JP2022173688A - 液体噴射装置、及びサブキャリッジ - Google Patents
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Abstract
【課題】液体噴射ヘッド内の温度のムラを抑制する。【解決手段】液体噴射装置1は、液体を噴射する第1液体噴射ヘッド12と、第1液体噴射ヘッド12を保持するサブキャリッジ21と、サブキャリッジ21を保持するキャリッジ5とを備える。サブキャリッジ5は、熱伝導性を有し第1液体噴射ヘッド12を保持する第1部材24と、第1部材24に設けられた加熱部38とを有する。第1液体噴射ヘッド12は、第1部材24に対して対向する第1側壁部13a,13bを有する。加熱部38は、第1液体噴射ヘッド12から噴射される液体の噴射方向に見て、第1側壁部13a,13bとの間に第1部材24を挟むように配置される。【選択図】図12
Description
本発明は、液体噴射装置、及びサブキャリッジに関する。
供給路部材を有する液体噴射ヘッドと、液体噴射ヘッド内のインクを加熱するためのヒーターとを備えた液体噴射装置がある。特許文献1には、供給路部材の側面にインクを加熱するためのヒーターが配置されている液体噴射ヘッドが開示されている。
特許文献1に記載のヒーターは、液体噴射ヘッドの側面に対して直接固定されているため、ヒーターから液体噴射ヘッド内の流路までの距離が短い。そのため、ヒーターが固定された液体噴射ヘッドの側面の面内方向に関してヒーターの熱が移動しにくいため、液体噴射ヘッド内に温度のバラつきが生じやすい。このようにヒーターが直接固定された液体噴射ヘッドでは、液体噴射ヘッド内に温度むらが生じるおそれがある。
本発明の一態様に係る液体噴射装置は、液体を噴射する第1液体噴射ヘッドと、第1液体噴射ヘッドを保持するサブキャリッジと、サブキャリッジを保持するキャリッジとを備える。サブキャリッジは、熱伝導性を有し第1液体噴射ヘッドを保持する第1部材と、第1部材に設けられた加熱部とを有する。第1液体噴射ヘッドは、第1部材に対して対向する第1側壁部を有する。加熱部は、第1液体噴射ヘッドから噴射される液体の噴射方向に見て、第1側壁部との間に第1部材を挟むように配置される。
本発明の一態様に係るサブキャリッジは、液体を噴射するヘッドを保持し、液体噴射装置のキャリッジに保持されるサブキャリッジであって、ヘッドから噴射される液体の噴射方向に見て、ヘッドの側壁部を囲み、熱伝導性を有する枠体と、枠体の外周面に設けられた加熱部と、備える。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、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、これらの形態に限られるものではない。
以下の説明において、互いに交差する3方向をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向として説明する場合がある。X軸方向は、互いに反対の方向であるX1方向及びX2方向を含む。Y軸方向は、互いに反対の方向であるY1方向及びY2方向を含む。Z軸方向は、互いに反対の方向であるZ1方向及びZ2方向を含む。Z1方向は、下向きの方向であり、Z2方向は、上向きの方向である。Z1方向は、噴射方向の一例である。Y軸方向は、第1方向の一例である。X軸方向は、第2方向の一例である。また、本明細書において、「上」及び「下」を用いる。「上」及び「下」は、液体噴射装置1のノズルが下である通常の使用状態における「上」及び「下」に対応する。
X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は、直交している。Z軸方向は、通常上下方向に沿う方向であるが、Z軸方向は、上下方向に沿う方向でなくてもよい。
図1は、第1実施形態に係る液体噴射装置1を示す概略図である。液体噴射装置1は、「液体」の一例であるインクを液滴として媒体PAに噴射するインクジェット方式の印刷装置である。液体噴射装置1は、シリアル型の印刷装置である。液体噴射装置1は、複数の液体噴射ヘッド10を備える。液体噴射ヘッド10は、媒体PAの幅方向に移動しながら媒体PAに向けてインクを噴射する。媒体PAは、典型的には印刷用紙である。なお、媒体PAは、印刷用紙に限定されず、例えば、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象でもよい。
図1に示すように、液体噴射装置1は、インクを貯留する液体容器2を備える。液体容器2の具体的な態様としては、例えば、液体噴射装置1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、及び、インクを補充可能なインクタンクが挙げられる。なお、液体容器2に貯留されるインクの種類は任意である。液体容器2は、液体貯留部の一例である。
液体容器2は、第1液体容器2aと第2液体容器2bとを含む。第1液体容器2aには、第1インクが貯留される。第2液体容器2bには、第1インクと異なる種類の第2インクが貯留される。例えば、第1インクおよび第2インクは、互いに異なる色のインクである。なお、第1インクと第2インクとが同じ種類のインクであってもよい。なお、インクの組成は、特に限定されず、例えば、染料又は顔料等の色材を水系溶媒に溶解させた水系インクでもよいし、色材を有機溶剤に溶解させた溶剤系インクでもよいし、紫外線硬化型インクでもよい。インクは、レジン系の溶剤インクでもよい。液体噴射装置1は、常温において高粘度の液体を使用できる。
液体噴射装置1は、制御ユニット3、媒体搬送機構4、キャリッジ5、及びキャリッジ搬送機構6を有する。制御ユニット3は、液体噴射装置1の各要素の動作を制御する。制御ユニット3は、例えば、CPU(Central Processing Unit)又は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む。当該記憶回路には、各種プログラムおよび各種データが記憶される。当該処理回路は、当該プログラムを実行するとともに当該データを適宜使用することにより各種制御を実現する。
媒体搬送機構4は、制御ユニット3によって制御され、媒体PAを搬送方向DMに搬送する。媒体搬送機構4は、媒体PAを搬送する搬送ローラーと、当該搬送ローラーを回転させるモーターと、を含む。なお、媒体搬送機構4は、搬送ローラーを用いる構成に限定されず、例えば、媒体Pを外周面に静電力等により吸着させた状態で搬送するドラム又は無端ベルトを用いる構成でもよい。
キャリッジ搬送機構6は、制御ユニット3によって制御され、ヘッドユニット20をX軸方向に往復させる。キャリッジ搬送機構6は、例えば、X軸方向に離間する複数のローラーに掛け渡された無端ベルトを含んでもよい。なお、液体容器2は、キャリッジ5に搭載されて、複数の液体噴射ヘッド10と共に搬送される構成でもよい。
図2は、ヘッドユニット20を示す分解斜視図である。図3は、液体噴射ヘッド10及びサブキャリッジ21を示す底面図である。図4は、液体噴射ヘッド10及びサブキャリッジ21を示す平面図である。図5は、液体噴射ヘッド10及びサブキャリッジ21を示す側面図である。液体噴射装置1は、ヘッドユニット20を備える。ヘッドユニット20は、液体噴射ヘッド10、サブキャリッジ21、及びキャリッジ5を含む。サブキャリッジ21は、複数の液体噴射ヘッド10を保持する。キャリッジ5は、サブキャリッジ21を保持する。
図6は、液体噴射ヘッド10を示す分解斜視図である。図6に示されるように、液体噴射ヘッド10は、固定板11、ノズルNが設けられた複数のヘッドチップ12、固定板11及びヘッドチップ12を保持するホルダー13、インクの流路を形成する流路構造体14、流路構造体14の上部に配置された中継基板15、中継基板15に設けられたコネクター16、及び上部カバー17を備える。
固定板11は、液体噴射ヘッド10の底面を構成する。固定板11には、ヘッドチップ12のノズルNを露出させるための開口11aが形成されている。ノズルNは、図3及び図8に図示されている。
図3及び図6に示されるように、複数のヘッドチップ12は、液体噴射ヘッド10の底部に配置されている。複数のヘッドチップ12は、ホルダー13によって保持されている。ヘッドチップ12には、液体を噴射する複数のノズルNが設けられている。図3に示されるノズルNは、Y軸方向に並べられてノズル列18を構成する。
図6に示されるように、流路構造体14は、ホルダー13の上に配置されている。流路構造体14には、インクが流れる流路が形成されている。流路構造体14は、複数の流路基板19を備える。複数の流路基板19は、その板厚方向に積層されている。流路基板19には、例えば、溝及び開口が形成されている。これらの溝及び開口によって流路が形成されている。
流路構造体14には、流路構造体14の内部にインクを導入するためのインク供給口14a、及び、流路構造体14からインクを排出するためのインク排出口14bが設けられている。そのため、液体噴射装置1では、インクを循環するインク循環方式が採用することができるが、インク排出口14bを使用せずにインク供給口14aのみを使用することでインク循環方式を採用しなくても構わない。
中継基板15は、流路構造体14のY軸方向における中央部の上部を覆っている。中継基板15には、複数の電気配線が設けられている。ヘッドチップ12は、中継基板15に設けられた電気配線と電気的に接続されている。
コネクター16は、中継基板15から上方に張り出している。コネクター16は、液体噴射ヘッド10の外部の電気部品と電気的に接続される。ヘッドチップ12は、コネクター16を経由して、制御ユニット3と電気的に接続される。
複数の液体噴射ヘッド10は、液体噴射ヘッド10Aと、液体噴射ヘッド10Bとを含む。液体噴射ヘッド10A,10Bは、X軸方向に隣り合って配置されている。液体噴射ヘッド10Aは、第1液体噴射ヘッドの一例であり、液体噴射ヘッド10Bは、第2液体噴射ヘッドの一例である。第1液体噴射ヘッドは、液体噴射ヘッド10Bでもよく、第2液体噴射ヘッドは、液体噴射ヘッド10Aでもよい。
図4に示されるように、液体噴射ヘッド10A,10Bは、複数のヘッドチップ12を備える。複数のヘッドチップ12は、ヘッドチップ12Aと、ヘッドチップ12Bとを含む。ヘッドチップ12Aとヘッドチップ12Bとは、隣り合っている。ヘッドチップ12A,12Bは、それぞれY軸方向に長尺であり、X軸方向およびX軸方向に交差するY軸方向にずれて配置されている。ヘッドチップ12Aは、ヘッドチップ12BよりもX1方向且つY2方向にずれて配置されている。
図6に示す通り、上部カバー17は、Z1方向の端部でホルダー13のZ2方向の面に当接し、ホルダー13のZ2方向の面との間で流路構造体14、中継基板15及びコネクター16を収容する。上部カバー17のZ2方向側の上面には、コネクター16に外部の配線部材を挿通するための配線用開口17aと、インク供給口14a及びインク排出口14bをチューブ等の外部の流路部材と接続するための開口17b,17cと、が設けられる。
図4に示されるように、噴射方向に見た平面視で液体噴射ヘッド10の外形は、中央部81、及び張出部82,83を有する。張出部82は、Z軸方向に見て中央部81からY2方向に張り出している。張出部83は、Z軸方向に見て中央部81からY1方向に張り出している。張出部82は、Z軸方向に見てヘッドチップ12AのY2方向の端部と重なる。張出部83は、Z軸方向に見てヘッドチップ12BのY1方向の端部と重なる。中央部81は、ヘッドチップ12AのY1方向の端部と、ヘッドチップ12BのY2方向の端部とを含む。中央部81は、ヘッドチップ12Aの少なくとも一部と、ヘッドチップ12Bの少なくとも一部とを含む。張出部81及び張出部82の夫々のX軸方向に関する寸法は、中央部81のX軸方向に関する寸法の半分以下である。張出部82は、中央部81の中心を通過しY軸方向に沿う中心線に対してX1方向に位置し、張出部83は、当該中心線に対してX2方向に位置する。液体噴射ヘッド10の外形は、例えばホルダー13でもよい。
図7は、液体噴射装置1のインクの流路30を示す概略図である。図7には、1種類のインクが流れる流路30が示されている。また、図7には、インク循環方式を採用した場合の流路30内のインクの流れを示している。インクの流路30は、インクの種類ごとにそれぞれ設けられる。流路30には、液体容器2、ポンプ31、フィルター32,33、及び共通液室41が接続されている。流路30は、供給流路35及び回収流路36を有する。供給流路35は、液体容器2から共通液室41へインクを供給する流路である。回収流路36は、共通液室41から液体容器2へインクを回収する流路である。液体噴射装置1は、インクを加熱するヒーター37,38を備える。ヒーター37は、供給流路35を流れるインクを加熱する。ヒーター38は、サブキャリッジ21に設けられ、ヘッドチップ12内のインクを加熱する。ヒーター38の詳細については、図11~図15を参照しながら、後述する。
ポンプ31は、液体容器2の下流に接続され、液体容器2に貯留されているインクを移送する。ヒーター37は、ポンプ31の下流に接続され、インクを所定の温度に加熱する。なお、ヒーター37は、液体容器2に貯留されるインクを加熱する構成にしてもよい。インクの温度を調整することにより、インクの粘性を調整することができる。これらの液体容器2、ポンプ31、及びヒーター37は、液体噴射ヘッド10の外部に配置されている。液体容器2、ポンプ31、及びヒーター37は、例えばキャリッジ5に搭載されていてもよい。ヒーター37は、図5に示されるように、液体噴射ヘッド10のZ2方向に配置されている。フィルター32は、ヒーター37のZ2方向に配置されている。フィルター32は、インクに混入する異物及び気泡を除去する。
図7に示されるように、インクは、供給流路35を流れ、インク供給口14aを通り、流路構造体14の内部の流路に導入される。流路構造体14の内部の流路は、複数に分岐されて、複数のヘッドチップ12に接続されている。ヘッドチップ12には、共通液室41が設けられている。ヘッドチップ12に導入されたインクは、共通液室41に貯留される。共通液室41に貯留されたインクのうち一部は、ノズルNから噴射される。
フィルター33は、流路構造体14の内部の流路において、共通液室41の上流に設けられている。フィルター33を通過したインクは、共通液室41に供給される。フィルター33は、インクに混入する異物及び気泡を除去する。
共通液室41に貯留されたインクのうち、ノズルNから噴射されなかったインクは、液体容器2に回収される。共通液室41から排出されたインクは、流路構造体14の内部の流路を流れ、インク排出口14bを通り、流路構造体14の外部に配置される。インク排出口14bから排出されたインクは、回収流路36を流れて、液体容器2に回収される。このようにインクは、循環される。
図8は、ヘッドチップ12を示す断面図である。図8に示されるように、ヘッドチップ12は、共通液室41、中継流路42、圧力室43、連通流路44、圧電アクチュエーター45、及び、ノズルNを含む。また、ヘッドチップ12は、ノズルプレート51、コンプライアンス基板53、連通板54、圧力室形成板55、振動板56、保護基板57、及び、ケース58を有する。
ノズルプレート51は、Y軸方向に延在し、所定の長さを有する。ノズルプレート51には、複数のノズルNが形成されている。ノズルNは、ノズルプレート51の板厚方向に貫通する孔である。複数のノズルNは、Y軸方向に並べられたノズル列18を形成する。複数のノズル列18は、X軸方向に離間する。
連通板54には、共通液室41の一部、中継流路42、及び、連通流路44が形成されている。共通液室41のZ1方向の部分は、連通板54に形成されている。連通流路44は、ノズルNに連通する。複数の連通流路44は、複数のノズルNについて各々連通する。ノズルプレート51は、連通板54のZ1方向に配置されている。連通流路44のZ1方向にノズルNがそれぞれ配置される。連通板54は、例えばシリコンやステンレス鋼などの金属によって構成されている。
コンプライアンス基板53は、連通板54のZ1方向に配置されている。コンプライアンス基板53は、中継流路42、及び共通液室41を覆うように形成されている。コンプライアンス基板53は、支持板52を介して、固定板11に支持されている。支持板52は、Z軸方向から見て、共通液室41及び中継流路42を囲むように形成されている。支持板52は、例えばステンレス鋼などの金属によって構成されている。Z軸方向において、共通液室41及び中継流路42と、固定板11との間には、隙間が形成されている。コンプライアンス基板53は、樹脂製のフィルムや金属製の薄板など、可撓性を有する部材で構成され、固定板11に接近及び固定板11から離れるようにZ1方向及びZ2方向へ変形することで、共通液室41内のインクの圧力変動を緩和する。なお、コンプライアンス基板53は、樹脂で形成された場合であっても、厚さが薄いフィルムであれば熱抵抗は非常に小さいので、熱伝導を阻害することはほぼない。
圧力室形成板55は、連通板54のZ2方向に配置されている。圧力室形成板55には、複数の圧力室43が形成されている。複数の圧力室43は、複数のノズルNについてそれぞれ形成されている。圧力室43は、中継流路42と、連通流路44とに連通する。
振動板56は、圧力室形成板55のZ2方向に配置されている。振動板56は、圧力室43のZ2方向の壁面を構成する。振動板56のZ2方向の面には、複数の圧電アクチュエーター45が配置されている。複数の圧電アクチュエーター45は、複数の圧力室43に対応してそれぞれ設けられている。圧電アクチュエーター45は、複数の電極、及び電極間に配置された圧電体層を含む。
振動板56のZ2方向には、保護基板57が配置されている。保護基板57は、複数の圧電アクチュエーター45を覆う。保護基板57は、振動板56を補強すると共に、複数の圧電アクチュエーター45を保護する。
ケース58には、共通液室41の一部が形成されている。共通液室41のうち、Z2方向の部分は、ケース58に形成され、Z1方向の部分は、連通板54に形成されている。また、ケース58には、供給口46及び排出口47が形成されている。供給口46及び排出口47は、Y軸方向において離間している。排出口47は、図7に示されている。
図8に示されるように、インクは、供給口46を通り、共通液室41に流入する。共通液室41内のインクは、中継流路42を通り、圧力室43に流入する。圧力室43内のインクは、連通流路44を通り、ノズルNから噴射される。
ヘッドチップ12は、COF60を備える。COFは、Chip on Filmの略称である。COF60は、フレキシブル配線基板61、及び駆動回路62を備える。フレキシブル配線基板61は、可撓性を有する配線基板である。フレキシブル配線基板61は、例えばFPCである。フレキシブル配線基板61は、例えばFFCでもよい。FPCは、Flexible Printed Circuitの略称である。FFCは、Flexible Flat Cableである。
圧電アクチュエーター45は、図示しないリード電極を介して、フレキシブル配線基板61と電気的に接続されている。駆動回路62は、フレキシブル配線基板61と電気的に接続されている。フレキシブル配線基板61は、図1に示される制御ユニット3と電気的に接続されている。
圧電アクチュエーター45は、制御ユニット3と電気的に接続されている。圧電アクチュエーター45は、制御ユニット3によって制御されて駆動される。圧電アクチュエーター45は、圧力室43の壁面を変形させて、圧力室43内の容積を変化させる。これにより、圧電アクチュエーター45は、圧力室43内のインクをノズルNから噴射する。なお、液体噴射ヘッド10は、圧電アクチュエーター45に代えて、発熱素子等のその他の駆動素子を備える構成でもよい。
図6及び図8に示されるように、ホルダー13は、ヘッドチップ12の側面を覆うように配置された側壁部13a,13bを有する。側壁部13a,13bは、第1側壁部の一例である。側壁部13aの板厚方向は、X軸方向に沿う。側壁部13bの板厚方向は、Y軸方向に沿う。図8に示されるように、側壁部13aは、X軸方向において、ヘッドチップ12の外側に配置されている。固定板11は、ホルダー13の側壁部13a,13bに取り付けられている。図3に示されるように、側壁部13a,13bは、Z軸方向に見て、ヘッドチップ12を囲むように配置されている。
側壁部13a,13bは、例えば、金属から形成されていてもよい。側壁部13a,13bは、例えばステンレス鋼、又はチタンから形成されていてもよい。側壁部13a,13bは、熱伝導性を有するセラミックスから形成されていてもよい。側壁部13a,13bは、熱伝導性を有するその他の材料から形成されていてもよい。側壁部13a,13bは、液体噴射ヘッド10の部品であり、インクが付着するおそれがあるため、耐液性の観点から、ステンレス鋼、チタン、又はセラミックス等から形成されていることが好ましい。なお、側壁部13a,13bにおいて、インクが流れる流路の一部が形成されていてもよい。この場合には、側壁部13a,13bが、ステンレス鋼、チタン、又はセラミックス等によって形成されていると、耐液性の観点から特に好ましい。なお、「熱伝導性を有する」とは、例えば、常温での熱伝導率が10.0W/m・K以上であることでもよい。常温は、例えば15℃以上25℃以下である。
また、図2に示されるように、ホルダー13は、フランジ13dを有する。フランジ13dでは、Z軸方向に見て、側壁部13a,13bよりも外側に張り出す。フランジ13dは、Z軸方向に見て、サブキャリッジ21に重なるように配置される。フランジ13dは、側壁部13a,13bと一体的に形成されている。フランジ13dでは、側壁部13a,13bと別体で構成されていてもよい。側壁部13a,13b及びフランジ13dは、同じ材質でもよく、異なる材質でもよい。後述するように、側壁部13a,13b、フランジ13d、及びサブキャリッジ21は、互いに伝熱可能である。なお、ホルダー13は、熱伝導性を有していない樹脂から形成されていてもよい。
図2及び図5に示されるように、液体噴射ヘッド10は、サブキャリッジ21に保持されて、キャリッジ5に搭載される。キャリッジ5は、サブキャリッジ21を支持する支持体でもよい。キャリッジ5は、例えば板状を成している。キャリッジ5には、サブキャリッジ21を露出させる開口5aが形成されている。Y軸方向において、開口5aの両側には、サブキャリッジ支持部5bが形成されている。サブキャリッジ支持部5bは、例えば段差面でもよい。キャリッジ5は、例えば金属から構成されている。キャリッジ5は、高剛性且つ導電性を有する金属から構成されていることが好ましい。このようなキャリッジ5では、接地及び剛性を確保できる。キャリッジ5は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、マグネシウム等の金属材料から構成されていてもよい。なお、キャリッジ5は、樹脂等のその他の材料から構成されていてもよい。
図9は、サブキャリッジ21のフレーム22を示す断面図であり、Z軸方向に交差する断面を示す。図10は、サブキャリッジ21を示す断面図であり、図9中のX-X線に沿う断面を示す。図11は、サブキャリッジ21の要部を拡大して示す断面図である。図12は、サブキャリッジ21とキャリッジ5との接続部を示す断面図であり、図9中のXII-XII線に沿う断面図である。図13は、サブキャリッジ21とキャリッジ5との固定部を示す断面図であり、図9中のXIII-XIII線に沿う断面図である。図14は、サブキャリッジ21を示す分解斜視図である。図9~図14に示されるように、サブキャリッジ21は、ブロック24、ヒーター38、及びカバー25を備える。ブロック24は、フレーム22及びベース部23を有する。ブロック24は、例えば金属又は熱伝導性を有するセラミックスから形成されている。ブロック24は、アルミニウム、銅、銀、及び金のうち少なくとも1つを含む合金から形成されてもよい。ブロック24は、第1部材の一例である。ヒーター38は、加熱部の一例である。カバー25は、第2部材の一例である。フレーム22は、第1枠体の一例である。
フレーム22は、図9に示されるように、Z軸方向に見て、液体噴射ヘッド10を囲むように形成されている。ベース部23は、液体噴射ヘッド10を保持する。ベース部23は、他の部分を介して、液体噴射ヘッド10を保持してもよい。フレーム22のZ2方向には、液体噴射ヘッド10のホルダー13の一部が配置されていてもよい。例えば、ホルダー13のフランジ13dが、フレーム22のZ2方向に配置されていてもよい。例えば、フレーム22のZ2方向にベース部23が配置され、ベース部23のZ2方向に液体噴射ヘッド10の一部が配置されることで、液体噴射ヘッド10がフレーム22に保持されてもよい。また、フレーム22には、液体噴射ヘッド10を保持するための段差面が形成されていてもよい。また、フレーム22は、ベース部23よりもZ2方向に突出するように形成された部分を含んでもよく、この構成において、フレーム22のZ2方向の端部によって、液体噴射ヘッド10を保持してもよい。Z軸方向に見て、フレーム22の内側には、ヘッドチップ12が配置されている。
フレーム22は、例えばステンレス鋼から形成されている。フレーム22は、その他の金属から形成されていてもよい。
ベース部23は、例えば板状を成している。ベース部23の板厚方向は、Z軸方向に沿う。ベース部23は、Z軸方向に見て、フレーム22よりも外側まで張り出している。ベース部23は、フレーム22に対してZ2方向に配置されている。図12及び図13に示されるように、ベース部23は、フレーム22よりもY2方向に張り出している。ベース部23は、Z軸方向に見て、キャリッジ5のサブキャリッジ支持部5bと重なるように配置される。サブキャリッジ支持部5bのZ2方向にベース部23の端部が配置される。
図13に示すように、ブロック24は、キャリッジ5に対して、樹脂製のブッシュ72を介して金属製のネジ73によって締結されていてもよい。ブッシュ72は、ネジ73が挿入される貫通孔が形成された筒状部を含む。キャリッジ5には、ネジ73が取り付けられる雌ネジ74が形成されている。ブッシュ72は、ベース部23に形成された孔23aに圧入されている挿入部72aと、Z軸方向に見て挿入部72aよりも外側へ張り出した鍔部72bを有する。鍔部72bは、ネジ73の頭とベース部23のZ2方向を向く面との間に挟まれる部分である。また、詳しくは後述する当接部29によって、ベース部23のZ1方向を向く面と、サブキャリッジ支持部5bのZ2方向を向く面とは、隙間を空けて対向する。そのため、ベース部23の熱が、サブキャリッジ支持部5bへ熱伝導によって伝熱するのを抑制している。ネジ73は、例えば、鉄、ステンレス鋼、黄銅等の硬度が高い金属材料から構成されていてもよい。ネジ73は、例えば、アルミニウム、又はチタンなどから形成されていてもよい。ブッシュ72は、例えば、耐熱性が高い樹脂材料から形成されていてもよい。ブッシュ72は、耐熱性を有し、熱伝導率が1.0W/m・K未満の樹脂材料から形成されている。ブッシュ72は、例えば、PEEKから構成されているが、その他の樹脂材料によって形成されていてもよい。PEEKは、ポリエーテルエーテルケトン樹脂の略称である。なお、ブッシュ72は、例えば耐熱性を有し常温での熱伝導率が10.0W/m・K未満のセラミックスから形成されていてもよい。ネジ73と、ベース部23との間には、ブッシュ72が介在しており、ネジ73とベース部23とは接触していない。そのため、ベース部23から、ネジ73を介して、キャリッジ5に伝熱されることが抑制される。
フレーム22とベース部23とは、一体として形成されている。なお、フレーム22とベース部23とは、別体として形成されていてもよい。別体として形成されたフレーム22とベース部23とが接合されていてもよい。
図11~図13に示されるように、フレーム22は、液体噴射ヘッド10のホルダー13の側壁部13a,13bと対向する。図11に示されるように、ホルダー13の側壁部13aは、X軸方向において、フレーム22と対向する。図12及び図13に示されるように、ホルダー13の側壁部13bは、Y軸方向において、フレーム22と対向する。X軸方向及びY軸方向に見て、フレーム22と側壁部13a,13bとは重なるように配置されている。Z軸方向に見て、ヒーター38は、側壁部13a,13bに対して、フレーム22を挟むように配置されている。換言すれば、ヒーター38と、側壁部13a,13bとの間には、ブロック24の一部が配置されている。フレーム22と、ヒーター38とは、直接接触していなくてもよく、ヒーター38の熱がフレーム22に伝熱可能であればよい。具体的には、ヒーター38とフレーム22との間に、常温での熱伝導率が1.0W/m・K未満の断熱部材を介在させていなければよい。但し、ヒーター38とフレーム22との間に断熱部材が介在していたとしても、断熱部材が接着剤やフィルムなどの厚さが薄い構成であれば熱抵抗は非常に小さく、断熱部材の熱抵抗は無視することができるため、ヒーター38の熱はフレーム22に伝熱可能である。同様に、フレーム22と、側壁部13a,13bは、直接接触していなくてもよく、フレーム22から側壁部13a,13bに伝熱可能であればよい。
図15は、ヒーター38を示す斜視図である。図9~図15に示されるヒーター38は、フィルム状のヒーターである。ヒーター38は、電気抵抗により発熱する。ヒーター38の電気抵抗素子としては、例えば、銅やステンレス鋼などが採用できる。ヒーター38は、Z軸方向に見て、液体噴射ヘッド10の固定板11、及びサブキャリッジ21のフレーム22を囲むように配置されている。ヒーター38の厚さ方向は、側壁部13a,13bの板厚方向、及びフレーム22の板厚方向に沿う。図10及び図11に示される断面において、ヒーター38の板厚方向は、X軸方向に沿う。
ヒーター38の内周面38aは、フレーム22の外周面22bに接していてもよい。ヒーター38は、放熱グリスを介して外周面22bに固定されていてもよい。図12及び図13に示される断面において、ヒーター38の厚み方向は、Y軸方向に沿う。図9では、ヒーター38が2点鎖線で図示されている。ヒーター38は、サブキャリッジ21のフレーム22を囲むように形成されている。Z軸方向に見て、フレーム22の内側には、固定板11及びノズルプレート51が配置される。固定板11のZ1方向を向く面である底面11b及びノズルプレート51のZ1方向を向く面であるノズル面51aは、液体噴射ヘッド10の噴射面の一例である。
図9~図14に示されるカバー25は、ヒーター38を覆うように配置されている。図10~図14に示されるように、カバー25は、第1部分26及び第2部分27を有する。第1部分26は、板状を成す。第1部分26の板厚方向は、ヒーター38の板厚方向に沿う。Z軸方向に見て、第1部分26は、ヒーター38を囲むように配置されている。第1部分26のZ軸方向の長さは、ヒーター38のZ軸方向の長さより長い。図10及び図11に示される断面において、第1部分26の板厚方向は、X軸方向に沿う。図12及び図13に示される断面において、第1部分26の板厚方向は、Y軸方向に沿う。ヒーター38の外周面38bと、第1部分26の内周面26aとの間には、隙間G1が形成されている。カバー25の第1部分26は、Z軸方向に見て、ヒーター38に対して、隙間G1を空けて、ヒーター38を囲むように設けられている。隙間G1は、第1の隙間の一例である。
カバー25の第2部分27は、フレーム22のZ1方向の端部に設けられた面22cを覆うように配置されている。フレーム22のZ1方向の面22cは、第1枠体の噴射方向の端部の一例である。面22cと第2部分27とは不図示の接着剤によって接着されている。面22cにはZ2方向へ凹む凹部22dが形成されており、この凹部22dは、面22cと第2部分27との間の接着剤の余剰部分を逃がすための機能を有する。第2部分27は、第1部分26のZ1方向の端部から、フレーム22に向かって張り出している。第2部分27は、板状を成す。第2部分27の板厚方向は、Z軸方向に沿う。第2部分27は、ブロック24のZ1方向の端部に設けられた面を覆う。
ここで、カバー25の熱伝導率は、ブロック24の熱伝導率よりも低い。そして、サブキャリッジ21では、ブロック24の底部がカバー25の第2部分27によって覆われているので、Z1方向にブロック24が露出されない。これにより、ヒーター38によって加熱されたブロック24の放熱を抑制できる。カバー25は、ブロック24及びヒーター38の両方を覆っているので、ブロック24及びヒーター38がZ1方向に露出されない。そのため、ノズル面51aから噴射されたインクや、インクから分離されたミストのブロック24及びヒーター38への付着が抑制される。更に、第2部分27に耐液性が高いステンレス鋼やセラミックを採用する場合には、ブロック24及びヒーター38をインクから保護することができるとともに、ブロック24に熱伝導性が高いアルミニウムを採用することができる。その結果、サブキャリッジ21において、インクに対する耐液性の向上を図り、ブロック24の熱伝導性の向上を図ることができる。
また、カバー25によってブロック24を覆うことにより、周囲の空気に晒されるブロック24の表面積を減少させることができるので、サブキャリッジ21の搬送時において、相対的に生じる空気の流れによる対流熱伝達を抑制できる。これにより、ヒーター38によって加熱されたブロック24の放熱を抑制できる。
液体噴射ヘッド10のホルダー13の側壁部13a,13b及びフランジ13dは、熱伝導性を有する。ホルダー13の側壁部13a,13bは、サブキャリッジ21のブロック24に対して熱的に接触されている。「熱的に接触する」とは、側壁部13aと、ブロック24との間において伝熱可能であることを含み、具体的には、側壁部13a、13bとフランジ13dとが、熱伝導性を有する材料で一体に形成されていていること、及び、熱伝導性を有する複数の別部材で構成されていることを含む。ホルダー13のフランジ13dは、ベース部23と接触している。ブロック24の熱は、フランジ13dを介して、側壁部13a,13bに伝熱される。ブロック24の熱の一部は、矢印H1,H2によって示されるように、熱伝導により、側壁部13a,13bに伝熱される。
ブロック24の熱の一部は、矢印H3によって示されるように、輻射および後述する隙間G2内の空気の内部を熱が移動する熱伝導によって、ブロック24から側壁部13a,13bに伝熱される。具体的には、フレーム22の熱の一部は、輻射および隙間G2内の空気の内部を熱が移動する熱伝導によって、側壁部13a,13bに伝熱される。
ブロック24の熱伝導率は、側壁部13a,13bの熱伝導率よりも高い。また、前述したようにカバー25の熱伝導率は、ブロック24の熱伝導率よりも低い。更に、カバー25の熱伝導率は、側壁部13a,13bの熱伝導率よりも低い。カバー25がセラミックス製である場合において、セラミックスの熱伝導率は、例えば、常温で、10.0W/m・K未満でもよい。常温は、例えば15℃以上25℃以下でもよい。カバー25の熱伝導率は、例えば、5.0W/m・K未満でもよい。カバー25の熱伝導率は、例えば、1.0W/m・K未満でもよい。カバー25が樹脂製である場合において、樹脂の熱伝導率は、例えば、常温で、1.0W/m・K未満でもよい。例えば、側壁部13a,13bがステンレス鋼又はチタンから形成されている場合に、カバー25は、側壁部13a,13bの熱伝導率よりも低いセラミックス又は樹脂から形成されたものでもよい。
Z軸方向に見て、フレーム22と、側壁部13bとの間には、隙間G2が形成されている。隙間G2は、第2の隙間の一例である。隙間G2は、フレーム22の内周面22aと、側壁部13bの外周面13cとの間の隙間である。隙間G1は、Z軸方向に見て、隙間G2よりも大きい。隙間G1は、例えば、0.75mm以上でもよいし、1.00mm以上でもよい。隙間G2は、0.00mmより大きく、0.15mm以下でもよい。隙間G2は、例えば0.15mmを超える大きさでもよい。隙間G2が0.15mmを超える場合に、隙間G2に常温での熱伝導率が1.0W/m・K以上の伝熱シートを配置してもよい。隙間G2が0.15mm以下の場合には、輻射および隙間G2の空気の内部を移動する熱伝導によってフレーム22から側壁部13bへ伝熱が可能となり、伝熱シートを設ける必要がなくなるため、伝熱シートを隙間G2に介在させることによってサブキャリッジ21に対する液体噴射ヘッド10のアライメント精度の劣化を低減できる。また、隙間G1が0.75mm以上の場合には、輻射および隙間G1内の空気を熱が伝わる熱伝導によって、加熱部38から隙間G1を介してカバー25の第1部分26へ伝熱するのを抑制できる。
カバー25の第1部分26は、Z軸方向に見て、キャリッジ5の開口5aの内周面5cと、フレーム22との間に配置されている。Z軸方向に見て、カバー25の第1部分26の外周面26bと、キャリッジ5の開口5aの内周面5cとの間には、隙間G3が形成されている。隙間G3は、隙間G2よりも大きい。隙間G3は、第3の隙間の一例である。ヘッドユニット20では、隙間G2よりも、隙間G3を大きくして、カバー25の第1部分26からキャリッジ5への放熱を抑制できる。
図12に示されるように、サブキャリッジ21は、ベース部23からキャリッジ5に向かって突出し、キャリッジ5に当接する当接部29を有する。当接部29の熱伝導率は、側壁部13bの熱伝導率より低い。当接部29の常温での熱伝導率は、例えば、10.0W/m・K未満でもよい。当接部29の常温での熱伝導率は、10.0W/m・K未満でもよく、1.0W/m・K未満でもよい。当接部29は、キャリッジ5のサブキャリッジ支持部5bのZ2方向側に配置されている。当接部29は、ベース部23からZ1方向に突出しサブキャリッジ支持部5bに当接する。当接部29は、例えば、ジルコニアから成るセラミックスから形成されていてもよい。ジルコニアの常温での熱伝導率は、例えば3.0W/m・Kである。当接部29がジルコニアから成るセラミックスから形成されている場合には、当接部29の強度を確保することができると共に、熱伝導率を低く抑えることができる。更に、ジルコニアから成るセラミックスにすることで、当接部29のサブキャリッジ支持部5bと接触する面の平面度を向上させることができる。なお、当接部29は、セラミックスから形成されたものに限定されず、その他の材料から形成されたものでもよい。当接部29は、例えば樹脂材料から形成されたものでもよい。
図10に示されるように、ヘッドチップ12のノズルプレート51のノズル面51aは、カバー25の第2部分27のZ1方向の面27bよりもZ1方向に位置していてもよい。ノズル面51aは、ノズルプレート51のZ1方向の面である。ノズル面51aは、ノズルNが形成された噴射面の一例である。カバー25の面27bは、サブキャリッジ21の噴射方向の端部の一例である。なお、噴射面は、ノズル面51a及び固定板11の底面11bの両方を含んでもよい。噴射面がサブキャリッジ21のZ1方向の面27bよりもZ1方向に位置している場合には、例えば、メンテナンス時にワイピング動作をしたときに、サブキャリッジ21へのインクの付着を抑制することができる。サブキャリッジ21のブロック24へのインクの付着を抑制することができ、ブロック24が保護される。
図1、図9及び図10に示されるように、サブキャリッジ21は、複数の液体噴射ヘッド10を保持できる。サブキャリッジ21のブロック24は、液体噴射ヘッド10A,10Bを保持する。図9、図10及び図13に示されるように、ヒーター38は、液体噴射ヘッド10A,10Bの両方を囲む面状のヒーターである。
サブキャリッジ21では、液体噴射ヘッド10A,10Bの両方を1つのヒーター38で囲んでいるので、液体噴射ヘッド10Aと、液体噴射ヘッド10Bとを別々に囲むように、ヒーターをそれぞれ設ける必要がない。そのため、サブキャリッジ21では、製造の容易化を促進し、コスト低減を図ることができる。サブキャリッジ21では、面状のヒーターとして、例えば、フィルムヒーター、シリコンラバーヒーター、及びスペースヒーターを採用することができる。
次に、フレーム22の共通部分22Cについて説明する。図9に示されるように、フレーム22は、フレーム22Aと、フレーム22Bとを含む。フレーム22Aは、Z軸方向に見て、液体噴射ヘッド10Aのホルダー13Aの側壁部13a,13bを囲む。フレーム22Bは、Z軸方向に見て、液体噴射ヘッド10Bの側壁部13a,13bを囲む。フレーム22A,22Bは、液体噴射ヘッド10Aと、液体噴射ヘッド10Bとの間において、少なくとも一部が共通する共通部分22Cを有する。
ヒーター38は、フレーム22の外周に沿って設けられている。フレーム22の外周は、共通部分22Cを含まない。なお、図15では、共通部分22Cが仮想線で示されている。ヒーター38は、Z軸方向に見て、共通部分22Cを除き、側壁部13a,13bの全周を囲むように形成されている。ここで、「側壁部13a,13bの全周を囲む」とは、ヒーター38は、側壁部13a,13bの全周のうち、70%以上を囲むことを含む。なお、ヒーター38は、図13のように、側壁部13a,13bの全周のうち、90%以上を囲むように形成されていることがより好ましい。ヒーター38は、Y軸方向に延在するそれぞれの側壁部13aの少なくとも一部に対応して、配置されていてもよい。ヒーター38は、X軸方向に延在するそれぞれの側壁部13bの少なくとも一部に対応して、配置されていてもよい。ヒーター38の一部は、X1方向に見て、側壁部13aと重なるように配置されている。ヒーター38の一部は、X2方向に見て、側壁部13aと重なるように配置されている。ヒーター38の一部は、Y1方向に見て、側壁部13bと重なるように配置されている。ヒーター38の一部は、Y2方向に見て、側壁部13bと重なるように配置されている。ヒーター38は、X1方向、X2方向、Y1方向、及びY2方向の4方向の全てにおいて、少なくともフレーム22の一部と重なるように配置されている。なお、ヒーター38は、X1方向、X2方向、Y1方向、及びY2方向の4方向の全てにおいて、フレーム22と重なっていないものでもよい。要は、フレーム22における温度のムラを低減して、ヘッドチップ12における温度のムラを抑制できればよい。
ヒーター38と、端子71aとを連結する連結部分38dは、ヒーター38の短辺部38eに接続されている。連結部分38dは、ヒーター38の長辺部38f以外の部分に接続されているのが好ましい。長辺部38fは、例えばY軸方向において、最も長く延在する部分である。短辺部38eは、Y軸方向に沿う部分のうち、長辺部38fより短い部分でもよい。なお、短辺部38eは、図4に示される液体噴射ヘッド10Bのヘッドチップ12AのY2方向の端部のX2方向側に配置されている。
次に、カバー25とブロック24との固定について説明する。図9及び図10に示されるように、カバー25は、Z軸方向に見て、フレーム22Aとフレーム22Bとの間であり、共通部分22Cとは重ならない位置に配置された第3部分28を有する。図10に示されるように、第3部分28は、第1部分26のZ2方向の端部に連結されている。第3部分28は、板状を成し、第3部分28の板厚方向は、Z軸方向に沿う。第3部分28と、ブロック24のベース部23とが固定されている。例えば、第3部分28と、ベース部23とは、ねじ28aを用いて固定されている。
サブキャリッジ21では、Z軸方向に見て、第3部分28と重なる位置にねじ28aが配置されて、ブロック24とカバー25とが固定されているので、ベース部23のスペースを有効活用することができる。サブキャリッジ21では、ベース部23の大型化を抑制できる。
次に、ヒーター38用のコネクター71の配置について説明する。図4及び図5に示されるように、ヘッドユニット20は、ヒーター38用のコネクター71を備える。コネクター71は、ヒーター38と、ヒーター38に電力を供給するための電気配線とを接続するためのコネクターである。コネクター71は、フィルム状のヒーター38と電気的に接続された端子71aと、端子71aを覆うケース71bとを備える。
図4に示されるように、コネクター71は、液体噴射ヘッド10Bのヘッドチップ12BのY2方向であり、液体噴射ヘッド10Bのヘッドチップ12AのX2方向に配置されている。コネクター71は、Z軸方向に見て、液体噴射ヘッド10A,10Bと重ならない位置に配置されている。コネクター71は、サブキャリッジ21のベース部23に保持されている。図9に示されるように、ベース部23には、端子71aを挿通させるための開口23bが形成されている。端子71aは、開口23b内を通り、ベース部23のZ2方向に引き出されている。
次に、図11~図13を参照して、ヘッドユニット20における熱の伝達経路について説明する。ヒーター38によって、ブロック24のフレーム22が加熱される。ブロック24のフレーム22及びベース部23は、ほぼ同じ温度に加熱される。フレーム22の熱は、輻射および隙間G2の空気を熱が移動する熱伝導により、ホルダー13の側壁部13a,13bに伝熱される。ベース部23の熱は、熱伝導によりホルダー13のフランジ13dに伝熱される。フランジ13dの熱は、熱伝導により側壁部13a,13bに伝熱される。側壁部13a,13bの熱は、固定板11に伝熱される。図8に示されるように、固定板11の熱は、連通板54に伝熱される。コンプライアンス基板53は、固定板11と比較して薄くて熱抵抗が小さく、また、本実施形態における支持板52は熱伝導性を有する金属で構成されているため、固定板11から連通板54への伝熱の妨げとはならない。連通板54の熱は、連通板54の流路内のインクを加熱する。これにより、サブキャリッジ21では、液体噴射ヘッド10内のインクを加熱できる。
例えば、本実施形態の液体噴射ヘッド10では、共通液室41内のインクの量は、Y軸方向に関して液体噴射ヘッド10の中央部81の方がY2方向の端部である張出部82およびY1方向の端部である張出部83のそれぞれに比べて多い。これは、図3に示すように、X軸方向に見て、2つのヘッドチップ12が中央部81で重なっているためである。そのため、Y軸方向に関して、中央部81の方が、Y軸方向の端部である張出部82、83に比べて加熱しにくい。ここで、例えばヒーター38が液体噴射ヘッド10の側壁13a、13bに直接固定される構成(以下「比較例」という)を想定する。比較例では、ヒーター38の熱は、側壁13a、13b、および固定板11を介して連通板54の流路内へ伝わる。比較例では、ヒーター38から共通液室41までの距離が短いため、ヒーター38の面内方向、例えばY軸方向に関してヒーター38の熱の移動がしにくい。そのため、液体噴射ヘッド10のうち、共通液室41内のインクの量が多くて加熱がしにくい中央部81近傍の温度が、中央部81に比べて共通液室41内のインクの量が少なくて加熱がしやすい張出部82や張出部83の近傍の温度よりも低くなり、その結果、液体噴射ヘッド10のY軸方向に関して温度のバラつきが生じる。
これに対して、本実施形態の液体噴射装置1によれば、Z軸方向に見て、ヒーター38と側壁部13a,13bとの間に、側壁部13a,13bよりも熱伝導率が高いフレーム22が配置されているので、ヒーター38の熱を、フレーム22を介して、側壁部13a,13bに伝熱できる。つまり、比較例に比べて、ヒーター38から液体噴射噴射ヘッド10内の流路、例えば共通液室41までの距離は長くなり、ヒーター38の熱をフレーム22によってヒーター38の面内方向に関して移動させやすい。よって、ヒーター38の熱は、フレーム22によって液体噴射ヘッド10に分散されるようにして伝熱される。したがって、ヒーター38のうち張出部82や張出部83の近傍に設けられた部分の熱は、フレーム22内を移動することで中央部81の方へ移動することができる。即ち、液体噴射ヘッド10とヒーター38との間にフレーム22を介在させることで、液体噴射ヘッド10内に温度のバラつきが発生するのを抑制できる。また、図11に示されるように、フレーム22のヒーター38の面内方向に垂直な方向(図11中ではX軸方向)に関する厚みは、側壁13aのヒーター38の面内方向に垂直な方向よりも厚いことが好ましい。このような構成では、ヒーター38から液体噴射ヘッド10までの距離を長くすることができるため、ヒーター38の熱をヒーター38の面内方向に関してより分散させて液体噴射ヘッド10へ伝熱させることができる。これは、フレーム22のうち側壁13bと対向する部分についても同様である。
また、フレーム22が、側壁部13a,13bを囲むように配置されているので、側壁部13a,13bの周囲をほぼ均一の温度に維持することができる。これにより、側壁部13a,13bの温度をほぼ均一に維持することができ、ホルダー13に保持されたヘッドチップ12の温度のムラを抑制できる。その結果、液体噴射装置1は、ヘッドチップ12内のインクを好適に加熱できる。液体噴射装置1では、ヘッドチップ12内のインクが好適に加熱されるので、インクの粘性を適切に維持して、液体噴射ヘッド10からインクを吐出することができる。
サブキャリッジ21では、Z軸方向に見て、ヒーター38がカバー25によって覆われている。ヒーター38とカバー25との間には、隙間G1である空気層が形成されている。これにより、ヒーター38及びフレーム22からカバー25への輻射および隙間G1内の空気を熱が移動する熱伝導による放熱が低減される。また、カバー25の熱伝導率は、ブロック24の熱伝導率より低いので、ヒーター38の熱は、熱伝導によって、ブロック24に伝わりやすく、カバー25に伝わりにくくすることができる。これにより、ヒーター38からの放熱を抑制すると共に、ブロック24を好適に加熱できる。
また、サブキャリッジ21では、隙間G1は、隙間G2よりも大きい。サブキャリッジ21では、フレーム22と側壁部13a,13bとの間の隙間G2が狭くなっているので、隙間G2における空気による熱抵抗を低くすることができ、フレーム22から側壁部13a,13bへ、輻射および隙間G2内の空気を熱が移動する熱伝導により好適に伝熱される。また、隙間G1は、ブロック24及びカバー25によって囲まれ、外部との空気の流通が少ない閉空間となっている。本実施形態における隙間G1は、開口23bのみで外部と連通している。これにより、対流熱伝達による放熱が抑制される。キャリッジ5が移動することにより、サブキャリッジ21に対する相対的な空気の流れが生じるが、隙間G1内の空気層において、空気の流れが生じにくく、カバー25によって保護されているので、ヒーター38及びブロック24からの放熱が抑制される。
また、ブロック24とキャリッジ5とは、不図示の導電性を有する導電部材で局所的に接続されている。導電部材としては、例えば、任意の金属を採用できる。ヘッドユニット20を構成する固定板11、ホルダー13、ブロック24、及びキャリッジ5のそれぞれが導電性を有する場合、固定板11、ホルダー13、ブロック24、導電部材及びキャリッジ5を介して液体噴射装置1の本体側のグランドへ接地できる。これにより、ヘッドユニット20では、液体噴射ヘッド10又は液体噴射装置1の電気部品から発せられたノイズ、及び媒体Pから生じる静電気などの影響を抑制できる。
ヘッドユニット20では、ブロック24とキャリッジ5との間に、当接部29が配置されている。当接部29の熱伝導率は、ブロック24の熱伝導率よりも低いので、ヘッドユニット20では、ブロック24から当接部29を介してキャリッジ5への放熱を抑制できる。また、当接部29は、ブロック24のベース部23から突出する形状となっている。これにより、サブキャリッジ21とキャリッジ5との接触面積を小さくすることができるので、サブキャリッジ21をキャリッジ5に搭載するための平坦度の確保と、サブキャリッジ21からキャリッジ5への放熱の抑制との両方を好適に実現できる。
また、サブキャリッジ21は、ブロック24の温度を測定する温度センサーを備えていてもよい。温度センサーは、制御ユニット3に電気的に接続される。制御ユニット3は、温度センサーによって検出されたブロック24の温度に基づいて、ヒーター38による発熱量を制御できる。
なお、前述した実施形態は、本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。
上記の実施形態では、側壁部13a,13bの材質として、例えば、ステンレス鋼、チタン、又は、熱伝導性を有するセラミックスを例示しているが、側壁部13a,13bの材質は、これらに限定されず、その他の材質でもよい。側壁部13a,13bの材質は、例えば、例えば常温での熱伝導率が10.0W/m・K未満であるセラミックスや断熱性の樹脂でもよい。
上記の実施形態では、キャリッジ5は、例えば1つのサブキャリッジ21を備える構成としているが、キャリッジ5は、2つ以上の複数のサブキャリッジ21を備える構成でもよい。
上記の実施形態では、サブキャリッジ21は、例えば2つの液体噴射ヘッド10を備える構成としているが、サブキャリッジ21は、1つの液体噴射ヘッド10を備える構成でもよく、3つ以上の複数の液体噴射ヘッド10を備える構成でもよい。
上記の実施形態では、液体噴射ヘッド10は、例えば2つのヘッドチップ12を備える構成としているが、液体噴射ヘッド10は、1つのヘッドチップ12を備える構成でもよく、3つ以上の複数のヘッドチップ12を備える構成でもよい。フレーム22は、2つのヘッドチップ12を囲むように配置されるものに限定されない。フレーム22は、1つのヘッドチップ12を囲むように配置されたものでもよく、3つ以上の複数のヘッドチップ12を囲むように配置されたものでもよい。なお、液体噴射ヘッド10が3つ以上の複数のヘッドチップ12を備え、且つ、Y軸方向に沿って複数のヘッドチップ12が千鳥配置される場合、中央部81は、複数のヘッドチップ12の夫々の少なくとも一部と重なる部分であり、張出部82は、最もY2方向に位置するヘッドチップ12のY2方向の端部と重なる部分であり、張出部83は、最もY1方向に位置するヘッドチップ12のY1方向の端部と重なる部分である。
上記の実施形態では、隙間G3が隙間G2よりも大きい場合について説明しているが、ヘッドユニット20は、隙間G3が隙間G2よりも大きいものに限定されない。隙間G3は、隙間G1又は隙間G2と同じ大きさでもよく、隙間G2よりも小さくてもよい。
上記の実施形態では、複数のヘッドチップ12がY軸方向にずれて配置されているが、複数のヘッドチップ12は、Y軸方向にずれて配置されるものに限定されない。
上記の実施形態では、Z軸方向に見て、複数の液体噴射ヘッド10を囲むようにヒーター38が配置されているが、液体噴射ヘッド10ごとに、ヒーター38が設けられていてもよい。また、コネクター71の位置は、ヘッドチップ12AのX2方向の位置に限定されず、ヘッドチップ12AのY2方向に配置されていてもよく、液体噴射ヘッド10Aと液体噴射ヘッド10Bとの間であり共通部分22Cとは重ならない位置に配置されてもよく、その他の位置に配置されていてもよい。
上記の実施形態では、カバー25の熱伝導率は、ブロック24の熱伝導率よりも小さい場合について例示しているが、カバー25の熱伝導率は、ブロック24の熱伝導率とほぼ同程度であってもよい。
上記の実施形態では、ブロック24の熱伝導率は、側壁13a、13bの熱伝導率よりも高い場合について例示しているが、ブロック24の熱伝導率は、側壁13a、13bの熱伝導率とほぼ同程度であってもよい。
上記の実施形態では、液体噴射ヘッド10を搭載したキャリッジ5を媒体PAの幅方向に往復させるシリアル方式の液体噴射装置1について例示しているが、液体噴射ヘッド10が所定の方向に並べられて配置されたラインヘッドを備えたライン方式の液体噴射装置に本発明を適用してもよい。
前述の形態で例示した液体噴射装置は、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、液体噴射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噴射装置は、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噴射装置は、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噴射装置は、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。
1…液体噴射装置、5…キャリッジ、5a…キャリッジの開口、10,10A,10B…液体噴射ヘッド(第1液体噴射ヘッド、第2液体噴射ヘッド)、12,12A,12B…ヘッドチップ(第1ヘッドチップ、第2ヘッドチップ)、13a,13b…側壁部(第1側壁部、第2側壁部)、13c…側壁部の外周面(第1側壁部の外周面)、20…ヘッドユニット、21…サブキャリッジ、22,22A,22B…フレーム(第1枠体、第2枠体)、22C…共通部分、22a…フレームの内周面(第1枠体の内周面)、22c…フレームの端部(第1枠体の噴射方向の端部)、23…ベース部、24…ブロック(第1部材)、25…カバー(第2部材)、29…当接部、38…ヒーター(加熱部)、51a…ノズル面(噴射面)、72…ブッシュ、G1…隙間(第1の隙間)、G2…隙間(第2の隙間)、G3…隙間(第3の隙間)、N…ノズル、X…X軸方向(第2方向)、Y…Y軸方向(第1方向)、Z…Z軸方向(噴射方向)。
Claims (20)
- 液体を噴射する第1液体噴射ヘッドと、
熱伝導性を有し前記第1液体噴射ヘッドを保持する第1部材と、前記第1部材に設けられた加熱部と、を有するサブキャリッジと、
前記サブキャリッジを保持するキャリッジと、
を備え、
前記第1液体噴射ヘッドは、前記第1部材に対して対向する第1側壁部を有し、
前記加熱部は、前記第1液体噴射ヘッドから噴射される液体の噴射方向に見て、前記第1側壁部との間に前記第1部材を挟むように配置される液体噴射装置。 - 前記第1側壁部は、熱伝導性を有し、前記第1部材に対して熱的に接触される、
請求項1に記載の液体噴射装置。 - 前記第1部材の熱伝導率は、前記第1側壁部の熱伝導率よりも高い、
請求項1又は2に記載の液体噴射装置。 - 前記第1液体噴射ヘッドは、液体を噴射するノズルが形成された噴射面を有し、
前記加熱部は、前記噴射方向に見て、前記第1液体噴射ヘッドの前記噴射面及び前記第1側壁部を囲むように配置される、
請求項1~3の何れか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記サブキャリッジは、前記噴射方向に見て、前記加熱部に対して第1の隙間を空けて前記加熱部を囲むように設けられた第2部材を有する、
請求項4に記載の液体噴射装置。 - 前記第2部材の熱伝導率は、前記第1部材の熱伝導率よりも低い、
請求項5に記載の液体噴射装置。 - 前記第1部材の熱伝導率は、前記第1側壁部の熱伝導率よりも高く、
前記第2部材の熱伝導率は、前記第1側壁部の熱伝導率よりも低い、
請求項5又は6に記載の液体噴射装置。 - 前記第1部材は、前記噴射方向に見て、前記第1液体噴射ヘッドの前記噴射面及び前記第1側壁部を囲む第1枠体を有し、
前記加熱部は、前記第1枠体に設けられ、
前記噴射方向とは反対方向に見て、前記第2部材は、前記第1枠体の前記噴射方向の端部を覆う、
請求項5~7の何れか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記第1部材は、前記噴射方向に見て、前記第1液体噴射ヘッドの前記噴射面及び前記第1側壁部を囲む第1枠体を有し、
前記加熱部は、前記第1枠体に設けられ、
前記第1の隙間は、前記噴射方向に見て、前記第1枠体の内周面と前記第1側壁部の外周面との間の第2の隙間よりも大きい、
請求項5~8の何れか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記第1の隙間は、0.75mm以上であり、
前記第2の隙間は、0.00mmより大きく、0.15mm以下である、
請求項9に記載の液体噴射装置。
- 前記キャリッジは、金属で構成され、
前記キャリッジには、前記サブキャリッジが挿入される開口が形成され、
前記第2部材は、前記噴射方向に見て、前記キャリッジの開口の内周面と前記第1部材との間に配置され、
前記噴射方向に見て、前記キャリッジの開口の内周面と前記第1部材との間の第3の隙間は、前記第2の隙間よりも大きい、
請求項9又は10に記載の液体噴射装置。 - 前記キャリッジは、金属で構成され、
前記第1側壁部は、熱伝導性を有し、前記第1部材に対して熱的に接触され、
前記第1部材は、前記第1液体噴射ヘッドを保持するベース部を有し、
前記サブキャリッジは、前記ベース部から前記キャリッジに向かって突出し前記キャリッジと接触する当接部を有し、
前記当接部の熱伝導率は、前記第1側壁部の熱伝導率よりも低い、
請求項1~11の何れか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記第1液体噴射ヘッドは、液体を噴射するノズルが形成された噴射面を有し、
前記噴射面は、前記サブキャリッジの前記噴射方向の端部に対して、前記噴射方向に位置する、
請求項1~12の何れか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記第1部材に対向する第2側壁部を有する第2液体噴射ヘッドを更に備え、
前記サブキャリッジの前記第1部材は、前記第1液体噴射ヘッド及び前記第2液体噴射ヘッドを保持し、
前記加熱部は、前記第1側壁部及び前記第2側壁部の両方を囲む面状のヒーターである、
請求項1~13の何れか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記第1部材は、前記噴射方向に見て、前記第1側壁部を囲む第1枠体と、前記第2側壁部を囲む第2枠体と、を有し、
前記第1液体噴射ヘッド及び前記第2液体噴射ヘッドは、隣り合うようにして配置され、
前記第1枠体及び前記第2枠体は、前記第1液体噴射ヘッドと前記第2液体噴射ヘッドとの間において、少なくとも一部が共通する共通部分を有し、
前記加熱部は、前記第1枠体及び前記第2枠体の外周に沿って設けられている、
請求項14に記載の液体噴射装置。 - 前記サブキャリッジは、前記噴射方向に見て、前記加熱部に対して第1の隙間を空けて前記加熱部を囲むように設けられた第2部材を有し、
前記第1部材及び前記第2部材は、前記噴射方向に見て、前記第1枠体と前記第2枠体との間であり、且つ、前記共通部分とは重ならない部分で互いに固定されている、
請求項15に記載の液体噴射装置。 - 前記加熱部に電気的に接続されるコネクターを更に備え、
前記第1液体噴射ヘッドは、前記第1側壁部に保持された第1ヘッドチップ及び第2ヘッドチップを含み、
前記第1ヘッドチップ及び前記第2ヘッドチップは、それぞれ第1方向に長尺であり、
前記第1ヘッドチップ及び前記第2ヘッドチップは、隣り合い、且つ、前記第1方向および前記第1方向と交差する第2方向にずれて配置され、
前記コネクターは、前記第1ヘッドチップの前記第1方向の位置であり、且つ、前記第2ヘッドチップの前記第2方向の位置に配置され、前記サブキャリッジに保持される、
請求項1~16の何れか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記第1側壁部は、ステンレス鋼、チタン、又は、熱伝導性を有するセラミックスで構成され、
前記サブキャリッジの前記第1部材は、アルミニウム、銅、銀、及び金のうちの少なくとも1つを含む、
請求項1~17の何れか一項1に記載の液体噴射装置。 - 前記サブキャリッジの前記第1部材は、前記キャリッジに対して、樹脂製のブッシュを介して金属製のネジによって締結される、
請求項1~18の何れか一項に記載の液体噴射装置。 - 液体を噴射する液体噴射ヘッドを保持し、液体噴射装置のキャリッジに保持されるサブキャリッジであって、
前記液体噴射ヘッドから噴射される液体の噴射方向に見て、前記液体噴射ヘッドの側壁部を囲み、熱伝導性を有する枠体と、
前記枠体の外周面に設けられた加熱部と、備える、
サブキャリッジ。
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