JP6691678B2 - インクジェット記録ヘッドおよびそれを備えたインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッドおよびそれを備えたインクジェット記録装置に関し、特に、温度検知器を備えたインクジェット記録ヘッドおよびそれを備えたインクジェット記録装置に関する。

従来、ノズルから吐出されるインクの量および速度はインクの温度により変化するため、インクの温度を正確に検出し、検出温度に基づいてインクの吐出を制御することが求められている。そこで、インクの温度を検出する温度検知器を備えたインクジェット記録ヘッドとして、たとえば、特許文献１に示す液体噴射ヘッドが知られている。

この液体噴射ヘッドでは、流路形成基板のノズルプレートと反対側の面の中央部に温度センサーが配設されている。温度センサーを挟む両側のそれぞれに、ノズル開口、圧力発生室、インク供給路およびマニホールドが設けられている。この温度センサーを配置する際には、圧電素子を流路形成基板に設置した後に、流路形成基板に配電層を形成し、配電層に温度センサーの一方のリード線を接続している。そして、温度センサーの他方のリード線を、流路形成基板の端に設けられた接続パッドに接続している。

特開２０１２−１８３７７２号公報

上記液体噴射ヘッドでは、温度センサーは、流路形成基板の中央部の温度、および、一方のリード線を介して配線層の温度を検出している。この流路形成基板の中央部はノズル開口、圧力発生室、インク供給路およびマニホールドから離れた位置にあるため、温度センサーはマニホールドなどを流れるインクの温度を正確に検出することができない。

また、圧電素子の設置後に、温度センサーのリード線を接続する配線層を流路形成部に設ける必要がある。よって、圧電素子の配線プロセスとは別途、圧電素子の配線プロセスが必要なため、液体噴射ヘッドは作業性に劣っている。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、ノズルから吐出されるインクの温度をより正確に検出することができ、作業性に優れるインクジェット記録ヘッドおよびそれを備えたインクジェット記録装置を提供することを目的としている。

本発明のある態様に係るインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するノズルと、前記ノズルと連通する圧力発生室と、前記圧力発生室と連通する個別流路と、複数の前記個別流路と連通し、かつ、複数の前記個別流路のそれぞれを介して貯留しているインクを前記圧力発生室に供給するマニホールドと、前記マニホールドが形成されている第１プレートと、前記圧力発生室内のインクに圧力を与える圧電素子と、前記第１プレート上に配置され、かつ、前記圧電素子が電気的に接続された配線が設けられた膜と、インクの温度を検知する温度検知器と、を備え、前記温度検知器は、前記膜上の配線に電気的に接続されており、かつ、前記第１プレートおよび前記膜の積層方向において前記マニホールドまたは前記個別流路と重なる位置に配置されている。

この構成によれば、温度検知器は、マニホールド上または個別流路上に配置されており、マニホールドまたは個別流路を流れるインクの温度を検出している。インクはマニホールドから個別流路および圧力発生室を介してノズルに供給され、マニホールドまたは個別流路とノズルとは非常に近いため、この検出された温度によってノズルから吐出されるインクの温度を高い精度で得ることができる。

また、圧電素子および温度検知器が共に膜上の配線に接続されている。これにより、圧電素子の配線を形成するプロセスと同じプロセスで、温度検知器の配線を形成することができる。このため、別途、製造プロセスを追加することなく温度検知器を設けることができ、作業性に優れる。

インクジェット記録ヘッドは、前記膜の少なくとも一部を覆い、前記膜との間の内部空間に前記圧電素子を収容するケースをさらに備え、前記温度検知器は、前記ケースの内部空間に収容されていてもよい。

この構成によれば、膜とケースとの間の内部空間における圧電素子の収容空間に温度検知器を収容することができる。よって、インクジェット記録ヘッドの製造時などに、圧電素子と共に温度検知器を外力などから保護することができる。

インクジェット記録ヘッドでは、前記ケースは、内面から前記膜に向かって延びて前記膜に当接する第１リブを有していてもよい。

この構成によれば、膜の上からケースを接着する際、第１リブはケースの上面部と膜との間に介在する。よって、ケースの上面部が圧電素子、温度検知器または膜に触れてこれらを破壊することを第１リブが防止することができる。

インクジェット記録ヘッドでは、前記ノズルが開口するノズル面をさらに備え、前記温度検知器は、前記ノズル面に平行であり、かつ、複数の前記ノズルが並ぶノズル列と直交する方向において、前記第１リブを挟んで前記圧電素子とは反対側に設けられていてもよい。

この構成によれば、第１リブは、膜とケースとの間の内部空間において圧電素子と温度検知器との間に設けられる。このため、圧電素子の振動が温度検知器に伝わることを第１リブは抑制し、振動による温度検知器の破損などを防止することができる。

インクジェット記録ヘッドでは、前記第１プレートは、前記マニホールドの前記膜側に設けられる第２リブを有しており、前記第２リブは前記第１リブと前記積層方向に対向して配置されていてもよい。

この構成によれば、第１リブと第２リブとは膜を介して対向するため、圧電素子と温度検知器との間において膜は第１リブおよび第２リブに挟まれる。これにより、圧電素子の振動が膜を介して伝わることが低減され、振動による温度検知器の破損などを防止することができる。

インクジェット記録ヘッドでは、前記第１プレートにおいて前記積層方向に前記温度検知器と重なる領域に第１切欠きが形成されていてもよい。この構成によれば、第１切欠きにより第１プレートにマニホールドまたは個別流路が形成される。これにより、温度検知器とマニホールド内または個別流路内のインクとの距離が短く、温度検知器はマニホールド内または個別流路内のインクの温度をより正確に検知することができる。

インクジェット記録ヘッドでは、前記膜と前記第１プレートの間に設けられ、前記圧力発生室が形成されている第２プレートをさらに備え、前記第２プレートにおいて前記積層方向に前記温度検知器と重なる領域に第２切欠きが形成されていてもよい。この構成によれば、第２切欠きにより第２プレートにマニホールドまたは個別流路が形成される。これにより、温度検知器とマニホールド内または個別流路内のインクとの距離が縮まり、温度検知器はマニホールド内または個別流路内のインクの温度をより正確に検知することができる。

インクジェット記録ヘッドでは、前記膜に複数の前記温度検知器が設けられており、複数の前記温度検知器は、前記マニホールドが延びている方向において前記膜の中央および両端にそれぞれ配置されていてもよい。

この構成によれば、温度検知器がマニホールドまたは複数の個別流路に対して分散されて配置される。これにより、マニホールドまたは複数の個別流路においてインクに温度むらがある場合であっても、近い温度検知器により温度を検出することにより、吐出されるインクの温度を正確に検出することができる。

インクジェット記録ヘッドは、前記圧電素子を駆動する駆動部を搭載した配線基板、をさらに備え、前記温度検知器は前記配線基板に電気的に接続されていてもよい。

この構成によれば、たとえば、圧電素子を制御する制御部などと圧電素子の駆動部とを繋ぐ配線基板に温度検知器を接続する。これにより、部品を増やすことなく、温度検知器を制御部などと繋ぐことができる。また、これにより、温度検知器により検知された温度に基づいた制御を圧電素子に対して実行することができる。

インクジェット記録ヘッドは、前記圧電素子と前記配線基板とを電気的に接続する第１配線と、前記温度検知器と前記配線基板とを電気的に接続する第２配線と、をさらに備え、前記第１配線および前記第２配線は前記膜上に設けられていてもよい。

この構成によれば、第１配線を設けるプロセスで第２配線も設けることができる。このため、製造プロセスを追加することなく、圧電素子および温度検知器を配線基板に接続することでき、作業性に優れる。

本発明の他の態様に係るインクジェット記録装置は、上記いずれかのインクジェット記録ヘッドを備えている。

本発明は、以上に説明した構成を有し、ノズルから吐出されるインクの温度をより正確に検出することができ、作業性に優れるインクジェット記録ヘッドおよびそれを備えたインクジェット記録装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の上記目的、他の目的、特徴および利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

本発明の実施の形態１に係るインクジェット記録装置１０を概略的に示す図である。 図１のインクジェット記録ヘッド２０を概略的に示す平面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿って切断したインクジェット記録ヘッド２０の断面図である。 本発明の実施の形態２に係るインクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッド２０Ａを概略的に示す平面図である。 本発明の実施の形態３に係るインクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッド２０Ｂを概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態４に係るインクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッド２０Ｃを概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態５に係るインクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッド２０Ｄを概略的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

（実施の形態１）
まず、インクジェット記録装置１０の構成について図１を参照しながら説明する。インクジェット記録装置１０は、記録用紙１６に印刷するプリンタであって、インクジェット記録ヘッド２０を備えている。また、インクジェット記録装置１０は、給紙機構（図示せず）、プラテン１２、キャリッジ１３、搬送機構１４および制御部１５をさらに備えていてもよい。

図１において、記録用紙１６の搬送方向の下流側をインクジェット記録装置１０の前方と称し、搬送方向の上流側をインクジェット記録装置１０の後方と定義する。搬送方向は、ノズル２１が配列される方向である。また、記録用紙１６が搬送される面（図１の紙面と平行な面）と平行で、且つ、搬送方向と直交する記録用紙１６の幅方向を、インクジェット記録装置１０の左右方向（走査方向）と定義する。記録用紙１６の幅方向は、ノズル列が並ぶ方向である。なお、図１の左側がインクジェット記録装置１０の左方であり、図１の右側がインクジェット記録装置１０の右方である。さらに、記録用紙１６の搬送面と直交する方向（図１の紙面に直交する方向）を、インクジェット記録装置１０の上下方向と定義する。図１の手前側が上方であり、図１の向こう側が下方である。以下では、前後左右上下の各方向を適宜使用して説明する。

給紙機構は、給紙トレイ（図示せず）内の記録用紙１６を搬送経路へ供給する機構である。プラテン１２は、供給された記録用紙１６が載置される台である。

キャリッジ１３は、インクジェット記録ヘッド２０を保持し走査方向に往復移動させる搬送部である。たとえば、キャリッジ１３は、走査方向に延びた２本のガイドレール１７によって支持され、ガイドレール１７に沿って走査方向に往復移動する。キャリッジ１３は、記録領域では、プラテン１２の上方で、プラテン１２に対して間隔を開けて平行に配置される。

キャリッジ１３には、たとえば、４つのサブタンク１８が搭載されている。これらのサブタンク１８は、走査方向に沿って並べて配置されており、チューブジョイント１９ａに接続されている。サブタンク１８は、チューブジョイント１９ａを介して可撓性チューブ１９ｂによりインクカートリッジ１９ｃに接続されている。４つのインクカートリッジ１９ｃには、たとえば、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの、４色のインクがそれぞれ貯留されている。

インクジェット記録ヘッド２０は、インクなどの液体をノズル２１から吐出させる部分であって、記憶領域においてノズル２１がプラテン１２に対向するようにキャリッジ１３の下部に取り付けられている。複数のノズル２１は、走査方向と直交する搬送方向に配列され、ノズル列を形成している。たとえば、４つのノズル列が、走査方向に配列されている。インクジェット記録ヘッド２０の詳細については、後述する。

搬送機構１４は、給紙トレイから供給された記録用紙１６をプラテン１２とインクジェット記録ヘッド２０との間を経て排紙トレイ（図示せず）まで搬送する機構であって、この搬送方向は走査方向と直交する。搬送機構１４として、たとえば、２つの搬送ローラ１４ａ、１４ｂが用いられる。２つの搬送ローラ１４ａ、１４ｂは、キャリッジ１３の搬送方向の上流側および下流側に配置されており、走査方向を軸方向として搬送方向に回転する。

制御部１５は演算部（図示せず）および記憶部（図示せず）を有しており、演算部はプロセッサなどで構成され、記憶部は演算部がアクセス可能なメモリで構成されている。この記憶部に記憶されたプログラムを演算部が実行することにより、インクジェット記録装置１０の各部が制御される。たとえば、制御部１５は、インクジェット記録ヘッド２０の温度検知器（図３）により検出された温度に基づいて圧電素子（図３）を制御する。

次に、インクジェット記録ヘッド２０の構成について図２および図３を参照しながら説明する。なお、図２においては、各部の配置をわかり易くするために、一部を省略している。

インクジェット記録ヘッド２０は、ノズル２１、圧力発生室２２、マニホールド２３、第１プレート２４、圧電素子２５、振動板３４および温度検知器２７を備えている。また、インクジェット記録ヘッド２０は、第２プレート２６、第３プレート２８、ケース２９、配線基板３０、個別流路２２ｂ、ディセンダ２２ａをさらに備えていてもよい。インクジェット記録ヘッド２０は、第３プレート２８、第１プレート２４、第２プレート２６および振動板３４がこの順で積層されて形成されている。なお、このように第１プレート２４、第２プレート２６および振動板３４が積層されている方向を積層方向と称する。また、インクは、マニホールド２３、個別流路２２ｂ、圧力発生室２２、ディセンダ２２ａ、ノズル２１の順に流れるため、マニホールド２３側を上流側と称し、ノズル２１側を下流側と称する。

第３プレート２８は、たとえば、厚みが小さい平板であって、ステンレス鋼等の金属材料、シリコン、あるいは、ポリイミド等の合成樹脂材料などで形成されている。第３プレート２８には、複数のノズル２１が形成されている。ノズル２１はエッチングなどにより作製される。第３プレート２８の下面は、ノズル２１が開口したノズル面２８ａである。

第１プレート２４は、たとえば、第３プレート２８より厚みが大きい平板であって、シリコンで形成されている。第１プレート２４の下面に、第３プレート２８の上面が接着剤などで接合されている。第１プレート２４には、第１ａ切欠き２４ａ、第１窪み３２、第１ｂ切欠き２４ｂおよび第１ｃ切欠き２４ｃがエッチングなどにより形成されている。

第１ａ切欠き２４ａは、第１プレート２４において積層方向に温度検知器２７と重なる領域に形成された第１切欠きであり、第１プレート２４を上下方向に貫通している。第１窪み３２は、第１ａ切欠き２４ａの下流側において第１プレート２４の下面から窪んだ窪みであり、第２リブ３３の下方に配置され、その内部空間は第１ａ切欠き２４ａの内部空間と連通している。第１ｂ切欠き２４ｂは、第１窪み３２の下流側に形成された孔であり、その内部空間は第１窪み３２の内部空間と連通し、第１プレート２４を上下方向に貫通している。第１ｃ切欠き２４ｃは、第１ｂ切欠き２４ｂの下流側に形成された孔であり、第１プレート２４を上下方向に貫通している。

第２プレート２６は、たとえば、第１プレート２４より厚みが小さい平板であって、シリコンなど熱伝導性が高い材料で形成されている。第２プレート２６の走査方向の長さは第１プレート２４より短く設定されている。第２プレート２６の搬送方向の長さはマニホールド２３を搬送方向において覆える長さに設定されている。第２プレート２６の上面には、振動板３４および絶縁層２６ａがこの順で積層されている。絶縁層２６ａ上に配線が張られており、その配線に圧電素子２５および温度検知器２７が接続されている。

第２プレート２６の下面に第１プレート２４の上面が接着剤などで接合されている。第２プレート２６に第２ａ切欠き３１ａおよび第２ｂ切欠き３１ｂがエッチングなどにより形成されている。第２ａ切欠き３１ａは、積層方向において圧電素子２５に対向し重なる領域に形成された孔であり、第２プレート２６を上下方向に貫通し、その内部空間は第１プレート２４の第１ｃ切欠き２４ｃの内部空間と連通している。第２ｂ切欠き３１ｂは、第２ａ切欠き３１ａの上流側に形成された孔であり、第２プレート２６を上下方向に貫通している。第２ｂ切欠き３１ｂの内部空間は、第２ａ切欠き３１ａの内部空間および第１プレート２４の第１ｂ切欠き２４ｂの内部空間と連通している。第２ａ切欠き３１ａおよび第２ｂ切欠き３１ｂの上側は振動板３４により覆われている。第２ａ切欠き３１ａの内部空間は圧力発生室２２に用いられ、第２ｂ切欠き３１ｂの内部空間は個別流路２２ｂの一部に用いられる。

ノズル２１は、円筒形状の孔であって、第３プレート２８の上面と下面との間をその厚み方向に貫通している。この実施の形態では、複数のノズル２１が搬送方向に並ぶノズル列が２本設けられており、この２本のノズル列は走査方向に間隔を開けて平行に設けられている。ノズル２１の一端開口はノズル面２８ａに設けられ、他端開口はディセンダ２２ａを介して圧力発生室２２と連通している。

ディセンダ２２ａは、第１プレート２４の上面と下面との間を貫通し、積層方向に延びてノズル２１と連通している。ディセンダ２２ａの下側開口は第３プレート２８により覆われ、その中央がノズル２１により開口している。ディセンダ２２ａは、上側開口を介して走査方向の一方側において圧力発生室２２と連通している。

圧力発生室２２は、搬送方向より走査方向に長い直方体形状であって、第２ａ切欠き３１ａにより第２プレート２６に形成されている。圧力発生室２２は、ディセンダ２２ａと個別流路２２ｂとの間の第１プレート２４の部分（第３リブ）２４ｄの上方に配置されている。この第３リブ２４ｄを挟んで走査方向の両側のそれぞれに圧力発生室２２の開口が設けられる。圧力発生室２２は、一方の開口を介してディセンダ２２ａと連通し、他方の開口を介して個別流路２２ｂと連通する。

個別流路２２ｂは、走査方向においてディセンダ２２ａと第３リブ２４ｄを隔てて、積層方向にディセンダ２２ａと平行に延びている。個別流路２２ｂは第１プレート２４および第２プレート２６に亘って設けられており、個別流路２２ｂの下流側部分は第２ｂ切欠き３１ｂにより第２プレート２６に形成され、上流側部分は第１ｂ切欠き２４ｂにより第１プレート２４に形成されている。個別流路２２ｂは、その一方開口を介して圧力発生室２２と連通し、他方開口を介してマニホールド２３の連通路２３ａと連通している。個別流路２２ｂは、マニホールド２３より下流側であって、絞り（図示せず）より上流側に設けられた流路である。絞りは、圧力発生室２２のインクが個別流路２２ｂへ逆流することを防止するために、その流路幅が圧力発生室２２および個別流路２２ｂより極端に狭く形成された部分である。

マニホールド２３は、複数の個別流路２２ｂと連通し、かつ、貯留しているインクを複数の圧力発生室２２のそれぞれに供給するための共通流路である。マニホールド２３は、ノズル面２８ａに平行な面において走査方向より搬送方向に長い直方体形状であって、搬送方向において複数の圧力発生室２２が並ぶ全範囲に延びる。マニホールド２３は走査方向において２本設けられ、２本のマニホールド２３はその間に圧力発生室２２を挟んで第１プレート２４の両側に配置されている。マニホールド２３は、連通路２３ａおよび貯留路２３ｂにより構成されている。

連通路２３ａは、第１プレート２４の下面に設けられた第１窪み３２により構成されている。この連通路２３ａの下側開口は第３プレート２８により覆われている。連通路２３ａは、一方開口を介して個別流路２２ｂと連通している。連通路２３ａは、個別流路２２ｂと貯留路２３ｂとの間の第１プレート２４の部分（第２リブ）３３の下方に配置されている。連通路２３ａの走査方向に直交する面の寸法は、第２リブ３３の分だけ貯留路２３ｂより小さい。

第２リブ３３は、貯留路２３ｂと個別流路２２ｂとの間で搬送方向に延びる第１プレート２４であって、搬送方向においてマニホールド２３の全範囲に亘って延びる。第２リブ３３は、マニホールド２３の第２プレート２６側に設けられている。第２リブ３３の貯留路２３ｂ側の角にＲ部が形成されている。Ｒ部は、第２プレート２６の下面と第２リブ３３の側面との間を滑らかに結ぶように曲面で形成されている。このＲ部によって、インクに含まれる気泡が第２プレート２６の下面と第２リブ３３と間の角に溜まることを低減され、インクは貯留路２３ｂから連通路２３ａへスムーズに流れることができる。

貯留路２３ｂは、第１ａ切欠き２４ａにより第１プレート２４に形成され、第１プレート２４の上面と下面との間を貫通している。貯留路２３ｂの上側開口は、一部が第２プレート２６により覆われているが、残りの部分は開口している。この開口部分を介して貯留路２３ｂはサブタンク１８（図１）などに連通している。貯留路２３ｂの下側開口は第３プレート２８により覆われている。さらに、貯留路２３ｂは、走査方向の第３リブ２４ｄ側に開口し、この開口を介して連通路２３ａと連通している。

振動板３４は、第１プレート２４上に配置され、かつ、圧電素子２５が電気的に接続された配線が設けられた膜である。振動板３４は、第２プレート２６上に配置された板状体であり、圧力発生室２２と圧電素子２５との間に設けられている。振動板３４の厚みは第２プレート２６より薄い。振動板３４の上に絶縁層２６ａが配置されている。

圧電素子２５は、圧力発生室２２内のインクに圧力を与える素子であって、振動板３４の上に配置されている。圧電素子２５は一対の電極層２５ａ、２５ｂとこれに挟まれる圧電層２５ｃとにより構成されている。一対の電極層２５ａ、２５ｂの下側の電極層２５ａは圧力発生室２２上の絶縁層２６ａ上に配置され、上側の電極層２５ｂは第１配線２５ｄおよび配線基板３０により制御部１５（図１）と接続されている。

温度検知器２７は、インクの温度を検知するセンサーである。温度検知器２７は、積層方向においてマニホールド２３と重なる位置に配置されている。温度検知器２７として、たとえば、測温抵抗体（ＲＴＤ：Resistance Temperature Detector）およびサーミスタなどが挙げられる。温度検知器２７は、その下面の温度を検知するセンサーが好ましい。温度検知器２７は振動板３４の絶縁層２６ａ上の第２配線２７ａおよび配線基板３０により制御部１５（図１）と接続されている。温度検知器２７のサイズは、たとえば、１ｍｍ×１ｍｍである。

配線基板３０は、たとえば、ＣＯＦ（Chip On Film）のフィルム状の配線回路基板であって、ドライバＩＣ（図示せず）を搭載している。ドライバＩＣは、圧電素子２５を駆動する駆動部であって、半導体チップから構成されている。配線基板３０は、圧力発生室２２の２つの列の間に配置され、振動板３４において走査方向の中央で搬送方向に延びている。

配線基板３０の一方配線は制御部１５（図１）に接続され、他方配線は第１配線２５ｄにより圧電素子２５に接続され、他方配線は第２配線２７ａにより温度検知器２７に接続されている。第１配線２５ｄおよび第２配線２７ａは、振動板３４上に１層または複数層の絶縁層２６ａが設けられているとき、このうち同一の絶縁層２６ａ上に設けられている。

ケース２９は、圧電素子２５および温度検知器２７を保護するカバーであって、上面部、側面部２９ａおよびこれらに囲まれた内部空間を有し、下側に開口する。ケース２９は、振動板３４の少なくとも一部を覆い、振動板３４との間の内部空間に圧電素子２５および温度検知器２７を収容する。ケース２９の側面部２９ａの下面は振動板３４の上面に接着剤などで接合されている。ケース２９は、圧電素子２５および温度検知器２７を保護する剛性があるものであればよく、たとえば、シリコン、金属材料や合成樹脂材料で形成される。

次に、記録（印刷）時のインクジェット記録ヘッド２０の動作について図２および図３を参照して説明する。まず、温度検知器２７は、検知した温度を第２配線２７ａおよび配線基板３０を介して制御部１５（図１）へ出力する。この温度は、温度検知器２７の下面により検知された振動板３４の温度である。振動板３４は、熱伝導性が高い材料で形成されており、その厚みが薄い。このため、温度検知器２７は振動板３４を介してマニホールド２３のインクの温度を検知することができる。

制御部１５は、温度検知器２７により検出された温度を取得し、この温度および印刷データに応じた制御信号を生成する。制御信号は、圧電素子２５の駆動タイミング、および、圧電素子２５の変形量を定める信号により構成されている。この圧電素子２５の駆動タイミングおよび変形量と温度との関係は、実験やシミュレーションなどにより予め定められている。このため、制御部１５は、温度検知器２７からの温度に応じた圧電素子２５の駆動タイミングおよび変形量を設定する。そして、制御部１５は、制御信号を配線基板３０に出力する。

配線基板３０のドライバＩＣは、これを受けて、圧電素子２５を駆動するための駆動信号を生成し、圧電素子２５に第１配線２５ｄを介して出力する。駆動信号を受けた圧電素子２５では、圧電層２５ｃが積層方向に伸びて搬送方向および走査面方向に収縮する。この収縮変形に伴って振動板３４が圧力発生室２２側に凸となるように撓む。これにより、圧力発生室２２の容積が減少して圧力発生室２２内に圧力波が発生することで、ディセンダ２２ａを介して圧力発生室２２に連通するノズル２１からインクが吐出される。このインクの吐出タイミングは、圧電素子２５の駆動タイミングにより定められ、インクの吐出量は圧電素子２５の変形量により定められる。よって、温度検知器２７による検知温度に応じたタイミングおよび量のインクが吐出される。

上記構成によれば、温度検知器２７は、マニホールド２３上の第２プレート２６および振動板３４に配置されており、マニホールド２３を流れるインクの温度を第２プレート２６および振動板３４を介して検出する。インクはマニホールド２３から圧力発生室２２を介してノズル２１に供給され、マニホールド２３とノズル２１とが近いため、この検出された温度をノズル２１から吐出されるインクの温度として高い精度で得ることができる。

また、圧電素子２５および温度検知器２７が同じ振動板３４上に設けられる。これにより、圧電素子２５の第１配線２５ｄを形成するプロセスと同じプロセスで、温度検知器２７の第２配線２７ａを形成することができる。このため、別途、製造プロセスを追加することなく温度検知器２７を設けることができ、作業性に優れる。

さらに、振動板３４とケース２９との間の内部空間における圧電素子２５の収容空間に温度検知器２７を収容することができる。よって、インクジェット記録ヘッド２０の製造時などに、圧電素子２５と共に温度検知器２７を外力などから保護することができる。

また、圧電素子２５と制御部１５とを繋ぐ配線基板３０に温度検知器２７を接続することにより、部品を増やすことなく、温度検知器２７を制御部１５と繋ぐことができる。しかも、第１配線２５ｄおよび第２配線２７ａは振動板３４において同一の絶縁層２６ａ上に設けられており、第１配線２５ｄを設けるプロセスで第２配線２７ａも設けることができる。このため、製造プロセスを追加することなく、圧電素子２５および温度検知器２７を配線基板３０に接続することでき、作業性に優れる。

さらに、第１プレート２４に第１ａ切欠き２４ａ（第１切欠き）が形成されている。この第１ａ切欠き２４ａにより温度検知器２７とマニホールド２３内のインクとの距離が近くなり、温度検知器２７はマニホールド２３内のインクの温度をより正確に検知することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２に係るインクジェット記録装置１０のインクジェット記録ヘッド２０Ａでは、図４に示すように、振動板３４に複数の温度検知器２７が設けられている。複数の温度検知器２７は、マニホールド２３が延びている方向において振動板３４の中央および両端にそれぞれ配置されている。この実施の形態では、マニホールド２３は走査方向より搬送方向に長いため、マニホールド２３が延びている方向はマニホールド２３の長手方向である搬送方向に相当する。

具体的には、たとえば、１つのマニホールド２３に対して３つの温度検知器２７が設けられている。このうちの１つの温度検知器２７は、搬送方向においてマニホールド２３の中央の振動板３４上に配置されている。別の温度検知器２７は、搬送方向においてマニホールド２３の一方端の振動板３４上に配置されている。さらに別の温度検知器２７は、搬送方向においてマニホールド２３の他方端の振動板３４上に配置されている。このように、３つの温度検知器２７が互いに距離を離すように分散されて配置されている。

この場合、制御部１５は、複数の温度検知器２７のそれぞれから検知温度を取得する。そして、制御部１５は、圧電素子２５に最も近い温度検知器２７の温度に基づいて、当該圧電素子２５の制御信号を生成する。そして、配線基板３０のドライバＩＣは、これに基づいて駆動信号を生成し、圧電素子２５に出力する。圧電素子２５は駆動信号に基づいて変形し、これに伴いノズル２１からインクが吐出される。

この構成によれば、温度検知器２７がマニホールド２３に対して分散されて配置される。これにより、マニホールド２３においてインクに温度むらがある場合であっても、近い温度検知器２７により温度を検出することにより、吐出されるインクの温度を正確に検出することができる。特に、マニホールド２３への供給口が、搬送方向の中央に配置されている場合、搬送方向の端と中央とでインクの流速が異なり、温度の偏りが生じ易い。このような場合、搬送方向の端および中央に温度検知器２７を設けることにより、より精度良くインクの温度を検知することができる。

なお、上記実施の形態では、１つのマニホールド２３に対して３つの温度検知器２７が設けられていたが、温度検知器２７の数はこれに限定されない。また、温度検知器２７の位置が振動板３４の中央および両端に配されたが、温度検知器２７の配置はこれに限定されない。

（実施の形態３）
実施の形態３に係るインクジェット記録装置１０のインクジェット記録ヘッド２０Ｂでは、図５に示すように、ケース２９は、内面から振動板３４に向かって延びて振動板３４に当接する第１リブ３５を有している。

第１リブ３５は、たとえば、上端、下端および両側端を有した板状体である。この上端はケース２９の上面部の下面に接続し、この上端から下側へ第１リブ３５はケース２９の側面部２９ａに平行に延びる。上端と下端との長さはケース２９の側面部２９ａの長さに等しい。このため、側面部２９ａの下面を振動板３４の上面に接合すると、第１リブ３５の下端は振動板３４の上面に当接する。

第１リブ３５は圧電素子２５と温度検知器２７との間に設けられ、第１リブ３５の両側端のそれぞれはケース２９の側面部２９ａの内面に接続されている。このため、第１リブ３５はケース２９の内部空間を圧電素子２５と温度検知器２７との間で２つの空間を仕切る。このため、仕切られた一方の空間には圧電素子２５が収容され、他方の空間には温度検知器２７が収容される。これにより、温度検知器２７は、ノズル面２８ａに平行であり、かつ、複数のノズル２１が並ぶノズル列と直交する方向において、第１リブ３５を挟んで圧電素子２５とは反対側に設けられている。

第１リブ３５は、積層方向において第１プレート２４の第２リブ３３と重なる位置に設けられている。このため、第１リブ３５の下端は振動板３４を介して第２リブ３３の上面に相対する。そして、圧電素子２５と温度検知器２７との間において振動板３４が第１リブ３５および第２リブ３３に挟まれる。

この構成によれば、第１リブ３５は、振動板３４とケース２９との間の内部空間において圧電素子２５と温度検知器２７との間に設けられている。このため、圧電素子２５の振動が温度検知器２７に伝わることを第１リブ３５は抑制し、振動による温度検知器２７の破損などを防止することができる。

また、第１リブ３５の下端は、振動板３４の上面に当接している。これにより、圧電素子２５の振動が振動板３４を介して温度検知器２７に伝わることを第１リブ３５は抑制し、振動による温度検知器２７の破損などを防止することができる。

さらに、圧電素子２５と温度検知器２７との間において第２プレート２６および振動板３４の両側はそれぞれ第１リブ３５および第２リブ３３により押さえられる。これにより、圧電素子２５の振動が第２プレート２６振動板３４を介して伝わることが低減され、振動による温度検知器２７の破損などを防止することができる。

また、振動板３４の上からケース２９を接着する際、第１リブ３５はケース２９の上面部と振動板３４４との間に介在する。これにより、ケース２９の上面部が圧電素子２５、温度検知器２７または振動板３４に触れてこれらを破壊することを第１リブ３５が防止することができる。

なお、図５に示すインクジェット記録ヘッド２０Ｂは図４の複数の温度検知器２７を備えていてもよい。

（実施の形態４）
実施の形態４に係るインクジェット記録装置１０のインクジェット記録ヘッド２０Ｃでは、図６に示すように、第２プレート２６に第２ｃ切欠き３１ｃが設けられている。第２ｃ切欠き３１ｃは、第２プレート２６において積層方向に温度検知器２７と重なる領域に形成された第２切欠きである。第２ｃ切欠き３１ｃは、第２プレート２６を上下方向に貫通し、その内部空間は第１プレート２４の第１ａ切欠き２４ａの内部空間と連通している。よって、マニホールド２３の貯留路２３ｂは、第１ａ切欠き２４ａおよび第２ｃ切欠き３１ｃにより第１プレート２４および第２プレート２６に形成される。

第２ｃ切欠き３１ｃは第４リブ３６を介して第２ｂ切欠き３１ｂの上流側に配置されている。第４リブ３６は、第１プレート２４の第２リブ３３の上側に配置され、第２リブ３３と１つのリブを形成している。

第２ｃ切欠き３１ｃの下流側で上側の角にＲ部が形成されている。Ｒ部は、振動板３４の下面と第２リブ３３の上流側の側面との間を滑らかに結ぶように曲面で形成されている。このＲ部によって、インクに含まれる気泡が第２ｃ切欠き３１ｃの角に滞留することを低減され、インクは第２ｃ切欠き３１ｃ内をスムーズに流れることができる。

この構成によれば、第２ｃ切欠き３１ｃにより、温度検知器２７とマニホールド２３内のインクとの距離が縮まる。よって、温度検知器２７はマニホールド２３内のインクの温度をより正確に検知することができる。

なお、図６に示すインクジェット記録ヘッド２０Ｃは図４の複数の温度検知器２７を備えていてもよい。また、図６に示すインクジェット記録ヘッド２０Ｃは図５の第１リブ３５を備えていてもよい。この場合、第１リブ３５は、積層方向において第４リブ３６および第２リブ３３と重なる位置に設けられる。このため、第１リブ３５の下端は振動板３４を介して第４リブ３６の上面に相対する。そして、圧電素子２５と温度検知器２７との間において振動板３４が第１リブ３５および第４リブ３６に挟まれる。

（実施の形態５）
実施の形態５に係るインクジェット記録装置１０のインクジェット記録ヘッド２０Ｄでは、図７に示すように、温度検知器２７は、積層方向において個別流路２２ｂと重なる位置に配置されている。温度検知器２７は振動板３４の絶縁層２６ａ上の第２配線２７ａおよび配線基板３０により制御部１５（図１）と接続されている。

この場合には、第１ｂ切欠き２４ｂが、第１プレート２４において積層方向に温度検知器２７と重なる領域に形成された第１切欠きである。また、第２ｂ切欠き３１ｂが、第２プレート２６において積層方向に温度検知器２７と重なる領域に形成された第２切欠きである。

上記構成によれば、温度検知器２７は、個別流路２２ｂ上の振動板３４に配置されており、個別流路２２ｂを流れるインクの温度を薄い振動板３４を介して検出する。インクは個別流路２２ｂから圧力発生室２２を介してノズル２１に供給され、個別流路２２ｂとノズル２１とが近いため、この検出された温度をノズル２１から吐出されるインクの温度として高い精度で得ることができる。

なお、図７に示すインクジェット記録ヘッド２０Ｄは図４の複数の温度検知器２７を備えていてもよい。また、図７に示すインクジェット記録ヘッド２０Ｄは図５の第１リブ３５を備えていてもよい。

上記全ての実施の形態では、第２プレート２６上に振動板３４が設けられているが、第２プレート２６が振動板として用いられてもよい。たとえば、第２ａ切欠き３１ａに代えて、窪みが第２プレート２６に形成される。この窪みは、第２プレート２６の下面のうち、積層方向において圧電素子２５に対向し重なる領域に形成された窪みである。これにより、第２プレート２６の他の範囲より窪みの分だけ薄くなるため、この厚みの薄い範囲の第２プレート２６が振動板３４として用いられる。この場合には、厚みの薄い範囲の第２プレート２６が、第１プレート２４上に配置され、かつ、圧電素子２５が電気的に接続された配線が設けられた膜である。

なお、上記全実施の形態は、互いに相手を排除しない限り、互いに組み合わせてもよい。また、上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明のインクジェット記録ヘッドおよびそれを備えたインクジェット記録装置は、ノズルから吐出されるインクの温度をより正確に検出することができ、作業性に優れるインクジェット記録ヘッドおよびそれを備えたインクジェット記録装置等として有用である。

１０ ：インクジェット記録装置
１５ ：制御部
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ ：インクジェット記録ヘッド
２１ ：ノズル
２２ ：圧力発生室
２２ｂ ：個別流路
２３ ：マニホールド
２４ ：第１プレート
２５ ：圧電素子
２５ｄ ：第１配線
２６ ：第２プレート
２６ａ ：絶縁層
２７ ：温度検知器
２７ａ ：第２配線
２９ ：ケース
３０ ：配線基板
３３ ：第２リブ
３５ ：第１リブ

Claims (12)

1. インクを吐出するノズルと、
   前記ノズルと連通する圧力発生室と、
   前記圧力発生室と連通する個別流路と、
   複数の前記個別流路と連通し、かつ、複数の前記個別流路のそれぞれを介して貯留しているインクを前記圧力発生室に供給するマニホールドと、
   前記マニホールドが形成されている第１プレートと、
   前記圧力発生室内のインクに圧力を与える圧電素子と、
   前記第１プレート上に配置され、かつ、前記圧電素子が電気的に接続された配線が設けられた膜と、
   インクの温度を検知する温度検知器と、を備え、
   前記温度検知器は、前記膜上の配線に電気的に接続されており、かつ、前記第１プレートおよび前記膜の積層方向において前記マニホールドまたは前記個別流路と重なる位置に配置され、
   前記第１プレートにおいて前記積層方向に前記温度検知器と重なる領域に第１切欠きが形成され、
   前記膜と前記第１プレートの間に設けられ、前記圧力発生室が形成されている第２プレートをさらに備え、
   前記第２プレートにおいて前記積層方向に前記温度検知器と重なる領域に第２切欠きが形成されている、インクジェット記録ヘッド。
2. 前記膜の少なくとも一部を覆い、前記膜との間の内部空間に前記圧電素子を収容するケースをさらに備え、
   前記温度検知器は、前記ケースの内部空間に収容されている、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 前記ケースは、内面から前記膜に向かって延びて前記膜に当接する第１リブを有している、請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
4. 前記ノズルが開口するノズル面をさらに備え、
   前記温度検知器は、前記ノズル面に平行であり、かつ、複数の前記ノズルが並ぶノズル列と直交する方向において、前記第１リブを挟んで前記圧電素子とは反対側に設けられている、請求項３に記載のインクジェット記録ヘッド。
5. 前記第１プレートは、前記マニホールドの前記膜側に設けられる第２リブを有しており、
   前記第２リブは前記第１リブと前記積層方向に対向して配置されている、請求項３または４に記載のインクジェット記録ヘッド。
6. 前記膜に複数の前記温度検知器が設けられており、
   複数の前記温度検知器は、前記マニホールドが延びている方向において前記膜の中央および両端にそれぞれ配置されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェット記録ヘッド。
7. 前記圧電素子を駆動する駆動部を搭載した配線基板、をさらに備え、
   前記温度検知器は前記配線基板に電気的に接続されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のインクジェット記録ヘッド。
8. 前記圧電素子と前記配線基板とを電気的に接続する第１配線と、
   前記温度検知器と前記配線基板とを電気的に接続する第２配線と、をさらに備え、
   前記第１配線および前記第２配線は前記膜上に設けられている、請求項７に記載のインクジェット記録ヘッド。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のインクジェット記録ヘッドを備えている、インクジェット記録装置。
10. インクを吐出するノズルと、
    前記ノズルと連通する圧力発生室と、
    前記圧力発生室と連通する個別流路と、
    複数の前記個別流路と連通し、かつ、複数の前記個別流路のそれぞれを介して貯留しているインクを前記圧力発生室に供給するマニホールドと、
    前記マニホールドが形成されている第１プレートと、
    前記圧力発生室内のインクに圧力を与える圧電素子と、
    前記第１プレート上に配置され、かつ、前記圧電素子が電気的に接続された配線が設けられた膜と、
    インクの温度を検知する温度検知器と、を備え、
    前記温度検知器は、前記膜上の配線に電気的に接続されており、かつ、前記第１プレートおよび前記膜の積層方向において前記マニホールドまたは前記個別流路と重なる位置に配置され、
    前記膜の少なくとも一部を覆い、前記膜との間の内部空間に前記圧電素子を収容するケースをさらに備え、
    前記温度検知器は、前記ケースの内部空間に収容されている、インクジェット記録ヘッド。
11. 前記内部空間において前記圧電素子および前記温度検知器は互いの間が隔てられることなく共に収容されている、請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッド。
12. インクを吐出するノズルと、
    前記ノズルと連通する圧力発生室と、
    前記圧力発生室と連通する個別流路と、
    複数の前記個別流路と連通し、かつ、複数の前記個別流路のそれぞれを介して貯留しているインクを前記圧力発生室に供給するマニホールドと、
    前記マニホールドが形成されている第１プレートと、
    前記圧力発生室内のインクに圧力を与える圧電素子と、
    前記第１プレート上に配置され、かつ、前記圧電素子が電気的に接続された配線が設けられた膜と、
    インクの温度を検知する温度検知器と、を備え、
    前記温度検知器は、前記膜上の配線に電気的に接続されており、かつ、前記第１プレートおよび前記膜の積層方向において前記マニホールドまたは前記個別流路と重なる位置に配置され、
    前記圧電素子を駆動する駆動部を搭載した配線基板、をさらに備え、
    前記温度検知器は前記配線基板に電気的に接続され、
    前記圧電素子と前記配線基板とを電気的に接続する第１配線と、
    前記温度検知器と前記配線基板とを電気的に接続する第２配線と、をさらに備え、
    前記第１配線および前記第２配線は前記膜上に設けられており、
    前記配線基板に複数の前記第１配線が接続され、
    前記配線基板に対する複数の前記第１配線の接点が並ぶ列に、前記配線基板に対する前記第２配線の接点が配置されている、インクジェット記録ヘッド。

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