液状体加温装置、およびそれを備えた液状体吐出装置
【課題】高粘度の液状体を効率的かつ安定的に吐出する。
【解決手段】液状体導入部６１を有し、前記液状体導入部６１から導入される液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド６０と、前記液滴吐出ヘッド６０を搭載するキャリッジ４０と、前記キャリッジ４０に固着され、前記液滴吐出ヘッド６０の前記液状体導入部６１側を囲む閉空間Ｍを形成するカバー部材５１と、前記キャリッジ４０および前記カバー部材５１を加熱する加熱手段５２とを備え、前記液滴吐出ヘッド６０の前記液状体導入部６１に前記液状体を供給する流路５４を、前記加熱手段５２によって加温される前記閉空間Ｍ内に配置することを特徴とする液状体加温装置５０。
【解決手段】液状体導入部６１を有し、前記液状体導入部６１から導入される液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド６０と、前記液滴吐出ヘッド６０を搭載するキャリッジ４０と、前記キャリッジ４０に固着され、前記液滴吐出ヘッド６０の前記液状体導入部６１側を囲む閉空間Ｍを形成するカバー部材５１と、前記キャリッジ４０および前記カバー部材５１を加熱する加熱手段５２とを備え、前記液滴吐出ヘッド６０の前記液状体導入部６１に前記液状体を供給する流路５４を、前記加熱手段５２によって加温される前記閉空間Ｍ内に配置することを特徴とする液状体加温装置５０。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高粘度の液状体を加温する液状体加温装置、およびそれを備えた液状体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録媒体に対して液状体を液滴として吐出して画像パターンを描画する装置として、液状体吐出装置が知られている。液状体吐出装置は、記録媒体を載置して記録媒体を一方向に移動させるテーブルと、テーブルの上方位置において、テーブルの移動方向と直交する方向に配置されるガイドレールに沿って移動するキャリッジとを備えている。キャリッジには、複数のノズルが規則的に形成されている液滴吐出ヘッドが搭載されている。そして、テーブルに載置された記録媒体とキャリッジとを相対的に移動させながら記録媒体にキャリッジに搭載された液滴吐出ヘッドから液滴を吐出して画像パターンを形成する。
【０００３】
近年、樹脂、金属、ガラスのようなインクが浸透しない記録媒体に画像パターンを形成したいとの要望がある。そのため、液滴吐出ヘッド（記録ヘッド）から紫外線によって硬化する特性を有する光硬化性インクを吐出して、記録媒体に着弾させ紫外線を照射して硬化させて画像パターンを形成する。ところが、この種の光硬化性インクは、一般に粘度が高いため、常温では液滴吐出ヘッドから吐出できなかったり、また、吐出されたとしても吐出特性が不安定になったりしていた。そのため、液滴吐出ヘッドにヒーターを設け、液滴吐出ヘッドやインクの温度を調整する液状体吐出装置（インクジェット記録装置）が提案されている（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２００４−３３８１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の液状体吐出装置では、液滴吐出ヘッドにヒーターを設け液滴吐出ヘッドの温度を上昇させインクの温度を調節している。ところが、この方法では液滴吐出ヘッド内のインクの温度は所定の温度になるが、液滴吐出ヘッドに到達する以前の流路内のインクの温度は低い状態にある。そのため、液滴吐出ヘッドから安定的に液状体を吐出するためには、液滴吐出ヘッド内に供給されたインクが所定の温度になるまで加温する必要がある。その結果、作業効率が低下する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
（適用例１）液状体導入部を有し、前記液状体導入部から導入される液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドを搭載するキャリッジと、前記キャリッジに固着され、前記液滴吐出ヘッドの前記液状体導入部側を囲む閉空間を形成するカバー部材と、前記キャリッジおよび前記カバー部材を加熱する加熱手段と、を備え、前記液滴吐出ヘッドの前記液状体導入部に前記液状体を供給する流路を、前記加熱手段によって加温される前記閉空間内に配置することを特徴とする液状体加温装置。
【０００８】
この構成によれば、液滴吐出ヘッドに液状体を供給する流路を加温された閉空間内に配置することによって、流路内を貫流する液状体を加温することができる。そのため、液状体の粘度を低下させることができ、液滴吐出ヘッドから液状体を安定的に吐出することができる。また、液滴吐出ヘッドに供給されるより前に液状体の温度を上昇させることができるため、液滴吐出ヘッドでの加温時間を短縮することができる。そのため、作業効率を向上させることができる。なお、閉空間とは、完全な密閉状態を意味するのではなく、内部の領域が加温され得る程度の空間であればよい。
【０００９】
（適用例２）前記加熱手段は、前記キャリッジの前記液滴吐出ヘッド近傍に設けられることを特徴とする上記の液状体加温装置。
【００１０】
この構成によれば、加熱手段は、キャリッジとカバー部材とで形成される閉空間を加温することができるとともに、液滴吐出ヘッドそのものを加温することができる。
【００１１】
（適用例３）前記流路は、フレキシブルチューブであって、前記閉空間を形成する前記キャリッジおよび前記カバー部材の内面に接触している部分を有することを特徴とする上記の液状体加温装置。
【００１２】
この構成によれば、流路を閉空間内に自在に引き回すことができる。また、流路を加熱手段によって加熱されるカバー部材に接触させることができ、流路内の液状体を効率よく加温することができる。
【００１３】
（適用例４）前記流路は、フレキシブルチューブであって、金属材料からなるチューブカバーによって被覆されている部分を有することを特徴とする上記の液状体加温装置。
【００１４】
この構成によれば、流路は、熱伝導性のよいチューブカバーを介して熱エネルギーを効率的に受け取ることができる。そのため、流路内の液状体を効率よく加温することができる。
【００１５】
（適用例５）前記加熱手段によって加温された前記カバー部材のいずれかの外面に、前記液状体を貯留するタンクを設けることを特徴とする上記の液状体加温装置。
【００１６】
この構成によれば、同一の加熱手段によって、タンク内に貯留される液状体も加温することができる。そのため、構造をシンプルにすることができるとともに、効率的に液状体を加温することができる。
【００１７】
（適用例６）前記液状体は、光を照射することによって硬化する光硬化性インクであることを特徴とする上記の液状体加温装置。
【００１８】
この構成によれば、光硬化性インクの粘度を低下させることができ、液滴吐出ヘッドから光硬化性インクを安定的に吐出することができる。
【００１９】
（適用例７）上記の液状体加温装置、記録媒体に光硬化性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、および前記記録媒体に着弾した前記液滴に光を照射する光照射部を搭載するキャリッジと、前記記憶媒体を載置するテーブルと、を備え、前記キャリッジと前記テーブルとを相対移動させながら、前記記録媒体に前記液状体からなるパターンを形成することを特徴とする液状体吐出装置。
【００２０】
この構成によれば、シンプルな構造で光硬化性インクの粘度を低下させることができるとともに、液滴吐出ヘッドから光硬化性インクを安定的に吐出することができる液状体吐出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】液状体吐出装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】キャリッジを説明する図。
【図３】液滴吐出ヘッドを示す図。
【図４】第１実施例の液状体加温装置を説明する概略断面図。
【図５】第２実施例の液状体加温装置を説明する概略断面図。
【図６】第３実施例の液状体加温装置を説明する概略断面図。
【図７】第１変形例の液状体加温装置を説明する概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本実施形態における液状体吐出装置について図面を参照して説明する。なお、説明を分かりやすくするために、各図面における各部材は、構造を簡略化するとともに各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００２３】
（液状体吐出装置の全体構成について）
本実施形態における液状体吐出装置の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、液状体吐出装置の構成を示す概略斜視図である。図１に示すＸ方向は、液滴吐出ヘッドが搭載されるキャリッジの移動方向を示し、Ｙ方向は、記録媒体を載置するテーブルの移動方向を示し、Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向と直交する方向を示す。
【００２４】
図１に示すように、液状体吐出装置１００は、基台１０と、テーブル移動機構２０と、キャリッジ移動機構３０と、キャリッジ４０と、制御部１５とを備えている。基台１０は、直方体形状に形成され、長手方向がＹ方向に沿うように設置面に設置されている。
【００２５】
テーブル移動機構２０は、一対の案内レール２２ａ，２２ｂと、テーブル２４と、図示しない直動機構を備えている。案内レール２２ａ，２２ｂは、基台１０の上面１０ａに、Ｙ方向に延びるように同Ｙ方向全幅にわたり配置されている。テーブル２４は、矩形形状に形成され、Ｚ方向上面に載置面２４ａが設けられている。載置面２４ａには、図示しない吸引式の媒体固定機構が設けられている。記録媒体Ｗは、媒体固定機構により載置面２４ａに固定される。テーブル２４は、一対の案内レール２２ａ，２２ｂのＺ方向上部に取付けられている。
【００２６】
直動機構は、テーブル２４の下部に設けられ、そのテーブル２４をＹ方向に往復移動させる。なお、以降、テーブル２４が移動する方向を副走査方向という。この直動機構の種類は、特に限定されないが、サーボモーターとボールネジとを組み合わせて構成することができる。他にも、リニアモーターを採用してもよい。
【００２７】
キャリッジ移動機構３０は、案内部材３２と、キャリッジ取り付け部３３と、図示しない直動機構を備えている。案内部材３２は、基台１０のＸ方向両側に立設された一対の支持台３１ａ，３１ｂにＸ方向に延びるように架設されている。案内部材３２は、その長手方向の幅がテーブル２４のＸ方向の幅よりも長く形成され、その一端が支持台３１ａ側に張り出すように配置されている。案内部材３２の下側には、Ｘ方向に延びる案内レール３４がＸ方向全幅にわたり配設されている。そして、案内レール３４に沿ってキャリッジ取り付け部３３が配置されている。キャリッジ取り付け部３３は図示しない直動機構を備え、Ｘ方向に往復移動可能となっている。この直動機構の種類は、特に限定されないが、例えば、リニアモーターを採用することができる。なお、キャリッジ取り付け部３３が移動するＸ方向を主走査方向という。
【００２８】
キャリッジ４０は、略矩形形状に形成され、ヘッドユニット４１と、液状体加温装置５０と、一対の光照射装置４２とを備え、上述のキャリッジ取り付け部３３に取り付けられている。ヘッドユニット４１は、複数の液滴吐出ヘッドを搭載している。一対の光照射装置４２は、紫外線を照射するランプやＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備えている。液状体加温装置５０は、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出ヘッドに液状体を供給する流路等を加温する装置である。
【００２９】
ヘッドユニット４１は、キャリッジ４０の略中央部に設けられている。なお、このとき、ヘッドユニット４１に搭載された液滴吐出ヘッドの液滴を吐出するノズルがＺ方向下方、すなわち、テーブル２４に載置される記録媒体Ｗに対向している。一対の光照射装置４２は、図１中Ｘ方向に沿ってヘッドユニット４１を挟むようにキャリッジ４０のＺ方向下面に配設される。液状体加温装置５０は、キャリッジ４０のＺ方向上部にヘッドユニット４１の上部を囲むように配設される。
なお、キャリッジ４０および液状体加温装置５０の詳細については後述する。
【００３０】
また、キャリッジ移動機構３０の案内部材３２の上側にメインタンク４５が配置されている。メインタンク４５には機能性材料を含む液状体が収容されている。メインタンク４５の液状体は、図示しない流路としてのチューブを介して、ヘッドユニット４１の液滴吐出ヘッドに供給される。
【００３１】
制御部１５は、基台１０の側面に設けられ、液状体吐出装置１００を総括的に制御する役割を担う。制御部１５は、図示しない各種ドライバー、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリー部、および画像処理部等を備えている。ドライバーは、液滴吐出ヘッド、テーブル移動機構２０やキャリッジ移動機構３０等を駆動する。ＣＰＵは、描画、吐出状態検査、乾燥等の各種処理を実行する。メモリー部は、ＲＡＭ（Random Access Memory）や、ＲＯＭ（Read-Only Memory）などを含んだ構成を有している。ＲＡＭは、描画データを格納したり、ＣＰＵによって実行される各種処理等のプログラムを一時的に展開したり、各種データを一時的に格納したりする。
【００３２】
液状体吐出装置１００は、上記構成の他に図示しないメンテナンス部を備えている。メンテナンス部は、図示しない吸引ユニットやワイピングユニット等を有している。吸引ユニットは、液状体吐出装置１００の非稼働時に、液滴吐出ヘッドのノズル面を封止してノズルの乾燥を防止するとともに、液滴吐出ヘッドのノズルから増粘した液状体を吸引除去する役割を果たす。ワイピングユニットは、液滴吐出ヘッドのノズル面に付着する汚れを払拭する役割を果たす。
【００３３】
上述の構成を有する液状体吐出装置１００は、キャリッジ４０に搭載された複数の液滴吐出ヘッドとテーブル２４に載置された記録媒体Ｗとを略直交する方向に相対移動させながら、複数の液滴吐出ヘッドから液状体を液滴として吐出して、テーブル２４に搭載された記録媒体Ｗに液状体で所望のパターンを描画することができる。なお、本実施形態においては、使用される液状体は、以下に説明する紫外線により硬化する光硬化性インクである。そのため、描画されたパターンに対して、前述の光照射装置４２で紫外線を照射することによってパターンの液状体を硬化させ定着させることができる。
【００３４】
（光硬化性インクについて）
ここで、本実施形態において使用される光硬化性インクについて概略を説明する。
光硬化性インクは、一般にＵＶインクとも呼ばれ、紫外線のエネルギーで光化学反応を起こし、液状から固体へ硬化し皮膜形成を行うインクである。インクは、光重合性樹脂、光重合開始剤、着色料および助剤を主材料とする。主材料に顔料または染料等の色素や金属粉末や親液性または撥液性等の表面改質材料等の機能性材料を添加することにより固有の機能を有する機能性液状体を形成することができる。
【００３５】
光重合性樹脂としては、不飽和ポリエステル系、アクリレート系やメタクリレート系が好適に適用され得るが、常温で液状であり重合させることによりポリマーとなる材料であれば特に限定されない。光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系が好適に適用され得るが、ポリマーの架橋性基に作用して架橋反応を進行させる添加剤であれば特に限定されない。助剤は、光重合開始剤の開始反応を促進させる機能を有する。また、加温によって重合反応しないような熱重合禁止剤も含まれる。着色料としては、顔料が用いられることが多い。顔料は、種類によって紫外線吸収特性や貯蔵安定性が変わるので適正な種類を選択する。
【００３６】
上述の構成を有する光硬化性インクは、紫外線のエネルギーを受け、特に光重合性樹脂が光化学反応を起こし硬化する。光重合性樹脂の反応過程は、反応開始から始まりそして成長反応と連鎖移動反応を連鎖的に繰り返しながら停止反応で終結する。そして、最終的に三次元網目構造の硬化皮膜を形成する。
【００３７】
また、光硬化性インクは、上述の構成を有するため、一般に粘度が高い。例えば、インク温度が約２０℃では粘度が約２８ｍＰａ／ｓ位を示す。この粘度では、光硬化性インクを液滴吐出ヘッドから安定的に吐出することが困難である。この光硬化性インクは、インク温度が上昇すると粘度が低下する性質を有する。例えば、インク温度が約４０℃では粘度が約１１ｍＰａ／ｓ、インク温度が約５０℃では粘度が約８ｍＰａ／ｓ位まで低下する。そのため、光硬化性インクを液滴吐出ヘッドから安定的に吐出するためには、インクを加温することが肝要である。
【００３８】
（キャリッジの構成について）
次いで、キャリッジの構成について、図２を参照して説明する。図２は、キャリッジを説明する図であり、（ａ）は、キャリッジの模式側面図、（ｂ）は、底面側から見たキャリッジの模式平面図である。図２で示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、図１で示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と同一な方向を示す。
【００３９】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、キャリッジ４０は、ヘッドユニット４１と、液状体加温装置５０と、一対の光照射装置４２とを備えている。
ヘッドユニット４１は、キャリッジ４０の下面の略中央部に取り付けられる。ヘッドユニット４１は、記録媒体Ｗ側の面４１ａに、例えば、３個の液滴吐出ヘッド６０がＸ方向（主走査方向）に所定の間隔を隔てて配置されている。液滴吐出ヘッド６０は、下面側のノズルプレート６４に、Ｙ方向（副走査方向）に沿って列状に配設された複数のノズル６７を有している。なお、液滴吐出ヘッド６０の個数は特に限定されず、作業の種類に合わせて設定できる。
【００４０】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、一対の光照射装置４２は、図中Ｘ方向に沿ってヘッドユニット４１を両側から挟むように配設されている。一対の光照射装置４２は、同様な構造のものであり、記録媒体Ｗ側に、照射窓４３が形成されている。光照射装置４２は、内部に図示しない発光ユニットを有する。発光ユニットは、例えば、多数のＬＥＤ素子が配列されており、ＬＥＤ素子は電力の供給を受けて紫外線の光である紫外光を発光する。発光された紫外光は、光照射装置４２の照射窓４３から記録媒体Ｗ側に照射される。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、液状体加温装置５０は、箱型の形状に形成されキャリッジ４０のＺ方向上部にヘッドユニット４１の上部を囲むように配設される。なお、液状体加温装置５０の詳細については、後述する。
【００４２】
（液滴吐出ヘッドの構成について）
次に、液滴吐出ヘッドについて、図３を参照して説明する。図３は、液滴吐出ヘッドを示す図であり、詳しくは底面側から見た斜視図である。図３に示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、図１に示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と同一の方向を示す。
図３に示すように、液滴吐出ヘッド６０は、液状体導入部６１と、ヘッド基板６２と、ヘッド本体６５と、コネクター６６とを備えている。
【００４３】
図３に示すように、液状体導入部６１は、方形に形成され、２連の接続針６８を有し、ヘッド基板６２の一面に設けられている。ヘッド基板６２は、長手方向の長さが液状体導入部６１の長手方向の長さより長い長方形の板状に形成され、液状体導入部６１が設けられている面に、さらに２個のコネクター６６が設けられている。ヘッド本体６５は、方形に形成され、液状体導入部６１が設けられている面とは反対側のヘッド基板６２の面に、液状体導入部６１と対峙するように設けられている。
【００４４】
ヘッド本体６５は、液状体導入部６１に連なるポンプ部６３と、ポンプ部６３に連なるノズルプレート６４とを有している。ノズルプレート６４のノズル面６４ａには、複数のノズル６７が形成されている。複数のノズル６７は、ノズル面６４ａにＹ方向に沿って所定のピッチ間隔を有してノズル列６７ａを形成している。
【００４５】
ポンプ部６３には、図示しない圧電素子が設けられており、当該圧電素子を駆動することによって、液状体導入部６１から供給されてきた液状体をノズル６７から液滴として吐出する。一つのノズル６７に対応して一つの圧電素子が設けられており、それぞれのノズル６７毎に独立して液滴を吐出することができる。
【００４６】
なお、この液滴吐出ヘッド６０は、図２（ａ），（ｂ）に示すキャリッジ４０および図１に示す液状体吐出装置１００に取り付けられたとき、ノズル６７が図１および図２（ａ）中Ｚ方向下方、すなわち、テーブル２４に載置される記録媒体Ｗに対向し、液状体導入部６１および２連の接続針６８が図１および図２（ａ）中Ｚ方向上方を向く。
【００４７】
（液状体加温装置について）
（第１実施例）
ここで、液状体加温装置の構成について、図４を参照して説明する。図４は、第１実施例の液状体加温装置を説明する概略断面図である。なお、説明を簡便にするために、液滴吐出ヘッドが１つの場合について説明する。また、図４で示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、図１で示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と同一な方向を示す。
【００４８】
図４に示すように、第１実施例の液状体加温装置５０は、カバー部材としてのカバー５１と、加熱手段としてのヒーター５２と、温度検出器５３とを備える。
カバー５１は、高熱伝導性の材料を用い箱状に形成されており、開口部をキャリッジ４０側に向け固定されている。なお、高熱伝導性の材料としては、例えば、銅やアルミニウム等の材料が好適に適用される。カバー５１とキャリッジ４０とで形成される閉空間Ｍは、少なくとも、液滴吐出ヘッド６０の液状体導入部６１、接続針６８を収容する。また、カバー５１の一面には、図１に示すメインタンク４５から液滴吐出ヘッド６０に液状体を供給する供給チューブ５４が貫通される孔部５１ａが設けられている。供給チューブ５４は、閉空間Ｍに引き込まれ、閉空間Ｍの内部を引き回され液滴吐出ヘッド６０の接続針６８に接続される。
【００４９】
ヒーター５２は、例えば、棒状のカートリッジヒーターが用いられ、キャリッジ４０の液滴吐出ヘッド６０が固定される近傍に埋め込まれている。本実施例では、液滴吐出ヘッド６０の長手方向に沿って両脇に２つ埋設されている。ヒーター５２の種類は特に限定しない。本実施例では、棒状のカートリッジヒーターが適用されているが、例えば、プレートヒーターがキャリッジ４０のカバー５１取り付け方向やカバー５１の内壁に取り付けられていてもよい。また、線状ヒーターがキャリッジ４０のカバー５１取り付け方向やカバー５１の内壁に取り付けられていてもよい。
【００５０】
温度検出器５３は、カバー５１とキャリッジ４０とで構成される閉空間Ｍの内壁面、例えばキャリッジ４０のヒーター５２近傍やカバー５１の天面に３箇所設けられている。なお、個数および位置は特に限定しない。使用される液状体の種類、ヒーター５２の種類、求められる温度精度によって設定できる。また、温度検出器５３の方式は特に限定しない。本実施例では、熱電対方式が適用されているが、測温抵抗方式でもよいし、その他の温度測定器でもよい。
【００５１】
この温度検出器５３は、カバー５１とキャリッジ４０とで構成される閉空間Ｍの雰囲気温度を検出する。検出された温度データは、図１に示す制御部１５に送られ、その温度データに基いて、ヒーター５２に所定の電力を供給もしくは停止して閉空間Ｍの雰囲気温度を所望の温度に調節する。
【００５２】
以下、本実施例の効果を記載する。
（１）上述の構成を有する液状体加温装置５０は、キャリッジ４０をヒーター５２で加熱することによって、キャリッジ４０とキャリッジ４０に固定された高熱伝導性のカバー５１全体を加温する。キャリッジ４０およびカバー５１を加温することによって、カバー５１とキャリッジ４０とで構成される閉空間Ｍの雰囲気温度を一定の温度まで加温することができる。液滴吐出ヘッド６０により吐出される高粘度の光硬化性インクは、供給チューブ５４の内部を貫流して液滴吐出ヘッド６０に至る。供給チューブ５４は、一定の温度まで加温された閉空間Ｍを引き回される。そのため、供給チューブ５４内の光硬化性インクが加温される。
【００５３】
なお、キャリッジ４０に固定された液滴吐出ヘッド６０もキャリッジ４０の熱が伝達され加温されるため、液滴吐出ヘッド６０内の光硬化性インクも加温される。前述のように光硬化性インクは、インク温度が上昇すると粘度が低下する。その結果、液滴吐出ヘッド６０から光硬化性インクを安定的に吐出することができる。また、光硬化性インクが液滴吐出ヘッド６０に供給されるより前に、光硬化性インクの温度を上昇させることができる。そのため、液滴吐出ヘッドでの加温時間を短縮することができ、作業効率を向上させることができる。
【００５４】
（２）上述の構成を有する液状体加温装置５０は、光硬化性インクが貫流する供給チューブ５４を加温された閉空間Ｍ内に配置して、徐々に光硬化性インクを加温する。すなわち、光硬化性インクのインク温度が急激に上昇することを低減させ、所定の温度に加温することができる。そのため、インク内で微小な気泡等を発生させることやインク成分が変化することを低減させることができる。その結果、液滴吐出ヘッド６０から光硬化性インクを安定的に吐出することができる。
【００５５】
（３））上述の構成を有する液状体加温装置５０は、加熱手段としてのヒーター５２の熱伝導を有効に用い、簡単な構造で供給チューブ５４内や液滴吐出ヘッド６０内の光硬化性インクの加温することができる。そのため、装置をシンプルかつコンパクトにすることができ、装置コストの低減を図ることができる。
【００５６】
（第２実施例）
ここで、第２実施例の液状体加温装置について図５を参照して説明する。図５は第２実施例における液状体加温装置を説明する概略断面図である。なお、第１実施例と同様な構成および内容については、符号を等しくして説明を省略する。
【００５７】
図５に示すように、第２実施例の液状体加温装置５０ａは、液滴吐出ヘッド６０の接続針６８およびに接続針６８に接続される供給チューブ５４に対して、一部もしくは全体をチューブカバー５５で覆っている。チューブカバー５５は、高熱伝導性の材料で形成されている。高熱伝導性の材料としては、例えば、銅箔やアルミ箔が好適に適用される。このチューブカバー５５に覆われた供給チューブ５４は、カバー５１とキャリッジ４０とで構成され、ヒーター５２によって温度が上昇した閉空間Ｍ内を引き回される。なお、チューブカバー５５は、キャリッジ４０の表面やカバー５１の内壁部に対して一部接触していることが好ましい。
【００５８】
上述の構成を有する液状体加温装置５０ａは、供給チューブ５４を高熱伝導性の材料で形成されるチューブカバー５５で覆い、加温された閉空間Ｍ内を引き回すように配置している。そのため、閉空間Ｍの熱エネルギーが供給チューブ５４および供給チューブ５４内を貫流する光硬化性インクに伝わりやすくなり、光硬化性インクを効率的に加温することができる。その結果、光硬化性インクの粘度を低減させ、液滴吐出ヘッド６０から光硬化性インクを安定的に吐出することができる。
【００５９】
（第３実施例）
ここで、第３実施例の液状体加温装置について図６を参照して説明する。図６は第３実施例における液状体加温装置を説明する概略断面図である。なお、第１実施例と同様な構成および内容については、符号を等しくして説明を省略する。
【００６０】
図６に示すように、第３実施例の液状体加温装置５０ｂは、液滴吐出ヘッド６０の接続針６８に接続される供給チューブ５４をキャリッジ４０とカバー５１で構成されるに閉空間Ｍの内壁に沿って這わせてある。すなわち、ヒーター５２によって温度が上昇したキャリッジ４０の表面やカバー５１の内壁部に供給チューブ５４のかなりの部分が接触している。そのため、供給チューブ５４は、加温された閉空間Ｍと、加温されたキャリッジ４０の表面やカバー５１の内壁から熱エネルギーを受けて、内部を貫流する光硬化性インクを効率的に加温することができる。その結果、光硬化性インクの粘度を低減させ、液滴吐出ヘッド６０から光硬化性インクを安定的に吐出することができる。
【００６１】
以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。例えば上記実施例以外の変形例は、以下の通りである。
【００６２】
（第１変形例）
図７に示すように。第１変形例の液状体加温装置５０は、カバー５１の外壁に液状体が暫定的に貯留されるサブタンク５８を密着するように設けている。サブタンク５８は、例えば、熱伝導性のよいアルミ箔等の材料を主材料とするインクパックであることが好ましい。光硬化性インクは、図１に示すメインタンク４５から第２供給チューブ５９を介してサブタンク５８に送られる。第２供給チューブ５９は、径が比較的大きく高粘度の光硬化性インクを比較的に通流させやすいフレキシブルチューブを適用すればよい。サブタンク５８には、当面の吐出作業に必要な量の光硬化性インクを貯留する。前述のように、カバー５１は加温されている。
【００６３】
そのため、サブタンク５８は、カバー５１から熱エネルギーを受けて加温される。サブタンク５８に貯留される光硬化性インクも、同様に熱エネルギーを受けて加温される。すなわち、光硬化性インクは、ヒーター５２によって加温されるカバー５１の外壁、キャリッジ４０とカバー５１で構成される閉空間Ｍ、および液滴吐出ヘッド６０から熱エネルギーを受けて加温されることができる。すなわち、光硬化性インクを効率的に加温することができる。その結果、光硬化性インクの粘度を低減させ、液滴吐出ヘッド６０から光硬化性インクを安定的に吐出することができる。なお、サブタンク５８の取り付け位置は、カバー５１外壁に限定されるものではなく、発光ユニットによって発熱する光照射装置４２の外面やキャリッジ４０の外面であってもよい。
【００６４】
（その他の変形例）
上述の実施例では、液滴吐出ヘッドから吐出される液状体が光硬化性インクの場合について説明したが、これに限定されない。加温されることによって粘度が低下する特性を有する液状体であればよい。また、ヒーター５２をキャリッジ４０に設けた場合について、説明したが、これに限定されない。ヒーター５２はカバー５１に設けてもよい。キャリッジとカバー５１とで形成される閉空間Ｍを加温できる位置であればよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０…基台、１５…制御部、２４…テーブル、３０…キャリッジ移動機構、３２…案内部材、４０…キャリッジ、４１…ヘッドユニット、４２…光照射装置、４５…メインタンク、５０…液状体加温装置、５１…カバー部材としてのカバー、５２…加熱手段としてのヒーター、５３…温度検出器、５４…流路としての供給チューブ、５５…チューブカバー、５８…タンクとしてのサブタンク、５９…第２供給チューブ、６０…液滴吐出ヘッド、６１…液状体導入部、６４…ノズルプレート、６７…ノズル、６８…接続針、１００…液状体吐出装置、Ｍ…キャリッジとカバーで構成される閉空間、Ｗ…記録媒体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高粘度の液状体を加温する液状体加温装置、およびそれを備えた液状体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録媒体に対して液状体を液滴として吐出して画像パターンを描画する装置として、液状体吐出装置が知られている。液状体吐出装置は、記録媒体を載置して記録媒体を一方向に移動させるテーブルと、テーブルの上方位置において、テーブルの移動方向と直交する方向に配置されるガイドレールに沿って移動するキャリッジとを備えている。キャリッジには、複数のノズルが規則的に形成されている液滴吐出ヘッドが搭載されている。そして、テーブルに載置された記録媒体とキャリッジとを相対的に移動させながら記録媒体にキャリッジに搭載された液滴吐出ヘッドから液滴を吐出して画像パターンを形成する。
【０００３】
近年、樹脂、金属、ガラスのようなインクが浸透しない記録媒体に画像パターンを形成したいとの要望がある。そのため、液滴吐出ヘッド（記録ヘッド）から紫外線によって硬化する特性を有する光硬化性インクを吐出して、記録媒体に着弾させ紫外線を照射して硬化させて画像パターンを形成する。ところが、この種の光硬化性インクは、一般に粘度が高いため、常温では液滴吐出ヘッドから吐出できなかったり、また、吐出されたとしても吐出特性が不安定になったりしていた。そのため、液滴吐出ヘッドにヒーターを設け、液滴吐出ヘッドやインクの温度を調整する液状体吐出装置（インクジェット記録装置）が提案されている（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２００４−３３８１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の液状体吐出装置では、液滴吐出ヘッドにヒーターを設け液滴吐出ヘッドの温度を上昇させインクの温度を調節している。ところが、この方法では液滴吐出ヘッド内のインクの温度は所定の温度になるが、液滴吐出ヘッドに到達する以前の流路内のインクの温度は低い状態にある。そのため、液滴吐出ヘッドから安定的に液状体を吐出するためには、液滴吐出ヘッド内に供給されたインクが所定の温度になるまで加温する必要がある。その結果、作業効率が低下する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
（適用例１）液状体導入部を有し、前記液状体導入部から導入される液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドを搭載するキャリッジと、前記キャリッジに固着され、前記液滴吐出ヘッドの前記液状体導入部側を囲む閉空間を形成するカバー部材と、前記キャリッジおよび前記カバー部材を加熱する加熱手段と、を備え、前記液滴吐出ヘッドの前記液状体導入部に前記液状体を供給する流路を、前記加熱手段によって加温される前記閉空間内に配置することを特徴とする液状体加温装置。
【０００８】
この構成によれば、液滴吐出ヘッドに液状体を供給する流路を加温された閉空間内に配置することによって、流路内を貫流する液状体を加温することができる。そのため、液状体の粘度を低下させることができ、液滴吐出ヘッドから液状体を安定的に吐出することができる。また、液滴吐出ヘッドに供給されるより前に液状体の温度を上昇させることができるため、液滴吐出ヘッドでの加温時間を短縮することができる。そのため、作業効率を向上させることができる。なお、閉空間とは、完全な密閉状態を意味するのではなく、内部の領域が加温され得る程度の空間であればよい。
【０００９】
（適用例２）前記加熱手段は、前記キャリッジの前記液滴吐出ヘッド近傍に設けられることを特徴とする上記の液状体加温装置。
【００１０】
この構成によれば、加熱手段は、キャリッジとカバー部材とで形成される閉空間を加温することができるとともに、液滴吐出ヘッドそのものを加温することができる。
【００１１】
（適用例３）前記流路は、フレキシブルチューブであって、前記閉空間を形成する前記キャリッジおよび前記カバー部材の内面に接触している部分を有することを特徴とする上記の液状体加温装置。
【００１２】
この構成によれば、流路を閉空間内に自在に引き回すことができる。また、流路を加熱手段によって加熱されるカバー部材に接触させることができ、流路内の液状体を効率よく加温することができる。
【００１３】
（適用例４）前記流路は、フレキシブルチューブであって、金属材料からなるチューブカバーによって被覆されている部分を有することを特徴とする上記の液状体加温装置。
【００１４】
この構成によれば、流路は、熱伝導性のよいチューブカバーを介して熱エネルギーを効率的に受け取ることができる。そのため、流路内の液状体を効率よく加温することができる。
【００１５】
（適用例５）前記加熱手段によって加温された前記カバー部材のいずれかの外面に、前記液状体を貯留するタンクを設けることを特徴とする上記の液状体加温装置。
【００１６】
この構成によれば、同一の加熱手段によって、タンク内に貯留される液状体も加温することができる。そのため、構造をシンプルにすることができるとともに、効率的に液状体を加温することができる。
【００１７】
（適用例６）前記液状体は、光を照射することによって硬化する光硬化性インクであることを特徴とする上記の液状体加温装置。
【００１８】
この構成によれば、光硬化性インクの粘度を低下させることができ、液滴吐出ヘッドから光硬化性インクを安定的に吐出することができる。
【００１９】
（適用例７）上記の液状体加温装置、記録媒体に光硬化性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、および前記記録媒体に着弾した前記液滴に光を照射する光照射部を搭載するキャリッジと、前記記憶媒体を載置するテーブルと、を備え、前記キャリッジと前記テーブルとを相対移動させながら、前記記録媒体に前記液状体からなるパターンを形成することを特徴とする液状体吐出装置。
【００２０】
この構成によれば、シンプルな構造で光硬化性インクの粘度を低下させることができるとともに、液滴吐出ヘッドから光硬化性インクを安定的に吐出することができる液状体吐出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】液状体吐出装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】キャリッジを説明する図。
【図３】液滴吐出ヘッドを示す図。
【図４】第１実施例の液状体加温装置を説明する概略断面図。
【図５】第２実施例の液状体加温装置を説明する概略断面図。
【図６】第３実施例の液状体加温装置を説明する概略断面図。
【図７】第１変形例の液状体加温装置を説明する概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本実施形態における液状体吐出装置について図面を参照して説明する。なお、説明を分かりやすくするために、各図面における各部材は、構造を簡略化するとともに各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００２３】
（液状体吐出装置の全体構成について）
本実施形態における液状体吐出装置の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、液状体吐出装置の構成を示す概略斜視図である。図１に示すＸ方向は、液滴吐出ヘッドが搭載されるキャリッジの移動方向を示し、Ｙ方向は、記録媒体を載置するテーブルの移動方向を示し、Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向と直交する方向を示す。
【００２４】
図１に示すように、液状体吐出装置１００は、基台１０と、テーブル移動機構２０と、キャリッジ移動機構３０と、キャリッジ４０と、制御部１５とを備えている。基台１０は、直方体形状に形成され、長手方向がＹ方向に沿うように設置面に設置されている。
【００２５】
テーブル移動機構２０は、一対の案内レール２２ａ，２２ｂと、テーブル２４と、図示しない直動機構を備えている。案内レール２２ａ，２２ｂは、基台１０の上面１０ａに、Ｙ方向に延びるように同Ｙ方向全幅にわたり配置されている。テーブル２４は、矩形形状に形成され、Ｚ方向上面に載置面２４ａが設けられている。載置面２４ａには、図示しない吸引式の媒体固定機構が設けられている。記録媒体Ｗは、媒体固定機構により載置面２４ａに固定される。テーブル２４は、一対の案内レール２２ａ，２２ｂのＺ方向上部に取付けられている。
【００２６】
直動機構は、テーブル２４の下部に設けられ、そのテーブル２４をＹ方向に往復移動させる。なお、以降、テーブル２４が移動する方向を副走査方向という。この直動機構の種類は、特に限定されないが、サーボモーターとボールネジとを組み合わせて構成することができる。他にも、リニアモーターを採用してもよい。
【００２７】
キャリッジ移動機構３０は、案内部材３２と、キャリッジ取り付け部３３と、図示しない直動機構を備えている。案内部材３２は、基台１０のＸ方向両側に立設された一対の支持台３１ａ，３１ｂにＸ方向に延びるように架設されている。案内部材３２は、その長手方向の幅がテーブル２４のＸ方向の幅よりも長く形成され、その一端が支持台３１ａ側に張り出すように配置されている。案内部材３２の下側には、Ｘ方向に延びる案内レール３４がＸ方向全幅にわたり配設されている。そして、案内レール３４に沿ってキャリッジ取り付け部３３が配置されている。キャリッジ取り付け部３３は図示しない直動機構を備え、Ｘ方向に往復移動可能となっている。この直動機構の種類は、特に限定されないが、例えば、リニアモーターを採用することができる。なお、キャリッジ取り付け部３３が移動するＸ方向を主走査方向という。
【００２８】
キャリッジ４０は、略矩形形状に形成され、ヘッドユニット４１と、液状体加温装置５０と、一対の光照射装置４２とを備え、上述のキャリッジ取り付け部３３に取り付けられている。ヘッドユニット４１は、複数の液滴吐出ヘッドを搭載している。一対の光照射装置４２は、紫外線を照射するランプやＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備えている。液状体加温装置５０は、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出ヘッドに液状体を供給する流路等を加温する装置である。
【００２９】
ヘッドユニット４１は、キャリッジ４０の略中央部に設けられている。なお、このとき、ヘッドユニット４１に搭載された液滴吐出ヘッドの液滴を吐出するノズルがＺ方向下方、すなわち、テーブル２４に載置される記録媒体Ｗに対向している。一対の光照射装置４２は、図１中Ｘ方向に沿ってヘッドユニット４１を挟むようにキャリッジ４０のＺ方向下面に配設される。液状体加温装置５０は、キャリッジ４０のＺ方向上部にヘッドユニット４１の上部を囲むように配設される。
なお、キャリッジ４０および液状体加温装置５０の詳細については後述する。
【００３０】
また、キャリッジ移動機構３０の案内部材３２の上側にメインタンク４５が配置されている。メインタンク４５には機能性材料を含む液状体が収容されている。メインタンク４５の液状体は、図示しない流路としてのチューブを介して、ヘッドユニット４１の液滴吐出ヘッドに供給される。
【００３１】
制御部１５は、基台１０の側面に設けられ、液状体吐出装置１００を総括的に制御する役割を担う。制御部１５は、図示しない各種ドライバー、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリー部、および画像処理部等を備えている。ドライバーは、液滴吐出ヘッド、テーブル移動機構２０やキャリッジ移動機構３０等を駆動する。ＣＰＵは、描画、吐出状態検査、乾燥等の各種処理を実行する。メモリー部は、ＲＡＭ（Random Access Memory）や、ＲＯＭ（Read-Only Memory）などを含んだ構成を有している。ＲＡＭは、描画データを格納したり、ＣＰＵによって実行される各種処理等のプログラムを一時的に展開したり、各種データを一時的に格納したりする。
【００３２】
液状体吐出装置１００は、上記構成の他に図示しないメンテナンス部を備えている。メンテナンス部は、図示しない吸引ユニットやワイピングユニット等を有している。吸引ユニットは、液状体吐出装置１００の非稼働時に、液滴吐出ヘッドのノズル面を封止してノズルの乾燥を防止するとともに、液滴吐出ヘッドのノズルから増粘した液状体を吸引除去する役割を果たす。ワイピングユニットは、液滴吐出ヘッドのノズル面に付着する汚れを払拭する役割を果たす。
【００３３】
上述の構成を有する液状体吐出装置１００は、キャリッジ４０に搭載された複数の液滴吐出ヘッドとテーブル２４に載置された記録媒体Ｗとを略直交する方向に相対移動させながら、複数の液滴吐出ヘッドから液状体を液滴として吐出して、テーブル２４に搭載された記録媒体Ｗに液状体で所望のパターンを描画することができる。なお、本実施形態においては、使用される液状体は、以下に説明する紫外線により硬化する光硬化性インクである。そのため、描画されたパターンに対して、前述の光照射装置４２で紫外線を照射することによってパターンの液状体を硬化させ定着させることができる。
【００３４】
（光硬化性インクについて）
ここで、本実施形態において使用される光硬化性インクについて概略を説明する。
光硬化性インクは、一般にＵＶインクとも呼ばれ、紫外線のエネルギーで光化学反応を起こし、液状から固体へ硬化し皮膜形成を行うインクである。インクは、光重合性樹脂、光重合開始剤、着色料および助剤を主材料とする。主材料に顔料または染料等の色素や金属粉末や親液性または撥液性等の表面改質材料等の機能性材料を添加することにより固有の機能を有する機能性液状体を形成することができる。
【００３５】
光重合性樹脂としては、不飽和ポリエステル系、アクリレート系やメタクリレート系が好適に適用され得るが、常温で液状であり重合させることによりポリマーとなる材料であれば特に限定されない。光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系が好適に適用され得るが、ポリマーの架橋性基に作用して架橋反応を進行させる添加剤であれば特に限定されない。助剤は、光重合開始剤の開始反応を促進させる機能を有する。また、加温によって重合反応しないような熱重合禁止剤も含まれる。着色料としては、顔料が用いられることが多い。顔料は、種類によって紫外線吸収特性や貯蔵安定性が変わるので適正な種類を選択する。
【００３６】
上述の構成を有する光硬化性インクは、紫外線のエネルギーを受け、特に光重合性樹脂が光化学反応を起こし硬化する。光重合性樹脂の反応過程は、反応開始から始まりそして成長反応と連鎖移動反応を連鎖的に繰り返しながら停止反応で終結する。そして、最終的に三次元網目構造の硬化皮膜を形成する。
【００３７】
また、光硬化性インクは、上述の構成を有するため、一般に粘度が高い。例えば、インク温度が約２０℃では粘度が約２８ｍＰａ／ｓ位を示す。この粘度では、光硬化性インクを液滴吐出ヘッドから安定的に吐出することが困難である。この光硬化性インクは、インク温度が上昇すると粘度が低下する性質を有する。例えば、インク温度が約４０℃では粘度が約１１ｍＰａ／ｓ、インク温度が約５０℃では粘度が約８ｍＰａ／ｓ位まで低下する。そのため、光硬化性インクを液滴吐出ヘッドから安定的に吐出するためには、インクを加温することが肝要である。
【００３８】
（キャリッジの構成について）
次いで、キャリッジの構成について、図２を参照して説明する。図２は、キャリッジを説明する図であり、（ａ）は、キャリッジの模式側面図、（ｂ）は、底面側から見たキャリッジの模式平面図である。図２で示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、図１で示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と同一な方向を示す。
【００３９】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、キャリッジ４０は、ヘッドユニット４１と、液状体加温装置５０と、一対の光照射装置４２とを備えている。
ヘッドユニット４１は、キャリッジ４０の下面の略中央部に取り付けられる。ヘッドユニット４１は、記録媒体Ｗ側の面４１ａに、例えば、３個の液滴吐出ヘッド６０がＸ方向（主走査方向）に所定の間隔を隔てて配置されている。液滴吐出ヘッド６０は、下面側のノズルプレート６４に、Ｙ方向（副走査方向）に沿って列状に配設された複数のノズル６７を有している。なお、液滴吐出ヘッド６０の個数は特に限定されず、作業の種類に合わせて設定できる。
【００４０】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、一対の光照射装置４２は、図中Ｘ方向に沿ってヘッドユニット４１を両側から挟むように配設されている。一対の光照射装置４２は、同様な構造のものであり、記録媒体Ｗ側に、照射窓４３が形成されている。光照射装置４２は、内部に図示しない発光ユニットを有する。発光ユニットは、例えば、多数のＬＥＤ素子が配列されており、ＬＥＤ素子は電力の供給を受けて紫外線の光である紫外光を発光する。発光された紫外光は、光照射装置４２の照射窓４３から記録媒体Ｗ側に照射される。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、液状体加温装置５０は、箱型の形状に形成されキャリッジ４０のＺ方向上部にヘッドユニット４１の上部を囲むように配設される。なお、液状体加温装置５０の詳細については、後述する。
【００４２】
（液滴吐出ヘッドの構成について）
次に、液滴吐出ヘッドについて、図３を参照して説明する。図３は、液滴吐出ヘッドを示す図であり、詳しくは底面側から見た斜視図である。図３に示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、図１に示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と同一の方向を示す。
図３に示すように、液滴吐出ヘッド６０は、液状体導入部６１と、ヘッド基板６２と、ヘッド本体６５と、コネクター６６とを備えている。
【００４３】
図３に示すように、液状体導入部６１は、方形に形成され、２連の接続針６８を有し、ヘッド基板６２の一面に設けられている。ヘッド基板６２は、長手方向の長さが液状体導入部６１の長手方向の長さより長い長方形の板状に形成され、液状体導入部６１が設けられている面に、さらに２個のコネクター６６が設けられている。ヘッド本体６５は、方形に形成され、液状体導入部６１が設けられている面とは反対側のヘッド基板６２の面に、液状体導入部６１と対峙するように設けられている。
【００４４】
ヘッド本体６５は、液状体導入部６１に連なるポンプ部６３と、ポンプ部６３に連なるノズルプレート６４とを有している。ノズルプレート６４のノズル面６４ａには、複数のノズル６７が形成されている。複数のノズル６７は、ノズル面６４ａにＹ方向に沿って所定のピッチ間隔を有してノズル列６７ａを形成している。
【００４５】
ポンプ部６３には、図示しない圧電素子が設けられており、当該圧電素子を駆動することによって、液状体導入部６１から供給されてきた液状体をノズル６７から液滴として吐出する。一つのノズル６７に対応して一つの圧電素子が設けられており、それぞれのノズル６７毎に独立して液滴を吐出することができる。
【００４６】
なお、この液滴吐出ヘッド６０は、図２（ａ），（ｂ）に示すキャリッジ４０および図１に示す液状体吐出装置１００に取り付けられたとき、ノズル６７が図１および図２（ａ）中Ｚ方向下方、すなわち、テーブル２４に載置される記録媒体Ｗに対向し、液状体導入部６１および２連の接続針６８が図１および図２（ａ）中Ｚ方向上方を向く。
【００４７】
（液状体加温装置について）
（第１実施例）
ここで、液状体加温装置の構成について、図４を参照して説明する。図４は、第１実施例の液状体加温装置を説明する概略断面図である。なお、説明を簡便にするために、液滴吐出ヘッドが１つの場合について説明する。また、図４で示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、図１で示すＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と同一な方向を示す。
【００４８】
図４に示すように、第１実施例の液状体加温装置５０は、カバー部材としてのカバー５１と、加熱手段としてのヒーター５２と、温度検出器５３とを備える。
カバー５１は、高熱伝導性の材料を用い箱状に形成されており、開口部をキャリッジ４０側に向け固定されている。なお、高熱伝導性の材料としては、例えば、銅やアルミニウム等の材料が好適に適用される。カバー５１とキャリッジ４０とで形成される閉空間Ｍは、少なくとも、液滴吐出ヘッド６０の液状体導入部６１、接続針６８を収容する。また、カバー５１の一面には、図１に示すメインタンク４５から液滴吐出ヘッド６０に液状体を供給する供給チューブ５４が貫通される孔部５１ａが設けられている。供給チューブ５４は、閉空間Ｍに引き込まれ、閉空間Ｍの内部を引き回され液滴吐出ヘッド６０の接続針６８に接続される。
【００４９】
ヒーター５２は、例えば、棒状のカートリッジヒーターが用いられ、キャリッジ４０の液滴吐出ヘッド６０が固定される近傍に埋め込まれている。本実施例では、液滴吐出ヘッド６０の長手方向に沿って両脇に２つ埋設されている。ヒーター５２の種類は特に限定しない。本実施例では、棒状のカートリッジヒーターが適用されているが、例えば、プレートヒーターがキャリッジ４０のカバー５１取り付け方向やカバー５１の内壁に取り付けられていてもよい。また、線状ヒーターがキャリッジ４０のカバー５１取り付け方向やカバー５１の内壁に取り付けられていてもよい。
【００５０】
温度検出器５３は、カバー５１とキャリッジ４０とで構成される閉空間Ｍの内壁面、例えばキャリッジ４０のヒーター５２近傍やカバー５１の天面に３箇所設けられている。なお、個数および位置は特に限定しない。使用される液状体の種類、ヒーター５２の種類、求められる温度精度によって設定できる。また、温度検出器５３の方式は特に限定しない。本実施例では、熱電対方式が適用されているが、測温抵抗方式でもよいし、その他の温度測定器でもよい。
【００５１】
この温度検出器５３は、カバー５１とキャリッジ４０とで構成される閉空間Ｍの雰囲気温度を検出する。検出された温度データは、図１に示す制御部１５に送られ、その温度データに基いて、ヒーター５２に所定の電力を供給もしくは停止して閉空間Ｍの雰囲気温度を所望の温度に調節する。
【００５２】
以下、本実施例の効果を記載する。
（１）上述の構成を有する液状体加温装置５０は、キャリッジ４０をヒーター５２で加熱することによって、キャリッジ４０とキャリッジ４０に固定された高熱伝導性のカバー５１全体を加温する。キャリッジ４０およびカバー５１を加温することによって、カバー５１とキャリッジ４０とで構成される閉空間Ｍの雰囲気温度を一定の温度まで加温することができる。液滴吐出ヘッド６０により吐出される高粘度の光硬化性インクは、供給チューブ５４の内部を貫流して液滴吐出ヘッド６０に至る。供給チューブ５４は、一定の温度まで加温された閉空間Ｍを引き回される。そのため、供給チューブ５４内の光硬化性インクが加温される。
【００５３】
なお、キャリッジ４０に固定された液滴吐出ヘッド６０もキャリッジ４０の熱が伝達され加温されるため、液滴吐出ヘッド６０内の光硬化性インクも加温される。前述のように光硬化性インクは、インク温度が上昇すると粘度が低下する。その結果、液滴吐出ヘッド６０から光硬化性インクを安定的に吐出することができる。また、光硬化性インクが液滴吐出ヘッド６０に供給されるより前に、光硬化性インクの温度を上昇させることができる。そのため、液滴吐出ヘッドでの加温時間を短縮することができ、作業効率を向上させることができる。
【００５４】
（２）上述の構成を有する液状体加温装置５０は、光硬化性インクが貫流する供給チューブ５４を加温された閉空間Ｍ内に配置して、徐々に光硬化性インクを加温する。すなわち、光硬化性インクのインク温度が急激に上昇することを低減させ、所定の温度に加温することができる。そのため、インク内で微小な気泡等を発生させることやインク成分が変化することを低減させることができる。その結果、液滴吐出ヘッド６０から光硬化性インクを安定的に吐出することができる。
【００５５】
（３））上述の構成を有する液状体加温装置５０は、加熱手段としてのヒーター５２の熱伝導を有効に用い、簡単な構造で供給チューブ５４内や液滴吐出ヘッド６０内の光硬化性インクの加温することができる。そのため、装置をシンプルかつコンパクトにすることができ、装置コストの低減を図ることができる。
【００５６】
（第２実施例）
ここで、第２実施例の液状体加温装置について図５を参照して説明する。図５は第２実施例における液状体加温装置を説明する概略断面図である。なお、第１実施例と同様な構成および内容については、符号を等しくして説明を省略する。
【００５７】
図５に示すように、第２実施例の液状体加温装置５０ａは、液滴吐出ヘッド６０の接続針６８およびに接続針６８に接続される供給チューブ５４に対して、一部もしくは全体をチューブカバー５５で覆っている。チューブカバー５５は、高熱伝導性の材料で形成されている。高熱伝導性の材料としては、例えば、銅箔やアルミ箔が好適に適用される。このチューブカバー５５に覆われた供給チューブ５４は、カバー５１とキャリッジ４０とで構成され、ヒーター５２によって温度が上昇した閉空間Ｍ内を引き回される。なお、チューブカバー５５は、キャリッジ４０の表面やカバー５１の内壁部に対して一部接触していることが好ましい。
【００５８】
上述の構成を有する液状体加温装置５０ａは、供給チューブ５４を高熱伝導性の材料で形成されるチューブカバー５５で覆い、加温された閉空間Ｍ内を引き回すように配置している。そのため、閉空間Ｍの熱エネルギーが供給チューブ５４および供給チューブ５４内を貫流する光硬化性インクに伝わりやすくなり、光硬化性インクを効率的に加温することができる。その結果、光硬化性インクの粘度を低減させ、液滴吐出ヘッド６０から光硬化性インクを安定的に吐出することができる。
【００５９】
（第３実施例）
ここで、第３実施例の液状体加温装置について図６を参照して説明する。図６は第３実施例における液状体加温装置を説明する概略断面図である。なお、第１実施例と同様な構成および内容については、符号を等しくして説明を省略する。
【００６０】
図６に示すように、第３実施例の液状体加温装置５０ｂは、液滴吐出ヘッド６０の接続針６８に接続される供給チューブ５４をキャリッジ４０とカバー５１で構成されるに閉空間Ｍの内壁に沿って這わせてある。すなわち、ヒーター５２によって温度が上昇したキャリッジ４０の表面やカバー５１の内壁部に供給チューブ５４のかなりの部分が接触している。そのため、供給チューブ５４は、加温された閉空間Ｍと、加温されたキャリッジ４０の表面やカバー５１の内壁から熱エネルギーを受けて、内部を貫流する光硬化性インクを効率的に加温することができる。その結果、光硬化性インクの粘度を低減させ、液滴吐出ヘッド６０から光硬化性インクを安定的に吐出することができる。
【００６１】
以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。例えば上記実施例以外の変形例は、以下の通りである。
【００６２】
（第１変形例）
図７に示すように。第１変形例の液状体加温装置５０は、カバー５１の外壁に液状体が暫定的に貯留されるサブタンク５８を密着するように設けている。サブタンク５８は、例えば、熱伝導性のよいアルミ箔等の材料を主材料とするインクパックであることが好ましい。光硬化性インクは、図１に示すメインタンク４５から第２供給チューブ５９を介してサブタンク５８に送られる。第２供給チューブ５９は、径が比較的大きく高粘度の光硬化性インクを比較的に通流させやすいフレキシブルチューブを適用すればよい。サブタンク５８には、当面の吐出作業に必要な量の光硬化性インクを貯留する。前述のように、カバー５１は加温されている。
【００６３】
そのため、サブタンク５８は、カバー５１から熱エネルギーを受けて加温される。サブタンク５８に貯留される光硬化性インクも、同様に熱エネルギーを受けて加温される。すなわち、光硬化性インクは、ヒーター５２によって加温されるカバー５１の外壁、キャリッジ４０とカバー５１で構成される閉空間Ｍ、および液滴吐出ヘッド６０から熱エネルギーを受けて加温されることができる。すなわち、光硬化性インクを効率的に加温することができる。その結果、光硬化性インクの粘度を低減させ、液滴吐出ヘッド６０から光硬化性インクを安定的に吐出することができる。なお、サブタンク５８の取り付け位置は、カバー５１外壁に限定されるものではなく、発光ユニットによって発熱する光照射装置４２の外面やキャリッジ４０の外面であってもよい。
【００６４】
（その他の変形例）
上述の実施例では、液滴吐出ヘッドから吐出される液状体が光硬化性インクの場合について説明したが、これに限定されない。加温されることによって粘度が低下する特性を有する液状体であればよい。また、ヒーター５２をキャリッジ４０に設けた場合について、説明したが、これに限定されない。ヒーター５２はカバー５１に設けてもよい。キャリッジとカバー５１とで形成される閉空間Ｍを加温できる位置であればよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０…基台、１５…制御部、２４…テーブル、３０…キャリッジ移動機構、３２…案内部材、４０…キャリッジ、４１…ヘッドユニット、４２…光照射装置、４５…メインタンク、５０…液状体加温装置、５１…カバー部材としてのカバー、５２…加熱手段としてのヒーター、５３…温度検出器、５４…流路としての供給チューブ、５５…チューブカバー、５８…タンクとしてのサブタンク、５９…第２供給チューブ、６０…液滴吐出ヘッド、６１…液状体導入部、６４…ノズルプレート、６７…ノズル、６８…接続針、１００…液状体吐出装置、Ｍ…キャリッジとカバーで構成される閉空間、Ｗ…記録媒体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状体導入部を有し、前記液状体導入部から導入される液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを搭載するキャリッジと、
前記キャリッジに固着され、前記液滴吐出ヘッドの前記液状体導入部側を囲む閉空間を形成するカバー部材と、
前記キャリッジおよび前記カバー部材を加熱する加熱手段と、を備え、
前記液滴吐出ヘッドの前記液状体導入部に前記液状体を供給する流路を、前記加熱手段によって加温される前記閉空間内に配置することを特徴とする液状体加温装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記キャリッジの前記液滴吐出ヘッド近傍に設けられることを特徴とする請求項１に記載の液状体加温装置。
【請求項３】
前記流路は、フレキシブルチューブであって、前記閉空間を形成する前記キャリッジおよび前記カバー部材の内面に接触している部分を有することを特徴とする請求項１または２に記載の液状体加温装置。
【請求項４】
前記流路は、フレキシブルチューブであって、金属材料からなるチューブカバーによって被覆されている部分を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液状体加温装置。
【請求項５】
前記加熱手段によって加温された前記カバー部材のいずれかの外面に、前記液状体を貯留するタンクを設けることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液状体加温装置。
【請求項６】
前記液状体は、光を照射することによって硬化する光硬化性インクであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液状体加温装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液状体加温装置、記録媒体に光硬化性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、および前記記録媒体に着弾した前記液滴に光を照射する光照射部を搭載するキャリッジと
前記記憶媒体を載置するテーブルと、を備え、
前記キャリッジと前記テーブルとを相対移動させながら、前記記録媒体に前記液状体からなるパターンを形成することを特徴とする液状体吐出装置。
【請求項１】
液状体導入部を有し、前記液状体導入部から導入される液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを搭載するキャリッジと、
前記キャリッジに固着され、前記液滴吐出ヘッドの前記液状体導入部側を囲む閉空間を形成するカバー部材と、
前記キャリッジおよび前記カバー部材を加熱する加熱手段と、を備え、
前記液滴吐出ヘッドの前記液状体導入部に前記液状体を供給する流路を、前記加熱手段によって加温される前記閉空間内に配置することを特徴とする液状体加温装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記キャリッジの前記液滴吐出ヘッド近傍に設けられることを特徴とする請求項１に記載の液状体加温装置。
【請求項３】
前記流路は、フレキシブルチューブであって、前記閉空間を形成する前記キャリッジおよび前記カバー部材の内面に接触している部分を有することを特徴とする請求項１または２に記載の液状体加温装置。
【請求項４】
前記流路は、フレキシブルチューブであって、金属材料からなるチューブカバーによって被覆されている部分を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液状体加温装置。
【請求項５】
前記加熱手段によって加温された前記カバー部材のいずれかの外面に、前記液状体を貯留するタンクを設けることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液状体加温装置。
【請求項６】
前記液状体は、光を照射することによって硬化する光硬化性インクであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液状体加温装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液状体加温装置、記録媒体に光硬化性の液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、および前記記録媒体に着弾した前記液滴に光を照射する光照射部を搭載するキャリッジと
前記記憶媒体を載置するテーブルと、を備え、
前記キャリッジと前記テーブルとを相対移動させながら、前記記録媒体に前記液状体からなるパターンを形成することを特徴とする液状体吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−５０８３７（Ｐ２０１１−５０８３７Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０１３３４（Ｐ２００９−２０１３３４）
【出願日】平成２１年９月１日（２００９．９．１）
【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２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１日（２００９．９．１）
【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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