液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
【課題】駆動回路の小型化及び低コスト化と耐久性の向上を図る。
【解決手段】液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧電素子１７及び該圧電素子１７の基端部が固定される熱伝導部材３５とからなる圧電素子ユニット１８と、該圧電素子ユニット１８が収容される収容部１９を有するケースヘッド２０と、前記圧電素子１７に接続されて当該圧電素子１７を駆動する駆動回路６０が実装されたフレキシブルプリント基板５０とを具備し、前記駆動回路６０が、前記熱伝導部材３５に接続されていると共に、前記ケースヘッド２０の少なくとも前記熱伝導部材３５が接合される領域には、当該ケースヘッド２０の他の領域よりも熱伝導率の高い材料からなり、且つ前記圧力発生室に液体を供給する液体導入路２１が設けられた液体導入部材３０が設けられており、前記熱伝導部材３５と前記液体導入部材３０とが接続されている。
【解決手段】液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧電素子１７及び該圧電素子１７の基端部が固定される熱伝導部材３５とからなる圧電素子ユニット１８と、該圧電素子ユニット１８が収容される収容部１９を有するケースヘッド２０と、前記圧電素子１７に接続されて当該圧電素子１７を駆動する駆動回路６０が実装されたフレキシブルプリント基板５０とを具備し、前記駆動回路６０が、前記熱伝導部材３５に接続されていると共に、前記ケースヘッド２０の少なくとも前記熱伝導部材３５が接合される領域には、当該ケースヘッド２０の他の領域よりも熱伝導率の高い材料からなり、且つ前記圧力発生室に液体を供給する液体導入路２１が設けられた液体導入部材３０が設けられており、前記熱伝導部材３５と前記液体導入部材３０とが接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特にインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの代表例としては、例えば、圧電素子の変位による圧力を利用してノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが知られている。具体的には、ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられ流路形成板とその一方面側に設けられる振動板とを有する流路ユニットと、流路ユニットに接着剤を介して接着されたノズル開口を有するノズルプレートと、各圧力発生室に対応して設けられ支持基板に固定された圧電素子（圧電振動子）と、この圧電素子を収容する収容室を有するケースヘッド（基台）とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、圧電素子を駆動するための駆動信号を入力する駆動回路は、フレキシブルプリント基板に実装され、駆動回路からの駆動信号はフレキシブルプリント基板を介して圧電素子に印加される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７４７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フレキシブルプリント基板に実装される駆動回路は、当該駆動回路自体でしか放熱できないため、放熱能力が限られており、回路損失が放熱能力を超える場合には駆動回路が熱により破壊されてしまうと共に、放熱性を確保するには放熱面積が必要となるため、駆動回路の小型化を行うことができないという問題がある。
【０００６】
特に、特許文献１のようなケースヘッド内に駆動回路が設けられている場合、駆動回路はケースヘッド内でしか放熱することができず、外気に放熱することができないため駆動回路の温度が高くなってしまう。
【０００７】
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の他の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、駆動回路の放熱を効率よく行って、駆動回路の小型化及び低コスト化を図ると共に、駆動回路の耐久性を向上して液体噴射特性を向上することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧電素子及び該圧電素子の基端部が固定される熱伝導部材とからなる圧電素子ユニットと、該圧電素子ユニットが収容される収容部を有するケースヘッドと、前記圧電素子に接続されて当該圧電素子を駆動する駆動回路が実装されたフレキシブルプリント基板とを具備し、前記駆動回路が、前記熱伝導部材に接続されていると共に、前記ケースヘッドの少なくとも前記熱伝導部材が接合される領域には、当該ケースヘッドの他の領域よりも熱伝導率の高い材料からなり、且つ前記圧力発生室に液体を供給する液体導入路が設けられた液体導入部材が設けられており、前記熱伝導部材と前記液体導入部材とが接続されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、駆動回路の熱を熱伝導部材及び液体導入部材を介して外装部材を構成するケースヘッドに熱伝導させることができるため、駆動回路の熱をケースヘッドによって大気中に放熱することができると共に、駆動回路の熱を液体導入部材の液体導入路を流れる液体によって冷却（放熱）することができる。したがって、駆動回路の熱による破壊を防止することができると共に、駆動回路を大型化する必要がなく、小型化してコストを低減することができる。また、駆動回路の発熱による低寿命化を防止して耐久性を向上することができると共に、液体噴射特性及び連続吐出性能を向上することができる。
【００１０】
ここで、前記液体導入部材が複数個設けられて、複数の前記液体導入路が設けられていることが好ましい。これによれば、液体導入部材の材料を液体の粘度に応じて変更することができるため、駆動回路から伝わった熱により液体導入路を流れる液体の加熱温度を液体導入部材の材料によって調整することができる。したがって、液体の粘度に応じて液体を所望の温度で加熱でき、液体吐出特性を均一化すると共に向上することができる。
【００１１】
また、前記ケースヘッドが、樹脂材料からなると共に、前記液体導入部材が金属材料からなることが好ましい。これによれば、液体噴射ヘッドの重量が大きくなるのを防止すると共に、駆動回路の熱を効率よく放熱させることができる。
【００１２】
さらに本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、信頼性を向上すると共に低コスト化した液体噴射装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ′断面図である。
【００１４】
図示するように、インクジェット式記録ヘッド１０は、複数の圧力発生室１１を有する流路形成基板１２と、各圧力発生室１１に連通する複数のノズル開口１３が穿設されたノズルプレート１４と、流路形成基板１２のノズルプレート１４とは反対側の面に設けられる振動板１５とを具備する流路ユニット１６を有する。さらに、振動板１５上の各圧力発生室１１に対応する領域に設けられる圧電素子１７を有する圧電素子ユニット１８と、振動板１５上に固定されて圧電素子ユニット１８が収容される収容部１９を有するケースヘッド２０とを具備する。
【００１５】
流路形成基板１２には、その一方面側の表層部分に、圧力発生室１１が隔壁によって区画されてその幅方向で複数並設されている。各圧力発生室１１の列の外側には、ケースヘッド２０の液体導入路であるインク導入路２１を介してインクが供給されるリザーバ２２が、流路形成基板１２を厚さ方向に貫通して設けられている。そして、リザーバ２２と各圧力発生室１１とは、インク供給路２３を介して連通し、各圧力発生室１１には、インク導入路２１、リザーバ２２及びインク供給路２３を介してインクが供給される。インク供給路２３は、本実施形態では、圧力発生室１１よりも狭い幅で形成されており、リザーバ２２から圧力発生室１１に流入するインクの流路抵抗を一定に保持する役割を果たしている。さらに、圧力発生室１１のリザーバ２２とは反対の端部側には、流路形成基板１２を貫通するノズル連通孔２４が形成されている。すなわち、本実施形態では、流路形成基板１２に液体流路として、圧力発生室１１、リザーバ２２、インク供給路２３、ノズル連通孔２４が設けられている。このような流路形成基板１２は、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなり、流路形成基板１２に設けられる上記圧力発生室１１等は、流路形成基板１２をエッチングすることによって形成されている。
【００１６】
この流路形成基板１２の一方面側にはノズル開口１３が穿設されたノズルプレート１４が接合され、各ノズル開口１３は、流路形成基板１２に設けられたノズル連通孔２４を介して各圧力発生室１１と連通している。
【００１７】
また、流路形成基板１２の他方面側、すなわち、圧力発生室１１の開口面側には振動板１５が接合されて、各圧力発生室１１はこの振動板１５によって封止されている。
【００１８】
この振動板１５は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜２５と、この弾性膜２５を支持する、例えば、金属材料等からなる支持板２６との複合板で形成されており、弾性膜２５側が流路形成基板１２に接合されている。例えば、本実施形態では、弾性膜２５は、厚さが数μｍ程度のＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）フィルムからなり、支持板２６は、厚さが数十μｍ程度のステンレス鋼板（ＳＵＳ）からなる。また、振動板１５の各圧力発生室１１に対向する領域内には、圧電素子１７の先端部が当接する島部２７が設けられている。この圧電素子１７の先端面は、接着剤によって島部２７に接合されている。また、振動板１５のリザーバ２２に対向する領域には、支持板２６を貫通することで形成されたインク導入口２９が設けられており、ケースヘッド２０及び液体導入部材３０のインク導入路２１から供給されたインクは、インク導入口２９を介してリザーバ２２に供給される。また、振動板１５のリザーバ２２に相対向する領域のうち、インク導入口２９以外の領域、すなわち、インク導入口２９の圧力発生室１１の並設方向両側は、支持板２６がエッチングにより除去されて実質的に弾性膜２５のみで構成されるコンプライアンス部（図示なし）が設けられている。なお、このコンプライアンス部は、リザーバ２２内に圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部の弾性膜２５が変形することによって圧力変化を吸収し、リザーバ２２内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。
【００１９】
ここで、圧力発生室１１内にインク滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段である圧電素子１７について説明する。本実施形態では、圧電素子１７は、一つの圧電素子ユニット１８において一体的に形成されている。すなわち、圧電材料３１と電極形成材料３２，３３とを縦に交互にサンドイッチ状に挟んで積層した圧電素子形成部材３４を形成し、この圧電素子形成部材３４を各圧力発生室１１に対応して櫛歯状に切り分けることによって各圧電素子１７が形成されている。すなわち、本実施形態では、複数の圧電素子１７が一体的に形成されている。そして、この圧電素子１７（圧電素子形成部材３４）の振動に寄与しない不活性領域、すなわち、圧電素子１７の基端部側が熱伝導部材３５に固着され、圧電素子１７は熱伝導部材３５を介してケースヘッド２０に固定されている。そして、圧電素子１７の基端部近傍には、熱伝導部材３５とは反対側の面に、各圧電素子１７を駆動するための信号を供給する配線層５１を有するフレキシブルプリント基板５０が接続され、本実施形態では、これら圧電素子１７（圧電素子形成部材３４）と熱伝導部材３５とフレキシブルプリント基板５０とで圧電素子ユニット１８が構成されている。
【００２０】
このような圧電素子ユニット１８は、圧電素子１７の先端部が上述したように振動板１５の島部２７に当接された状態で固定されている。例えば、本実施形態では、上述したように振動板１５上にケースヘッド２０が固定されており、圧電素子ユニット１８は、このケースヘッド２０の収容部１９内に収容されて、圧電素子１７が固定された熱伝導部材３５が、圧電素子１７とは反対面側でケースヘッド２０に固定されている。
【００２１】
具体的には、ケースヘッド２０は、振動板１５上に接合される樹脂材料からなり、ケースヘッド２０の島部２７に相対向する領域には、厚さ方向に貫通した収容部１９が設けられている。また、ケースヘッド２０の収容部１９のリザーバ２２側には、段差部３８が設けられており、ケースヘッド２０のリザーバ２２に相対向する領域には、液体導入部材３０が挿入される厚さ方向に貫通した保持孔３９が設けられている。
【００２２】
このようなケースヘッド２０の保持孔３９内には、インク導入口２９に連通してリザーバ２２にインクを供給する液体導入路であるインク導入路２１が設けられた液体導入部材３０が保持されている。ケースヘッド２０の保持孔３９は、液体導入部材３０の側面が段差部３８の側面に露出するように設けられており、保持孔３９に固定された液体導入部材３０と段差部３８に固定された圧電素子ユニット１８の熱伝導部材３５とは、接続されることで、熱伝導部材３５の熱が液体導入部材３０に熱伝導可能となっている。すなわち、熱伝導部材３５と液体導入部材３０とは熱伝導可能に接続（熱結合）されている。ここで、熱伝導部材３５と液体導入部材とが熱伝導可能に接続（熱結合）された状態とは、両者が互いに接触した状態又は両者が互いに接着剤等を介して接合された状態のことを言う。すなわち、熱伝導部材３５と液体導入部材とが互いに接触していても、また、接着剤等で接合されていてもよい。
【００２３】
なお、熱伝導部材３５と液体導入部材３０とを熱伝導可能に接触させる際には、例えば、熱伝導部材３５をケースヘッド２０の段差部３８に接着剤等で固定することで、熱伝導部材３５と液体導入部材３０とを当接した状態（接触した状態）で固定することができる。また、熱伝導部材３５と液体導入部材３０とを接着剤を介して接合する際には、接着剤として比較的に熱伝導率の高い材料を用いて接着するのが好ましい。熱伝導率の高い接着剤としては、例えば、シリコーン材料からなる電熱フィラーが混練された接着剤等が挙げられる。本実施形態では、段差部３８に複数のリブ３８ａを設け、リブ３８ａの先端面を熱伝導部材３５に当接させると共に、リブ３８ａと熱伝導部材３５との隙間を接着剤７０で接着し、熱伝導部材３５と液体導入部材３０とを熱伝導率の高い、電熱フィラーが混練された接着剤７１で接着するようにした。また、ケースヘッド２０と液体導入部材３０とは、例えば、液体導入部材３０を保持孔３９に圧入してもよく、また接着剤等で接着するようにしてもよい。
【００２４】
また、ケースヘッド２０の収容部１９内には、圧電素子１７に電気的に接続されて圧電素子１７を駆動するための駆動回路が実装されたフレキシブルプリント基板５０が設けられている。
【００２５】
フレキシブルプリント基板５０は、フレキシブルプリンティングサーキット（ＦＰＣ）や、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）などからなる。詳しくは、フレキシブルプリント基板５０は、例えば、ポリイミド等のベースフィルム５２の表面に銅薄等で所定のパターンの配線層５１を形成し、配線層５１の圧電素子１７と接続される端子部などの他の配線と接続される領域以外の領域をレジスト等の絶縁材料５３で覆ったものである。
【００２６】
このような、フレキシブルプリント基板５０の配線層５１は、その基端部側で、例えば、半田、異方性導電材等によって圧電素子１７を構成する電極形成材料３２，３３に接続されている。一方、先端部側では、各配線層３６は詳しくは後述するケースヘッド２０上に設けられた配線基板４０の導電パッド４１と電気的に接続されている。
【００２７】
さらにフレキシブルプリント基板５０の配線層５１には、圧電素子１７を駆動するための駆動回路６０が実装されている。駆動回路６０は、フレキシブルプリント基板５０の熱伝導部材３５に相対向する領域に実装されており、駆動回路６０と熱伝導部材３５とは、接続されることで、駆動回路６０の熱が熱伝導部材３５に熱伝導可能となっている。すなわち、駆動回路６０と熱伝導部材３５とは熱伝導可能に接続（熱結合）されている。なお、駆動回路６０と熱伝導部材３５とが熱伝導可能に接続されているとは、熱伝導部材３５と液体導入部材３０との接続と同様に、両者が互いに接触していても、接着剤等で接合されていてもよい。本実施形態では、駆動回路６０と熱伝導部材３５とを電熱フィラーが混練された接着剤６１を介して接合するようにした。
【００２８】
また、駆動回路６０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）などが挙げられる。また、駆動回路６０は、フレキシブルプリント基板５０の配線層５１に、例えば、フリップ実装で搭載されている。なお、駆動回路６０のフレキシブルプリント基板５０上への実装は、例えば、金（Ａｕ）−金（Ａｕ）接続、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）接続などの金属接続や、ＡＣＦ（異方性導電ペースト）、ＡＣＰ（異方性導電膜）、半田バンプ接続などを用いることができる。
【００２９】
このような駆動回路６０が熱伝達可能に接続された熱伝導部材３５及び液体導入部材３０としては、比較的熱伝導率が高い材料、すなわち、放熱性が高い材料が好ましく、アルミニウム、銅、鉄及びステンレス鋼などが好適である。これにより、駆動回路６０の熱を熱伝導部材３５、液体導入部材３０及びケースヘッド２０に効率よく熱伝導させることができる。なお、液体導入部材３０は、比較的熱伝導率が高い材料を用いるのが好ましいが、インク導入路２１を通るインクの種類により、インクを加熱したい温度によってその材料を適宜決定すればよい。
【００３０】
また、ケースヘッド２０も熱伝導率が高く放熱性の高い材料を用いるのが好ましいが、金属材料を用いるとインクジェット式記録ヘッド１０が重くなってしまうと共に製造コストが高コストになってしまうため、樹脂材料で形成するのが好ましい。したがって、液体導入部材３０は、ケースヘッド２０よりも熱伝導率の高い材料で形成されていることになる。
【００３１】
さらにケースヘッド２０上には、フレキシブルプリント基板５０の各配線層５１がそれぞれ接続される複数の導電パッド４１が設けられた配線基板４０が固定されており、ケースヘッド２０の収容部１９は、この配線基板４０によって実質的に塞がれている。配線基板４０には、ケースヘッド２０の収容部１９に対向する領域にスリット状の開口部４２が形成されており、フレキシブルプリント基板５０はこの配線基板４０の開口部４２から収容部１９の外側に引き出されて、引き出された領域が屈曲されて導電パッド４１と接続されている。
【００３２】
このようなインクジェット式記録ヘッド１０では、インク滴を吐出する際に、圧電素子１７及び振動板１５の変形によって各圧力発生室１１の容積を変化させて所定のノズル開口１３からインク滴を吐出させるようになっている。具体的には、図示しない液体貯留手段から液体導入路であるインク導入路を介してリザーバ２２にインクが供給されると、インク供給路２３を介して各圧力発生室１１にインクが分配される。そして、駆動回路６０からの駆動信号によって所定の圧電素子１７に電圧を印加及び解除することによって、圧電素子１７を収縮及び伸張させて圧力発生室１１に圧力変化を生じさせて、ノズル開口１３からインクを吐出させる。
【００３３】
そして、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０では、駆動回路６０が接続（熱伝導可能に接続）された熱伝導部材３５が、ケースヘッド２０に保持された液体導入部材３０に接続（熱伝導可能に接続）されているため、駆動回路６０の熱を駆動回路６０の表面からだけではなく、熱伝導部材３５及び液体導入部材３０を介してケースヘッド２０に熱伝導させて放熱することができる。すなわち、ケースヘッド２０は、外部に露出された外装部材であるため、駆動回路６０の熱を熱伝導部材３５及び液体導入部材３０を介してケースヘッド２０で外気に放熱することができる。また、熱伝導部材３５をインク導入路２１が設けられた液体導入部材３０に接続（熱伝導可能に接続）することで、熱伝導部材３５及び液体導入部材３０をインク導入路２１を流れるインクによっても冷却（放熱）することができる。
【００３４】
これにより、駆動回路６０の熱による破壊を防止することができると共に、駆動回路６０の放熱性を高めるために大型化する必要がなく、小型化することができる。ちなみに、駆動回路６０の発熱を抑制するためには、駆動回路６０の内部抵抗を低減する必要があるため、駆動回路６０内のトランジスタの大きさを確保する必要があったが、駆動回路６０を熱伝導部材３５に熱伝導可能に接続し、この熱伝導部材３５をインク導入路２１が設けられた液体導入部材３０に熱伝導可能に接続することで、熱伝導部材３５、液体導入部材３０及びケースヘッド２０によって駆動回路６０の熱を放熱することができるため、トランジスタの大きさを確保する必要がない。したがって、駆動回路６０の内部抵抗を低減する必要がなく、駆動回路６０を小型化することができると共にコストを低減することができる。
【００３５】
また、駆動回路６０の発熱を抑制することができるため、駆動回路６０に与える電流を大きくしてインク吐出特性を向上することができると共に、インクの連続吐出性能を向上することができる。すなわち、駆動回路６０は、電流を大きくすることで発熱が大きくなると共に、連続吐出させることで放熱時間が短くなるため、駆動回路６０を流れる電流やインクの連続吐出性能が制限されてしまうが、ケースヘッド２０及び熱伝導部材３５によって駆動回路６０の熱を放熱することにより、駆動回路６０を流れる電流を大きくすることができると共にインクの連続吐出を短い間隔で長時間行わせることができる。
【００３６】
また、駆動回路６０をインク導入路２１が設けられた液体導入部材３０に熱伝導部材３５を介して熱伝導可能に接続することによって、液体導入部材３０のインク導入路２１を流れるインクを加熱することができる。このように、インクを加熱することによってインクの粘度を下げることができるため、インクジェット式記録ヘッド１０から高粘度インクを吐出させることができる。すなわち、駆動回路６０の熱で液体導入部材３０を介して高粘度インクを加熱することで、高粘度インクの粘度を低くすることができ、通常の粘度と同様の吐出特性で吐出させることができる。また、圧電素子１７のインク粘度に伴う駆動条件として設定する温度範囲において、低温側の設定、例えば、０℃〜４０℃の温度範囲の場合には、０℃側の温度を高くすることができる。これにより、駆動条件の制限を広げて、所望の吐出特性でインクを吐出することができ、高品質の印刷を実現できる。
【００３７】
さらに、熱伝導部材３５とは別部材として液体導入部材３０を設けることで、インクの粘度に応じてインクを加熱したい温度となるように液体導入部材３０を変更することができる。すなわち、熱伝導部材３５と圧電素子１７とは一体的に形成されてケースヘッド２０に固定されるため、この熱伝導部材３５の材料を変更することなく、液体導入部材３０のみをインクを加熱したい温度に応じて適宜変更することができるため、製造コストを低減することができる。
【００３８】
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの断面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００３９】
図３に示すように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０Ａは、流路ユニット１６と、圧電素子ユニット１８と、ケースヘッド２０Ａとを具備する。
【００４０】
流路ユニット１６には、図示していないが、複数の圧力発生室１１毎に共通するリザーバ２２が２つ設けられている。
【００４１】
また、ケースヘッド２０Ａには、各リザーバ２２に連通するインク導入路２１が設けられた液体導入部材３０Ａ、３０Ｂがそれぞれ設けられている。本実施形態では、ケースヘッド２０Ａに２つの液体導入部材３０Ａ、３０Ｂがそれぞれ保持される２つの保持孔３９Ａ、３９Ｂを設け、各保持孔３９Ａ、３９Ｂに液体導入部材３０Ａ、３０Ｂが保持されている。なお、流路ユニット１６のインク導入口２９は、特に図示していないが、各液体導入部材３０Ａ、３０Ｂに連通して２つ設けられている。
【００４２】
また、熱伝導部材３５は、ケースヘッド２０Ａの段差部３８に固定されると共に、２つの液体導入部材３０Ａ、３０Ｂにそれぞれ接着剤７１Ａ、７１Ｂによって熱伝導可能に接続されている。
【００４３】
このようなインクジェット式記録ヘッド１０Ａでは、２つのリザーバ２２にそれぞれ異なるインクを供給することができ、１つのインクジェット式記録ヘッド１０Ａから２種類のインクを吐出させることができる。そして、種類の異なるインクに応じて、液体導入部材３０Ａ、３０Ｂとして異なる材料を用いることができる。すなわち、インクの種類や粘度に応じて、液体導入部材３０Ａ、３０Ｂとして熱伝導率の異なる材料を用いることができ、駆動回路６０の熱を熱伝導部材３５を介して液体導入部材３０Ａ、３０Ｂに伝わらせてインクを加熱した際に、インクを加熱する温度をそれぞれ調整することができる。これにより、異なる粘度のインクを同じ吐出特性で吐出することや、インクに応じた吐出特性に調整して吐出させることができる。
【００４４】
勿論、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０Ａであっても、上述した実施形態１と同様に駆動回路６０の熱を放熱して駆動回路６０を小型化することができると共にコストを低減することができる。
【００４５】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態２では、２つの液体導入部材３０Ａ、３０Ｂを設けるようにしたが、液体導入部材３０Ａ、３０Ｂの数及び位置は特にこれに限定されるものではなく、例えば、ケースヘッド２０に１つの保持孔３９を設け、２つの液体導入部材３０Ａ、３０Ｂが互いに当接した状態で１つの保持孔３９に保持されるようにしてもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態１及び２では、液体導入部材３０、３０Ａ、３０Ｂをケースヘッド２０の厚さ方向に亘って設けるようにしたが、液体導入部材３０、３０Ａ、３０Ｂは、少なくとも熱伝導部材３５が接続される領域のみに設けられていればよい。すなわち、熱伝導部材３５が熱伝導可能に接続される領域、すなわちケースヘッド２０の配線基板４０側のみに液体導入部材を設け、ケースヘッドの流路ユニット１６側に液体導入部材のインク導入路に連通する連通路を設けて、これらでインク導入路を構成してもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図４は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
【００４８】
図４に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００４９】
そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００５０】
なお、上述した実施形態１では、液体噴射ヘッドとしてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｉ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １０、１０Ａ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 １１ 圧力発生室、 １２ 流路形成基板、 １３ ノズル開口、 １４ ノズルプレート、 １５ 振動板、 １６ 流路ユニット、 １７ 圧電素子、 １８ 圧電素子ユニット、 １９ 収容部、 ２０ ケースヘッド、 ２１ インク導入路（液体導入路）、 ３０、３０Ａ、３０Ｂ 液体導入部材、 ３５ 熱伝導部材、 ４０ 配線基板、 ５０ フレキシブルプリント基板、 ６０ 駆動回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特にインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの代表例としては、例えば、圧電素子の変位による圧力を利用してノズル開口からインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが知られている。具体的には、ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられ流路形成板とその一方面側に設けられる振動板とを有する流路ユニットと、流路ユニットに接着剤を介して接着されたノズル開口を有するノズルプレートと、各圧力発生室に対応して設けられ支持基板に固定された圧電素子（圧電振動子）と、この圧電素子を収容する収容室を有するケースヘッド（基台）とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、圧電素子を駆動するための駆動信号を入力する駆動回路は、フレキシブルプリント基板に実装され、駆動回路からの駆動信号はフレキシブルプリント基板を介して圧電素子に印加される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７４７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フレキシブルプリント基板に実装される駆動回路は、当該駆動回路自体でしか放熱できないため、放熱能力が限られており、回路損失が放熱能力を超える場合には駆動回路が熱により破壊されてしまうと共に、放熱性を確保するには放熱面積が必要となるため、駆動回路の小型化を行うことができないという問題がある。
【０００６】
特に、特許文献１のようなケースヘッド内に駆動回路が設けられている場合、駆動回路はケースヘッド内でしか放熱することができず、外気に放熱することができないため駆動回路の温度が高くなってしまう。
【０００７】
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の他の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、駆動回路の放熱を効率よく行って、駆動回路の小型化及び低コスト化を図ると共に、駆動回路の耐久性を向上して液体噴射特性を向上することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧電素子及び該圧電素子の基端部が固定される熱伝導部材とからなる圧電素子ユニットと、該圧電素子ユニットが収容される収容部を有するケースヘッドと、前記圧電素子に接続されて当該圧電素子を駆動する駆動回路が実装されたフレキシブルプリント基板とを具備し、前記駆動回路が、前記熱伝導部材に接続されていると共に、前記ケースヘッドの少なくとも前記熱伝導部材が接合される領域には、当該ケースヘッドの他の領域よりも熱伝導率の高い材料からなり、且つ前記圧力発生室に液体を供給する液体導入路が設けられた液体導入部材が設けられており、前記熱伝導部材と前記液体導入部材とが接続されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、駆動回路の熱を熱伝導部材及び液体導入部材を介して外装部材を構成するケースヘッドに熱伝導させることができるため、駆動回路の熱をケースヘッドによって大気中に放熱することができると共に、駆動回路の熱を液体導入部材の液体導入路を流れる液体によって冷却（放熱）することができる。したがって、駆動回路の熱による破壊を防止することができると共に、駆動回路を大型化する必要がなく、小型化してコストを低減することができる。また、駆動回路の発熱による低寿命化を防止して耐久性を向上することができると共に、液体噴射特性及び連続吐出性能を向上することができる。
【００１０】
ここで、前記液体導入部材が複数個設けられて、複数の前記液体導入路が設けられていることが好ましい。これによれば、液体導入部材の材料を液体の粘度に応じて変更することができるため、駆動回路から伝わった熱により液体導入路を流れる液体の加熱温度を液体導入部材の材料によって調整することができる。したがって、液体の粘度に応じて液体を所望の温度で加熱でき、液体吐出特性を均一化すると共に向上することができる。
【００１１】
また、前記ケースヘッドが、樹脂材料からなると共に、前記液体導入部材が金属材料からなることが好ましい。これによれば、液体噴射ヘッドの重量が大きくなるのを防止すると共に、駆動回路の熱を効率よく放熱させることができる。
【００１２】
さらに本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、信頼性を向上すると共に低コスト化した液体噴射装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ′断面図である。
【００１４】
図示するように、インクジェット式記録ヘッド１０は、複数の圧力発生室１１を有する流路形成基板１２と、各圧力発生室１１に連通する複数のノズル開口１３が穿設されたノズルプレート１４と、流路形成基板１２のノズルプレート１４とは反対側の面に設けられる振動板１５とを具備する流路ユニット１６を有する。さらに、振動板１５上の各圧力発生室１１に対応する領域に設けられる圧電素子１７を有する圧電素子ユニット１８と、振動板１５上に固定されて圧電素子ユニット１８が収容される収容部１９を有するケースヘッド２０とを具備する。
【００１５】
流路形成基板１２には、その一方面側の表層部分に、圧力発生室１１が隔壁によって区画されてその幅方向で複数並設されている。各圧力発生室１１の列の外側には、ケースヘッド２０の液体導入路であるインク導入路２１を介してインクが供給されるリザーバ２２が、流路形成基板１２を厚さ方向に貫通して設けられている。そして、リザーバ２２と各圧力発生室１１とは、インク供給路２３を介して連通し、各圧力発生室１１には、インク導入路２１、リザーバ２２及びインク供給路２３を介してインクが供給される。インク供給路２３は、本実施形態では、圧力発生室１１よりも狭い幅で形成されており、リザーバ２２から圧力発生室１１に流入するインクの流路抵抗を一定に保持する役割を果たしている。さらに、圧力発生室１１のリザーバ２２とは反対の端部側には、流路形成基板１２を貫通するノズル連通孔２４が形成されている。すなわち、本実施形態では、流路形成基板１２に液体流路として、圧力発生室１１、リザーバ２２、インク供給路２３、ノズル連通孔２４が設けられている。このような流路形成基板１２は、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなり、流路形成基板１２に設けられる上記圧力発生室１１等は、流路形成基板１２をエッチングすることによって形成されている。
【００１６】
この流路形成基板１２の一方面側にはノズル開口１３が穿設されたノズルプレート１４が接合され、各ノズル開口１３は、流路形成基板１２に設けられたノズル連通孔２４を介して各圧力発生室１１と連通している。
【００１７】
また、流路形成基板１２の他方面側、すなわち、圧力発生室１１の開口面側には振動板１５が接合されて、各圧力発生室１１はこの振動板１５によって封止されている。
【００１８】
この振動板１５は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜２５と、この弾性膜２５を支持する、例えば、金属材料等からなる支持板２６との複合板で形成されており、弾性膜２５側が流路形成基板１２に接合されている。例えば、本実施形態では、弾性膜２５は、厚さが数μｍ程度のＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）フィルムからなり、支持板２６は、厚さが数十μｍ程度のステンレス鋼板（ＳＵＳ）からなる。また、振動板１５の各圧力発生室１１に対向する領域内には、圧電素子１７の先端部が当接する島部２７が設けられている。この圧電素子１７の先端面は、接着剤によって島部２７に接合されている。また、振動板１５のリザーバ２２に対向する領域には、支持板２６を貫通することで形成されたインク導入口２９が設けられており、ケースヘッド２０及び液体導入部材３０のインク導入路２１から供給されたインクは、インク導入口２９を介してリザーバ２２に供給される。また、振動板１５のリザーバ２２に相対向する領域のうち、インク導入口２９以外の領域、すなわち、インク導入口２９の圧力発生室１１の並設方向両側は、支持板２６がエッチングにより除去されて実質的に弾性膜２５のみで構成されるコンプライアンス部（図示なし）が設けられている。なお、このコンプライアンス部は、リザーバ２２内に圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部の弾性膜２５が変形することによって圧力変化を吸収し、リザーバ２２内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。
【００１９】
ここで、圧力発生室１１内にインク滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段である圧電素子１７について説明する。本実施形態では、圧電素子１７は、一つの圧電素子ユニット１８において一体的に形成されている。すなわち、圧電材料３１と電極形成材料３２，３３とを縦に交互にサンドイッチ状に挟んで積層した圧電素子形成部材３４を形成し、この圧電素子形成部材３４を各圧力発生室１１に対応して櫛歯状に切り分けることによって各圧電素子１７が形成されている。すなわち、本実施形態では、複数の圧電素子１７が一体的に形成されている。そして、この圧電素子１７（圧電素子形成部材３４）の振動に寄与しない不活性領域、すなわち、圧電素子１７の基端部側が熱伝導部材３５に固着され、圧電素子１７は熱伝導部材３５を介してケースヘッド２０に固定されている。そして、圧電素子１７の基端部近傍には、熱伝導部材３５とは反対側の面に、各圧電素子１７を駆動するための信号を供給する配線層５１を有するフレキシブルプリント基板５０が接続され、本実施形態では、これら圧電素子１７（圧電素子形成部材３４）と熱伝導部材３５とフレキシブルプリント基板５０とで圧電素子ユニット１８が構成されている。
【００２０】
このような圧電素子ユニット１８は、圧電素子１７の先端部が上述したように振動板１５の島部２７に当接された状態で固定されている。例えば、本実施形態では、上述したように振動板１５上にケースヘッド２０が固定されており、圧電素子ユニット１８は、このケースヘッド２０の収容部１９内に収容されて、圧電素子１７が固定された熱伝導部材３５が、圧電素子１７とは反対面側でケースヘッド２０に固定されている。
【００２１】
具体的には、ケースヘッド２０は、振動板１５上に接合される樹脂材料からなり、ケースヘッド２０の島部２７に相対向する領域には、厚さ方向に貫通した収容部１９が設けられている。また、ケースヘッド２０の収容部１９のリザーバ２２側には、段差部３８が設けられており、ケースヘッド２０のリザーバ２２に相対向する領域には、液体導入部材３０が挿入される厚さ方向に貫通した保持孔３９が設けられている。
【００２２】
このようなケースヘッド２０の保持孔３９内には、インク導入口２９に連通してリザーバ２２にインクを供給する液体導入路であるインク導入路２１が設けられた液体導入部材３０が保持されている。ケースヘッド２０の保持孔３９は、液体導入部材３０の側面が段差部３８の側面に露出するように設けられており、保持孔３９に固定された液体導入部材３０と段差部３８に固定された圧電素子ユニット１８の熱伝導部材３５とは、接続されることで、熱伝導部材３５の熱が液体導入部材３０に熱伝導可能となっている。すなわち、熱伝導部材３５と液体導入部材３０とは熱伝導可能に接続（熱結合）されている。ここで、熱伝導部材３５と液体導入部材とが熱伝導可能に接続（熱結合）された状態とは、両者が互いに接触した状態又は両者が互いに接着剤等を介して接合された状態のことを言う。すなわち、熱伝導部材３５と液体導入部材とが互いに接触していても、また、接着剤等で接合されていてもよい。
【００２３】
なお、熱伝導部材３５と液体導入部材３０とを熱伝導可能に接触させる際には、例えば、熱伝導部材３５をケースヘッド２０の段差部３８に接着剤等で固定することで、熱伝導部材３５と液体導入部材３０とを当接した状態（接触した状態）で固定することができる。また、熱伝導部材３５と液体導入部材３０とを接着剤を介して接合する際には、接着剤として比較的に熱伝導率の高い材料を用いて接着するのが好ましい。熱伝導率の高い接着剤としては、例えば、シリコーン材料からなる電熱フィラーが混練された接着剤等が挙げられる。本実施形態では、段差部３８に複数のリブ３８ａを設け、リブ３８ａの先端面を熱伝導部材３５に当接させると共に、リブ３８ａと熱伝導部材３５との隙間を接着剤７０で接着し、熱伝導部材３５と液体導入部材３０とを熱伝導率の高い、電熱フィラーが混練された接着剤７１で接着するようにした。また、ケースヘッド２０と液体導入部材３０とは、例えば、液体導入部材３０を保持孔３９に圧入してもよく、また接着剤等で接着するようにしてもよい。
【００２４】
また、ケースヘッド２０の収容部１９内には、圧電素子１７に電気的に接続されて圧電素子１７を駆動するための駆動回路が実装されたフレキシブルプリント基板５０が設けられている。
【００２５】
フレキシブルプリント基板５０は、フレキシブルプリンティングサーキット（ＦＰＣ）や、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）などからなる。詳しくは、フレキシブルプリント基板５０は、例えば、ポリイミド等のベースフィルム５２の表面に銅薄等で所定のパターンの配線層５１を形成し、配線層５１の圧電素子１７と接続される端子部などの他の配線と接続される領域以外の領域をレジスト等の絶縁材料５３で覆ったものである。
【００２６】
このような、フレキシブルプリント基板５０の配線層５１は、その基端部側で、例えば、半田、異方性導電材等によって圧電素子１７を構成する電極形成材料３２，３３に接続されている。一方、先端部側では、各配線層３６は詳しくは後述するケースヘッド２０上に設けられた配線基板４０の導電パッド４１と電気的に接続されている。
【００２７】
さらにフレキシブルプリント基板５０の配線層５１には、圧電素子１７を駆動するための駆動回路６０が実装されている。駆動回路６０は、フレキシブルプリント基板５０の熱伝導部材３５に相対向する領域に実装されており、駆動回路６０と熱伝導部材３５とは、接続されることで、駆動回路６０の熱が熱伝導部材３５に熱伝導可能となっている。すなわち、駆動回路６０と熱伝導部材３５とは熱伝導可能に接続（熱結合）されている。なお、駆動回路６０と熱伝導部材３５とが熱伝導可能に接続されているとは、熱伝導部材３５と液体導入部材３０との接続と同様に、両者が互いに接触していても、接着剤等で接合されていてもよい。本実施形態では、駆動回路６０と熱伝導部材３５とを電熱フィラーが混練された接着剤６１を介して接合するようにした。
【００２８】
また、駆動回路６０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）などが挙げられる。また、駆動回路６０は、フレキシブルプリント基板５０の配線層５１に、例えば、フリップ実装で搭載されている。なお、駆動回路６０のフレキシブルプリント基板５０上への実装は、例えば、金（Ａｕ）−金（Ａｕ）接続、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）接続などの金属接続や、ＡＣＦ（異方性導電ペースト）、ＡＣＰ（異方性導電膜）、半田バンプ接続などを用いることができる。
【００２９】
このような駆動回路６０が熱伝達可能に接続された熱伝導部材３５及び液体導入部材３０としては、比較的熱伝導率が高い材料、すなわち、放熱性が高い材料が好ましく、アルミニウム、銅、鉄及びステンレス鋼などが好適である。これにより、駆動回路６０の熱を熱伝導部材３５、液体導入部材３０及びケースヘッド２０に効率よく熱伝導させることができる。なお、液体導入部材３０は、比較的熱伝導率が高い材料を用いるのが好ましいが、インク導入路２１を通るインクの種類により、インクを加熱したい温度によってその材料を適宜決定すればよい。
【００３０】
また、ケースヘッド２０も熱伝導率が高く放熱性の高い材料を用いるのが好ましいが、金属材料を用いるとインクジェット式記録ヘッド１０が重くなってしまうと共に製造コストが高コストになってしまうため、樹脂材料で形成するのが好ましい。したがって、液体導入部材３０は、ケースヘッド２０よりも熱伝導率の高い材料で形成されていることになる。
【００３１】
さらにケースヘッド２０上には、フレキシブルプリント基板５０の各配線層５１がそれぞれ接続される複数の導電パッド４１が設けられた配線基板４０が固定されており、ケースヘッド２０の収容部１９は、この配線基板４０によって実質的に塞がれている。配線基板４０には、ケースヘッド２０の収容部１９に対向する領域にスリット状の開口部４２が形成されており、フレキシブルプリント基板５０はこの配線基板４０の開口部４２から収容部１９の外側に引き出されて、引き出された領域が屈曲されて導電パッド４１と接続されている。
【００３２】
このようなインクジェット式記録ヘッド１０では、インク滴を吐出する際に、圧電素子１７及び振動板１５の変形によって各圧力発生室１１の容積を変化させて所定のノズル開口１３からインク滴を吐出させるようになっている。具体的には、図示しない液体貯留手段から液体導入路であるインク導入路を介してリザーバ２２にインクが供給されると、インク供給路２３を介して各圧力発生室１１にインクが分配される。そして、駆動回路６０からの駆動信号によって所定の圧電素子１７に電圧を印加及び解除することによって、圧電素子１７を収縮及び伸張させて圧力発生室１１に圧力変化を生じさせて、ノズル開口１３からインクを吐出させる。
【００３３】
そして、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０では、駆動回路６０が接続（熱伝導可能に接続）された熱伝導部材３５が、ケースヘッド２０に保持された液体導入部材３０に接続（熱伝導可能に接続）されているため、駆動回路６０の熱を駆動回路６０の表面からだけではなく、熱伝導部材３５及び液体導入部材３０を介してケースヘッド２０に熱伝導させて放熱することができる。すなわち、ケースヘッド２０は、外部に露出された外装部材であるため、駆動回路６０の熱を熱伝導部材３５及び液体導入部材３０を介してケースヘッド２０で外気に放熱することができる。また、熱伝導部材３５をインク導入路２１が設けられた液体導入部材３０に接続（熱伝導可能に接続）することで、熱伝導部材３５及び液体導入部材３０をインク導入路２１を流れるインクによっても冷却（放熱）することができる。
【００３４】
これにより、駆動回路６０の熱による破壊を防止することができると共に、駆動回路６０の放熱性を高めるために大型化する必要がなく、小型化することができる。ちなみに、駆動回路６０の発熱を抑制するためには、駆動回路６０の内部抵抗を低減する必要があるため、駆動回路６０内のトランジスタの大きさを確保する必要があったが、駆動回路６０を熱伝導部材３５に熱伝導可能に接続し、この熱伝導部材３５をインク導入路２１が設けられた液体導入部材３０に熱伝導可能に接続することで、熱伝導部材３５、液体導入部材３０及びケースヘッド２０によって駆動回路６０の熱を放熱することができるため、トランジスタの大きさを確保する必要がない。したがって、駆動回路６０の内部抵抗を低減する必要がなく、駆動回路６０を小型化することができると共にコストを低減することができる。
【００３５】
また、駆動回路６０の発熱を抑制することができるため、駆動回路６０に与える電流を大きくしてインク吐出特性を向上することができると共に、インクの連続吐出性能を向上することができる。すなわち、駆動回路６０は、電流を大きくすることで発熱が大きくなると共に、連続吐出させることで放熱時間が短くなるため、駆動回路６０を流れる電流やインクの連続吐出性能が制限されてしまうが、ケースヘッド２０及び熱伝導部材３５によって駆動回路６０の熱を放熱することにより、駆動回路６０を流れる電流を大きくすることができると共にインクの連続吐出を短い間隔で長時間行わせることができる。
【００３６】
また、駆動回路６０をインク導入路２１が設けられた液体導入部材３０に熱伝導部材３５を介して熱伝導可能に接続することによって、液体導入部材３０のインク導入路２１を流れるインクを加熱することができる。このように、インクを加熱することによってインクの粘度を下げることができるため、インクジェット式記録ヘッド１０から高粘度インクを吐出させることができる。すなわち、駆動回路６０の熱で液体導入部材３０を介して高粘度インクを加熱することで、高粘度インクの粘度を低くすることができ、通常の粘度と同様の吐出特性で吐出させることができる。また、圧電素子１７のインク粘度に伴う駆動条件として設定する温度範囲において、低温側の設定、例えば、０℃〜４０℃の温度範囲の場合には、０℃側の温度を高くすることができる。これにより、駆動条件の制限を広げて、所望の吐出特性でインクを吐出することができ、高品質の印刷を実現できる。
【００３７】
さらに、熱伝導部材３５とは別部材として液体導入部材３０を設けることで、インクの粘度に応じてインクを加熱したい温度となるように液体導入部材３０を変更することができる。すなわち、熱伝導部材３５と圧電素子１７とは一体的に形成されてケースヘッド２０に固定されるため、この熱伝導部材３５の材料を変更することなく、液体導入部材３０のみをインクを加熱したい温度に応じて適宜変更することができるため、製造コストを低減することができる。
【００３８】
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの断面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００３９】
図３に示すように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０Ａは、流路ユニット１６と、圧電素子ユニット１８と、ケースヘッド２０Ａとを具備する。
【００４０】
流路ユニット１６には、図示していないが、複数の圧力発生室１１毎に共通するリザーバ２２が２つ設けられている。
【００４１】
また、ケースヘッド２０Ａには、各リザーバ２２に連通するインク導入路２１が設けられた液体導入部材３０Ａ、３０Ｂがそれぞれ設けられている。本実施形態では、ケースヘッド２０Ａに２つの液体導入部材３０Ａ、３０Ｂがそれぞれ保持される２つの保持孔３９Ａ、３９Ｂを設け、各保持孔３９Ａ、３９Ｂに液体導入部材３０Ａ、３０Ｂが保持されている。なお、流路ユニット１６のインク導入口２９は、特に図示していないが、各液体導入部材３０Ａ、３０Ｂに連通して２つ設けられている。
【００４２】
また、熱伝導部材３５は、ケースヘッド２０Ａの段差部３８に固定されると共に、２つの液体導入部材３０Ａ、３０Ｂにそれぞれ接着剤７１Ａ、７１Ｂによって熱伝導可能に接続されている。
【００４３】
このようなインクジェット式記録ヘッド１０Ａでは、２つのリザーバ２２にそれぞれ異なるインクを供給することができ、１つのインクジェット式記録ヘッド１０Ａから２種類のインクを吐出させることができる。そして、種類の異なるインクに応じて、液体導入部材３０Ａ、３０Ｂとして異なる材料を用いることができる。すなわち、インクの種類や粘度に応じて、液体導入部材３０Ａ、３０Ｂとして熱伝導率の異なる材料を用いることができ、駆動回路６０の熱を熱伝導部材３５を介して液体導入部材３０Ａ、３０Ｂに伝わらせてインクを加熱した際に、インクを加熱する温度をそれぞれ調整することができる。これにより、異なる粘度のインクを同じ吐出特性で吐出することや、インクに応じた吐出特性に調整して吐出させることができる。
【００４４】
勿論、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０Ａであっても、上述した実施形態１と同様に駆動回路６０の熱を放熱して駆動回路６０を小型化することができると共にコストを低減することができる。
【００４５】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態２では、２つの液体導入部材３０Ａ、３０Ｂを設けるようにしたが、液体導入部材３０Ａ、３０Ｂの数及び位置は特にこれに限定されるものではなく、例えば、ケースヘッド２０に１つの保持孔３９を設け、２つの液体導入部材３０Ａ、３０Ｂが互いに当接した状態で１つの保持孔３９に保持されるようにしてもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態１及び２では、液体導入部材３０、３０Ａ、３０Ｂをケースヘッド２０の厚さ方向に亘って設けるようにしたが、液体導入部材３０、３０Ａ、３０Ｂは、少なくとも熱伝導部材３５が接続される領域のみに設けられていればよい。すなわち、熱伝導部材３５が熱伝導可能に接続される領域、すなわちケースヘッド２０の配線基板４０側のみに液体導入部材を設け、ケースヘッドの流路ユニット１６側に液体導入部材のインク導入路に連通する連通路を設けて、これらでインク導入路を構成してもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図４は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
【００４８】
図４に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００４９】
そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００５０】
なお、上述した実施形態１では、液体噴射ヘッドとしてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｉ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １０、１０Ａ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 １１ 圧力発生室、 １２ 流路形成基板、 １３ ノズル開口、 １４ ノズルプレート、 １５ 振動板、 １６ 流路ユニット、 １７ 圧電素子、 １８ 圧電素子ユニット、 １９ 収容部、 ２０ ケースヘッド、 ２１ インク導入路（液体導入路）、 ３０、３０Ａ、３０Ｂ 液体導入部材、 ３５ 熱伝導部材、 ４０ 配線基板、 ５０ フレキシブルプリント基板、 ６０ 駆動回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧電素子及び該圧電素子の基端部が固定される熱伝導部材とからなる圧電素子ユニットと、
該圧電素子ユニットが収容される収容部を有するケースヘッドと、
前記圧電素子に接続されて当該圧電素子を駆動する駆動回路が実装されたフレキシブルプリント基板とを具備し、
前記駆動回路が、前記熱伝導部材に接続されていると共に、前記ケースヘッドの少なくとも前記熱伝導部材が接合される領域には、当該ケースヘッドの他の領域よりも熱伝導率の高い材料からなり、且つ前記圧力発生室に液体を供給する液体導入路が設けられた液体導入部材が設けられており、前記熱伝導部材と前記液体導入部材とが接続されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記液体導入部材が複数個設けられて、複数の前記液体導入路が設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記ケースヘッドが、樹脂材料からなると共に、前記液体導入部材が金属材料からなることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧電素子及び該圧電素子の基端部が固定される熱伝導部材とからなる圧電素子ユニットと、
該圧電素子ユニットが収容される収容部を有するケースヘッドと、
前記圧電素子に接続されて当該圧電素子を駆動する駆動回路が実装されたフレキシブルプリント基板とを具備し、
前記駆動回路が、前記熱伝導部材に接続されていると共に、前記ケースヘッドの少なくとも前記熱伝導部材が接合される領域には、当該ケースヘッドの他の領域よりも熱伝導率の高い材料からなり、且つ前記圧力発生室に液体を供給する液体導入路が設けられた液体導入部材が設けられており、前記熱伝導部材と前記液体導入部材とが接続されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記液体導入部材が複数個設けられて、複数の前記液体導入路が設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記ケースヘッドが、樹脂材料からなると共に、前記液体導入部材が金属材料からなることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１６６３４６（Ｐ２００９−１６６３４６Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６５１６（Ｐ２００８−６５１６）
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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