JP2022168534A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】インク温度に起因する画質の低下を抑制する。【解決手段】インクジェットヘッドは、インクが送り込まれるバックエンド部と、ノズルを有し、バックエンド部からインクの供給を受け、ノズルからインクを吐出するフロントエンド部と、通電により発熱する発熱体が配置される板状の部材であり、バックエンド部とフロントエンド部との間に配置され、発熱体の発熱により、バックエンド部およびフロントエンド部を温める加熱板と、加熱板に設けられ、フロントエンド部の温度に応じた値を出力する温度検知素子と、を備え、温度検知素子は、フロントエンド部に直接接触する。【選択図】図７

Description

本発明は、インクを吐出するインクジェットヘッドに関する。

インクジェット方式の画像形成装置は、ヘッドと呼ばれる部材を含む。ヘッドは、ノズルを有し、ノズルからインクを吐出する。インクの粘度は、インク温度によって変わる。たとえば、ヘッドのインク温度が低い場合、インクの吐出量が不十分になる。そこで、ヘッドには、インクを温めるヒーターが設けられる（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１７－２１７８２３号公報

ヘッドにヒーターが設けられる構成では、ヘッドのインクを温めることができる。しかし、ヘッドのインク温度を精度良く検知できなければ、インク温度を適切な温度に維持できず、インクの吐出量が不十分になる場合がある。その結果、画質が低下するという不都合が生じる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、インク温度に起因する画質の低下を抑制することが可能なインクジェットヘッドを提供することを目的とする。

本発明に係るインクジェットヘッドは、インクが送り込まれるバックエンド部と、ノズルを有し、バックエンド部からインクの供給を受け、ノズルからインクを吐出するフロントエンド部と、通電により発熱する発熱体が配置される板状の部材であり、バックエンド部とフロントエンド部との間に配置され、発熱体の発熱により、バックエンド部およびフロントエンド部を温める加熱板と、加熱板に設けられ、フロントエンド部の温度に応じた値を出力する温度検知素子と、を備える。温度検知素子は、フロントエンド部に直接接触する。

本発明によれば、インク温度に起因する画質の低下を抑制できる。

実施形態に係るインクジェットヘッドを備えるプリンターのブロック図である。 実施形態に係るインクジェットヘッドを備えるプリンターの概略図である。 実施形態に係るインクジェットヘッドで構成されるラインヘッドの模式図である。 実施形態に係るインクジェットヘッドのブロック図である。 実施形態に係るインクジェットヘッドの詳細図である。 図５に示すインクジェットヘッドの一部を分解した図である。 実施形態に係るインクジェットヘッドの模式図である。 実施形態に係るインクジェットヘッドのノズル周辺の断面図である。 実施形態に係るインクジェットヘッドに設置される加熱板の模式図である。 実施形態に係るインクジェットヘッドの温度調整処理の流れを示す図である。

以下、図１～図１０を参照し、本発明に係るインクジェットヘッド１００およびインクジェットヘッド１００を備える画像形成装置について説明する。インクジェットヘッド１００は、複数のノズル５を備え、画像形成時にノズル５から用紙にインクを吐出する。

以下の説明では、画像形成装置としてプリンター１０１を例にとるが、本発明は他の画像形成装置にも適用可能である。たとえば、本発明を複合機に適用してもよい。

また、以下の説明では、３次元直交座標系（ＸＹＺ座標系）を用いる。なお、Ｘ軸方向は、主走査方向である。主走査方向は、ノズル５が並べられる方向である。Ｙ軸方向は、副走査方向である。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向と直交する方向である。Ｙ軸方向は、インクジェットヘッド１００に対して用紙が搬送される方向でもある。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と直交する方向である。Ｚ軸方向は、ノズル５と搬送用紙の記録面（インクが吐出される面）とが向かい合う方向でもある。Ｘ軸およびＹ軸を含む平面は、たとえば、水平面と平行である。この場合、Ｚ軸方向は、鉛直方向（上下方向）となる。

以下の説明で参照する一部の図面には、ＸＹＺの各軸方向を図示する。以下の説明および図面において、＋Ｘ方向は、Ｘ軸方向のうちの一方側である。－Ｘ方向は、Ｘ軸方向のうちの他方側である。＋Ｙ方向は、Ｙ軸方向のうちの一方側であり、用紙搬送方向の上流側である。－Ｙ方向は、Ｙ軸方向のうちの他方側であり、用紙搬送方向の下流側である。＋Ｚ方向は、Ｚ軸方向のうちの一方側である。プリンター１０１が水平面に設置されたとき、＋Ｚ方向は、上方向である。－Ｚ方向は、Ｚ軸方向のうちの他方側である。プリンター１０１が水平面に設置されたとき、－Ｚ方向は、下方向である。

なお、「平行」は略平行な場合も含む。また、「垂直」は略垂直な場合も含む。これらの方向は、説明の便宜のために定義したものである。これらの方向は、インクジェットヘッド１００の製造時および使用時の向きを限定するものではない。

（プリンター１０１の概要）
図１および図２に示すように、プリンター１０１は、制御部１、記憶部２、操作パネル３、印刷部４およびメンテナンスユニット１０２を備える。制御部１は、プリンター１０１の各部を制御する。制御部１は、制御回路１０および画像処理回路１１を含む。制御回路１０は、ＣＰＵである。制御回路１０は、制御プログラムおよび制御データに基づき、演算および処理を行う。画像処理回路１１は、インク吐出用画像データを生成する。記憶部２は、ＲＯＭ、ストレージおよびＲＡＭを含む。ストレージとして、ＨＤＤおよびＳＳＤを用いることができる。記憶部２は、制御プログラムおよび制御データを記憶する。

制御部１は、通信回路部１２を含む。通信回路部１２は、コンピューター２００と通信可能に接続される。制御部１は、通信回路部１２を介して、コンピューター２００から印刷用データを受信する。印刷用データは、印刷ジョブに関する設定データおよび印刷内容を記述したデータを含む。制御部１は、印刷用データに基づき画像データを生成し、当該生成した画像データに対して画像処理を行い、インク吐出用画像データを生成する。

操作パネル３は、表示パネル３１およびタッチパネル３２を含む。制御部１は、設定画面を表示パネル３１に表示させる。表示パネル３１は、キー、ボタンおよびタブなどの操作用画像を表示する。タッチパネル３２は、表示パネル３１へのタッチ操作を検知する。制御部１は、タッチパネル３２の出力に基づき、使用者により操作された操作用画像を認識する。制御部１は、使用者が行った設定を認識する。

印刷部４は、給紙部４ａ、第１搬送部４ｂ、画像形成部４ｃおよび第２搬送部４ｄを含む。印刷ジョブのとき、制御部１は、印刷部４の動作を制御する。

給紙部４ａは、給紙カセット４１および給紙ローラー４２を含む。給紙カセット４１には、記録媒体が収容される。記録媒体は、たとえば、用紙である。なお、プリンター１０１は、用紙以外の記録媒体にも印刷できる。この場合、用紙以外の記録媒体が給紙カセット４１に収容される。

給紙ローラー４２は、給紙カセット４１の用紙と接する。印刷ジョブのとき、給紙ローラー４２は、回転する。これにより、給紙カセット４１から、用紙が送り出される。

第１搬送部４ｂは、給紙カセット４１から送り出された用紙を画像形成部４ｃに向けて搬送する。第１搬送部４ｂは、複数の第１搬送ローラー対４３およびレジストローラー対４４を含む。また、第１搬送部４ｂは、第１搬送路４５を含む。第１搬送路４５は、搬送ガイドによって構成される用紙の搬送通路である。第１搬送部４ｂは、第１搬送ユニット４６をさらに含む。

印刷ジョブのとき、第１搬送ローラー対４３は、回転する。これにより、第１搬送路４５に沿って用紙が搬送される。第１搬送ローラー対４３により搬送される用紙は、レジストローラー対４４に到達する。レジストローラー対４４は、用紙の斜行を矯正し、第１搬送ユニット４６に向けて用紙を送り出す。

第１搬送ユニット４６は、搬送ベルト４８を含む。レジストローラー対４４からの用紙は、搬送ベルト４８上に載る。搬送ベルト４８は、ベルトローラーに回しかけられる。印刷ジョブのとき、ベルトローラーが回転することにより。搬送ベルト４８が周回する。これにより、搬送ベルト４８上の用紙が搬送される。用紙は、画像形成部４ｃの下側（－Ｚ方向側）を通過する。

画像形成部４ｃは、複数のラインヘッド４７を備える。画像形成部４ｃは、ブラックのインクを吐出するラインヘッド４７Ｋ、シアンのインクを吐出するラインヘッド４７Ｃ、マゼンタのインクを吐出するラインヘッド４７Ｍ、および、イエローのインクを吐出するラインヘッド４７Ｙを含む。各ラインヘッド４７は、第１搬送ユニット４６の上側（＋Ｚ方向側）に配置される。各ラインヘッド４７は、インク吐出用画像データに基づきインクを吐出し、搬送ベルト４８上の用紙に画像を形成する。

第２搬送部４ｄは、画像形成部４ｃを通過した用紙（画像が形成された用紙）を排出トレイに向けて搬送する。第２搬送部４ｄは、第２搬送ユニット４９および複数の第２搬送ローラー対４１０を含む。また、第２搬送部４ｄは、第２搬送路４１１を含む。第２搬送路４１１は、搬送ガイドによって構成される用紙の搬送通路である。第２搬送ユニット４９の用紙搬送方向下流側には、デカーラー部４１２が配置される。

印刷ジョブのとき、第２搬送ユニット４９は、用紙を搬送しつつ、用紙に吐出されたインクを乾燥する。デカーラー部４１２は、用紙に生じたカールを矯正する。第２搬送ローラー対４１０は、回転することにより、用紙を搬送する。

メンテナンスユニット１０２は、第２搬送ユニット４９の下側に配置される。インクジェットヘッド１００（ノズル５）のメンテナンスのとき、第１搬送ユニット４６は、退避移動し、メンテナンスユニット１０２は、画像形成部４ｃ（ラインヘッド４７）の下側に移動する。そして、メンテナンス完了後、メンテナンスユニット１０２が退避し、第１搬送ユニット４６が元の位置に移動する。

（ラインヘッド４７）
図１～図３に示すように、画像形成部４ｃは、複数のラインヘッド４７（４７Ｃ、４７Ｍ、４７Ｙおよび４７Ｋ）を備える。なお、図３は、ラインヘッド４７を下方（－Ｚ方向）から見た場合の図である。各ラインヘッド４７は、使用するインクの色は異なるが、同じ構成である。

各ラインヘッド４７は、複数のインクジェットヘッド１００を備える。複数のインクジェットヘッド１００を組み合わせることによって１本のラインヘッド４７が構成される。たとえば、各ラインヘッド４７は、３つのインクジェットヘッド１００を備える。なお、２つのインクジェットヘッド１００を組み合わせることによって１本のラインヘッド４７を構成してもよいし、４つ以上のインクジェットヘッド１００を組み合わせることによって１本のラインヘッド４７を構成してもよい。

図３には、一例として、同色のインクジェットヘッド１００をＸ軸方向（主走査方向）に３つ並べ、うち２つのインクジェットヘッド１００のＹ軸方向（副走査方向）の位置を同じとし、もう１つのインクジェットヘッド１００のＹ軸方向の位置を異ならせたラインヘッド４７を図示する。

各インクジェットヘッド１００は、Ｘ軸方向（主走査方向）に並ぶ複数のノズル５を備える。ノズル５は、インクを吐出する開口を有する。インクジェットヘッド１００のうちノズル５の形成面がインク吐出面５ｆとなる。図３では、ノズル５を破線の円で示す。なお、図３に示すノズル５のサイズは便宜上のサイズであり、実際のノズル５のサイズはより小さい。

ノズル５は、インクジェットヘッド１００の下面に形成される。これにより、ノズル５の開口は、－Ｚ方向を向く。プリンター１０１が水平面に設置される場合、ノズル５は下向きとなり、上から下に向けてインクが吐出される。ノズル５は、搬送ベルト４８および搬送ベルト４８上の用紙と向かい合う。インクジェットヘッド１００は、ノズル５と搬送ベルト４８との間隔またはノズル５と搬送ベルト４８上の用紙との間隔が所定間隔（たとえば、１ｍｍ）となるよう支持される。

（インクジェットヘッド１００）
図４に示すように、インクジェットヘッド１００は、複数の圧電アクチュエーター５１を備える。圧電アクチュエーター５１は、各ノズル５に１つずつ設けられる。圧電アクチュエーター５１は、圧電素子を含む。たとえば、圧電素子は、ピエゾ素子であり、Ｚ方向に層状に積み重ねられる。圧電アクチュエーター５１は、駆動電圧Ｖ１が印加されることにより変形する。各ノズル５は、対応する圧電アクチュエーター５１の変形に伴ってインクを吐出する。

インクジェットヘッド１００は、ヘッド基板５０を備える。ヘッド基板５０は、ドライバー回路５２を含む。ドライバー回路５２は、圧電アクチュエーター５１の電圧印加のＯＮ／ＯＦＦを行う。制御部１は、インク吐出用画像データ（インクを吐出すべきノズル５を示すデータ）をドライバー回路５２に与える。

ドライバー回路５２は、インク吐出用画像データに基づき、インクを吐出すべきノズル５の圧電アクチュエーター５１に駆動電圧Ｖ１を印加する。これにより、インクを吐出すべきノズル５の圧電アクチュエーター５１が変形する。また、後述する個別流路９２に対し、圧電アクチュエーター５１の変形で生じる圧力が加わる。これにより、インクを吐出すべきノズル５からインクが吐出される。ドライバー回路５２は、インクを吐出させないノズル５の圧電アクチュエーター５１には駆動電圧Ｖ１を印加しない。

ヘッド基板５０は、駆動電圧生成回路５３を含む。駆動電圧生成回路５３は、電圧を生成する。駆動電圧生成回路５３は、ドライバー回路５２に電圧を供給する。ドライバー回路５２は、インクを吐出すべきノズル５の圧電アクチュエーター５１に対し、駆動電圧生成回路５３から供給された電圧を印加する。

制御部１は、駆動信号生成回路１３を含む。駆動信号生成回路１３は、駆動信号を生成する。駆動信号は、たとえば、クロック信号である。駆動信号は、インクを周期的に吐出するための信号である。たとえば、ドライバー回路５２は、駆動信号が立ち上がるまたは立ち下がるごとに、１ライン分のインクを吐出させる。そして、第１搬送部４ｂは、インクの１吐出周期の間に１画素分の距離だけ用紙を搬送する。

インクジェットヘッド１００は、図５および図６に示すように、バックエンド部６およびフロントエンド部９を備える。ヘッド基板５０は、バックエンド部６の上側（＋Ｚ方向側）に配置される。図６においては、破線で囲う部分がバックエンド部６である。なお、図６では、便宜上、インクジェットヘッド１００の一部を分解して図示する。

バックエンド部６には、インクタンク（不図示）からインクが送り込まれる。バックエンド部６は、送り込まれたインクを送り出す。バックエンド部６の下側（－Ｚ方向側）には、上側（＋Ｚ方向側）から順に、保護板８０、粘着シート８１、加熱板７、伝熱シート８およびフロントエンド部９が配置される（図６参照）。

図７に示すように、バックエンド部６は、インクタンクに接続されるインク導入部６１を有する。インク導入部６１は、Ｘ軸方向（主走査方向）の一方側および他方側にそれぞれ設けられる。バックエンド部６は、インク流路６２を内部に有する。インク流路６２は、インクが流れる管である。インクタンクからバックエンド部６に送り込まれるインクは、インク導入部６１を介して、インク流路６２に進入する。図７では、インク流路６２を破線で示し、インクの流れる方向を太線矢印で示す。

インク流路６２に進入したインクは、－Ｚ方向（下向き）に流れ、Ｘ軸方向（主走査方向）の中央に流れる。また、インクは、＋Ｚ方向（上向き）に流れる。その後、インクは、＋Ｘ方向（主走査方向の一方側）と－Ｘ方向（主走査方向の他方側）とに分岐して流れ、インク送出口６３に至る。

インク送出口６３は、インク輸送管６４を介して、フロントエンド部９に接続される。バックエンド部６は、インク送出口６３からインクを送り出す。バックエンド部６から送り出されるインクは、インク輸送管６４を介して、フロントエンド部９に供給される。

保護板８０は、熱伝導性が高い金属板である。保護板８０としては、アルミニウム板が用いられてもよいし、銅板が用いられてもよい。保護板８０は、ビスを用いて、バックエンド部６に取り付けられてもよい。保護板８０は、Ｚ方向から見て、矩形状である。保護板８０の長手方向は、Ｘ軸方向である。保護板８０の短手方向は、Ｙ軸方向である。

粘着シート８１は、両面テープである。粘着シート８１は、Ｚ方向から見て、矩形状である。粘着シート８１の長手方向は、Ｘ軸方向である。粘着シート８１の短手方向は、Ｙ軸方向である。粘着シート８１は、保護板８０の他方側（－Ｚ方向側）を向く面に貼り付けられる。

加熱板７は、板状の部材である。詳細は後述するが、加熱板７の他方側（－Ｚ方向側）を向く面には、複数の発熱体７０が配置される。加熱板７は、Ｚ方向から見て、矩形状である。加熱板７の長手方向は、Ｘ軸方向である。加熱板７の短手方向は、Ｙ軸方向である。加熱板７の一方側（＋Ｚ方向側）を向く面には、粘着シート８１が貼り付けられる。これにより、加熱板７がバックエンド部６に取り付けられる。加熱板７は、ビスを用いて、バックエンド部６に取り付けられてもよい。

伝熱シート８は、熱伝導性が高く、弾性が高いシートである。たとえば、伝熱シート８の圧縮率は、５０％以上である。たとえば、シリコン系の素材で形成されるシートを伝熱シート８として用いることができる。

伝熱シート８は、加熱板７の他方側（－Ｚ方向側）を向く面に接する。これにより、加熱板７の他方側（－Ｚ方向側）を向く面に配置される複数の発熱体７０が伝熱シート８で覆われる。伝熱シート８は、１枚のシートであってもよい。すなわち、１枚の伝熱シート８で全ての発熱体７０を覆ってもよい。あるいは、複数枚の伝熱シート８で発熱体７０を所定数ずつ覆ってもよい。

フロントエンド部９は、ノズル５を有する。フロントエンド部９は、バックエンド部６からインクの供給を受ける。フロントエンド部９は、ノズル５からインクを吐出する。なお、伝熱シート８は、フロントエンド部９の一方側（＋Ｚ方向側）を向く面に接する。このため、伝熱シート８を介して、加熱板７（複数の発熱体７０）からフロントエンド部９に熱が伝わる。これにより、フロントエンド部９（ノズル５）のインクが温められる。

図８に示すように、フロントエンド部９は、マニホールドダンパー９１および個別流路９２を有する。マニホールドダンパー９１は、インクを貯める部分（空間）である。個別流路９２は、各ノズル５に１つずつ設けられる。各ノズル５は、対応する個別流路９２を介して、マニホールドダンパー９１に接続される。

フロントエンド部９は、ステンレス製の金属板を複数含む。複数の金属板は、Ｚ軸方向に積み重ねられる。以下の説明では、便宜上、各金属板について、＋Ｚ方向から－Ｚ方向に向かって、トッププレート９ａ、第１ダンパープレート９ｂ、第２ダンパープレート９ｃ、個別流路プレート９ｄおよびノズルプレート９ｅと称する。図８に示すフロントエンド部９の構造（金属板の積層数）は一例であり、金属板の積層数をより多くしてもよい。

トッププレート９ａは、フロントエンド部９の最上部に位置する。言い換えると、トッププレート９ａは、フロントエンド部９の一方側（＋Ｚ方向側）を向く面を成す。トッププレートの上側（＋Ｚ方向側）には、圧電アクチュエーター５１が設けられる。

第１ダンパープレート９ｂは、第１貫通孔９３を有し、第２ダンパープレート９ｃは、第２貫通孔９４を有する。第１貫通孔９３および第２貫通孔９４は、Ｚ軸方向に繋がる。また、第１貫通孔９３および第２貫通孔９４は、Ｘ軸方向に広がる。第１貫通孔９３および第２貫通孔９４のそれぞれのＸ軸方向の幅は、－Ｘ方向側の最も端にあるノズル５から＋Ｘ方向側の最も端にあるノズル５までの間隔（Ｘ軸方向の両端にある一対のノズル５間の幅）以上である。

第１ダンパープレート９ｂと第２ダンパープレート９ｃとがＺ軸方向に重ねられた状態では、第１貫通孔９３および第２貫通孔９４のそれぞれのＹ軸方向の位置が互いに一致する。トッププレート９ａは、第１ダンパープレート９ｂの上側（＋Ｚ方向側）に配置される。トッププレート９ａは、第１貫通孔９３と第２貫通孔９４とで構成される部分（空間）の蓋となる。マニホールドダンパー９１は、第１貫通孔９３と第２貫通孔９４とで構成される部分（空間）である。バックエンド部６からフロントエンド部９に送り出されるインクは、マニホールドダンパー９１に貯められる。ノズル５は、マニホールドダンパー９１から供給されるインクを吐出する。

個別流路プレート９ｄは、第２ダンパープレート９ｃの下側（－Ｚ方向側）に配置される。個別流路プレート９ｄは、第１ダンパープレート９ｂおよび第２ダンパープレート９ｃと共に、個別流路９２を構成する。すなわち、第１ダンパープレート９ｂ、第２ダンパープレート９ｃおよび個別流路プレート９ｄは、それぞれ、個別流路９２となる貫通孔を有する。

ノズルプレート９ｅは、フロントエンド部９の最下部に位置する。言い換えると、ノズルプレート９ｅは、フロントエンド部９の他方側（－Ｚ方向側）を向く面を成す。ノズルプレート９ｅは、Ｚ軸方向に貫通する孔が設けられる。当該孔の部分がノズル５のインク吐出口５４となる。

第１ダンパープレート９ｂ、第２ダンパープレート９ｃおよび個別流路プレート９ｄのそれぞれの個別流路９２となる貫通孔は、ノズル５ごとに設けられる。言い換えると、Ｚ軸方向から見て、個別流路９２と壁部とがＸ軸方向に交互に並ぶ。

１つのノズル５に対して、１つの個別流路９２が接続される。そして、マニホールドダンパー９１には、全ての個別流路９２が接続される。各ノズル５は、対応する個別流路９２を介して、マニホールドダンパー９１からインクの供給を受ける。

（加熱板７）
図９に示すように、加熱板７は、複数の発熱体７０を備える。加熱板７は、複数の発熱体７０が配置される板状の部材である。加熱板７は、バックエンド部６とフロントエンド部９との間に配置される（図６および図７参照）。複数の発熱体７０は、加熱板７の下側（－Ｚ方向側）を向く面に配置される。すなわち、複数の発熱体７０は、加熱板７のフロントエンド部９と対向する面に配置される。

加熱板７は、たとえば、ガラスエポキシ樹脂製の基板である。加熱板７は１枚であり、複数の発熱体７０が１枚の加熱板７に配置される。発熱体７０は、通電により発熱する。発熱体７０は、チップ抵抗である。発熱体７０としては、チップ抵抗に限らず、通電により発熱する素子であればよい。

図９には、一例として、４８個のチップ抵抗を備える加熱板７を図示する。たとえば、Ｙ軸方向（副走査方向）に４個のチップ抵抗が並び、Ｘ軸方向（主走査方向）に１２個のチップ抵抗が並ぶ。発熱体７０の個数は特に限定されず、４８個よりも少なくてもよいし多くてもよい。

たとえば、Ｙ軸方向の中心よりも＋Ｙ方向側の２４個のチップ抵抗が直列に接続され、Ｙ軸方向の中心よりも－Ｙ方向側の２４個のチップ抵抗が直列に接続される。すなわち、加熱板７は、２４個のチップ抵抗を直列接続した抵抗回路を２つ備える。

加熱板７の下側（－Ｚ方向側）の面には、隔離領域Ｆ０が設けられる。隔離領域Ｆ０は、発熱体７０が設けられない領域である。隔離領域Ｆ０は、加熱板７のＸ軸方向の中央部分に位置する。図９では、隔離領域Ｆ０を破線で囲う。なお、図９では、矩形状の領域を隔離領域Ｆ０として示すが、隔離領域Ｆ０は矩形状でなくてもよい。

以下の説明では、便宜上、加熱板７の発熱体７０が配置される面において、Ｘ軸方向で隔離領域Ｆ０を挟む一対の領域のうち、Ｘ軸方向の一方側（＋Ｘ方向）の領域を第１配置領域Ｆ１と称し、Ｘ軸方向の他方側（－Ｘ方向）の領域を第２配置領域Ｆ２と称する。たとえば、第１配置領域Ｆ１および第２配置領域Ｆ２には、それぞれ、同数の発熱体７０が配置される。なお、第１配置領域Ｆ１での発熱体７０の配置数と第２配置領域Ｆ２での発熱体７０の配置数とが異なってもよい。

加熱板７は、複数の発熱体７０の発熱により、バックエンド部６およびフロントエンド部９を温める。言い換えると、加熱板７は、バックエンド部６のインクおよびフロントエンド部９のインクを温める。

なお、加熱板７（複数の発熱体７０）は、伝熱シート８で覆われる。伝熱シート８は、隣り合う一対の発熱体７０間に入り込むほどの弾性と圧縮性を有する。これにより、加熱板７の熱は、伝熱シート８によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の３方向に効率良く伝わる。そして、加熱板７の温度は、均一に上昇する。その結果、フロントエンド部９の全体が効率良く温められる。すなわち、マニホールドダンパー９１のインクおよびノズル５のインクが効率良く温められる。なお、加熱板７の温度が均一に上昇することにより、バックエンド部６も効率良く温められる。

インクの温度調整のため、加熱板７には、温度検知素子７１が設けられる。たとえば、温度検知素子７１は、チップ型のサーミスターである。温度検知素子７１は、リード型のサーミスターでもよい。なお、温度検知素子７１は、サーミスター以外の温度計測用の素子でもよい。

温度検知素子７１は、フロントエンド部９の温度に応じた値を出力する。温度検知素子７１の出力値は、制御部１に入力される。制御部１は、温度検知素子７１の出力値（出力電圧）に基づき、フロントエンド部９の温度を認識する。そして、制御部１は、フロントエンド部９の温度に基づき、加熱板７（複数の発熱体７０）に対する電力供給を制御する。

加熱板７は、電力供給用の電線（供給線）を介して、電源装置１００ｐに接続される。供給線には、スイッチ１００ｓが設けられる。制御部１は、スイッチ１００ｓのＯＮ／ＯＦＦを制御する。加熱板７に電力を供給するとき（インクを温めるとき）、制御部１は、スイッチ１００ｓをＯＮする。これにより、発熱体７０に電流が流れ、発熱体７０が発熱する。加熱板７への電力供給を停止するとき（インクを温めないとき）、制御部１は、スイッチ１００ｓをＯＦＦする。

温度検知素子７１は、隔離領域Ｆ０に配置される。なお、温度検知素子７１の配置位置は、Ｚ軸方向から見て、隔離領域Ｆ０の中心でもよいし中心でなくてもよい。たとえば、Ｚ軸方向から見て、隔離領域Ｆ０の中心と温度検知素子７１の中心とが一致するよう温度検知素子７１が配置される。

隔離領域Ｆ０に最も近い発熱体７０と温度検知素子７１とのＸ軸方向の間隔は、第１間隔Ｗ１および第２間隔Ｗ２よりも大きい。第１間隔Ｗ１は、第１配置領域Ｆ１および第２配置領域Ｆ２での発熱体７０（チップ抵抗）のＸ軸方向の最短の間隔である。第２間隔Ｗ２は、第１配置領域Ｆ１および第２配置領域Ｆ２での発熱体７０（チップ抵抗）のＹ軸方向の最短の間隔である。隔離領域Ｆ０に最も近い発熱体７０と温度検知素子７１とのＸ軸方向の間隔を第１間隔Ｗ１および第２間隔Ｗ２よりも大きくすることにより、温度検知素子７１が発熱体７０からの熱の影響を受け難くなる。

たとえば、実験により、フロントエンド部９の実際の温度と温度検知素子７１の出力値に基づく温度との温度差がない、または、当該温度差の絶対値が基準値以下となる温度検知素子７１と発熱体７０との間隔を求め、当該求めた間隔に基づき、温度検知素子７１のＸＹ平面での配置位置を設定してもよい。また、加熱板７を構成する材料の熱伝導率に基づき発熱体７０から伝わる熱量が所定値以下となる距離を求め、ＸＹ平面において、当該求めた距離を半径とする円を仮想的に設定し、当該円の中心を温度検知素子７１の配置位置とし、当該円の外側を発熱体７０の配置位置としてもよい。

なお、加熱板７の熱は、Ｘ軸方向の両端から、空気または他の部材に逃げる。したがって、発熱体７０への電力供給を停止した場合、加熱板７のＸ軸方向の両端の温度は、隣り合う一対の発熱体７０間の温度よりも下がり易い。そこで、Ｘ軸方向において、最も外側の発熱体７０（第１発熱体７０ａ）の発熱量は、第１発熱体７０ａよりも内側の発熱体７０（第２発熱体７０ｂ）の発熱量よりも大きくしてもよい。たとえば、抵抗値を小さくすると、電流が増え、発熱量が大きくなる。このため、第１発熱体７０ａの抵抗値を第２発熱体７０ｂの抵抗値よりも小さくしてもよい。

ここで、図７に示すように、温度検知素子７１は、フロントエンド部９の上側（＋Ｚ方向側）を向く面に直接接触する。言い換えると、温度検知素子７１とフロントエンド部９とのＺ軸方向間には、伝熱シート８が介在しない。さらに言い換えると、温度検知素子７１は、伝熱シート８をＺ軸方向に貫通して、フロントエンド部９に直接接触する。

温度検知素子７１をフロントエンド部９に直接接触させるため、伝熱シート８には予め通し孔８Ａが形成される。通し孔８Ａは、伝熱シート８をＺ軸方向（バックエンド部６とフロントエンド部９とが向き合う方向）に貫通する孔である。そして、温度検知素子７１は、通し孔８Ａに挿入される。すなわち、温度検知素子７１は、通し孔８Ａに配置される。

通し孔８Ａの開口形状（Ｚ軸方向から見た場合の形状）および開口幅（Ｚ軸方向と直交する方向の幅）は、特に限定されない。通し孔８Ａの開口形状は、略円形状であってもよいし、他の形状であってもよい。また、通し孔８Ａの開口幅は、温度検知素子７１のＺ軸方向と直交する方向の幅に応じて、適宜変更される。

たとえば、通し孔８ＡのＺ軸方向と直交する方向の開口幅は、温度検知素子７１のＺ軸方向と直交する方向の最大幅よりも大きい。そして、温度検知素子７１は、伝熱シート８に接触することなく、通し孔８Ａに挿入される。すなわち、温度検知素子７１は、通し孔８Ａの内周面には接触しない。なお、温度検知素子７１とフロントエンド部９とが直接接触していれば、温度検知素子７１と伝熱シート８とが一部で接触していてもよい。

また、温度検知素子７１は、発熱体７０よりも、フロントエンド部９に向かって突出する。言い換えると、加熱板７を成す基板の実装面から温度検知素子７１の先端（－Ｚ方向の最も端）までの距離は、加熱板７を成す基板の実装面から発熱体７０の先端（－Ｚ方向の最も端）までの距離よりも大きい。たとえば、温度検知素子７１としてリード型のサーミスターを用いることにより、容易に、温度検知素子７１を発熱体７０よりもフロントエンド部９に向かって突出させることができる。

温度検知素子７１を発熱体７０よりもフロントエンド部９に向かって突出させることにより、温度検知素子７１をフロントエンド部９に直接接触させても、発熱体７０はフロントエンド部９に直接接触しない。発熱体７０とフロントエンド部９とのＺ軸方向間には、隙間が生じる。当該隙間には、伝熱シート８が入り込む。すなわち、伝熱シート８は、発熱体７０とフロントエンド部９との間に配置される部分を有する。

（インクの温度調整）
制御部１は、加熱板７（複数の発熱体７０）に対する電力供給を制御する。すなわち、制御部１は、加熱板７の温度を制御する。これにより、制御部１は、インクの温度調整を行う。なお、プリンター１０１は、複数のインクジェットヘッド１００を備える。複数のインクジェットヘッド１００は、それぞれ、加熱板７を備える。制御部１は、複数のインクジェットヘッド１００のそれぞれについて、加熱板７に対する電力供給を制御し、インクの温度調整を行う。制御部１は、複数のインクジェットヘッド１００のそれぞれについて、図１０に示す処理を行う。

図１０に示す処理のスタートは、インクの温度調整を開始するときである。なお、インクの温度調整は、プリンター１０１の主電源が投入され、プリンター１０１の起動が完了したときに開始されてもよい。また、インクの温度調整は、操作パネル３がインクの温度調整の実行指示を受け付けたときに開始されてもよい。また、インクの温度調整は、プリンター１０１の省電力モードが解除されたときに開始されてもよい。また、インクの温度調整は、印刷ジョブのデータを通信回路部１２が受信したときに開始されてもよい。

また、図１０に示す処理の終了時点は、予め定められる。終了時点は、プリンター１０１の主電源が切られた時点でもよい。また、終了時点は、操作パネル３が終了指示を受け付けた時点でもよい。また、終了時点は、プリンター１０１の省電力モードを開始する条件が満たされた時点、すなわち、プリンター１０１の省電力モードを開始する時点でもよい。また、終了時点は、印刷ジョブが完了した時点でもよい。

まず、制御部１は、温度検知素子７１の出力に基づき、フロントエンド部９の温度を認識する（ステップ♯１）。そして、制御部１は、認識したフロントエンド部９の温度が第１閾値温度以下か否かを確認する（ステップ♯２）。第１閾値温度は、予め定められる。第１閾値温度は、保持温度範囲内の温度である。保持温度範囲は、インクを適切に吐出するために維持すべきインクの温度範囲である。保持温度範囲は、インクの材料に基づき、予め定められる。第１閾値温度は、保持温度範囲の最低温度としてもよい。たとえば、保持温度範囲は、２０～３５゜Ｃである。この場合、第１閾値温度は、２０゜Ｃとなる。

認識したフロントエンド部９の温度が第１閾値温度を超えているとき（ステップ♯２のＮｏ）、制御部１は、ステップ♯１を実行する（ステップ♯１に戻る）。具体的には、ステップ♯２でＮｏと判定してから所定の待ち時間が経過したとき、制御部１は、ステップ♯１を実行する。この場合、制御部１は、加熱板７に電力を供給せず、温度変化を監視する。

認識したフロントエンド部９の温度が第１閾値温度以下のとき（ステップ♯２のＹｅｓ）、制御部１は、加熱板７に電力を供給する（ステップ♯３）。言い換えると、制御部１は、加熱板７に電流を流し、フロントエンド部９およびバックエンド部６に対し加熱を行う。加熱板７による加熱を続けると、フロントエンド部９およびバックエンド部６の各温度が上昇していく。すなわち、インクの温度が上昇していく。

加熱板７による加熱の開始以降、制御部１は、温度検知素子７１の出力に基づき、フロントエンド部９の温度を周期的に認識する（ステップ♯４）。たとえば、制御部１は、１秒～数秒に１回、フロントエンド部９の温度を認識する。

認識したフロントエンド部９の温度が第２閾値温度を超えたとき、制御部１は、加熱板７への電力供給を停止する（ステップ♯５）。第２閾値温度は、予め定められる。第２閾値温度は、第１閾値温度よりも高い。第２閾値温度は、保持温度範囲内の温度である。第２閾値温度は、保持温度範囲の最高温度としてもよい。ステップ♯５の後、制御部１は、ステップ♯１を実行する（ステップ♯１に戻る）。

図１０に示す処理が制御部１によって行われることにより、ノズル５の内部温度が適切な温度に維持される。

上記のように、本実施形態では、加熱板７に配置される複数の発熱体７０の発熱によってフロントエンド部９の全体が温められる。すなわち、フロントエンド部９のインク全体を温めることができる。このため、各ノズル５のインク温度が均一になるので、各ノズル５の吐出前のインク温度の温度差が小さくなり、一部のノズル５からのインクの吐出量が不十分になるという不都合が抑制される。

ここで、本実施形態では、制御部１は、温度検知素子７１の出力値に基づき、フロントエンド部９の温度を認識する。そして、制御部１は、フロントエンド部９の温度に基づき、加熱板７に対する電力供給を制御する。この構成では、温度検知素子７１による温度検知を精度良く行うことが好ましい。

そこで、本実施形態では、温度検知素子７１は、フロントエンド部９に直接接触する。これにより、フロントエンド部９の温度（各ノズル５のインク温度）を精度良く検知できる。その結果、インク温度に起因する画質の低下を抑制できる。

なお、加熱板７は、フロントエンド部９に加え、バックエンド部６を温める。これにより、バックエンド部６からフロントエンド部９へのインクの供給前、バックエンド部６でインクを温めることができる（インクの予熱を行うことができる）。すなわち、インクが低温の状態でフロントエンド部９に供給されることを抑制できる。その結果、各ノズル５でインク吐出頻度が異なる場合でも、各ノズル５の吐出前のインク温度の温度差が大きくならない。

また、フロントエンド部９とバックエンド部６との間に加熱板７を配置するので、１枚の加熱板７で、フロントエンド部９およびバックエンド部６の両方を温めることができる。これにより、フロントエンド部９およびバックエンド部６のそれぞれにヒーターを設ける場合に比べ、製造コストを抑えることができる。また、ヒーターの設置に要するスペースも少なくなる。

さらに、加熱板７を板状の部材で構成することにより、１枚の加熱板７に複数の発熱体７０を配置できる。これにより、１枚の加熱板７（簡易な構成）で全てのノズル５を温めることができるので、微細なヒーターを多数設ける必要がない。その結果、製造コストを抑えることができる。

また、本実施形態では、加熱板７とフロントエンド部９との間に伝熱シート８が配置される。伝熱シート８により、複数の発熱体７０の熱が加熱板７の全域に伝わる。したがって、加熱板７の温度が均一になる。すなわち、加熱板７の温度分布がなだらかになる。これにより、伝熱シート８を介して加熱板７と接するフロントエンド部９の全体を均一に温めることができる。

この構成において、温度検知素子７１は、伝熱シート８を貫通して、フロントエンド部９に直接接触する。これにより、フロントエンド部９の全体を均一に温めることができ、かつ、フロントエンド部９の温度を精度良く検知できる。

また、本実施形態では、伝熱シート８は、通し孔８Ａを有する。そして、温度検知素子７１は、通し孔８Ａに挿入される。これにより、容易に、温度検知素子７１をフロントエンド部９に直接接触させることができる。

また、本実施形態では、温度検知素子７１は、伝熱シート８に接触することなく、通し孔８Ａに挿入される。これにより、温度検知素子７１によるフロントエンド部９の温度検知をより精度良く行うことができる。

また、本実施形態では、温度検知素子７１は、発熱体７０よりも、フロントエンド部９に向かって突出する。これにより、温度検知素子７１をフロントエンド部９に直接接触させた場合、発熱体７０とフロントエンド部９との間に隙間が生じ、当該隙間に伝熱シート８を配置できる。これにより、より良好に、複数の発熱体７０の熱を加熱板７の全域に伝えることができる。

本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、インクを吐出するインクジェットヘッドに利用可能である。

１ 制御部
５ ノズル
６ バックエンド部
７ 加熱板
８ 伝熱シート
８Ａ 通し孔
９ フロントエンド部
７０ 発熱体
７１ 温度検知素子

Claims (6)

1. インクが送り込まれるバックエンド部と、
   ノズルを有し、前記バックエンド部からインクの供給を受け、前記ノズルからインクを吐出するフロントエンド部と、
   通電により発熱する発熱体が配置される板状の部材であり、前記バックエンド部と前記フロントエンド部との間に配置され、前記発熱体の発熱により、前記バックエンド部および前記フロントエンド部を温める加熱板と、
   前記加熱板に設けられ、前記フロントエンド部の温度に応じた値を出力する温度検知素子と、を備え、
   前記温度検知素子は、前記フロントエンド部に直接接触する、インクジェットヘッド。
2. 前記加熱板と前記フロントエンド部との間に配置される伝熱シートを備え、
   前記温度検知素子は、前記伝熱シートを貫通して、前記フロントエンド部に直接接触する、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 前記伝熱シートは、前記バックエンド部と前記フロントエンド部とが向き合う方向に貫通する通し孔を有し、
   前記温度検知素子は、前記通し孔に挿入される、請求項２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記温度検知素子は、前記伝熱シートに接触することなく、前記通し孔に挿入される、請求項３に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記温度検知素子は、前記発熱体よりも前記フロントエンド部に向かって突出し、
   前記伝熱シートは、前記発熱体と前記フロントエンド部との間に配置される部分を有する、請求項２～４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
6. 前記フロントエンド部の温度を認識し、前記加熱板に対する電力供給を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記温度検知素子の出力値に基づき、前記フロントエンド部の温度を認識する、請求項１～５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。

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