加熱流路ユニット、および、液体噴射ヘッド
【課題】複数の通液流路における液体の流速を揃えて液体を効率良く加熱することができる加熱流路ユニット、および、これを備えた液体噴射ヘッドを提供する。
【解決手段】ユニット基体６３の内部においてインクの流下方向に対して交差する方向に複数並列に形成され、サブタンク側からの供給流路と記録ヘッド側への導入流路とを連通する通液流路６４ａ〜６４ｃと、供給流路側の出口側開口周縁部と各通液流路に共通の共通入口側開口周縁部との間に配置されて両者を液密状態で接続する入口側シール部材７３と、を備え、入口側シール部材は、各通液流路のうち流速が相対的に速い通液流路の個別入口側開口に対応する部分に、インクの流れを規制する流入規制部８２を有する。
【解決手段】ユニット基体６３の内部においてインクの流下方向に対して交差する方向に複数並列に形成され、サブタンク側からの供給流路と記録ヘッド側への導入流路とを連通する通液流路６４ａ〜６４ｃと、供給流路側の出口側開口周縁部と各通液流路に共通の共通入口側開口周縁部との間に配置されて両者を液密状態で接続する入口側シール部材７３と、を備え、入口側シール部材は、各通液流路のうち流速が相対的に速い通液流路の個別入口側開口に対応する部分に、インクの流れを規制する流入規制部８２を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドに装着する加熱流路ユニット、および、これを備えた液体噴射ヘッドに係り、特に、通液流路を複数並列に有する加熱流路ユニット、および、これを備えた液体噴射ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの代表的なものとして、例えば、記録紙等の記録媒体（噴射対象）に対して液体状のインクを吐出・着弾させて記録を行うインクジェット式プリンター（液体噴射装置の一種。以下、プリンターという。）に搭載されるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドという。）を挙げることができる。この他、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタに用いられる色材、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイに用いられる有機材料、電極形成に用いられる電極材等、様々な種類の液体の噴射に液体噴射ヘッドが用いられている。
【０００３】
ところで、近年、紫外線などの光のエネルギーの照射によって硬化する光硬化型インクが画像等の印刷の際に用いられることがある。この光硬化型インクは、インク吸収性の乏しい記録媒体に対しても、光を照射することで硬化して定着するので、例えば、樹脂フィルムに対する画像の記録やその他の様々な用途に用いられている。しかしながら、この光硬化型インクは、一般の水系のインクよりも粘度が高い傾向にある。例えば、水系のインクの常温（例えば、２５℃）における粘度が８ｍＰａ・ｓ未満であるのに対して、光硬化型インクの常温における粘度は８ｍＰａ・ｓ以上である。このような所謂高粘度領域のインクを液体噴射ヘッドで噴射するには、インクの粘度を低下させる必要がある。このため、ヒーターなどの加熱手段によってインクを加熱することで、当該インクの粘度を噴射に適した粘度まで低下させてから記録媒体上に噴射するように構成された液体噴射ヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に開示されている発明は、液体供給源（自己封止弁）と記録ヘッドの間に、両者の流路を連通する通液部を有する加熱流路ユニットを設け、通液部を通過するインクをヒーターによって加熱することでインクの粘度を低下させるように構成されている。この加熱流路ユニットの本体（基体）は、金属等の熱伝導率が高い材質で作製された中空のブロック部材であり、その内部空間は仕切壁によって仕切られることで複数の通液部が複数並列に形成されている。この構成では、ヒーターからの熱が、仕切壁を含むユニット基体を伝って通液部内のインクに伝達される。このように構成することで、流路抵抗および圧力損失の増加を抑制しつつインクを加熱することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０８３４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、複数並列に形成された通液流路をそれぞれ流れるインクの流速は、それよりも上流側又は下流側の流路の開口の位置との関係で、必ずしも一定とならない。即ち、上流側又は下流側の流路の開口に対して近い位置に形成された通液部を流れるインクの流速は比較的高くなる一方で、上流側又は下流側の流路の開口に対して遠い位置に形成された通液部を流れるインクの流速は比較的低くなる。一般的に、各通液部のうち中央部に形成された通液部が、上流側又は下流側の流路の開口に対して最も近くなるので、当該中央部の通液部を流れるインクの流速が、端部に位置する通液部を流れるインクの流速よりも速くなる。流速が速いほど、それだけ通液部を通過する時間が短くなるので、インクが十分に加熱され難いという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の通液流路における液体の流速を揃えて液体を効率良く加熱することができる加熱流路ユニット、および、これを備えた液体噴射ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の加熱流路ユニットは、上記目的を達成するために提案されたものであり、液体供給源と液体噴射ヘッドとの間に配設され、当該液体噴射ヘッド側へ供給する液体をヒーターにより加熱する加熱流路ユニットであって、
ユニット基体内部において液体の流下方向に対して交差する方向に複数並列に形成され、前記液体供給源側からの供給流路と前記液体噴射ヘッド側への導入流路とを連通する通液流路と、
前記供給流路側の出口側開口周縁部と前記各通液流路に共通の共通入口側開口周縁部との間に配置されて両者を液密状態で接続する入口側シール部材と、を備え、
入口側シール部材は、前記各通液流路のうち流速が相対的に速い通液流路の個別入口側開口に対応する部分に、液体の流れを規制する流入規制部を有することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、入口側シール部材が、流速が相対的に速い通液流路の個別入口側開口に対応する部分に液体の流れを規制する流入規制部を有するので、供給流路側の出口側開口から流れ出る液体の流下方向が、流入規制部によって入口側シール部材の面方向に一旦変換されてから各連通流路に流入する。これにより、供給流路側の出口側開口からの液体は、当該出口側開口に近い位置に配置されて流速が相対的に高くなりやすい通液流路側に流れにくくなる一方で、供給流路側の出口側開口から遠い位置に配置されている通液流路に比較的流れやすくなる。これにより、各連通流路を流れる液体の流速差が低減され、ヒーターの温度を必要以上に高く設定する必要がなく、液体を効率良く加熱することが可能となる。
【００１０】
上記構成において、前記流入規制部は、前記通液流路に液体が通液していない状態で前記個別入口側開口に対して離隔した状態で配置され、液体の流速に応じて当該個別入口側開口に対して近接又は離隔する構成を採用することが望ましい。
【００１１】
この構成によれば、流入規制部が、通液流路に液体が通液していない状態で個別入口側開口に対して離隔した状態で配置され、液体の流速に応じて当該個別入口側開口に対して近接又は離隔するので、即ち、通液流路全体における液体の流速が比較的低い場合、流入規制部は、流速が相対的に高い通液流路の個別入口側開口に対して少し離れて位置するのに対して、通液流路全体における液体の流速が比較的高い場合、流入規制部は、液体の流れによって押されて流速が相対的に高い通液流路の個別入口側開口に近接する。即ち、液体噴射ヘッドにおける液体の単位時間あたりの消費量が比較的低い所謂低ＤＵＴＹの場合には、流速が相対的に高い通液流路に対して液体が流入し易くなる一方、液体噴射ヘッドにおける液体の単位時間あたりの消費量が比較的多い所謂高ＤＵＴＹの場合には流速が相対的に高い通液流路に対して液体が流入し難くなる。これにより、通液流路全体における液体流速の高低に拘わらず、各連通流路を流れる液体の流速差がさらに低減され、液体を一層効率良く加熱することが可能となる。
【００１２】
また、前記各通液流路に共通の共通出口側開口周縁部と前記導入流路側の入口側開口周縁部との間に配置されて両者を液密状態で接続する出口側シール部材を備え、
出口側シール部材は、前記各通液流路のうち流速が相対的に速い通液流路の個別出口側開口に対応する部分に、液体の流れを規制する流出規制部を有する構成を採ることができる。
【００１３】
この構成によれば、出口側シール部材の流出規制部によって、各通液流路のうち流速が相対的に速い通液流路の液体の流れが規制されるので、入口側シール部材の流入規制部と、出口側シール部材の流出規制部とにより、各通液流路の液体の流れをコントロールすることができる。
【００１４】
本発明の液体噴射ヘッドは、液体供給源からの液体を、導入流路を通じて導入し、導入した液体を噴射可能な液体噴射ヘッドであって、
上記各構成の加熱流路ユニットを着脱可能に備えることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、単位時間あたりの液体消費量に拘わらず、加熱流路ユニットから安定した温度の液体が供給されるので、ノズルから噴射される液体の量や飛翔速度等の噴射特性のばらつきが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】プリンターの構成を説明する平面図である。
【図２】記録ヘッドの構成を説明する分解斜視図である。
【図３】記録ヘッドの斜視図である。
【図４】ヘッドユニットの要部断面図である。
【図５】加熱流路ユニットの斜視図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ′断面図である。
【図７】図５におけるＢ−Ｂ′断面図である。
【図８】加熱流路ユニットの平面図である。
【図９】入口側シール部材の構成を説明する平面図である。
【図１０】加熱流路ユニットの要部拡大断面図である。
【図１１】第２実施形態における加熱流路ユニットの要部拡大断面図である。
【図１２】第３実施形態における加熱流路ユニットの要部拡大断面図である。
【図１３】入口側シール部材の変形例の構成を説明する平面図である。
【図１４】加熱流路ユニットの変形例について説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、本実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド）を例に挙げて説明する。
【００１８】
図１は記録ヘッド１０（図２）を搭載するインクジェット式記録装置（以下、プリンターという）の構成を示す平面図である。例示したプリンター１は、記録紙等の記録媒体（着弾対象：図示せず）の表面に対して液体状のインク（本発明における液体に相当）を噴射して画像等の記録を行う装置である。このプリンター１は、フレーム２と、このフレーム２内に配設されたプラテン３とを備えており、紙送りモーターの駆動により回転する紙送りローラー（何れも図示せず）によってプラテン３上に記録紙が搬送されるようになっている。また、フレーム２内には、プラテン３と平行にガイドロッド４が架設されており、このガイドロッド４には、記録ヘッド１０を収容したキャリッジ５が摺動可能に支持されている。このキャリッジ５は、パルスモーター６の駆動によって回転する駆動プーリー７と、この駆動プーリー７とはフレーム２における反対側に設けられた遊転プーリー８との間に架設されたタイミングベルト９に接続されている。そして、キャリッジ５は、パルスモーター６を駆動することで、ガイドロッド４に沿って紙送り方向と直交する主走査方向に往復移動するように構成されている。
【００１９】
フレーム２の一側には、インクカートリッジ１３を着脱可能に搭載するカートリッジホルダー１４が設けられている。インクカートリッジ１３は、エアチューブ１５を介してエアポンプ１６と接続されており、このエアポンプ１６からの空気が各インクカートリッジ１３内に供給される。そして、この空気によるインクカートリッジ１３内の加圧により、インク供給チューブ１７を通じて記録ヘッド１０側にインクが供給（圧送）されるように構成されている。
【００２０】
インク供給チューブ１７は、例えば、シリコーン等の合成樹脂で作製された可撓性を有する中空部材であり、このインク供給チューブ１７の内部には、各インクカートリッジ１３に対応するインク流路が形成されている。また、プリンター１本体側と記録ヘッド１０側との間には、プリンター１本体側の制御部（図示せず）から記録ヘッド１０側に駆動信号等を伝送するＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）１８が配線されている。
【００２１】
図２及び図３は、本実施形態における記録ヘッド１０の構成を説明する図であり、図２は記録ヘッド１０の分解斜視図、図２は記録ヘッド１０の斜視図である。また、図３は、ヘッドユニット２０の要部断面図である。
本実施形態における記録ヘッド１０は、ヘッドユニット２０、サブタンク２１（本発明における液体供給源の一種）、インナーケース２２、アウターケース２３、及び、加熱流路ユニット２４を主な構成要素としている。
【００２２】
上記ヘッドユニット２０は、複数の圧電振動子２５を備えたアクチュエータユニット２６、共通インク室２７（リザーバー又はマニホールドとも言う）からインク供給口２８及び圧力室２９を通ってノズル３０に至る一連のインク流路を形成する流路ユニット３１、及び、ヘッドケース３２などを備えて概略構成されている。
【００２３】
ヘッドケース３２は中空箱体状のケーシングであり、その内部には、サブタンク２１および加熱流路ユニット２４側からのインクを共通インク室２７側に導入する流路であるケース流路３３と、各アクチュエータユニット２６を個別に収容する収容室３４とが形成されている。このヘッドケース３２は、熱硬化性樹脂の一種であるエポキシ樹脂によって成型されており、流路取付面（下面）に流路ユニット３１が固定される。また、流路取付面とは反対側の基端面（上面）には、導入針ユニット３６（図２参照）が取り付けられる。
【００２４】
上記のアクチュエータユニット２６は、圧力発生手段としての圧電振動子２５と、この圧電振動子２５が接合される金属製の固定板３８と、圧電振動子２５に駆動基板３７からの駆動信号を印加するフレキシブルケーブル３９等から構成される。各圧電振動子２５は、自由端部が固定板３８の先端面よりも外側に突出した所謂片持ち梁の状態で、ステンレス鋼などの金属製板材からなる固定板３８上に取り付けられている。なお、圧力発生手段としては、上記圧電振動子以外にも、静電アクチュエータ、磁歪素子、発熱素子等を用いることができる。
【００２５】
流路ユニット３１は、振動板４０、流路基板４１、及びノズル基板４２からなる流路ユニット構成部材を積層した状態で接合して一体化することにより作製されている。この流路ユニット３１における圧力室２９は、ノズル３０の列設方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室として形成されている。また、共通インク室２７は、サブタンク２１側から加熱流路ユニット２４を経由してきたインクが導入される室である。そして、この共通インク室２７に導入されたインクは、インク供給口２８を通じて各圧力室２９に分配供給されるようになっている。
【００２６】
流路ユニット３１の底部に配置されるノズル基板４２は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル３０を、列状に開設した金属製の薄い板材である。本実施形態のノズル基板４２は、ステンレス鋼の板材によって作製され、複数のノズル３０を列設してなるノズル列（ノズル群の一種）が、記録ヘッド１０の走査方向（主走査方向）に複数並べて設けられている。そして、１つのノズル列は、例えば３６０個のノズル３０によって構成される。
【００２７】
ヘッドケース３２の基端面（ノズル形成面とは反対側の面）には、導入針ユニット３６が配置される。この導入針ユニット３６は、合成樹脂等によって成型されており、その上面にはフィルタ（図示せず）を介在させた状態でインク導入針４４が複数取り付けられている。また、導入針ユニット３６の上面には、後述する加熱流路ユニット２４が着脱可能に装着されるようになっている。そして、加熱流路ユニット２４を導入針ユニット３６に装着すると、加熱流路ユニット２４内にインク導入針４４が挿入される。また、この導入針ユニット３６の内部には、各インク導入針４４に対応した集束流路（図示せず）が形成されている。この集束流路は、ヘッドケース３２のケース流路３３に連通し、インク導入針４４から導入されたインクを、ケース流路３３を通じて圧力室側に供給するようになっている。なお、後述する第２流路接続継手の導出流路を含め、インク導入針４４からケース流路３３を通って共通インク室２７に至る流路が本発明における導入流路に相当する。
【００２８】
上記サブタンク２１は、上面に形成された流路接続部４６にプリンター本体側からのインク供給チューブ１７が接続され、このインク供給チューブ１７からのインクを受け、供給圧力を調整した上で圧力室側に導入する部材である。本実施形態においては、合計４つのサブタンク２１が、インナーケース２２内に収容されるようになっている。１つのサブタンク２１内には２つの流路が形成されており、２種類のインクに対応できるようになっている。また、各サブタンク２１の底部には挿入部４５が設けられており、この挿入部４５内には加熱流路ユニット２４の第１流路接続継手７２の円筒部７２ｂ（図６参照）が挿入されるようになっている。
【００２９】
また、各サブタンク２１は、内部の圧力変動に応じて弁を開閉し、ヘッドユニット２０側へのインクの供給を制御する。即ち、記録ヘッド１０がインクの噴射をしない非記録状態（インクを消費しない状態）では、サブタンク２１は、弁を閉じて記録ヘッド１０側にインクが供給されないようにする。一方、記録ヘッド１０が記録動作（噴射動作）時にインクを噴射することでインクを消費してサブタンク２１内部の圧力調整室の圧力が低下すると、サブタンク２１は弁を開いて記録ヘッド１０側にインクが供給される状態にする。
【００３０】
上記インナーケース２２は、上下面が開口したスリーブ状の部材であり、インク導入針４４を囲繞する状態でヘッドユニット２０の上面側に取り付けられる。インナーケース２２の開口部の平面形状は略矩形に形成されており、その内部空間は、加熱流路ユニット２４とサブタンク２１を収容する収容空部４７となっている。また、インナーケース２２の外側面には、駆動基板３７が取り付けられる。
【００３１】
上記アウターケース２３は、インナーケース２２の上部開口を被覆可能なベース面５１と、当該ベース面５１におけるサブタンク列設方向に直交する方向の両辺縁部から下方（ヘッドユニット２０側）に延出した側壁部５２とから形成された断面略門型の部材である。側壁部５２は、インナーケース２２の側面に固定された駆動基板３７を被覆する基板被覆壁として機能する。ベース面５１には、収容空部４７に収容されたサブタンク２１の流路接続部４６に対応する部分に、当該流路接続部４６を露出可能な開口部５３が開設されている（図２）。また、ベース面５１におけるサブタンク列設方向の両縁部には、スリット５４が形成されている。そして、インナーケース２２内に収容された加熱流路ユニット２４のリード線５５がスリット５４を通してヘッド外部に引き出されるようになっている（図３）。
【００３２】
さらに、アウターケース２３のベース面５１には、サブタンク列設方向の両辺縁部から下方に向けて、インナーケース２２の係止爪５６が係止可能な被係止部５７が形成されている。インナーケース２２にアウターケース２３を取り付けると、この被係止部５７の貫通孔にインナーケース２２の係止爪５６が係止して、インナーケース２２に対してアウターケース２３が固定されるようになっている。
【００３３】
そして、導入針ユニット３６のインク導入針４４を囲繞する状態でインナーケース２２をヘッドユニット２０に取り付け、インナーケース２２の収容空部４７内に加熱流路ユニット２４と各サブタンク２１を順次収容し、インナーケース２２の側面に駆動基板３７を固定する。さらに、各サブタンク２１の流路接続部４６を開口部５３から露出させると共にスリット５４からリード線５５を引き出した状態で、アウターケース２３をインナーケース２２の外側に取り付けて収容空部４７の上部開口やインナーケース２２の側面の駆動基板３７をこのアウターケース２３によって被覆する。なお、この被覆状態では、駆動基板３７のコネクタ５８が露出し、このコネクタ５８にはプリンター本体側のＦＦＣ１８が接続されるようになっている。
【００３４】
次に、加熱流路ユニット２４について説明する。
図５〜図８は、加熱流路ユニット２４の一実施形態を説明する図であり、図５は加熱流路ユニット２４の斜視図、図６は図５におけるＡ−Ａ′断面図、図７は図５におけるＢ−Ｂ′断面図、図８は第１流路接続継手７２が取り付けられていない状態における加熱流路ユニット２４の上面図である。
【００３５】
本実施形態における加熱流路ユニット２４は、ユニット基体（ケーシング）６３の内部に、サブタンク２１の各流路にそれぞれ対応した通液部６４が複数区画形成された中空箱体状の部材である。ユニット基体６３は、熱伝導率が高い材質（例えば、５０Ｗ／ｍｋ以上の熱伝導率を有する材質）で構成されていることが望ましく、本実施形態においては、銅、アルミニウム等の金属によって形成されている。通液部６４は、サブタンク２１の流路とヘッドユニット２０（ヘッドケース３２）のケース流路３３との間を連通する流路であり、インクの流れ方向に直交する方向の寸法が、ヘッド流路（ケース流路３３）の内径よりも大きく設定されている。本実施形態においては、図８に示すように、各サブタンク２１の流路および各ヘッド流路に対応して２行４列の合計８つの通液部６４が、ユニット基体６３の内部に区画形成されている。各通液部６４は、一側の内壁（例えば、図８における右側の内壁）から他側の内壁（例えば、図８における左側の内壁）に向けて延出した仕切壁７０によって、インクの流下方向に交差する方向に複数の通液流路に区画されている。本実施形態においては、２枚の仕切壁７０によって通液部６４が複数縦割りに仕切られることで、合計３つのスリット状の通液流路６４ａ〜６４ｃが形成されている。この仕切壁７０は、ユニット基体６３と一体に成型することが望ましい。このように通液部６４に複数の仕切壁７０を設けることで、ユニット基体６３と通液部６４内のインクとの接触面積を増やすことができ、これにより、ヒーター６８からの熱をより効率良くインクに伝達することができる。
【００３６】
ユニット基体６３の上面（サブタンク２１側の面）において、各通液部６４の入口側開口（即ち、同じ通液部６４を構成する通液流路６４ａ〜６４ｃの各個別入口側開口を含む範囲の開口部であり、本発明における共通入口側開口に相当）の周縁部には、当該共通入口側開口を囲繞する状態で区画壁７１が、取り付け状態のサブタンク側に向けて突設されている。そして、通液部６４の共通入口側開口の周縁部と区画壁７１とで囲まれた第１継手取付部７１ａには、サブタンク２１の流路と通液部６４とを連通する第１流路接続継手７２が、入口側シール部材７３を介在させた状態で嵌め込まれている。本実施形態においては、各通液部６４に対応して合計８つの第１流路接続継手７２がユニット基体６３の上面側に取り付けられている。第１流路接続継手７２は、ユニット基体６３への取り付け状態で通液部６４の共通入口側開口に対向する側の面（下面）が開口したトレイ状の拡大部７２ａと、共通入口側開口側とは反対側の当該拡大部７２ａの上面の中央部から取り付け状態のサブタンク側に向けて突設された円筒状の円筒部７２ｂと、から成る。
【００３７】
円筒部７２ｂは、サブタンク２１の装着時に挿入部４５内に挿入される部分である。この円筒部７２ｂ内部には、接続流路７２ｃが形成されている。この接続流路７２ｃは、拡大部７２ａの内部空間に連通している。平面視における拡大部７２ａの縦（図８における上下方向）及び横（図８における左右方向）の寸法は、それぞれ第１継手取付部７１ａの縦横の寸法と同程度に又は僅かに小さく設定されている。また、拡大部７２ａの内部空間の、平面視における縦横の寸法は、円筒部７２ｂの接続流路７２ｃの内径よりも十分に大きく設定されており、尚かつ、それぞれ通液部６４の共通入口側開口の縦横の寸法と同程度に又は僅かに大きく設定されている。即ち、接続流路７２ｃは、通液部６４の直前で、当該通液部６４の共通流路開口の大きさに合わせるように流路の内径が拡大していると言える。なお、拡大部７２ａの内部空間は、円筒部７２ｂ側から出口側開口側に向けて内径が次第に拡大するテーパー形状としても良い。また、本実施形態においては、円筒部７２ｂにおける接続流路７２ｃの、拡大部７２ａ側の出口側開口が、本発明における供給流路側の出口側開口に相当し、拡大部７２ａにおける内部空間の出口側開口の周縁部が、本発明における供給流路側の出口側開口周縁部に相当する。
【００３８】
そして、本実施形態における第１流路接続継手７２の内部に形成された接続流路７２ｃは、本発明における供給流路の一部を構成する。この接続流路７２ｃの出口側開口周縁部（下流側開口周縁部）と、通液部６４の共通入口側開口周縁部との間に、入口側シール部材７３が配設され、この入口側シール部材７３により接続流路７２ｃと通液部６４（各通液流路６４ａ〜６４ｃ）とが液密状態で連通される。この入口側シール部材７３の詳細については後述する。
【００３９】
一方、ユニット基体６３の下面（ヘッドユニット２０側の面）において、各通液部６４の共通出口側開口（下流側開口）の周縁部には、図６に示すように、当該共通出口側開口を囲繞する状態で区画壁７４が突設されている。そして、通液部６４の共通出口側開口の周縁部と区画壁７４とで囲まれた第２継手取付部７４ａには、通液部６４と記録ヘッド１０の導入流路とを連通する第２流路接続継手７５が、出口側シール部材７６を介在させた状態で取り付けられている。本実施形態においては、各通液部６４に対応して合計８つの第２流路接続継手７５が、ユニット基体６３の下面側に取り付けられている。第２流路接続継手７５は、ユニット基体６３への取り付け状態で通液部６４の共通出口側開口に対向する側の面が開口したトレイ状の拡大部７５ａと、当該拡大部７５ａの出口側開口側とは反対側の面の中央部から取り付け状態の記録ヘッド１０側に向けて突設された円筒状の針接続部７５ｂと、から成る。この針接続部７５ｂの内部には、針挿入部７７が形成されている。この針挿入部７７は、針接続部７５ｂの下面（記録ヘッド１０側）の一部を上面側（通液部６４側）に窪ませて拡大部７５ａの内部空間と連通する凹部を形成している。この凹部内にはインク導入針４４の側面に弾接してインク漏れを防ぐパッキン７８が配設されている。このパッキン７８は、エラストマーなどの弾性材から円筒形状に形成されている。
【００４０】
平面視における拡大部７５ａの縦及び横の寸法は、それぞれ第２継手取付部７４ａの縦横の寸法と同程度又は僅かに小さく設定されている。また、この拡大部７５ａの内部空間の平面視における縦横の寸法は、針接続部７５ｂの内部の流路の内径よりも十分に大きく設定されており、尚かつ、それぞれ通液部６４の共通出口側開口の縦横の寸法と同程度に又は僅かに大きく設定されている。そして、本実施形態における第２流路接続継手７５の内部に形成された導出流路７５ｃは、本発明における導入流路の一部を構成する。この第２流路接続継手７５の入口側開口周縁部（上流側開口周縁部）と、通液部６４の共通出口側開口周縁部との間に出口側シール部材７６が配設され、この出口側シール部材７６により導入流路と通液部６４（通液流路６４ａ〜６４ｃ）とが液密状態で連通される。出口側シール部材７６は、後述する入口側シール部材７３と同様に、例えばエラストマーやシリコンゴム等の耐インク性を有する弾性部材から作製されている。
【００４１】
図５に示すように、ユニット基体６３の側面には、シート状のヒーター６８が全周に渡って貼設されている。ヒーター６８は、例えば、可撓性を有する帯状の絶縁体によってニクロム線などの電熱線を封止した所謂フィルムヒーターである。本実施形態においては、２枚のヒーター６８によってユニット基体６３の外周を覆うように構成されている。各ヒーター６８には、リード線５５が設けられている。そして、加熱流路ユニット２４は、リード線５５を通じてヒーター６８の電熱線に通電することでヒーター６８を発熱させ、このヒーター６８の熱をユニット基体６３の構造体を通じて通液部６４（通液流路６４ａ〜６４ｃ）内を通過するインクを加熱するように構成されている。即ち、加熱流路ユニット２４は、加熱機能を有する流路部材と言うことができる。
【００４２】
このように構成された加熱流路ユニット２４を記録ヘッド１０（ヘッドユニット２０の上面）に装着すると、これに伴ってインク導入針４４が、第２流路接続継手７５の針挿入部７７に挿入され、このインク導入針４４の先端部が導出流路７５ｃに入り込む。これにより、インク導入針４４の先端部に開設された図示しない導入穴を通じて、通液部６４とヘッド流路とが液密状態で連通する。また、加熱流路ユニット２４の上流側には、サブタンク２１が装着される。このとき、第１流路接続継手７２の円筒部７２ｂは、サブタンク２１の挿入部４５内に挿入される。これにより、サブタンク２１の内部の流路と通液部６４とが第１流路接続継手７２の接続流路７２ｃを介して液密状態で連通する。サブタンク２１側からのインクは、接続流路７２ｃから通液部６４の各通液流路６４ａ〜６４ｃを通過して第２流路接続継手７５の導出流路７５ｃ及びインク導入針４４の導入穴を介して記録ヘッド１０のヘッド流路内に導入される。この際、通液部６４の各通液流路６４ａ〜６４ｃを通過するインクは、ユニット基体６３を介してヒーター６８の熱によって加熱される。これにより、光硬化型インク等の高粘度のインク（具体的には２５℃において８ｍＰa・s以上の粘度のインク）の噴射に対応することができる。即ち、サブタンク２１から導入したインクを加熱流路ユニット２４によって加熱することで当該インクの粘度を低下させてからノズル３０から噴射するので、一般のインクと同様な噴射特性（噴射量、噴射速度等）を得られることができる。当然ながら、光硬化型インク以外の水系及び溶剤系インクにおける高粘度のインクにも適用可能である。
【００４３】
ここで、本実施形態における加熱流路ユニット２４では、通液流路６４ａ〜６４ｃのうち中央部の通液流路６４ｂは、接続流路７２ｃの出口側開口に最も近い位置に配置されている。このため、本発明を適用しない構成では、当該通液流路６４ｂを流れるインクの流速が、他の通液流路６４ａ，６４ｃを流れるインクの流速と比較して相対的に速くなる。インクの流速が速いほど、その分、インクが通液流路６４ｂを通過する時間が、他の通液流路６４ａ，６４ｃをインクが通過する時間よりも短くなるので、通液流路６４ｂを流れるインクが十分に加熱され難いという問題があった。例えば、ヒーター６８を４０℃に設定して、サブタンク２１側から通液流路６４ａ〜６４ｃに常温（２５℃）のインクを流した場合、３５℃のインクが記録ヘッド１０側に送られる。記録ヘッド１０に導入されるインクの温度を４０℃にするときは、ヒーター６８の温度を４５℃くらいまで高めることが必要となる。このように、ヒーター６８の設定温度と、加熱流路ユニット２４を通過して記録ヘッド１０に導入されるインクの温度とが乖離することにより、ヒーター６８を余分に発熱させる必要がある。特に、例えば、記録紙等の記録媒体に対して所定の領域をインクで隙間無く埋める所謂ベタ塗り印刷を行う場合のように、記録ヘッド１０から噴射されるインクの量が比較的多くインクの流速も比較的高い場合（所謂高ＤＵＴＹの場合）、インクが加熱され難いため、ヒーター６８の温度をより高く設定する必要がある。ところが、高ＤＵＴＹ時にインクが適正温度となるようにヒーター６８の温度を設定した場合、例えば、記録媒体に対してより高解像度の画像等を印刷する場合のように、記録ヘッド１０から噴射されるインクの量が比較的少なくインクの流速も比較的低い場合（所謂低ＤＵＴＹの場合）、通液流路６４ａ〜６４ｃをインクが通過する時間がより長くなるため、インクが必要以上に加熱され過ぎてしまう問題があった。この点に鑑み、本発明に係る加熱流路ユニット２４は、入口側シール部材７３を利用して、各通液流路６４ａ〜６４ｃを通過するインクの流速を一定に揃えることで、加熱効率を向上させるようにしている。以下、この点について説明する。
【００４４】
図９は、入口側シール部材７３の構成を説明する平面図である。また、図１０は、加熱流路ユニット２４の要部拡大断面図である。
入口側シール部材７３は、例えばエラストマーやシリコンゴム等の耐インク性を有する弾性部材から作製されている。この入口側シール部材７３は、接続流路７２ｃの出口側開口周縁部と通液部６４の共通入口側開口周縁部との間をシールする枠部８０と、この枠部８０の各隅角部から中央に向けてそれぞれ延出した合計４本の梁部８１と、これらの梁部８１が中央部で交差した部分に設けられた流入規制部８２と、から構成されている。梁部８１と梁部８１とで囲まれた合計４つの略三角形状の部分は、インクが通過可能な空部８３である。本実施形態における流入規制部８２は、平面視略円形に形成されている。この流入規制部８２の直径は、第１流路接続継手７２の円筒部７２ｂにおける接続流路７２ｃの内径と同程度かこれより少し小さくなっている。
【００４５】
本実施形態において、各梁部８１は、図１０に示すように、枠部８０側から中央部側に向かうほど次第に通液部６４の共通入口側開口から離れて接続流路７２ｃの出口側開口に近づくように上り傾斜している。このため、この入口側シール部材７３を、第１継手取付部７１ａの窪みに嵌め込んで取り付け、尚かつ、通液流路６４にインクが通液されていない状態（或いは、低ＤＵＴＹの時のようにインク通液流路６４を流れるインクの流速が比較的低い状態）で、通液流路６４ａ〜６４ｃのうちの中央部の通液流路６４ｂの個別入口側開口に対し、流入規制部８２が接続流路７２ｃの出口側開口側に少し離れた位置に配置される。このように、通液流路６４ｂの個別入口側開口と接続流路７２ｃの出口側開口との間に流入規制部８２が配置されることで、接続流路７２ｃの出口側開口から流れ出るインクの流下方向が、流入規制部８２によって入口側シール部材７３の面方向に一旦変換されてから各連通流路６４ａ〜６４ｃに流入する。これにより、接続流路７２ｃの出口側開口からのインクは、未対策時には流速が相対的に高くなりやすい通液流路６４ｂ側に流れ難くなる一方で、接続流路７２ｃの出口側開口から遠い位置に配置されている通液流路６４ａ，６４ｃに比較的流れ易くなる。即ち、流入規制部８２は、通液流路６４ｂに流入するインクの量を規制する。これにより、各連通流路６４ａ〜６４ｃを流れるインクの流速差が低減され、ヒーター６８の温度を必要以上に高く設定する必要がなく、インクを効率良く加熱することが可能となる。
【００４６】
そして、本実施形態における流入規制部８２は、さらにインクの流速に応じて、通液流路６４ｂの個別入口側開口に対して近接又は離隔するように構成されている。即ち、比較的流速が低い低ＤＵＴＹの場合、流入規制部８２は、図１０において実線で示すように、通液流路６４ｂの個別入口側開口に対して接続流路７２ｃの出口側開口側に少し離れて位置する。これに対し、インクの流速が比較的高い高ＤＵＴＹの場合、流入規制部８２は、図１０において破線で示すように、インクの流れによって下流側に押されて通液流路６４ｂの個別入口側開口に近接して、当該個別入口側開口の一部を塞ぐ。即ち、インクの流速が低いほど、通液流路６４ｂに対してインクが流入し易くなる一方、インクの流速が速いほど通液流路６４ｂに対してインクが流入し難くなる。これにより、全体のインク流速の高低に拘わらず、各連通流路６４ａ〜６４ｃを流れるインクの流速差がさらに低減され、インクを一層効率良く加熱することが可能となる。
【００４７】
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００４８】
図１１は、本発明の第２の実施形態の構成を説明する加熱流路ユニット２４の要部断面図である。上記の第１の実施形態では、入口側シール部材７３に関し、梁部８１を枠部８０側から中央部側に向けて上り傾斜させることで、通液流路６４ｂの個別入口側開口に対して流入規制部８２が接続流路７２ｃの出口側開口側に少し離れた位置に配置される構成を例示したがこれには限られない。本実施形態では、入口側シール部材７３の枠部８０、梁部８１、及び流入規制部８２を同一面上に揃えた形状とする一方で、仕切壁７０の上流側（入口側）の端面（図中Ｂで示す位置）を、共通入口側開口周縁部における入口側シール部材７３が着座する面（図中Ａで示す位置）よりも下流側に後退させることで、通液流路６４ｂの個別入口側開口に対して流入規制部８２を、接続流路７２ｃの出口側開口側に少し離れた位置に配置させている点で上記第１の実施形態と異なっている。この構成においても、インクの流速に応じて、通液流路６４ｂの個別入口側開口に対して流入規制部８２が近接又は離隔するように構成することができる。
【００４９】
図１２は、本発明の第３の実施形態の構成を説明する加熱流路ユニット２４の要部断面図である。上記の第１の実施形態では、入口側シール部材７３にのみ流入規制部８２を持たせる構成を例示したが、これには限られない。本実施形態では、出口側シール部材７６を、入口側シール部材７３と同様の寸法および形状とし、当該入口側シール部材７３とは上下反転させた姿勢で、第２流路接続継手７５の入口側開口周縁部と通液部６４の共通出口側開口周縁部との間に配設している。また、この構成では、入口側シール部材７３と出口側シール部材７６の材料として、第１の実施形態で例示したものよりも剛性の高いものを採用することが望ましい。この構成では、出口側シール部材７６において、入口側シール部材７３の流入規制部８２に相当する部分が、通液流路６４ｂの個別入口側開口からのインクの流出を規制する流出規制部８５として機能する。この流出規制部８５は、通液流路６４にインクが通液されていない状態で、通液流路６４ａ〜６４ｃのうちの中央部の通液流路６４ｂの個別出口側開口に対して針挿入部７７側に少し離れた位置に配置される。これにより、入口側シール部材７３の流入規制部８２と、出口側シール部材７６の流出規制部８５とにより、通液流路６４ｂのインクの流れをコントロールすることができる。なお、上記第１の実施形態のように、流入規制部８２および流出規制部８５が、流速に応じて殆ど変位しなくても通液流路６４ｂに対するインクの流入を規制すれば、各連通流路６４ａ〜６４ｃを流れるインクの流速差が低減されるので、上記第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５０】
図１３は、入口側シール部材７３の変形例について説明する平面図である。
同図に示す入口側シール部材７３は、縦横の梁部８１を格子状に交差させ、これにより形成される空部８３の大きさ（開口面積）を、各通液流路６４ａ〜６４ｃで異ならせている。具体的には、通液流路６４ａ〜６４ｃのうちの中央部の通液流路６４ｂの個別入口側開口に対応する部分の空部８３の開口面積を、他の通液流路６４ａ，６４ｂの個別入口側開口に対応する部分の空部８３の開口面積よりも小さくしている。これにより、中央部の通液流路６４ｂの個別入口側開口に対応する部分の空部８３を形成する梁部８１が、通液流路６４ｂに対してインクの流入を規制する流入規制部として機能する。要は、通液流路６４ｂに対してインクの流入を規制する流入規制部を有するものであれば種々の形状の入口側シール部材７３を採用することができる。また、出口側シール部材７６についても同様である。
【００５１】
また、上記第１の実施形態では、加熱流路ユニット４２の通液流路６４ａ〜６４ｃに関し、仕切壁７０によって区画されたスリット状のものを例示したが、これには限られない。例えば、図１４に示すように、ユニット基体６３の高さ方向を貫通した複数の円筒状の通液流路６４′をマトリックス状に配置する構成を採用することも可能である。この構成においても、各通液流路６４′のうち相対的にインクの流速が速い通液流路の個別入口側開口に対して、入口側シール部材７３の流入規制部を配置することで、上記第１の実施形態と同様な作用効果が得られる。
【００５２】
さらに、上記第１の実施形態では、ヒーター６８をユニット基体６３の外周に貼設した構成を例示したが、これには限られず、例えば、ヒーター６８をユニット基体６３の壁内（仕切壁７０内）に埋設する構成を採用することもできる。この構成では、インクをより直接的に加熱することができ、加熱効率をさらに向上させることが可能となる。
【００５３】
なお、上記実施形態においては、プリンター本体側からのインクをサブタンク２１で受けてからヘッド流路に導入する所謂オフキャリッジタイプの構成を例示したが、勿論、オンキャリッジタイプの構成にも本発明を適用可能である。即ち、上記サブタンク２１（液体導入部材）に替えてインクを貯留したインクカートリッジ（液体貯留部材）を収容空部４７に収容する構成においても好適である。
【００５４】
また、本発明は、加熱が必要な液体を扱う液体噴射ヘッドであれば、上記記録ヘッド１０に限らず、ディスプレイ製造装置、電極製造装置、チップ製造装置、マイクロピペット等に搭載される液体噴射ヘッドにも適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０…記録ヘッド，２０…ヘッドユニット，２１…サブタンク，２４…加熱流路ユニット，２７…共通インク室，２８…インク供給口，２９…圧力室，３０…ノズル，３１…流路ユニット，３２…ヘッドケース，３６…導入針ユニット，４４…インク導入針，６３…ユニット基体，６４…通液部，６４ａ〜６４ｃ…通液流路，６８…ヒーター，７０……仕切壁，７１…区画壁，７２…第１流路接続継手，７３…入口側シール部材，７６…出口側シール部材，８０…枠部，８１…梁部，８２…流入規制部，８３…空部，８５…流出規制部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドに装着する加熱流路ユニット、および、これを備えた液体噴射ヘッドに係り、特に、通液流路を複数並列に有する加熱流路ユニット、および、これを備えた液体噴射ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの代表的なものとして、例えば、記録紙等の記録媒体（噴射対象）に対して液体状のインクを吐出・着弾させて記録を行うインクジェット式プリンター（液体噴射装置の一種。以下、プリンターという。）に搭載されるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドという。）を挙げることができる。この他、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタに用いられる色材、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイに用いられる有機材料、電極形成に用いられる電極材等、様々な種類の液体の噴射に液体噴射ヘッドが用いられている。
【０００３】
ところで、近年、紫外線などの光のエネルギーの照射によって硬化する光硬化型インクが画像等の印刷の際に用いられることがある。この光硬化型インクは、インク吸収性の乏しい記録媒体に対しても、光を照射することで硬化して定着するので、例えば、樹脂フィルムに対する画像の記録やその他の様々な用途に用いられている。しかしながら、この光硬化型インクは、一般の水系のインクよりも粘度が高い傾向にある。例えば、水系のインクの常温（例えば、２５℃）における粘度が８ｍＰａ・ｓ未満であるのに対して、光硬化型インクの常温における粘度は８ｍＰａ・ｓ以上である。このような所謂高粘度領域のインクを液体噴射ヘッドで噴射するには、インクの粘度を低下させる必要がある。このため、ヒーターなどの加熱手段によってインクを加熱することで、当該インクの粘度を噴射に適した粘度まで低下させてから記録媒体上に噴射するように構成された液体噴射ヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に開示されている発明は、液体供給源（自己封止弁）と記録ヘッドの間に、両者の流路を連通する通液部を有する加熱流路ユニットを設け、通液部を通過するインクをヒーターによって加熱することでインクの粘度を低下させるように構成されている。この加熱流路ユニットの本体（基体）は、金属等の熱伝導率が高い材質で作製された中空のブロック部材であり、その内部空間は仕切壁によって仕切られることで複数の通液部が複数並列に形成されている。この構成では、ヒーターからの熱が、仕切壁を含むユニット基体を伝って通液部内のインクに伝達される。このように構成することで、流路抵抗および圧力損失の増加を抑制しつつインクを加熱することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０８３４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、複数並列に形成された通液流路をそれぞれ流れるインクの流速は、それよりも上流側又は下流側の流路の開口の位置との関係で、必ずしも一定とならない。即ち、上流側又は下流側の流路の開口に対して近い位置に形成された通液部を流れるインクの流速は比較的高くなる一方で、上流側又は下流側の流路の開口に対して遠い位置に形成された通液部を流れるインクの流速は比較的低くなる。一般的に、各通液部のうち中央部に形成された通液部が、上流側又は下流側の流路の開口に対して最も近くなるので、当該中央部の通液部を流れるインクの流速が、端部に位置する通液部を流れるインクの流速よりも速くなる。流速が速いほど、それだけ通液部を通過する時間が短くなるので、インクが十分に加熱され難いという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の通液流路における液体の流速を揃えて液体を効率良く加熱することができる加熱流路ユニット、および、これを備えた液体噴射ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の加熱流路ユニットは、上記目的を達成するために提案されたものであり、液体供給源と液体噴射ヘッドとの間に配設され、当該液体噴射ヘッド側へ供給する液体をヒーターにより加熱する加熱流路ユニットであって、
ユニット基体内部において液体の流下方向に対して交差する方向に複数並列に形成され、前記液体供給源側からの供給流路と前記液体噴射ヘッド側への導入流路とを連通する通液流路と、
前記供給流路側の出口側開口周縁部と前記各通液流路に共通の共通入口側開口周縁部との間に配置されて両者を液密状態で接続する入口側シール部材と、を備え、
入口側シール部材は、前記各通液流路のうち流速が相対的に速い通液流路の個別入口側開口に対応する部分に、液体の流れを規制する流入規制部を有することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、入口側シール部材が、流速が相対的に速い通液流路の個別入口側開口に対応する部分に液体の流れを規制する流入規制部を有するので、供給流路側の出口側開口から流れ出る液体の流下方向が、流入規制部によって入口側シール部材の面方向に一旦変換されてから各連通流路に流入する。これにより、供給流路側の出口側開口からの液体は、当該出口側開口に近い位置に配置されて流速が相対的に高くなりやすい通液流路側に流れにくくなる一方で、供給流路側の出口側開口から遠い位置に配置されている通液流路に比較的流れやすくなる。これにより、各連通流路を流れる液体の流速差が低減され、ヒーターの温度を必要以上に高く設定する必要がなく、液体を効率良く加熱することが可能となる。
【００１０】
上記構成において、前記流入規制部は、前記通液流路に液体が通液していない状態で前記個別入口側開口に対して離隔した状態で配置され、液体の流速に応じて当該個別入口側開口に対して近接又は離隔する構成を採用することが望ましい。
【００１１】
この構成によれば、流入規制部が、通液流路に液体が通液していない状態で個別入口側開口に対して離隔した状態で配置され、液体の流速に応じて当該個別入口側開口に対して近接又は離隔するので、即ち、通液流路全体における液体の流速が比較的低い場合、流入規制部は、流速が相対的に高い通液流路の個別入口側開口に対して少し離れて位置するのに対して、通液流路全体における液体の流速が比較的高い場合、流入規制部は、液体の流れによって押されて流速が相対的に高い通液流路の個別入口側開口に近接する。即ち、液体噴射ヘッドにおける液体の単位時間あたりの消費量が比較的低い所謂低ＤＵＴＹの場合には、流速が相対的に高い通液流路に対して液体が流入し易くなる一方、液体噴射ヘッドにおける液体の単位時間あたりの消費量が比較的多い所謂高ＤＵＴＹの場合には流速が相対的に高い通液流路に対して液体が流入し難くなる。これにより、通液流路全体における液体流速の高低に拘わらず、各連通流路を流れる液体の流速差がさらに低減され、液体を一層効率良く加熱することが可能となる。
【００１２】
また、前記各通液流路に共通の共通出口側開口周縁部と前記導入流路側の入口側開口周縁部との間に配置されて両者を液密状態で接続する出口側シール部材を備え、
出口側シール部材は、前記各通液流路のうち流速が相対的に速い通液流路の個別出口側開口に対応する部分に、液体の流れを規制する流出規制部を有する構成を採ることができる。
【００１３】
この構成によれば、出口側シール部材の流出規制部によって、各通液流路のうち流速が相対的に速い通液流路の液体の流れが規制されるので、入口側シール部材の流入規制部と、出口側シール部材の流出規制部とにより、各通液流路の液体の流れをコントロールすることができる。
【００１４】
本発明の液体噴射ヘッドは、液体供給源からの液体を、導入流路を通じて導入し、導入した液体を噴射可能な液体噴射ヘッドであって、
上記各構成の加熱流路ユニットを着脱可能に備えることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、単位時間あたりの液体消費量に拘わらず、加熱流路ユニットから安定した温度の液体が供給されるので、ノズルから噴射される液体の量や飛翔速度等の噴射特性のばらつきが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】プリンターの構成を説明する平面図である。
【図２】記録ヘッドの構成を説明する分解斜視図である。
【図３】記録ヘッドの斜視図である。
【図４】ヘッドユニットの要部断面図である。
【図５】加熱流路ユニットの斜視図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ′断面図である。
【図７】図５におけるＢ−Ｂ′断面図である。
【図８】加熱流路ユニットの平面図である。
【図９】入口側シール部材の構成を説明する平面図である。
【図１０】加熱流路ユニットの要部拡大断面図である。
【図１１】第２実施形態における加熱流路ユニットの要部拡大断面図である。
【図１２】第３実施形態における加熱流路ユニットの要部拡大断面図である。
【図１３】入口側シール部材の変形例の構成を説明する平面図である。
【図１４】加熱流路ユニットの変形例について説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、本実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド）を例に挙げて説明する。
【００１８】
図１は記録ヘッド１０（図２）を搭載するインクジェット式記録装置（以下、プリンターという）の構成を示す平面図である。例示したプリンター１は、記録紙等の記録媒体（着弾対象：図示せず）の表面に対して液体状のインク（本発明における液体に相当）を噴射して画像等の記録を行う装置である。このプリンター１は、フレーム２と、このフレーム２内に配設されたプラテン３とを備えており、紙送りモーターの駆動により回転する紙送りローラー（何れも図示せず）によってプラテン３上に記録紙が搬送されるようになっている。また、フレーム２内には、プラテン３と平行にガイドロッド４が架設されており、このガイドロッド４には、記録ヘッド１０を収容したキャリッジ５が摺動可能に支持されている。このキャリッジ５は、パルスモーター６の駆動によって回転する駆動プーリー７と、この駆動プーリー７とはフレーム２における反対側に設けられた遊転プーリー８との間に架設されたタイミングベルト９に接続されている。そして、キャリッジ５は、パルスモーター６を駆動することで、ガイドロッド４に沿って紙送り方向と直交する主走査方向に往復移動するように構成されている。
【００１９】
フレーム２の一側には、インクカートリッジ１３を着脱可能に搭載するカートリッジホルダー１４が設けられている。インクカートリッジ１３は、エアチューブ１５を介してエアポンプ１６と接続されており、このエアポンプ１６からの空気が各インクカートリッジ１３内に供給される。そして、この空気によるインクカートリッジ１３内の加圧により、インク供給チューブ１７を通じて記録ヘッド１０側にインクが供給（圧送）されるように構成されている。
【００２０】
インク供給チューブ１７は、例えば、シリコーン等の合成樹脂で作製された可撓性を有する中空部材であり、このインク供給チューブ１７の内部には、各インクカートリッジ１３に対応するインク流路が形成されている。また、プリンター１本体側と記録ヘッド１０側との間には、プリンター１本体側の制御部（図示せず）から記録ヘッド１０側に駆動信号等を伝送するＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）１８が配線されている。
【００２１】
図２及び図３は、本実施形態における記録ヘッド１０の構成を説明する図であり、図２は記録ヘッド１０の分解斜視図、図２は記録ヘッド１０の斜視図である。また、図３は、ヘッドユニット２０の要部断面図である。
本実施形態における記録ヘッド１０は、ヘッドユニット２０、サブタンク２１（本発明における液体供給源の一種）、インナーケース２２、アウターケース２３、及び、加熱流路ユニット２４を主な構成要素としている。
【００２２】
上記ヘッドユニット２０は、複数の圧電振動子２５を備えたアクチュエータユニット２６、共通インク室２７（リザーバー又はマニホールドとも言う）からインク供給口２８及び圧力室２９を通ってノズル３０に至る一連のインク流路を形成する流路ユニット３１、及び、ヘッドケース３２などを備えて概略構成されている。
【００２３】
ヘッドケース３２は中空箱体状のケーシングであり、その内部には、サブタンク２１および加熱流路ユニット２４側からのインクを共通インク室２７側に導入する流路であるケース流路３３と、各アクチュエータユニット２６を個別に収容する収容室３４とが形成されている。このヘッドケース３２は、熱硬化性樹脂の一種であるエポキシ樹脂によって成型されており、流路取付面（下面）に流路ユニット３１が固定される。また、流路取付面とは反対側の基端面（上面）には、導入針ユニット３６（図２参照）が取り付けられる。
【００２４】
上記のアクチュエータユニット２６は、圧力発生手段としての圧電振動子２５と、この圧電振動子２５が接合される金属製の固定板３８と、圧電振動子２５に駆動基板３７からの駆動信号を印加するフレキシブルケーブル３９等から構成される。各圧電振動子２５は、自由端部が固定板３８の先端面よりも外側に突出した所謂片持ち梁の状態で、ステンレス鋼などの金属製板材からなる固定板３８上に取り付けられている。なお、圧力発生手段としては、上記圧電振動子以外にも、静電アクチュエータ、磁歪素子、発熱素子等を用いることができる。
【００２５】
流路ユニット３１は、振動板４０、流路基板４１、及びノズル基板４２からなる流路ユニット構成部材を積層した状態で接合して一体化することにより作製されている。この流路ユニット３１における圧力室２９は、ノズル３０の列設方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室として形成されている。また、共通インク室２７は、サブタンク２１側から加熱流路ユニット２４を経由してきたインクが導入される室である。そして、この共通インク室２７に導入されたインクは、インク供給口２８を通じて各圧力室２９に分配供給されるようになっている。
【００２６】
流路ユニット３１の底部に配置されるノズル基板４２は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル３０を、列状に開設した金属製の薄い板材である。本実施形態のノズル基板４２は、ステンレス鋼の板材によって作製され、複数のノズル３０を列設してなるノズル列（ノズル群の一種）が、記録ヘッド１０の走査方向（主走査方向）に複数並べて設けられている。そして、１つのノズル列は、例えば３６０個のノズル３０によって構成される。
【００２７】
ヘッドケース３２の基端面（ノズル形成面とは反対側の面）には、導入針ユニット３６が配置される。この導入針ユニット３６は、合成樹脂等によって成型されており、その上面にはフィルタ（図示せず）を介在させた状態でインク導入針４４が複数取り付けられている。また、導入針ユニット３６の上面には、後述する加熱流路ユニット２４が着脱可能に装着されるようになっている。そして、加熱流路ユニット２４を導入針ユニット３６に装着すると、加熱流路ユニット２４内にインク導入針４４が挿入される。また、この導入針ユニット３６の内部には、各インク導入針４４に対応した集束流路（図示せず）が形成されている。この集束流路は、ヘッドケース３２のケース流路３３に連通し、インク導入針４４から導入されたインクを、ケース流路３３を通じて圧力室側に供給するようになっている。なお、後述する第２流路接続継手の導出流路を含め、インク導入針４４からケース流路３３を通って共通インク室２７に至る流路が本発明における導入流路に相当する。
【００２８】
上記サブタンク２１は、上面に形成された流路接続部４６にプリンター本体側からのインク供給チューブ１７が接続され、このインク供給チューブ１７からのインクを受け、供給圧力を調整した上で圧力室側に導入する部材である。本実施形態においては、合計４つのサブタンク２１が、インナーケース２２内に収容されるようになっている。１つのサブタンク２１内には２つの流路が形成されており、２種類のインクに対応できるようになっている。また、各サブタンク２１の底部には挿入部４５が設けられており、この挿入部４５内には加熱流路ユニット２４の第１流路接続継手７２の円筒部７２ｂ（図６参照）が挿入されるようになっている。
【００２９】
また、各サブタンク２１は、内部の圧力変動に応じて弁を開閉し、ヘッドユニット２０側へのインクの供給を制御する。即ち、記録ヘッド１０がインクの噴射をしない非記録状態（インクを消費しない状態）では、サブタンク２１は、弁を閉じて記録ヘッド１０側にインクが供給されないようにする。一方、記録ヘッド１０が記録動作（噴射動作）時にインクを噴射することでインクを消費してサブタンク２１内部の圧力調整室の圧力が低下すると、サブタンク２１は弁を開いて記録ヘッド１０側にインクが供給される状態にする。
【００３０】
上記インナーケース２２は、上下面が開口したスリーブ状の部材であり、インク導入針４４を囲繞する状態でヘッドユニット２０の上面側に取り付けられる。インナーケース２２の開口部の平面形状は略矩形に形成されており、その内部空間は、加熱流路ユニット２４とサブタンク２１を収容する収容空部４７となっている。また、インナーケース２２の外側面には、駆動基板３７が取り付けられる。
【００３１】
上記アウターケース２３は、インナーケース２２の上部開口を被覆可能なベース面５１と、当該ベース面５１におけるサブタンク列設方向に直交する方向の両辺縁部から下方（ヘッドユニット２０側）に延出した側壁部５２とから形成された断面略門型の部材である。側壁部５２は、インナーケース２２の側面に固定された駆動基板３７を被覆する基板被覆壁として機能する。ベース面５１には、収容空部４７に収容されたサブタンク２１の流路接続部４６に対応する部分に、当該流路接続部４６を露出可能な開口部５３が開設されている（図２）。また、ベース面５１におけるサブタンク列設方向の両縁部には、スリット５４が形成されている。そして、インナーケース２２内に収容された加熱流路ユニット２４のリード線５５がスリット５４を通してヘッド外部に引き出されるようになっている（図３）。
【００３２】
さらに、アウターケース２３のベース面５１には、サブタンク列設方向の両辺縁部から下方に向けて、インナーケース２２の係止爪５６が係止可能な被係止部５７が形成されている。インナーケース２２にアウターケース２３を取り付けると、この被係止部５７の貫通孔にインナーケース２２の係止爪５６が係止して、インナーケース２２に対してアウターケース２３が固定されるようになっている。
【００３３】
そして、導入針ユニット３６のインク導入針４４を囲繞する状態でインナーケース２２をヘッドユニット２０に取り付け、インナーケース２２の収容空部４７内に加熱流路ユニット２４と各サブタンク２１を順次収容し、インナーケース２２の側面に駆動基板３７を固定する。さらに、各サブタンク２１の流路接続部４６を開口部５３から露出させると共にスリット５４からリード線５５を引き出した状態で、アウターケース２３をインナーケース２２の外側に取り付けて収容空部４７の上部開口やインナーケース２２の側面の駆動基板３７をこのアウターケース２３によって被覆する。なお、この被覆状態では、駆動基板３７のコネクタ５８が露出し、このコネクタ５８にはプリンター本体側のＦＦＣ１８が接続されるようになっている。
【００３４】
次に、加熱流路ユニット２４について説明する。
図５〜図８は、加熱流路ユニット２４の一実施形態を説明する図であり、図５は加熱流路ユニット２４の斜視図、図６は図５におけるＡ−Ａ′断面図、図７は図５におけるＢ−Ｂ′断面図、図８は第１流路接続継手７２が取り付けられていない状態における加熱流路ユニット２４の上面図である。
【００３５】
本実施形態における加熱流路ユニット２４は、ユニット基体（ケーシング）６３の内部に、サブタンク２１の各流路にそれぞれ対応した通液部６４が複数区画形成された中空箱体状の部材である。ユニット基体６３は、熱伝導率が高い材質（例えば、５０Ｗ／ｍｋ以上の熱伝導率を有する材質）で構成されていることが望ましく、本実施形態においては、銅、アルミニウム等の金属によって形成されている。通液部６４は、サブタンク２１の流路とヘッドユニット２０（ヘッドケース３２）のケース流路３３との間を連通する流路であり、インクの流れ方向に直交する方向の寸法が、ヘッド流路（ケース流路３３）の内径よりも大きく設定されている。本実施形態においては、図８に示すように、各サブタンク２１の流路および各ヘッド流路に対応して２行４列の合計８つの通液部６４が、ユニット基体６３の内部に区画形成されている。各通液部６４は、一側の内壁（例えば、図８における右側の内壁）から他側の内壁（例えば、図８における左側の内壁）に向けて延出した仕切壁７０によって、インクの流下方向に交差する方向に複数の通液流路に区画されている。本実施形態においては、２枚の仕切壁７０によって通液部６４が複数縦割りに仕切られることで、合計３つのスリット状の通液流路６４ａ〜６４ｃが形成されている。この仕切壁７０は、ユニット基体６３と一体に成型することが望ましい。このように通液部６４に複数の仕切壁７０を設けることで、ユニット基体６３と通液部６４内のインクとの接触面積を増やすことができ、これにより、ヒーター６８からの熱をより効率良くインクに伝達することができる。
【００３６】
ユニット基体６３の上面（サブタンク２１側の面）において、各通液部６４の入口側開口（即ち、同じ通液部６４を構成する通液流路６４ａ〜６４ｃの各個別入口側開口を含む範囲の開口部であり、本発明における共通入口側開口に相当）の周縁部には、当該共通入口側開口を囲繞する状態で区画壁７１が、取り付け状態のサブタンク側に向けて突設されている。そして、通液部６４の共通入口側開口の周縁部と区画壁７１とで囲まれた第１継手取付部７１ａには、サブタンク２１の流路と通液部６４とを連通する第１流路接続継手７２が、入口側シール部材７３を介在させた状態で嵌め込まれている。本実施形態においては、各通液部６４に対応して合計８つの第１流路接続継手７２がユニット基体６３の上面側に取り付けられている。第１流路接続継手７２は、ユニット基体６３への取り付け状態で通液部６４の共通入口側開口に対向する側の面（下面）が開口したトレイ状の拡大部７２ａと、共通入口側開口側とは反対側の当該拡大部７２ａの上面の中央部から取り付け状態のサブタンク側に向けて突設された円筒状の円筒部７２ｂと、から成る。
【００３７】
円筒部７２ｂは、サブタンク２１の装着時に挿入部４５内に挿入される部分である。この円筒部７２ｂ内部には、接続流路７２ｃが形成されている。この接続流路７２ｃは、拡大部７２ａの内部空間に連通している。平面視における拡大部７２ａの縦（図８における上下方向）及び横（図８における左右方向）の寸法は、それぞれ第１継手取付部７１ａの縦横の寸法と同程度に又は僅かに小さく設定されている。また、拡大部７２ａの内部空間の、平面視における縦横の寸法は、円筒部７２ｂの接続流路７２ｃの内径よりも十分に大きく設定されており、尚かつ、それぞれ通液部６４の共通入口側開口の縦横の寸法と同程度に又は僅かに大きく設定されている。即ち、接続流路７２ｃは、通液部６４の直前で、当該通液部６４の共通流路開口の大きさに合わせるように流路の内径が拡大していると言える。なお、拡大部７２ａの内部空間は、円筒部７２ｂ側から出口側開口側に向けて内径が次第に拡大するテーパー形状としても良い。また、本実施形態においては、円筒部７２ｂにおける接続流路７２ｃの、拡大部７２ａ側の出口側開口が、本発明における供給流路側の出口側開口に相当し、拡大部７２ａにおける内部空間の出口側開口の周縁部が、本発明における供給流路側の出口側開口周縁部に相当する。
【００３８】
そして、本実施形態における第１流路接続継手７２の内部に形成された接続流路７２ｃは、本発明における供給流路の一部を構成する。この接続流路７２ｃの出口側開口周縁部（下流側開口周縁部）と、通液部６４の共通入口側開口周縁部との間に、入口側シール部材７３が配設され、この入口側シール部材７３により接続流路７２ｃと通液部６４（各通液流路６４ａ〜６４ｃ）とが液密状態で連通される。この入口側シール部材７３の詳細については後述する。
【００３９】
一方、ユニット基体６３の下面（ヘッドユニット２０側の面）において、各通液部６４の共通出口側開口（下流側開口）の周縁部には、図６に示すように、当該共通出口側開口を囲繞する状態で区画壁７４が突設されている。そして、通液部６４の共通出口側開口の周縁部と区画壁７４とで囲まれた第２継手取付部７４ａには、通液部６４と記録ヘッド１０の導入流路とを連通する第２流路接続継手７５が、出口側シール部材７６を介在させた状態で取り付けられている。本実施形態においては、各通液部６４に対応して合計８つの第２流路接続継手７５が、ユニット基体６３の下面側に取り付けられている。第２流路接続継手７５は、ユニット基体６３への取り付け状態で通液部６４の共通出口側開口に対向する側の面が開口したトレイ状の拡大部７５ａと、当該拡大部７５ａの出口側開口側とは反対側の面の中央部から取り付け状態の記録ヘッド１０側に向けて突設された円筒状の針接続部７５ｂと、から成る。この針接続部７５ｂの内部には、針挿入部７７が形成されている。この針挿入部７７は、針接続部７５ｂの下面（記録ヘッド１０側）の一部を上面側（通液部６４側）に窪ませて拡大部７５ａの内部空間と連通する凹部を形成している。この凹部内にはインク導入針４４の側面に弾接してインク漏れを防ぐパッキン７８が配設されている。このパッキン７８は、エラストマーなどの弾性材から円筒形状に形成されている。
【００４０】
平面視における拡大部７５ａの縦及び横の寸法は、それぞれ第２継手取付部７４ａの縦横の寸法と同程度又は僅かに小さく設定されている。また、この拡大部７５ａの内部空間の平面視における縦横の寸法は、針接続部７５ｂの内部の流路の内径よりも十分に大きく設定されており、尚かつ、それぞれ通液部６４の共通出口側開口の縦横の寸法と同程度に又は僅かに大きく設定されている。そして、本実施形態における第２流路接続継手７５の内部に形成された導出流路７５ｃは、本発明における導入流路の一部を構成する。この第２流路接続継手７５の入口側開口周縁部（上流側開口周縁部）と、通液部６４の共通出口側開口周縁部との間に出口側シール部材７６が配設され、この出口側シール部材７６により導入流路と通液部６４（通液流路６４ａ〜６４ｃ）とが液密状態で連通される。出口側シール部材７６は、後述する入口側シール部材７３と同様に、例えばエラストマーやシリコンゴム等の耐インク性を有する弾性部材から作製されている。
【００４１】
図５に示すように、ユニット基体６３の側面には、シート状のヒーター６８が全周に渡って貼設されている。ヒーター６８は、例えば、可撓性を有する帯状の絶縁体によってニクロム線などの電熱線を封止した所謂フィルムヒーターである。本実施形態においては、２枚のヒーター６８によってユニット基体６３の外周を覆うように構成されている。各ヒーター６８には、リード線５５が設けられている。そして、加熱流路ユニット２４は、リード線５５を通じてヒーター６８の電熱線に通電することでヒーター６８を発熱させ、このヒーター６８の熱をユニット基体６３の構造体を通じて通液部６４（通液流路６４ａ〜６４ｃ）内を通過するインクを加熱するように構成されている。即ち、加熱流路ユニット２４は、加熱機能を有する流路部材と言うことができる。
【００４２】
このように構成された加熱流路ユニット２４を記録ヘッド１０（ヘッドユニット２０の上面）に装着すると、これに伴ってインク導入針４４が、第２流路接続継手７５の針挿入部７７に挿入され、このインク導入針４４の先端部が導出流路７５ｃに入り込む。これにより、インク導入針４４の先端部に開設された図示しない導入穴を通じて、通液部６４とヘッド流路とが液密状態で連通する。また、加熱流路ユニット２４の上流側には、サブタンク２１が装着される。このとき、第１流路接続継手７２の円筒部７２ｂは、サブタンク２１の挿入部４５内に挿入される。これにより、サブタンク２１の内部の流路と通液部６４とが第１流路接続継手７２の接続流路７２ｃを介して液密状態で連通する。サブタンク２１側からのインクは、接続流路７２ｃから通液部６４の各通液流路６４ａ〜６４ｃを通過して第２流路接続継手７５の導出流路７５ｃ及びインク導入針４４の導入穴を介して記録ヘッド１０のヘッド流路内に導入される。この際、通液部６４の各通液流路６４ａ〜６４ｃを通過するインクは、ユニット基体６３を介してヒーター６８の熱によって加熱される。これにより、光硬化型インク等の高粘度のインク（具体的には２５℃において８ｍＰa・s以上の粘度のインク）の噴射に対応することができる。即ち、サブタンク２１から導入したインクを加熱流路ユニット２４によって加熱することで当該インクの粘度を低下させてからノズル３０から噴射するので、一般のインクと同様な噴射特性（噴射量、噴射速度等）を得られることができる。当然ながら、光硬化型インク以外の水系及び溶剤系インクにおける高粘度のインクにも適用可能である。
【００４３】
ここで、本実施形態における加熱流路ユニット２４では、通液流路６４ａ〜６４ｃのうち中央部の通液流路６４ｂは、接続流路７２ｃの出口側開口に最も近い位置に配置されている。このため、本発明を適用しない構成では、当該通液流路６４ｂを流れるインクの流速が、他の通液流路６４ａ，６４ｃを流れるインクの流速と比較して相対的に速くなる。インクの流速が速いほど、その分、インクが通液流路６４ｂを通過する時間が、他の通液流路６４ａ，６４ｃをインクが通過する時間よりも短くなるので、通液流路６４ｂを流れるインクが十分に加熱され難いという問題があった。例えば、ヒーター６８を４０℃に設定して、サブタンク２１側から通液流路６４ａ〜６４ｃに常温（２５℃）のインクを流した場合、３５℃のインクが記録ヘッド１０側に送られる。記録ヘッド１０に導入されるインクの温度を４０℃にするときは、ヒーター６８の温度を４５℃くらいまで高めることが必要となる。このように、ヒーター６８の設定温度と、加熱流路ユニット２４を通過して記録ヘッド１０に導入されるインクの温度とが乖離することにより、ヒーター６８を余分に発熱させる必要がある。特に、例えば、記録紙等の記録媒体に対して所定の領域をインクで隙間無く埋める所謂ベタ塗り印刷を行う場合のように、記録ヘッド１０から噴射されるインクの量が比較的多くインクの流速も比較的高い場合（所謂高ＤＵＴＹの場合）、インクが加熱され難いため、ヒーター６８の温度をより高く設定する必要がある。ところが、高ＤＵＴＹ時にインクが適正温度となるようにヒーター６８の温度を設定した場合、例えば、記録媒体に対してより高解像度の画像等を印刷する場合のように、記録ヘッド１０から噴射されるインクの量が比較的少なくインクの流速も比較的低い場合（所謂低ＤＵＴＹの場合）、通液流路６４ａ〜６４ｃをインクが通過する時間がより長くなるため、インクが必要以上に加熱され過ぎてしまう問題があった。この点に鑑み、本発明に係る加熱流路ユニット２４は、入口側シール部材７３を利用して、各通液流路６４ａ〜６４ｃを通過するインクの流速を一定に揃えることで、加熱効率を向上させるようにしている。以下、この点について説明する。
【００４４】
図９は、入口側シール部材７３の構成を説明する平面図である。また、図１０は、加熱流路ユニット２４の要部拡大断面図である。
入口側シール部材７３は、例えばエラストマーやシリコンゴム等の耐インク性を有する弾性部材から作製されている。この入口側シール部材７３は、接続流路７２ｃの出口側開口周縁部と通液部６４の共通入口側開口周縁部との間をシールする枠部８０と、この枠部８０の各隅角部から中央に向けてそれぞれ延出した合計４本の梁部８１と、これらの梁部８１が中央部で交差した部分に設けられた流入規制部８２と、から構成されている。梁部８１と梁部８１とで囲まれた合計４つの略三角形状の部分は、インクが通過可能な空部８３である。本実施形態における流入規制部８２は、平面視略円形に形成されている。この流入規制部８２の直径は、第１流路接続継手７２の円筒部７２ｂにおける接続流路７２ｃの内径と同程度かこれより少し小さくなっている。
【００４５】
本実施形態において、各梁部８１は、図１０に示すように、枠部８０側から中央部側に向かうほど次第に通液部６４の共通入口側開口から離れて接続流路７２ｃの出口側開口に近づくように上り傾斜している。このため、この入口側シール部材７３を、第１継手取付部７１ａの窪みに嵌め込んで取り付け、尚かつ、通液流路６４にインクが通液されていない状態（或いは、低ＤＵＴＹの時のようにインク通液流路６４を流れるインクの流速が比較的低い状態）で、通液流路６４ａ〜６４ｃのうちの中央部の通液流路６４ｂの個別入口側開口に対し、流入規制部８２が接続流路７２ｃの出口側開口側に少し離れた位置に配置される。このように、通液流路６４ｂの個別入口側開口と接続流路７２ｃの出口側開口との間に流入規制部８２が配置されることで、接続流路７２ｃの出口側開口から流れ出るインクの流下方向が、流入規制部８２によって入口側シール部材７３の面方向に一旦変換されてから各連通流路６４ａ〜６４ｃに流入する。これにより、接続流路７２ｃの出口側開口からのインクは、未対策時には流速が相対的に高くなりやすい通液流路６４ｂ側に流れ難くなる一方で、接続流路７２ｃの出口側開口から遠い位置に配置されている通液流路６４ａ，６４ｃに比較的流れ易くなる。即ち、流入規制部８２は、通液流路６４ｂに流入するインクの量を規制する。これにより、各連通流路６４ａ〜６４ｃを流れるインクの流速差が低減され、ヒーター６８の温度を必要以上に高く設定する必要がなく、インクを効率良く加熱することが可能となる。
【００４６】
そして、本実施形態における流入規制部８２は、さらにインクの流速に応じて、通液流路６４ｂの個別入口側開口に対して近接又は離隔するように構成されている。即ち、比較的流速が低い低ＤＵＴＹの場合、流入規制部８２は、図１０において実線で示すように、通液流路６４ｂの個別入口側開口に対して接続流路７２ｃの出口側開口側に少し離れて位置する。これに対し、インクの流速が比較的高い高ＤＵＴＹの場合、流入規制部８２は、図１０において破線で示すように、インクの流れによって下流側に押されて通液流路６４ｂの個別入口側開口に近接して、当該個別入口側開口の一部を塞ぐ。即ち、インクの流速が低いほど、通液流路６４ｂに対してインクが流入し易くなる一方、インクの流速が速いほど通液流路６４ｂに対してインクが流入し難くなる。これにより、全体のインク流速の高低に拘わらず、各連通流路６４ａ〜６４ｃを流れるインクの流速差がさらに低減され、インクを一層効率良く加熱することが可能となる。
【００４７】
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００４８】
図１１は、本発明の第２の実施形態の構成を説明する加熱流路ユニット２４の要部断面図である。上記の第１の実施形態では、入口側シール部材７３に関し、梁部８１を枠部８０側から中央部側に向けて上り傾斜させることで、通液流路６４ｂの個別入口側開口に対して流入規制部８２が接続流路７２ｃの出口側開口側に少し離れた位置に配置される構成を例示したがこれには限られない。本実施形態では、入口側シール部材７３の枠部８０、梁部８１、及び流入規制部８２を同一面上に揃えた形状とする一方で、仕切壁７０の上流側（入口側）の端面（図中Ｂで示す位置）を、共通入口側開口周縁部における入口側シール部材７３が着座する面（図中Ａで示す位置）よりも下流側に後退させることで、通液流路６４ｂの個別入口側開口に対して流入規制部８２を、接続流路７２ｃの出口側開口側に少し離れた位置に配置させている点で上記第１の実施形態と異なっている。この構成においても、インクの流速に応じて、通液流路６４ｂの個別入口側開口に対して流入規制部８２が近接又は離隔するように構成することができる。
【００４９】
図１２は、本発明の第３の実施形態の構成を説明する加熱流路ユニット２４の要部断面図である。上記の第１の実施形態では、入口側シール部材７３にのみ流入規制部８２を持たせる構成を例示したが、これには限られない。本実施形態では、出口側シール部材７６を、入口側シール部材７３と同様の寸法および形状とし、当該入口側シール部材７３とは上下反転させた姿勢で、第２流路接続継手７５の入口側開口周縁部と通液部６４の共通出口側開口周縁部との間に配設している。また、この構成では、入口側シール部材７３と出口側シール部材７６の材料として、第１の実施形態で例示したものよりも剛性の高いものを採用することが望ましい。この構成では、出口側シール部材７６において、入口側シール部材７３の流入規制部８２に相当する部分が、通液流路６４ｂの個別入口側開口からのインクの流出を規制する流出規制部８５として機能する。この流出規制部８５は、通液流路６４にインクが通液されていない状態で、通液流路６４ａ〜６４ｃのうちの中央部の通液流路６４ｂの個別出口側開口に対して針挿入部７７側に少し離れた位置に配置される。これにより、入口側シール部材７３の流入規制部８２と、出口側シール部材７６の流出規制部８５とにより、通液流路６４ｂのインクの流れをコントロールすることができる。なお、上記第１の実施形態のように、流入規制部８２および流出規制部８５が、流速に応じて殆ど変位しなくても通液流路６４ｂに対するインクの流入を規制すれば、各連通流路６４ａ〜６４ｃを流れるインクの流速差が低減されるので、上記第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５０】
図１３は、入口側シール部材７３の変形例について説明する平面図である。
同図に示す入口側シール部材７３は、縦横の梁部８１を格子状に交差させ、これにより形成される空部８３の大きさ（開口面積）を、各通液流路６４ａ〜６４ｃで異ならせている。具体的には、通液流路６４ａ〜６４ｃのうちの中央部の通液流路６４ｂの個別入口側開口に対応する部分の空部８３の開口面積を、他の通液流路６４ａ，６４ｂの個別入口側開口に対応する部分の空部８３の開口面積よりも小さくしている。これにより、中央部の通液流路６４ｂの個別入口側開口に対応する部分の空部８３を形成する梁部８１が、通液流路６４ｂに対してインクの流入を規制する流入規制部として機能する。要は、通液流路６４ｂに対してインクの流入を規制する流入規制部を有するものであれば種々の形状の入口側シール部材７３を採用することができる。また、出口側シール部材７６についても同様である。
【００５１】
また、上記第１の実施形態では、加熱流路ユニット４２の通液流路６４ａ〜６４ｃに関し、仕切壁７０によって区画されたスリット状のものを例示したが、これには限られない。例えば、図１４に示すように、ユニット基体６３の高さ方向を貫通した複数の円筒状の通液流路６４′をマトリックス状に配置する構成を採用することも可能である。この構成においても、各通液流路６４′のうち相対的にインクの流速が速い通液流路の個別入口側開口に対して、入口側シール部材７３の流入規制部を配置することで、上記第１の実施形態と同様な作用効果が得られる。
【００５２】
さらに、上記第１の実施形態では、ヒーター６８をユニット基体６３の外周に貼設した構成を例示したが、これには限られず、例えば、ヒーター６８をユニット基体６３の壁内（仕切壁７０内）に埋設する構成を採用することもできる。この構成では、インクをより直接的に加熱することができ、加熱効率をさらに向上させることが可能となる。
【００５３】
なお、上記実施形態においては、プリンター本体側からのインクをサブタンク２１で受けてからヘッド流路に導入する所謂オフキャリッジタイプの構成を例示したが、勿論、オンキャリッジタイプの構成にも本発明を適用可能である。即ち、上記サブタンク２１（液体導入部材）に替えてインクを貯留したインクカートリッジ（液体貯留部材）を収容空部４７に収容する構成においても好適である。
【００５４】
また、本発明は、加熱が必要な液体を扱う液体噴射ヘッドであれば、上記記録ヘッド１０に限らず、ディスプレイ製造装置、電極製造装置、チップ製造装置、マイクロピペット等に搭載される液体噴射ヘッドにも適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０…記録ヘッド，２０…ヘッドユニット，２１…サブタンク，２４…加熱流路ユニット，２７…共通インク室，２８…インク供給口，２９…圧力室，３０…ノズル，３１…流路ユニット，３２…ヘッドケース，３６…導入針ユニット，４４…インク導入針，６３…ユニット基体，６４…通液部，６４ａ〜６４ｃ…通液流路，６８…ヒーター，７０……仕切壁，７１…区画壁，７２…第１流路接続継手，７３…入口側シール部材，７６…出口側シール部材，８０…枠部，８１…梁部，８２…流入規制部，８３…空部，８５…流出規制部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体供給源と液体噴射ヘッドとの間に配設され、当該液体噴射ヘッド側へ供給する液体をヒーターにより加熱する加熱流路ユニットであって、
ユニット基体内部において液体の流下方向に対して交差する方向に複数並列に形成され、前記液体供給源側からの供給流路と前記液体噴射ヘッド側への導入流路とを連通する通液流路と、
前記供給流路側の出口側開口周縁部と前記各通液流路に共通の共通入口側開口周縁部との間に配置されて両者を液密状態で接続する入口側シール部材と、を備え、
入口側シール部材は、前記各通液流路のうち流速が相対的に速い通液流路の個別入口側開口に対応する部分に、液体の流れを規制する流入規制部を有することを特徴とする加熱流路ユニット。
【請求項２】
前記流入規制部は、前記通液流路に液体が通液していない状態で前記個別入口側開口に対して離隔した状態で配置され、液体の流速に応じて当該個別入口側開口に対して近接又は離隔することを特徴とする請求項１に記載の加熱流路ユニット。
【請求項３】
前記各通液流路に共通の共通出口側開口周縁部と前記ヘッド流路側の入口側開口周縁部との間に配置されて両者を液密状態で接続する出口側シール部材を備え、
出口側シール部材は、前記各通液流路のうち流速が相対的に速い通液流路の個別出口側開口に対応する部分に、液体の流れを規制する流出規制部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加熱流路ユニット。
【請求項４】
液体供給源からの液体を、導入流路を通じて導入し、導入した液体をノズルから噴射可能な液体噴射ヘッドであって、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の加熱流路ユニットを着脱可能に備えることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項１】
液体供給源と液体噴射ヘッドとの間に配設され、当該液体噴射ヘッド側へ供給する液体をヒーターにより加熱する加熱流路ユニットであって、
ユニット基体内部において液体の流下方向に対して交差する方向に複数並列に形成され、前記液体供給源側からの供給流路と前記液体噴射ヘッド側への導入流路とを連通する通液流路と、
前記供給流路側の出口側開口周縁部と前記各通液流路に共通の共通入口側開口周縁部との間に配置されて両者を液密状態で接続する入口側シール部材と、を備え、
入口側シール部材は、前記各通液流路のうち流速が相対的に速い通液流路の個別入口側開口に対応する部分に、液体の流れを規制する流入規制部を有することを特徴とする加熱流路ユニット。
【請求項２】
前記流入規制部は、前記通液流路に液体が通液していない状態で前記個別入口側開口に対して離隔した状態で配置され、液体の流速に応じて当該個別入口側開口に対して近接又は離隔することを特徴とする請求項１に記載の加熱流路ユニット。
【請求項３】
前記各通液流路に共通の共通出口側開口周縁部と前記ヘッド流路側の入口側開口周縁部との間に配置されて両者を液密状態で接続する出口側シール部材を備え、
出口側シール部材は、前記各通液流路のうち流速が相対的に速い通液流路の個別出口側開口に対応する部分に、液体の流れを規制する流出規制部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加熱流路ユニット。
【請求項４】
液体供給源からの液体を、導入流路を通じて導入し、導入した液体をノズルから噴射可能な液体噴射ヘッドであって、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の加熱流路ユニットを着脱可能に備えることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−６６３９０（Ｐ２０１２−６６３９０Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１０５１７（Ｐ２０１０−２１０５１７）
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【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２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【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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