JP2013184412A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動回路の発熱の影響を受けた実際の液体の温度を高精度に取得することができると共にコストを低減した液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体を噴射するノズル開口２１に連通する流路が設けられた流路形成基板１０と、前記流路形成基板１０上に設けられて前記流路内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段３００と、前記流路形成基板１０上で前記圧力発生手段３００に接続されて、駆動信号を前記圧力発生手段３００に供給する駆動回路２００を有する配線基板４１０と、前記流路形成基板２０の前記圧力発生手段３００が設けられた面側に設けられて、前記配線基板１０が収容される収容部５０１を有する収容部材５００と、前記流路形成基板１０上に固定されて前記配線基板４１０に接触する金属からなる支持部材４００と、を具備し、前記支持部材４００には温度検出部４２０が設けられている。
【選択図】 図５

Description

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、液体として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。

液滴を吐出する液体噴射ヘッドの代表例としては、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。このインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、インク滴をノズル開口から吐出する複数のヘッド本体と、複数のヘッド本体に固定されてインクが貯留された液体貯留部材からのインクを各ヘッド本体に供給する共通の液体導入部材（保持部材に相当）とを具備するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、インクジェット式記録ヘッドのヘッド本体としては、ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、流路形成基板上に設けられた圧電アクチュエーターと、流路形成基板上で圧電アクチュエーターと接続された駆動回路を有する配線基板と、配線基板を流路形成基板の圧電アクチュエーターが設けられた面から立ち上がるように支持する支持部材と、を具備するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

このような液体噴射ヘッドから吐出する液体には、液体の種類に応じて吐出に適した粘度がある。液体の粘度は、温度と相関関係にあるため、温度が低いほど粘度が高くなり、温度が高いほど粘度が低くなる特性がある。このため、液体の温度によって変化した粘度に合わせて、液体噴射ヘッドの圧力発生手段を駆動する駆動信号を補正する必要がある。

特開２００５−２２５２１９号公報 特開２００９−２０８４６２号公報

しかしながら、液体の温度の測定は、液体噴射ヘッドの外部の環境温度（雰囲気温度）を温度センサーで測定することで行われるため、液体噴射ヘッド内の実際の液体の温度と環境温度とに誤差が生じ、環境温度に基づいて駆動信号を補正したとしても、実際の液体の粘度に最適な駆動信号の補正とはならずに、吐出特性が低下して印刷品質が劣化してしまうという問題がある。

また、液体噴射ヘッドの流路内に温度センサーを配置することも考えられるものの、液体噴射ヘッドの高密度化及び小型化によって流路内に温度センサーを設けるのは困難である。また、流路内に温度センサーを設けることで、液体噴射ヘッドの大型化されて高コストになってしまうという問題がある。さらに、流路内に温度センサーを設けるには、温度センサーの絶縁処理が必要となり、絶縁処理した温度センサーは大型化してしまい液体流路内に配置することができなくなると共に、液体流路から外部に引き出す配線などが必要となって複雑な構造が必要になってしまうという問題がある。

さらに、例えば、特許文献２の構造のように、圧電アクチュエーターが駆動する駆動回路が、圧電アクチュエーターの駆動と共に発熱し、供給路を通過する液体を加熱してしまうため、外部環境の温度を取得しただけでは、駆動回路の影響による液体の温度を検出することができず、環境温度と実際の液体の温度との誤差が大きくなってしまうという問題がある。

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。

本発明はこのような事情に鑑み、駆動回路の発熱の影響を受けた実際の液体の温度を高精度に取得することができると共にコストを低減した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。

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流路が設けられた流路形成基板と、前記流路形成基板上に設けられて前記流路内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記流路形成基板上で前記圧力発生手段に接続されて、駆動信号を前記圧力発生手段に供給する駆動回路を有する配線基板と、前記流路形成基板の前記圧力発生手段が設けられた面側に設けられて、前記配線基板が収容される収容部を有する収容部材と、前記流路形成基板上に固定されて前記配線基板に接触する金属からなる支持部材と、を具備し、前記支持部材には温度検出部が設けら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、支持部材を熱伝導率の高い金属で形成することで、配線基板に設けられた駆動回路の熱が支持部材に伝導されて、駆動回路の熱を検出することができる。このため、駆動回路の熱によって液体が加熱される温度を測定することができ、実際の液体の温度を高精度に測定することができる。

ここで、前記収容部材には、前記流路形成基板の前記流路に液体を供給する供給路が設けられていることが好ましい。これによれば、供給路内の液体が駆動回路によって加熱されるため、供給路内の駆動回路によって加熱された液体の温度を高精度に取得することができる。

また、１つの前記支持部材に対して、複数の前記配線基板が接触して設けられていることが好ましい。これによれば、１つの支持部材と複数の配線基板とで１つの発熱体が構成されるため、発熱体の温度を１つの温度検出部によって測定することができる。したがって、温度検出部を各配線基板に設ける場合に比べてコストを低減することができる。

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、温度検出部によって検出した温度情報に基づいて、実際の液体の温度に適した駆動を行わせて、液体吐出特性に優れた液体噴射装置を実現できる。

本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 本発明の実施形態１に係るヘッド本体の分解斜視図である。 本発明の実施形態１に係るヘッド本体の平面図である。 本発明の実施形態１に係るヘッド本体の断面図である。 本発明の実施形態１に係る記録装置を示す概略斜視図である。 本発明の実施形態１に係る制御系を示すブロック図である。

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及び図２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分解斜視図である。図１に示すように、インクジェット式記録ヘッドＩ（以下、単に記録ヘッドＩとも言う）は、インクを噴射するヘッド本体１と、ヘッド本体１が複数固定される収容部材である流路部材５００と、流路部材５００のヘッド本体１とは反対側に設けられた回路基板６００と、流路部材５００の回路基板６００側に設けられた固定部材７００と、ヘッド本体１の流路部材５００とは反対側に設けられたカバーヘッド８００とを具備する。

まず、ヘッド本体１について図３〜図５を参照して詳細に説明する。なお、図３は、本発明の実施形態１に係るヘッド本体の分解斜視図であり、図４は、ヘッド本体の平面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ′線断面図である。

図示するように、ヘッド本体１を構成する流路形成基板１０には、壁部１１によって区画された複数の圧力発生室１２が同じ色のインクを吐出する複数のノズル開口２１が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室１２の並設方向、又は第１の方向Ｘと称する。また、流路形成基板１０には、圧力発生室１２が第１の方向Ｘに並設された列が複数列、本実施形態では、２列設けられている。この圧力発生室１２が第１の方向Ｘに沿って形成された圧力発生室１２の列が複数列設された列設方向を、以降、第２の方向Ｙと称する。

また、各列の圧力発生室１２の第２の方向Ｙの外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４及び連通路１５を介して連通されている。連通部１３は、後述する保護基板３０のマニホールド部３１と連通して圧力発生室１２の列毎に共通のインク室となるマニホールド１００の一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。なお、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１４を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。さらに、各連通路１５は、圧力発生室１２の幅方向両側の壁部１１を連通部１３側に延設してインク供給路１４と連通部１３との間の空間を区画することで形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２の第１の方向Ｘの断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、このインク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の第１の方向Ｘの断面積よりも大きい断面積を有する連通路１５とが複数の壁部１１により区画されて設けられている。なお、本実施形態では、流路形成基板１０には、ノズル開口２１に連通する流路として圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５が設けられている。

また、流路形成基板１０の開口面側には、第２の方向Ｙにおいて各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。本実施形態では、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を２列設けたため、１つのヘッド本体１には、ノズル開口２１の並設されたノズル列が２列設けられている。

一方、このような流路形成基板１０のノズルプレート２０とは反対側には、弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、第１電極６０と、電気機械変換作用を示す圧電材料である圧電体層７０と、第２電極８０とが順次積層形成されて、本実施形態の圧力発生素子である圧電アクチュエーター３００を構成している。ここで、圧電アクチュエーター３００は、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０を含む部分をいう。一般的には、圧電アクチュエーター３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、流路形成基板１０側の第１電極６０を圧電アクチュエーター３００の共通電極とし、第２電極８０を圧電アクチュエーター３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び第１電極６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、第１電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電アクチュエーター３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。

また、圧電アクチュエーター３００の個別電極である各第２電極８０には、絶縁体膜５５上まで延設された例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０（接続端子）が接続されている。リード電極９０は、一端部が第２電極８０に接続されていると共に、他端部側が、圧電アクチュエーター３００が並設された列と列との間に延設されている。すなわち、リード電極９０の他端部側は、第２の方向Ｙで互いに隣り合う圧電アクチュエーター３００の間に延設されている。そして、このリード電極９０の延設された他端部は、詳しくは後述するヘッド本体１の配線基板４１０と接続されている。

このような圧電アクチュエーター３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、第１電極６０、絶縁体膜５５及びリード電極９０上には、マニホールド１００の少なくとも一部を構成するマニホールド部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このマニホールド部３１は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるマニホールド１００を構成している。なお、本実施形態では、流路形成基板１０にマニホールド１００となる連通部１３を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、マニホールド部３１のみをマニホールドとしてもよい。また、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にマニホールドと各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設けるようにしてもよい。

また、保護基板３０の圧電アクチュエーター３００に対向する領域には、圧電アクチュエーター３００の運動を阻害しない程度の空間を有する保持部である圧電アクチュエーター保持部３２が設けられている。圧電アクチュエーター保持部３２は、圧電アクチュエーター３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。なお、本実施形態では、圧電アクチュエーター３００が並設された列が２列設けられているため、圧電アクチュエーター保持部３２を圧電アクチュエーター３００の並設された各列に対応してそれぞれ設けるようにした。すなわち、保護基板３０には、圧電アクチュエーター保持部３２が第２の方向Ｙに２つ並設されている。

また、保護基板３０には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。貫通孔３３は、本実施形態では、２つの圧電アクチュエーター保持部３２の間に設けられている。そして、各圧電アクチュエーター３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍は、貫通孔３３内に露出するように設けられている。

圧電アクチュエーター３００を駆動するための駆動ＩＣ等の駆動回路２００は、可撓性の駆動配線である配線基板４１０に実装してある。ここで、配線基板４１０は、下端部がリード電極９０に接続されるとともにほぼ垂直に立ち上げられて板状を有する支持部材４００の側面に接着されている。すなわち、支持部材４００は両側面が垂直面となっている直方体である。本実施形態では、支持部材４００は、詳しくは後述するが、ヘッドケース１１０と接着剤１２０を介して接合されることで、流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００が設けられた面に固定されている。

さらに詳言すると、本実施形態に係るヘッド本体１では、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を２列設けたため、圧電アクチュエーター３００が圧力発生室１２の第１の方向Ｘに並設された列が第２の方向Ｙに２列設けられている。すなわち、圧力発生室１２、圧電アクチュエーター３００及びリード電極９０の２列が相対向して設けられたものである。そして、下部が貫通孔３３に挿入されている支持部材４００の両側面には、それぞれ配線基板４１０が接着されており、各配線基板４１０は、それぞれの下端部が圧電アクチュエーター３００の各列のリード電極９０の端部及び第１電極６０に接続されるとともにほぼ垂直に立ち上げられている。本実施形態では、支持部材４００の側面のそれぞれに１枚の配線基板４１０を設けることで、１つの支持部材４００に合計２枚の配線基板４１０が設けられている。

なお、可撓性の配線基板である配線基板４１０は、単体で起立させようとしても撓み易いため、配線基板４１０を支えとなる金属である支持部材４００で支持させることで、配線基板４１０を起立させることができる。また、本実施形態では、配線基板４１０を支持部材４００の側面に接着するようにしたが、配線基板４１０は支持部材４００と接触していればよく、例えば、配線基板４１０が支持部材４００に倒れ掛かるように保持されてもよい。

また、本実施形態では、図５に示すように、支持部材４００の下端面と配線基板４１０の下端部との間には、テフロン（登録商標）等で好適に形成し得る緩衝部材４３０が配設してある。さらに、配線基板４１０の下端部とリード電極９０とは、導電性粒子（例えば、異方性導電膜（ＡＣＦ）や異方性導電ペースト（ＡＣＰ）などの異方性導電材に含有されるもの）で電気的に接続されている。すなわち、支持部材４００を圧下することでその下端面を介して配線基板４１０をリード電極９０側に押圧する。このことにより、導電性粒子を潰して配線基板４１０とリード電極９０との所定の電気的な接続を行う。この際、緩衝部材４３０は配線基板４１０に対する押圧力を均一化するように機能する。ここで、支持部材４００の下端面と配線基板４１０の下端部、又は緩衝部材４３０と当接する支持部材４００の下端面を、前記導電性粒子の粒子径の５倍以内の面精度とするのが好ましい。このことにより、緩衝部材４３０の存在とも相俟って配線基板４１０の下端部を介して導電性粒子に作用させる押圧力を均一化することができ、導電性粒子を確実に潰して良好な電気的接続が確保されるからである。もちろん、配線基板４１０の下端部とリード電極９０との接続は、導電性粒子に限定されず、例えば、半田等の金属材料を溶融させて両者を接続するようにしてもよい。

このような支持部材４００は、ステンレス鋼等の金属材料からなる。金属材料は熱伝導率が高いため、支持部材４００を金属材料で形成することで、駆動回路２００の熱を支持部材４００を介して放熱させることができ、配線基板４１０とリード電極９０との接続不良が発生するのを抑制することができる。

また、支持部材４００には、温度検出部４２０が設けられている。本実施形態では、温度検出部４２０は、支持部材４００の一方の配線基板４１０が接合された面に、第１の方向Ｘの中央部に設けるようにした。

このような温度検出部４２０は、支持部材４００の温度を検出するものであり、例えば、熱電抵抗体、熱電対、サーミスターなどの接触式の温度センサーを用いることができる。

本実施形態では、１つの支持部材４００が２つの配線基板４１０を支持するが、支持部材４００には、１つの温度検出部４２０しか設けられていない。これは、支持部材４００として熱伝導率に優れた金属材料を用いたため、２つの配線基板４１０に設けられた複数の駆動回路２００の発熱を支持部材４００が１つの温度検出部４２０に伝導することができるからである。つまり、本実施形態の温度検出部４２０は、２つの配線基板４１０に設けられた複数の駆動回路２００により温められた支持部材４００の温度を検出することができる。

さらに、図５に示すように、保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってマニホールド部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、マニホールド１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。

さらに、コンプライアンス基板４０上には、ヘッドケース１１０が設けられている。図３に示すように、ヘッドケース１１０には、インク導入口４４に連通してカートリッジ等の貯留手段からのインクをマニホールド１００に供給するインク導入路１１１が設けられている。また、ヘッドケース１１０には、開口部４３に対向する領域に凹形状の逃がし部１１２（図５参照）が形成され、開口部４３のたわみ変形が適宜行われるようになっている。さらに、ヘッドケース１１０には、保護基板３０に設けられた貫通孔３３と連通する配線部材保持孔１１３が設けられており、配線基板４１０及び支持部材４００は、配線部材保持孔１１３内に挿通された状態で、配線基板４１０の下端部がリード電極９０と接続されている。そして、ヘッドケース１１０の配線部材保持孔１１３に挿通された配線基板４１０及び支持部材４００は、ヘッドケース１１０と接着剤１２０を介して接着されている。ここで、ヘッドケース１１０と配線基板４１０とを接着剤１２０を介して接着してもよいが、ヘッドケース１１０と支持部材４００とを直接接着した方が、ヘッドケース１１０に支持部材４００を確実に保持させることができる。すなわち、ヘッドケース１１０と支持部材４００との剛体同士を接着することで、配線基板４１０とリード電極９０とが確実に接続された状態を保持させることができ、配線基板４１０とリード電極９０との接続が剥がれて断線する等の不具合を防止することができる。したがって、本実施形態では、配線基板４１０にリード電極９０の並設方向に沿って、所定の間隔で厚さ方向に貫通する保持孔４１１を設け、この保持孔４１１を介してヘッドケース１１０と支持部材４００とを接着剤１２０を介して接着するようにした。また、ヘッドケース１１０と支持部材４００とを直接接着する際には、ヘッドケース１１０と支持部材４００とを線膨張係数の同等な材料で形成するのが好ましい。本実施形態では、ヘッドケース１１０と支持部材４００とをステンレス鋼で形成することで、ヘッド本体１が熱により膨張・収縮した際に、ヘッドケース１１０と支持部材４００との線膨張係数の違いによる反りや破壊を防止することができる。ちなみに、ヘッドケース１１０と支持部材４００とを、線膨張係数が違う材料を用いると、支持部材４００が流路形成基板１０を押圧してしまい、流路形成基板１０にクラックが発生する虞がある。さらには、ヘッドケース１１０と支持部材４００とは、これらの部材が固定される保護基板３０とも略同一の線膨張係数である材料がより望ましい。

このようなヘッド本体１では、ノズル開口２１が開口するインク吐出面とは反対側に配線基板４１０が突出して設けられていることになる。

そして、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩは、図１及び図２に示すように、ヘッド本体１の配線基板４１０側に設けられた本実施形態の収容部材である流路部材５００と、流路部材５００のヘッド本体１とは反対側に設けられた回路基板６００と、流路部材５００のヘッド本体１とは反対側に設けられた固定部材７００とをさらに具備する。

流路部材５００は、底面にヘッド本体１が複数、本実施形態では、ヘッド本体１の第２の方向Ｙに５個固定されている。

流路部材５００には、隔壁５０２によって区画されて、流路部材５００の厚さ方向に貫通した貫通孔５０１が形成されている。貫通孔５０１には、各ヘッド本体１の配線基板４１０及び支持部材４００が挿入され、各貫通孔５０１の周縁部にヘッド本体１がそれぞれ固定される。すなわち、ヘッド本体１の配線基板４１０及び支持部材４００が挿入される収容部が設けられた収容部材は、本実施形態では、貫通孔５０１が設けられた流路部材５００となっている。

また、貫通孔５０１（図１参照）を画成する隔壁５０２には、ヘッド本体１のヘッドケース１１０に設けられたインク導入路１１１に連通してインクを供給する供給路５０３が設けられている。供給路５０３は、流路部材５００のヘッド本体１側に開口すると共に、固定部材７００側に開口するように厚さ方向に貫通して設けられている。また、供給路５０３は、１つの隔壁５０２に対して複数、例えば２つ設けられている。さらに、供給路５０３の回路基板６００側の開口は、突出した突出部５０３ａの端面となるように設けられている。この突出部５０３ａが、詳しくは後述する回路基板６００の挿通孔６０３に挿通されることで、突出部５０３ａの端面に開口する供給路５０３と後述する固定部材７００の導入孔７２２とが連通される。

また、流路部材５００に固定されたヘッド本体１のノズル開口２１が開口するインク吐出面には、複数のヘッド本体１に共通するカバーヘッド８００が設けられている。カバーヘッド８００は、各ヘッド本体１のノズル開口２１を露出する窓部８０１が設けられており、窓部８０１を介して露出されたノズル開口２１からインク滴が吐出される。

さらに、流路部材５００のヘッド本体１とは反対側には、回路基板６００が保持されている。

回路基板６００は、各種配線や電子部品が実装されたものであり、厚さ方向に貫通した接続孔６０２が設けられている。この接続孔６０２内に挿通されたヘッド本体１の駆動配線である配線基板４１０の先端部が屈曲されて回路基板６００と電気的に接続されている。また、特に図示していないが、回路基板６００には、温度検出部４２０の配線が電気的に接続される。

また、回路基板６００には、上述のように、流路部材５００の突出部５０３ａが挿入される挿通孔６０３が設けられている。流路部材５００の突出部５０３ａが挿通孔６０３内に挿通されることで、突出部５０３ａに設けられた供給路５０３は、回路基板６００の外側（流路部材５００とは反対側）に開口し、後述する固定部材７００の導入孔７２２と接続される。

また、回路基板６００は、固定部材７００の側面に固定された外部配線接続基板７４０と電気的に接続されている。外部配線接続基板７４０には、圧電アクチュエーター３００を駆動するための駆動信号等が入力される外部配線（図示なし）が電気的に接続されており、外部配線からの駆動信号等は、外部配線接続基板７４０及び回路基板６００を介してヘッド本体１（配線基板４１０）に供給される。

また、温度検出部４２０が接続されて、温度検出部４２０が検出した温度情報は、回路基板６００及び外部配線接続基板７４０を介して外部の制御装置等に供給される。

さらに、固定部材７００は、流路部材５００のヘッド本体１とは反対側の面（回路基板６００が固定された面）に固定されたベース部材７１０と、供給針７３０が複数配設された供給針ホルダー７２０と、ベース部材７１０の一側面に固定された外部配線接続基板７４０と、外部配線接続基板７４０を覆う保護部材７５０とを具備する。

ベース部材７１０は、一方面が流路部材５００の回路基板６００側に固定されて、流路部材５００との間で回路基板６００を保持する。

また、ベース部材７１０のヘッド本体１とは反対側には、供給針ホルダー７２０が固定されている。

さらに、ベース部材７１０の一側面（流路部材５００及び供給針ホルダー７２０が固定された面とは交差する面）には、保持壁部７１１を有し、保持壁部７１１の外側に外部配線接続基板７４０が固定されている。

固定部材７００に保持された外部配線接続基板７４０は、各種駆動信号用の電子部品が実装されており、ヘッド本体１の配線基板４１０に接続された回路基板６００を介してヘッド本体１に駆動信号を供給する。また、外部配線接続基板７４０には、上端部（回路基板６００とは反対側）にコネクター７４１が設けられており、このコネクター７４１を介して外部配線接続基板７４０には、詳しくは後述する制御装置９００からの制御ケーブル等の外部配線が電気的に接続される。

供給針ホルダー７２０は、ベース部材７１０の流路部材５００とは反対側に連通部材７７０を介して固定されるものであり、ベース部材７１０に固定された面とは反対側にインクを貯留した貯留手段であるインクカートリッジが装着されるカートリッジ装着部７２１を有する。

また、図２に示すように、供給針ホルダー７２０の底面には、一端がカートリッジ装着部７２１に開口し、他端がベース部材７１０側に開口する複数の導入孔７２２がそれぞれ形成された管状の供給連通路形成部７２３が突設されている。そして、導入孔７２２は、連通部材７７０及びベース部材７１０に設けられた供給連通路７１２を介して供給路５０３と接続される。

また、供給針ホルダー７２０の上面側、すなわち、カートリッジ装着部７２１の導入孔７２２の開口部分には、インクカートリッジに挿入される複数の供給針７３０が、インク内の気泡や異物を除去するためのフィルター７３１（図２参照）を介して固定されている。

これら各供給針７３０は、導入孔７２２に連通する貫通路（図示無し）をそれぞれ内部に有する。そして、供給針７３０がインクカートリッジに挿入されることで、インクカートリッジ内のインクは供給針７３０の貫通路を介して供給針ホルダー７２０の導入孔７２２に供給される。なお、導入孔７２２に導入されたインクは、連通部材７７０及びベース部材７１０に設けられた供給連通路７１２を介して供給路５０３に供給され、供給路５０３を介してヘッド本体１のインク導入路１１１に供給される。

保護部材７５０は、保持壁部７１１の外側に設けられた一側面及び上面が開口する箱形状を有し、上述のように保持壁部７１１に固定された外部配線接続基板７４０を覆うようにベース部材７１０に固定されている。

保護部材７５０は、外部配線接続基板７４０のコネクター７４１側（ヘッド本体１とは反対側）が開口することで、コネクター７４１が外部配線と接続可能となっている。

この保護部材７５０によって外部配線接続基板７４０を保護することによって、外部配線接続基板７４０に外部から物がぶつかることによる破損や、インクや埃などの異物が付着して短絡する等の不具合を防止することができると共に、回路基板６００と配線基板４１０とを接続している空間を、上方に存在するコネクター７４１周辺の一部領域を除いて封止することで、内部にインクが侵入するのを抑制することができる。ちなみに、インクジェット式記録ヘッドＩは、インク吐出面が図１の下側、すなわち、外部配線接続基板７４０のコネクター７４１とは反対側の面となっているため、コネクター７４１側が開口していても、インクは内部に入り難い。また、このコネクター７４１の周囲の開口を樹脂等で塞ぐようにすれば、さらに確実にインクの浸入を防止できるものである。

このように、本実施形態では、回路基板６００は、流路部材５００と固定部材７００との間で、ヘッド本体１の配線基板４１０と接続され、配線基板４１０と接続された回路基板６００は、流路部材５００とは異なる部材である固定部材７００に設けられた外部配線接続基板７４０に接続されている。

そして、ヘッド本体１を保持する流路部材５００と、外部配線接続基板７４０を保持する固定部材７００とが別部材からなるため、回路基板６００と配線基板４１０とは、流路部材５００と固定部材７００とを接合する前に、ヘッド本体１と流路部材５００とを接合した状態で接続することができる。これにより、配線基板４１０と回路基板６００との接続を容易に行うことができると共に、回路基板６００と外部配線接続基板７４０との接続を容易に行うことができる。

また、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩでは、流路部材５００と固定部材７００とを別部材とし、流路部材５００と固定部材７００との間で回路基板６００と配線基板４１０とを接続するようにした。これにより、回路基板６００の取り回しを容易にして、複数のヘッド本体１を１つの回路基板６００に容易に接続することができ、インクジェット式記録ヘッドＩ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。ちなみに、流路部材５００と固定部材７００とが一体的に形成されていると、一つの回路基板６００に複数のヘッド本体１を接続することが容易にはできない。これは、流路部材５００と固定部材７００とを成型により形成した際に、隔壁５０２の上方に空間を画成することが実質的に困難であるため、流路部材５００と固定部材７００との間の回路基板６００を保持する空間を形成できないことから各ヘッド本体１毎に区画された貫通孔しか設けることができず、複数のヘッド本体１の数と同じ数だけ分割された回路基板が必要になってしまうからである。そして、各ヘッド本体１毎に回路基板をそれぞれ設けると、部品点数が増えて高コストとなってしまう。また、流路部材５００と固定部材７００とが一体的に形成されていると、ヘッド本体１と流路部材５００とを接着する際に、各ヘッド本体１に個別の回路基板を接続した状態で、ヘッド本体１と回路基板とを貫通孔内に挿入しなくてはならず、ヘッド本体１と流路部材５００とを接着する接着剤が、回路基板等に付着し易く、余分な接着剤によって回路基板と外部配線接続基板との接続不良や、ヘッド本体１と流路部材５００とを接着する接着剤が不足して接着不良が発生する虞がある。なお、本実施形態であっても、各ヘッド本体１毎や、複数個のヘッド本体１群毎に回路基板６００を設けるようにしても、回路基板６００の取り回しを容易にして、回路基板６００と配線基板４１０とを確実に接続することができるという効果を奏する。

このような構成のインクジェット式記録ヘッドＩでは、インクカートリッジからのインクを貫通孔５０１、供給連通路７１２、供給路５０３と、インク導入路１１１及びインク導入口４４とを介してマニホールド１００内に取り込み、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまでの流路内をインクで満たした後、外部配線接続基板７４０から回路基板６００及び配線基板４１０を介して供給された記録信号に従って、各圧力発生室１２に対応する各圧電アクチュエーター３００に電圧を印加して圧電アクチュエーター３００と共に振動板をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まり各ノズル開口２１からインク滴が噴射される。

また、本実施形態では、配線基板４１０に設けられた駆動回路２００は、支持部材４００と共に収容部材である流路部材５００の収容部である貫通孔５０１内に収容される。このため、図５に示すように、貫通孔５０１内に収容された駆動回路２００は、貫通孔５０１を画成する隔壁５０２内に設けられた供給路５０３に相対向して配置される。

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩでは、圧電アクチュエーター３００を駆動すると、駆動回路２００が発熱し、駆動回路２００の発熱によって流路部材５００の供給路５０３を通過するインクが加熱される。このとき、駆動回路２００が設けられた配線基板４１０は１つの支持部材４００に対して２つ設けられており、支持部材４００が熱伝導率の高い金属で形成されているため、２つの配線基板４１０の駆動回路２００と１つの支持部材４００とは、１つの発熱体として機能する。

したがって、温度検出部４２０を支持部材４００に設け、支持部材４００の温度を検出することによって、駆動回路２００の温度、すなわち、駆動回路２００によって供給路５０３内のインクの加熱状態を把握することができる。

このように、温度検出部４２０が検出した温度情報によって駆動回路２００によるインクの加熱状態を把握することができるため、温度検出部４２０が検出した温度情報に基づいて、供給路５０３内の実際のインクの温度を推定し、詳しくは後述する制御装置９００によって実際のインクの温度に適した駆動を圧電アクチュエーター３００に行わせることができる。

ここで、このようなインクジェット式記録ヘッドＩ及び制御装置９００が搭載されるインクジェット式記録装置について説明する。なお、図６は、インクジェット式記録装置を示す概略斜視図である。

図６に示すように、インク（液体）の貯留手段であるカートリッジ２が着脱可能に設けられた記録ヘッドＩは、キャリッジ３に搭載されている。この記録ヘッドＩ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に軸方向移動可能に設けられている。

そして、駆動モーター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Ｉ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ー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。

このようなインクジェット式記録装置ＩＩには、当該インクジェット式記録装置ＩＩの動作を制御する制御装置９００が搭載されている。

ここで、制御装置９００について説明する。なお、図７は、本発明の実施形態１に係る記録装置の制御系を示すブロック図である。

制御装置９００は、印刷制御手段９０１、記録ヘッド駆動回路９０２、印刷位置制御手段９０３及び補正手段９０４を具備する。

印刷制御手段９０１は、インクジェット式記録ヘッドＩの印刷動作を制御し、例えば、印刷信号の入力に伴って記録ヘッド駆動回路９０２を介して圧電アクチュエーター３００に駆動パルスを印加して、インクジェット式記録ヘッドＩからインクを吐出させる。

印刷位置制御手段９０３は、インクジェット式記録ヘッドＩの印刷時、非印刷時、吸引動作時等の主走査方向及び副走査方向の位置決めを行う。詳しくは、印刷位置制御手段９０３は、駆動モーター６を駆動してキャリッジ３を主走査方向に移動することでインクジェット式記録ヘッドＩの主走査方向の位置決めを行い、図示しない紙送りモーターを駆動してプラテン８を回転し記録シートＳを副走査方向に移動することで記録シートＳに対するインクジェット式記録ヘッドＩの副走査方向の位置決めを行っている。そして、印刷位置制御手段９０３は、印刷時にはインクジェット式記録ヘッドＩが搭載されたキャリッジ３を主走査方向に移動させながら、記録シートＳを副走査方向に移動させる。また、印刷待機時やクリーニング動作時などの非印刷時には、インクジェット式記録ヘッドＩが搭載されたキャリッジ３を非印刷領域に移動させる。

補正手段９０４は、温度検出部４２０が検出した温度情報に基づいて、印刷制御手段９０１を制御して、駆動波形等の各種設定を変更する。

ここで、インクの粘度は、温度と相関関係にあるため、温度が低いほど粘度が高くなり、温度が高いほど粘度が低くなる特性がある。このため、インクの温度によって変化した粘度に併せて、圧電アクチュエーター３００を駆動する駆動信号（駆動波形）を補正する必要がある。

本実施形態では、上述のように、支持部材４００と支持部材４００の両面に接触して設けられた２つの配線基板４１０が１つの発熱体となって、２つの供給路５０３内のインクを加熱するため、発熱体の温度、具体的には支持部材４００の温度を温度検出部４２０が検出することで、供給路５０３内のインクの加熱状態を把握して、供給路５０３内のインクの実際の温度を推定することができる。すなわち、温度検出部４２０は、支持部材４００に設けられているため、供給路５０３を流れるインクの温度を直接検出することはできないが、支持部材４００の温度を検出することで、支持部材４００（駆動回路２００）の発熱が影響する供給路５０３内のインクの実際の温度を推定することができる。

補正手段９０４は、この温度検出部４２０が検出した支持部材４００の温度情報に基づいて、供給路５０３を流れる実際のインクの温度を推定し、実際のインクの温度に適した駆動信号となるように印刷制御手段９０１を制御する。

なお、実際には補正手段９０４は、温度検出部４２０が検出した温度情報と、駆動波形で表される駆動信号の電圧や時間などの波形形状を補正する補正値とを対応付けた補正テーブルを保持し、温度検出部４２０が検出した温度情報に基づいて、実際のインクの温度を推定することなく直接駆動信号を補正する。

なお、温度検出部４２０は、２つの配線基板４１０に設けられた駆動回路２００の温度の平均値を検出することができるが、２つの配線基板４１０は、熱伝導率の高い共通する支持部材４００に接触しているため、一方の駆動回路２００を駆動し、他方の駆動回路２００を駆動しなかった場合でも、駆動しない駆動回路２００に相対向する供給路５０３内のインクも、駆動した駆動回路２００に相対向する供給路５０３内のインクと同様に、駆動した駆動回路２００の発熱によって加熱される。すなわち、上述したように、支持部材４００が熱伝導率の高い金属で形成されているため、２つの配線基板４１０の駆動回路２００と１つの支持部材４００とは、１つの発熱体として機能するため、１つの発熱体が２つの供給路５０３内のインクを加熱すると考えられる。したがって、支持部材４００の温度を１つの温度検出部４２０で検出することで、２つの供給路５０３内のインクの温度を推定することができる。

以上説明したように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩでは、支持部材４００に温度検出部４２０を設けることで、２つの配線基板４１０のそれぞれに温度検出部を設ける場合に比べて、コストを低減することができる。また、インクジェット式記録ヘッドＩの外部に温度検出部を設けて環境温度を検出する場合に比べて、駆動回路２００の発熱によりインクが加熱されることを考慮した温度を検出することができる。したがって、供給路５０３内のインクの実際の温度を高精度に推定することができる。これにより、実際のインクの温度に適した駆動で圧電アクチュエーター３００を駆動することができ、インク滴の吐出特性を向上して、印刷品質を向上することができる。

また、インクジェット式記録ヘッドＩの流路内に温度検出部を設ける場合に比べて、温度検出部の絶縁処理が不要となり、小型の温度検出部４２０を用いることができると共に、流路の取り回し等の構造上の変更が不要となってインクジェット式記録ヘッドＩが大型化するのを抑制することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一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１では、支持部材４００の両側面にそれぞれ配線基板４１０を設けるようにしたが、各側面に２つ以上の配線基板４１０を設けるようにしてもよい。また、例えば、支持部材４００の片側の側面のみに配線基板４１０を設けるようにしてもよく、さらに、両側面の配線基板４１０として連続した１枚の配線基板を用いるようにしてもよい。

さらに、上述した実施形態１では、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を２列設けたものであるが、この場合の列数には特別な制限はない。一列であっても、３列以上であっても構わない。複数列の場合には少なくとも２列一組を相対向させて設ければよい。

また、上述した実施形態１では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生素子として、薄膜型の圧電アクチュエーター３００を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、圧力発生素子として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。

また、上述した実施形態１では、インクジェット式記録装置ＩＩは、インクジェット式記録ヘッドＩがキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッドＩが固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。

さらに、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、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）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にも適用することができる。

Ｉ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ＩＩ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １ ヘッド本体、 ２ カートリッジ、 １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １３ 連通部、 １４ インク供給路、 １５ 連通路、 ２１ ノズル開口、 ３０ 保護基板、 ３２ 圧電アクチュエーター保持部、 ３３ 貫通孔、 ６０ 第１電極、 ７０ 圧電体層、 ８０ 第２電極、 ９０ リード電極、 １００ マニホールド、 １１０ ヘッドケース、 １１３ 配線部材保持孔、 １２０ 接着剤、 ２００ 駆動回路、 ３００ 圧電アクチュエーター（圧力発生手段）、 ４００ 支持部材、 ４１０ 配線基板、 ４２０ 温度検出部、 ４３０ 緩衝部材、 ５００ 流路部材（収容部材）、 ５０１ 貫通孔（収容部）、 ６００ 回路基板、 ６１０ 接続配線、 ７００ 固定部材、 ７１０ ベース部材（第２保持部材）、 ７２０ 供給針ホルダー、 ７３０ 供給針、 ７４０ 外部配線接続基板、 ７５０ 保護部材、 ８００ カバーヘッド、 ９００ 制御装置、 ９０４ 補正手段

Claims (4)

1. 液体を噴射するノズル開口に連通する流路が設けられた流路形成基板と、
   前記流路形成基板上に設けられて前記流路内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、
   前記流路形成基板上で前記圧力発生手段に接続されて、駆動信号を前記圧力発生手段に供給する駆動回路を有する配線基板と、
   前記流路形成基板の前記圧力発生手段が設けられた面側に設けられて、前記配線基板が収容される収容部を有する収容部材と、
   前記流路形成基板上に固定されて前記配線基板に接触する金属からなる支持部材と、を具備し、
   前記支持部材には温度検出部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記収容部材には、前記流路形成基板の前記流路に液体を供給する供給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。
3. １つの前記支持部材に対して、複数の前記配線基板が接触して設けられてい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。
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。

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