って、位置決めされて接合された共通インク室形成部材５２０ａとヘッドチップ５１０とは、外力、例えば、印刷時の振動などが加わってもずれることがなく、より好ましい。
天板部材５０４には、熱伝導性が高いもの、すなわち、金属（合金）部材が好ましく用いられる。天板部材５０４には、インクがノズルから吐出される際に発生するミストが付着するので、耐インク性の観点からステンレス板（例えば、ＳＵＳ３１６など）が用いられることがより好ましい。
天板部材５０４は、保持部材５０５の下面、即ち、ヘッドチップ５１０に接する側に接合される。また、図５Ａ及び図５Ｂに示されているように、ヘッドチップ５１０において、ノズル基板５１７は、中間プレート５１６よりも（少なくとも共通インク室５２０を挟んで対向する２方向であって配線基板５１１が延在する方向の一部において）小さく形成されており、中間プレート５１６は、ヘッドチップ５１０をノズル基板５１７との接合面側から平面視した場合にノズル基板５１７からはみ出している。この場合、ノズル基板５１７は、例えば、四辺の全て又は一部の長さが中間プレート５１６より短い形状であっても良いし、四辺又はその一部に切欠部が設けられた形状であっても良いし、或いは、これらの組み合わせであっても良い。天板部材５０４は、この中間プレート５１６のはみ出している部分と嵌合する形状で形成されて互いに接合される。
この天板部材５０４により、ノズルからインクが吐出される際に飛散するミストが配線基板５１１に付着することを防ぐので、ミストから配線を保護することが出来る。また、天板部材５０４がヘッドチップ５１０の凹凸に嵌合するように設けられることになるので、保持部材５０５に加えて天板部材５０４も位置決めされて接合されたヘッドチップ５１０のずれを効果的に防止して固定することが出来る。
天板部材５０４は、保持部材５０５の下面、即ち、ヘッドチップ５１０に接する側に接合される。また、図５Ａ及び図５Ｂに示されているように、ヘッドチップ５１０において、ノズル基板５１７は、中間プレート５１６よりも（少なくとも共通インク室５２０を挟んで対向する２方向であって配線基板５１１が延在する方向の一部において）小さく形成されており、中間プレート５１６は、ヘッドチップ５１０をノズル基板５１７との接合面側から平面視した場合にノズル基板５１７からはみ出している。この場合、ノズル基板５１７は、例えば、四辺の全て又は一部の長さが中間プレート５１６より短い形状であっても良いし、四辺又はその一部に切欠部が設けられた形状であっても良いし、或いは、これらの組み合わせであっても良い。天板部材５０４は、この中間プレート５１６のはみ出している部分と嵌合する形状で形成されて互いに接合される。
この天板部材５０４により、ノズルからインクが吐出される際に飛散するミストが配線基板５１１に付着することを防ぐので、ミストから配線を保護することが出来る。また、天板部材５０４がヘッドチップ５１０の凹凸に嵌合するように設けられることになるので、保持部材５０５に加えて天板部材５０４も位置決めされて接合されたヘッドチップ５１０のずれを効果的に防止して固定することが出来る。
固定部材５０１には、熱伝導性が高いもの、即ち、金属（合金）部材が好ましく用いられる。例えば、固定部材５０１には、アルミ合金が用いられる。この固定部材５０１は、保持部材５０５のうち天板部材５０４との接合面とは反対側の面に接合される。また、固定部材５０１は、取付部５０２、５０３の下面、即ち、インクジェットヘッド５０のノズル面側が、キャリッジ５におけるインクジェットヘッド固定板５５の上面、即ち、インクジェットヘッド５０の共通インク室５２０側の面と接して位置決めされ、固定される。
図３に示したように、インクジェットヘッド固定板５５にキャリッジヒーター５７が設けられている場合には、当該キャリッジヒーター５７により加熱されたインクジェットヘッド固定板５５からの熱が固定部材５０１を介して保持部材５０５及び天板部材５０４に伝わる。
図３に示したように、インクジェットヘッド固定板５５にキャリッジヒーター５７が設けられている場合には、当該キャリッジヒーター５７により加熱されたインクジェットヘッド固定板５５からの熱が固定部材５０１を介して保持部材５０５及び天板部材５０４に伝わる。
上述したように、熱伝導部材で形成される伝熱板５３３、保持部材５０５及び天板部材５０４によりヒーター５３１、５３２の熱が伝熱板５３３から保持部材５０５に伝わり、共通インク室５２０からインク流入口へと流れるインクを効果的に加熱することが出来る。また、天板部材５０４及び固定部材５０１は、保持部材５０５と接合され、天板部材５０４がヘッドチップ５１０の凹凸と嵌合される。従って、保持部材５０５を介して天板部材５０４及び固定部材５０１に効率良く伝わった熱により、ヘッドチップ５１０の内部、特に、ノズル基板５１７に設けられたノズルに対し、効果的に熱を伝えることが出来る。これにより、共通インク室形成部材５２０ａの温度と、ヘッドチップ５１０の温度との間の差が増大したり、温度変化の傾向にタイムラグが生じたりするのを抑制している。
なお、上述の実施形態では、伝熱板５３３、天板部材５０４及び保持部材５０５からなる熱伝導部材を用いることとして説明している。このように別部材で熱伝導部材を構成することによりインクジェットヘッド５０の組み立てが容易になるので好ましい。しかしながら、これらの熱伝導部材の組合せに限定されないことは言うまでもない。
なお、上述の実施形態では、伝熱板５３３、天板部材５０４及び保持部材５０５からなる熱伝導部材を用いることとして説明している。このように別部材で熱伝導部材を構成することによりインクジェットヘッド５０の組み立てが容易になるので好ましい。しかしながら、これらの熱伝導部材の組合せに限定されないことは言うまでもない。
本実施形態のインクジェット記録装置１００では、ヘッドチップ５１０に孔部５１２ｂが設けられ、この孔部５１２ｂの内部に温度検出部５４（サーミスター温度計）が挿入されて当該孔部５１２ｂの内壁に接することで、ヘッドチップ５１０の内部温度をより正確に計測出来るようになっている。
図７には、ヘッドチップ５１０のノズル一つ分の断面図を示す。
本発明に係るインクジェット記録装置１００のヘッドチップ５１０は、上から順番に、配線基板５１１と、スペーサー基板５１２と、振動板５１４と、圧力室基板５１５と、中間プレート５１６と、ノズル基板５１７とが積層されて形成されている。これらの積層された基板は、両側の基板の材質などに応じた適切な接着部材で接合される。
本発明に係るインクジェット記録装置１００のヘッドチップ５１０は、上から順番に、配線基板５１１と、スペーサー基板５１２と、振動板５１４と、圧力室基板５１５と、中間プレート５１６と、ノズル基板５１７とが積層されて形成されている。これらの積層された基板は、両側の基板の材質などに応じた適切な接着部材で接合される。
各基板を接合するための接着部材には、ヘッドチップ５１０の内部に効率良く熱を伝えることが可能な熱伝導率の高い熱伝導性接着剤が用いられることで、ヘッドチップ５１０の内部のインクをより加熱しやすくすることが出来る。熱伝導性接着剤としては、熱伝導性の高さを特徴として市販されている各種製品が利用可能であり、例えば、３Ｍ社（登録商標）製のスコッチ・ウェルド（登録商標）熱伝導性エポキシ接着剤や、ＮＯ．９８８２両面テープが挙げられる。
ノズル基板５１７は、シリコン製の基板であり、ヘッドチップ５１０の最下層に位置している。このノズル基板５１７には、複数のノズル５１７ａが形成されている。これらのノズル５１７ａは、例えば、千鳥格子状に配置され、図５Ａの左右方向（幅方向）に延在して配列されている。
中間プレート５１６は、ガラス製の基板であり、ノズル基板５１７の上面（ノズル５１７ａからのインク吐出面とは反対側の面側）に積層され、接合されている。中間プレート５１６には、ノズル基板５１７のノズル５１７ａと連通する貫通孔５１６ａが形成されている。また、中間プレート５１６の上面には、連通孔をなす溝部５１６ｂが形成されている。
圧力室基板５１５は、シリコン製の基板であり、大きい貫通孔５１５ａ及び小さい貫通孔５１５ｂが設けられている。大きい貫通孔５１５ａは、上面が振動板５１４で覆われることでインクを加圧するための圧力室をなす。この圧力室は、中間プレート５１６の貫通孔５１６ａ及び溝部５１６ｂと連通している。また、小さい貫通孔５１５ｂは、溝部５１６ｂに連通している。
振動板５１４は、圧力室基板５１５の上面に積層、接合されて圧力室をなす貫通孔５１５ａの上面側開口を覆う。振動板５１４の表面には、酸化膜が形成されてインクや電気などから被覆保護されている。また、振動板５１４には、貫通孔５１５ｂと連通する貫通孔５１４ａが形成されている。
スペーサー基板５１２は、振動板５１４の上面に積層されている。このスペーサー基板５１２は、熱伝導性の高い金属（合金部材）であって、好ましくは、熱膨張率の低いもの、例えば、４２アロイといったＮｉを用いた合金により形成される。スペーサー基板５１２は、その内部に圧電素子５１３を収容する空間を有する。圧電素子５１３は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなり、圧力室の上部に当たる範囲で振動板５１４に接して設けられている。圧電素子５１３は、スタッドバンプ５１３ａ及び半田５１３ｂを介して配線５１１ｄに接続されており、配線５１１ｄから所定の電圧が印加されることで変形して振動板５１４を振動させて、圧力室内のインクを加圧する。また、スペーサー基板５１２には、貫通孔５１４ａと連通する貫通孔５１２ａが設けられている。
また、スペーサー基板５１２には、上述の孔部５１２ｂが設けられて、温度検出部５４が内部に挿入配置されている。このように、孔部５１２ｂは、ヘッドチップ５１０の中でも圧力室基板５１５（即ち、圧力室内のインク）に近く、且つ、金属（合金部材）のように温度を内部に効率的に伝達する部材（熱伝導部材）で出来た基板に設けられることで、よりヘッドチップ５１０の内部を流れるインクの温度に近い温度を計測することが出来る。
なお、この孔部５１２ｂ及び温度検出部５４は、スペーサー基板５１２全体に対して１つ又は数個設けられれば良く、各ノズルに対応して各々設けられる必要はない。
なお、この孔部５１２ｂ及び温度検出部５４は、スペーサー基板５１２全体に対して１つ又は数個設けられれば良く、各ノズルに対応して各々設けられる必要はない。
配線基板５１１は、シリコン製の基板の下面で半田５１３ｂと接続される個別配線と図示略の共通電極に接続される共通配線とが設けられて、絶縁層５１１ｂで被覆されている。また、配線基板５１１の上面は、絶縁層５１１ａで被覆されている。絶縁層５１１ａ、５１１ｂには、例えば、シリコン酸化膜が用いられる。配線基板５１１には、貫通孔５１２ａと連通する貫通孔５１１ｃが設けられて、ヘッドチップ５１０の上面で共通インク室５２０内に開放されてインク流入口をなしている。
次に、インクジェット記録装置１００におけるヒーター５３１、５３２の温度制御動作について説明する。
図８は、本実施形態のインクジェット記録装置１００において実行されるヒーター制御処理の制御部１０（ＣＰＵ１１）による制御手順を示すフローチャートである。
このヒーター制御処理は、インクジェット記録装置１００の電源がオンされた際に合わせて起動され、当該電源がオンされている間、継続的に実行される。
図８は、本実施形態のインクジェット記録装置１００において実行されるヒーター制御処理の制御部１０（ＣＰＵ１１）による制御手順を示すフローチャートである。
このヒーター制御処理は、インクジェット記録装置１００の電源がオンされた際に合わせて起動され、当該電源がオンされている間、継続的に実行される。
ヒーター制御処理が開始されると、制御部１０は、先ず、温度検出部５４から計測温度を取得する（ステップＳ１０１）。制御部１０は、取得された温度が基準温度（ここでは、例えば、８０℃）以上であるか否かを判別する（ステップＳ１０２）。基準温度以上であると判別された場合には（ステップＳ１０２で“ＹＥＳ”）、制御部１０は、加熱切替部５３に制御信号を出力してヒーター５３１、５３２をオフさせ（ステップＳ１０３）、それから、処理をステップＳ１０４に移行させる。
基準温度以上ではないと判別された場合には（ステップＳ１０２で“ＮＯ”）、制御部１０の処理は、そのままステップＳ１０４に移行する。
ステップＳ１０４の処理において、制御部１０は、計測された温度が基準温度未満であるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。基準温度未満であると判別された場合には（ステップＳ１０４で“ＹＥＳ”）、制御部１０は、加熱切替部５３に制御信号を送ってヒーター５３１、５３２をオンさせ（ステップＳ１０５）、それから、制御部１０の処理は、ステップＳ１０１に戻る。基準温度未満ではない（以上であると）と判別された場合には（ステップＳ１０４で“ＮＯ”）、制御部１０は、処理をステップＳ１０１に戻す。
このように、ヘッドチップ５１０は、積層型の構造となっており、貫通孔５１１ｃ、５１２ａ、５１４ａ、５１５ａ、５１５ｂ、５１６ａ及び溝部５１６ｂが互いに連通されて、インク流入口からノズル５１７ａまでのインク流路が形成されている。ヒーター５３１、５３２の熱は、伝熱板５３３に接触する保持部材５０５を介してヘッドチップ５１０を迅速且つ効率良く加熱する。ヘッドチップ５１０に伝えられた熱は、熱伝導性接着剤や金属材料（熱伝導性材料）で形成されたスペーサー基板５１２を介して更に効率的にヘッドチップ５１０の内部、特に圧力室（貫通孔５１５ａ）及びその内部のインクに伝わりやすくなっている。
また、温度検出部５４がスペーサー基板５１２の内部に設けられているので、従来よりもヘッドチップ５１０内部のインクの温度に応じてインク温度の調節が可能である。そして、このヘッドチップ５１０内部のインク温度は、上述のように、共通インク室５２０の温度に従来よりも近く、且つ、タイムラグが小さく変化する構成となっているので、ヘッドチップ５１０内部のインク温度と共通インク室５２０内部のインク温度とを一の温度計測でまとめて容易且つ適切に制御することが出来る。
なお、スペーサー基板５１２以外に金属部材が用いられ、当該基板に孔部が設けられて温度検出部５４が挿入されても良いが、この基板の選択は、各基板に要求される弾性、剛性、温度及びインクなどに対する耐性、コストや重量など種々の要因に応じてなされる必要がある。
また、温度検出部５４がスペーサー基板５１２の内部に設けられているので、従来よりもヘッドチップ５１０内部のインクの温度に応じてインク温度の調節が可能である。そして、このヘッドチップ５１０内部のインク温度は、上述のように、共通インク室５２０の温度に従来よりも近く、且つ、タイムラグが小さく変化する構成となっているので、ヘッドチップ５１０内部のインク温度と共通インク室５２０内部のインク温度とを一の温度計測でまとめて容易且つ適切に制御することが出来る。
なお、スペーサー基板５１２以外に金属部材が用いられ、当該基板に孔部が設けられて温度検出部５４が挿入されても良いが、この基板の選択は、各基板に要求される弾性、剛性、温度及びインクなどに対する耐性、コストや重量など種々の要因に応じてなされる必要がある。
［変形例］
図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ、インクジェットヘッド５０の変形例について、図５Ａ、図５Ｂに示した断面図と同様の位置で切断した断面図を示す。
図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ、インクジェットヘッド５０の変形例について、図５Ａ、図５Ｂに示した断面図と同様の位置で切断した断面図を示す。
この変形例では、ヒーター５３１ａ、５３２ａ及び伝熱板５３３ａが、共通インク室５２０に対して上述の実施の形態とは９０度異なる向きの側面に取り付けられている。また、この変形例では、ノズル基板５１７に加えて中間プレート５１６もまた、圧力室基板５１５よりもヘッドチップ５１０の下面からの平面視（底面図）において小さく形成されている。更に、この変形例では、図９Ｂに示すように、孔部５１２ｂの代わりに孔部５０５ａが保持部材５０５に設けられて、この孔部５０５ａに温度検出部５４が挿入配置されている。
ここで、中間プレート５１６は、ノズル基板５１７と同サイズで図示しているが、ノズル基板５１７と圧力室基板５１５の中間サイズとすることも出来る。
なお、この場合、ヘッドチップ５１０に接続される配線は、保持部材５０５を迂回して引き出される。
ここで、中間プレート５１６は、ノズル基板５１７と同サイズで図示しているが、ノズル基板５１７と圧力室基板５１５の中間サイズとすることも出来る。
なお、この場合、ヘッドチップ５１０に接続される配線は、保持部材５０５を迂回して引き出される。
従って、ヒーター５３１ａ、５３２ａの取付位置を共通インク室形成部材５２０ａに対して適宜設定することが出来る。インクノズルの配列などに応じて適切な配置設定を用いることで、より効率的にヘッドチップ５１０内部のインクを加熱し、また、簡便にムラの少ない温度制御を行うことが出来る。
また、保持部材５０５は、共通インク室５２０内に面し、且つ、ヘッドチップ５１０に接して配置され、ヒーター５３１ａ、５３２ａからの熱を伝熱板５３３ａから受け取るので、当該保持部材５０５で温度検出部５４による温度の計測を行わせることで、ヘッドチップ５１０内のインク温度と共通インク室５２０内のインク温度とをより適切に反映してまとめて温度の制御を行うことが出来る。
また、保持部材５０５は、共通インク室５２０内に面し、且つ、ヘッドチップ５１０に接して配置され、ヒーター５３１ａ、５３２ａからの熱を伝熱板５３３ａから受け取るので、当該保持部材５０５で温度検出部５４による温度の計測を行わせることで、ヘッドチップ５１０内のインク温度と共通インク室５２０内のインク温度とをより適切に反映してまとめて温度の制御を行うことが出来る。
また、ノズル基板５１７に加えて中間プレート５１６がヘッドチップ５１０の下面から平面視した場合に圧力室基板５１５よりも小さく形成されることで、よりヘッドチップ５１０の内部、特に、圧力室基板内のインクに熱を伝えることが出来るので、ヘッドチップ５１０の内部まで速やか且つ効果的に加熱を行うことが出来る。
以上のように、本発明に係るインクジェットヘッド５０の実施形態は、インクを吐出するノズル５１７ａを複数備えたノズル基板５１７と、ノズル基板５１７のノズル５１７ａからインクが吐出される吐出面とは反対側に設けられ、ノズル５１７ａとこのノズル５１７ａから吐出させるインクを加圧する圧力室とを連通させる中間プレート５１６と、圧力室を備える圧力室基板５１５と、圧力室のインクを加圧するための圧電素子５１３を備えるスペーサー基板５１２と、スペーサー基板５１２と接する側とは反対側に複数のノズルへそれぞれ供給されるインクの流入口が設けられ、インク流入口と圧力室とを連通する配線基板５１１と、が順に積層されたヘッドチップ５１０と、少なくとも一部が配線基板５１１に間接に接合されて、配線基板５１１と共に共通インク室５２０を形成する共通インク室形成部材５２０ａと、共通インク室形成部材５２０ａに接して設けられるヒーター５３１、５３２と、を備える。
そして、ヘッドチップ５１０をノズル基板５１７の側から平面視した場合に、ノズル基板５１７が中間プレート５１６よりも小さく形成され、ヒーター５３１、５３２に接触し、且つ、ヘッドチップ５１０を挟んでノズル基板５１７と配線基板５１１との少なくとも一部に接合される熱伝導部材（伝熱板５３３、保持部材５０５、天板部材５０４）が設けられ、配線基板５１１と共通インク室形成部材５２０ａとは、少なくとも一部が熱伝導部材（保持部材５０５）を介して接合され、熱伝導部材（保持部材５０５）は、ノズル基板５１７の側面、及び中間プレート５１６のノズル基板５１７側の領域（面）のうち、ヘッドチップ５１０のノズル基板５１７側からの平面視で中間プレート５１６がノズル基板５１７よりも大きく形成されていることではみ出る領域に少なくとも接合されている。
即ち、ヒーター５３１、５３２の熱が熱伝導部材により効率的に伝達されるので、ノズル基板５１７のノズル５１７ａ付近のインクやヘッドチップ５１０内部のインクを効果的に加熱することが出来る。
そして、ヘッドチップ５１０をノズル基板５１７の側から平面視した場合に、ノズル基板５１７が中間プレート５１６よりも小さく形成され、ヒーター５３１、５３２に接触し、且つ、ヘッドチップ５１０を挟んでノズル基板５１７と配線基板５１１との少なくとも一部に接合される熱伝導部材（伝熱板５３３、保持部材５０５、天板部材５０４）が設けられ、配線基板５１１と共通インク室形成部材５２０ａとは、少なくとも一部が熱伝導部材（保持部材５０５）を介して接合され、熱伝導部材（保持部材５０５）は、ノズル基板５１７の側面、及び中間プレート５１６のノズル基板５１７側の領域（面）のうち、ヘッドチップ５１０のノズル基板５１７側からの平面視で中間プレート５１６がノズル基板５１７よりも大きく形成されていることではみ出る領域に少なくとも接合されている。
即ち、ヒーター５３１、５３２の熱が熱伝導部材により効率的に伝達されるので、ノズル基板５１７のノズル５１７ａ付近のインクやヘッドチップ５１０内部のインクを効果的に加熱することが出来る。
また、積層された基板のうち少なくとも１つ、ここでは、スペーサー基板５１２は、金属部材を用いて形成されているので、伝熱板５３３からヘッドチップ５１０に伝えられた熱は、更に効率良くヘッドチップ５１０の内部に伝わってインクを加熱することが出来る。特に、スペーサー基板５１２が直接又は保持部材５０５を介して伝熱板５３３と接触する構造とすることで、より迅速且つ確実に温度がヘッドチップ５１０の内部に伝達される。また、圧力室基板５１５に近い層で熱がヘッドチップ５１０の内部に伝達されるので、インクがより容易にヘッドチップ５１０の内部で加熱される。
また、熱伝導部材を伝熱板５３３、保持部材５０５及び天板部材５０４に分割してヒーター５３１、５３２の熱を共通インク室５２０と共にヘッドチップ５１０の内部に伝えるので、効率の良い熱伝達に係る構造を容易に組み立てることが出来る。
また、ヘッドチップ５１０において積層された基板のうち少なくとも一部の隣接する基板同士が熱伝導性接着剤で接合されることで、伝熱板５３３から固定部材５０１を介してヘッドチップ５１０に伝えられた熱が容易にヘッドチップ５１０の内部に伝わるので、ヘッドチップ５１０の内部のインクを共通インク室５２０内のインクにより近い温度及び同様の温度変化傾向とすることが出来る。
また、ヒーター５３１、５３２は、共通インク室５２０の対向する２側面をなす共通インク室形成部材５２０ａにそれぞれ接触して設けられ、伝熱板５３３は、ヒーター５３１、５３２の共通インク室形成部材５２０ａとの接触面とは反対側の面と接触して配置されているので、共通インク室５２０の内部のインクを容易にバランス良く加熱することが出来る。また、ヒーター５３１、５３２から共通インク室５２０の壁面と伝熱板５３３とに略均等に熱を伝えることが出来るので、ヘッドチップ５１０内のインク温度を共通インク室５２０内のインク温度に迅速により近づけることが出来る。従って、ヘッドチップ５１０の温度計測により容易にまとめて温度の制御を行うことが出来る。
また、伝熱板５３３は、その端部が折り曲げられて保持部材５０５と接合されるので、伝熱板５３３から天板部材５０４及び保持部材５０５に効率良く熱を伝達することが出来る。
また、保持部材５０５の溝部５０５ｂと共通インク室形成部材５２０ａの底部とが勘合する構造となっているので、印刷時の振動といった外力が加わった際にヘッドチップ５１０と共通インク室形成部材５２０ａとが位置決め固定された位置からずれ難くなり、より安定して用いることが出来る。
また、インクジェットヘッドユニット１１０は、キャリッジ５と、キャリッジ５に接して設けられたキャリッジヒーター５７と、キャリッジ５のインクジェットヘッド固定板５５に固定されて配列された複数のインクジェットヘッド５０とを備え、インクジェットヘッド固定板５５は、熱伝導部材で形成されて固定部材５０１と接合されるので、ヘッドチップ５１０に対して、キャリッジヒーター５７の熱をインクジェットヘッド固定板５５及び固定部材５０１を介して伝え、加熱することが出来る。
また、インクジェット記録装置１００は、インクジェットヘッド５０と、ヘッドチップ５１０の内部又はヘッドチップ５１０に接する熱伝導部材の温度を計測する温度検出部５４と、計測された温度に基づいて加熱切替部５３を動作させてヒーター５３１、５３２への通電をオンオフする制御を行う制御部１０と、を備える。
このような構成により、インクを吐出させるノズルに近い位置で熱が伝えられる部材において計測された温度に基づいて、共通インク室５２０内のインクとヘッドチップ５１０内のインクとを簡便な制御でまとめて容易に適切な温度に保持することが出来る。また、特に、ノズルに近い位置の温度をより正確に保つことが出来るので、吐出させるインクの品質を保ちながら好ましく画像形成を行うことが出来る。
このような構成により、インクを吐出させるノズルに近い位置で熱が伝えられる部材において計測された温度に基づいて、共通インク室５２０内のインクとヘッドチップ５１０内のインクとを簡便な制御でまとめて容易に適切な温度に保持することが出来る。また、特に、ノズルに近い位置の温度をより正確に保つことが出来るので、吐出させるインクの品質を保ちながら好ましく画像形成を行うことが出来る。
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、ヘッドチップ５１０、特に、金属部材によるスペーサー基板５１２に孔部５１２ｂを設けて、当該孔部５１２ｂの内部に挿入された温度検出部５４により温度を計測することでヘッドチップ５１０内を流れるインクの温度に即した温度を測定することとしたが、孔部の代わりに表面に設けられた溝部に温度検出部５４を埋め込んだり、或いは、単純にスペーサー基板５１２の側面に接するように温度検出部５４を設けたりすることでもヘッドチップ５１０の温度が取得される。
また、温度検出部５４が接触する部分は、スペーサー基板５１２以外にヘッドチップ５１０に接する保持部材５０５を例に挙げて説明したが、ヘッドチップ５１０内部又はヘッドチップ５１０に接する位置であって伝熱板５３３から熱が速やかに伝わる熱伝導部材による部分であれば、他の部分、例えば、天板部材５０４などであっても良い。これらの構成であっても、従来よりもヘッドチップ５１０内のインク温度に近く、且つ、共通インク室５２０の温度変化に対してより迅速に連動した温度の計測データに基づいて、まとめて温度制御を行うことが出来る。
例えば、上記実施の形態では、ヘッドチップ５１０、特に、金属部材によるスペーサー基板５１２に孔部５１２ｂを設けて、当該孔部５１２ｂの内部に挿入された温度検出部５４により温度を計測することでヘッドチップ５１０内を流れるインクの温度に即した温度を測定することとしたが、孔部の代わりに表面に設けられた溝部に温度検出部５４を埋め込んだり、或いは、単純にスペーサー基板５１２の側面に接するように温度検出部５４を設けたりすることでもヘッドチップ５１０の温度が取得される。
また、温度検出部５４が接触する部分は、スペーサー基板５１２以外にヘッドチップ５１０に接する保持部材５０５を例に挙げて説明したが、ヘッドチップ５１０内部又はヘッドチップ５１０に接する位置であって伝熱板５３３から熱が速やかに伝わる熱伝導部材による部分であれば、他の部分、例えば、天板部材５０４などであっても良い。これらの構成であっても、従来よりもヘッドチップ５１０内のインク温度に近く、且つ、共通インク室５２０の温度変化に対してより迅速に連動した温度の計測データに基づいて、まとめて温度制御を行うことが出来る。
また、上記実施の形態では、スペーサー基板５１２を金属部材で形成することとしたが、金属部材ではなくても良い。この場合、スペーサー基板５１２の熱伝導率が金属部材に比して高くない場合には、例えば、保持部材５０５から熱伝導性接着剤を介してヘッドチップ５１０の内部に熱を伝えても良いし、設定温度と電気配線部材の組合せ上問題がない場合には、電気配線を加熱しても良い。或いは、伝熱用の熱伝導部材による配線をヘッドチップ５１０に別途設けても良い。このような熱伝導用の配線に係る熱伝導部材は、配線位置などに応じて強度やインクに対する耐腐食性などが要求されないので、この場合、金属部材に限らず、周知の各種熱伝導性樹脂などであっても良い。
また、上記実施の形態では、ヒーター５３１、５３２のオンオフ制御に係る基準温度として一律の温度、例えば、８０℃を設定したが、オフする場合の基準温度とオンする場合の基準温度を異ならせても良い。例えば、８０℃でオフし、７５℃でオンさせることとしても良い。
また、上記実施の形態では、温度検出部５４としてサーミスター温度計を用いたが、他のＩＣチップなどの小型温度センサーを用いて温度計測を行っても良い。
また、上記実施の形態では、加熱制御を制御部１０（ＣＰＵ１１）に行わせたが、インクジェットヘッド５０の内部にヒーター制御用の制御部を別個に備えても良い。
また、上記実施の形態では、加熱制御を制御部１０（ＣＰＵ１１）に行わせたが、インクジェットヘッド５０の内部にヒーター制御用の制御部を別個に備えても良い。
また、上記実施の形態では、単純に平面状のノズル基板５１７、配線基板５１１及びこれらの間に設けられた各基板が重ねて設けられた積層構造のヘッドチップ５１０を例に挙げて説明したが、各基板は、単純な平板に限られない。ヘッドチップ５１０においてノズルが設けられた下面とは反対側の上面に共通インク室５２０が積層配置されて当該共通インク室５２０から各ノズルの開口部へ各々インク流路を介してインクが供給される構造であれば、上下方向に凹凸構造を有する基板が用いられたり、水平（前後左右）方向に局所的な基板を複数配列されたりしたものであっても良い。
また、上記実施の形態では、共通インク室５２０の対向する２面をなす共通インク室形成部材５２０ａに接してヒーターを設けることとしたが、４面全ての共通インク室形成部材５２０ａに設けられたり、四隅に設けられたりしても良い。また、バランス良くインクを加熱することが可能であれば、インク室の形状などに応じて共通インク室５２０の３つの面をなす共通インク室形成部材５２０ａであったり、或いは、共通インク室５２０の上部であったりしても良い。
また、ヒーター５３１、５３２は、板状のものが共通インク室形成部材５２０ａと面で接触するものに限られず、棒状ヒーターを複数本共通インク室形成部材５２０ａに接するように配置されても良い。
また、上記実施の形態では、共通インク室形成部材５２０ａに接してヒーター５３１、５３２が設けられ、更にその外側に伝熱板５３３が設けられたが、反対の順番、即ち、共通インク室形成部材５２０ａに接して伝熱板５３３が設けられ、この伝熱板５３３の外側にヒーター５３１、５３２が設けられる構造であっても、共通インク室５２０及びヘッドチップ５１０に対してよりムラの少ない加熱制御を行うことが出来る。
また、ノズル基板５１７と天板部材５０４とを別個に設けず、金属部材を含む、又は、金属部材により形成されたノズルプレートを備え、伝熱板５３３から直接、又は、固定部材５０１を介して加熱する構成としても良い。この場合、特に、ノズルプレートは、加熱の際にノズルの形状や位置が変化しないように形成される必要がある。
また、上記実施の形態では、伝熱板５３３の下端部を折り曲げて固定部材５０１や天板部材５０４と嵌合させたり、接触面積を増大させたりしたが、これに限られない。例えば、伝熱板５３３の下端形状を厚く形成したり、逆に固定部材５０１の形状を変更して伝熱板５３３を両側から挟持させたりすることとしても良い。
また、上記実施の形態では、ラインヘッド式のインクジェット記録装置を例に挙げて説明したが、シリアルヘッド式のインクジェット記録装置であっても良い。
その他、上記実施の形態で示したヘッドチップ５１０の構造や、ヒーター５３１、５３２、伝熱板５３３、固定部材５０１及び天板部材５０４の配置、位置関係などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
その他、上記実施の形態で示したヘッドチップ５１０の構造や、ヒーター５３１、５３２、伝熱板５３３、固定部材５０１及び天板部材５０４の配置、位置関係などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
本発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に利用することが出来る。
５ キャリッジ
１０ 制御部
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＡＭ
１３ 記憶部
２０ 通信部
３０ 操作表示部
４０ 搬送部
４１ 回転モーター
４２ ベルト
４３ 搬送制御部
５０ インクジェットヘッド
５０１ 固定部材
５０２、５０３ 取付部
５０４ 天板部材
５０５ 保持部材
５０５ａ 孔部
５０５ｂ 溝部
５１ ヘッド駆動部
５１０ ヘッドチップ
５１１ 配線基板
５１１ａ 絶縁層
５１１ｂ 絶縁層
５１１ｃ 貫通孔
５１１ｄ 配線
５１２ スペーサー基板
５１２ａ 貫通孔
５１２ｂ 孔部
５１３ 圧電素子
５１３ａ スタッドバンプ
５１３ｂ 半田
５１４ 振動板
５１４ａ 貫通孔
５１５ 圧力室基板
５１５ａ 貫通孔
５１５ｂ 貫通孔
５１６ 中間プレート
５１６ａ 貫通孔
５１６ｂ 溝部
５１７ ノズル基板
５１７ａ ノズル
５２０ 共通インク室
５２０ａ 共通インク室形成部材
５２１、５２２ インレット
５２３ アウトレット
５２４ フィルター
５３ 加熱切替部
５３１、５３２ ヒーター
５３１ａ、５３２ｂ ヒーター
５３３、５３３ａ 伝熱板
５４ 温度検出部
５５ インクジェットヘッド固定板
５６ インクタンク
５７ キャリッジヒーター
１００ インクジェット記録装置
１１０ インクジェットヘッドユニット
Ｐ 記録媒体
１０ 制御部
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＡＭ
１３ 記憶部
２０ 通信部
３０ 操作表示部
４０ 搬送部
４１ 回転モーター
４２ ベルト
４３ 搬送制御部
５０ インクジェットヘッド
５０１ 固定部材
５０２、５０３ 取付部
５０４ 天板部材
５０５ 保持部材
５０５ａ 孔部
５０５ｂ 溝部
５１ ヘッド駆動部
５１０ ヘッドチップ
５１１ 配線基板
５１１ａ 絶縁層
５１１ｂ 絶縁層
５１１ｃ 貫通孔
５１１ｄ 配線
５１２ スペーサー基板
５１２ａ 貫通孔
５１２ｂ 孔部
５１３ 圧電素子
５１３ａ スタッドバンプ
５１３ｂ 半田
５１４ 振動板
５１４ａ 貫通孔
５１５ 圧力室基板
５１５ａ 貫通孔
５１５ｂ 貫通孔
５１６ 中間プレート
５１６ａ 貫通孔
５１６ｂ 溝部
５１７ ノズル基板
５１７ａ ノズル
５２０ 共通インク室
５２０ａ 共通インク室形成部材
５２１、５２２ インレット
５２３ アウトレット
５２４ フィルター
５３ 加熱切替部
５３１、５３２ ヒーター
５３１ａ、５３２ｂ ヒーター
５３３、５３３ａ 伝熱板
５４ 温度検出部
５５ インクジェットヘッド固定板
５６ インクタンク
５７ キャリッジヒーター
１００ インクジェット記録装置
１１０ インクジェットヘッドユニット
Ｐ 記録媒体
Claims (10)
- インクを吐出するノズルを複数備えたノズル基板と、
前記ノズル基板のノズルからインクが吐出される吐出面と反対側に設けられ、前記ノズルと、前記ノズルから吐出させるインクを加圧する圧力室とを連通させる中間プレートと、
前記圧力室を備える圧力室基板と、
前記圧力室のインクに対して加圧するための圧電素子が設けられると共に、前記圧力室に連通する流路を備えるスペーサー基板と、
前記スペーサー基板と接する側とは反対側にインク流入口が設けられ、前記インク流入口と前記スペーサー基板の流路とを連通する配線基板と、
が順に接合されるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの前記配線基板側に設けられる共通インク室の少なくとも一部を形成する共通インク室形成部材と、
前記共通インク室形成部材に設けられるヒーターと、
を備えるインクジェットヘッドであって、
前記ヘッドチップを前記ノズル基板の側から平面視した場合に、前記ノズル基板が前記中間プレートよりも小さくなるように形成され、
前記ヒーターに接して設けられると共に、前記ヘッドチップを挟んで前記ノズル基板と前記配線基板との少なくとも一部に接合される熱伝導部材が設けられ、
前記配線基板と前記共通インク室形成部材とが前記熱伝導部材を介して接合されることによって共通インク室が形成されると共に、前記熱伝導部材は、前記ノズル基板の側面、及び、前記中間プレートの前記ノズル基板側の領域のうち少なくとも、前記ヘッドチップを前記ノズル基板の側から平面視した場合に前記ノズル基板よりも大きく形成された領域に接合されている
ことを特徴とするインクジェットヘッド。 - インクを吐出するノズルを複数備えたノズル基板と、
前記ノズル基板のノズルからインクが吐出される吐出面と反対側に設けられ、前記ノズルと、前記ノズルから吐出させるインクを加圧する圧力室とを連通させる中間プレートと、
前記圧力室を備える圧力室基板と、
前記圧力室のインクに対して加圧するための圧電素子が設けられると共に、前記圧力室に連通する流路を備えるスペーサー基板と、
前記スペーサー基板と接する側とは反対側にインク流入口が設けられ、前記インク流入口と前記スペーサー基板の流路とを連通する配線基板と、
が順に接合されるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの前記配線基板側に設けられる共通インク室の少なくとも一部を形成する共通インク室形成部材と、
前記共通インク室形成部材に設けられるヒーターと、
を備えるインクジェットヘッドであって、
前記ヘッドチップを前記ノズル基板の側から平面視した場合に、前記ノズル基板及び前記中間プレートが前記圧力室基板よりも小さくなるように形成され、
前記ヒーターに接して設けられると共に、前記ヘッドチップを挟んで前記ノズル基板と前記配線基板との少なくとも一部に接合される熱伝導部材が設けられ、
前記配線基板と前記共通インク室形成部材とが前記熱伝導部材を介して接合されることによって共通インク室が形成されると共に、前記熱伝導部材は、前記ノズル基板及び前記中間プレートの側面、並びに前記圧力室基板の前記ノズル基板側の領域のうち、少なくとも、前記ヘッドチップを前記ノズル基板の側から平面視した場合に前記ノズル基板及び前記中間プレートよりも大きく形成された領域に接合されている
ことを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記熱伝導部材は、
前記ヒーターに接触して設けられる伝熱板と、
前記伝熱板に接触し、且つ、前記共通インク室形成部材及び前記配線基板の間に接合されて前記共通インク室形成部材及び前記配線基板と共に前記共通インク室を形成する保持部材と、
前記保持部材と接合され、前記中間プレートの前記ノズル基板側の領域のうち、少なくとも前記ノズル基板よりも大きく形成された領域に接合されている天板部材と、
を備えることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。 - 前記熱伝導部材は、
前記ヒーターに接触して設けられる伝熱板と、
前記伝熱板に接触し、且つ、前記共通インク室形成部材及び前記配線基板の間に接合されて前記共通インク室形成部材及び前記配線基板と共に前記共通インク室を形成する保持部材と、
前記保持部材と接合され、前記圧力室基板の前記ノズル基板側の領域のうち、少なくとも前記ノズル基板及び前記中間プレートよりも大きく形成された領域に接合されている天板部材と、
を備えることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド。 - 前記ヘッドチップを構成する基板のうち少なくとも一部の隣接する基板同士は、熱伝導性接着剤で接合されていることを特徴とする請求項３又は４記載のインクジェットヘッド。
- 前記ヒーターは、前記共通インク室の対向する２側面をなす２つの前記共通インク室形成部材にそれぞれ接触して設けられ、
前記伝熱板は、前記ヒーターの前記共通インク室形成部材との接触面とは反対側の面と接触して配置されている
ことを特徴とする請求項３〜５の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。 - 前記伝熱板は、その端部が折り曲げられて前記保持部材と接合されることを特徴とする請求項３〜６の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。
- 前記保持部材には、前記共通インク室形成部材の底部と嵌合する溝部が設けられていることを特徴とする請求項３〜７の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。
- 請求項１〜８の何れか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記ヘッドチップ内又は前記ヘッドチップに接する前記熱伝導部材の温度を計測する温度計測部と、
前記温度計測部の計測温度に基づいて前記ヒーターの動作を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項３〜８の何れか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記ヘッドチップ内又は前記ヘッドチップに接する前記熱伝導部材の温度を計測する温度計測部と、
前記温度計測部の計測温度に基づいて前記ヒーターの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記温度計測部は、前記保持部材、前記天板部材又は前記スペーサー基板の何れかに設けられる
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
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