JP7732318B2 - 液体吐出ヘッドおよび液体を吐出する装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出ヘッドおよび液体を吐出する装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置において、インク等の液滴を吐出する液体吐出ヘッドを搭載し、被記録媒体に画像を形成する液体を吐出する装置を備えたものが知られている。
液体吐出ヘッドとしては、ノズルと連通する圧力室（インク流路、液室等ともいう）に圧電素子等の圧電体で圧力変動を発生させることで、ノズル孔から液滴を吐出させる方式がある。

液体吐出ヘッドにおいては、粘度の高いインクを使用する場合や、温度により使用するインクの増粘が生じる場合がある。このような場合、液滴の十分な吐出を行えなくなり、画像品質に影響することがある。そこで、液体吐出ヘッドにヒータ等を設け、インクを加熱する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

液体吐出ヘッドにヒータを配設する場合、ヒータの設置位置や周辺部材の熱伝導性の違いによって、ノズル近傍と共通液室内とでインクの温度ムラが生じるという問題がある。
これに対し、特許文献１には、ノズル付近のインクやヘッドチップ内部のインクを効果的に加熱することができる構成として、ノズル付近の温度ムラをなくし、共通液室及びノズル付近のインク温度を均一にする目的で、共通液室及びノズル付近の両方に接する熱伝導部材を設ける構成が開示されている。

ところで、液体吐出ヘッドにおいて吐出時に加熱されるインクとして、例えば、ＵＶインクが挙げられる。ＵＶインクの発火温度は約３４０℃であることが知られている。そのため、ヒータの制御が不能となり定格電圧がかかって暴走状態になった場合等、インクが発火温度以上に加熱されるおそれがある。特に、ヒータにインクが付着した場合には発火の危険性が高まるため、ヒータをインク暴露から保護することが必要である。

一方で、ヒータを配設した液体吐出ヘッドにおいて、ヒータ性能に何らかの異常が生じた場合に、ヒータの状態を確認したり、ヒータを交換したりする作業が容易であることが求められる。ヒータの確認や交換のために困難な分解作業を要する構造であると、液体吐出ヘッドを一式交換する等の対応が必要となり、ユーザの負担が大きくなるという課題がある。

そこで本発明は、ノズル近傍と共通液室内の液体を均一に加温することができ、かつヒータの液体暴露が防止されるとともに、ヒータの状態確認及び交換が容易である液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズルを有するノズル基板と、前記ノズルに連通する共通液室を形成する共通液室部材と、開口部を有し、前記開口部に前記共通液室部材の少なくとも一部と前記ノズル基板を収容するヘッド保持部材と、前記ヘッド保持部材の前記開口部の周縁及び前記ノズル基板の吐出面の外周縁と当接し、前記ノズル基板を保護するノズルカバー部材と、前記ヘッド保持部材の前記共通液室部材側の面に当接する中空のヘッドカバー部材と、前記液体を加熱する加熱手段と、前記加熱手段による加熱を制御するための温度検知手段と、を備え、前記ヘッド保持部材の外側の側面の少なくとも一部に凹部が設けられ、前記凹部に前記加熱手段が収容されたことを特徴とする。

本発明によれば、ノズル近傍と共通液室内の液体を均一に加温することができ、かつヒータの液体暴露が防止されるとともに、ヒータの状態確認及び交換が容易である液体吐出ヘッドを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドの断面模式図である。 ヘッド保持部材から共通液室部材への熱伝導を示す説明図である。 図１の液体吐出ヘッドを図の下方から見た平面模式図である。 本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部を模式的に示す説明図である。 液体吐出ヘッドの一例における断面概略図である。 液体吐出ヘッドの一例における他の断面概略図である。 液体吐出ヘッドの他の例における断面概略図である。 液体吐出ヘッドの他の例における斜視概略図である。 液体を吐出する装置の一例における概略図である。 ヘッドユニットの一例における概略図である。 液体循環装置の一例におけるブロック説明図である。 液体を吐出する装置の他の例における概略図である。 液体を吐出する装置の他の例における概略図である。 液体吐出ユニットの一例における概略図である。 液体吐出ユニットの他の例における概略図である。

以下、本発明の液体吐出ヘッドおよび液体を吐出する装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

本発明に係る液体吐出ヘッドの一実施形態について、図１～図４に基づき説明する。
図１は本実施形態の液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面模式図である。図２は、図１に示す液体吐出ヘッドにおける熱伝導を模式的に示す説明図である。図３は、図１の液体吐出ヘッドを図の下方から見た平面模式図である。図４は、液体吐出ヘッドの要部を模式的に示す説明図であり、ノズル配列方向に沿った側面図である。

本実施形態の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズル４を有するノズル基板１と、ノズル４に連通する共通液室１０を形成する共通液室部材２０と、開口部４０ａを有し、開口部４０ａに共通液室部材２０の少なくとも一部とノズル基板１を収容するヘッド保持部材４０と、ヘッド保持部材４０の開口部４０ａの周縁及びノズル基板１の吐出面の外周縁と当接し、ノズル基板１を保護するノズルカバー部材１４と、ヘッド保持部材４０の共通液室部材側の面に当接する中空のヘッドカバー部材６３と、液体を加熱する加熱手段（以下、「ヒータ」ともいう）４２と、加熱手段４２による加熱を制御するための温度検知手段と、を備えている。
ヘッド保持部材４０の側面の少なくとも一部には凹部４１が設けられ、凹部４１に加熱手段４２が収容されている。

ヒータ収容部となる凹部４１は、ヘッド保持部材４０の対向する両側面に設けられていることが好ましい。ヘッド保持部材４０のノズル基板１側の面（下面）では、ヒータ４２へのアクセスが困難となり、共通液室部材２０側の面（上面）では、液体に暴露されるおそれがある。
また、加熱手段（ヒータ）４２は、凹部４１の内部において、ヘッド保持部材４０と当接するように、凹部４１の最奥面に配置されていることが好ましい。ヒータ４２を対称に配設することにより、ヘッド保持部材４０を介した液体の加熱を均一に行うことができる。

図２では、ヒータ４２からの熱伝導を矢印で模式的に示している。
図２に示すように、熱の伝わる経路としては、（１）ヒータ４２からヘッド保持部材４０を介し共通液室部材２０に伝わり、液体を加熱する第一の経路と、（２）ヒータ４２からヘッド保持部材４０を介してノズルカバー部材１４、さらにノズル基板１に伝わり、液体を加熱する第二の経路がある。このような熱伝導の態様により、液体を効率よく、かつ均一に加熱することができる。

本実施形態の液体吐出ヘッドにおいて、ノズルカバー部材１４及びヘッド保持部材４０は、熱伝達率が高く、熱伝導性に優れた材料からなることが好ましく、例えば、ステンレスからなることが好ましい。
ノズル基板１も同様に、熱伝達率が高く、熱伝導性に優れた材料からなることが好ましく、例えば、ステンレスよりも熱伝導性の高いシリコン材料からなることが好ましい。

さらに、ヘッド保持部材４０を構成する材料の熱伝導率が、共通液室部材２０を構成する材料の熱伝導率よりも大きいことが好ましい。
ヘッド保持部材４０の形状は複雑ではないため、熱伝導率の高い素材により容易に製造することができる。

なお、ヘッド保持部材４０を構成する材料のヤング率が、共通液室部材２０を構成する材料のヤング率よりも大きいことが好ましい。ヘッド保持部材４０で剛性を確保することにより、ヘッドの堅牢性を高めることができる。

シリコン材料からなるノズル基板１と、ステンレスからなるノズルカバー部材１４及びヘッド保持部材４０とを備える構成において、図２に示す熱伝導の経路としては、特にノズル基板側から加熱される第二の経路による加熱の効果が大きくなる。

図３は、液体吐出ヘッドをノズル基板１の吐出面側から見た平面模式図である。
図３に示すように、ノズルカバー部材１４は、ヘッド保持部材４０の開口部周縁との当接部１４ａと、ノズル基板１の吐出面の外周縁との当接部１４ｂを有している。
当接部（１４ａ、１４ｂ）の面積が大きいほど、ヒータ４２からの熱が液体に伝わりやすくなる。

ノズル基板１は、吐出面から見た平面形状は矩形または平行四辺形であり、少なくとも外周の１辺以上がノズルカバー部材１４と当接し、密着していることが好ましい。
ノズルカバー部材１４をヘッド保持部材４０及びノズル基板１と密着させる方法としては特に限定されないが、例えば、接着剤による接合、パッキンを介したねじ等の締結部材による接合、溶接による接合などが挙げられる。

図４は、本実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部外観を模式的に示す説明図である。
本実施形態の液体吐出ヘッドは、ヘッド保持部材４０の凹部４１内にヒータ４２を収容することによりヒータ４２を液体の暴露から保護することができるが、図４に示すように、凹部４１の開口を被覆する被覆部材４４を備えることで、より確実にヒータ４２を保護することができる。

被覆部材４４をヘッド保持部材４０に取り付ける方法としては、特に限定されないが、容易に着脱可能であることが好ましく、例えば、ネジを用いて固定する方法が挙げられる。例えば、図４に示すように、ネジ穴４６をヘッド保持部材４０側（ネジ穴４６ａ）と被覆部材４４側（ネジ穴４６ｂ）にそれぞれ設け、図示しないネジ部材を用いて係合固定することができる。

さらに、ヘッド保持部材４０と被覆部材４４との間には、凹部４１の開口を密閉するシール部材４３を備えることが好ましい。シール部材４３としては、パッキン等が挙げられる。
凹部４１を被覆部材４４及びシール部材４３により密閉することにより、内部に収容されたヒータ４２への液体の付着を防止するとともに、ヒータ４２の暴走による引火の危険性も低減することができる。

ヘッド保持部材４０は、凹部４１から表面に貫通する貫通孔４５を有し、加熱手段（ヒータ）の配線７０が貫通孔４５に挿通されること好ましい。
貫通孔４５を設けることにより、被覆部材４４が配線７０の障害となることがない。

なお、本実施形態の液体吐出ヘッドは、温度検知手段を備え、検知した温度に応じて制御手段を介してヒータ４２による加熱を制御することができる。
温度検知手段は、液体の温度を直接または間接的に測定できるものであれば特に限定されない。また、温度検知手段は、ヒータ４２とともに凹部４１内に配設される態様であってもよい。

本実施形態の液体吐出ヘッドによれば、ノズル４近傍と共通液室１０内の液体を効率よく均一に加温することができ、かつ加熱手段（ヒータ）４２の液体（インク）暴露が防止されるとともに、ヒータ４２の状態確認及び交換が容易である。

以下、本発明に係る構成が適用される液体吐出ヘッドの他の実施形態について説明する。
図５は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（圧力室長手方向）に沿う断面説明図、図６は同じくノズル配列方向に沿う断面説明図である。

液体吐出ヘッド１００は、圧電体を備えるノズル基板１と、個別流路部材である流路板２と、壁面部材としての振動板部材３とを積層接合している。そして、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通流路部材２０を備えている。また、振動板部材３の振動領域（振動板）３０を変位させる圧電アクチュエータ１１を更に備えていてもよい。

ノズル基板１は、液体を吐出する複数のノズル４を有している。
流路板２は、複数のノズル４に通じる複数の圧力室６と、各圧力室６にそれぞれ通じる個別流路である個別供給流路７と、１又は複数（本実施形態では１つ）の個別供給流路７に通じる液導入部となる中間供給流路８を形成している。

振動板部材３は、流路板２の圧力室６の壁面を形成する変位可能な複数の振動板（振動領域）３０を有する。ここでは、振動板部材３は２層構造（限定されない）とし、流路板２側から薄肉部を形成する第１層３Ａと、厚肉部を形成する第２層３Ｂで構成されている。

そして、薄肉部である第１層３Ａで圧力室６に対応する部分に変形可能な振動領域３０を形成している。振動領域３０内には、第２層３Ｂで圧電アクチュエータ１１と接合する厚肉部である凸部３０ａを形成している。

そして、振動板部材３の圧力室６とは反対側に、振動板部材３の振動領域３０を変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１１を配置している。

この圧電アクチュエータ１１は、ベース部材１３上に接合した圧電部材にハーフカットダイシングによって溝加工をして、ノズル配列方向において、所要数の柱状の圧電素子１２を所定の間隔で櫛歯状に形成している。そして、圧電素子１２は、振動板部材３の振動領域３０に形成した厚肉部である凸部３０ａに接合している。

この圧電素子１２は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極（端面電極）に接続され、外部電極にフレキシブル配線部材１５が接続されている。

共通流路部材２０は複数の圧力室６に通じる共通液室（以下、「共通供給流路」ともいう）１０を形成している。共通供給流路１０は、振動板部材３に設けた開口部９を介して液導入部となる中間供給流路８に連通し、中間供給流路８を介して個別供給流路７に通じている。

この液体吐出ヘッド１００においては、例えば圧電素子１２に与える電圧を基準電位（中間電位）から下げることによって圧電素子１２が収縮し、振動板部材３の振動領域３０が引かれて圧力室６の容積が膨張することで、圧力室６内に液体が流入する。

その後、圧電素子１２に印加する電圧を上げて圧電素子１２を積層方向に伸長させ、振動板部材３の振動領域３０をノズル４に向かう方向に変形させて圧力室６の容積を収縮させることにより、圧力室６内の液体が加圧され、ノズル４から液体が吐出される。

図７は、更に他の実施形態における液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（圧力室長手方向）に沿う断面説明図である。図８は、本実施形態の液体吐出ヘッドの斜視概略図である。

本実施形態の液体吐出ヘッド１００は、循環型液体吐出ヘッドであり、ノズル基板１と、流路板２と、壁面部材としての振動板部材３とを積層接合している。そして、振動板部材３の振動領域（振動板）３０を変位させる圧電アクチュエータ１１と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通液室部材（以下、「共通流路部材」ともいう）２０とを備えている。

そして、流路板２は、複数のノズル４に各々ノズル連通路５を介して通じる複数の圧力室６と、複数の圧力室６に各々通じる複数の流体抵抗部を兼ねる個別供給流路７と、２以上の個別供給流路７に通じる１又は複数の液導入部となる中間供給流路８などを形成している。

個別供給流路７は、前記実施形態と同様に、個別供給流路７は、圧力室６よりも流体抵抗が高い２つの第１流路部７Ａ及び第２流路部７Ｂと、第１流路部７Ａと第２流路部７Ｂ
との間に配置され、第１流路部７Ａ及び第２流路部７Ｂよりも流体抵抗が低い第３流路部７Ｃとを含む。

なお、流路板２は、複数枚の板状部材２Ａ～２Ｅを積層して構成しているが、これに限るものではない。

また、流路板２は、複数の圧力室６にノズル連通路５を介して各々通じる流路板２の面方向に沿う複数の個別回収流路５７と、２以上の個別回収流路５７に通じる１又は複数の液導出部となる中間回収流路５８を形成している。

個別回収流路５７は、圧力室６よりも流体抵抗が高い２つの第１流路部５７Ａ及び第２流路部５７Ｂと、第１流路部５７Ａと第２流路部５７Ｂとの間に配置され、第１流路部５７Ａ及び第２流路部５７Ｂよりも流体抵抗が低い第３流路部５７Ｃとを含む。個別回収流路５７は、第２流路部５７Ｂよりも循環方向において下流側となる流路部５７Ｄは第３流路部５７Ｃと同じ流路幅にしている。

共通流路部材２０は、共通供給流路１０と共通回収流路５０とを形成している。なお、本実施形態においては、共通供給流路１０は、ノズル配列方向において共通回収流路５０と並ぶ流路部分１０Ａと、共通回収流路５０と並ばない流路部分１０Ｂとで構成している。

共通供給流路１０は、振動板部材３に設けた開口部９を介して液導入部となる中間供給流路８に連通し、中間供給流路８を介して個別供給流路７に通じている。共通回収流路５０は、振動板部材３に設けた開口部５９を介して液導出部となる中間回収流路５８に連通し、中間回収流路５８を介して個別回収流路５７に通じている。

また、共通供給流路１０は供給ポート７１に通じ、共通回収流路５０は回収ポート７２に通じている。

なお、その他の振動板部材３の層構成、圧電アクチュエータ１１の構成などは、前記実施形態と同様である。

この液体吐出ヘッド１００においても、前記実施形態と同様にして、圧電素子１２を積層方向に伸長させ、振動板部材３の振動領域３０をノズル４に向かう方向に変形させて圧力室６の容積を収縮させることにより、圧力室６内の液体が加圧され、ノズル４から液体が吐出される。

また、ノズル４から吐出されない液体はノズル４を通過して個別回収流路５７から共通回収流路５０に回収され、共通回収流路５０から外部の循環経路を通じて共通供給流路１０に再度供給される。また、ノズル４から液体吐出を行っていないときも、共通供給流路１０から圧力室６を経て共通回収流路５０に液体が循環し、外部の循環経路を通じて共通供給流路１０に再度供給される。

本実施形態においても、簡単な構成で、液体吐出に伴う圧力変動を減衰して、共通供給流路１０、共通回収流路５０に対する伝搬を抑制することができる。

〔液体を吐出する装置〕
本発明に係る液体を吐出する装置は、上述の本発明に係る形態吐出ヘッドを備えている。
本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図９及び図１０を参照して説明する。
図９は同装置の概略説明図、図１０は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

この液体を吐出する装置である印刷装置５００は、連続体５１０を搬入する搬入手段５０１と、搬入手段５０１から搬入された連帳紙、シート材などの連続体５１０を印刷手段５０５に案内搬送する案内搬送手段５０３と、連続体５１０に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段５０５と、連続体５１０を乾燥する乾燥手段５０７と、連続体５１０を搬出する搬出手段５０９などを備えている。

連続体５１０は搬入手段５０１の元巻きローラ５１１から送り出され、搬入手段５０１、案内搬送手段５０３、乾燥手段５０７、搬出手段５０９の各ローラによって案内、搬送されて、搬出手段５０９の巻取りローラ５９１にて巻き取られる。

この連続体５１０は、印刷手段５０５において、搬送ガイド部材５５９上をヘッドユニット５５０及びヘッドユニット５５５に対向して搬送され、ヘッドユニット５５０から吐出される液体によって画像が形成され、ヘッドユニット５５５から吐出される処理液で後処理が行われる。

ここで、ヘッドユニット５５０には、例えば、搬送方向上流側から、４色分のフルライン型ヘッドアレイ５５１Ａ、５５１Ｂ、５５１Ｃ、５５１Ｄ（以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ５５１」という。）が配置されている。

各ヘッドアレイ５５１は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送される連続体５１０に対してブラックＫ，シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。

ヘッドアレイ５５１は、例えば、本発明に係る液体吐出ヘッド（これを、単に「ヘッド」ともいう。）１００をベース部材５５２上に千鳥状に並べて配置したものであるが、これに限らない。

本発明に係る液体吐出ヘッド及び液体を吐出する装置は、液体を循環させる構成としてもよく、例えば液体吐出ヘッドを用いた液体循環装置としてもよい。
液体循環装置の一例について図１１を参照して説明する。図１１は同循環装置のブロック説明図である。なお、ここでは１つのヘッドのみ図示しているが、複数のヘッドを配列する場合には、マニホールドなどを介して複数のヘッドの供給側、回収側にそれぞれ供給側液体経路、回収側液体経路を接続することになる。

液体循環装置６００は、供給タンク６０１、回収タンク６０２、メインタンク６０３、第１送液ポンプ６０４、第２送液ポンプ６０５、コンプレッサ６１１、レギュレータ６１２、真空ポンプ６２１、レギュレータ６２２、供給側圧力センサ６３１、回収側圧力センサ６３２などで構成されている。

ここで、コンプレッサ６１１及び真空ポンプ６２１は、供給タンク６０１内の圧力と回収タンク６０２内の圧力とに差圧を生じさせる手段を構成している。

供給側圧力センサ６３１は、供給タンク６０１とヘッド１００との間であって、ヘッド１００の供給ポート７１に繋がった供給側液体経路に接続されている。回収側圧力センサ６３２は、ヘッド１００と回収タンク６０２との間であって、ヘッド１００の回収ポート７２に繋がった回収側液体経路に接続されている。

回収タンク６０２の一方は、第１送液ポンプ６０４を介して供給タンク６０１と接続されており、回収タンク６０２の他方は第２送液ポンプ６０５を介してメインタンク６０３と接続されている。

これにより、供給タンク６０１から供給ポート７１を通ってヘッド１００内に液体が流入し、回収ポート７２から回収タンク６０２へ回収され、第１送液ポンプ６０４によって回収タンク６０２から供給タンク６０１へ液体が送られることによって、液体が循環する循環経路が構成される。

ここで、供給タンク６０１にはコンプレッサ６１１がつなげられており、供給側圧力センサ６３１で所定の正圧が検知されるように制御される。一方、回収タンク６０２には真空ポンプ６２１がつなげられており、回収側圧力センサ６３２で所定の負圧が検知されるよう制御される。

これにより、ヘッド１００内を通って液体を循環させつつ、メニスカスの負圧を一定に保つことができる。

また、ヘッド１００のノズル４から液体を吐出すると、供給タンク６０１及び回収タンク６０２内の液体量が減少していく。そのため、適宜、第２送液ポンプ６０５を用いて、メインタンク６０３から回収タンク６０２に液体を補充する。

なお、メインタンク６０３から回収タンク６０２への液体補充のタイミングは、回収タンク６０２内の液体の液面高さが所定高さよりも下がったときに液体補充を行うなど、回収タンク６０２内に設けた液面センサなどの検知結果によって制御することができる。

次に、本発明に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の他の例について図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は同装置の要部平面説明図、図１３は同装置の要部側面説明図である。

この印刷装置５００は、シリアル型装置であり、主走査移動機構４９３によって、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構４９３は、ガイド部材４０１、主走査モータ４０５、タイミングベルト４０８等を含む。ガイド部材４０１は、左右の側板４９１Ａ、４９１Ｂに架け渡されてキャリッジ４０３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ４０５によって、駆動プーリ４０６と従動プーリ４０７間に架け渡したタイミングベルト４０８を介して、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動される。

このキャリッジ４０３には、液体吐出ヘッド１００及びヘッドタンク４４１を一体にした液体吐出ユニット４４０を搭載している。液体吐出ユニット４４０の液体吐出ヘッド１００は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド１００は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。

液体吐出ヘッド１００は、前述した液体循環装置６００と接続されて、所要の色の液体が循環供給される。

この印刷装置５００は、用紙４１０を搬送するための搬送機構４９５を備えている。搬送機構４９５は、搬送手段である搬送ベルト４１２、搬送ベルト４１２を駆動するための副走査モータ４１６を含む。

搬送ベルト４１２は用紙４１０を吸着して液体吐出ヘッド１００に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト４１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４１３と、テンションローラ４１４との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。

そして、搬送ベルト４１２は、副走査モータ４１６によってタイミングベルト４１７及びタイミングプーリ４１８を介して搬送ローラ４１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。

さらに、キャリッジ４０３の主走査方向の一方側には搬送ベルト４１２の側方に液体吐出ヘッド１００の維持回復を行う維持回復機構４２０が配置されている。

維持回復機構４２０は、例えば液体吐出ヘッド１００のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングするキャップ部材４２１、ノズル面を払拭するワイパ部材４２２などで構成されている。

主走査移動機構４９３、維持回復機構４２０、搬送機構４９５は、側板４９１Ａ，４９１Ｂ、背板４９１Ｃを含む筐体に取り付けられている。

このように構成したこの印刷装置５００においては、用紙４１０が搬送ベルト４１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト４１２の周回移動によって用紙４１０が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ４０３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド１００を駆動することにより、停止している用紙４１０に液体を吐出して画像を形成する。

〔液体吐出ユニット〕
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えた液体吐出ユニットの例について図１４を参照して説明する。図１４は同ユニットの要部平面説明図である。

この液体吐出ユニット４４０は、上述の液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂ及び背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ４０３と、液体吐出ヘッド１００で構成されている。

なお、この液体吐出ユニット４４０の例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０を更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。

次に、液体吐出ユニットの更に他の例について図１５を参照して説明する。図１５は同ユニットの正面説明図である。

この液体吐出ユニット４４０は、流路部品４４４が取付けられた液体吐出ヘッド１００と、流路部品４４４に接続されたチューブ４５６で構成されている。

なお、流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンク４４１を含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には液体吐出ヘッド１００と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。

本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの
形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構、液体循環装置の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形
成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

１ ノズル基板
４ ノズル
１０ 共通液室
１４ ノズルカバー部材
２０ 共通液室部材
４０ ヘッド保持部材
４０ａ 開口部
４１ 凹部
４２ 加熱手段（ヒータ）
４３ シール部材
４４ 被覆部材
４５ 貫通孔
６０ サブタンク
６１ インクポート
６３ ヘッドカバー部材
７０ 配線

国際公開ＷＯ２０１５／１１５３５３号

Claims (10)

1. 液体を吐出するノズルを有するノズル基板と、
   前記ノズルに連通する共通液室を形成する共通液室部材と、
   開口部を有し、前記開口部に前記共通液室部材の少なくとも一部と前記ノズル基板を収容するヘッド保持部材と、
   前記ヘッド保持部材の前記開口部の周縁及び前記ノズル基板の吐出面の外周縁と当接し、前記ノズル基板を保護するノズルカバー部材と、
   前記ヘッド保持部材の前記共通液室部材側の面に当接する中空のヘッドカバー部材と、
   前記液体を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段による加熱を制御するための温度検知手段と、を備え、
   前記ヘッド保持部材の外側の側面の少なくとも一部に凹部が設けられ、前記凹部に前記加熱手段が収容されたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記ヘッド保持部材の前記凹部の開口を被覆する被覆部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記ヘッド保持部材と前記被覆部材との間に、前記凹部の開口を密閉するシール部材を備えることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記温度検知手段が、前記凹部内に配設されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記ヘッド保持部材が、前記凹部から表面に貫通する貫通孔を有し、
   前記加熱手段の配線が前記貫通孔に挿通されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記ノズル基板が、シリコン材料からなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記ノズルカバー部材及び前記ヘッド保持部材が、ステンレスからなることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記ヘッド保持部材を構成する材料の熱伝導率が、前記共通液室部材を構成する材料の熱伝導率よりも大きいことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記ヘッド保持部材を構成する材料のヤング率が、前記共通液室部材を構成する材料のヤング率よりも大きいことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液体を吐出する装置。