液滴噴射装置
【課題】複数枚のプレートを積層して構成される流路ユニットに液体流路内に流れる液体の温度調整をするための構成を採用した場合に、製造時に積層方向へ生ずる各プレートの変形を極力抑え、かかる変形を考慮せずに製造できるとともに、前記液体の温度調整を可能にした液滴噴射装置を提供する。
【解決手段】インクジェットヘッド６は、圧力室２６を含み、複数枚のプレートが積層された流路ユニット１０と、ノズル２８からインクを噴射するための噴射エネルギーを付与する圧電アクチュエータ３０（エネルギー付与手段）とを備え、流路ユニット１０に含まれる流路構造体１２には、循環路５０が形成されている。循環路５０は、プレート１５及び１６の各々に間隔をあけて形成された複数の溝を有し、溝の端部が、積層方向において連通して管状に形成されている。
【解決手段】インクジェットヘッド６は、圧力室２６を含み、複数枚のプレートが積層された流路ユニット１０と、ノズル２８からインクを噴射するための噴射エネルギーを付与する圧電アクチュエータ３０（エネルギー付与手段）とを備え、流路ユニット１０に含まれる流路構造体１２には、循環路５０が形成されている。循環路５０は、プレート１５及び１６の各々に間隔をあけて形成された複数の溝を有し、溝の端部が、積層方向において連通して管状に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴射用液体の温度を調整することが可能な液滴噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液滴噴射装置として、用紙等の印刷媒体に向けて液滴を噴射する液滴噴射ヘッドを備え、印刷媒体に画像、文字又は配線パターン等を印刷する液滴噴射装置が知られている。液滴噴射ヘッドは、印刷媒体に対して液滴を噴射する際に、ヘッド内に貯留される液体に噴射エネルギーを付与するエネルギー付与手段を有する。
【０００３】
液滴噴射ヘッドが、例えばベタ印刷等のように多数の液滴を連続して噴射し続ける場合では、エネルギー付与手段が連続して駆動されることによって発熱し、液滴噴射ヘッドが熱を持ってしまう。また、気温が非常に低い状況下において、印刷をせずに放置している間は、液滴噴射ヘッドが外気によって冷却される。液滴噴射ヘッドの温度が大きく変動する状況下では、液滴噴射ヘッド内に貯留される噴射用液体が熱せられたり冷却されたりして液体温度が変化し、温度変化に伴って噴射用液体の粘性が変わってしまう。そして、粘性が大きく変化すると、噴射エネルギーを付与しても液滴が噴射されなかったり、噴射されたとしても異常な液滴量となったりする問題があった。
【０００４】
そこで、このような問題を解決する為に、特許文献１に記載の液滴噴射装置は、噴射用液体としてインクを噴射するインクジェットヘッドを備え、そのヘッドの内部には、貯留されるインクを冷却して温度を調整可能な水冷機構が設けられている。この水冷機構は、ヘッド内部に形成された冷媒用凹部と、この冷媒用凹部内に冷媒を供給する供給手段とを有している。この冷媒用凹部は、オリフィスプレートに設けられている。オリフィスプレートには、インクを噴射可能なノズルと、このノズルと連通するインク流路とが形成されている。冷媒用凹部に供給される冷媒によりオリフィスプレートを冷却することができる為、自然放熱のみで冷却する場合に比べて、インク流路内のインクは効率よく冷却される。また、冷媒を供給する時間を調整して、オリフィスプレートの冷却時間を変えて、インクの温度を調整することもできる。
【０００５】
一般的に、１枚のプレートに液体流路が形成された液滴噴射ヘッドの他に、液体流路の一部となる液体用凹部が形成されたプレートを複数枚積層して液体流路を構成する液滴噴射ヘッドがある。特許文献２に記載の液滴噴射装置では、液滴噴射ヘッドは、積層された複数枚のプレートを備えている。各プレートには、ノズル、圧力室、若しくは、ノズルと圧力室とを連通させる液体流路の一部が形成されている。特許文献２の液滴噴射ヘッドに特許文献１の水冷機構を採用する場合、各プレートには冷媒用凹部が形成される。
【特許文献１】特開2006-7498号公報
【特許文献２】特開2007-245394号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、各プレートに冷媒用凹部が形成された場合には、各プレートは、ノズル又は圧力室の液体用凹部に加えて冷媒用凹部を有する。その為、冷媒用凹部が形成されたプレートは、冷媒用凹部が無い場合に比べて冷媒用凹部が形成された分だけ、平面に直交する方向の寸法（厚み）の薄い領域が広くなる。薄い領域の広いプレートは、薄い領域が狭い若しくは無いプレートに比べて、積層方向へ湾曲し易くなる。各プレートを積層して組付ける際に、各プレートが湾曲してしまうと、接合時にプレート間に隙間ができてしまったり、正規の位置から位置ずれして接合されたりする。冷媒用凹部が形成されたプレートを組付ける際には、積層方向への変形を考慮して組付けをしなければならない。その為、かかる変形を防ぐ為の機器の使用や、変形防止の為の製造工程の実施をする必要があり、製造工程が煩雑化するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、複数枚のプレートを積層して構成される流路ユニットに液体流路内に流れる液体の温度調整をするための構成を採用した場合に、製造時に積層方向へ生ずる各プレートの変形を極力抑え、かかる変形を考慮せずに製造できるとともに、前記液体の温度調整を可能にした液滴噴射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明の液滴噴射装置は、圧力室を含む液体流路が形成され、所定の積層方向に複数枚のプレートが積層された流路構造体と、前記積層方向において前記流路構造体に積層し、前記圧力室と連通するノズルが形成されたノズルプレートとを有する流路ユニットと、前記流路ユニットに設けられ、前記圧力室内の液体に前記ノズルから液滴を噴射するための噴射エネルギーを付与するエネルギー付与手段と、前記流路構造体を構成する複数枚のプレートの中の少なくとも２枚の隣り合う循環用プレートの各々に形成された循環路と、この循環路に、前記液体流路内の液体の温度を調整するために前記液体流路内の液体とは異なる循環用流体を供給する供給手段とを備え、前記循環路は、前記循環用プレートの各々に間隔を空けて形成された複数の凹部を有し、１つの循環用プレートに形成された前記凹部の端部が、別の循環用プレートに形成された前記凹部の端部と、前記積層方向において連通して管状に形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
「エネルギー付与手段」とは、圧力室を画定する面に配置された熱を加える発熱抵抗体や、流路構造体とは別体の圧電材料からなる部材等の、圧力室内の液体に噴射エネルギーを付与する手段を指す。「循環用流体」とは、循環路内を流れることが可能な気体やゲル状等の流体全般を指す。「凹部」とは、積層方向において底を有する形状のみならず、積層方向において循環用プレートを貫通する貫通形状も含む。
【００１０】
この構成によれば、複数の凹部は、各々の循環用プレートに間隔を空けて配置され、各プレート毎に循環路の一部のみが形成されている。各循環用プレートは、１枚のプレートに循環路の全てが形成されている場合に比べて、１枚当たりの凹部の総体積が減り、積層方向における寸法（厚み）の小さい領域が減る。その為、各循環用プレートに循環路の全てが形成された場合に比べて、積層方向へ撓み難くなる。循環路の全てが形成された循環用プレートに比べて、製造時に積層方向への変形を考慮して組付けをしたり、かかる変形を防ぐ為に特殊な製造工程の実施や機器の使用をしたりすることなく、循環用プレートの組付けを行うことができる。これにより、製造時に各プレートの積層方向への変形を極力抑え、かかる変形を考慮せずに液滴噴射装置を製造できるとともに、液体流路内の液体の温度調整ができる。
【００１１】
第２の発明の液滴噴射装置は、前記第１の発明において、前記液体流路は、前記圧力室に供給する液体を貯留する液体貯留室を有しており、前記液体貯留室は、前記積層方向及び前記循環路が延在する方向と直交する方向において前記圧力室の少なくとも一部と重なり、且つ前記積層方向において前記圧力室と前記ノズルとに挟まれて位置しており、前記循環用プレートには、前記液体貯留室の少なくとも一部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この構成によれば、循環用プレートには、液体貯留室の少なくとも一部が形成されている。循環路と液体貯留室が別のプレートにそれぞれ形成され、さらにそれぞれのプレートの間に他のプレートが挟まっている場合に比べて、同一プレート上に循環路と液体貯留室とが形成されているので、循環用流体が無駄に他のプレートと熱交換する機会を減らして液体貯留室内の液体と熱交換できる。これにより、循環用流体と液体貯留室内の液体とを無駄なく熱交換させて、液体貯留室内の液体の温度調整を効率よく行うことができる。
【００１３】
第３の発明の液滴噴射装置は、前記第１または第２の発明において、前記循環用プレートには、前記圧力室の少なくとも一部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
この構成によれば、循環用プレートには、圧力室の少なくとも一部が形成されている。圧力室の上流のみで温度調整する場合に比べて、噴射直前に液体の温度を調整し、確実に温度調整された液体を用いて液滴噴射できる。これにより、液体の温度変化による噴射性能の変化を防止して、安定した液滴の噴射を可能とする。
【００１５】
第４の発明の液滴噴射装置は、前記第１〜第３のいずれかの発明において、前記流路構造体は、前記循環路内に連通する供給口及び排出口を備え、さらに、前記循環路の延在する方向に前記圧力室が複数形成されるとともに、前記積層方向及び前記循環路の延在する方向と直交する方向において前記圧力室の両側に前記循環路を有しており、前記圧力室の両側に配置された前記循環路は、前記直交方向において、前記供給口と前記排出口との間隔よりも大きい間隔で配置されていることを特徴とするものである。
【００１６】
「供給口と排出口との間隔」とは、直交方向において、供給口と排出口との形状を区画する縁部分の間の距離を指す。また、「循環路の間隔」とは、直交方向において、循環路の形状を区画する縁部分の間の距離を指す。
【００１７】
この構成によれば、供給口と排出口との間隔が、隣り合う２つの循環路の間隔よりも小さい為、２つの循環路が供給口と排出口とにそれぞれ繋がるように直交方向において近接する。２つの循環路の距離が縮まることにより、循環路に囲まれた領域内の面積が小さくなる。これにより、圧力室内の液体と循環用流体との熱交換を行い易く、温度調整を効率よく行うことができる。
【００１８】
第５の発明の液滴噴射装置は、前記第１〜第３のいずれかの発明において、前記流路構造体は、前記循環路内に連通する供給口及び排出口を備え、さらに、前記圧力室が前記循環路の延在する方向に複数並んで圧力室列が形成されるとともに、この圧力室列が前記積層方向及び前記循環路の延在する方向と直交する方向に複数並んで配列されており、前記循環路は、前記直交方向に並ぶ列間循環路を有しており、前記列間循環路は、前記直交方向において、前記複数の圧力室列の間に配置されており、さらに、他の前記循環路を経由せずに前記供給口と直接繋がることを特徴とするものである。
【００１９】
この構成によれば、列間循環路には、循環用流体が他の循環路を経由せずに直接流入される。循環用流体は、循環路内を流れて排出口に向かう間に液体流路内や圧力室内の液体と熱交換をする為、供給口からの流入直後に比べて温度が変わり、液体流路内の液体の温度に近くなる。液体流路内の液体との温度差が小さくなった循環用流体では、両液体の温度差が大きい場合に比べて、液体流路内の液体との間での熱交換がし難くなる。しかし、列間循環路は、他の循環路を経由せずに直接供給口と繋がっており、他の循環路内を経由せずに循環用流体が直接流入される。これにより、列間循環路内の循環用流体と液体流路内の液体との間で熱交換が確実に行われ、液体流路内の温度調整を効率よく行うことができる。
【００２０】
第６の発明の液滴噴射装置は、前記第１〜第５のいずれかの発明において、前記循環路は、前記積層方向及び前記循環路が延在する方向と直交する方向における前記循環用プレートの最外端部と前記圧力室との間の領域に配置されており、前記直交方向において、前記積層方向よりも長いことを特徴とするものである。
【００２１】
この構成によれば、凹部が間隔を空けて各循環用プレートに配置されている為、直交方向において圧力室が形成された内部側の領域を支える箇所を確保することができる。それに加え、循環路は、直交方向において積層方向よりも長い為、循環路の流路面積を確保することもできる。
【００２２】
第７の発明の液滴噴射装置において、前記第１〜第６のいずれかの発明において、前記流路構造体は、前記循環用プレートを少なくとも３枚有し、さらに、前記少なくとも３枚の循環用プレートの中の前記積層方向において両側が他の前記循環用プレートに挟まれた中間循環用プレートを備え、前記中間循環用プレートの前記凹部の端部は、前記積層方向において隣り合う両側の前記循環用プレートにそれぞれ形成された前記凹部の端部と、前記積層方向においてそれぞれ連通することを特徴とするものである。
【００２３】
この構成によれば、凹部の端部は、積層方向において両方向に分岐して連通している。１つの凹部から積層方向における両側の凹部に連通している為、積層方向において一方の方向にのみ凹部と連通する場合に比べて、積層方向における両側に循環用流体を流すことができる。循環用流体は、液体流路内において、液体流路内の液体と熱交換をする機会をなるべく均等に作り、液体流路内において局所的に液体の温度を調整するのを避けて、液体流路内全体の液体との熱交換ができる。これにより、循環用流体が液体流路内の液体との間で、局所的な熱交換をするのを極力避けて、液体流路内全体の液体と熱交換をさせることができる。
【００２４】
第８の発明の液滴噴射装置は、前記第７の発明において、前記凹部は、前記循環路が延在する方向において長さが等しく、さらに、隣接する前記凹部との間隔も等しく配置されていることを特徴とするものである。
【００２５】
この構成によれば、各々の凹部は、延在方向において長さが等しく、さらに、各々の凹部との間隔が一定である。延在方向において、循環用流体が積層方向において両側に流れる機会を一定間隔で設ける。これにより、積層方向において両側に流れる機会が不均一な場合に比べて、さらに局所的な液体の温度調整を避けることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、複数枚のプレートを積層して構成される流路ユニットに液体流路内に流れる液体の温度調整をするための構成を採用した場合に、製造時に積層方向へ生ずる各プレートの変形を極力抑え、かかる変形を考慮せずに製造できるとともに、前記液体の温度調整を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、インクジェットヘッドから印刷用紙に対してインクの液滴を噴射することにより、印刷用紙に所望の文字や画像等を印刷するプリンタに、本発明を適用したものである。
【００２８】
（プリンタの概略構成）
図１は、本実施の形態に係るプリンタ１の概略構成を示す斜視図である。なお、本明細書及び図面における上下、左右及び前後は、図１の矢印に示す上下方向、左右方向及び上下方向と左右方向とに直交する前後方向である。図１に示すように、プリンタ１は、本体フレーム２と、本体フレーム２に取り付けられ、左右方向に延在する搬送ローラ３とを備える。本体フレーム２は、左右方向に延在するガイド軸４を有し、キャリッジ５がガイド軸４に取り付けられている。また、インクジェットヘッド６がキャリッジ５の下面に取り付けられている。
【００２９】
キャリッジ５が、図示しない無端の走査ベルトと連結しており、無端ベルトは、図示しない駆動モータの駆動軸に取り付けられている。駆動モータは、本体フレームに配設されている。無端ベルトは、駆動軸の回転によって走査ベルトが左右方向に走行する。無端ベルトの走行に追従して、キャリッジ５が左右方向を往復移動する。
【００３０】
（インクジェットヘッドの構成）
次に、インクジェットヘッド６について図２〜図４を用いて詳細に説明する。図２は、インクジェットヘッド６の上面図、図３は、図２に示すインクジェットヘッド６のＩ−Ｉ線に従う断面図、図４は、図２に示すインクジェットヘッド６のII−II線に従う断面図である。
【００３１】
インクジェットヘッド６は、図２に示すように、ノズル２８を含む流路ユニット１０と、圧電アクチュエータ３０とを備える。圧電アクチュエータ３０は、ノズル２８からインクを噴射するための噴射エネルギーをインクジェットヘッド６内のインクに付与する。
【００３２】
流路ユニット１０は、図２に示すように、複数のノズル２８が前後方向に並んでノズル列を成すとともに、かかるノズル列が左右方向に複数並んで配列されている。複数のノズル２８は、複数のディセンダ２７を通じて、複数の圧力室２６と連通する。複数の圧力室２６は、図２に示すように、略楕円形状をしている。また、複数の圧力室２６は、前後方向に並んで圧力室列２６a、２６ｂを構成しており、圧力室列２６a、２６ｂは、左右方向に配列されている。
【００３３】
マニホールド２４は、図２に示すように、複数の圧力室２６に跨って前後方向に延在している。マニホールド２４は、アパーチャー孔２５を通じて圧力室２６と連通している。
【００３４】
圧電アクチュエータ３０は、図２に示すように、前後方向に並ぶ複数の個別電極３２を有している。個別電極３２は、圧力室２６よりも一回り小さい略楕円形状をしており、平面視で圧力室２６の中央に配置されている。
【００３５】
端子３５は、図２に示すように、個別電極３２の先端部３２aに設けられている。端子３５は、図示しないフレキシブルプリント基板等の配線部材に接続されている。フレキシブルプリント基板は、図示しない印刷制御回路とも接続されており、印刷制御回路と個別電極３２とを繋いでいる。印刷制御回路は、複数の個別電極３２に対して、選択した個別電極３２のみに所定の駆動電圧を付与する。なお、印刷制御回路は、プリンタ１の印刷に関する印刷動作を制御する。
【００３６】
また、流路ユニット１０は、図３に示すように、ノズル２８が形成されたノズルプレート１１と、ノズルプレート１１の上面１１aに接合された流路構造体１２とを有する。
【００３７】
ノズルプレート１１は、ポリイミド樹脂等の樹脂材料で形成されている。流路構造体１２は、圧力室プレート１４、キャビティプレート１５及びマニホールドプレート１６、１９により構成されている。圧力室プレート１４、キャビティプレート１５及びマニホールドプレート１６、１９は、ステンレス鋼等の金属から成る。また、圧力室プレート１４、キャビティプレート１５及びマニホールドプレート１６、１９が、上下方向に積層状態で接合されている。
【００３８】
複数の圧力室２６は、上下方向において、圧力室プレート１４を貫通して形成されている。また、マニホールド２４は、マニホールドプレート１６、１９にそれぞれ形成されたマニホールド孔２４a、２４ｂにより構成されている。アパーチャー孔２５は、キャビティプレート１５に貫通形成されている。また、ディセンダ２７は、キャビティプレート１５に形成された貫通孔２７aと、マニホールドプレート１６、１９にそれぞれ形成された貫通孔２７ｂ、２７ｃとにより構成されている。
【００３９】
圧電アクチュエータ３０は、図３に示すように、圧力室プレート１４の上面１４aに接合されている。圧電アクチュエータ３０は、複数枚の圧電層３１、複数の個別電極３２、共通電極３３及び振動板３４を有している。複数枚の圧電層３１は上下方向に積層状態で接合されている。また、複数の個別電極３２と共通電極３３とが圧電層３１に配置されている。個別電極３２は、圧電層３１の上面３１aに露出する端子３５と繋がっている。
【００４０】
圧電層３１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であり、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電材料からなる。振動板３４も同様に圧電材料で形成されている。ただし、振動板３４は、上下方向において個別電極３２と共通電極３３とに挟まれておらず、上下方向への電界は振動板３４に発生しない。
【００４１】
以上の構成を有する圧電アクチュエータ３０の動作原理について説明する。共通電極３３は、圧電アクチュエータ３０の図示しないアース端子と繋がれており、グランド電位である。電圧が印加されていない個別電極３２は、共通電極３３との間で電位差が無い。そして、個別電極３２に所定の駆動電圧が付与されると、個別電極３２と共通電極３３との間には電位差が生じる。個別電極３２と共通電極３３との間に電位差が生じると、上下方向の電界が圧電層３１に発生する。圧電層３１の分極方向と電界の向きとが等しい場合には、圧電層３１は上下方向に伸び、上下方向と直交する左右方向に収縮する。この圧電層３１の収縮変形に伴って、振動板３４が上下方向において凸変形する（ユニモルフ変形）。
【００４２】
圧電アクチュエータ３０が、インクを噴射する際の動作について説明する。圧電アクチュエータ３０は、インクを噴射しない状態では、個別電極３２に駆動電圧が付与され続ける。その為、圧電層３１及び振動板３４が、圧力室２６側の下方向に凸変形した状態で待機する。そして、インクを噴射するときには、印刷制御回路は個別電極３２への駆動電圧の付与を停止し、それに伴って個別電極３２がグランド電位となる。個別電極３２がグランド電位となったとき、振動板３４が凸変形した状態から平面形状に変形して圧力室２６内の容積が増大し、圧力室２６内に圧力波が発生する。圧力波は、左右方向において圧力室２６の一方の方向に伝播する。伝播した圧力波は、所定時間経過後に圧力室２６の内壁と衝突し、位相が逆転する。圧力室２６内の圧力は、圧力波の位相の逆転により、負の圧力から正の圧力に変わる。そこで、印刷制御回路は、圧力室２６内の圧力が正になるタイミングで再び個別電極３２へ駆動電圧を付与する。圧力室２６の容積増大により発生する圧力波と、振動板３４が圧力室２６側に凸変形する際に生じる圧力波とが合成され、この合成された圧力波が圧力室２６内のインクに噴射エネルギーとして付与されてインクが噴射する。これにより、２つの圧力波を合成して圧力室２６内のインクに付与することができるので、１つの圧力波を圧力室２６内のインクに付与する場合に比べ、非常に大きな圧力を付与できる。
【００４３】
（循環路及び循環機構の構成）
ところで、従来のインクジェットヘッドは、周囲環境や使用状況の変化により、その内部のインクの温度が不均一になる。インクの粘度は、インクの温度変化に伴って、大きく変化する。インクは、粘度が変化すると流路内での流れ方が変わってしまい、インクに噴射エネルギーを付与したとしても正常に流れない。その為、インクジェットヘッドは、インクの粘度が変わった状態では、ノズルからインク滴を噴射できなかったり、所望の噴射量を噴射できなかったりする。しかし、従来のインクジェットヘッドは、インクの温度を調整する温度調整ユニットを備えておらず、インクの温度変化によりインクの噴射性能を調整することができなかった。
【００４４】
本実施形態のインクジェットヘッド６は、インクの温度を調整する温度調整ユニット４０を備える。温度調整ユニット４０について、図２〜図４を参照して説明する。図２〜図４に示すように、温度調整ユニット４０は、循環路５０と、供給口４６及び排出口４７と、循環機構４１と、チューブ４８a、４８ｂとを備える。
【００４５】
循環路５０は、図２に示すように、流路構造体１０の最外端部と圧力室２６との間に、前後、左右方向に延在して配置されている。また、循環路５０は、図２に示すように、供給口４６と排出口４７とを有している。供給口４６と排出口４７とは、圧力室プレート１４を貫通して形成される。図３に示すように、循環路５０は、左側の循環路５０がキャビティプレート１５のみに形成されており、右側の循環路５０がキャビティプレート１５とマニホールドプレート１６とに形成されている。
【００４６】
図４に示すように、溝５１、溝５２及び溝５３がキャビティプレート１５に形成されており、前後方向に所定の長さを有する。また、溝６１及び溝６２はマニホールドプレート１６に形成されており、前後方向に所定の長さを有する。溝５１と溝６１とは、前後方向において、互いの端部５１ｂと端部６１aとが重なって連通し、管路６０aを構成する。また、溝６１と溝５２とは、前後方向において、互いの端部６１ｂと端部５２aとが重なって連通し、管路６０bを構成する。溝５２と溝６２とは、前後方向において、互いの端部５２ｂと端部６２aとが重なって連通し、管路６０ｃを構成する。また、溝６２と溝５３とは、互いの端部６２ｂと端部５３aとが重なって連通し、管路６０ｄを構成する。
【００４７】
循環機構４１は、一例として、特開２００８−１２３４８８号公報に記載された循環機構の構成を備える。循環機構４１は、循環ポンプ４２と、温度調整部４３と、温度センサ４４と、循環制御回路４５とを備えている。循環ポンプ４２は、供給口４６に循環用流体を供給するとともに、排出口４７から排出された循環用流体を流入して再び供給口４６に供給する。温度調整部４３は、循環用流体を熱するヒータ（図示省略）と、循環用流体を冷却するクーラー（図示省略）とを有しており、循環用流体を熱したり冷却したりできる。温度センサ４４は、インクジェットヘッド６に搭載されており、インクジェットヘッド６の温度を計測する。循環制御回路４５は、循環ポンプ４２、温度調整部４３、及び温度センサ４４と接続されている。
【００４８】
ここで、循環制御回路４５が循環機構４１を制御して循環用流体の加熱や冷却を行う制御動作について説明する。循環制御回路４５は、温度センサ４４により計測されたインクジェットヘッド６の温度に基づいて、インクジェットヘッド６内のインクの温度を推定する。そして、循環制御回路４５は、インクの温度が所望の温度よりも低いと判断した場合には、温度調整部４３に備えられたヒータを作動させて、循環用流体を加熱する。循環制御回路４５は、循環用流体を加熱するとともに、循環ポンプ４２を駆動させる。これにより、加熱された循環用流体は循環路５０内を流れ、インクジェットヘッド６内のインクを温める。
【００４９】
また、循環制御回路４５は、インクの温度が所望の温度よりも高いと判断した場合には、温度調整部４３に備えられたクーラーを作動させて、循環用流体を冷却する。循環制御回路４５は、冷却された循環用流体を循環路５０に流す為に、循環ポンプ４２を駆動させる。これにより、冷却された循環用流体が循環路５０内を流れ、インクジェットヘッド６内のインクを冷却する。
【００５０】
なお、循環用流体は、水等の液体、空気等の気体に限らず、ゲル状の流体等、温度調整が可能で且つ循環路５０を流れる流体であればよい。
【００５１】
（流路構造体を構成するプレートの説明）
次に、流路構造体１０を構成する複数枚のプレートについて図５〜図８を参照して説明する。図５は、圧力室プレート１４の上面図、図６は、キャビティプレート１５の上面図、図７は、マニホールドプレート１６の上面図、図８は、マニホールドプレート１９の上面図である。
【００５２】
図５に示すように、圧力室プレート１４は、複数の圧力室２６を有している。複数の圧力室２６は、前後方向に並んで圧力室列２６a及び圧力室列２６ｂを構成する。圧力室列２６a及び圧力室列２６ｂは、左右方向に配列されている。インク供給口２９aは、平面視で圧力室プレート１４の前方向側に形成されている。供給口４６と排出口４７aとは、インク供給口２９aの両側に形成されている。
【００５３】
図６に示すように、キャビティプレート１５には、アパーチャー孔２５が前後方向に複数並んで、アパーチャー孔列２５a、２５ｂを構成する。また、貫通孔２７aは、前後方向に複数並んで配置されている。また、溝５１〜溝５５がキャビティプレート１５に形成されており、溝５１と溝５２とは、キャビティプレート１５の左右方向における左側の最外端部とアパーチャー孔列２５aとの間に配置されている。また、溝５４と溝５５とは、キャビティプレート１５の左右方向における右側の最外端部とアパーチャー孔２５ｂとの間に配置されている。溝５３は、キャビティプレート１５の前後方向における前方向側の最外端部とアパーチャー孔２５及び貫通孔２７aとの間に配置されている。また、キャビティプレート１５は、前方向側にインク供給口２９ｂと、排出口４６ｂとを備えている。
【００５４】
図７に示すように、マニホールドプレート１６は、前後方向に延在するマニホールド孔２４aを有している。マニホールド孔２４aは、左右方向に間を空けて２又に分かれたマニホールド孔２４１a、２４２aとを備えている。また、複数の貫通孔２７ｂが、マニホールド孔２４１aとマニホールド孔２４２aとの間に形成されている。また、溝６１〜溝６５がマニホールドプレート１６に形成されており、溝６１と６２とは、マニホールドプレート１６の左側の最外端部とマニホールド孔２４１aとの間に配置されている。また、溝６４と溝６５とは、マニホールドプレート１６の右側の最外端部とマニホールド孔２４２aとの間に配置されている。溝６３は、キャビティプレート１５の上側の最外端部とマニホールド孔２４２aとの間に配置されている。
【００５５】
図８に示すように、マニホールドプレート１９は、マニホールド孔２４ｂが形成されている。マニホールド孔２４ｂは、左右方向に間を空けて２又に分かれたマニホールド孔２４１ｂ、２４２ｂとを備えている。複数の貫通孔２７ｃが、マニホールド孔２４１ｂとマニホールド孔２４２ｂとの間に形成されている。
【００５６】
（製造・組立）
次に、本実施形態のインクジェットヘッド６の製造方法について説明する。特開２００６−３０５９４８号公報に開示される製造方法と同様の製造方法により、圧力室２６やアパーチャー孔２５等が、圧力室プレート１４、キャビティプレート１５、マニホールドプレート１６、１９にそれぞれ形成される。製造時には、まず、マニホールド孔２４a、２４ｂ、及び貫通孔２７ｂ、２７ｃと、溝５１〜溝５５、及び溝６１〜溝６５とに対応するマスクパターンがマニホールドプレート１６、１９にそれぞれ形成される。次に、マスクパターンが形成されていない箇所がエッチングで除去されて、マニホールド２４a、２４ｂ、貫通孔２７ｂ、２７ｃ、溝５１〜溝５５、及び溝６１〜溝６５がマニホールドプレート１６、１９にそれぞれ形成される。また、特開２００６−３０５９４８号公報に開示される製造方法と同様の製造方法により、ノズル２８がノズルプレート１１に形成される。
【００５７】
キャビティプレート１５は、図３に示す圧力室プレート１４の下面１４ｂとマニホールドプレート１６の上面１６aとが接するように配置されて接合される。また、マニホールドプレート１９は、図３に示すマニホールドプレート１６の下面１６ｂに接合され、ノズルプレート１１は、マニホールドプレート１９の下面１９ｂに接合される。これにより、流路ユニット１０が構成される。また、圧電アクチュエータ３０は、流路ユニット１０が形成された後に、圧力室プレート１４の上面１４aに接合される。その後、チューブ４８aとチューブ４８ｂとが、圧力室プレート２１に開口する供給口４６と排出口４７とにそれぞれ接続される。そして、チューブ４８aとチューブ４８ｂとが、循環機構４１にそれぞれ接続される。
【００５８】
（プレートに全面の循環路を形成した積層構造と、本実施形態の積層構造との比較）
インクの温度調整を速やかに行う為に、循環路が流路構造体内で極力大きな体積を有するように構成されるのが望ましい。循環路の体積を大きくする為に、流路構造体を構成するプレートは、全面の循環路が形成されており、循環路がプレートを貫通している。ここで、全面の循環路が形成されたキャビティプレート１１５及びマニホールドプレート１１６について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、全面の循環路に該当する溝１５１が形成されたキャビティプレート１１５の上面図、図１０は、全面の循環路に該当する溝１６1が形成されたマニホールドプレート１１６の上面図である。
【００５９】
図９に示すように、キャビティプレート１１５は、溝１５１が形成されており、溝１５１の内側には内側領域１１５aを有する。内側領域１１５aは、アパーチャー孔１２５aと貫通孔１２７aとが形成されている。また、隙間領域１１５ｂが溝１５１の端部１５１aとインク供給口１２９との間に存在し、隙間領域１１５ｃが溝１５１の端部１５１eとインク供給口１２９との間に存在する。隙間領域１１５ｂ、１１５ｃとは、キャビティプレート１１５内で内側領域１１５aと繋がる領域である。内側領域１１５aは、隙間領域１１５ｂ、１１５ｃと接続する下側のみで支えられており、片持ち状態となる。内側領域１１５aは、隙間領域１１５ｂ、１１５ｃを支点にして、上側の領域が自重によって積層方向に撓み易い。例えば、製造時にキャビティプレート１１５の外側縁部分１１５ｄのみを掴んで組付け作業を行うと、内側領域１１５aが自重によって上下方向に撓んでしまう。場合によっては、内側領域１１５aが撓んだ状態から戻らなくなったり、隙間領域１１５ｂと隙間領域１１５ｃが破断したりする。
【００６０】
また、図１０に示すように、マニホールドプレート１１６は、溝１６１が形成されており、溝１６１の内側には内側領域１１６aを有する。マニホールド孔１２４と複数の貫通孔１２７ｂとが内側領域１１６aに形成されている。マニホールド孔１２４は、マニホールド孔１２４１a、１２４２aから構成される。隙間領域１１６ｂが溝１６１の端部１６１aとマニホールド孔１２４との間に存在し、隙間領域１１６ｃは溝１６１の端部１６１eとマニホールド孔１２４aとの間に存在する。また、隙間領域１１６ｄは、マニホールド孔１２４１aと循環路１６１との間に存在し、隙間領域１１６eがマニホールド孔１２４２aと循環路１６１との間に存在する。隙間領域１１６ｂ及び隙間領域１１６eは、平面視でそれぞれ細長い形状をしており、上下方向に撓み易い。マニホールドプレート１１６は、製造時に使用するアーム等で掴む領域が殆ど無く、さらに、隙間領域１１６ｂ及び隙間領域１１６eが上下方向に撓み易い為、製造時に扱い難い。
【００６１】
これらに対し、本実施形態のキャビティプレート１５及びマニホールドプレート１６は、図６及び図７に示すように、循環路５０を画定する溝５１〜溝５５及び溝６１〜溝６５が間隔を空けて複数形成されている。キャビティプレート１５は、前後方向において片持ち状態となる領域が無く、自重で下方に変形し難い。マニホールドプレート１６は、マニホールドプレート１１６に比べて、製造時にアームを掴む領域が広く、製造時に扱い易い。また、マニホールドプレート１６は、マニホールドプレート１１６のような隙間領域１１６ｂ、１１６ｃがなく、自重により下方へ変形し難い。なお、隙間領域１１６ｂ、１１６ｃは、内側領域１１６aを片持ち状態で支持する。
【００６２】
（印刷動作と循環動作との関係）
次に、本実施形態のインクジェットヘッド６の印刷動作と、循環機構４１の循環動作との関係について説明する。循環制御回路４５は、ユーザーが、プリンタ１と接続される外部入力装置（ＰＣ等）を操作したり、プリンタ１に設けられた印刷スイッチを押したりして印刷指令を印刷制御回路に出力したときには、循環機構４１を駆動して、印刷実行前にインクの温度の調整を行う。具体的には、循環制御回路４５は、印刷指令を受けた後、温度センサ４４が計測する温度を確認し、確認時点でのインクの温度と所望の温度とを比較する。確認時点でのインクの温度が所望の温度に対して低いと判断した場合には、循環制御回路４５は、温度調整部４４により循環用流体を加熱し、加熱された循環用流体を循環ポンプ４２により循環路５０に供給する。循環用流体を循環路５０に供給している間、循環制御回路４５は、インクジェットヘッド６内のインクの温度を確認する。インクの温度が所望の温度となったことを確認したときには、循環制御回路４５は、循環ポンプ４２を停止するとともに、温度調整部４３も停止する。その後、循環制御回路４５が印刷制御回路に温度調整終了の信号を入力すると、印刷制御回路は、インクジェットヘッド６を駆動して印刷動作を実行する。
【００６３】
また、循環制御回路４５は、温度センサ４４が計測する温度が所望の温度に対して高いと判断した場合には、温度調整部４３により循環用流体を冷却し、冷却された循環用流体を循環ポンプ４２により循環路５０に供給する。そして、循環制御回路４５は、インクの温度が所望の温度となったことを確認したとき、循環ポンプ４２を停止するとともに、温度調整部４３も停止する。その後、循環制御回路４５が印刷制御回路に温度調整終了の信号を入力すると、印刷制御回路は、インクジェットヘッド６を駆動して印刷動作を実行する。
【００６４】
（循環用流体とインク及び外気との間の熱交換）
循環用流体とインクとの間の熱の交換、及び循環用流体と外気との間の熱の交換について図１１〜図１３を参照して説明する。図１１は、マニホールド２４及び圧力室２６の一部を含む溝５１の周囲を拡大した図、図１２は、マニホールド２４及び圧力室２６の一部を含む管路６０aの周囲を拡大した図、図１３は、マニホールド２４及び圧力室２６の一部を含む溝６１の周囲を拡大した図である。
【００６５】
図１１に示すように、溝５１とアパーチャー孔２５とは、内壁１５aによって区画されている。循環用流体の熱J１は、内壁１５aを通じてアパーチャー孔２５内のインクへと伝わる。その為、循環用流体は、内壁１５aを介してアパーチャー孔２５内のインクと熱の交換をする。また、図１２に示すように、管路６０aと、アパーチャー孔２５及びマニホールド２４とは、内壁１５ｂ及び内壁１６ｂによって区画されている。循環用流体の熱J２及び熱J３は、内壁１５ｂ及び内壁１６ｂを通じてアパーチャー孔２５及びマニホールド２４内のインクへと伝わる。溝６１とマニホールド２４とは、図１３に示すように、内壁１６ｃによって区画されている。循環用流体の熱J４は、内壁１６aを通じてマニホールド２４内のインクへと伝わる。
【００６６】
循環用流体は、アパーチャー孔２５内のインクのみ、あるいは、マニホールド２４内のインクのみと熱の交換を行うことなく、管路６０aを通じて、アパーチャー孔２５内とマニホールド２４内とに貯留されるインクとの間で熱の交換を行うことができる。その為、循環用流体は、局所的に熱の交換を行うことなく、インクジェットヘッド６内のインクとの間で均等に熱の交換を行うことができる。
【００６７】
（作用効果）
以上のように構成されたプリンタ１では、以下の作用効果を得ることができる。本実施形態では、循環路５０がキャビティプレート１５とマニホールドプレート１６とに形成されている。キャビティプレート１５は、循環路５０の一部の溝５１〜溝５５を有し、マニホールドプレート１６は循環路５０の一部の溝６１〜溝６５を有している。溝５１〜溝５５は、間隔を空けてキャビティプレート１５に形成されており、また、溝６１〜溝６５も、間隔を空けてマニホールドプレート１６に形成されている。その為、キャビティプレート１５及びマニホールドプレート１６は、全面の循環路が形成されたキャビティプレート１１５やマニホールド１１６に比べて、例えば、製造時に持ち上げた際に自重によって上下方向に撓むのを抑えることができる。従って、循環路５０を実装しているにも関わらず、上下方向への変形を考慮せずに製造をすることができるとともに、インクの温度調整をすることもできる。
【００６８】
（本実施形態と本発明との対応）
本実施形態のインクジェットヘッド６と、本発明の対応について説明する。本実施形態のマニホールド２４、アパーチャー孔２５、圧力室２６、及びディセンダ２７は、本発明の「液体流路」の一例である。本実施形態の上下方向は、本発明の「積層方向」に相当する。また、本実施形態の圧電アクチュエータ３０は、本発明の「エネルギー付与手段」の一例である。 本実施形態のキャビティプレート１５及びマニホールドプレート１６は、本発明の「循環用プレート」の一例である。また、本実施形態の温度調整ユニット４０は、本発明の「供給手段」の一例である。本実施形態の溝５１〜溝５５及び溝６１〜溝６５は、本発明の「凹部」の一例である。
【００６９】
また、本実施形態のマニホールド２４は、本発明の「液体貯留室」の一例である。本実施形態の上下方向は、本発明の「循環路の延在する方向」に相当する。また、本実施形態の前後方向は、本発明の「直交する方向」に相当する。
【００７０】
（変更形態）
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００７１】
（変更形態１）
前記実施形態は、キャビティプレート１５とマニホールドプレート１６の２枚のプレートに循環路５０が形成されていたが、図１４に示す流路ユニット２１０のように、マニホールドプレート２１７が循環路２５０の一部を有し、キャビティプレート２１５とマニホールドプレート２１６とともに循環路２５０を構成するようにしてもよい。
【００７２】
図１４に示すように、キャビティプレート２１５は、溝２５１と溝２５２とが形成されており、マニホールドプレート２１６は、溝２６１と溝２６２とを備えている。また、マニホールドプレート２１７が、溝２７１を有している。溝２５１は、端部２５１ｂが溝２６１の端部２６１aと連通する。管路２６０aは、端部２５１ｂと端部２６１aとにより構成される。また、溝２６１の端部２６１ｂと溝２７１の端部２７１aとは、管路２６０ｂを構成し、管路２６０ｂが上下方向に溝２６１と溝２７１とを連通する。また、溝２７０の端部２７１ｂと溝２６２の端部２６２aとは、管路２６０ｃを構成し、管路２６０ｃが上下方向に溝２７１と溝２６２とを連通する。これにより、キャビティプレート２１５と、マニホールドプレート２１６、２１７とは、各々に形成される溝を減らして構成することができる為、自重による上下方向への変形をさらに抑えることができる。
【００７３】
なお、循環路を構成する溝は、４枚以上の多数枚のプレートに形成されていてもよい。
【００７４】
（変更形態２）
また、前記実施形態では、溝５１〜溝５５、及び溝６１〜溝６５は、それぞれキャビティプレート１５及びマニホールドプレート１６を上下方向に貫通していたが、図１５に示す流路ユニット３１０のように、キャビティプレート３１５は、上下方向に貫通しない凹状溝３５１、３５２を有しており、マニホールドプレート３１６は、凹状溝３６１、３６２を有している。
【００７５】
凹状溝３５１、３５２、及び凹状溝３６１、３６２は、それぞれキャビティプレート３１５、及びマニホールドプレート３１６を貫通しない為、上下方向に貫通する溝が形成されたプレートに比べて上下方向に撓み難くする。
【００７６】
なお、変更形態２の凹状溝３５１、３５２、及び凹状溝３６１、３６２は、本発明の「凹部」の一例である。
【００７７】
（変更形態３）
図１６に示す流路ユニット４１０のように、循環路４５０は、プレート４１５〜プレート４１８の４枚により構成されている。プレート４１５の溝４５１とプレート４１７の溝４７１とは、前後方向において重なって配置され、管路４９０aを通じて連通する。また、溝４５１及び溝４７１は、プレート４１６の溝４６１とプレート４１８の溝４８１と管路４９０ｂによって繋がれている。溝４６１及び溝４８１と、溝４５２及び溝４７２とは、管路４９０ｃによって繋がれており、溝４５２及び溝４７２と、溝４６２及び溝４８２とは、管路４９０ｄを通じて連通している。また、溝４６２と溝４８２とは、管路４９０eを通じて連通している。
【００７８】
循環用流体は、上下方向において、プレート４１５、４１７、及びプレート４１６と４１８とを極力均等に流れることができる。従って、循環用流体が流路構造体４１０内で局所的に流れるのを避けることができる。
【００７９】
また、管路４９０a〜管路４９０eが、前後方向において一定の間隔を置いて配置された場合には、循環用流体が上下方向において局所的に偏って流れるのを防止できる。
【００８０】
（変更形態４）
図１７に示すように、インクジェットヘッド５０４は、圧力室５２６が搬送方向に複数配列されて圧力室列５２６a〜圧力室列５２６ｈを構成し、これら圧力室列５２６a〜圧力室列５２６ｈが左右方向に複数配列されている。圧力室列５２６ｂと圧力室列５２６ｃとの間には、循環路６００が形成されている。
【００８１】
循環路５５０aと循環路６００とは、供給口５４６と直接繋がっており、循環機構５４１から循環用流体が直接供給される。循環機構５４１は、本実施形態と同様に、循環ポンプ５４２、温度調節部５４３、温度センサ５４４とを備えている。循環路５５０ｂは、循環路５５０aと循環路６００とに繋がる管路６９０から排出口５４７まで延びている。循環路５５０ｂの流路面積は、循環路５５０aや循環路６００よりも大きい。循環用流体は、循環制御回路５４５により循環ポンプ５４２が駆動されることにより、矢印V１と矢印V２に示すように、供給口５４６を通じて循環路５５０aと循環路６００とに流れる。そして、循環用流体は、管路６９０にて、循環路５５０ｂに流れ込む。管路６９０及び循環路５５０ｂは、循環路５５０a及び循環路６００よりも流路断面積が大きい。その為、循環用流体が循環路５５０a及び循環路６００を経由して、確実に循環路５５０ｂに流れ込むことができる。循環用流体は、インクの温度を調整する最適な温度の状態で、循環路６００に流入される。その為、循環用流体は、循環路５５０aを経由した場合に比べると、インクとの間の熱の交換を効率よく行うことができる。
【００８２】
また、循環路６００は、インクジェットヘッド５０４に複数形成されていてもよい。循環路６００を、圧力室列５２６ｄと圧力室列５２６eとの間や、圧力室列５２６ｆと圧力室列５２６ｇとの間に配置させてもよい。さらに、循環路６００は、例えば、圧力室列５２６ｂと圧力室列５２６ｃとの間に２本、又はそれ以上の複数本を配置させてもよい。同様に、循環路６００は、圧力室列５２６ｄと圧力室列５２６eとの間、圧力室列５２６ｆと圧力室列５２６ｇとの間にも、２本、又はそれ以上の複数本配置させてもよい。
【００８３】
なお、変更形態６の循環路６００は、本発明の「列間循環路」の一例である。
【００８４】
（変更形態５）
図１８に示すように、インクジェットヘッド６０４では、循環路６５０が上下方向において圧力室６２６の下方に配置されるように構成されている。
【００８５】
循環路６５０が圧力室６２６と上下方向において重なっている為、循環用流体は、マニホールド６２４に加えて圧力室６２６内のインクとの間で熱の交換を行うことができる。
【００８６】
前記各実施形態において、溝は、上下方向にプレートを貫通する形状であってもよいし、底を有する凹形状であってもよい。貫通形状の溝と凹形状の凹状溝とを組み合わせて循環路を構成するようにしてもよい。
【００８７】
本実施形態の圧電アクチュエータ３０は、インクを噴射する際に、印刷制御回路が個別電極３２に印加する駆動電圧を停止して、圧力室２６内のインクに噴射エネルギーを付与する噴射動作をしていたが、例えば、印刷制御回路が個別電極に駆動電圧を付与して、圧力室内のインクに噴射エネルギーを付与する噴射動作を行うものも本発明に含まれる。また、本実施形態では、インクの噴射エネルギーを付与する手段として、圧電アクチュエータ３０を用いた場合について説明したが、これに限られない。例えば、圧力室内部に発熱抵抗体を配置して、インクに圧力を付与するサーマル方式のインクジェットプリンタにおいても、本発明は適用できる。
【００８８】
また、本実施形態では、溝５１〜溝５５及び溝６１〜溝６５が、循環路５０を構成する圧力室プレート１５やマニホールドプレート１６にそれぞれ形成されていたが、流路構造体を構成するプレートであれば何れのプレートに循環路を形成してもよい。液体流路が形成されたプレートとは別に、循環路だけが形成されたプレートを１枚、あるいはそれ以上の多数枚積層して構成しても構わない。
【００８９】
本実施形態では、循環用流体は、インクとは別の流体を用いていたが、インクを用いてもよい。
【００９０】
また、本実施形態では、キャリッジ３がガイド軸５に沿って左右方向を往復移動するシリアル方式のインクジェットヘッド６について説明したが、例えば、左右方向において、用紙全てと重なるように延在するライン方式のインクジェットヘッドであっても、本発明は適用できる。
【００９１】
以上説明した実施形態は、本発明を、用紙にインクを噴射して印刷を行うインクジェット方式のプリンタに適用したものであるが、本発明の適用対象はインクジェット方式のプリンタに限られない。即ち、様々な液滴を用途に応じて対象に噴射する種々の液滴噴射装置においても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施の形態に係る概略斜視図である。
【図２】図１のインクジェットヘッド６の上面図である。
【図３】図２に示すインクジェットヘッド６のＩ−Ｉ線で切断した断面図である。
【図４】図２に示すインクジェットヘッド６のII−II線で切断した断面図である。
【図５】インクジェットヘッド６を構成する圧力室プレート１４の上面図である。
【図６】インクジェットヘッド６を構成するキャビティプレート１５の上面図である。
【図７】インクジェットヘッド６を構成するマニホールドプレート１６の上面図である。
【図８】インクジェットヘッド６を構成するマニホールドプレート１９の上面図である。
【図９】全面の循環路が形成されたキャビティプレート１１５の上面図である。
【図１０】全面の循環路が形成されたマニホールドプレート１１６の上面図である。
【図１１】マニホールド２４及び圧力室２６の一部を含む溝５１の周囲を拡大した断面図である。
【図１２】マニホールド２４及び圧力室２６の一部を含む管路６０aの周囲を拡大した断面図である。
【図１３】マニホールド２４及び圧力室２６の一部を含む溝６１の周囲を拡大した断面図である。
【図１４】図４に示すインクジェットヘッド６の断面図に相当する変更形態１の断面図である。
【図１５】図４に示すインクジェットヘッド６の断面図に相当する変更形態２の断面図である。
【図１６】図４に示すインクジェットヘッド６の断面図に相当する変更形態３の断面図である。
【図１７】変更形態４のインクジェットヘッド５０４の概略上面図である。
【図１８】図３に示すインクジェットヘッド６の断面図に相当する変更形態５の断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１ プリンタ
６ インクジェットヘッド
１０ 流路ユニット
１１ ノズルプレート
１２ 流路構造体
１４、２１４、３１４、４１４ 圧力室プレート
１５、１１５、２１５、３１５、４１５ キャビティプレート
１６、１１６、２１６、３１６、４１６ マニホールドプレート
１９、２１９、４１９ マニホールドプレート
２４、５２４、６２４ マニホールド
２５ アパーチャー孔
２６、５２６、６２６ 圧力室
２７ ディセンダ
２８ ノズル
３０ 圧電アクチュエータ
４０ 温度調整ユニット
４１、５４１ 循環機構
５０、２５０、３５０、４５０、５５０ 循環路
５１〜５５ 溝
６１〜６５ 溝
４６、５４６ 供給口
４７、５４７ 排出口
２１７ マニホールドプレート
４１８ マニホールドプレート
４４９ 連通路
５２６ａ〜５２６ｈ 圧力室列
６５０ 循環路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴射用液体の温度を調整することが可能な液滴噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液滴噴射装置として、用紙等の印刷媒体に向けて液滴を噴射する液滴噴射ヘッドを備え、印刷媒体に画像、文字又は配線パターン等を印刷する液滴噴射装置が知られている。液滴噴射ヘッドは、印刷媒体に対して液滴を噴射する際に、ヘッド内に貯留される液体に噴射エネルギーを付与するエネルギー付与手段を有する。
【０００３】
液滴噴射ヘッドが、例えばベタ印刷等のように多数の液滴を連続して噴射し続ける場合では、エネルギー付与手段が連続して駆動されることによって発熱し、液滴噴射ヘッドが熱を持ってしまう。また、気温が非常に低い状況下において、印刷をせずに放置している間は、液滴噴射ヘッドが外気によって冷却される。液滴噴射ヘッドの温度が大きく変動する状況下では、液滴噴射ヘッド内に貯留される噴射用液体が熱せられたり冷却されたりして液体温度が変化し、温度変化に伴って噴射用液体の粘性が変わってしまう。そして、粘性が大きく変化すると、噴射エネルギーを付与しても液滴が噴射されなかったり、噴射されたとしても異常な液滴量となったりする問題があった。
【０００４】
そこで、このような問題を解決する為に、特許文献１に記載の液滴噴射装置は、噴射用液体としてインクを噴射するインクジェットヘッドを備え、そのヘッドの内部には、貯留されるインクを冷却して温度を調整可能な水冷機構が設けられている。この水冷機構は、ヘッド内部に形成された冷媒用凹部と、この冷媒用凹部内に冷媒を供給する供給手段とを有している。この冷媒用凹部は、オリフィスプレートに設けられている。オリフィスプレートには、インクを噴射可能なノズルと、このノズルと連通するインク流路とが形成されている。冷媒用凹部に供給される冷媒によりオリフィスプレートを冷却することができる為、自然放熱のみで冷却する場合に比べて、インク流路内のインクは効率よく冷却される。また、冷媒を供給する時間を調整して、オリフィスプレートの冷却時間を変えて、インクの温度を調整することもできる。
【０００５】
一般的に、１枚のプレートに液体流路が形成された液滴噴射ヘッドの他に、液体流路の一部となる液体用凹部が形成されたプレートを複数枚積層して液体流路を構成する液滴噴射ヘッドがある。特許文献２に記載の液滴噴射装置では、液滴噴射ヘッドは、積層された複数枚のプレートを備えている。各プレートには、ノズル、圧力室、若しくは、ノズルと圧力室とを連通させる液体流路の一部が形成されている。特許文献２の液滴噴射ヘッドに特許文献１の水冷機構を採用する場合、各プレートには冷媒用凹部が形成される。
【特許文献１】特開2006-7498号公報
【特許文献２】特開2007-245394号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、各プレートに冷媒用凹部が形成された場合には、各プレートは、ノズル又は圧力室の液体用凹部に加えて冷媒用凹部を有する。その為、冷媒用凹部が形成されたプレートは、冷媒用凹部が無い場合に比べて冷媒用凹部が形成された分だけ、平面に直交する方向の寸法（厚み）の薄い領域が広くなる。薄い領域の広いプレートは、薄い領域が狭い若しくは無いプレートに比べて、積層方向へ湾曲し易くなる。各プレートを積層して組付ける際に、各プレートが湾曲してしまうと、接合時にプレート間に隙間ができてしまったり、正規の位置から位置ずれして接合されたりする。冷媒用凹部が形成されたプレートを組付ける際には、積層方向への変形を考慮して組付けをしなければならない。その為、かかる変形を防ぐ為の機器の使用や、変形防止の為の製造工程の実施をする必要があり、製造工程が煩雑化するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、複数枚のプレートを積層して構成される流路ユニットに液体流路内に流れる液体の温度調整をするための構成を採用した場合に、製造時に積層方向へ生ずる各プレートの変形を極力抑え、かかる変形を考慮せずに製造できるとともに、前記液体の温度調整を可能にした液滴噴射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明の液滴噴射装置は、圧力室を含む液体流路が形成され、所定の積層方向に複数枚のプレートが積層された流路構造体と、前記積層方向において前記流路構造体に積層し、前記圧力室と連通するノズルが形成されたノズルプレートとを有する流路ユニットと、前記流路ユニットに設けられ、前記圧力室内の液体に前記ノズルから液滴を噴射するための噴射エネルギーを付与するエネルギー付与手段と、前記流路構造体を構成する複数枚のプレートの中の少なくとも２枚の隣り合う循環用プレートの各々に形成された循環路と、この循環路に、前記液体流路内の液体の温度を調整するために前記液体流路内の液体とは異なる循環用流体を供給する供給手段とを備え、前記循環路は、前記循環用プレートの各々に間隔を空けて形成された複数の凹部を有し、１つの循環用プレートに形成された前記凹部の端部が、別の循環用プレートに形成された前記凹部の端部と、前記積層方向において連通して管状に形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
「エネルギー付与手段」とは、圧力室を画定する面に配置された熱を加える発熱抵抗体や、流路構造体とは別体の圧電材料からなる部材等の、圧力室内の液体に噴射エネルギーを付与する手段を指す。「循環用流体」とは、循環路内を流れることが可能な気体やゲル状等の流体全般を指す。「凹部」とは、積層方向において底を有する形状のみならず、積層方向において循環用プレートを貫通する貫通形状も含む。
【００１０】
この構成によれば、複数の凹部は、各々の循環用プレートに間隔を空けて配置され、各プレート毎に循環路の一部のみが形成されている。各循環用プレートは、１枚のプレートに循環路の全てが形成されている場合に比べて、１枚当たりの凹部の総体積が減り、積層方向における寸法（厚み）の小さい領域が減る。その為、各循環用プレートに循環路の全てが形成された場合に比べて、積層方向へ撓み難くなる。循環路の全てが形成された循環用プレートに比べて、製造時に積層方向への変形を考慮して組付けをしたり、かかる変形を防ぐ為に特殊な製造工程の実施や機器の使用をしたりすることなく、循環用プレートの組付けを行うことができる。これにより、製造時に各プレートの積層方向への変形を極力抑え、かかる変形を考慮せずに液滴噴射装置を製造できるとともに、液体流路内の液体の温度調整ができる。
【００１１】
第２の発明の液滴噴射装置は、前記第１の発明において、前記液体流路は、前記圧力室に供給する液体を貯留する液体貯留室を有しており、前記液体貯留室は、前記積層方向及び前記循環路が延在する方向と直交する方向において前記圧力室の少なくとも一部と重なり、且つ前記積層方向において前記圧力室と前記ノズルとに挟まれて位置しており、前記循環用プレートには、前記液体貯留室の少なくとも一部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この構成によれば、循環用プレートには、液体貯留室の少なくとも一部が形成されている。循環路と液体貯留室が別のプレートにそれぞれ形成され、さらにそれぞれのプレートの間に他のプレートが挟まっている場合に比べて、同一プレート上に循環路と液体貯留室とが形成されているので、循環用流体が無駄に他のプレートと熱交換する機会を減らして液体貯留室内の液体と熱交換できる。これにより、循環用流体と液体貯留室内の液体とを無駄なく熱交換させて、液体貯留室内の液体の温度調整を効率よく行うことができる。
【００１３】
第３の発明の液滴噴射装置は、前記第１または第２の発明において、前記循環用プレートには、前記圧力室の少なくとも一部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
この構成によれば、循環用プレートには、圧力室の少なくとも一部が形成されている。圧力室の上流のみで温度調整する場合に比べて、噴射直前に液体の温度を調整し、確実に温度調整された液体を用いて液滴噴射できる。これにより、液体の温度変化による噴射性能の変化を防止して、安定した液滴の噴射を可能とする。
【００１５】
第４の発明の液滴噴射装置は、前記第１〜第３のいずれかの発明において、前記流路構造体は、前記循環路内に連通する供給口及び排出口を備え、さらに、前記循環路の延在する方向に前記圧力室が複数形成されるとともに、前記積層方向及び前記循環路の延在する方向と直交する方向において前記圧力室の両側に前記循環路を有しており、前記圧力室の両側に配置された前記循環路は、前記直交方向において、前記供給口と前記排出口との間隔よりも大きい間隔で配置されていることを特徴とするものである。
【００１６】
「供給口と排出口との間隔」とは、直交方向において、供給口と排出口との形状を区画する縁部分の間の距離を指す。また、「循環路の間隔」とは、直交方向において、循環路の形状を区画する縁部分の間の距離を指す。
【００１７】
この構成によれば、供給口と排出口との間隔が、隣り合う２つの循環路の間隔よりも小さい為、２つの循環路が供給口と排出口とにそれぞれ繋がるように直交方向において近接する。２つの循環路の距離が縮まることにより、循環路に囲まれた領域内の面積が小さくなる。これにより、圧力室内の液体と循環用流体との熱交換を行い易く、温度調整を効率よく行うことができる。
【００１８】
第５の発明の液滴噴射装置は、前記第１〜第３のいずれかの発明において、前記流路構造体は、前記循環路内に連通する供給口及び排出口を備え、さらに、前記圧力室が前記循環路の延在する方向に複数並んで圧力室列が形成されるとともに、この圧力室列が前記積層方向及び前記循環路の延在する方向と直交する方向に複数並んで配列されており、前記循環路は、前記直交方向に並ぶ列間循環路を有しており、前記列間循環路は、前記直交方向において、前記複数の圧力室列の間に配置されており、さらに、他の前記循環路を経由せずに前記供給口と直接繋がることを特徴とするものである。
【００１９】
この構成によれば、列間循環路には、循環用流体が他の循環路を経由せずに直接流入される。循環用流体は、循環路内を流れて排出口に向かう間に液体流路内や圧力室内の液体と熱交換をする為、供給口からの流入直後に比べて温度が変わり、液体流路内の液体の温度に近くなる。液体流路内の液体との温度差が小さくなった循環用流体では、両液体の温度差が大きい場合に比べて、液体流路内の液体との間での熱交換がし難くなる。しかし、列間循環路は、他の循環路を経由せずに直接供給口と繋がっており、他の循環路内を経由せずに循環用流体が直接流入される。これにより、列間循環路内の循環用流体と液体流路内の液体との間で熱交換が確実に行われ、液体流路内の温度調整を効率よく行うことができる。
【００２０】
第６の発明の液滴噴射装置は、前記第１〜第５のいずれかの発明において、前記循環路は、前記積層方向及び前記循環路が延在する方向と直交する方向における前記循環用プレートの最外端部と前記圧力室との間の領域に配置されており、前記直交方向において、前記積層方向よりも長いことを特徴とするものである。
【００２１】
この構成によれば、凹部が間隔を空けて各循環用プレートに配置されている為、直交方向において圧力室が形成された内部側の領域を支える箇所を確保することができる。それに加え、循環路は、直交方向において積層方向よりも長い為、循環路の流路面積を確保することもできる。
【００２２】
第７の発明の液滴噴射装置において、前記第１〜第６のいずれかの発明において、前記流路構造体は、前記循環用プレートを少なくとも３枚有し、さらに、前記少なくとも３枚の循環用プレートの中の前記積層方向において両側が他の前記循環用プレートに挟まれた中間循環用プレートを備え、前記中間循環用プレートの前記凹部の端部は、前記積層方向において隣り合う両側の前記循環用プレートにそれぞれ形成された前記凹部の端部と、前記積層方向においてそれぞれ連通することを特徴とするものである。
【００２３】
この構成によれば、凹部の端部は、積層方向において両方向に分岐して連通している。１つの凹部から積層方向における両側の凹部に連通している為、積層方向において一方の方向にのみ凹部と連通する場合に比べて、積層方向における両側に循環用流体を流すことができる。循環用流体は、液体流路内において、液体流路内の液体と熱交換をする機会をなるべく均等に作り、液体流路内において局所的に液体の温度を調整するのを避けて、液体流路内全体の液体との熱交換ができる。これにより、循環用流体が液体流路内の液体との間で、局所的な熱交換をするのを極力避けて、液体流路内全体の液体と熱交換をさせることができる。
【００２４】
第８の発明の液滴噴射装置は、前記第７の発明において、前記凹部は、前記循環路が延在する方向において長さが等しく、さらに、隣接する前記凹部との間隔も等しく配置されていることを特徴とするものである。
【００２５】
この構成によれば、各々の凹部は、延在方向において長さが等しく、さらに、各々の凹部との間隔が一定である。延在方向において、循環用流体が積層方向において両側に流れる機会を一定間隔で設ける。これにより、積層方向において両側に流れる機会が不均一な場合に比べて、さらに局所的な液体の温度調整を避けることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、複数枚のプレートを積層して構成される流路ユニットに液体流路内に流れる液体の温度調整をするための構成を採用した場合に、製造時に積層方向へ生ずる各プレートの変形を極力抑え、かかる変形を考慮せずに製造できるとともに、前記液体の温度調整を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、インクジェットヘッドから印刷用紙に対してインクの液滴を噴射することにより、印刷用紙に所望の文字や画像等を印刷するプリンタに、本発明を適用したものである。
【００２８】
（プリンタの概略構成）
図１は、本実施の形態に係るプリンタ１の概略構成を示す斜視図である。なお、本明細書及び図面における上下、左右及び前後は、図１の矢印に示す上下方向、左右方向及び上下方向と左右方向とに直交する前後方向である。図１に示すように、プリンタ１は、本体フレーム２と、本体フレーム２に取り付けられ、左右方向に延在する搬送ローラ３とを備える。本体フレーム２は、左右方向に延在するガイド軸４を有し、キャリッジ５がガイド軸４に取り付けられている。また、インクジェットヘッド６がキャリッジ５の下面に取り付けられている。
【００２９】
キャリッジ５が、図示しない無端の走査ベルトと連結しており、無端ベルトは、図示しない駆動モータの駆動軸に取り付けられている。駆動モータは、本体フレームに配設されている。無端ベルトは、駆動軸の回転によって走査ベルトが左右方向に走行する。無端ベルトの走行に追従して、キャリッジ５が左右方向を往復移動する。
【００３０】
（インクジェットヘッドの構成）
次に、インクジェットヘッド６について図２〜図４を用いて詳細に説明する。図２は、インクジェットヘッド６の上面図、図３は、図２に示すインクジェットヘッド６のＩ−Ｉ線に従う断面図、図４は、図２に示すインクジェットヘッド６のII−II線に従う断面図である。
【００３１】
インクジェットヘッド６は、図２に示すように、ノズル２８を含む流路ユニット１０と、圧電アクチュエータ３０とを備える。圧電アクチュエータ３０は、ノズル２８からインクを噴射するための噴射エネルギーをインクジェットヘッド６内のインクに付与する。
【００３２】
流路ユニット１０は、図２に示すように、複数のノズル２８が前後方向に並んでノズル列を成すとともに、かかるノズル列が左右方向に複数並んで配列されている。複数のノズル２８は、複数のディセンダ２７を通じて、複数の圧力室２６と連通する。複数の圧力室２６は、図２に示すように、略楕円形状をしている。また、複数の圧力室２６は、前後方向に並んで圧力室列２６a、２６ｂを構成しており、圧力室列２６a、２６ｂは、左右方向に配列されている。
【００３３】
マニホールド２４は、図２に示すように、複数の圧力室２６に跨って前後方向に延在している。マニホールド２４は、アパーチャー孔２５を通じて圧力室２６と連通している。
【００３４】
圧電アクチュエータ３０は、図２に示すように、前後方向に並ぶ複数の個別電極３２を有している。個別電極３２は、圧力室２６よりも一回り小さい略楕円形状をしており、平面視で圧力室２６の中央に配置されている。
【００３５】
端子３５は、図２に示すように、個別電極３２の先端部３２aに設けられている。端子３５は、図示しないフレキシブルプリント基板等の配線部材に接続されている。フレキシブルプリント基板は、図示しない印刷制御回路とも接続されており、印刷制御回路と個別電極３２とを繋いでいる。印刷制御回路は、複数の個別電極３２に対して、選択した個別電極３２のみに所定の駆動電圧を付与する。なお、印刷制御回路は、プリンタ１の印刷に関する印刷動作を制御する。
【００３６】
また、流路ユニット１０は、図３に示すように、ノズル２８が形成されたノズルプレート１１と、ノズルプレート１１の上面１１aに接合された流路構造体１２とを有する。
【００３７】
ノズルプレート１１は、ポリイミド樹脂等の樹脂材料で形成されている。流路構造体１２は、圧力室プレート１４、キャビティプレート１５及びマニホールドプレート１６、１９により構成されている。圧力室プレート１４、キャビティプレート１５及びマニホールドプレート１６、１９は、ステンレス鋼等の金属から成る。また、圧力室プレート１４、キャビティプレート１５及びマニホールドプレート１６、１９が、上下方向に積層状態で接合されている。
【００３８】
複数の圧力室２６は、上下方向において、圧力室プレート１４を貫通して形成されている。また、マニホールド２４は、マニホールドプレート１６、１９にそれぞれ形成されたマニホールド孔２４a、２４ｂにより構成されている。アパーチャー孔２５は、キャビティプレート１５に貫通形成されている。また、ディセンダ２７は、キャビティプレート１５に形成された貫通孔２７aと、マニホールドプレート１６、１９にそれぞれ形成された貫通孔２７ｂ、２７ｃとにより構成されている。
【００３９】
圧電アクチュエータ３０は、図３に示すように、圧力室プレート１４の上面１４aに接合されている。圧電アクチュエータ３０は、複数枚の圧電層３１、複数の個別電極３２、共通電極３３及び振動板３４を有している。複数枚の圧電層３１は上下方向に積層状態で接合されている。また、複数の個別電極３２と共通電極３３とが圧電層３１に配置されている。個別電極３２は、圧電層３１の上面３１aに露出する端子３５と繋がっている。
【００４０】
圧電層３１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であり、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電材料からなる。振動板３４も同様に圧電材料で形成されている。ただし、振動板３４は、上下方向において個別電極３２と共通電極３３とに挟まれておらず、上下方向への電界は振動板３４に発生しない。
【００４１】
以上の構成を有する圧電アクチュエータ３０の動作原理について説明する。共通電極３３は、圧電アクチュエータ３０の図示しないアース端子と繋がれており、グランド電位である。電圧が印加されていない個別電極３２は、共通電極３３との間で電位差が無い。そして、個別電極３２に所定の駆動電圧が付与されると、個別電極３２と共通電極３３との間には電位差が生じる。個別電極３２と共通電極３３との間に電位差が生じると、上下方向の電界が圧電層３１に発生する。圧電層３１の分極方向と電界の向きとが等しい場合には、圧電層３１は上下方向に伸び、上下方向と直交する左右方向に収縮する。この圧電層３１の収縮変形に伴って、振動板３４が上下方向において凸変形する（ユニモルフ変形）。
【００４２】
圧電アクチュエータ３０が、インクを噴射する際の動作について説明する。圧電アクチュエータ３０は、インクを噴射しない状態では、個別電極３２に駆動電圧が付与され続ける。その為、圧電層３１及び振動板３４が、圧力室２６側の下方向に凸変形した状態で待機する。そして、インクを噴射するときには、印刷制御回路は個別電極３２への駆動電圧の付与を停止し、それに伴って個別電極３２がグランド電位となる。個別電極３２がグランド電位となったとき、振動板３４が凸変形した状態から平面形状に変形して圧力室２６内の容積が増大し、圧力室２６内に圧力波が発生する。圧力波は、左右方向において圧力室２６の一方の方向に伝播する。伝播した圧力波は、所定時間経過後に圧力室２６の内壁と衝突し、位相が逆転する。圧力室２６内の圧力は、圧力波の位相の逆転により、負の圧力から正の圧力に変わる。そこで、印刷制御回路は、圧力室２６内の圧力が正になるタイミングで再び個別電極３２へ駆動電圧を付与する。圧力室２６の容積増大により発生する圧力波と、振動板３４が圧力室２６側に凸変形する際に生じる圧力波とが合成され、この合成された圧力波が圧力室２６内のインクに噴射エネルギーとして付与されてインクが噴射する。これにより、２つの圧力波を合成して圧力室２６内のインクに付与することができるので、１つの圧力波を圧力室２６内のインクに付与する場合に比べ、非常に大きな圧力を付与できる。
【００４３】
（循環路及び循環機構の構成）
ところで、従来のインクジェットヘッドは、周囲環境や使用状況の変化により、その内部のインクの温度が不均一になる。インクの粘度は、インクの温度変化に伴って、大きく変化する。インクは、粘度が変化すると流路内での流れ方が変わってしまい、インクに噴射エネルギーを付与したとしても正常に流れない。その為、インクジェットヘッドは、インクの粘度が変わった状態では、ノズルからインク滴を噴射できなかったり、所望の噴射量を噴射できなかったりする。しかし、従来のインクジェットヘッドは、インクの温度を調整する温度調整ユニットを備えておらず、インクの温度変化によりインクの噴射性能を調整することができなかった。
【００４４】
本実施形態のインクジェットヘッド６は、インクの温度を調整する温度調整ユニット４０を備える。温度調整ユニット４０について、図２〜図４を参照して説明する。図２〜図４に示すように、温度調整ユニット４０は、循環路５０と、供給口４６及び排出口４７と、循環機構４１と、チューブ４８a、４８ｂとを備える。
【００４５】
循環路５０は、図２に示すように、流路構造体１０の最外端部と圧力室２６との間に、前後、左右方向に延在して配置されている。また、循環路５０は、図２に示すように、供給口４６と排出口４７とを有している。供給口４６と排出口４７とは、圧力室プレート１４を貫通して形成される。図３に示すように、循環路５０は、左側の循環路５０がキャビティプレート１５のみに形成されており、右側の循環路５０がキャビティプレート１５とマニホールドプレート１６とに形成されている。
【００４６】
図４に示すように、溝５１、溝５２及び溝５３がキャビティプレート１５に形成されており、前後方向に所定の長さを有する。また、溝６１及び溝６２はマニホールドプレート１６に形成されており、前後方向に所定の長さを有する。溝５１と溝６１とは、前後方向において、互いの端部５１ｂと端部６１aとが重なって連通し、管路６０aを構成する。また、溝６１と溝５２とは、前後方向において、互いの端部６１ｂと端部５２aとが重なって連通し、管路６０bを構成する。溝５２と溝６２とは、前後方向において、互いの端部５２ｂと端部６２aとが重なって連通し、管路６０ｃを構成する。また、溝６２と溝５３とは、互いの端部６２ｂと端部５３aとが重なって連通し、管路６０ｄを構成する。
【００４７】
循環機構４１は、一例として、特開２００８−１２３４８８号公報に記載された循環機構の構成を備える。循環機構４１は、循環ポンプ４２と、温度調整部４３と、温度センサ４４と、循環制御回路４５とを備えている。循環ポンプ４２は、供給口４６に循環用流体を供給するとともに、排出口４７から排出された循環用流体を流入して再び供給口４６に供給する。温度調整部４３は、循環用流体を熱するヒータ（図示省略）と、循環用流体を冷却するクーラー（図示省略）とを有しており、循環用流体を熱したり冷却したりできる。温度センサ４４は、インクジェットヘッド６に搭載されており、インクジェットヘッド６の温度を計測する。循環制御回路４５は、循環ポンプ４２、温度調整部４３、及び温度センサ４４と接続されている。
【００４８】
ここで、循環制御回路４５が循環機構４１を制御して循環用流体の加熱や冷却を行う制御動作について説明する。循環制御回路４５は、温度センサ４４により計測されたインクジェットヘッド６の温度に基づいて、インクジェットヘッド６内のインクの温度を推定する。そして、循環制御回路４５は、インクの温度が所望の温度よりも低いと判断した場合には、温度調整部４３に備えられたヒータを作動させて、循環用流体を加熱する。循環制御回路４５は、循環用流体を加熱するとともに、循環ポンプ４２を駆動させる。これにより、加熱された循環用流体は循環路５０内を流れ、インクジェットヘッド６内のインクを温める。
【００４９】
また、循環制御回路４５は、インクの温度が所望の温度よりも高いと判断した場合には、温度調整部４３に備えられたクーラーを作動させて、循環用流体を冷却する。循環制御回路４５は、冷却された循環用流体を循環路５０に流す為に、循環ポンプ４２を駆動させる。これにより、冷却された循環用流体が循環路５０内を流れ、インクジェットヘッド６内のインクを冷却する。
【００５０】
なお、循環用流体は、水等の液体、空気等の気体に限らず、ゲル状の流体等、温度調整が可能で且つ循環路５０を流れる流体であればよい。
【００５１】
（流路構造体を構成するプレートの説明）
次に、流路構造体１０を構成する複数枚のプレートについて図５〜図８を参照して説明する。図５は、圧力室プレート１４の上面図、図６は、キャビティプレート１５の上面図、図７は、マニホールドプレート１６の上面図、図８は、マニホールドプレート１９の上面図である。
【００５２】
図５に示すように、圧力室プレート１４は、複数の圧力室２６を有している。複数の圧力室２６は、前後方向に並んで圧力室列２６a及び圧力室列２６ｂを構成する。圧力室列２６a及び圧力室列２６ｂは、左右方向に配列されている。インク供給口２９aは、平面視で圧力室プレート１４の前方向側に形成されている。供給口４６と排出口４７aとは、インク供給口２９aの両側に形成されている。
【００５３】
図６に示すように、キャビティプレート１５には、アパーチャー孔２５が前後方向に複数並んで、アパーチャー孔列２５a、２５ｂを構成する。また、貫通孔２７aは、前後方向に複数並んで配置されている。また、溝５１〜溝５５がキャビティプレート１５に形成されており、溝５１と溝５２とは、キャビティプレート１５の左右方向における左側の最外端部とアパーチャー孔列２５aとの間に配置されている。また、溝５４と溝５５とは、キャビティプレート１５の左右方向における右側の最外端部とアパーチャー孔２５ｂとの間に配置されている。溝５３は、キャビティプレート１５の前後方向における前方向側の最外端部とアパーチャー孔２５及び貫通孔２７aとの間に配置されている。また、キャビティプレート１５は、前方向側にインク供給口２９ｂと、排出口４６ｂとを備えている。
【００５４】
図７に示すように、マニホールドプレート１６は、前後方向に延在するマニホールド孔２４aを有している。マニホールド孔２４aは、左右方向に間を空けて２又に分かれたマニホールド孔２４１a、２４２aとを備えている。また、複数の貫通孔２７ｂが、マニホールド孔２４１aとマニホールド孔２４２aとの間に形成されている。また、溝６１〜溝６５がマニホールドプレート１６に形成されており、溝６１と６２とは、マニホールドプレート１６の左側の最外端部とマニホールド孔２４１aとの間に配置されている。また、溝６４と溝６５とは、マニホールドプレート１６の右側の最外端部とマニホールド孔２４２aとの間に配置されている。溝６３は、キャビティプレート１５の上側の最外端部とマニホールド孔２４２aとの間に配置されている。
【００５５】
図８に示すように、マニホールドプレート１９は、マニホールド孔２４ｂが形成されている。マニホールド孔２４ｂは、左右方向に間を空けて２又に分かれたマニホールド孔２４１ｂ、２４２ｂとを備えている。複数の貫通孔２７ｃが、マニホールド孔２４１ｂとマニホールド孔２４２ｂとの間に形成されている。
【００５６】
（製造・組立）
次に、本実施形態のインクジェットヘッド６の製造方法について説明する。特開２００６−３０５９４８号公報に開示される製造方法と同様の製造方法により、圧力室２６やアパーチャー孔２５等が、圧力室プレート１４、キャビティプレート１５、マニホールドプレート１６、１９にそれぞれ形成される。製造時には、まず、マニホールド孔２４a、２４ｂ、及び貫通孔２７ｂ、２７ｃと、溝５１〜溝５５、及び溝６１〜溝６５とに対応するマスクパターンがマニホールドプレート１６、１９にそれぞれ形成される。次に、マスクパターンが形成されていない箇所がエッチングで除去されて、マニホールド２４a、２４ｂ、貫通孔２７ｂ、２７ｃ、溝５１〜溝５５、及び溝６１〜溝６５がマニホールドプレート１６、１９にそれぞれ形成される。また、特開２００６−３０５９４８号公報に開示される製造方法と同様の製造方法により、ノズル２８がノズルプレート１１に形成される。
【００５７】
キャビティプレート１５は、図３に示す圧力室プレート１４の下面１４ｂとマニホールドプレート１６の上面１６aとが接するように配置されて接合される。また、マニホールドプレート１９は、図３に示すマニホールドプレート１６の下面１６ｂに接合され、ノズルプレート１１は、マニホールドプレート１９の下面１９ｂに接合される。これにより、流路ユニット１０が構成される。また、圧電アクチュエータ３０は、流路ユニット１０が形成された後に、圧力室プレート１４の上面１４aに接合される。その後、チューブ４８aとチューブ４８ｂとが、圧力室プレート２１に開口する供給口４６と排出口４７とにそれぞれ接続される。そして、チューブ４８aとチューブ４８ｂとが、循環機構４１にそれぞれ接続される。
【００５８】
（プレートに全面の循環路を形成した積層構造と、本実施形態の積層構造との比較）
インクの温度調整を速やかに行う為に、循環路が流路構造体内で極力大きな体積を有するように構成されるのが望ましい。循環路の体積を大きくする為に、流路構造体を構成するプレートは、全面の循環路が形成されており、循環路がプレートを貫通している。ここで、全面の循環路が形成されたキャビティプレート１１５及びマニホールドプレート１１６について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、全面の循環路に該当する溝１５１が形成されたキャビティプレート１１５の上面図、図１０は、全面の循環路に該当する溝１６1が形成されたマニホールドプレート１１６の上面図である。
【００５９】
図９に示すように、キャビティプレート１１５は、溝１５１が形成されており、溝１５１の内側には内側領域１１５aを有する。内側領域１１５aは、アパーチャー孔１２５aと貫通孔１２７aとが形成されている。また、隙間領域１１５ｂが溝１５１の端部１５１aとインク供給口１２９との間に存在し、隙間領域１１５ｃが溝１５１の端部１５１eとインク供給口１２９との間に存在する。隙間領域１１５ｂ、１１５ｃとは、キャビティプレート１１５内で内側領域１１５aと繋がる領域である。内側領域１１５aは、隙間領域１１５ｂ、１１５ｃと接続する下側のみで支えられており、片持ち状態となる。内側領域１１５aは、隙間領域１１５ｂ、１１５ｃを支点にして、上側の領域が自重によって積層方向に撓み易い。例えば、製造時にキャビティプレート１１５の外側縁部分１１５ｄのみを掴んで組付け作業を行うと、内側領域１１５aが自重によって上下方向に撓んでしまう。場合によっては、内側領域１１５aが撓んだ状態から戻らなくなったり、隙間領域１１５ｂと隙間領域１１５ｃが破断したりする。
【００６０】
また、図１０に示すように、マニホールドプレート１１６は、溝１６１が形成されており、溝１６１の内側には内側領域１１６aを有する。マニホールド孔１２４と複数の貫通孔１２７ｂとが内側領域１１６aに形成されている。マニホールド孔１２４は、マニホールド孔１２４１a、１２４２aから構成される。隙間領域１１６ｂが溝１６１の端部１６１aとマニホールド孔１２４との間に存在し、隙間領域１１６ｃは溝１６１の端部１６１eとマニホールド孔１２４aとの間に存在する。また、隙間領域１１６ｄは、マニホールド孔１２４１aと循環路１６１との間に存在し、隙間領域１１６eがマニホールド孔１２４２aと循環路１６１との間に存在する。隙間領域１１６ｂ及び隙間領域１１６eは、平面視でそれぞれ細長い形状をしており、上下方向に撓み易い。マニホールドプレート１１６は、製造時に使用するアーム等で掴む領域が殆ど無く、さらに、隙間領域１１６ｂ及び隙間領域１１６eが上下方向に撓み易い為、製造時に扱い難い。
【００６１】
これらに対し、本実施形態のキャビティプレート１５及びマニホールドプレート１６は、図６及び図７に示すように、循環路５０を画定する溝５１〜溝５５及び溝６１〜溝６５が間隔を空けて複数形成されている。キャビティプレート１５は、前後方向において片持ち状態となる領域が無く、自重で下方に変形し難い。マニホールドプレート１６は、マニホールドプレート１１６に比べて、製造時にアームを掴む領域が広く、製造時に扱い易い。また、マニホールドプレート１６は、マニホールドプレート１１６のような隙間領域１１６ｂ、１１６ｃがなく、自重により下方へ変形し難い。なお、隙間領域１１６ｂ、１１６ｃは、内側領域１１６aを片持ち状態で支持する。
【００６２】
（印刷動作と循環動作との関係）
次に、本実施形態のインクジェットヘッド６の印刷動作と、循環機構４１の循環動作との関係について説明する。循環制御回路４５は、ユーザーが、プリンタ１と接続される外部入力装置（ＰＣ等）を操作したり、プリンタ１に設けられた印刷スイッチを押したりして印刷指令を印刷制御回路に出力したときには、循環機構４１を駆動して、印刷実行前にインクの温度の調整を行う。具体的には、循環制御回路４５は、印刷指令を受けた後、温度センサ４４が計測する温度を確認し、確認時点でのインクの温度と所望の温度とを比較する。確認時点でのインクの温度が所望の温度に対して低いと判断した場合には、循環制御回路４５は、温度調整部４４により循環用流体を加熱し、加熱された循環用流体を循環ポンプ４２により循環路５０に供給する。循環用流体を循環路５０に供給している間、循環制御回路４５は、インクジェットヘッド６内のインクの温度を確認する。インクの温度が所望の温度となったことを確認したときには、循環制御回路４５は、循環ポンプ４２を停止するとともに、温度調整部４３も停止する。その後、循環制御回路４５が印刷制御回路に温度調整終了の信号を入力すると、印刷制御回路は、インクジェットヘッド６を駆動して印刷動作を実行する。
【００６３】
また、循環制御回路４５は、温度センサ４４が計測する温度が所望の温度に対して高いと判断した場合には、温度調整部４３により循環用流体を冷却し、冷却された循環用流体を循環ポンプ４２により循環路５０に供給する。そして、循環制御回路４５は、インクの温度が所望の温度となったことを確認したとき、循環ポンプ４２を停止するとともに、温度調整部４３も停止する。その後、循環制御回路４５が印刷制御回路に温度調整終了の信号を入力すると、印刷制御回路は、インクジェットヘッド６を駆動して印刷動作を実行する。
【００６４】
（循環用流体とインク及び外気との間の熱交換）
循環用流体とインクとの間の熱の交換、及び循環用流体と外気との間の熱の交換について図１１〜図１３を参照して説明する。図１１は、マニホールド２４及び圧力室２６の一部を含む溝５１の周囲を拡大した図、図１２は、マニホールド２４及び圧力室２６の一部を含む管路６０aの周囲を拡大した図、図１３は、マニホールド２４及び圧力室２６の一部を含む溝６１の周囲を拡大した図である。
【００６５】
図１１に示すように、溝５１とアパーチャー孔２５とは、内壁１５aによって区画されている。循環用流体の熱J１は、内壁１５aを通じてアパーチャー孔２５内のインクへと伝わる。その為、循環用流体は、内壁１５aを介してアパーチャー孔２５内のインクと熱の交換をする。また、図１２に示すように、管路６０aと、アパーチャー孔２５及びマニホールド２４とは、内壁１５ｂ及び内壁１６ｂによって区画されている。循環用流体の熱J２及び熱J３は、内壁１５ｂ及び内壁１６ｂを通じてアパーチャー孔２５及びマニホールド２４内のインクへと伝わる。溝６１とマニホールド２４とは、図１３に示すように、内壁１６ｃによって区画されている。循環用流体の熱J４は、内壁１６aを通じてマニホールド２４内のインクへと伝わる。
【００６６】
循環用流体は、アパーチャー孔２５内のインクのみ、あるいは、マニホールド２４内のインクのみと熱の交換を行うことなく、管路６０aを通じて、アパーチャー孔２５内とマニホールド２４内とに貯留されるインクとの間で熱の交換を行うことができる。その為、循環用流体は、局所的に熱の交換を行うことなく、インクジェットヘッド６内のインクとの間で均等に熱の交換を行うことができる。
【００６７】
（作用効果）
以上のように構成されたプリンタ１では、以下の作用効果を得ることができる。本実施形態では、循環路５０がキャビティプレート１５とマニホールドプレート１６とに形成されている。キャビティプレート１５は、循環路５０の一部の溝５１〜溝５５を有し、マニホールドプレート１６は循環路５０の一部の溝６１〜溝６５を有している。溝５１〜溝５５は、間隔を空けてキャビティプレート１５に形成されており、また、溝６１〜溝６５も、間隔を空けてマニホールドプレート１６に形成されている。その為、キャビティプレート１５及びマニホールドプレート１６は、全面の循環路が形成されたキャビティプレート１１５やマニホールド１１６に比べて、例えば、製造時に持ち上げた際に自重によって上下方向に撓むのを抑えることができる。従って、循環路５０を実装しているにも関わらず、上下方向への変形を考慮せずに製造をすることができるとともに、インクの温度調整をすることもできる。
【００６８】
（本実施形態と本発明との対応）
本実施形態のインクジェットヘッド６と、本発明の対応について説明する。本実施形態のマニホールド２４、アパーチャー孔２５、圧力室２６、及びディセンダ２７は、本発明の「液体流路」の一例である。本実施形態の上下方向は、本発明の「積層方向」に相当する。また、本実施形態の圧電アクチュエータ３０は、本発明の「エネルギー付与手段」の一例である。 本実施形態のキャビティプレート１５及びマニホールドプレート１６は、本発明の「循環用プレート」の一例である。また、本実施形態の温度調整ユニット４０は、本発明の「供給手段」の一例である。本実施形態の溝５１〜溝５５及び溝６１〜溝６５は、本発明の「凹部」の一例である。
【００６９】
また、本実施形態のマニホールド２４は、本発明の「液体貯留室」の一例である。本実施形態の上下方向は、本発明の「循環路の延在する方向」に相当する。また、本実施形態の前後方向は、本発明の「直交する方向」に相当する。
【００７０】
（変更形態）
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００７１】
（変更形態１）
前記実施形態は、キャビティプレート１５とマニホールドプレート１６の２枚のプレートに循環路５０が形成されていたが、図１４に示す流路ユニット２１０のように、マニホールドプレート２１７が循環路２５０の一部を有し、キャビティプレート２１５とマニホールドプレート２１６とともに循環路２５０を構成するようにしてもよい。
【００７２】
図１４に示すように、キャビティプレート２１５は、溝２５１と溝２５２とが形成されており、マニホールドプレート２１６は、溝２６１と溝２６２とを備えている。また、マニホールドプレート２１７が、溝２７１を有している。溝２５１は、端部２５１ｂが溝２６１の端部２６１aと連通する。管路２６０aは、端部２５１ｂと端部２６１aとにより構成される。また、溝２６１の端部２６１ｂと溝２７１の端部２７１aとは、管路２６０ｂを構成し、管路２６０ｂが上下方向に溝２６１と溝２７１とを連通する。また、溝２７０の端部２７１ｂと溝２６２の端部２６２aとは、管路２６０ｃを構成し、管路２６０ｃが上下方向に溝２７１と溝２６２とを連通する。これにより、キャビティプレート２１５と、マニホールドプレート２１６、２１７とは、各々に形成される溝を減らして構成することができる為、自重による上下方向への変形をさらに抑えることができる。
【００７３】
なお、循環路を構成する溝は、４枚以上の多数枚のプレートに形成されていてもよい。
【００７４】
（変更形態２）
また、前記実施形態では、溝５１〜溝５５、及び溝６１〜溝６５は、それぞれキャビティプレート１５及びマニホールドプレート１６を上下方向に貫通していたが、図１５に示す流路ユニット３１０のように、キャビティプレート３１５は、上下方向に貫通しない凹状溝３５１、３５２を有しており、マニホールドプレート３１６は、凹状溝３６１、３６２を有している。
【００７５】
凹状溝３５１、３５２、及び凹状溝３６１、３６２は、それぞれキャビティプレート３１５、及びマニホールドプレート３１６を貫通しない為、上下方向に貫通する溝が形成されたプレートに比べて上下方向に撓み難くする。
【００７６】
なお、変更形態２の凹状溝３５１、３５２、及び凹状溝３６１、３６２は、本発明の「凹部」の一例である。
【００７７】
（変更形態３）
図１６に示す流路ユニット４１０のように、循環路４５０は、プレート４１５〜プレート４１８の４枚により構成されている。プレート４１５の溝４５１とプレート４１７の溝４７１とは、前後方向において重なって配置され、管路４９０aを通じて連通する。また、溝４５１及び溝４７１は、プレート４１６の溝４６１とプレート４１８の溝４８１と管路４９０ｂによって繋がれている。溝４６１及び溝４８１と、溝４５２及び溝４７２とは、管路４９０ｃによって繋がれており、溝４５２及び溝４７２と、溝４６２及び溝４８２とは、管路４９０ｄを通じて連通している。また、溝４６２と溝４８２とは、管路４９０eを通じて連通している。
【００７８】
循環用流体は、上下方向において、プレート４１５、４１７、及びプレート４１６と４１８とを極力均等に流れることができる。従って、循環用流体が流路構造体４１０内で局所的に流れるのを避けることができる。
【００７９】
また、管路４９０a〜管路４９０eが、前後方向において一定の間隔を置いて配置された場合には、循環用流体が上下方向において局所的に偏って流れるのを防止できる。
【００８０】
（変更形態４）
図１７に示すように、インクジェットヘッド５０４は、圧力室５２６が搬送方向に複数配列されて圧力室列５２６a〜圧力室列５２６ｈを構成し、これら圧力室列５２６a〜圧力室列５２６ｈが左右方向に複数配列されている。圧力室列５２６ｂと圧力室列５２６ｃとの間には、循環路６００が形成されている。
【００８１】
循環路５５０aと循環路６００とは、供給口５４６と直接繋がっており、循環機構５４１から循環用流体が直接供給される。循環機構５４１は、本実施形態と同様に、循環ポンプ５４２、温度調節部５４３、温度センサ５４４とを備えている。循環路５５０ｂは、循環路５５０aと循環路６００とに繋がる管路６９０から排出口５４７まで延びている。循環路５５０ｂの流路面積は、循環路５５０aや循環路６００よりも大きい。循環用流体は、循環制御回路５４５により循環ポンプ５４２が駆動されることにより、矢印V１と矢印V２に示すように、供給口５４６を通じて循環路５５０aと循環路６００とに流れる。そして、循環用流体は、管路６９０にて、循環路５５０ｂに流れ込む。管路６９０及び循環路５５０ｂは、循環路５５０a及び循環路６００よりも流路断面積が大きい。その為、循環用流体が循環路５５０a及び循環路６００を経由して、確実に循環路５５０ｂに流れ込むことができる。循環用流体は、インクの温度を調整する最適な温度の状態で、循環路６００に流入される。その為、循環用流体は、循環路５５０aを経由した場合に比べると、インクとの間の熱の交換を効率よく行うことができる。
【００８２】
また、循環路６００は、インクジェットヘッド５０４に複数形成されていてもよい。循環路６００を、圧力室列５２６ｄと圧力室列５２６eとの間や、圧力室列５２６ｆと圧力室列５２６ｇとの間に配置させてもよい。さらに、循環路６００は、例えば、圧力室列５２６ｂと圧力室列５２６ｃとの間に２本、又はそれ以上の複数本を配置させてもよい。同様に、循環路６００は、圧力室列５２６ｄと圧力室列５２６eとの間、圧力室列５２６ｆと圧力室列５２６ｇとの間にも、２本、又はそれ以上の複数本配置させてもよい。
【００８３】
なお、変更形態６の循環路６００は、本発明の「列間循環路」の一例である。
【００８４】
（変更形態５）
図１８に示すように、インクジェットヘッド６０４では、循環路６５０が上下方向において圧力室６２６の下方に配置されるように構成されている。
【００８５】
循環路６５０が圧力室６２６と上下方向において重なっている為、循環用流体は、マニホールド６２４に加えて圧力室６２６内のインクとの間で熱の交換を行うことができる。
【００８６】
前記各実施形態において、溝は、上下方向にプレートを貫通する形状であってもよいし、底を有する凹形状であってもよい。貫通形状の溝と凹形状の凹状溝とを組み合わせて循環路を構成するようにしてもよい。
【００８７】
本実施形態の圧電アクチュエータ３０は、インクを噴射する際に、印刷制御回路が個別電極３２に印加する駆動電圧を停止して、圧力室２６内のインクに噴射エネルギーを付与する噴射動作をしていたが、例えば、印刷制御回路が個別電極に駆動電圧を付与して、圧力室内のインクに噴射エネルギーを付与する噴射動作を行うものも本発明に含まれる。また、本実施形態では、インクの噴射エネルギーを付与する手段として、圧電アクチュエータ３０を用いた場合について説明したが、これに限られない。例えば、圧力室内部に発熱抵抗体を配置して、インクに圧力を付与するサーマル方式のインクジェットプリンタにおいても、本発明は適用できる。
【００８８】
また、本実施形態では、溝５１〜溝５５及び溝６１〜溝６５が、循環路５０を構成する圧力室プレート１５やマニホールドプレート１６にそれぞれ形成されていたが、流路構造体を構成するプレートであれば何れのプレートに循環路を形成してもよい。液体流路が形成されたプレートとは別に、循環路だけが形成されたプレートを１枚、あるいはそれ以上の多数枚積層して構成しても構わない。
【００８９】
本実施形態では、循環用流体は、インクとは別の流体を用いていたが、インクを用いてもよい。
【００９０】
また、本実施形態では、キャリッジ３がガイド軸５に沿って左右方向を往復移動するシリアル方式のインクジェットヘッド６について説明したが、例えば、左右方向において、用紙全てと重なるように延在するライン方式のインクジェットヘッドであっても、本発明は適用できる。
【００９１】
以上説明した実施形態は、本発明を、用紙にインクを噴射して印刷を行うインクジェット方式のプリンタに適用したものであるが、本発明の適用対象はインクジェット方式のプリンタに限られない。即ち、様々な液滴を用途に応じて対象に噴射する種々の液滴噴射装置においても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施の形態に係る概略斜視図である。
【図２】図１のインクジェットヘッド６の上面図である。
【図３】図２に示すインクジェットヘッド６のＩ−Ｉ線で切断した断面図である。
【図４】図２に示すインクジェットヘッド６のII−II線で切断した断面図である。
【図５】インクジェットヘッド６を構成する圧力室プレート１４の上面図である。
【図６】インクジェットヘッド６を構成するキャビティプレート１５の上面図である。
【図７】インクジェットヘッド６を構成するマニホールドプレート１６の上面図である。
【図８】インクジェットヘッド６を構成するマニホールドプレート１９の上面図である。
【図９】全面の循環路が形成されたキャビティプレート１１５の上面図である。
【図１０】全面の循環路が形成されたマニホールドプレート１１６の上面図である。
【図１１】マニホールド２４及び圧力室２６の一部を含む溝５１の周囲を拡大した断面図である。
【図１２】マニホールド２４及び圧力室２６の一部を含む管路６０aの周囲を拡大した断面図である。
【図１３】マニホールド２４及び圧力室２６の一部を含む溝６１の周囲を拡大した断面図である。
【図１４】図４に示すインクジェットヘッド６の断面図に相当する変更形態１の断面図である。
【図１５】図４に示すインクジェットヘッド６の断面図に相当する変更形態２の断面図である。
【図１６】図４に示すインクジェットヘッド６の断面図に相当する変更形態３の断面図である。
【図１７】変更形態４のインクジェットヘッド５０４の概略上面図である。
【図１８】図３に示すインクジェットヘッド６の断面図に相当する変更形態５の断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１ プリンタ
６ インクジェットヘッド
１０ 流路ユニット
１１ ノズルプレート
１２ 流路構造体
１４、２１４、３１４、４１４ 圧力室プレート
１５、１１５、２１５、３１５、４１５ キャビティプレート
１６、１１６、２１６、３１６、４１６ マニホールドプレート
１９、２１９、４１９ マニホールドプレート
２４、５２４、６２４ マニホールド
２５ アパーチャー孔
２６、５２６、６２６ 圧力室
２７ ディセンダ
２８ ノズル
３０ 圧電アクチュエータ
４０ 温度調整ユニット
４１、５４１ 循環機構
５０、２５０、３５０、４５０、５５０ 循環路
５１〜５５ 溝
６１〜６５ 溝
４６、５４６ 供給口
４７、５４７ 排出口
２１７ マニホールドプレート
４１８ マニホールドプレート
４４９ 連通路
５２６ａ〜５２６ｈ 圧力室列
６５０ 循環路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力室を含む液体流路が形成され、所定の積層方向に複数枚のプレートが積層された流路構造体と、前記積層方向において前記流路構造体に積層し、前記圧力室と連通するノズルが形成されたノズルプレートとを有する流路ユニットと、
前記流路ユニットに設けられ、前記圧力室内の液体に前記ノズルから液滴を噴射するための噴射エネルギーを付与するエネルギー付与手段と、
前記流路構造体を構成する複数枚のプレートの中の少なくとも２枚の隣り合う循環用プレートの各々に形成された循環路と、
前記液体流路内の液体の温度を調整するために前記液体流路内の液体とは異なる循環用流体を前記循環路に供給する供給手段とを備え、
前記循環路は、前記循環用プレートの各々に間隔を空けて形成された複数の凹部を有し、１つの循環用プレートに形成された前記凹部の端部が、別の循環用プレートに形成された前記凹部の端部と、前記積層方向において連通して管状に形成されていることを特徴とする液滴噴射装置。
【請求項２】
前記液体流路は、前記圧力室に供給する液体を貯留する液体貯留室を有しており、
前記液体貯留室は、前記積層方向及び前記循環路が延在する方向と直交する方向において前記圧力室の少なくとも一部と重なり、且つ前記積層方向において前記圧力室と前記ノズルとに挟まれて位置しており、
前記循環用プレートには、前記液体貯留室の少なくとも一部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴噴射装置。
【請求項３】
前記循環用プレートには、前記圧力室の少なくとも一部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液滴噴射装置。
【請求項４】
前記流路構造体は、前記循環路内に連通する供給口及び排出口を備え、さらに、前記循環路の延在する方向に前記圧力室が複数形成されるとともに、前記積層方向及び前記循環路の延在する方向と直交する方向において前記圧力室の両側に前記循環路を有しており、
前記圧力室の両側に配置された前記循環路は、前記直交方向において、前記供給口と前記排出口との間隔よりも大きい間隔で配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液滴噴射装置。
【請求項５】
前記流路構造体は、前記循環路内に連通する供給口及び排出口を備え、さらに、前記圧力室が前記循環路の延在する方向に複数並んで圧力室列が形成されるとともに、この圧力室列が前記積層方向及び前記循環路の延在する方向と直交する方向に複数並んで配列されており、
前記循環路は、前記直交方向に並ぶ列間循環路を有しており、
前記列間循環路は、前記直交方向において、前記複数の圧力室列の間に配置されており、さらに、他の前記循環路を経由せずに前記供給口と直接繋がることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液滴噴射装置。
【請求項６】
前記循環路は、前記積層方向及び前記循環路が延在する方向と直交する方向における前記循環用プレートの最外端部と前記圧力室との間の領域に配置されており、前記直交方向において、前記積層方向よりも長いことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液滴噴射装置。
【請求項７】
前記流路構造体は、前記循環用プレートを少なくとも３枚有し、さらに、前記少なくとも３枚の循環用プレートの中の前記積層方向において両側が他の前記循環用プレートに挟まれた中間循環用プレートを備え、
前記中間循環用プレートの前記凹部の端部は、前記積層方向において隣り合う両側の前記循環用プレートにそれぞれ形成された前記凹部の端部と、前記積層方向においてそれぞれ連通することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液滴噴射装置。
【請求項８】
前記凹部は、前記循環路が延在する方向において長さが等しく形成され、さらに、隣り合う２つの前記凹部の間隔も等しく配置されていることを特徴とする請求項７に記載の液滴噴射装置。
【請求項１】
圧力室を含む液体流路が形成され、所定の積層方向に複数枚のプレートが積層された流路構造体と、前記積層方向において前記流路構造体に積層し、前記圧力室と連通するノズルが形成されたノズルプレートとを有する流路ユニットと、
前記流路ユニットに設けられ、前記圧力室内の液体に前記ノズルから液滴を噴射するための噴射エネルギーを付与するエネルギー付与手段と、
前記流路構造体を構成する複数枚のプレートの中の少なくとも２枚の隣り合う循環用プレートの各々に形成された循環路と、
前記液体流路内の液体の温度を調整するために前記液体流路内の液体とは異なる循環用流体を前記循環路に供給する供給手段とを備え、
前記循環路は、前記循環用プレートの各々に間隔を空けて形成された複数の凹部を有し、１つの循環用プレートに形成された前記凹部の端部が、別の循環用プレートに形成された前記凹部の端部と、前記積層方向において連通して管状に形成されていることを特徴とする液滴噴射装置。
【請求項２】
前記液体流路は、前記圧力室に供給する液体を貯留する液体貯留室を有しており、
前記液体貯留室は、前記積層方向及び前記循環路が延在する方向と直交する方向において前記圧力室の少なくとも一部と重なり、且つ前記積層方向において前記圧力室と前記ノズルとに挟まれて位置しており、
前記循環用プレートには、前記液体貯留室の少なくとも一部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴噴射装置。
【請求項３】
前記循環用プレートには、前記圧力室の少なくとも一部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液滴噴射装置。
【請求項４】
前記流路構造体は、前記循環路内に連通する供給口及び排出口を備え、さらに、前記循環路の延在する方向に前記圧力室が複数形成されるとともに、前記積層方向及び前記循環路の延在する方向と直交する方向において前記圧力室の両側に前記循環路を有しており、
前記圧力室の両側に配置された前記循環路は、前記直交方向において、前記供給口と前記排出口との間隔よりも大きい間隔で配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液滴噴射装置。
【請求項５】
前記流路構造体は、前記循環路内に連通する供給口及び排出口を備え、さらに、前記圧力室が前記循環路の延在する方向に複数並んで圧力室列が形成されるとともに、この圧力室列が前記積層方向及び前記循環路の延在する方向と直交する方向に複数並んで配列されており、
前記循環路は、前記直交方向に並ぶ列間循環路を有しており、
前記列間循環路は、前記直交方向において、前記複数の圧力室列の間に配置されており、さらに、他の前記循環路を経由せずに前記供給口と直接繋がることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液滴噴射装置。
【請求項６】
前記循環路は、前記積層方向及び前記循環路が延在する方向と直交する方向における前記循環用プレートの最外端部と前記圧力室との間の領域に配置されており、前記直交方向において、前記積層方向よりも長いことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液滴噴射装置。
【請求項７】
前記流路構造体は、前記循環用プレートを少なくとも３枚有し、さらに、前記少なくとも３枚の循環用プレートの中の前記積層方向において両側が他の前記循環用プレートに挟まれた中間循環用プレートを備え、
前記中間循環用プレートの前記凹部の端部は、前記積層方向において隣り合う両側の前記循環用プレートにそれぞれ形成された前記凹部の端部と、前記積層方向においてそれぞれ連通することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液滴噴射装置。
【請求項８】
前記凹部は、前記循環路が延在する方向において長さが等しく形成され、さらに、隣り合う２つの前記凹部の間隔も等しく配置されていることを特徴とする請求項７に記載の液滴噴射装置。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−８２９００（Ｐ２０１０−８２９００Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５２７３７（Ｐ２００８−２５２７３７）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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