JP2020142514A - 液体吐出ユニットおよび液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出ヘッドから吐出される液体の温度を適切に維持する。【解決手段】液体を一時的に貯留する液体貯留部から液体が流入する流路構造体と、前記流路構造体に接続され、前記流路構造体から供給される液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドと、前記流路構造体中の液体を加熱する加熱部とを具備することを特徴とする液体吐出ユニット。【選択図】図４

Description

本発明は、液体吐出ユニットおよび液体吐出装置に関する。

例えばインク等の液体をノズルから吐出する技術が従来から提案されている。例えば特許文献１には、インクを吐出する吐出口が形成された記録素子基板と、当該吐出口内のインクを加温するための加熱素子とを具備する記録ヘッドが開示されている。加熱素子は、記録素子基板に設置される。

特開２０１６−１５９６１８号公報

しかし、特許文献１の技術における記録素子基板内のインクの容量は小さいため、吐出口から吐出される液体の温度を適切に維持することが困難である。具体的には、インクが過度に加熱されてしまう場合、または、適切な温度までインクが加熱されない場合がある。

以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る液体吐出ヘッドは、液体を一時的に貯留する液体貯留部から液体が流入する流路構造体と、前記流路構造体に接続され、前記流路構造体から供給される液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドと、前記流路構造体中の液体を加熱する加熱部とを具備することを特徴とする。

本発明の好適な態様に係る液体吐出装置は、液体を一時的に貯留する液体貯留部から液体が流入する流路構造体と、前記流路構造体に接続され、前記流路構造体から供給される液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドと、前記流路構造体中の液体を加熱する加熱部と、液体吐出ヘッドを制御する吐出制御部とを具備することを特徴とする。

第１実施形態に係る液体吐出装置の構成を例示するブロック図である。 液体吐出部および流路機構の構成を例示する模式図である。 液体吐出ユニットの構成を例示する模式図である。 液体吐出部の断面図である。 弁機構の断面図である。 第２実施形態に係る液体吐出部および流路機構の構成を例示する模式図である。 第２実施形態に係る流路構構造体の断面図である。 第３実施形態に係る液体吐出部の断面図である。 変形例に係る液体吐出部および流路機構の構成を例示する模式図である。 変形例に係る液体吐出ユニットの構成を例示する模式図である。 変形例に係る加熱部の平面図である。 変形例に係る加熱部の平面図である。 変形例に係る液体吐出部の断面図である。

Ａ.第１実施形態
図１は、第１実施形態に係る液体吐出装置１００Aを例示する構成図である。第１実施形態の液体吐出装置１００Aは、液体の一例であるインクを媒体１２に吐出するインクジェット方式の印刷装置である。媒体１２は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象が媒体１２として利用される。図１に例示される通り、液体吐出装置１００Aには、インクを貯留する液体容器１４が設置される。例えば液体吐出装置１００Aに着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、または、インクを補充可能なインクタンクが、液体容器１４として利用される。

図１に例示される通り、液体吐出装置１００Aは、制御ユニット２０と搬送機構２２と移動機構２４と液体吐出部２６と流路機構２８とを具備する。制御ユニット２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の処理回路と半導体メモリー等の記憶回路とを含み、液体吐出装置１００Aの各要素を統括的に制御する。具体的には、制御ユニット２０は、吐出制御部２０１および加熱制御部２０３として機能する。搬送機構２２は、吐出制御部２０１による制御のもとで媒体１２をＹ軸に沿って搬送する。

移動機構２４は、吐出制御部２０１による制御のもとで液体吐出部２６をＸ軸に沿って往復させる。Ｘ軸は、媒体１２が搬送されるＹ軸に交差する。第１実施形態の移動機構２４は、液体吐出部２６を収容する略箱型の搬送体２４２と、搬送体２４２が固定された搬送ベルト２４４とを具備する。なお、複数の液体吐出部２６を搬送体２４２に搭載した構成、または、液体容器１４または流路機構２８を液体吐出部２６とともに搬送体２４２に搭載した構成も採用され得る。

液体吐出部２６は、液体容器１４から供給されるインクを吐出制御部２０１による制御のもとで複数のノズルから媒体１２に吐出する。搬送機構２２による媒体１２の搬送と搬送体２４２の反復的な往復とに並行して各液体吐出部２６が媒体１２にインクを吐出することで、媒体１２の表面に画像が形成される。流路機構２８は、液体吐出部２６に対するインクの供給と液体吐出部２６から排出されたインクの貯留とを実現するための機構である。

図２は、液体吐出部２６および流路機構２８の具体的な構成を例示する模式図である。図２に例示される通り、液体吐出部２６は、４個の液体吐出ユニット３１[1]〜３１[4]を具備する。各液体吐出ユニット３１[m]は、吐出制御部２０１による制御のもとでインクを吐出する（ｍ＝１〜４）。なお、液体吐出部２６に搭載される液体吐出ユニット３１[m]の個数は任意である。

図２に例示される通り、液体吐出部２６と流路機構２８とは複数の流路で連結される。具体的には、第１共通流路３３と４個の第１個別流路３４[1]〜３４[4]と４個の第２個別流路３５[1]〜３５[4]と第２共通流路３６とが、液体吐出部２６と流路機構２８とを連結する。第１共通流路３３および第２共通流路３６は、４個の液体吐出ユニット３１[1]〜３１[4]について共通の流路である。第１個別流路３４[m]および第２個別流路３５[m]は液体吐出ユニット３１[m]毎に個別に形成される流路である。第１共通流路３３および４個の第１個別流路３４[1]〜３４[4]は、流路機構２８内のインクを４個の液体吐出ユニット３１[m]に並列に供給するための流路である。４個の第２個別流路３５[1]〜３５[4]および第２共通流路３６は、４個の液体吐出ユニット３１[1]〜３１[4]から排出されるインクを流路機構２８に供給するための流路である。

第１共通流路３３は、流路機構２８と各第１個別流路３４[m]とを連通する流路である。各第１個別流路３４[m]は、第１共通流路３３と液体吐出ユニット３１[m]とを連通する流路である。流路機構２８から各液体吐出ユニット３１[m]にインクを供給するための流路は、図２の分岐点Ｚ1において第１共通流路３３から４系統の第１個別流路３４[1]〜３４[4]に分岐する。すなわち、流路機構２８から供給されるインクは４個の液体吐出ユニット３１[1]〜３１[4]に分配される。第１個別流路３４[m]は、分岐点Ｚ1から液体吐出ユニット３１[m]までの流路である。

図２の第２共通流路３６は、各第２個別流路３５[m]と流路機構２８とを連通する流路である。各第２個別流路３５[m]は、第２共通流路３６と液体吐出ユニット３１[m]とを連通する流路である。４個の液体吐出ユニット３１[1]〜３１[4]から第２個別流路３５[1]〜３５[4]に対してそれぞれ排出されるインクは、図２の合流点Ｚ2において合流してから第２共通流路３６に流入する。

図２に例示される通り、流路機構２８は、第１ポンプ７１と液体貯留部７２と第２ポンプ７５とを具備する。第１ポンプ７１は、液体容器１４に貯留されたインクを液体貯留部７２に供給するポンプである。

液体貯留部７２は、液体容器１４から供給されるインクを一時的に貯留する容器である。液体容器１４はメインタンクとして機能し、液体貯留部７２は液体容器１４のインクを一時的に貯留するサブタンクとして機能する。液体貯留部７２には、液体容器１４に貯留されるインクが第１ポンプ７１から供給されるほか、液体吐出部２６から排出されたインクが第２共通流路３６を介して供給される。

第２ポンプ７５は、液体貯留部７２に貯留されたインクを所定の圧力で送出する。第２ポンプ７５から流出するインクが第１共通流路３３を介して液体吐出部２６に供給される。

以上の説明から理解される通り、流路機構２８から液体吐出部２６に供給されるインクは、第１共通流路３３→第１個別流路３４[m]→液体吐出ユニット３１[m]→第２個別流路３５[m]→第２共通流路３６→液体貯留部７２→第２ポンプ７５、という経路で循環する。すなわち、液体貯留部７２と液体吐出ユニット３１[m]との間においては、第１共通流路３３と第１個別流路３４[m]と第２個別流路３５[m]と第２共通流路３６とを介してインクが循環する。

以下、液体吐出ユニット３１[m]の具体的な構成について説明する。図３は、液体吐出ユニット３１[m]の構成を例示するブロック図である。図３に例示される通り、液体吐出ユニット３１[m]は、流路構造体３１１と、当該流路構造体３１１に接続される液体吐出ヘッド３１２とを具備する。なお、流路構造体３１１は、液体吐出ヘッド３１２に着脱可能であり、当該液体吐出ヘッド３１２に一体的に接続される。なお、流路構造体３１１の高さＨaと液体吐出ヘッド３１２の高さＨbとは略同じである。流路構造体３１１は、液体吐出ヘッド３１２にインクを供給するための構造体であり、液体吐出ヘッド３１２に連通する流路が形成される。具体的には、供給流路９１と排出流路９２とが流路構造体３１１に形成される。供給流路９１は、第１個別流路３４[m]と液体吐出ユニット３１[m]とを連通する流路である。第１個別流路３４[m]から供給されたインクは、供給流路９１を通過して液体吐出ヘッド３１２に流入する。他方、排出流路９２は、液体吐出ユニット３１[m]と第２個別流路３５[m]とを連通する流路である。液体吐出ヘッド３１２から排出されたインクは、排出流路９２を通過して第２個別流路３５[m]に流入する。

図３に例示される通り、流路構造体３１１は、第１部分Ｐ1と第２部分Ｐ2とを含む。供給流路９１および排出流路９２は、第１部分Ｐ1と第２部分Ｐ2とにわたり形成される。供給流路９１のうち第１部分Ｐ1に形成される部分には、液体吐出ヘッド３１２に供給するインクの圧力を調整するための弁機構９５が形成される。すなわち、第１部分Ｐ1は弁機構９５を有する。第１部分Ｐ1には弁機構９５内のインクを加熱する加熱部３１３が設置される。加熱部３１３は、例えば発熱機構を具備し、図１の加熱制御部２０３による制御のもとで弁機構９５内のインクを所望の温度に維持する。なお、弁機構９５および加熱部３１３の具体的な構成は後述する。

例えば流路構造体３１１には弁機構９５内のインクの温度を検出するセンサーが設置される。図１の加熱制御部２０３は、当該センサーの検出温度に応じて加熱部３１３による加熱を制御する。例えば、加熱制御部２０３は、検出温度が所定の閾値を下回る場合は、加熱部３１３による加熱を作動させ、検出温度が所定の閾値を上回る場合は、加熱部３１３による加熱を停止する。なお、液体吐出ヘッド３１２による吐出動作に応じて、加熱制御部２０３が加熱部３１３を制御してもよい。例えば、加熱制御部２０３は、液体吐出ヘッド３１２による吐出動作の間隔または吐出動作によるインクの吐出量に応じて、加熱部３１３を制御する。

図３に例示される通り、供給流路９１のうち第２部分Ｐ2に形成される部分には、フィルター部９７が形成される。すなわち、第２部分Ｐ2はフィルター部９７を有する。フィルター部９７は、インクに混入した気泡や異物を捕集するための機構である。なお、フィルター部９７の具体的な構成は後述する。第１個別流路３４[m]から供給されたインクは、弁機構９５とフィルター部９７とをこの順番で通過して液体吐出ヘッド３１２に流入する。なお、弁機構９５とフィルター部９７との位置関係を逆転してもよい。

液体吐出ヘッド３１２は、流路構造体３１１から供給されるインクを吐出する。図３に例示される通り、液体吐出ヘッド３１２には、供給口４１と排出口４２と共通液室４５と複数の圧力室４６と複数の駆動素子４７とが設置される。共通液室４５は、複数のノズル４３にわたり共通する空間である。流路構造体３１１から供給されるインクが共通液室４５に貯留される。供給流路９１から流入するインクは、供給口４１を介して共通液室４５の内部に供給される。すなわち、供給流路９１は、供給口４１と第１個別流路３４[m]とを連通する。

圧力室４６と駆動素子４７とはノズル４３毎に形成される。圧力室４６は、ノズル４３に連通する空間である。共通液室４５から供給されるインクが複数の圧力室４６の各々に充填される。駆動素子４７は、圧力室４６内の圧力を変動させる。例えば圧力室４６の壁面を変形させることで当該圧力室４６の容積を変化させる圧電素子、または、圧力室４６内のインクの加熱により圧力室４６内に気泡を発生させる発熱素子が、駆動素子４７として好適に利用される。駆動素子４７が圧力室４６内の圧力を変動させることで、当該圧力室４６内のインクがノズル４３から吐出される。すなわち、圧力室４６は、共通液室４５から供給されるインクをノズル４３から吐出させる要素として機能する。供給口４１から共通液室４５に供給されたインクのうち各ノズル４３から吐出されないインクが排出口４２から排出される。排出口４２から排出されるインクは、排出流路９２に流入する。すなわち、排出流路９２は、排出口４２と第２個別流路３５[m]とを連通する。流路機構２８は、共通液室４５または圧力室４６を通過したインクを当該共通液室４５に還流させる循環機構として機能する。

図４は、液体吐出部２６の断面図である。図４に例示される通り、各液体吐出ユニット３１[m]の流路構造体３１１は、収容体３２に収容される。収容体３２は、略箱型に成形された中空の構造体である。収容体３２の内部に流路構造体３１１が収容される。前述の通り、流路構造体３１１は、第１部分Ｐ1と第２部分Ｐ2とを含む。図４に例示される通り、流路構造体３１１の第１部分Ｐ1は、基体部５１と可動膜５３と弁体５５とを具備する。基体部５１は、平板状の部材であり、第１面Ｆ1と第１面Ｆ1とは反対側の第２面Ｆ2とを具備する。基体部５１には、第１液室５１１と第２液室５１３とが形成される。第１液室５１１は「加熱液室」の一例である。

図５は、第１液室５１１の付近を拡大した断面図である。図４および図５に例示される通り、第１液室５１１は、基体部５１における第１面Ｆ1に形成された凹部Ｇと、当該凹部Ｇを塞ぐように基体部５１の第１面Ｆ1に設置された可動膜５３とにより構成される空間である。すなわち、可動膜５３は第１液室５１１の壁面を構成する。第１液室５１１の容積は、共通液室４５の容積よりも大きい。第２液室５１３は、弁体５５を介して第１液室５１１に連通する空間である。第２液室５１３内に弁体５５が設置される。流路機構２８の液体貯留部７２内のインクが、第１共通流路３３および第１個別流路３４[m]を介して第２液室５１３に流入する。

図５に例示される通り、基体部５１には、第２液室５１３と第１液室５１１との間に弁座５１５が形成される。すなわち、弁座５１５は、第２液室５１３と第１液室５１１とを仕切る隔壁として機能する。弁座５１５と可動膜５３とは相互に対向する。弁体５５が弁座５１５に対して第１面Ｆ1に近づく方向および第１面Ｆ1から遠ざかる方向に移動することで、第２液室５１３と第１液室５１１との間の開閉が切替わる。弁座５１５の中央には正円孔である貫通孔Ｈが形成される。弁座５１５の上流側に位置する第２液室５１３と弁座５１５の下流側に位置する第１液室５１１とは、弁座５１５の貫通孔Ｈを介して相互に連通する。なお、可動膜５３における弁座５１５側の表面に平板状の受圧板を設置してもよい。

第２液室５１３内にはバネ５１７が設置される。バネ５１７は、第２液室５１３の壁面と弁体５５との間に設置され、弁体５５を弁座５１５側に付勢する。弁体５５は、図５に例示される通り、支持体５５１と弾性体５５２とを具備する。支持体５５１は、弾性体５５２を支持する構造体である。

支持体５５１は、相互に一体に形成された基礎部６１と弁軸６２とを具備する。基礎部６１は、貫通孔Ｈの内径を上回る外径の円形状に成形された平板状の部分である。弁軸６２は、基礎部６１の表面から可動膜５３の方向に突起する直棒状の部分である。弁軸６２の直径は貫通孔Ｈの内径を下回る。図５に例示される通り、弁軸６２は、貫通孔Ｈに挿入されて弁座５１５を貫通する。すなわち、弁軸６２の先端は、弁座５１５から可動膜５３の方向に突起して当該可動膜５３に対向する。弁軸６２と貫通孔Ｈの内周面とは間隔を空けて対向する。

弾性体５５２は、弾性材料で形成された構造体である。第１実施形態の弾性体５５２は、平面視で円環状に形成され、弁軸６２が貫通した状態で基礎部６１に固定される。弾性体５５２は、支持体５５１の基礎部６１と弁座５１５との間に位置し、弁座５１５に接触することで貫通孔Ｈを閉塞するシールとして機能する。

第１個別流路３４[m]のインクは、第２液室５１３を介して第１液室５１１に供給される。第１液室５１１内のインクは、当該第１液室５１１内の圧力に応じて、第２部分Ｐ2に供給される。具体的には、第１液室５１１内の圧力が所定の範囲内に維持された通常状態では、弁体５５をバネ５１７が付勢することで弁座５１５の表面に弾性体が接触するから、図５に例示される通り、弁座５１５の貫通孔Ｈを弁体５５が閉塞する閉状態に維持される。すなわち、第２液室５１３と第１液室５１１とは遮断される。他方、例えば液体吐出部２６によるインクの吐出や外部からの吸引に起因して第１液室５１１内の圧力が低下すると、可動膜５３が弁座５１５側に変位し、可動膜５３がバネ５１７による付勢に対抗して弁体５５の弁軸６２を押圧する。可動膜５３による押圧で弁体５５が第１面Ｆ1から遠ざかる方向に移動すると、弾性体５５２が弁座５１５から離間した開状態に遷移する。すなわち、可動膜５３は、第１液室５１１の圧力の変化に連動して移動する。開状態では弁座５１５の貫通孔Ｈが開放され、第２液室５１３と第１液室５１１とが貫通孔Ｈを介して相互に連通する。第１液室５１１内のインクは第２部分Ｐ2を介して液体吐出ヘッド３１２に供給される。以上の説明から理解される通り、弁体５５と弁座５１５とバネ５１７と可動膜５３とは、第１液室５１１の圧力に応じて、液体吐出ヘッド３１２に液体を供給する弁機構９５として機能する。

図４および図５に例示される通り、加熱部３１３は、可動膜５３において第１液室５１１とは反対側の表面に設置される。すなわち、流路構造体３１１の表面のうち第１液室５１１付近の領域に加熱部３１３が設置される。第１実施形態の加熱部３１３は、薄膜状のフィルムヒーターである。なお、加熱部３１３の形状は薄膜状に限定されない。第１液室５１１中のインクが加熱部３１３により加熱される。加熱部３１３による加熱後のインクが液体吐出ヘッド３１２に供給される。

図４に例示される通り、第２部分Ｐ2は、第１部分Ｐ1に接続される。第１液室５１１から液体吐出ヘッド３１２に供給されるインクがフィルター部９７を通過する。具体的には、フィルター部９７は、フィルター室９７１とフィルター９７２とを含む。フィルター室９７１は、第１部分Ｐ1のインクが流入する空間である。フィルター部９７は、フィルター室９７１内に設置され、第１部分Ｐ1を通過したインクに混入した気泡または異物を捕集する。フィルター部９７を通過したインクは、液体吐出ヘッド３１２に供給される。すなわち、液体吐出ヘッド３１２は、第１液室５１１から供給されるインクをノズル４３から吐出する。

液体吐出ヘッド３１２には、微細な流路が形成される。具体的には、液体吐出ヘッド３１２には流路構造体３１１よりも流路径が小さい流路が形成される。ここで、例えば加熱部３１３が液体吐出ヘッド３１２に設置される構成（以下「比較例」という）では、液体吐出ヘッド３１２内の流路の流路径が小さいため、加熱による流路内でのインクの熱応答性が高くなる。したがって、インクの温度を適切に維持するための加熱制御が困難となる。インクの温度が所望の温度に維持できないと、所望の粘度にインクが維持されず、吐出特性に誤差が生じるという問題がある。吐出特性は、例えば吐出量、吐出方向または吐出速度である。それに対して、第１実施形態では、液体吐出ヘッド３１２にインクを供給する流路構造体３１１に加熱部３１３が設置される。そして、当該流路構造体３１１に形成された第１液室５１１中のインクが当該加熱部３１３により加熱される。流路構造体３１１には液体吐出ヘッド３１２よりも流路径が大きい流路が形成されるから、流路構造体３１１内のインクの熱応答性は液体吐出ヘッド３１２よりも低い。したがって、液体吐出ヘッド３１２から吐出されるインクの温度を適切に維持することができる。以上の説明から理解される通り、第１実施形態の構成によれば、インクが所望の粘度に維持されるから、吐出特性に誤差が生じることを低減することができる。

第１実施形態では、液体吐出ヘッド３１２に加熱部３１３を設置する必要がないから、比較例と比較して、液体吐出ヘッド３１２の小型化が可能になる。第１実施形態の加熱部３１３は薄膜状であるから、液体吐出ユニットの小型化が可能になる。

弁機構９５内ではインクが一時的に滞留するから、弁機構９５を有する第１部分Ｐ1に加熱部３１３を設置する第１実施形態の構成によれば、弁機構９５内においてインクの温度を調整しやすいという利点がある。また、可動膜５３において第１液室５１１とは反対側の表面に加熱部３１３が設置されるから、薄膜状である可動膜５３を介して第１液室５１１内のインクの温度を容易に調整することができる。液体吐出ヘッドの共通液室よりも容積が大きい第１液室５１１中のインクが加熱されるから、液体吐出ヘッド３１２から吐出されるインクの温度を適切に維持することができるという効果が顕著である。

Ｂ．第２実施形態
第２実施形態を説明する。以下の各例示において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図６は、第２実施形態における液体吐出装置１００Bの構成を例示する模式図である。図６に例示される通り、第２実施形態の液体吐出装置１００Bは、液体吐出部２６と第１流路機構２８aと第２流路機構２８bとを具備する。

液体吐出部２６は、４個の液体吐出ユニット３１[1]〜３１[4]を具備する。各液体吐出ユニット３１[m]は、流路構造体３１１と液体吐出ヘッド３１２とを具備する。図６では、便宜的に流路構造体３１１の図示は省略する。なお、第１実施形態と同様に、流路構造体３１１から液体吐出ヘッド３１２にインクが供給される。図６に例示される通り、液体吐出ヘッド３１２は、第１吐出部１０aと第２吐出部１０bとを具備する。第１吐出部１０aには、複数のノズル４３の配列（以下「第１列」という）Ｌaが形成され、第２吐出部１０bには、複数のノズル４３の配列（以下「第２列」という）Ｌbが形成される。第１列Ｌaと第２列Ｌbとは相互に間隔をあけて並設される。第１吐出部１０aは、第１列Ｌaの各ノズル４３から第１色のインクを吐出し、第２吐出部１０bは、第２列Ｌbの各ノズル４３から第２色のインクを吐出する。第１色と第２色とは別色である。

第１流路機構２８aおよび第２流路機構２８bは、第１実施形態における流路機構２８と同様の構成である。第１流路機構２８aは、４個の液体吐出ユニット３１[1]〜３１[4]の各々における第１吐出部１０aについて第１色のインクを循環させる。具体的には、第１流路機構２８aは、液体貯留部７２aに貯留されたインクを各第１吐出部１０aに供給し、各第１吐出部１０aから排出されたインクを液体貯留部７２aに貯留する。同様に、第２流路機構２８bは、４個の液体吐出ユニット３１[1]〜３１[4]の各々における第２吐出部１０bについて第２色のインクを循環させる。具体的には、第２流路機構２８bは、液体貯留部７２bに貯留されたインクを各第２吐出部１０bに供給し、各第２吐出部１０bから排出されたインクを液体貯留部７２bに貯留する。なお、実際には、第１流路機構２８aおよび第２流路機構２８bのインクは、流路構造体３１１を介して液体吐出ヘッド３１２に供給される。

以上の説明から理解される通り、第２実施形態においては、液体吐出部２６における４個の第１吐出部１０aについて第１色のインクを循環させるための流路と、液体吐出部２６における４個の第２吐出部１０bについて第２色のインクを循環させるための流路と、が個別に形成される。なお、液体吐出ユニット３１[m]の個数は任意である。

図７は、第２実施形態に係る液体吐出ユニット３１[m]の断面図である。図７に例示される通り、第２実施形態に係る液体吐出ユニット３１[m]の流路構造体３１１は、第１実施形態と同様に第１部分Ｐ1と第２部分Ｐ2とを含む。第２実施形態に係る第１部分Ｐ1は、弁機構９５aと弁機構９５bとを具備する。弁機構９５aおよび弁機構９５bは、第１実施形態の弁機構９５と同様の構成である。弁機構９５aは第１吐出部１０aにインクを供給し、弁機構９５bは第２吐出部１０bにインクを供給する。弁機構９５aと弁機構９５bとは、図７上において左右を反転させた関係である。すなわち、弁機構９５aに対応する第１液室５１１aは基体部５１の第１面Ｆ1に形成され、弁機構９５bに対応する第１液室５１１bは基体部５１の第２面Ｆ2に形成される。また、弁機構９５aの可動膜５３aは基体部５１の第１面Ｆ1に設置され、弁機構９５bの可動膜５３bは基体部５１の第２面Ｆ2に設置される。可動膜５３aにおいて第１液室５１１aとは反対側の表面に加熱部３１３aが設置され、可動膜５３bにおいて第１液室５１１bとは反対側の表面に加熱部３１３bが設置される。

第２実施形態の第２部分Ｐ2は、弁機構９５aを通過したインクが流入するフィルター部９７aと、弁機構９５bを通過したインクが流入するフィルター部９７bとを個別に有する。なお、図７では、便宜的に１個のフィルター部９７を図示する。フィルター部９７aを通過したインクは、第１吐出部１０aに供給され、フィルター部９７bを通過したインクは、第２吐出部１０bに供給される。第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。

Ｃ．第３実施形態
図８は、第３実施形態に係る液体吐出部２６の断面図である。第１実施形態では、加熱部３１３を流路構造体３１１に設置する構成を例示したが、第３実施形態では、加熱部３１３を流路構造体３１１を収容する収容体３２に設置する構成を例示する。

図８に例示される通り、加熱部３１３は、収容体３２の内壁面３２１のうち流路構造体３１１の第１液室５１１に対応する領域に設置される。具体的には、内壁面３２１のうち第１液室５１１内のインクが加熱可能な位置に加熱部３１３が設置される。例えば内壁面３２１における第１液室５１１に対向する位置、または、内壁面３２１における第２液室５１３に対向する位置に加熱部３１３が設置される。なお、第１液室５１１内のインクを加熱可能であれば加熱部３１３の設置位置は任意である。

第３実施形態では流路構造体３１１を収容する収容体３２に加熱部３１３が設置されるから、液体吐出ヘッド３１２内の微細な流路に供給される前にインクが加熱される。したがって、第１実施形態と同様に比較例と比較して、液体吐出ヘッド３１２から吐出される液体の温度を適切に維持することができる。また、第３実施形態では、流路構造体３１１に加熱部３１３を設置する構成と比較して、流路構造体３１１の小型化が可能になる。

ここで、第３実施形態では収容体３２の内部のうちの流路構造体３１１が設けられていない部分、すなわち加熱部３１３と流路構造体３１１の間の空間や流路構造体３１１同士の間の空間には特に何も設けられておらず、大気開放となっている。この場合、第１液室５１１は加熱部３１３から直接加熱されるのではなく、大気開放された空間を介して間接的に加熱される。したがって、第１液室５１１内のインクの温度を所望の温度に保つために、加熱部３１３の加熱能力をある程度高くする必要があり、それゆえ加熱部３１３の駆動に要する電力も大きくなってしまう虞がある。

上記の点を鑑み、第３実施形態において、加熱部３１３と流路構造体３１１の間の空間や、流路構造体３１１同士の間の空間に、熱伝導材を配置しても良い。熱伝導材は、加熱部３１３と流路構造体３１１に物理的に接続する、或いは、流路構造体３１１同士に物理的に接続するように設けられることが好ましいが、大気開放されている場合よりも熱伝導率が高くなるのであれば、必ずしも物理的に接続しなくとも良い。熱伝導材は大気よりも熱伝導率が高ければ種々の材料を適用可能であるが、熱伝導率やコスト等の観点から、好ましくはステンレスやセラミックスである。熱伝導材を配置することにより、加熱部３１３で発生した熱は熱伝導材を介して流路構造体３１１に伝熱するため、熱伝導効率が向上し、加熱部３１３の駆動電力の増大を抑制することができる。

Ｄ．変形例
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（１）前述の各形態では、流路構造体３１１が弁機構９５とフィルター部９７とを具備する構成を例示したが、流路構造体３１１の構成は以上の例示に限定されない。例えば、弁機構９５およびフィルター部９７の何れか一方を流路構造体３１１が具備する構成も採用される。また、液体貯留部７２のインクを各液体吐出ユニット３１[m]に供給するための各種の流路が形成された流路基板を流路構造体３１１としてもよい。以上の構成では、当該流路内のインクを加熱するための加熱部３１３が流路構造体３１１に設置される。以上の説明から理解される通り、液体吐出ヘッド３１２に接続され、液体貯留部７２からインクが流入する空間または流路が形成された構造体が流路構造体３１１として包括的に表現される。なお、液体吐出ヘッド３１２と流路構造体３１１とが直接的に接続されてもよいし、液体吐出ヘッド３１２と流路構造体３１１とが他の構造体を介して間接的に接続されてもよい。

（２）第１実施形態および第２実施形態では、流路構造体３１１のうち第１部分Ｐ1に加熱部３１３が設置される構成を例示したが、加熱部３１３を設置する位置は以上の例示に限定されない。例えばフィルター部９７を有する第２部分Ｐ2に加熱部３１３を設置してもよい。加熱部３１３は、フィルター室９７１内のインクを加熱する。フィルター部９７内ではインクが一時的に滞留するから、フィルター部９７を有する第２部分Ｐ2に加熱部３１３を設置する構成によれば、フィルター部９７内においてインクの温度を適切に維持することができる。フィルター室９７１は「加熱液室」の一例である。加熱部３１３は加熱液室が形成された流路構造体３１１の任意の場所に設置される。

（３）第１実施形態および第２実施形態では、可動膜５３の表面に加熱部３１３を設置することで第１液室５１１内のインクを加熱する構成を例示したが、加熱部３１３を設置する場所は可動膜５３に限定されない。加熱部３１３が設置される位置は、流路構造体３１１の表面のうち第１液室５１１付近の領域であれば任意である。例えば、流路構造体３１１における基体部５１の表面に加熱部３１３を設置してもよい。流路構造体３１１の表面のうち第１液室５１１付近の領域に加熱部３１３が設置される構成によれば、第１液室５１１内のインクの温度を適切に維持することができる。

また、基体部５１の表面における第２液室５１３付近の領域に加熱部３１３を設置することで、第２液室５１３内のインクを加熱してもよい。以上の構成では、第２液室５１３が「加熱液室」の例示である。以上の説明から理解される通り、加熱部３１３により加熱されるインクが貯留される空間は「加熱液室」として包括的に表現される。なお、加熱部３１３を加熱液室の内部に設置してもよい。

（４）前述の各形態では、図２に示す通り、液体吐出装置１００がインクを循環させる循環機構を具備する構成を例示したが、循環機構を省略してもよい。図９は、循環機構を省略した場合における液体吐出部２６および流路機構２８の構成を例示する図であり、図１０は、循環機構を省略した場合における液体吐出ユニット３１[m]の別の構成を例示するブロック図である。図９と図２とを比較するとわかるように、図９では液体吐出部２６から排出されたインクを液体貯留部７２に流入させるため第２個別流路３５[m]および第２共通流路３６が省略される。図１０と図３とを比較するとわかるように、図１０では排出口４２および排出流路９２が省略される。図９および図１０に示すように、循環機構を省略した構成においても前述の各形態は適用される。

（５）前述の各形態において、加熱部３１３の形状は任意である。例えば図１１または図１２に例示される形状の加熱部３１３が採用され得る。図１１および図１２は、図４の液体吐出ユニット３１[m]の加熱部３１３を弁体５５とは反対側からみた平面図である。図１１に示す加熱部３１３の平面形状は、円形状である。したがって、例えば加熱部３１３が長方形状である構成と比較して、可動膜５３が移動した際の当該可動膜５３のたわみを均一にすることができる。また、図１２に示す加熱部３１３の平面形状は、渦巻き状である。以上の構成によれば、加熱部３１３と可動膜５３とにおける単位面積当たりの接触面積が小さくなる。したがって、図１１のようなたわみの均一化に加えて、可動膜５３の移動を加熱部３１３の剛性により阻害されることを低減できる。

（６）前述の各形態において、可動膜５３の表面において加熱部３１３が設置される位置は任意である。ただし、図１３に示すように、可動膜５３の表面のうち、鉛直方向において第１液室５１１の中心部よりも下側に対応する領域に加熱部３１３が設置される構成が好適である。具体的には、加熱部３１３は、鉛直方向に直交する第１方向からみて第１液室５１１に重なり、第１方向からみた加熱部３１３の重心は、第１方向からみた第１液室５１１の重心よりも、鉛直方向の下方に位置する。インクは重力により鉛直方向の下側に集まるため、加熱部３１３を第１液室５１１の下側に対応する領域に設置することで、インクを好適に加熱することが可能になる。

（７）前述の各形態において、液体貯留部７２内のインクを加熱するための加熱機構を流路機構２８が具備してもよい。

（８）前述の各形態では、液体吐出部２６を搭載した搬送体２４２を往復させるシリアル方式の液体吐出装置を例示したが、複数のノズル４３が媒体１２の全幅にわたり分布するライン方式の液体吐出装置にも本発明を適用することが可能である。

（９）前述の各形態で例示した液体吐出装置は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体吐出装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示パネル等の表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、生体に関する有機物の溶液を吐出する液体吐出装置は、例えばバイオチップを製造する製造装置として利用される。

１００A，１００B…液体吐出装置、１０a…第１吐出部、１０b…第２吐出部、１２…媒体、１４…液体容器、２０…制御ユニット、２０１…吐出制御部、２０３…加熱制御部、２２…搬送機構、２４…移動機構、２４２…搬送体、２４４…搬送ベルト、２６…液体吐出部、２８…流路機構、３１…液体吐出ユニット、３１１…流路構造体、３１２…液体吐出ヘッド、３１３，３１３a，３１３b…加熱部、３２…収容体、３３…第１共通流路、３４…第１個別流路、３５…第２個別流路、３６…第２共通流路、４１…供給口、４２…排出口、４３…ノズル、４５…共通液室、４６…圧力室、４７…駆動素子、５１…基体部、５１１，５１１a，５１１b…第１液室、５１３…第２液室、５１５…弁座、５１７…バネ、５３，５３a，５３b…可動膜、５５…弁体、５５１…支持体、５５２…弾性体、６１…基礎部、６２…弁軸、７１…第１ポンプ、７２…液体貯留部、７５…第２ポンプ、９１…供給流路、９２…排出流路、９５，９５a，９５b…弁機構、９７，９７a，９７b…フィルター部、９７１…フィルター室、９７２…フィルター。

Claims (15)

1. 液体を一時的に貯留する液体貯留部から液体が流入する流路構造体と、
   前記流路構造体に接続され、前記流路構造体から供給される液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドと、
   前記流路構造体中の液体を加熱する加熱部と
   を具備することを特徴とする液体吐出ユニット。
2. 前記加熱部は、薄膜状である
   ことを特徴とする請求項１の液体吐出ユニット。
3. 前記加熱部は、前記流路構造体の表面に設置される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ユニット。
4. 前記流路構造体を収容する収容体を具備し、
   前記加熱部は、前記収容体に設置される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ユニット。
5. 前記流路構造体は、前記液体貯留部から液体が流入する加熱液室と、当該加熱液室の圧力に応じて、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する弁機構とを有する第１部分を含み、
   前記加熱部は、前記第１部分に設置される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ユニット。
6. 前記弁機構は、前記加熱液室の壁面を構成し、前記加熱液室の圧力の変化に連動して移動する可動膜を有し、
   前記加熱部は、前記可動膜において前記加熱液室とは反対側の表面に設置される
   ことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ユニット。
7. 前記液体吐出ヘッドは、前記流路構造体から供給される液体を貯留する共通液室と、当該共通液室から供給される液体を前記ノズルから吐出させる圧力室と、を有し、
   前記加熱液室の容積は、前記共通液室の容積よりも大きい
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の液体吐出ユニット。
8. 前記流路構造体は、前記液体貯留部から液体が流入する加熱液室と、当該加熱液室内に設置され前記液体吐出ヘッドに供給される液体が通過するフィルターとを有する第２部分を含み、
   前記加熱部は、前記第２部分に設置される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ユニット。
9. 前記流路構造体の高さと前記液体吐出ヘッドの高さとは略同じである
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の液体吐出ユニット。
10. 前記加熱部は、円形状である
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の液体吐出ユニット。
11. 前記加熱部は、渦巻き状である
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の液体吐出ユニット。
12. 前記流路構造体は、前記液体貯留部から液体が流入する加熱液室を含み、
    前記加熱部は、鉛直方向に直交する第１方向からみて前記加熱液室に重なり、前記第１方向からみた前記加熱部の重心は、前記第１方向からみた前記加熱液室の重心よりも、鉛直方向の下方に位置する
    ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ユニット。
13. 前記流路構造体と前記加熱部の間の空間に配置された熱伝熱材を更に具備する、
    ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の液体吐出ユニット。
14. 液体を一時的に貯留する液体貯留部から液体が流入する流路構造体と、
    前記流路構造体に接続され、前記流路構造体から供給される液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドと、
    前記流路構造体中の液体を加熱する加熱部とを具備する
    ことを特徴とする液体吐出装置。
15. 前記液体吐出ヘッドは、
    前記流路構造体から供給される液体を貯留する共通液室と、
    前記共通液室から供給される液体を前記ノズルから吐出させる圧力室と有し、
    前記共通液室または前記圧力室を通過した液体を当該共通液室に還流させる循環機構を具備する
    ことを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出装置。

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