JP2010201926A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】吐出口列の延びる方向に直行する方向への、領域ごとの温度分布の差を小さく抑えることのできる液体吐出ヘッドを提供すること。
【解決手段】インク供給口１９は、吐出口列の延びる方向に直交する方向において、複数の吐出口列の間に配置されると共に、吐出口列の延びる方向に複数配列されている。そして、吐出口列の間のそれぞれにおいて、吐出口列の延びる方向に配列する複数のインク供給口１９の間には梁２７が形成されている。複数配列されたインク供給口１９の列のうちの第一のインク供給口の列３１の間に形成された第一の梁２７ａと、第一のインク供給口の列３１よりも内側に形成された第二のインク供給口の列３２の間に形成された第二の梁２７ｂとを比較する。このとき、第一の梁２７ａにおける熱抵抗は、第二の梁２７ｂにおける熱抵抗よりも大きい。
【選択図】図６

Description

本発明は記録媒体に対して液体を吐出するための液体吐出ヘッドに関する。

今日、高精細な画像を高速で記録することができるとともに、特別な処理を施していない記録媒体に対しても記録を行うことができることから、インクジェット記録装置が広く普及している。このインクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッドには種々の吐出方式があり、この吐出方式としては、インクを加熱発泡させたエネルギで吐出させる方式や圧電素子を利用した方式がある。これらのインクジェット記録ヘッドにおいて、近年、さらなる高画質および、記録の高速化の要求がある。

このようなインクジェット記録装置によって記録が行われる場合、高品位記録画像を得るためには、記録ヘッド内の吐出口間の吐出量のばらつきを小さくすることが求められる。ここで、記録ヘッドから吐出されるインク特性は、吐出口近傍の温度によって変化し、インク吐出量もこの変化に応じて変化する。特に吐出口列内の温度分布が不均一である場合には、インクの吐出量が不均一となることから、記録画像に、温度分布に対応したムラが生じる場合がある。これにより、記録画像の画像品位が低下する場合がある。

このため、記録ヘッドの領域ごとの温度分布が不均一になることを抑えるために、種々の改善が行われている。記録ヘッドの領域ごとの温度分布が不均一になることにより、記録画像の画像品位を高く維持するために、特許文献１には各吐出口列への印字データの配分割合を増減させ吐出口列間の温度差を小さくする技術が開示されている。

記録ヘッドとしては、図１０に示される形式の記録ヘッドが広く知られている。この形態の記録ヘッドは、複数の吐出口１０１からなる吐出口列が複数並べられ、吐出口列の間に吐出口列に沿って延びるインク供給口１０２が形成されている。そして、インク供給口１０２からその両側の吐出口列を構成するそれぞれの吐出口１０１に係る流路、圧力室にインクを供給して圧力室に設けられたヒータ１０３の発熱によってインクを吐出する。この形態によれば、吐出口１０１を比較的高い密度で配列できるという利点がある。

特開２００７−１３６７２７号公報

図１０に示されているようなインク供給口１０２が吐出口列の間に吐出口列に沿って延びその吐出口列及びインク供給口１０２のユニットが、連続して複数配置されて平行に延びている構成の記録ヘッドについて考慮する。このような記録ヘッドが採用された場合、インク供給口が吐出口列によって挟まれる形状の記録ヘッドにおいて複数の吐出口列が平行に形成されるので、インク供給口によって挟まれた吐出口列が形成される場合がある。

このような構成の記録ヘッドにおいては、記録ヘッドに形成された吐出口列ごとにそこからの放熱量を比較した場合、複数の吐出口列のうち外側に形成された吐出口列からの放熱量は、内側に形成された吐出口列からの放熱量よりも多い。従って、外側に形成された吐出口列では、そこでの温度上昇が抑えられる傾向にある。これは、外側の吐出口列が、記録ヘッドの外部に近い位置に形成されているためである。これに対して、内側に形成されている吐出口列は、記録ヘッドの外部までの距離が遠く、また、吐出口列がインク供給口に挟まれるように形成される場合がある。

一般に、記録ヘッドを形成するシリコン基板あるいはアルミナチッププレートの熱伝導率はインクの熱伝導率よりも高いので、吐出口列がインク供給口によって挟まれて形成されていれば、インク供給口の方へ放熱され難い。このように、インク供給口が、吐出口列の延びる方向に直交する方向への放熱を妨げる場合がある。このため、記録ヘッドにおける基板の内側に形成された吐出口列における記録素子から発生された熱は、外側に形成された吐出口列と比べて、放熱される熱量が比較的少ない。これに対して、基板の外側に形成された吐出口列においては、基板の外部までの距離が近く、また基板への放熱のための経路が確保されている。従って、外側に形成されている吐出口列で熱が発せられても、比較的多くの熱量が基板の外部に放熱される。つまり、基板の外側に形成されている吐出口列の記録素子で熱が発せられても、記録素子から吐出口列の延びる方向に直交する方向へ比較的多くの熱量が放熱される。

このように、複数の吐出口列のうち基板の外側に形成された吐出口列は放熱される熱量が比較的多く、その部分での温度上昇が抑えられるのに対し、基板の内側に形成された吐出口列は放熱される熱量が比較的少ないので、その部分での温度が上昇し易い。このように記録ヘッドの領域ごとに温度差が生じ、温度分布が不均一になる虞がある。一般に、記録ヘッドにおける吐出口周辺の温度が高温になるほど、その吐出口から吐出されるインク吐出量は増加する。そのため、記録ヘッドの領域ごとの温度が不均一になると、吐出口からのインク吐出量も吐出口の形成された領域ごとに不均一になり、記録画像の濃度ムラを生じさせ画像品位を低下させる原因になる虞がある。

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、吐出口列の延びる方向に直行する方向への、領域ごとの温度分布の差が小さく抑えられる液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

本発明の液体吐出ヘッドによれば、液体を吐出する複数の吐出口がそれぞれ配列された複数の吐出口列と、液体を吐出するために利用されるエネルギを発生する記録素子と、該記録素子に液体を供給する液体供給口と、が設けられた基板と、前記液体供給口及び前記吐出口に連通し、前記記録素子を含む圧力室と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、前記液体供給口は、前記吐出口列の延びる方向に直交する方向において、前記複数の吐出口列の間に配置されると共に、前記吐出口列の延びる方向に複数配列され、前記吐出口列の間のそれぞれにおいて、前記吐出口列の延びる方向に配列する複数の前記液体供給口の間には梁が形成され、前記複数配列された液体供給口の列のうちの第一の液体供給口の列の間に形成された第一の梁と、該第一の液体供給口の列よりも前記吐出口列の延びる方向に直交する方向の内側に形成された第二の液体供給口の列の間に形成された第二の梁とを比較すると、前記第一の梁における熱抵抗は、前記第二の梁における熱抵抗よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、液体吐出ヘッドにおける領域ごとの温度分布の差を小さくすることができるので、液体吐出ヘッドから吐出される液体の特性が液体吐出ヘッドの領域ごとに変化せず、比較的均一な特性の液体を吐出することができる。従って、液体吐出ヘッドから吐出された液体によって記録された記録画像に濃度ムラ等が生じることが抑えられ、記録画像の品質が高く維持される。

本発明の第一実施形態に係る記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の外観を示した斜視図である。 図１のインクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドを斜め下方から見た斜視図である。 図２の記録ヘッドと、それに搭載されるインクタンクを示した斜視図である。 図２の記録ヘッドにおける要部について一部を破断して内部の構造を示した平面図である。 図４の記録ヘッドにおけるＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 （ａ）は図４の記録ヘッドにおいて、一部の吐出口について抜き出して拡大した平面図であり、（ｂ）はその記録ヘッドの位置に対応した温度分布を示したグラフである。 比較例の記録ヘッドにおける要部について拡大して示した平面図である。 本発明の第二実施形態に係る記録ヘッドの要部について拡大して示した平面図である。 本発明の第三実施形態に係る記録ヘッドの要部について拡大して示した平面図である。 従来の記録ヘッドについて一部を破断して内部の構造を示した平面図である。

以下、本発明を実施するための実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

（第一実施形態）
本発明のインクジェット記録ヘッドを適用可能なインクジェット記録装置について説明する。図１は、本実施形態におけるインクジェット記録装置１００の機構部分の外観を示した図であり、図２は、このインクジェット記録装置１００に搭載される液体吐出ヘッドとしての記録ヘッド１０を含めたヘッドカートリッジの外観を示した図である。さらにその記録ヘッド１０の外観及び記録ヘッド１０に搭載されるインクタンク１５を図３に示す。すなわち、本実施形態におけるインクジェット記録装置のシャシー１は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材により構成され、このインクジェット記録装置の骨格をなす。シャシー１には、媒体給送部２と、媒体搬送部４と、記録部と、ヘッド回復部５とが組み付けられている。媒体給送部２は、図示しないシート状の記録媒体をインクジェット記録装置１００の内部へと自動的に給送する。媒体搬送部４は、媒体給送部２から１枚ずつ給送される記録媒体を所望の記録位置へ導くと共にこの記録位置から媒体排出部３へと記録媒体を導く。記録部は、記録位置に搬送された記録媒体に所定の記録動作を行う。ヘッド回復部５は、記録部に対する回復処理を行う。

記録部は、キャリッジ軸６に沿って走査移動可能に支持されたキャリッジ７と、このキャリッジ７にヘッドセットレバー８を介して着脱可能に搭載されるヘッドカートリッジ９とからなる。

ヘッドカートリッジ９が搭載されるキャリッジ７には、キャリッジカバー１１と、ヘッドセットレバー８とが設けられている。キャリッジカバー１１は、ヘッドカートリッジ９の記録ヘッド１０をキャリッジ７上の所定の装着位置に位置決めするために取り付けられている。ヘッドセットレバー８は、記録ヘッド１０のタンクホルダ１２と係合して記録ヘッド１０を所定の装着位置に位置決めするように押圧する。着脱手段としてのヘッドセットレバー８は、キャリッジ７の上部に図示しないヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられている。また、記録ヘッド１０とヘッドセットレバー８との係合部には、ばね付勢される図示しないヘッドセットプレートが設けられ、このヘッドセットプレートのばね力によって記録ヘッド１０を押圧しながらキャリッジ７に装着するようになっている。

記録ヘッド１０に対するキャリッジ７の別の係合部には、コンタクトフレキシブル記録ケーブル（以下、コンタクトＦＰＣともいう）１３の一端部が連結されている。コンタクトＦＰＣ１３の一端部に形成された図示しないコンタクト部と、記録ヘッド１０に設けられた外部信号入力端子であるコンタクト部１４とが電気的に接触し、記録のための各種情報の授受や記録ヘッド１０への電力の供給などを行い得るようになっている。

コンタクトＦＰＣ１３のコンタクト部とキャリッジ７との間には、図示しないゴムなどの弾性部材が設けられている。この弾性部材の弾性力とヘッドセットプレートによる押圧力とによって、コンタクトＦＰＣ１３のコンタクト部と記録ヘッド１０のコンタクト部１４との確実な接触を可能とするようになっている。コンタクトＦＰＣ１３の他端部は、キャリッジ７の背面に搭載された図示しないキャリッジ基板に接続されている。

本実施形態におけるヘッドカートリッジ９は、液体としてのインクを貯留するインクタンク１５と、このインクタンク１５から供給されるインクを記録情報に応じて吐出口から吐出させる記録ヘッド１０とを有する。本実施形態の記録ヘッド１０は、キャリッジ７に対して着脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式を採用している。

また、本実施形態では写真調の高画質なカラー記録を可能とするため、例えば黒色，淡シアン色，淡マゼンタ色，シアン色，マゼンタ色および黄色の各色インクが独立した６個のインクタンク１５を使用可能としている。各インクタンク１５には、ヘッドカードリッジ９に対して係止し得る弾性変形可能な取り外し用レバー１６が設けられ、この取り外し用レバー１６を操作することにより、図３に示すように、記録ヘッド１０に対してそれぞれ取り外し可能となっている。従って、取り外し用レバー１６は、着脱手段の一部として機能するものである。また、記録ヘッド１０は、素子基板１７等を有して構成されている。

次に、本実施形態の記録ヘッド１０について説明する。図４には、記録媒体側から見た本実施形態の記録ヘッド１０を模式的に示し、一部を破断した平面図が示されている。また、図５には、図４の記録ヘッド１０におけるＶ−Ｖ線に沿う断面図が示されている。

図５に示されるように、本実施形態の記録ヘッド１０は、素子基板１７にオリフィスプレート２２が接合されて形成されている。オリフィスプレート２２には、インクを記録媒体に吐出する複数の吐出口１８が形成されている。また、基板としての素子基板１７には、インクを吐出するために利用されるエネルギを発生する発熱素子２４と、発熱素子２４にインクを供給する液体供給口としてのインク供給口１９とが形成されている。また、図４に示される記録ヘッド１０のうち吐出口列が形成されている部分において、オリフィスプレート２２における素子基板１７側の一部が凹むようにオリフィスプレート２２が凹状に形成されている。これにより、素子基板１７とオリフィスプレート２２との間にインク液室２３が画成されて記録ヘッド１０が形成される。このように、インク液室２３は、インク供給口１９に連通し、オリフィスプレートと基板との間に形成されている。また、素子基板１７には、インク液室２３に面し吐出口１８に対応した位置に、吐出口１８からインクを吐出させるためのエネルギを発生する記録素子が配置されている。本実施形態では、記録素子は、通電に応じて発熱する電気熱変換型の発熱素子２４である。

図６（ａ）に、図４の記録ヘッド１０の吐出口列において、一部の吐出口について抜き出して拡大した平面図を示す。図５及び図６（ａ）に示されるように、本実施形態では、発熱素子２４を有する吐出口列が４列形成され、インク供給口１９によって形成されているインク供給口の列がその吐出口列を挟むように５列形成されている。本実施形態では、一つの素子基板１７には、一色のインクのみが供給されている。

素子基板１７には、記録ヘッド１０にインクを導入するために素子基板１７を貫通してインク供給口１９がインク液室２３に連通するように形成されている。オリフィスプレート２２には、インク液室２３に連通してインク液室２３の内部に貯留されたインクを記録ヘッドの外部に吐出するように吐出口１８が形成されている。また、インク液室２３内には、素子基板１７とオリフィスプレート２２との間に荷重を受け持つようにノズル壁２１が複数設けられている。本実施形態では、ノズル壁２１はＨ形に形成され、これが発熱素子２４を挟むように隣り合う発熱素子２４の間に配置されることで、ノズル壁２１の間に発熱素子２４が配置された圧力室２５が形成される。本実施形態では、一つの圧力室２５につき二つの連通口２９が形成されており、圧力室２５とインク供給口１９とがこれら二つの連通口２９を介して連通している。このように、圧力室２５が、インク液室２３の内部に形成され、インク供給口１９と連通する連通口２９を有し、発熱素子２４を含んで形成されている。圧力室２５をこのように形成することで、圧力室２５を画成する壁面の形状を対称にし、圧力室２５に流入するインク流れを対称にしている。インク供給口１９は、所定の数の吐出口１８ごとに割り当てられて形成される。本実施形態では、一つのインク供給口１９が二つの吐出口１８に対してインクを供給するように、一つのインク供給口１９に二つの吐出口１８が割り当てられるように、インク供給口１９が形成されている。

本実施形態では、インク供給口１９は、吐出口列の延びる方向に直交する方向において、複数の吐出口列の間に配置されている。また、インク供給口１９は、吐出口列の延びる方向に複数配列されている。本実施形態では、インク供給口１９は、吐出口列の延びる方向に直交する方向において５列に形成されている。また、本実施形態では、複数のインク供給口１９の列のうち、両側の最も外側に形成されている二列のインク供給口１９は、素子基板１７における吐出口列の延びる方向に直交する方向において、最も外側に形成された吐出口列よりもさらに外側に配列されている。

インクを吐出させる際には、まず発熱素子２４に通電し、電気エネルギを熱に変換させることで発熱素子２４を発熱させる。これにより、発熱素子２４に面した圧力室２５の内部で発熱素子２４上に位置したインクが膜沸騰し、気泡が生じる。圧力室２５の内部で気泡が生じる際に圧力が発生するので圧力室２５内部のインクは発生した圧力によって発熱素子２４の上方に位置したインクは吐出口１８の方へ押され、インクが吐出口１８から吐出される。吐出口１８から吐出されたインクは、記録媒体における所定位置に着弾することになる。

本実施形態の記録ヘッド１０においては、インク供給口１９から、発熱素子２４の配置された圧力室２５へ供給されるインクの入口が、ノズル壁２１の間に発熱素子２４を挟むように二つ形成され、圧力室２５の形状が発熱素子２４を挟んで対称に形成されている。圧力室２５が発熱素子２４を挟んで対称に形成されているので、インクの吐出後、圧力室２５にインクがリフィルされる際には、インクの流れに偏りが生じずにバランス良くインクが供給され、インク流れが発熱素子２４を挟んで対称になる。従って、次にインクが吐出される際に発熱素子２４の駆動によって気泡が生成された際にインク流れによって気泡が偏って変形せず、気泡がバランス良く成長して形成される。従って、インクが吐出口を通って真っ直ぐに吐出されることになり、インクの着弾精度が向上する。また、圧力室２５を画成する壁面の形状が発熱素子２４を挟んで対称に形成されているので、圧力室２５を画成する壁面によって気泡が偏って変形することが抑えられ、生成される気泡がバランス良く成長することになる。これにより、インクの着弾精度がさらに向上する。

従って、本実施形態の記録ヘッド１０によって液滴が吐出されれば、インクを吐出したときの吐出された液滴の尾引き部分に偏りが生じず、インクの着弾精度が高く維持される。また、インクの尾引き部分が太く真っ直ぐに保たれるので、吐出後の液滴における主滴以外の副滴の部分が比較的大きく保たれる。従って、サテライトが大きくなり気流の影響を受け難くなるので、ミストとして浮遊するインクの量が少なく抑えられ、記録媒体の記録面の汚れが生じることが抑えられる。これにより、記録によって得られる画像の品質が高く維持される。また、浮遊するミストが記録装置に付着することを抑えることができ、これによって記録装置の信頼性を高めることができる。

また、本実施形態では、素子基板１７に形成されているインク供給口１９が複数に隔てられて形成されている。そして、複数に隔てられて形成されているインク供給口１９の間には、梁２７が形成されている。従って、本実施形態の記録ヘッド１０からインクが吐出される際に発熱素子２４から発せられる熱は、梁２７を通して素子基板１７の外側に伝えられ、素子基板１７の外部に放熱されている。また、インク供給口１９の間に梁２７が形成されていることで、発熱素子２４を駆動させるための配線類を梁２７の内部を通して配置することができる。このように、吐出口列の間のそれぞれにおいて、吐出口列の延びる方向に配列する複数のインク供給口１９の間には、梁２７が形成されている。

ところが、インク供給口１９の間に形成された梁２７による放熱の際の放熱量は、梁２７の形成された位置によって異なる。素子基板１７における吐出口列の延びる方向に直交する方向の外側に形成されている梁２７では、素子基板１７の外部に近く、また温度勾配も比較的大きいことから、効率的に放熱され、そこからの放熱量は比較的大きい。従って、素子基板１７における吐出口列の延びる方向に直交する方向の外側に形成された吐出口列での温度上昇は少なく抑えられる。これに対して、素子基板１７の吐出口列の延びる方向に直交する方向の内側に形成された吐出口列では、放熱される素子基板１７の外側までの距離が遠いため発熱素子から支持基板までの熱抵抗が大きい。そのため、素子基板１７における吐出口列の延びる方向に直交する方向の内側に形成された吐出口列では、そこからの放熱量が比較的小さく、比較的大きな温度上昇が生じる場合がある。これにより、吐出口列の延びる方向に直交する方向に関して、外側に形成された吐出口列と内側に形成された吐出口列との間で温度差が生じる可能性がある。前述したように、記録ヘッド１０において、領域ごとに温度分布が不均一となった場合、領域ごとに吐出されるインクの特性が異なり、記録画像の品質が低下する虞が生じる。

比較例として、梁２７の幅が記録ヘッド１０の外側と内側とで変化しない形式の記録ヘッドを図７（ａ）に示す。また、そのときの記録ヘッド１０の位置と、その位置に応じた温度分布との関係について、吐出口列の延びる方向に直交する方向に亘って示したグラフを図７（ｂ）に示す。

図７（ａ）に示される記録ヘッドにおいては、記録ヘッドの外側に形成された吐出口列Ａと放熱部としての駆動回路部３０との間の距離をＤＡとし、内側に形成された吐出口列Ｂと駆動回路部３０との間の距離をＤＢとしている。このとき、素子基板の内側に配列された吐出口列Ｂと放熱部としての駆動回路部３０との間の距離ＤＢが、素子基板の外側に形成された吐出口列Ａにおける駆動回路部３０までの距離ＤＡよりも大きい。従って、この比較例では、吐出口列Ｂで発せられる熱は吐出口列Ａよりも放熱され難く、吐出口列Ｂの周辺の領域の方が吐出口列Ａの周辺の領域より温度が上昇し易い。このように、素子基板の外側に配置されている放熱部までの距離に応じてその吐出口列からの放熱量が変わることから、素子基板の外側と内側とで記録ヘッドの領域ごとの温度分布が不均一になる。このときの記録ヘッドの温度分布について、図７（ｂ）に示されている。

図７（ｂ）に示されるように、この比較例の記録ヘッドにおける温度分布は、素子基板の中央に近い位置が高温になり、外側へいくほど温度が下がる傾向にある。一般に吐出口が高温になるほどインク吐出量は増加する。従って、外側の吐出口列と内側の吐出口列とで吐出されるインクの吐出量が異なり、比較例の記録ヘッドでは、記録画像に濃度ムラが生じて記録画像の品質を低下させる虞がある。

しかしながら、本実施形態の記録ヘッド１０では、記録ヘッド１０における吐出口列の延びる方向に直交する方向の外側と内側とで梁２７の断面積及び長さに差が設けられ、それぞれの梁２７ごとに伝熱の際の熱量が異なるように梁が形成されている。

図６に示されるように、素子基板１７の吐出口列の延びる方向に直交する方向の最も外側に形成されている吐出口列を吐出口列Ａとし、それ以外の内側に形成された吐出口列を吐出口列Ｂとする。このとき、上述したように、記録ヘッド１０の外側に形成されている吐出口列Ａは、素子基板１７の外端部に近い位置に形成されていることで放熱され易く、内側の吐出口列Ｂは放熱され難い。このことから、本実施形態では、梁２７ａと梁２７ｂとの間で、インク供給口列の間の梁２７の吐出口列の延びる方向に直交する方向に沿う長さＬ、吐出口列の延びる方向に沿う長さＷ、及び厚さＴの値が式１を満たすようにインク供給口１９が形成される。
（ＬＡ）／（ＷＡ×ＴＡ）＞（ＬＢ）／（ＷＢ×ＴＢ） ・・・ 式１
ここで、式１のＬＡは記録ヘッド１０の外側に形成されている梁２７ａにおける吐出口列の延びる方向に直交する方向に沿う長さであり、ＷＡは梁２７ａにおける吐出口列の延びる方向に沿う長さであり、ＴＡは梁２７ａにおける厚さである。また、ＬＢは記録ヘッド１０の内側に形成されている梁２７ｂにおける吐出口列の延びる方向に直交する方向に沿う長さであり、ＷＢは梁２７ｂにおける吐出口列の延びる方向に沿う長さであり、ＴＢは梁２７ｂにおける厚さである。

このように、本実施形態では、梁２７の、吐出口列の延びる方向への長さとしての幅Ｗを変えて形成されているので、それに応じて梁２７の断面積が変わり、梁２７による伝熱量が変わることで梁２７を介した放熱量が変わる。

ここで、以下、吐出口列の延びる方向に直交する方向に延びた梁において、吐出口列の延びる方向に沿い、梁の延びる方向に直交する方向に沿った梁の長さのことを梁の幅Ｗとする。また、吐出口列の延びる方向に直交する方向に沿い、梁の延びる方向に沿う梁の長さのことを梁の長さＬとする。

そして、本実施形態では、素子基板１７の外端の近くに位置し、温度勾配も比較的大きい外側の梁２７ａの幅ＷＡを比較的小さく形成し、素子基板１７の内側に位置し、温度勾配が比較的小さい内側の梁２７ｂの幅ＷＢを比較的大きくしている。このように、外側の梁２７ａの幅ＷＡを小さくし内側の梁２７ｂの幅ＷＢを大きくするので、外側の梁２７ａの断面積が小さく形成され、内側の梁２７ｂの断面積が大きく形成される。すなわち、図６（ａ）に示されるように、複数配列されたインク供給口１９の列のうちの外側に形成された第一の液体供給口の列としての第一のインク供給口の列３１の間に、第一の梁２７ａが形成されているものとする。また、第一のインク供給口の列３１よりも前記吐出口列の延びる方向に直交する方向の内側に、第二の液体供給口の列としての第二のインク供給口の列３２の間に第二の梁２７ｂが形成されているものとする。このとき、これらの第一の梁２７ａと第二の梁２７ｂとを比較すると、第一の梁２７ａにおける熱抵抗は、第二の梁２７ｂにおける熱抵抗よりも大きい。また、本実施形態では、第一のインク供給口の列３１は、複数配列されたインク供給口の列のうち、吐出口列の延びる方向に直交する方向の最も外側に形成されている。

これにより、記録ヘッドの外部への放熱量の多かった外側の吐出口列では、第一の梁２７ａの熱抵抗が比較的大きく、梁での伝熱量が減少して吐出口列からの放熱量が減少することで、その吐出口列周辺の温度が上昇し、内側の吐出口列の温度に近付く。その一方、吐出口列の間の領域では、第二の梁２７ｂでの熱抵抗が比較的小さく、伝熱が促進されて吐出口列ごとの温度の差が小さくなる。

本実施形態においては、各吐出口列の吐出口１８は、それぞれ６００ｄｐｉで形成されている。また、インク供給口１９の列は、二つの吐出口１８につき一つのインク供給口１９が割り当てられるように、３００ｄｐｉで形成されている。また、それぞれのインク供給口１９の開口深さと、それぞれの梁２７の厚みＴは、略等しく、１００μｍ程度で、吐出口列内でほぼ一定である。それぞれのインク供給口１９は、それぞれの吐出口１８へのインク供給性能を満たすように一定の面積（本実施例では２８００μｍ²以上）を必要とする。ここで式１を満たすようにインク供給口１９が形成されると、梁２７ａの列ではインク供給口のサイズは（長さＬＣ×幅ＷＣ）＝４０μｍ×７０μｍとし、記録ヘッド１０の外側に形成された梁２７ａの幅はＷＡ＝１４．５μｍとしている。また、内側に形成された梁２７ｂの列のインク供給口のサイズは（長さＬＤ×幅ＷＤ）＝５４μｍ×５２μｍとし、梁２７ｂの幅はＷＢ＝３２．５μｍとしている（図６（ａ））。

図６（ｂ）には、図６（ａ）に示される記録ヘッド１０の位置と、その位置に応じた温度分布を、吐出口列の延びる方向に直交する方向に亘って示したグラフが示されている。ここで、図７（ｂ）に示されたインク供給口の間に形成された梁の幅を変えずに形成された比較例の温度分布と、図６（ｂ）に示される本実施形態の記録ヘッド１０の温度分布との比較を行う。図６（ｂ）と図７（ｂ）の温度分布をそれぞれ比較すると、本実施形態の記録ヘッド１０による検出結果の図６（ｂ）は、吐出口列の形成されている領域の外側の梁部２７ａではその部分の温度勾配が図７（ｂ）のグラフに比べて急である。従って、図6（ｂ）における吐出口列Aの温度は図７（ｂ）の吐出口列Ａよりも高温になり、吐出口列Ｂとの温度差が相対的に小さくなっている。さらに図6（ｂ）のWBをより太くすることで温度差を均一にする効果はより大きくなる。吐出口列同士の温度差は比較的小さく、それらの吐出口列の間で吐出されるインク特性の差が小さくなることが期待できる。

このように、記録ヘッド１０における領域ごとの温度分布の差を小さくするので、吐出口１８から吐出されるインクのインク特性における領域ごとの差が少なく抑えられる。これにより、記録ヘッド１０の全体に亘って比較的均一な特性のインクによって吐出されることが可能になるので、記録によって得られる画像の品質を高く維持することができる。

なお、本実施形態では、一つの素子基板１７には、一色のインクのみが供給されていることとしたが、本発明はこれに限定されず、インクの色は一色でなく二色以上であっても良い。また、インクの色についても限定されない。

（第二実施形態）
次に、図８を用いて、第二実施形態について説明する。なお、上記第一実施形態と同様に構成される部分については図中同一符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図８に、本発明の第二実施形態の記録ヘッド１０’の内部の構造を模式的に示した平面図を示す。

第一実施形態の記録ヘッドにおいては、インク供給口１９の間に形成された梁２７の幅の大きさを記録ヘッドの内側と外側とで異ならせることで、記録ヘッドの領域ごとの温度分布を均一にしている。第二実施形態の記録ヘッド１０’においては、それに加えて記録ヘッド１０’の内側の吐出口列と外側の吐出口列との間でインクの吐出量を異ならせている。具体的には、図８に示される記録ヘッド１０’の外側に形成された吐出口列Ａによるインク吐出量を、内側に形成された吐出口列Ｂによるインク吐出量よりも多くなるように記録ヘッド１０’が形成されている。ここで、本実施形態では、吐出口列の延びる方向に直交する方向において、外側に形成されている吐出口列を第一の吐出口列Ａとし、内側に形成されている吐出口列を第二の吐出口列Ｂとする。このとき、複数の吐出口列のうち、第一の吐出口列Ａにおける吐出口からのインクの吐出量は、第一の吐出口列Ａよりも内側に形成されている第二の吐出口列Ｂにおける吐出口からのインクの吐出量よりも多くしている。

本実施形態においては、内側に形成された吐出口列Ｂは１〜３ｐｌの吐出量となるように吐出口１８及び発熱素子２４が形成され、外側に形成された吐出口列Ａにおいては、５〜７ｐｌの吐出量となるように吐出口１８及び発熱素子２４が形成されている。一般に、発熱素子を用いた記録ヘッドでは、吐出量は吐出口の直径に比例する。従って、吐出量の小さい吐出口列Ｂの吐出口径は吐出口列Ａの吐出口径よりも小さい。吐出口径が小さいと吐出口内を流れる際にインクが受ける抵抗が大きくなり、インク吐出の際のエネルギ効率が低下し、吐出口列周辺に熱が残り易くなる。従って、吐出口径が小さく、その吐出口の効率が低い程、吐出口周辺の温度が上昇し易い。これにより、その吐出口周辺の素子基板１７の温度が上昇し易くなる。

素子基板１７の温度が上昇すると、そこに配置されている発熱素子２４の有する熱量が大きくなるので、その発熱素子２４のエネルギ効率を向上させる。また、本実施形態では、吐出口列の間に形成されている梁２７ｂは比較的多くの熱を通すので、温度上昇のし難い外側に形成されている吐出口列周辺の素子基板１７の温度も上昇させる。従って、素子基板１７に配置されている発熱素子２４の全体に亘って発熱素子２４の吐出効率が向上して消費エネルギが低減される。

また、本実施形態では、記録ヘッド１０’の外側に形成された吐出口列Ａにおいて５ｐｌ以上の吐出量を吐出させる場合、発熱素子２４の面積はおよそ４８４μｍ²以上を必要とする。一方、吐出口列Ｂにおいて３ｐｌ以下の吐出量を吐出させる場合、発熱素子２４の面積はおよそ３２４μｍ²以下となる。このように、記録ヘッド内で吐出量を異ならせた場合、それに応じて発熱素子２４の面積に差が生じる。発熱素子２４が発する熱量はおおむね発熱素子２４の面積に比例する。従って、発熱素子２４から発せられる熱量に差が生じ、吐出口列Ｂにおける発熱素子２４の発熱量よりも吐出口列Ａにおける発熱量の方が大きくなる。

この発熱量の大きい発熱素子２４ａを素子基板１７の外端部に近い位置に形成されている吐出口列Ａに配置している。このように、最も温度の高くなり易い発熱素子２４を、記録ヘッドの最も外側に形成し、その部分において発生した熱が放熱され易いようにしている。こうすることで、素子基板１７全体の過度な温度上昇を抑えている。これにより、記録ヘッド１０’の信頼性が向上する。

（第三実施形態）
次に、図９を用いて、第三実施形態について説明する。なお、上記第一実施形態及び第二実施形態と同様に構成される部分については図中同一符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図９に、本発明の第三実施形態の記録ヘッド１０’’の内部の構造を模式的に示した平面図を示す。

第一実施形態及び第二実施形態の記録ヘッドにおいては、インク供給口１９の間に形成された梁２７の幅の大きさを記録ヘッドの内側と外側とで異ならせることで、記録ヘッドの領域ごとの温度分布を均一にしている。また、第一実施形態及び第二実施形態の記録ヘッドにおいては、四列形成された吐出口列の間及び吐出口列よりも外側の位置に、合わせて五列のインク供給口列が形成されている。

第三実施形態の記録ヘッド１０’’では、これに対し、インク供給口列は、それぞれの吐出口列の間のみ三列形成され、最も外側の吐出口列の外側にはインク供給口は形成されていない。本実施形態では、このように、インク供給口列の数を減らすことで記録ヘッド１０’’の小型化を図り、記録ヘッド１０’’を製造する際のコストを低減させている。

また、記録ヘッド１０’’の最も外側に形成されている吐出口列は、それぞれの吐出口がインク液室２３に対して一箇所でのみインク流路を介して連通しており、その吐出口はインク供給口１９からインク流路を介して一方向からのみインクが供給されるのみである。このように、本実施形態の記録ヘッド１０’’は、オリフィスプレート２２及び素子基板１７を記録媒体側から見たときに、一方向でのみインク供給口１９に面した吐出口１８ｂを有している。一方向でのみインク供給口１９に面した吐出口１８ｂの内側には、インク供給口列によって挟まれて形成されている吐出口１８ａによって形成された吐出口列が形成されている。このように、複数の吐出口列のうち、吐出口列の延びる方向に直交する方向において、最も外側に形成された吐出口列の吐出口１８ｂは、一方向にのみインク供給口１９に面している。

また、本実施形態では、記録ヘッド１０’’の外側に形成され、一方向でのみインク供給口１９に面した吐出口１８ｂのインク吐出量がおよそ５〜７ｐｌとなるように形成されている。そして、記録ヘッド１０’’の内側に形成され、インク供給口列によって挟まれて形成されている吐出口１８ａのインク吐出量がおよそ１〜３ｐｌとなるように形成されている。

本実施形態においても、発熱量の大きい発熱素子２４ａを記録ヘッド１０’’の外端部に近い位置の吐出口列Ａに配置し、発熱量の小さい発熱素子２４ｂを内側の吐出口列Ｂに配置している。そして、本実施形態では、内側の吐出口列Ｂ同士の間の梁２７ｂの断面積を、内側の吐出口列Ｂと外側の吐出口列Ａとの間の梁２７ａよりも大きくしている。これにより、発熱量の比較的大きい発熱素子２４ａからの熱が、発熱量の比較的小さい発熱素子２４ｂに比べて相対的にかなり大きくなったとしても、発熱素子２４ａからの熱が吐出口列Ｂに伝わり難くしている。このため、吐出口列Ａでの発熱が大きくなったとしても、それが吐出口列Ｂに及ぼす影響を小さくしている。その一方、梁２７ｂの熱抵抗を小さくするために梁２７ｂの断面積を大きくしている。これにより、吐出口列Ｂ間の温度分布を均一にしている。

（その他の実施形態）
なお、本発明の液体吐出ヘッドは、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。そして、この液体吐出ヘッドを用いることによって、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど種々の記録媒体に記録を行うことができる。なお、本明細書内で用いられる「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味することとする。

１７ 素子基板
１８ 吐出口
１９ インク供給口
２４ 発熱素子
２５ 圧力室
２７、２７ａ、２７ｂ 梁

Claims (6)

1. 液体を吐出する複数の吐出口がそれぞれ配列された複数の吐出口列と、
   液体を吐出するために利用されるエネルギを発生する記録素子と、該記録素子に液体を供給する液体供給口と、が設けられた基板と、
   前記液体供給口及び前記吐出口に連通し、前記記録素子を含む圧力室と、
   を有する液体吐出ヘッドにおいて、
   前記液体供給口は、前記吐出口列の延びる方向に直交する方向において、前記複数の吐出口列の間に配置されると共に、前記吐出口列の延びる方向に複数配列され、
   前記吐出口列の間のそれぞれにおいて、前記吐出口列の延びる方向に配列する複数の前記液体供給口の間には梁が形成され、
   前記複数配列された液体供給口の列のうちの第一の液体供給口の列の間に形成された第一の梁と、該第一の液体供給口の列よりも前記吐出口列の延びる方向に直交する方向の内側に形成された第二の液体供給口の列の間に形成された第二の梁とを比較すると、前記第一の梁における熱抵抗は、前記第二の梁における熱抵抗よりも大きいことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記第一の梁における前記第一の梁における前記吐出口列の延びる方向に沿う長さをＷＡ、前記吐出口列の延びる方向に直交する方向に沿う長さをＬＡ、厚さをＴＡとし、
   前記第二の梁における前記吐出口列の延びる方向に沿う長さをＷＢ、前記吐出口列の延びる方向に直交する方向に沿う長さをＬＢ、厚さをＴＢとすると、
   （ＬＡ）／（ＷＡ×ＴＡ）＞（ＬＢ）／（ＷＢ×ＴＢ）
   が満たされることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記液体供給口は、前記基板における前記吐出口列の延びる方向に直交する方向において、最も外側に形成された吐出口列よりもさらに外側に配列されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記第一の液体供給口の列は、前記複数配列された液体供給口の列のうち、前記吐出口列の延びる方向に直交する方向の最も外側に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記複数の吐出口列のうち、第一の吐出口列における吐出口からの液体の吐出量は、前記吐出口列の延びる方向に直交する方向において前記第一の吐出口列よりも内側に形成されている第二の吐出口列における吐出口からの液体の吐出量よりも多いことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記複数の吐出口列のうち、前記吐出口列の延びる方向に直交する方向において最も外側に形成された吐出口列の吐出口は、一方向にのみ液体供給口に面していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。

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