液体噴射装置

【課題】吐出される液体を所望の温度に加熱して液体吐出特性を向上することができる液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液滴を吐出させるノズルを備える液体噴射ヘッド３と、
前記ノズルの周囲を覆うように前記液体噴射ヘッド３に当接するキャップ部材１３と、を備え、前記キャップ部材１３は、筐体４１と、前記筐体４１内に前記ノズル３３に対向して設けられた発熱部４３を有するとともに前記発熱部４３の間の領域に空間を有する加熱部材４２とを具備する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置に関
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装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を吐出する液体噴射ヘッドの代表例としては、インク滴を噴射するインクジェット
式記録ヘッドが挙げられる。インクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズルが穿
設されたノズルプレートと、ノズルに連通する複数の圧力発生室を含む液体流路が形成さ
れた流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧力発生手段とを具備す
るものがある。
【０００３】
このような記録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。そのため、通常使用する液体の粘度に適するよう
に設計された記録ヘッドが、低温（高温）環境に置かれた場合や、粘度の高い（低い）液
体を吐出する場合などには、液体を加熱（冷却）する必要がある。具体的には、導入路な
どの流路が設けられたケースに加熱手段を設け、加熱手段によってインクを加熱すること
でインクの粘度を低下させて、良好なインクの吐出特性を得るようにしている（例えば、
特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０２３２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、記録ヘッドから吐出されるまでにインクの温度が低下してしまい、吐出
する際のインクの温度を高精度に制御できないので、所望のインク吐出特性を得ることが
できず、印刷品質が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドに限定されず
、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。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、吐出される液体を所望の温度に加熱して液体吐出特性
を向上することができる液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成する本発明の第１の態様は、液滴を吐出させるノズルを備える液体噴射
ヘッドと、前記ノズルの周囲を覆うように前記液体噴射ヘッドに当接するキャップ部材と
、を備え、前記キャップ部材は、筐体と、前記筐体内に前記ノズルに対向して設けられた
発熱部を有するとともに前記発熱部の間の領域に空間を有する加熱部材とを具備すること
を特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、ノズルに対向して設けた発熱部によりノズル近傍のみが効率的に加熱
されるので、吐出される液体の粘性が効率的に低減でき、吐出特性を向上させることがで
きる。
【０００９】
ここで、前記発熱部は、前記ノズルが並設されている方向に沿って延設されているのが
好ましい。これにより、ノズル近傍を有効に加熱することができる。
【００１０】
また、前記発熱部は、櫛歯状に設けられているのが好ましい。これにより、ノズルに対
向した発熱部とその間の空間とが比較的容易に形成でき、発熱部への電流の供給も比較的
容易である。
【００１１】
また、前記発熱部は、柱状であり且つ前記ノズルが並設されている方向に沿って並設さ
れているのが好ましい。これによれば、ノズル方向に連続的に発熱部が存在しなくても、
ノズル近傍を有効に加熱することができる。
【００１２】
また、前記加熱部材は、前記発熱部に電流を供給する電極を備え、前記電極は、前記筐
体の底部の前記ノズルが並設されている方向の端部に設けられているのが好ましい。これ
によれば、底部に設けられた電極から発熱部に電流が供給でき、発熱部の間の空間を大き
く開口することができる。
【００１３】
また、前記発熱部の表面が撥液加工されているのが好ましい。これによれば、発熱部に
液体が付着しても比較的容易に下方に流れ落ちる。
【００１４】
また、前記筐体は、前記ノズルと対向する面側に開口部を有し、前記キャップ部材は、
前記開口部を開閉する蓋部材を具備するのが好ましい。これによれば、未使用時の発熱部
の放熱およびインクの乾燥を防止することができる。
【００１５】
また、前記発熱部はＰＴＣヒーターで構成されているのが好ましい。これによれば、温
度制御手段を設けなくても発熱部の温度を一定温度に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る記録装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録装置の記録ヘッドの断面図である。
【図３】実施形態１に係る記録装置の要部を示す斜視図である。
【図４】実施形態１に係る記録装置の要部を示す断面図である。
【図５】実施形態１に係る加熱装置の一例を示す斜視図である。
【図６】実施形態１の発熱部の断面形状の例を示す要部断面図である。
【図７】実施形態１の加熱装置の他の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
〈実施形態１〉
図１は、本発明の液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置を示す概略斜視
図である。図１に示すように、インクジェット式記録装置１は、装置本体２と、複数のイ
ンクジェット式記録ヘッド３（液体噴射ヘッド）と、この複数のインクジェット式記録ヘ
ッド３が相対的に位置決めされた状態で保持されるキャリッジ４と、フレキシブルチュー
ブからなるインク供給管５を介してインクを供給するインク収容部６とを具備する。そし
て、インク収容部６には、内部に貯留されたインクを加熱する図示しない加熱手段が設け
られている。
【００１８】
キャリッジ４は、装置本体２に取り付けられた一対のキャリッジ軸７上の軸方向に移動
可能に設けられている。また、キャリッジ軸７の一端側には駆動モーター８が設けられて
おり、この駆動モーター８による駆動力が、キャリッジ軸７の両端部側に設けられた一対
のプーリー９、１０の間に掛け渡されたタイミングベルト１１を介してキャリッジ４に伝
達されることで、複数のインクジェット式記録ヘッド３を搭載したキャリッジ４はキャリ
ッジ軸７に沿って移動される（主走査方向）。
【００１９】
一方、装置本体２にはキャリッジ軸７に沿ってプラテン１２が設けられており、図示し
ない給紙ローラーにより給紙された記録用紙等の被記録媒体Ｓがプラテン１２上に搬送さ
れる。
【００２０】
さらに、インクジェット式記録装置１の非印刷領域には、記録ヘッド３の吐出面を覆う
キャップ部材１３と、キャップ部材１３に吸引管１４を介して接続された例えば真空ポン
プ等の吸引手段１５とが設けられている。
【００２１】
このような構成のキャップ部材１３は、記録ヘッド３の吐出面に当接させて、吸引手段
１５に吸引動作を行わせることでキャップ部材１３の内部を負圧として、記録ヘッド３の
ノズル開口から流路内のインクを気泡と共に吸引して吸引動作（クリーニング動作）を行
う。また、本実施形態のキャップ部材１３は、詳細は後述するが、非印刷時に、記録ヘッ
ド３の吐出面を加熱する加熱手段を備える。
【００２２】
なお、キャップ部材１３は、所望のタイミングで、記録ヘッド３の吐出面の外縁部に当
接して、吐出面を覆うため、キャップ部材１３は、本実施形態では、鉛直方向に移動自在
に設けられている。そして、キャップ部材１３の移動は、例えば、図示しない駆動モータ
ーや電磁石等の移動手段によって行うことができる。
【００２３】
ここで、記録ヘッド３の一例について説明する。なお、図２は、本発明の実施形態１に
係る記録ヘッドの断面図である。
【００２４】
図２に示す記録ヘッド３は、縦振動型の圧電素子を有するタイプであり、流路基板２１
には、複数の圧力発生室２２が並設され、流路基板２１の両側は、各圧力発生室２２に対
応してノズル開口２３を有するノズルプレート２４と、振動板２５とにより封止されてい
る。また、流路基板２１には、各圧力発生室２２毎にそれぞれインク供給口２６を介して
連通されて複数の圧力発生室２２の共通のインク室となるマニホールド２７が形成されて
おり、マニホールド２７には、上述したインク供給管５が接続される。
【００２５】
一方、振動板２５の圧力発生室２２とは反対側には、各圧力発生室２２に対応する領域
にそれぞれ圧電アクチュエーター２８の先端が当接されて設けられている。これらの圧電
アクチュエーター２８は、圧電材料２９と、電極形成材料３０及び３１とを縦に交互にサ
ンドイッチ状に挟んで積層され、振動に寄与しない不活性領域が固定基板３２に固着され
ている。
【００２６】
このように構成された記録ヘッド３では、上述したインク収容部６に連通されるインク
供給管５を介してマニホールド２７にインクが供給され、インク供給口２６を介して各圧
力発生室２２に分配される。そして、圧電アクチュエーター２８に電圧を印加することに
より圧電アクチュエーター２８を収縮させる。これにより、振動板２５が圧電アクチュエ
ーター２８と共に変形されて（図中上方向に引き上げられて）圧力発生室２２の容積が広
げられ、圧力発生室２２内にインクが引き込まれる。そして、ノズル開口２３に至るまで
内部をインクで満たした後、駆動回路からの記録信号に従い、圧電アクチュエーター２８
の電極形成材料３０及び３１に印加していた電圧を解除すると、圧電アクチュエーター２
８が伸張されて元の状態に戻る。
【００２７】
これにより、振動板２５も変位して元の状態に戻るため圧力発生室２２が収縮され、内
部圧力が高まりノズル開口２３からインク滴が吐出される。すなわち、本実施形態では、
圧力発生室２２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として縦振動型の圧電アクチュエー
ター２８が設けられている。
【００２８】
なお、圧力発生手段としては、縦振動型のアクチュエーター装置の他、例えば、電極及
び圧電材料を成膜及びリソグラフィー法により積層形成した薄膜型、グリーンシートを添
付する等の方法により形成される圧膜型などの撓み振動型のアクチュエーター装置などを
用いたものを用いてもよい。さらに、圧力発生手段としては、流路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用いたものなどを用いて
もよい。
【００２９】
次に、キャップ部材１３の一例について説明する。図３は、キャップ部材の詳細を示す
斜視図、図４は、その横断面図、図５は、加熱装置の一例を示す斜視図である。
【００３０】
これらの図面に示すように、キャップ部材１３は、筐体４１と、筐体４１内に設けられ
た加熱部材４２とを具備し、加熱部材４２は、筐体４１内にノズル開口２３の並設方向（
ノズル列方向という）に沿って伸びる板状部材である発熱部４３が突設されている。さら
に詳言すると、発熱部４３は、複数（本実施形態では、５つのノズル列）の各ノズル列３
３に対応して複数（本実施形態では５つ）設けられ、各発熱部４３の上部縁部は、ノズル
開口２３と所定の間隔をおいてノズル列に対して近接して相対向するように伸びており、
各発熱部４３の間には空間が画成されている。
【００３１】
このような加熱部材４２の一例を図５に示す。各発熱部４３は、長手方向（ノズル列３
３方向）の端部下部で電極部材４４を介して接続され、電極部材４４には発熱部４３に電
流を供給する電源４５が接続されている。
【００３２】
ここで、発熱部４３は、いわゆるヒーターであり、全体が電気抵抗を有する発熱部で構
成されていてもよいし、発熱部４３の上端部にヒーター線が埋め込まれている構造を有し
ていてもよい。このような発熱部４３には、サーモスタットなどの図示しない温度制御手
段を具備する。
【００３３】
また、発熱部４３をＰＴＣ（ＰｏｓｉｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆ
ｉｃｉｅｎｔ：正温度係数）特性を利用したＰＴＣヒーターで構成してもよい。この場合
、ＰＴＣヒーターのキューリー温度を適宜調整することにより、所望の一定温度で加熱す
ることができるので、温度制御手段を設ける必要はない。ここで、発熱部４３をＰＴＣヒ
ーターで構成する場合、板状の発熱部４３全体をＰＴＣ特性を有するセラミック材料など
で構成してもよいが、上部のみをＰＴＣ特性を有するセラミック材料などで構成してもよ
い。
【００３４】
なお、発熱部４３は、何れの場合も、発熱部４３に付着したインクが筐体４１の底部に
良好に流れるように、表面は撥液（撥インク）加工を施しておくのが好ましい。また、こ
のようなインクの流れをより良好にするために、図５に示すように、本実施形態の発熱部
４３の側面には、インクの流れを案内する溝４６が複数設けられている。
【００３５】
このようなキャップ部材１３は、非印刷時に、記録ヘッド３の吐出面に当接することに
より、ノズル開口２３のノズル列３３に相対向して配置される発熱部４３により、各ノズ
ル開口２３の内部流路のインクを所定の温度に加熱し、インクの粘度の増大を防止し、良
好なインクの吐出特性を得るようにして印刷の品質の向上を図ることができる。
【００３６】
なお、本実施形態のキャップ部材１３は、印刷時の発熱部４３の温度低下を防止するた
めに、未使用時に筐体４１の上部開口を覆う蓋部材４７を具備する。
【００３７】
また、キャップ部材１３は、フラッシングや吸引動作の際にも使用でき、例えば、吸引
時には、記録ヘッド３の吐出面に当接させて、吸引手段１５に吸引動作を行わせることで
キャップ部材１３の内部を負圧として、記録ヘッド３のノズル開口から流路内のインクを
気泡と共に吸引して吸引動作（クリーニング動作）を行う。
【００３８】
ここで、このような吸引動作やフラッシングの際には、発熱部４３がノズル列３３と相
対向しない位置にノズル列３３と直交する方向に位置決め移動可能な移動手段を具備して
いてもよい。これにより、ノズル列３３は発熱部４３の間の空間に相対向するようになり
、吸引動作やフラッシングの際にノズル開口２３から吐出されるインクが発熱部４３に直
接当たるのが防止でき、インクの飛び散りなどを防止することができる。
【００３９】
なお、ノズル列３３を加熱するキャップ部材と、吸引動作やフラッシングを行うキャッ
プ部材とを別々に設けてもよいことはいうまでもない。
【００４０】
勿論、このような移動手段を設けなくてもよいのはいうまでもない。この場合、発熱部
４３の上部端面は、吐出したインクがノズル開口２３に直接跳ね返らないような形状とす
るのが好ましい。このような発熱部４３の断面形状の例を図６（ａ）〜（ｃ）に示す。図
に示すように、発熱部４３ａ〜４３ｃのような中央部が突出するような断面形状とするこ
とにより、ノズル開口２３へのインクの跳ね返りを防止し、さらにインクの流れを良好に
することができる。
【００４１】
また、発熱部４３は、板状部材でなくてもよく、他の例を図７に示す。この例では、発
熱部４３Ａは、ノズル列３３に沿って所定間隔で棒状部材を並設したものである。このよ
うな発熱部４３Ａとしても、発熱部４３と同様な効果を奏する。また、発熱部４３Ａの先
端も、図６に示すような中央部を突出させた形状としてもよく、これにより、インクのノ
ズル開口２３への跳ね返りを防止することができるとともに、インクの流れも良好にする
ことができる。さらに、板状部材に代わりに、その上部部分だけを棒状部材とし、長手方
向両端で支持するような構造としてもよい。
【００４２】
以上説明したように、本発明のキャップ部材を採用することにより、印刷待機中に記録
ヘッド３のノズル列３３近傍のみを効率的に加熱することにより、例えば、記録ヘッド３
全体を加熱する場合と比較して、効率的にノズル開口２３近傍のみを有効に加熱して、吐
出直前のインクの粘性を低減することができ、吐出特性の低減防止ないしは向上を図るこ
とができる。
【００４３】
以上説明したインクジェット式記録装置１では、インクジェット式記録ヘッド３がキャ
リッジ４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３が固定されて、紙等の被記録媒体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。
【００４４】
なお、上記各実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録
ヘッドを、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが
、本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射す
る液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例え
ば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等の
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が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを備えた液
体噴射装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、３インクジェット式記録ヘッド（
液体噴射ヘッド）、１３キャップ部材、２３ノズル開口、４１筐体、４２
加熱部材、４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３Ａ発熱部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出させるノズルを備える液体噴射ヘッドと、
前記ノズルの周囲を覆うように前記液体噴射ヘッドに当接するキャップ部材と、
を備え、
前記キャップ部材は、筐体と、前記筐体内に前記ノズルに対向して設けられた発熱部を
有するとともに前記発熱部の間の領域に空間を有する加熱部材とを具備することを特徴と
する液体噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射装置において、
前記発熱部は、前記ノズルが並設されている方向に沿って延設されていることを特徴と
する液体噴射装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液体噴射装置において、
前記発熱部は、櫛歯状に設けられていることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液体噴射装置において、
前記発熱部は、柱状であり且つ前記ノズルが並設されている方向に沿って並設されてい
ることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射装置において、
前記加熱部材は、前記発熱部に電流を供給する電極を備え、
前記電極は、前記筐体の底部の前記ノズルが並設されている方向の端部に設けられてい
ることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射装置において、
前記発熱部の表面が撥液加工されていることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の液体噴射装置において、
前記筐体は、前記ノズルと対向する面側に開口部を有し、
前記キャップ部材は、前記開口部を開閉する蓋部材を具備することを特徴とする液体噴
射装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の液体噴射装置において、
前記発熱部はＰＴＣヒーターで構成されていることを特徴とする液体噴射装置。

【図１】