JP2014111389A - 液体噴射装置、液体噴射方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体噴射ヘッドにおける液体の消費量に拘わらず液体の温度を安定させることが可能な液体噴射装置を提供する。
【解決手段】インクカートリッジ１３と記録ヘッド２０との間に配設され、記録ヘッドへのインクの供給状態又は非供給状態に切り替えることが可能な圧力調整弁６９を有するサブタンク２１と、圧力調整弁側から記録ヘッド側に供給されるインクを加熱する加熱ヒーター４８を有する加熱流路ユニット２４と、加熱ヒーターを制御するプリンターコントローラー６０と、圧力調整弁の開弁または閉弁を検出するスイッチ７７と、を備え、プリンターコントローラーは、スイッチにより圧力調整弁の開弁が検出された場合に加熱ヒーターによる加熱を開始させる一方、スイッチにより圧力調整弁の閉弁が検出された場合、加熱ヒーターによる加熱を停止させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、インクジェット式記録装置などの液体噴射装置に関し、特に、液体を加熱する加熱手段を有する液体噴射装置に関するものである。

液体を噴射可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射する液体噴射装置の代表的なものとしては、例えば、着弾対象物（記録媒体）としての記録紙等に対してインク滴を噴射・着弾させて記録を行うインクジェット式プリンター等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、或いはＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等のディスプレイ製造装置においては、色材や電極等の液体状の各種材料を、画素形成領域や電極形成領域等に対して噴射するためのものとして、液体噴射装置が用いられている。

近年、紫外線などの光のエネルギーの照射によって硬化する光硬化型インクが画像等の印刷の際に用いられることがある。この光硬化型インクは、インク吸収性の乏しい記録媒体に対しても光を当てれば硬化して画像等を記録することができるため、様々な用途に用いられている。しかしながら、この光硬化型インクは、一般のインクよりも粘度が高く、この光硬化型インクを液体噴射ヘッドで支障なく噴射するには、粘度を低下させる必要がある。このため、加熱手段によって光硬化型インクを加熱してから記録媒体上に噴射するように構成された液体噴射ヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−０８３４７０号公報

ところが、加熱手段から液体噴射ヘッドのノズルまでの流路の距離が長いほど、液体がノズルに至るまでの間に当該液体の温度が低下しやすくなる。特に、単位時間あたりにより多くの液体を連続的に噴射する場合、液体の流速が速くなるので、それだけ加熱手段を液体が通過する時間が短くなり、液体が十分に加熱され難い。この場合、液体の粘度が理想値よりも高まるため、ノズルから噴射される液体の量や飛翔速度が低下してしまう。このような不具合を防止すべく、液体噴射ヘッド内の液体が規定の温度となるまで液体の噴射を行わずに待機させる方法が考えられるが、待機時間を設ける分、処理時間が長くなってしまう問題がある。その一方で、液体を長時間噴射しない場合や、液体の消費量が比較的少ない場合等では、液体の流速が遅くなるので、加熱手段によって液体が加熱され過ぎて液体温度が必要以上に高まることになる。この場合、ノズルから噴射される液体の量や飛翔速度が必要以上に高まってしまう。

なお、このような問題は、インクを噴射する記録ヘッドを搭載したインクジェット式記録装置だけではなく、液体を加熱して当該液体の粘度を低下させてから噴射を行う他の液体噴射装置においても同様に存在する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体噴射ヘッドにおける液体の消費量に拘わらず液体の温度を安定させることが可能な液体噴射装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドに供給する液体を貯留した液体貯留部材と、
該液体貯留部材と前記液体噴射ヘッドとの間に配設され、前記液体噴射ヘッドへの液体の供給状態又は非供給状態に切り替えることが可能な開閉弁と、
該開閉弁側から前記液体噴射ヘッド側に供給される液体を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段を制御する制御手段と、
前記開閉弁の開弁または閉弁を検出する検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記検出手段により前記開閉弁の開弁が検出された場合に前記加熱手段による加熱を開始させる一方、前記検出手段により前記開閉弁の閉弁が検出された場合、前記加熱手段による加熱を停止させることを特徴とする。

本発明によれば、開閉弁の開弁が検出された場合に加熱手段がオンにされて液体の加熱が開始される一方、開閉弁が閉弁されたときに加熱手段がオフにされて液体の加熱が停止されるので、液体噴射ヘッド内部の流路を流れる液体の流速の高低（即ち、液体の消費量の多少）に拘わらず、当該流路内の液体の温度を可及的に一定に保つことが可能となる。即ち、液体噴射ヘッドによる液体の消費量が相対的に多く、ヘッド内部の流路を流れる液体の流速が比較的速い場合、開閉弁が開弁され、これに伴って加熱手段による液体の加熱が開始されるので、液体の温度の低下が防止される。一方、液体噴射ヘッドによる液体の消費量が相対的に少なく、ヘッド内部の流路を流れる液体の流速が比較的低い場合、開閉弁が閉弁され、これに伴って加熱手段による加熱が停止されるので、液体の過加熱が防止される。したがって、液体噴射ヘッド内の液体の温度が一定に維持される。その結果、液体の粘度がノズルからの噴射に適した値に維持されるので、ノズルから噴射される液体の量や飛翔速度などの噴射特性の安定化が図れる。また、加熱手段のオン・オフの切り替えを、開閉弁の開閉に連動させることで、複雑な制御を要しない。

また、上記構成において、前記液体噴射ヘッドは、当該液体噴射ヘッド内の液体の温度を検出する温度検出手段を有し、
前記制御手段は、前記温度検出手段による検出温度が規定の温度に満たない場合、検出温度が規定の温度に至るまで、前記検出手段による前記開閉弁の検出状態に拘わらず、前記加熱手段を加熱状態に維持する構成を採用することが望ましい。

上記構成によれば、温度検出手段による検出温度が規定の温度に満たない場合、検出温度が規定の温度に至るまで、検出手段による開閉弁の検出状態に拘わらず、加熱手段を加熱状態に維持するので、液体噴射装置の電源が投入された直後など液体の温度が比較的低い場合に、液体の温度を速やかに規定の温度に調整することが可能となる。

また、上記構成において、前記液体噴射ヘッドは、当該液体噴射ヘッド内部の液体の温度を保温する保温手段を有し、
前記制御手段は、前記温度検出手段による検出温度が規定の温度となるように、前記保温手段を制御する構成を採用することができる。

上記構成によれば、加熱手段に加えて保温手段を備え、温度検出手段による検出温度が規定の温度となるように、保温手段が制御されるので、より効率良く且つより精度の高い温度制御が可能となる。

プリンターの構成を説明する平面図である。 インク噴射ユニットの構成を説明する分解斜視図である。 インク噴射ユニットの構成を説明する斜視図である。 記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。 プリンターの電気的な構成を説明するブロック図である。 インクカートリッジから記録ヘッドに至るまでの構成を説明する模式図である。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式記録装置（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。

図１はインク噴射ユニット１０（図２）を搭載するインクジェット式記録装置（以下、プリンターという）の構成を示す平面図である。
本実施形態におけるプリンター１は、記録用紙、布、樹脂フィルム等の記録媒体（着弾対象：図示せず）の表面に対して液体状のインク（本発明に液体に相当）を噴射して画像やテキスト等の記録を行う装置である。このプリンター１は、フレーム２と、このフレーム２内に配設されたプラテン３とを備えており、紙送りモーターの駆動により回転する紙送りローラー（何れも図示せず）によってプラテン３上に記録紙が搬送されるようになっている。また、フレーム２内には、プラテン３と平行にガイドロッド４が架設されており、このガイドロッド４には、記録ヘッド２０を備えたインク噴射ユニット１０を収容したキャリッジ５が摺動可能に支持されている。このキャリッジ５は、パルスモーター６の駆動によって回転する駆動プーリー７と、この駆動プーリー７とはフレーム２における反対側に設けられた遊転プーリー８との間に架設されたタイミングベルト９に接続されている。そして、キャリッジ５は、パルスモーター６を駆動することで、ガイドロッド４に沿って紙送り方向と直交する主走査方向に往復移動するように構成されている。

フレーム２の一側には、インクカートリッジ１３（本発明における液体貯留部材の一種）を着脱可能に搭載するカートリッジホルダー１４が設けられている。インクカートリッジ１３は、エアチューブ１５を介してエアポンプ１６と接続されており、このエアポンプ１６からの空気が各インクカートリッジ１３内に供給される。そして、この加圧空気によってインクカートリッジ１３内に配設されたインクパックが加圧されることにより、インクパック内のインクがインク供給チューブ１７を通じてインク噴射ユニット１０側に供給（圧送）されるように構成されている。

インク供給チューブ１７は、例えば、合成樹脂で作製された可撓性を有する中空部材であり、このインク供給チューブ１７の内部には、各インクカートリッジ１３に対応するインク流路が形成されている。また、プリンター１本体側とインク噴射ユニット１０側との間には、プリンター１本体側の制御部（図示せず）からインク噴射ユニット１０側に駆動信号等を伝送するＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）１８が配線されている。

インク噴射ユニット１０の移動範囲における一側（カートリッジホルダー１４側）に設けられたホームポジションには、記録ヘッド２０のノズル面を封止するキャップ部材１１′を有するキャッピング機構１１が配設されている。キャップ部材１１′は、エラストマー等の弾性を有する材料により、上面が開口したトレイ状の部材である。そして、キャッピング機構１１は、ホームポジションで待機状態にある記録ヘッド２０のノズル面をキャップ部材１１′により封止してノズル３０からインクの溶媒が蒸発することを抑制する。また、キャッピング機構１１は、記録ヘッド２０のノズル面を封止した状態で封止空部内を図示しない吸引ポンプによって負圧化し、ノズル３０からインクや気泡を強制的に吸引するクリーニングを行うことができる。

次に、インク噴射ユニット１０の構成について説明する。本実施形態におけるインク噴射ユニット１０は、本発明における液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド２０と、この記録ヘッド２０の上流側に配置されたサブタンク２１と、を備えている。インクカートリッジ１３からエアポンプ１６による加圧によりインク供給チューブ１７から送られてくるインクは、まず、サブタンク２１に導入される。サブタンク２１に導入されたインクは、後述するフィルター６６を通って、圧力調整部６８において供給圧力が調整された後、加熱流路ユニット２４内の通液路を通過して記録ヘッド２０に供給される。

図２及び図３は、本実施形態におけるインク噴射ユニット１０の構成を説明する図であり、図２はインク噴射ユニット１０の分解斜視図、図３はインク噴射ユニット１０の斜視図である。また、図４は、記録ヘッド２０の要部断面図である。
本実施形態におけるインク噴射ユニット１０は、記録ヘッド２０、サブタンク２１、インナーケース２２、アウターケース２３、及び、加熱流路ユニット２４を主な構成要素としている。

上記記録ヘッド２０は、複数の圧電振動子２５を備えたアクチュエータユニット２６、共通インク室２７（リザーバー又はマニホールドとも言う）からインク供給口２８及び圧力室２９を通ってノズル３０に至る一連のインク流路を形成する流路ユニット３１、及び、ヘッドケース３２などを備えて概略構成されている。

ヘッドケース３２は中空箱体状のケーシングであり、その内部には、サブタンク２１および加熱流路ユニット２４側からのインクを共通インク室２７側に導入する流路であるケース流路３３と、各アクチュエータユニット２６を個別に収容する収容室３４とが形成されている。このヘッドケース３２は、熱硬化性樹脂の一種であるエポキシ樹脂によって成型されており、流路取付面（下面）に流路ユニット３１が固定される。また、流路取付面とは反対側の基端面（上面）には、導入針ユニット３６（図２参照）が取り付けられる。さらに本実施形態におけるヘッドケース３２の外周面には、記録ヘッド２０内のインクを保温する保温ヒーター３５が貼設されている。この保温ヒーター３５は、例えば、可撓性を有する帯状の絶縁体によってニクロム線などの電熱線を封止した所謂フィルムヒーターから構成される。そして、この保温ヒーター３５は、後述するプリンターコントローラー６０による制御の下、ケース流路３３内を通過するインクの温度を所定の温度に維持するように構成されている。即ち、保温ヒーター３５は、本発明における保温手段として機能する。

上記のアクチュエータユニット２６は、圧力発生手段としての圧電振動子２５と、この圧電振動子２５が接合される金属製の固定板３８と、圧電振動子２５に配線基板４１からの駆動信号を印加するフレキシブルケーブル３９等から構成される。各圧電振動子２５は、自由端部が固定板３８の先端面よりも外側に突出した所謂片持ち梁の状態で、ステンレス鋼などの金属製板材からなる固定板３８上に取り付けられている。なお、圧力発生手段としては、上記圧電振動子以外にも、静電アクチュエーター、磁歪素子、発熱素子等を用いることができる。

流路ユニット３１は、振動板４０、流路基板４１、及びノズル基板４２からなる流路ユニット構成部材を積層した状態で接合して一体化することにより作製されている。この流路ユニット３１における圧力室２９は、ノズル３０の列設方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室として形成されている。また、共通インク室２７は、サブタンク２１側および加熱流路ユニット２４を経由してきたインクが導入される室である。そして、この共通インク室２７に導入されたインクは、インク供給口２８を通じて各圧力室２９に分配供給されるようになっている。

流路ユニット３１の底部に配置されるノズル基板４２は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル３０が列状に開設された金属製の薄い板材である。本実施形態のノズル基板４２は、ステンレス鋼の板材によって作製され、複数のノズル３０を列設してなるノズル列（ノズル群の一種）が、インク噴射ユニット１０の走査方向（主走査方向）に複数並べて設けられている。そして、１つのノズル列は、例えば１８０個のノズル３０によって構成される。

本実施形態における記録ヘッド２０には、例えば熱電対或いはサーミスターから構成される温度センサー４３（本発明における温度検出手段の一種）が設けられている。本実施形態においては、流路基板４１のノズル基板４２との接合面の一部を反対面側（振動板４０との接合面側）に窪ませてセンサー収容部４３′が形成され、当該センサー収容部４３′内に温度センサー４３が収容されている。当該センサー収容部４３′内の温度センサー４３は、センサー収容部４３′の一部を区画するノズル基板４２に熱伝導性接着剤等で接合されている。そして、温度センサー４３からの検出信号は、プリンター１本体側のプリンターコントローラー６０に出力されるように構成されている。なお、温度センサー４３の配設位置は、本実施形態で例示した位置に限定されない。例えば、ノズル基板４２の外表面に温度センサー４３を配置する構成を採用することも可能である。

ヘッドケース３２の基端面（ノズル形成面とは反対側の面）には、図２に示すように、導入針ユニット３６が配置される。この導入針ユニット３６は、合成樹脂等によって成型されており、その上面にはフィルター（図示せず）を介在させた状態でインク導入針４４が複数取り付けられている。また、導入針ユニット３６の上面には、加熱流路ユニット２４が着脱可能に装着されるようになっている。そして、加熱流路ユニット２４を導入針ユニット３６に装着すると、加熱流路ユニット２４内にインク導入針４４が挿入される。また、この導入針ユニット３６の内部には、各インク導入針４４に対応した集束流路（図示せず）が形成されている。この集束流路は、ヘッドケース３２のケース流路３３に連通し、インク導入針４４から導入されたインクを、ケース流路３３を通じて圧力室側に供給するようになっている。

上記サブタンク２１は、上面に形成された流路接続部４６にプリンター本体側からのインク供給チューブ１７が接続され、このインク供給チューブ１７からのインクを受け、供給圧力を調整した上で圧力室側に導入する部材である。本実施形態においては、合計４つのサブタンク２１が、インナーケース２２内に収容されるようになっている。１つのサブタンク２１内には２つの流路が形成されており、２種類のインクに対応できるようになっている。また、各サブタンク２１の底部には挿入部４５が設けられており、この挿入部４５内には加熱流路ユニット２４の接続針部２４′が挿入されるようになっている。このサブタンク２１の内部構成については、図６を用いて後述する。

本実施形態における加熱流路ユニット２４は、サブタンク２１の各流路にそれぞれ対応した通液流路（図示せず）が内部に複数区画形成された中空箱体状の部材である。加熱流路ユニット２４本体は、熱伝導率が高い材質（例えば、５０Ｗ／ｍｋ以上の熱伝導率を有する材質）、本実施形態においては、銅、アルミニウム等の金属によって形成されている。そして、通液流路は、サブタンク２１の流路と記録ヘッド２０（ヘッドケース３２）のケース流路３３との間を連通する流路である。加熱流路ユニット２４の上面（組み付け状態におけるサブタンク２１側の面）には、サブタンク２１の挿入部４５に対応させて複数の接続針部２４′が立設されている。また、加熱流路ユニット２４の下面（組み付け状態における記録ヘッド２０側の面）には、インク導入針４４に対応させて複数の針挿入部（図示せず）が設けられている。さらに、加熱流路ユニット２４本体の側面には、シート状の加熱ヒーター４８が全周に渡って貼設されている。加熱ヒーター４８は、例えば、可撓性を有する帯状の絶縁体によってニクロム線などの電熱線を封止した所謂フィルムヒーターである。この加熱ヒーター４８には、リード線４８′が設けられている。そして、加熱流路ユニット２４は、プリンターコントローラー６０による制御の下、リード線４８′を通じて加熱ヒーター４８の電熱線に通電することで加熱ヒーター４８を発熱させ、この加熱ヒーター４８の熱を加熱流路ユニット２４の構造体を通じて通液流路内を通過するインクを加熱するように構成されている。即ち、加熱流路ユニット２４は、本発明における加熱手段の一種として機能する。通液路を通過するインクは、後述する規定温度よりも高い温度（例えば、５５℃）となるように加熱ヒーター４８によって加熱される。

このように構成された加熱流路ユニット２４を記録ヘッド２０の上面に装着すると、インク導入針４４が針挿入部に挿入される。これにより、インク導入針４４の先端部に開設された図示しない導入穴を通じて、通液流路とヘッド流路とが液密状態で連通する。また、加熱流路ユニット２４の上面側には、サブタンク２１が装着される。このとき、接続針部２４′がサブタンク２１の挿入部４５内に挿入される。これにより、サブタンク２１の内部の流路と通液流路とが液密状態で連通する。サブタンク２１側からのインクは、通液流路を通過した後、インク導入針４４の導入穴を介してインク噴射ユニット１０のヘッド流路内に導入される。この加熱流路ユニット２４を採用することで、光硬化型インク等の高粘度のインク（具体的には２５℃において８ｍＰa・s以上の粘度のインク）の噴射に対応することができる。即ち、サブタンク２１から導入したインクを加熱流路ユニット２４によって加熱することで当該インクの粘度を低下させてからノズル３０から噴射するので、一般のインクと同様な噴射特性（噴射量、噴射速度等）を得られることができる。当然ながら、光硬化型インク以外の水系及び溶剤系インクにおける高粘度のインクにも適用可能である。

上記インナーケース２２は、上下面が開口したスリーブ状の部材であり、インク導入針４４を囲繞する状態で記録ヘッド２０の上面側に取り付けられる。インナーケース２２の開口部の平面形状は略矩形に形成されており、その内部空間は、加熱流路ユニット２４とサブタンク２１を収容する収容空部４７となっている。また、インナーケース２２の外側面には、駆動基板３７が取り付けられる。

上記アウターケース２３は、インナーケース２２の上部開口を被覆可能なベース面４９と、当該ベース面４９におけるサブタンク列設方向に直交する方向の両辺縁部から下方（記録ヘッド２０側）に延出した側壁部５０とから形成された断面略門型の部材である。側壁部５０は、インナーケース２２の側面に固定された駆動基板３７を被覆する基板被覆壁として機能する。ベース面４９には、収容空部４７に収容されたサブタンク２１の流路接続部４６に対応する部分に、当該流路接続部４６を露出可能な開口部５１が開設されている（図２）。また、ベース面４９におけるサブタンク列設方向の両縁部には、スリット５２が形成されている。そして、インナーケース２２内に収容された加熱流路ユニット２４のリード線４８′がスリット５２を通してヘッド外部に引き出されるようになっている（図３）。

さらに、アウターケース２３のベース面４９には、サブタンク列設方向の両辺縁部から下方に向けて、インナーケース２２の係止爪５４が係止可能な被係止部５５が形成されている。インナーケース２２にアウターケース２３を取り付けると、この被係止部５５の貫通孔にインナーケース２２の係止爪５４が係止して、インナーケース２２に対してアウターケース２３が固定されるようになっている。

そして、導入針ユニット３６のインク導入針４４を囲繞する状態でインナーケース２２を記録ヘッド２０に取り付け、インナーケース２２の収容空部４７内に加熱流路ユニット２４と各サブタンク２１を順次収容し、インナーケース２２の側面に駆動基板３７を固定する。さらに、各サブタンク２１の流路接続部４６を開口部５１から露出させると共にスリット５２からリード線４８′を引き出した状態で、アウターケース２３をインナーケース２２の外側に取り付けて収容空部４７の上部開口やインナーケース２２の側面の駆動基板３７をこのアウターケース２３によって被覆する。なお、この被覆状態では、駆動基板３７のコネクター５６が露出し、このコネクター５６にはプリンター本体側のＦＦＣ１８が接続されるようになっている。

図５は、プリンター１の電気的な構成を説明するブロック図である。
外部装置としてのコンピューターＣＰは、プリンター１と通信可能に接続されている。プリンター１に画像を印刷させるため、コンピューターＣＰは、その画像に応じた印刷データをプリンター１に送信する。本実施形態におけるプリンター１は、駆動信号生成回路５９、インク噴射ユニット１０、及び、プリンターコントローラー６０（本発明における制御手段の一種）を有する。上述したように、インク噴射ユニット１０は、記録ヘッド２０と、加熱ヒーター４８と、保温ヒーター３５と、温度センサー４３と、を有している。駆動信号生成回路５９は、プリンターコントローラー６０から送られた駆動信号の波形に関する波形データに基づいて、アナログの電圧信号を生成して増幅することで、駆動信号ＣＯＭを生成する。この駆動信号ＣＯＭは、記録媒体に対する印刷処理（記録処理或いは噴射処理）時に記録ヘッド２０の圧電振動子２５に印加されるものであり、駆動信号ＣＯＭの繰り返し周期である単位期間内に噴射駆動パルスを少なくとも１つ以上含む一連の信号である。ここで、噴射駆動パルスとは、記録ヘッド２０から液滴状のインクを噴射させるために、圧電振動子２５に所定の動作を行わせるものである。

プリンターコントローラー６０は、プリンターの制御を行うための制御ユニットである。プリンターコントローラー６０は、インターフェース部（Ｉ／Ｆ）６２と、ＣＰＵ６１と、メモリー６３とを有する。インターフェース部６２は、外部装置であるコンピューターＣＰとプリンター１との間で、コンピューターＣＰからプリンター１へ印刷データや印刷命令を送ったり、コンピューターＣＰがプリンター１の状態情報を受け取る等プリンターの状態データの送受信を行ったりする。ＣＰＵ６１は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー６３は、ＣＰＵ６１のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子を有する。ＣＰＵ６１は、メモリー６３に格納されているプログラムに従って、各ユニットを制御する。このように構成されたプリンターコントローラー６０は、本発明における制御手段として機能し、インク噴射ユニット１０の温度センサー４３による検出温度に基づいて、加熱ヒーター４８や保温ヒーター３５の温度を制御して、記録ヘッド２０内のインクの温度を、噴射に適した値（規定温度。例えば、５０℃）に維持する。

次に、サブタンク２１の構成について説明する。
図６は、インクカートリッジ１３からサブタンク２１および加熱流路ユニット２４を通って記録ヘッド２０に至るまでの構成について説明する模式図であり、主にサブタンク２１の内部構成について示している。本実施形態におけるサブタンク２１は、合成樹脂等から作製された本体部６５内に、フィルター６６が配設されたフィルター室６７と、圧力調整弁６９（本発明における開閉弁の一種）を有する圧力調整部６８と、を備えて概略構成されている。

インクカートリッジ１３からインク供給チューブ１７を通じて圧送されてくるインクは、流路接続部４６からサブタンク２１内に導入されて、まず、フィルター室６７に流入する。このフィルター室６７と調整弁収容室７０との境界部分にフィルター６６が配設されている。このフィルター６６は、インクカートリッジ１３側からのインクを濾過する部材であり、例えば、金属をメッシュ状に細かく編み込んで形成されている。

圧力調整部６８は、圧力調整弁６９が配設された調整弁収容室７０と、当該調整弁収容室７０に連通する圧力調整室７２と、圧力調整室７２の一側の開口部を封止する状態で配設された受圧部材７１と、を備えて概略構成されている。圧力調整室７２は、本体部６５の一方の側面（図６における右側の側面）から他方の側面（同図における左側の側面）側に向けて窪んだ状態に形成された空部である。この圧力調整室７２の縦方向（本体部６５の高さ方向）における略中央部の窪み底部（調整弁収容室７０との仕切壁）には流入口７３が開設されており、当該流入口７３は調整弁収容室７０と連通している。また、圧力調整室７２において、流入口７３よりも下流側の底部には導出口７４が開設されている。

受圧部材７１は、圧力調整室７２の内圧が所定の圧力より低くなると、圧力調整室７２の内側（本体部６５の他方の側面側）へ弾性変形する可撓性のフィルム部材７５と、このフィルム部材７５の内側（圧力調整室側）に添設された作動片７６とにより構成されている。フィルム部材７５は、例えば、可撓性を有する薄手の樹脂製のフィルムから成る。このフィルム部材７５は、圧力調整室７２となる窪みの開口部（即ち、圧力調整室７２の一側の開口面）を密封するように本体部６５の一方の側面に接着又は溶着されている。したがってフィルム部材７５は圧力調整室７２の一部を区画している。作動片７６は、圧力調整室７２内にあって一端部７６ａ側を本体部６５に支持された所謂片持ち梁状態に設けられており、当該一端部７６ａを支点として、フィルム部材７５の変形に伴って回動可能に構成されている。

フィルム部材７５の外表面には、スイッチ７７が設けられている。このスイッチ７７は、フィルム部材７５（受圧部材７１）の変位に連動してプリンターコントローラー６０との間で形成される回路の開閉を行う。具体的には、フィルム部材７５が、圧力調整室７２の開口面の近傍に位置する定常状態（即ち、圧力調整弁６９の閉弁状態）ではスイッチ７７が開く（オフ）一方、フィルム部材７５が圧力調整室７２の内側へ変形した状態（即ち、圧力調整弁６９の開弁状態）ではスイッチ７７が閉じる（オン）ように構成されている。即ち、このスイッチ７７は、圧力調整弁６９の開弁または閉弁を検出する検出手段として機能する。したがって、プリンターコントローラー６０は、スイッチ７７の開閉に基づいて圧力調整弁６９の閉弁状態又は開弁状態を把握することができる。そして、プリンターコントローラー６０は、圧力調整弁６９の開閉に応じて、加熱流路ユニット２４の加熱ヒーター４８のオン・オフを制御する。具体的には、圧力調整弁６９が開弁されたときに加熱ヒーター４８をオンにしてインクの加熱を開始させる一方、圧力調整弁６９が閉弁されたときに加熱ヒーター４８をオフにしてインクの加熱を停止させる。

圧力調整弁６９は、圧力調整室７２へのインクの導入を許容する開弁状態と、圧力調整室７２へのインクの導入を遮断する閉弁状態とに変換可能に構成されており、異形コイルバネから成る付勢部材７８によって閉弁位置側へ付勢された状態で、流入口７３の上流側に形成された調整弁収容室７０内に配設されている。圧力調整弁６９は、円柱状の軸部７９と、この軸部７９の途中から側方に延出した略円盤状の鍔部８０とにより構成されている。軸部７９の先端部（鍔部８０よりも先端側）は、その外径が流入口７３の内径よりも小さくなるように形成され、流入口７３を通じて圧力調整室７２内に挿入されている。そして、この軸部７９と流入口７３の内周面との間の隙間を介して、フィルター室６７側からのインクが圧力調整室７２内に導入されるようになっている。なお、図示しないが、鍔部８０の流入口７３側の面には、ゴムやエラストマー等の弾性部材からなるパッキンが取り付けられている。

付勢部材７８は、圧力調整弁６９の鍔部８０に当接して圧力調整弁６９全体を圧力調整室７２側に付勢し、圧力調整室７２が所定圧力に減圧されるまで閉成状態を保持するようになっている。即ち、圧力調整弁６９は、付勢部材７８の弾性力に抗する応力を受けない限り、鍔部８０が流入口７３の開口周縁部に密着する閉弁位置に保持される。そして、この閉弁位置では、圧力調整弁６９は、調整弁収容室７０側から圧力調整室７２側へのインクの流入を遮断する。

圧力調整弁６９によって圧力調整室７２へのインクの流入が遮断されると、圧力調整室７２の内圧が、記録ヘッド２０によるインクの消費に伴って次第に低下する。圧力調整室７２内が所定圧力まで減圧されると、受圧部材７１のフィルム部材７５が圧力調整室７２の内側へ弾性変形し、作動片７６を底部側（圧力調整弁６９側）へ押圧する。これにより、作動片７６は、フィルム部材７５が弾性変形する際の押圧力を受けて、閉弁位置にある圧力調整弁６９の軸部７９の先端部を押圧し、付勢部材７８の弾性力に抗しながら圧力調整弁６９を開方向に移動させる。これにより、鍔部８０が流入口７３の開口周縁部から離間して密着状態が解除された位置（開弁位置）まで圧力調整弁６９が変位する。また、受圧部材７１の変形に伴い、スイッチ７７が閉じられ、圧力調整弁６９の開弁状態が検出される。開弁状態が検出されると、プリンターコントローラー６０は加熱ヒーター４８をオンにする。これにより、加熱流路ユニット２４を通過するインクの加熱が開始される。

上記の開弁状態では、調整弁収容室７０側から流入口７３を通じて圧力調整室７２内へのインクの流入が許容される。圧力調整室７２に流入したインクは、導出口７４を通じて加熱流路ユニット２４の通液流路に流入する。通液流路を流れるインクは、加熱ヒーター４８によって加熱された後、記録ヘッド２０のインク流路に供給される。開弁後、圧力調整室７２内にインクが流入すると、これに伴って圧力調整室７２の内圧が次第に上昇する。圧力調整室７２の内圧の上昇により、受圧部材７１が、圧力調整室７２の底部側（圧力調整弁６９側）から開口面側に向かって次第に変位する。最終的には、圧力調整弁６９が付勢部材７８からの付勢力によって閉弁位置まで変位し、これにより鍔部８０が流入口７３の開口周縁部に密着して流入口７３を閉塞し、圧力調整室７２へのインクの流入を遮断する。これに伴い、スイッチ７７が開かれ、圧力調整弁６９の閉弁状態が検出される。閉弁状態が検出されると、プリンターコントローラー６０は加熱ヒーター４８をオフにする。これにより、加熱流路ユニット２４を通過するインクの加熱が停止される。

以上のように、本発明に係るプリンター１では、圧力調整弁６９が開弁されたときに加熱ヒーター４８がオンにされてインクの加熱が開始される一方、圧力調整弁６９が閉弁されたときに加熱ヒーター４８がオフにされてインクの加熱が停止されるので、記録ヘッド２０のインク流路を流れるインクの流速の高低（即ち、インクの消費量の多少）に拘わらず、当該インク流路内のインクの温度を可及的に一定に保つことが可能となる。即ち、記録ヘッド２０によるインクの消費量が相対的に多く、インク流路を流れるインクの流速が比較的速い場合、圧力調整弁６９が開弁され、これに伴って加熱ヒーター４８による加熱が開始されるので、インクの温度の低下が防止される。一方、記録ヘッド２０によるインクの消費量が相対的に少なく、インク流路を流れるインクの流速が比較的低い場合、圧力調整弁６９が閉弁され、これに伴って加熱ヒーター４８による加熱が停止されるので、インクの過加熱が防止される。したがって、記録ヘッド２０内のインクの温度が一定に維持される。その結果、インクの粘度がノズル３０からの噴射に適した値に維持されるので、ノズル３０から噴射されるインクの量や飛翔速度などの噴射特性の安定化が図れる。また、加熱ヒーター４８のオン・オフの切り替えを、圧力調整弁６９の開閉に連動させることで、複雑な制御を要しない。さらに、加熱ヒーター４８のオン・オフの切り替えを圧力調整弁６９の開閉に連動させることで、圧力調整弁６９の開閉状態をスイッチ７７によって検出することができるので、圧力調整弁６９の動作の不具合を監視することができる。そして、本実施形態におけるプリンター１は、加熱ヒーター４８に加えて保温ヒーター３５を備え、温度センサー４３による検出温度が規定の温度となるようにこれらのヒーター３５が制御されるので、より効率良く且つより精度の高い温度制御が可能となる。

ここで、本実施形態におけるプリンターコントローラー６０は、記録ヘッド２０の温度センサー４３による検出温度が規定の温度に満たない場合、検出温度が規定の温度に至るまで、スイッチ７７による圧力調整弁６９の開閉状態の検出に拘わらず、加熱ヒーター４８を加熱状態に維持するように構成されている。これにより、プリンター１の電源が投入された直後などインクの温度が低い場合に、インクの温度を速やかに規定の温度に調整することが可能となる。

なお、上記スイッチ７７に関し、上記実施形態で例示したものには限られず、圧力調整弁６９の開閉が検出できるものであれば、周知の種々の検出手段を採用することができる。例えば、静電容量式のスイッチを検出手段として採用することができる。また、耐液性（耐インク性）を有する検出手段であれば、圧力調整室７２内に配設する構成を採用することも可能である。

そして、以上では、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター１を例に挙げて説明したが、本発明は、液体流路を開閉する開閉弁および液体流路を通過する液体を加熱する加熱手段を備えた他の液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置，ごく少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペットにも適用することができる。

１…プリンター，１０…インク噴射ユニット，１３…インクカートリッジ，１５…エアチューブ，１６…エアポンプ，１７…インク供給チューブ，２０…記録ヘッド，２１…サブタンク，２４…加熱流路ユニット，３０…ノズル，３５…保温ヒーター，４３…温度センサー，４８…加熱ヒーター，６０…プリンターコントローラー，６８…圧力調整部，６９…圧力調整弁，７１…受圧部材，７５…フィルム部材，７６…作動片，７７…スイッチ。

［態様１］上記目的を達成するため、本発明に係る液体噴射装置は、液体を加熱する加熱手段と、前記加熱手段により加熱された液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドへの液体の供給状態又は非供給状態を弁の開閉により切り替えることが可能な開閉弁と、前記開閉弁の開弁または閉弁を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記開閉弁の開閉に連動して前記加熱手段を制御することが可能な制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記検出手段により前記開閉弁の閉弁が検出された場合、前記加熱手段による加熱を停止させることを特徴とする。
この態様によれば、開閉弁の開閉に連動して加熱手段を制御するため、液体噴射ヘッドから噴射される液体の温度を安定させることが可能となる。また、開閉弁の閉弁が検出された場合、加熱手段による加熱を停止させるため、液体の過加熱を防止することが可能となる。
［態様２］また、態様１の液体噴射装置において、さらに、前記液体噴射ヘッド内の液体の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記開閉弁の開閉と、前記温度検出手段による検出温度とに基づいて、前記加熱手段を制御してもよい。
この態様によれば、開閉弁の閉弁と温度検出手段による検出温度とに基づいて、加熱手段の温度を制御して、液体噴射ヘッド内のインクの温度を、噴射に適した値に維持することが可能となる。
［態様３］また、態様２の液体噴射装置において、前記制御手段は、前記温度検出手段による検出温度が規定の温度に満たない場合、検出温度が規定の温度に至るまで、前記検出手段により検出された前記開閉弁の開閉に拘わらず、前記加熱手段を加熱状態に維持する一方、前記温度検出手段による検出温度が規定の温度を満たす場合、前記検出手段により検出された前記開閉弁の開閉に連動して、前記加熱手段を制御してもよい。
この態様によれば、温度検出手段による検出温度が規定の温度に満たない場合、検出温度が規定の温度に至るまで、検出手段により検出された開閉弁の開閉に拘わらず、加熱手段を加熱状態に維持するので、液体噴射装置の電源が投入された直後など液体の温度が比較的低い場合に、液体の温度を速やかに規定の温度に調整することが可能となる。
［態様４］また、態様２又は態様３の液体噴射装置において、前記温度検出手段は、前記液体噴射ヘッドに設けられ、前記加熱手段は、前記開閉弁から前記液体噴射ヘッドへの流路に設けられていてもよい。
この態様によれば、それぞれ異なる位置に設けられた開閉弁の開閉と温度検出手段とによる検出温度とに基づいて、加熱手段の温度を制御することができるので、より精度の高い温度制御が可能となる。
［態様５］さらに、上記目的を達成するため、本発明に係る液体噴射方法は、液体噴射装置により液体を噴射する方法であって、前記液体噴射装置は、液体を加熱する加熱手段と、前記加熱手段により加熱された液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドへの液体の供給状態又は非供給状態を弁の開閉により切り替えることが可能な開閉弁と、前記開閉弁の開弁または閉弁を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記開閉弁の開閉に連動して前記加熱手段を制御することが可能な制御手段と、を備え、液体を前記加熱手段により加熱し、前記加熱手段により加熱された液体を液体噴射ヘッドにより噴射し、前記検出手段により前記開閉弁の閉弁を検出した場合、前記加熱手段による加熱を停止することを特徴とする。
この態様によれば、開閉弁の開閉に連動して加熱手段を制御するため、液体噴射ヘッドから噴射される液体の温度を安定させることが可能となる。また、開閉弁の閉弁が検出された場合、加熱手段による加熱を停止させるため、液体の過加熱を防止することが可能となる。
［態様６］また、態様５の液体噴射方法において、前記液体噴射装置は、さらに、前記液体噴射ヘッド内の液体の温度を検出する温度検出手段を備え、前記検出手段により検出された前記開閉弁の開閉と、前記温度検出手段による検出温度とに基づいて、前記加熱手段を制御してもよい。
この態様によれば、開閉弁の閉弁と温度検出手段による検出温度とに基づいて、加熱手段の温度を制御して、液体噴射ヘッド内のインクの温度を、噴射に適した値に維持することが可能となる。
［態様７］また、態様６の液体噴射方法において、前記温度検出手段による検出温度が規定の温度に満たない場合、検出温度が規定の温度に至るまで、前記検出手段により検出された前記開閉弁の開閉に拘わらず、前記加熱手段を加熱状態に維持し、前記温度検出手段による検出温度が規定の温度を満たす場合、前記検出手段により検出された前記開閉弁の開閉に連動して、前記加熱手段を制御してもよい。
この態様によれば、温度検出手段による検出温度が規定の温度に満たない場合、検出温度が規定の温度に至るまで、検出手段により検出された開閉弁の開閉に拘わらず、加熱手段を加熱状態に維持するので、液体噴射装置の電源が投入された直後など液体の温度が比較的低い場合に、液体の温度を速やかに規定の温度に調整することが可能となる。
［態様８］また、態様６又は態様７の液体噴射方法において、前記温度検出手段は、前記液体噴射ヘッドに設けられ、前記加熱手段は、前記開閉弁から前記液体噴射ヘッドへの流路に設けられていてもよい。
この態様によれば、それぞれ異なる位置に設けられた開閉弁の開閉と温度検出手段とによる検出温度とに基づいて、加熱手段の温度を制御することができるので、より精度の高い温度制御が可能となる。
［別の態様］あるいは、上記目的を達成するため、本発明は、液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドに供給する液体を貯留した液体貯留部材と、
該液体貯留部材と前記液体噴射ヘッドとの間に配設され、前記液体噴射ヘッドへの液体の供給状態又は非供給状態に切り替えることが可能な開閉弁と、
該開閉弁側から前記液体噴射ヘッド側に供給される液体を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段を制御する制御手段と、
前記開閉弁の開弁または閉弁を検出する検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記検出手段により前記開閉弁の開弁が検出された場合に前記加熱手段による加熱を開始させる一方、前記検出手段により前記開閉弁の閉弁が検出された場合、前記加熱手段による加熱を停止させることを特徴とする。

Claims (3)

1. 液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、
   前記液体噴射ヘッドに供給する液体を貯留した液体貯留部材と、
   該液体貯留部材と前記液体噴射ヘッドとの間に配設され、前記液体噴射ヘッドへの液体の供給状態又は非供給状態に切り替えることが可能な開閉弁と、
   該開閉弁側から前記液体噴射ヘッド側に供給される液体を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段を制御する制御手段と、
   前記開閉弁の開弁または閉弁を検出する検出手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記検出手段により前記開閉弁の開弁が検出された場合に前記加熱手段による加熱を開始させる一方、前記検出手段により前記開閉弁の閉弁が検出された場合、前記加熱手段による加熱を停止させることを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記液体噴射ヘッドは、当該液体噴射ヘッド内の液体の温度を検出する温度検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記温度検出手段による検出温度が規定の温度に満たない場合、検出温度が規定の温度に至るまで、前記検出手段による前記開閉弁の検出状態に拘わらず、前記加熱手段を加熱状態に維持することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記液体噴射ヘッドは、当該液体噴射ヘッド内部の液体の温度を保温する保温手段を有し、
   前記制御手段は、前記温度検出手段による検出温度が規定の温度となるように、前記保温手段を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。

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