JP2011251247A - 液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】集積回路の冷却をより良好に行うことができ、しかも機能液（インク）の加熱についても省エネルギー化を可能にした、液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】ノズルを有し、ノズルから機能液の液滴を吐出する吐出ヘッド１と、吐出ヘッド１の吐出動作を制御する集積回路６３を有する制御部６と、吐出ヘッド１に供給する機能液を貯留するタンク９０と、タンク９０から吐出ヘッド１に機能液を供給する機能液供給手段と、を含む。制御部６は、集積回路６３とこれの放熱を行うための放熱ブロック６２とを含む。機能液供給手段は、機能液を放熱ブロック６２に接触させて熱交換させた後、吐出ヘッド１に供給するよう構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、液滴吐出装置に関する。

従来、基板上に各種の機能性薄膜を形成する方法としては、スピンコート法やフレキソ印刷法が一般に用いられている。これに対して近年では、インク使用量削減や工程数削減に効果的であるとして、液滴吐出法が種々の薄膜形成に用いられるようになってきている。液滴吐出法を実施する液滴吐出装置としては、ノズルからインク（機能液）の液滴を吐出する吐出ヘッドと、この吐出ヘッドの吐出動作などを制御する集積回路を備えた制御部と、前記インクを貯留するタンクと、このタンクから前記吐出ヘッドにインクを供給する機能液供給手段と、を具備したものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

このような液滴吐出装置において、前記制御部は、特許文献１に開示されているように、機能液の吐出データを制御信号として送る処理部を備えている。この処理部は、通常、多数の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）を有したＩＣ等の集積回路からなっている。電界効果型トランジスタは、比較的大きな電流を流すことができ、集積回路の構成要素として好適に用いられているが、大きな電流を流すことで発熱量が大きくなる。したがって、通常は発熱による過熱を抑えるため、集積回路をヒートシンクに取り付けて放熱させ、集積回路の過熱を防止している。

特開２００７−１５２３３９号公報

前記ヒートシンクは例えばアルミニウムのブロックからなっており、このヒートシンクを介して集積回路の熱を大気中に放出することにより、集積回路を冷却するようになっている。しかし、このような空気冷却方式では、空気の熱容量が小さいことから冷却効果が十分に得られないといった課題がある。
一方、吐出ヘッドに供給するインク（機能液）については、特にその粘性が高い場合では、吐出ヘッドによる吐出性を高めるためヒーターで加熱することがある。しかし、このようにインクを直接ヒーターで加熱する場合には、加熱に要する電気消費量が多くなり、省エネルギー化が妨げられるといった課題がある。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、集積回路の冷却をより良好に行うことができ、しかも機能液（インク）の加熱についても省エネルギー化を可能にした、液滴吐出装置を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明の液滴吐出装置は、ノズルを有し、該ノズルから機能液の液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドの吐出動作を制御する集積回路を有する制御部と、前記吐出ヘッドに供給する前記機能液を貯留するタンクと、前記タンクから前記吐出ヘッドに前記機能液を供給する機能液供給手段と、を含み、
前記制御部は、前記集積回路と該集積回路の放熱を行うための放熱ブロックとを含み、
前記機能液供給手段は、前記機能液を前記放熱ブロックに接触させて熱交換させた後、前記吐出ヘッドに供給するよう構成されていることを特徴としている。

この液滴吐出装置によれば、機能液供給手段により、機能液が放熱ブロックに接触して熱交換させられた後、吐出ヘッドに供給されるようになっているので、放熱ブロックは機能液との熱交換で冷却され、これによって集積回路は放熱ブロックを介してより良好に冷却されるようになる。また、機能液は放熱ブロックとの熱交換で加熱されるため、その粘度が低下して吐出ヘッドによる吐出性が高くなる。また、機能液の吐出性を高めるべくヒーターで加熱する場合にも、放熱ブロックとの熱交換で予備加熱されることにより、ヒーターによる加熱に要する電気消費量が少なくなって省エネルギー化が可能になる。

また、前記液滴吐出装置においては、前記放熱ブロックには貫通孔が形成され、前記機能液供給手段は、前記貫通孔内に前記機能液を通過させるよう構成されているのが好ましい。
このようにすれば、放熱ブロックの貫通孔を機能液が通過することでこれらが接触し、熱交換されるので、放熱ブロックの構造を複雑化することなく簡易な構造で機能液との熱交換効率を高めることができる。

また、前記液滴吐出装置においては、前記機能液は紫外線照射硬化型のインクであるのが好ましい。
紫外線照射硬化型のインクは一般に常温での粘性が高く、そのままでは吐出ヘッドからの吐出性が低いため、予めヒーターによって加熱を行っている。したがって、このような紫外線照射硬化型のインクを前記放熱ブロックで熱交換させることにより、集積回路の排熱を利用して前記インクを加熱することができ、これによって省エネルギー化を図ることができる。

また、前記液滴吐出装置においては、前記制御部と前記吐出ヘッドとの間にヒーターを備え、前記前記機能液供給手段は、前記機能液を前記放熱ブロックに接触させて熱交換させた後、前記ヒーターで加熱し、その後、前記吐出ヘッドに供給するよう構成されているのが好ましい。
例えば機能液が紫外線照射硬化型のインクである場合では、前記したように吐出ヘッドに供給する前に予めヒーターによって該インクを加熱する必要がある。したがって、機能液を前記放熱ブロックと熱交換させて予備加熱した後、この機能液をヒーターで加熱し、その後吐出ヘッドに供給するように構成することで、省エネルギー化を図りつつ機能液の吐出性を高めることができる。

本発明における液滴吐出装置の一実施形態の概略構成を示す斜視図である。 （ａ）は外部コントローラーの側面図、（ｂ）は同じく平面図である。 液滴吐出ヘッドの概略構成を示す側断面図である。

以下、図面を参照して本発明の液滴吐出装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１は、液滴吐出装置の概略構成を示す斜視図であり、図１中符号１０００は液滴吐出装置である。この液滴吐出装置１０００は、例えば画像記録用のインクジェット式記録装置であって、液滴吐出ヘッド（吐出ヘッド）１と、駆動軸４と、ガイド軸５と、外部コントローラー（制御部）６と、ステージ７と、メンテナンス機構８と、基台９とを備えて構成されたものである。ステージ７は、ワークＷを載置するもので、ワークＷを所定の位置において固定する固定機構（図示せず）を備えたものである。

駆動軸４には駆動モーター２が接続されている。駆動モーター２は、例えばステッピングモーターからなり、外部コントローラー６からの駆動信号によって駆動するようになっている。駆動モーター２の駆動によって駆動軸４が回転することにより、駆動軸４に設置された液滴吐出ヘッド１が、図１中に示したＹ方向（Ｙ軸方向）に移動するようになっている。

ステージ７には、駆動モーター３が備えられている。駆動モーター３は、例えばステッピングモーターであり、外部コントローラー６からの駆動信号によって駆動するようになっている。駆動モーター３の駆動により、ステージ７が、図１中のＸ方向（Ｘ軸方向）に設けられたガイド軸５に沿って移動するようになっている。

外部コントローラー（制御部）６は、図２（ａ）に示すように基板６１と、該基板６１の一方の面側に設けられた直方体状の放熱ブロック６２と、該放熱ブロック６２の一方の側面に設けられた複数（本実施形態では二つ）のＩＣチップ（集積回路）６３とを備えたものである。ＩＣチップ６３は、多数の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）を有して構成されたもので、放熱ブロック６２の側面に螺子止めやはんだ付けによって取り付けられている。このように螺子やはんだによって直接あるいは間接的に取り付けることにより、ＩＣチップ６３は放熱ブロック６２に対して良好に熱伝導するようになっている。

また、ＩＣチップ６３は、液滴吐出のための制御信号を液滴吐出ヘッド１に供給するものであり、さらに、液滴吐出ヘッド１のＹ方向への移動を制御する駆動信号を駆動モーター２に供給するとともに、ステージ７のＸ方向への移動を制御する駆動信号を駆動モーター３に供給するようになっている。

放熱ブロック６２は、アルミニウムや銅等の熱伝導性の高い金属（又は合金）からなるもので、その平面図である図２（ｂ）に示すように、高さ（長さ）方向に沿って貫通孔６４を形成したものである。この貫通孔６４は、図２（ａ）に示すように放熱ブロック６２の上面側と底面側とにそれぞれ開口したもので、それぞれの開口部には継手管６４ａ、６４ｂが設けられている。これら継手管６４ａ、６４ｂには、後述するように貫通孔６４内にインク（機能液）を流通させ通過させるための配管６５が接続されている。配管６５としては、例えばフレキシブル配管が用いられる。また、このような構成からなる放熱ブロック６２は、図２（ｂ）に示したようにその上面及び底面が正方形状に形成された直方体状のもので、例えば上面（底面）をなす正方形の一辺が３ｃｍ、高さが１０ｃｍ程度に形成されている。

図１に示したメンテナンス機構８は、キャッピングユニット、ワイピングユニット、フラッシングユニット等のメンテナンスユニットを備え、液滴吐出ヘッド１のメンテナンスを行うものである。このメンテナンス機構８は、図示しない駆動モーターを備えたもので、該駆動モーターの駆動により、前記ガイド軸５に沿ってＸ方向に移動するようになっている。メンテナンス機構８の移動やメンテナンス動作は、外部コントローラー６によって制御されるようになっている。

液滴吐出ヘッド１は、インク（機能液）の液滴を吐出するものであって、図３に示すように液滴が吐出されるノズル開口部（ノズル）１５を備えたノズル基板１６と、ノズル基板１６の上面に接続され、液滴が流れる流路を形成する流路形成基板１０と、流路形成基板１０の上面に接続され、駆動素子（以下、圧電素子と記す）３００の駆動によって変位する振動板４００と、振動板４００の上面に接続され、リザーバ１００を形成するためのリザーバ形成基板２０と、リザーバ形成基板２０の上面側に設けられた可撓性を有するフレキシブル基板５００と、フレキシブル基板５００の下面に設けられ、圧電素子３００を駆動させるためのオンオフ制御をなす駆動回路部（ＩＣドライバ）２００と、フレキシブル基板５００の下面に設けられ、駆動回路部２００と圧電素子３００とを電気的に接続する導電部（導電パターン、配線パターン）５１０とを備えている。

このような液滴吐出ヘッド１の動作は、前記の外部コントローラー６によって制御されるようになっている。すなわち、駆動回路部（ＩＣドライバ）２００が外部コントローラー６のＩＣチップ６３に電気的に接続され、該ＩＣチップ６３から駆動信号が供給されることにより、駆動回路部（ＩＣドライバ）２００は圧電素子３００を駆動させ、液滴吐出ヘッド１の吐出動作をなさせるようになっている。

液滴吐出ヘッド１には、流路形成基板１０と、ノズル基板１６と、振動板４００とで囲まれた空間により、ノズル開口部１５より吐出される前のインクが配置されるキャビティー１２が形成されている。また、リザーバ形成基板２０と流路形成基板１０とで囲まれた空間により、キャビティー１２に供給される前のインクを予備的に保持するリザーバ１００が形成されている。

流路形成基板１０の下面側は開口しており、その開口を覆うようにノズル基板１６が流路形成基板１０の下面に接続されている。流路形成基板１０の下面とノズル基板１６とは、例えば接着剤や熱溶着フィルム等を介して固定されている。そのノズル基板１６には、液滴を吐出するノズル開口部１５が設けられている。

ノズル開口部１５はノズル基板１６に複数設けられている。具体的には、ノズル基板１６にはＹ軸方向に複数並んで設けられた、第１ノズル開口群１５Ａ及び第２ノズル開口群１５Ｂを有して形成されている。第１ノズル開口群１５Ａと第２ノズル開口群１５ＢとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。

流路形成基板１０の内側には複数の隔壁（図示せず）が形成されている。流路形成基板１０は、例えばシリコンによって形成されており、複数の隔壁は、流路形成基板１０の母材であるシリコン単結晶基板を異方性エッチングすることにより形成されている。そして、複数の隔壁を有する流路形成基板１０と、ノズル基板１６と、振動板４００とで囲まれた空間によって、複数のキャビティー１２が形成されている。キャビティー１２は、複数のノズル開口部１５に対応するように複数形成されている。すなわち、キャビティー１２は、第１、第２ノズル開口群１５Ａ、１５Ｂのそれぞれを構成する複数のノズル開口部１５に対応するように、Ｙ軸方向に複数並んで設けられている。

そして、第１ノズル開口群１５Ａに対応して複数形成されたキャビティー１２によって第１圧力発生室群１２Ａが構成され、第２ノズル開口群１５Ｂに対応して複数形成されたキャビティー１２によって第２圧力発生室群１２Ｂが構成されている。第１圧力発生室群１２Ａと第２圧力発生室群１２ＢとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されており、それらの間には隔壁１０Ｋが形成されている。

隔壁１０Ｋを含む流路形成基板１０は、例えばシリコン単結晶によって形成されており、剛体である。第１圧力発生室群１２Ａを形成する複数のキャビティー１２のうち、−Ｘ側の端部は前述した隔壁１０Ｋによって閉塞されているが、＋Ｘ側の端部は互いに接続するように集合しており、リザーバ１００と接続している。

リザーバ１００は、インク導入口２５より導入され、キャビティー１２に供給される前のインクを一時的に保持するものであって、リザーバ形成基板２０にＹ軸方向に延びるように形成されたリザーバ部２１と、流路形成基板１０にＹ軸方向に延びるように形成され、リザーバ部２１と各キャビティー１２のそれぞれとを接続する連通部１３とを備えている。すなわち、リザーバ１００は、第１圧力発生室群１２Ａを構成する複数のキャビティー１２の共通のインク保持室（インク室）となっている。インク導入口２５より導入されたインクは、導入路２６を経てリザーバ１００に流れ込み、供給路１４を経て、第１圧力発生室群１２Ａを構成する複数のキャビティー１２のそれぞれに供給される。また、第２圧力発生室群１２Ｂを構成するキャビティー１２にも、同様のリザーバ１００が接続されている。

流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０との間に配置された振動板４００は、流路形成基板１０の上面を覆うように設けられた弾性膜５０と、弾性膜５０の上面に設けられた下電極膜６０とを備えている。弾性膜５０は、例えば厚み１〜２μｍ程度の二酸化シリコンによって形成されている。下電極膜６０は、例えば厚み０．２μｍ程度の金属によって構成されている。本実施形態において、下電極膜６０は、複数の圧電素子３００の共通電極となっている。

振動板４００を変位するための圧電素子（駆動素子）３００は、下電極膜６０の上面に設けられた圧電体膜７０と、その圧電体膜７０の上面に設けられた上電極膜８０とを備えている。圧電体膜７０は例えば厚み１μｍ程度、上電極膜８０は例えば厚み０．１μｍ程度に形成されている。なお、圧電素子３００の概念としては、圧電体膜７０及び上電極膜８０に加えて、下電極膜６０を含むものであってもよい。

すなわち、本実施形態における下電極膜６０は、圧電素子３００としての機能と、振動板４００としての機能とを兼ね備えた駆動素子としている。また、本実施形態では、弾性膜５０及び下電極膜６０が振動板４００として機能するが、弾性膜５０を省略した構造とし、下電極膜６０が弾性膜（５０）を兼ねるようにしてもよい。

圧電体膜７０及び上電極膜８０、すなわち圧電素子（駆動素子）３００は、複数のノズル開口部１５及びキャビティー１２のそれぞれに対応するように複数設けられている。すなわち、圧電体膜７０及び上電極膜８０からなる圧電素子３００は、各ノズル開口部１５毎（キャビティー１２毎）に設けられている。そして、前述したように、下電極膜６０は複数の圧電素子３００の共通電極として機能し、上電極膜８０は複数の圧電素子３００の個別電極として機能する。

また、第１ノズル開口群１５Ａを構成するノズル開口部１５のそれぞれに対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた圧電素子３００によって、第１圧電素子群３００Ａが構成されており、第２ノズル開口群１５Ｂを構成するノズル開口部１５のそれぞれに対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた圧電素子３００によって、第２圧電素子群３００Ｂが構成されている。これら第１圧電素子群３００Ａと第２圧電素子群３００ＢとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。

リザーバ形成基板２０には、封止膜３１と固定板３２とを有するコンプライアンス基板３０が接合されている。封止膜３１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚み６μｍ程度のポリフェニレンスルフィドフィルム）からなり、この封止膜３１によってリザーバ部２１の上部が封止されている。

また、固定板３２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚み３０μｍ程度のステンレス鋼）で形成される。この固定板３２のうち、リザーバ１００に対応する領域は、厚さ方向に除去された開口部３３となっているため、リザーバ１００の上部は、可撓性を有する封止膜３１のみで封止され、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部２２となっている。

通常、インク導入口２５からリザーバ１００にインクが供給されると、例えば、圧電素子３００の駆動時のインクの流れ、あるいは、周囲の熱などによってリザーバ１００内に圧力変化が生じる。しかしながら、前述のように、リザーバ１００の上部が封止膜３１のみよって封止されて可撓部２２となっているため、この可撓部２２が撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバ１００内は常に一定の圧力に保持される。なお、その他の部分は固定板３２によって十分な強度に保持されている。

そして、リザーバ１００の外側のコンプライアンス基板３０上には、リザーバ１００にインクを供給するためのインク導入口２５が形成されており、リザーバ形成基板２０には、インク導入口２５とリザーバ１００の側壁とを連通する導入路２６が設けられている。
リザーバ形成基板２０のうち、Ｘ軸方向に関して中央部には、Ｙ軸方向に延びる溝部７００が形成されている。溝部７００によって、リザーバ形成基板２０は、第１圧力発生室群１２Ａに対応して設けられた第１圧電素子群３００Ａを封止する第１封止部２０Ａと、第２圧力発生室群１２Ｂに対応して設けられた第２圧電素子群３００Ｂを封止する第２封止部２０Ｂとに分けられる。そして、溝部７００においては、流路形成基板１０（隔壁１０Ｋ）の一部が露出している。

つまり、リザーバ形成基板２０のうち、圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可能な圧電素子保持部２４が設けられている。圧電素子保持部２４は、第１、第２封止部２０Ａ、２０Ｂのそれぞれに形成されており、第１、第２圧電素子群３００Ａ、３００Ｂを覆う大きさで形成されている。また、圧電素子３００のうち、少なくとも圧電体膜７０は、この圧電素子保持部２４内に密封されている。

このように、リザーバ形成基板２０は、圧電素子３００を外部環境と遮断して、圧電素子３００を封止するための封止部材としての機能を有している。リザーバ形成基板２０によって圧電素子３００を封止することで、水分等の外部環境による圧電素子３００の破壊が防止される。また、本実施形態では、圧電素子保持部２４の内部を密封状態にしただけであるが、例えば、圧電素子保持部２４内の空間を真空にしたり、あるいは窒素又はアルゴン雰囲気等とすることにより、圧電素子保持部２４内を低湿度に保持することができ、圧電素子３００の破壊をさらに確実に防止することができる。

また、リザーバ形成基板２０は剛体であって、そのリザーバ形成基板２０を形成する材料としては、例えば、ガラス、セラミック材料等の流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板が用いられている。

圧電素子（駆動素子）３００を駆動するための駆動回路部２００（２００Ａ、２００Ｂ）は、回路基板あるいは駆動回路を含む半導体集積回路（ＩＣ）を含んで構成されており、フレキシブル基板５００の下面に接続され、一体化されている。圧電素子３００は駆動回路部２００から出力される駆動信号により駆動される。フレキシブル基板５００は可撓性を有しており、フレキシブル基板５００の下面には、銅などの導電性材料からなる導電性の配線パターン（導電部）５１０が、プリント方式により、メッキやエッチングなどの手法によって設けられている。

このような構成の液滴吐出ヘッド１には、図１に示すようにインク（機能液）を貯留するタンク９０が、前記配管６５を介して接続されている。タンク９０に貯留され、したがって液滴吐出ヘッド１に供給されてこれから吐出されるインク（機能液）としては、本実施形態では紫外線照射硬化型のインクが用いられる。

紫外線照射硬化型のインクとしては、特に限定されることなく、紫外線の被照射により硬化する紫外線照射硬化型インク（ラジカル重合系インク，カチオン重合系インク及びハイブリッド型インクを含む。）であれば使用可能である。例えば、モノマーと光重合開始剤と各色に対応する顔料とを含有し、さらに必要に応じて、界面活性剤や熱ラジカル重合禁止剤などの各種添加剤が配合されたものが用いられる。

また、このようなインクを硬化させるため、前記液滴吐出ヘッド１の近傍には、図示しないものの、光照射装置が設けられている。この光照射装置は、通常は液滴吐出ヘッド１に追従して移動するようになっている。このような光照射装置としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ブラックライト、冷陰極管、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等が使用可能である。

また、前記タンク９０と前記液滴吐出ヘッド１との間には、タンク９０内のインクを液滴吐出ヘッド１に供給するための液供給手段（機能液供給手段）９５が設けられている。液供給手段９５は、前記配管６５と、タンク９０内のインクを送出するための送液ポンプ９２とを備えて構成されている。したがって、この液供給手段９５は、図２（ａ）に示したようにその経路中に、前記放熱ブロック６２の貫通孔６４を含んで形成されている。すなわち、この液供給手段９５は、前記インクを放熱ブロック６２の貫通孔６４内に通過させることにより、該インクを放熱ブロック６２に接触させて熱交換させた後、前記液滴吐出ヘッド１に供給するようになっている。

また、この液供給手段９５を構成する配管６５には、前記放熱ブロック６２と前記液滴吐出ヘッド１との間にヒーター９７が設けられている。このヒーター９７は、例えば抵抗加熱式のもので、放熱ブロック６２に接触して熱交換させられた後のインクを、さらに加熱するものである。ここで、このようなヒーター９７を配設するのは、特に本実施形態ではインクとして、前記したように紫外線照射硬化型インクを使用するからである。

すなわち、紫外線照射硬化型インクは例えばカラーフィルター形成用のインクなどに比べて粘性が高く、配管内での流動性については支障ないものの、液滴吐出ヘッド１から吐出する際には、高粘性のままでは良好な吐出を行うことが難しいからである。したがって、このインクを予めヒーター９７で加熱しておき、粘度を液滴吐出ヘッド１からの吐出に適した粘度に低下させておくことにより、液滴吐出ヘッド１からの吐出性を良好にすることが可能になる。

このような構成の液滴吐出装置１０００によってワークＷに対しインクを吐出し、所望の描画を行うには、まず、外部コントローラー（制御部）６のＩＣチップ６３を作動させ、駆動回路部（ＩＣドライバ）２００を介して圧電素子３００を駆動させるとともに、駆動モーター２、駆動モーター３を駆動させ、液滴吐出ヘッド１とステージ７上のワークＷとの相対的位置を逐次変化させる。
また、液供給手段９５の送液ポンプ９２を作動させるとともに、ヒーター９７に通電する。

このようにして外部コントローラー（制御部）６のＩＣチップ６３を作動させると、ＩＣチップ６３を構成する多数の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）が発熱し、したがってＩＣチップ６３全体が発熱する。すると、ＩＣチップ６３は放熱ブロック６２に良好に熱伝導するように取り付けられているので、ＩＣチップ６３の熱は放熱ブロック６２に伝導する。すなわち、ＩＣチップ６３は放熱ブロック６２との間で熱交換する。

また、液供給手段９５の送液ポンプ９２を作動させ、タンク９０内のインクを配管６５に流しているので、インクは放熱ブロック６２の貫通孔６４内を通過することで該放熱ブロック６２に接触し、熱交換する。したがって、放熱ブロック６２はＩＣチップ６３との間で熱交換しているため、インクはこの放熱ブロック６２を介してＩＣチップ６３との間で熱交換するようになる。

すなわち、タンク９０は大気中に配置され、したがってタンク９０内のインクは常温になっているため、インクはＩＣチップ６３との熱交換で加熱された放熱ブロック６２と熱交換することで、放熱ブロック６２を冷却し、自身は放熱ブロック６２によって加熱される。これにより、冷却された放熱ブロック６２はＩＣチップ６３をより効率的に冷却するようになる。従来では空冷式であったのに比べ、本実施形態では空気に比べて熱容量が大きいインクを用いた液冷式となるためである。

そして、放熱ブロック６２の貫通孔６４を通過したインクは、配管６５を流れてヒーター９７で所定温度に加熱される。これにより、ヒーター９７を通過し所定温度に加熱されたインクは、液滴吐出ヘッド１に供給される。すなわち、インクはインク導入口２５を介してリザーバ１００に供給され、その後、ノズル開口部１５に至るまでの液滴吐出ヘッド１の内部流路を満たす。

そして、外部コントローラー６のＩＣチップ６３からの制御信号によって駆動回路部（ＩＣドライバ）２００が圧電素子３００を駆動させることにより、ノズル開口部１５より液滴が吐出される。すなわち、駆動回路部２００は、外部コントローラー６からの信号に基づいて、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体膜７０を変位させることにより、各圧力発生室１２内の圧力を高めてノズル開口部１５より液滴を吐出させる。

このような液滴吐出装置１０００にあっては、液供給手段９５により、インクを放熱ブロック６２に接触させて熱交換させた後、液滴吐出ヘッド１に供給するようにしているので、放熱ブロック６２をインクとの熱交換で冷却し、これによって該放熱ブロック６２を介してＩＣチップ６３を従来に比べより良好に冷却することができる。

また、インクを放熱ブロック６２との熱交換で加熱するため、その粘度を低下させて液滴吐出ヘッド１による吐出性を高くすることができる。特に、ヒーター９７で加熱してインクの吐出性を所望の吐出性にまで高める場合に、インクを放熱ブロック６２との熱交換で予備加熱しておくことにより、ヒーター９７による加熱に要する電気消費量を少なくすることができる。よって、ＩＣチップ６３からの排熱を利用してインクを予備加熱することにより、従来に比べて省エネルギー化を図ることができる。

また、放熱ブロック６２に貫通孔６４を形成し、液供給手段９５を、貫通孔６４内にインクを通過させるよう構成しているので、放熱ブロック６２の構造を複雑化することなく簡易な構造でインクとの熱交換効率を高めることができる。
また、インクとして紫外線照射硬化型のものを用いているので、より省エネルギー化を図ることができる。すなわち、紫外線照射硬化型のインクは一般に常温での粘性が高く、そのままでは液滴吐出ヘッド１からの吐出性が低いため、予めヒーターによって加熱を行っている。したがって、このような紫外線照射硬化型のインクを放熱ブロック６２で熱交換させて予備加熱することにより、省エネルギー化を図ることができる。
また、外部コントローラー（制御部）６と液滴吐出ヘッド１との間にヒーター９７を備え、インクを該ヒーター９７で加熱した後、液滴吐出ヘッド１に供給するようにしたので、例えばインクが紫外線照射硬化型のインクである場合など、このインクの吐出性を所望の吐出性にまで高めることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態では放熱ブロック６２として直方体状のものを用いたが、より放熱性を高めるため、その外面等にフィン構造を設けてもよい。
また、使用する機能液についても、紫外線照射硬化型のインクに限定されることなく、種々のインク（機能液）を用いることができる。

１…液滴吐出ヘッド（吐出ヘッド）、６…外部コントローラー（制御部）、１５…ノズル開口部（ノズル）、６２…放熱ブロック、６３…ＩＣチップ（集積回路）、６４…貫通孔、６５…配管、９０…タンク、９５…液供給手段（機能液供給手段）、９７…ヒーター、１０００…液滴吐出装置

Claims (4)

1. ノズルを有し、該ノズルから機能液の液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドの吐出動作を制御する集積回路を有する制御部と、前記吐出ヘッドに供給する前記機能液を貯留するタンクと、前記タンクから前記吐出ヘッドに前記機能液を供給する機能液供給手段と、を含み、
   前記制御部は、前記集積回路と該集積回路の放熱を行うための放熱ブロックとを含み、
   前記機能液供給手段は、前記機能液を前記放熱ブロックに接触させて熱交換させた後、前記吐出ヘッドに供給するよう構成されていることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記放熱ブロックには貫通孔が形成され、前記機能液供給手段は、前記貫通孔内に前記機能液を通過させるよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
3. 前記機能液は紫外線照射硬化型のインクであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記制御部と前記吐出ヘッドとの間にヒーターを備え、前記前記機能液供給手段は、前記機能液を前記放熱ブロックに接触させて熱交換させた後、前記ヒーターで加熱し、その後、前記吐出ヘッドに供給するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。

Images