JP2022113539A - 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出する液体の温度制御が可能となる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供すること。【解決手段】液体吐出ヘッドは、アクチュエータと、第１共通液室と、第２共通液室と、ノズルプレートと、ベースプレートと、マニフォールドと、を備える。アクチュエータは、複数の圧力室を有する。第１共通液室は、複数の圧力室の一次側に設けられる。第２共通液室は、複数の圧力室の二次側に設けられる。ノズルプレートは、圧力室と対向し、液体を吐出するノズルを複数有する。ベースプレートは、第１共通液室に液体を供給する供給孔及び第２共通液室から液体を排出する排出孔を有し、アクチュエータが設けられる。マニフォールドは、供給孔に液体を供給する液体供給流路排出孔からの前記液体を排出する液体排出流路、及び、温度制御を行う温調用液体が流れる温調用流路を有し、ベースプレートのアクチュエータが設けられる面と反対側の面に固定される。【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。

各種の液体吐出装置に用いられるインクジェットヘッド等の液体吐出ヘッドが知られている。液体吐出ヘッドは、例えば、圧電材料に形成された圧力室を駆動して圧力室のインク等の液体を吐出するアクチュエータを有する。液体吐出ヘッドは、アクチュエータを駆動することで、ノズルから液体を吐出する。

近年、液体吐出装置は、印字率及び印字速度の増加傾向にある。このため、液体吐出ヘッドは、圧力室における発熱量が増加する傾向にある。圧力室の温度が上昇すると、インクの温度も上昇し、粘性や物性が変わり、印字に影響を及ぼす虞や、インクが劣化する虞もある。インクを循環する循環式の液体吐出ヘッドであれば、インクを冷却することも可能であるが、非循環式の液体吐出ヘッドの場合には、インクの冷却が難しい。

特開２０１７－０１３５１４号公報

本発明が解決しようとする課題は、吐出する液体の温度制御が可能となる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供することである。

実施形態の液体吐出ヘッドは、液体吐出ヘッドは、アクチュエータと、第１共通液室と、第２共通液室と、ノズルプレートと、ベースプレートと、マニフォールドと、を備える。アクチュエータは、複数の圧力室を有する。第１共通液室は、前記複数の圧力室の一次側に設けられる。第２共通液室は、前記複数の圧力室の二次側に設けられる。ノズルプレートは、前記圧力室と対向し、液体を吐出するノズルを複数有する。ベースプレートは、前記第１共通液室に液体を供給する供給孔及び前記第２共通液室から液体を排出する排出孔を有する。ベースプレートには、前記アクチュエータが設けられる。マニフォールドは、前記供給孔に前記液体を供給する液体供給流路、前記排出孔からの前記液体を排出する液体排出流路、及び、温度制御を行う温調用液体が流れる温調用流路を有する。マニフォールドは、前記ベースプレートの前記アクチュエータが設けられる面と反対側の面に固定される。

実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す斜視図。 実施形態に係る液体吐出ヘッドのヘッド本体及びマニフォールドユニットの構成を示す斜視図。 実施形態に係るヘッド本体及びマニフォールドユニットの構成を示す断面図。 実施形態に係るヘッド本体の構成を示す平面図。 実施形態に係るマニフォールドユニットのマニフォールドの構成を示す斜視図。 実施形態に係るマニフォールドの構成を示す斜視図。 実施形態に係る液体吐出装置の構成を示す説明図。

以下に、実施形態に係る液体吐出ヘッド１について、図１乃至図７を参照して説明する。図１は、実施形態に係る液体吐出ヘッド１の構成を示す斜視図である。図２は液体吐出ヘッド１のヘッド本体１１及びマニフォールドユニット１２の構成を示す斜視図、図３はヘッド本体１１及びマニフォールドユニット１２の構成を示す断面図である。図４は、ヘッド本体１１の構成を示す平面図である。図５及び図６は、マニフォールドユニット１２の構成を示す斜視図であり、図５及び図６は、異なる方向から示す図である。なお、各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。

液体吐出ヘッド１は、例えば、図７に示すインクジェット記録装置などの液体吐出装置２に設けられるインクジェットヘッドである。液体吐出ヘッド１は、液体吐出装置２に設けられた液体収容部としての供給タンク２１３２を含むヘッドユニット２１３０に設けられる。

液体吐出ヘッド１は、供給タンク２１３２の液体としてのインクが供給される。なお、液体吐出ヘッド１は、インクを循環させる循環型のヘッドであってもよく、また、インクを循環させない非循環型のヘッドであってもよい。本実施形態において、液体吐出ヘッド１は、非循環型のヘッドの例を用いて説明する。また、液体吐出ヘッド１は、液体吐出装置２に設けられた温調装置２１１６に接続され、インクの温度制御を行う温調用液体（温調水）が供給される。

図１乃至図３に示すように、液体吐出ヘッド１は、ヘッド本体１１と、マニフォールドユニット１２と、回路基板１３と、を備える。また、液体吐出ヘッド１は、ヘッド本体１１の一部、マニフォールドユニット１２及び回路基板１３を収容するカバーを有していても良い。

図１乃至図４に示すように、ヘッド本体１１は、液体を吐出する。ヘッド本体１１は、ベースプレート１１１と、枠体１１２と、複数の第１圧力室１１３１及び複数の第２圧力室１１３２を有するアクチュエータ１１３と、ノズルプレート１１４と、を備える。

ヘッド本体１１は、アクチュエータ１１３の複数の第１圧力室１１３１の一次側と連通する第１共通液室１１６と、アクチュエータ１１３の複数の第１圧力室１１３１の二次側及び複数の第２圧力室１１３２の一次側と連通する第２共通液室１１７と、複数の第２圧力室１１３２の二次側と連通する第３共通液室１１８と、を有する。複数の第１圧力室１１３１の一次側とは、液体の流れる方向における複数の第１圧力室１１３１の上流側である。複数の第１圧力室１１３１の二次側とは、液体の流れる方向における複数の第１圧力室１１３１の下流側である。複数の第２圧力室１１３２の一次側とは、液体の流れる方向における複数の第２圧力室１１３２の上流側である。複数の第２圧力室１１３２の二次側とは、液体の流れる方向における複数の第２圧力室１１３２の下流側である。

本実施形態の例においては、ヘッド本体１１がアクチュエータ１１３を２つ有し、１つの第１共通液室１１６、２つの第２共通液室１１７及び２つの第３共通液室１１８を有する例を用いて説明する。

ベースプレート１１１は、例えばセラミックス材料により方形板状に形成されている。ベースプレート１１１は、単数又は複数の供給孔１１１１と、単数又は複数の排出孔１１１２と、を有する。供給孔１１１１及び排出孔１１１２は、ベースプレート１１１の両主面間を貫通する貫通孔である。

供給孔１１１１は、例えば、第１共通液室１１６と対向する位置に単数設けられる。供給孔１１１１は、例えば、第１共通液室１１６の長手方向に沿って一方向に長い長孔である。

排出孔１１１２は、例えば、各第３共通液室１１８と対向する位置にそれぞれ一つ設けられる。また、例えば、排出孔１１１２は、複数の第２圧力室１１３２に隣接してベースプレート１１１に設けられる。

枠体１１２は、ベースプレート１１１の一方の主面に接着剤等により固定される。枠体１１２は、ベースプレート１１１に設けられた供給孔１１１１、複数の排出孔１１１２、及び、アクチュエータ１１３を囲う。

例えば、枠体１１２は、矩形枠状に形成されることで、枠体１１２の長手方向に沿って一方向に長い開口を形成する。枠体１１２の開口には、アクチュエータ１１３、供給孔１１１１及び２つの排出孔１１１２が配置される。

アクチュエータ１１３は、一方向に長い板状に形成される。アクチュエータ１１３は、枠体１１２の開口内に配置され、ベースプレート１１１の主面に接着される。アクチュエータ１１３は、一方向に長い矩形板状の圧電材料を、互いの分極方向が逆向きとなるように対向して接着することで形成される。

ここで、圧電材料は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）である。アクチュエータ１１３は、長手方向の中央側に、長手方向に等間隔に配置された複数の第１圧力室１１３１と、長手方向の両端に、長手方向に等間隔に配置された複数の第２圧力室１１３２と、を有する。換言すると、アクチュエータ１１３は、ベースプレート１１１側とは反対の主面側に、アクチュエータ１１３の長手方向に複数の溝が形成され、この溝により第１圧力室１１３１及び第２圧力室１１３２が形成される。また、アクチュエータ１１３は、圧力室１１３１を駆動するための配線パターンが形成される。

第１圧力室１１３１は、液体吐出ヘッド１による印字等の動作時に、インクをノズル１１４１から噴射させるための圧力室である。第２圧力室１１３２は、メンテナンス時に、インクをノズル１１４１から噴射させるためのメンテナンス用の圧力室である。

ノズルプレート１１４は、板状に形成される。ノズルプレート１１４は、枠体１１２のベースプレート１１１とは反対側の主面に接着剤等により固定される。ノズルプレート１１４は、複数の第１圧力室１１３１及び複数の第２圧力室１１３２と対向する位置に形成された複数のノズル１１４１を有する。本実施形態において、ノズルプレート１１４は、複数のノズル１１４１が一方向に並ぶノズル列１１４２を二列有する。

複数のノズル１１４１のうち、複数の第１圧力室１１３１と対向する複数のノズル１１４１は、液体吐出ヘッド１による印字等の動作時に、インクを噴射する穴である。複数のノズル１１４１のうち、複数の第２圧力室１１３２と対向する複数のノズル１１４１は、メンテナンス時に、インクを噴射してパージを行うパージ用の穴である。

第１共通液室１１６は、一対のアクチュエータ１１３の両端部を除く中央側の間に形成され、供給孔１１１１から各アクチュエータ１１３の複数の第１圧力室１１３１の一次側へのインクの流路を構成する。

第２共通液室１１７は、各アクチュエータ１１３と枠体１１２との間にそれぞれ形成される。第２共通液室１１７は、複数の第１圧力室１１３１の二次側から複数の第２圧力室１１３２の一次側へのインクの流路を形成する。

第３共通液室１１８は、例えば、仕切り壁１１８１によって第１共通液室１１６と隔てられる。第３共通液室１１８は、一対のアクチュエータ１１３の両端部の間にそれぞれ形成され、各アクチュエータ１１３の複数の第２圧力室１１３２の二次側から排出孔１１１２へのインクの流路を形成する。

図２及び図３に示すように、マニフォールドユニット１２は、マニフォールド１２１と、天板１２２と、インク供給管１２３と、インク排出管１２４と、一対の温調用管である温調水供給管１２５及び温調水排出管１２６と、ベースブロック１２７と、を備える。なお、インク供給管（液体供給管）１２３、インク排出管（液体排出管）１２４、温調水供給管１２５及び温調水排出管１２６の数は適宜設定できる。

本実施形態においては、マニフォールドユニット１２は、インク供給管１２３、インク排出管１２４、温調水供給管１２５及び温調水排出管１２６を各１本有する構成の例を説明する。

図５及び図６に示すように、マニフォールド１２１は、一方向に長い板状又はブロック状に形成される。マニフォールド１２１は、インク供給流路（液体供給流路）１２１１と、インク排出流路（液体排出流路）１２１２と、温調用流路１２１３と、を備える。マニフォールド１２１の一方の主面は、ベースプレート１１１の主面に固定される。また、マニフォールド１２１は、ベースプレート１１１が固定される主面とは反対の主面に、インク供給管１２３、インク排出管１２４、温調水供給管１２５及び温調水排出管１２６がベースブロック１２７を介して固定される。

インク供給流路１２１１は、孔や溝によってマニフォールド１２１に形成される流路である。インク供給流路１２１１は、インク供給管１２３及びベースプレート１１１の供給孔１１１１を流体的に接続する。

インク供給流路１２１１は、マニフォールド１２１のベースプレート１１１が固定される面に設けられる一方向に長いインク供給開口１２１１１を有する。インク供給開口１２１１１は、第１共通液室１１６に配置される供給孔１１１１が設けられた領域を覆う。

具体例として、インク供給流路１２１１は、インク供給管１２３からインクが供給されるインク供給点から、マニフォールド１２１の長手方向に延びるとともに、マニフォールド１２１の長手方向の中央側で短手方向の中央側に延びる。また、インク供給流路１２１１は、マニフォールド１２１の長手方向及び短手方向の中央側において、第１共通液室１１６の長手方向（複数の第１圧力室１１３１の並び方向）に沿って延びるスリットを有する。そして、このスリットのマニフォールド１２１のベースプレート１１１側がインク供給開口１２１１１を構成する。

インク排出流路１２１２は、孔や溝によってマニフォールド１２１に形成される流路である。インク排出流路１２１２は、インク排出管１２４及びベースプレート１１１の排出孔１１１２を流体的に接続する。

インク排出流路１２１２は、マニフォールド１２１のベースプレート１１１が固定される面に、インク排出開口１２１２１を２つ有する。２つのインク排出開口１２１２１は、２つの第３共通液室１１８にそれぞれ配置される排出孔１１１２が設けられた領域それぞれを覆う。そして、インク排出流路１２１２は、２つのインク排出開口１２１２１がマニフォールド１２１のベースプレート１１１が固定される面と反対の面側において溝によって連通する。

温調用流路１２１３は、孔や溝によってマニフォールド１２１に形成される流路である。温調用流路１２１３は、温調水供給管１２５及び温調水排出管１２６を流体的に接続する。

温調用流路１２１３の両端は、マニフォールド１２１の一方の主面に設けられた温調水供給管１２５及び温調水排出管１２６と接続される開口である。また、温調用流路１２１３は、マニフォールド１２１に固定されるベースプレート１１１と熱交換が可能に形成される。

即ち、温調用流路１２１３の一部は、マニフォールド１２１のベースプレート１１１が固定される面側に設けられるか、又は、マニフォールド１２１のベースプレート１１１が固定される面に形成された温調水用開口１２１３１である。本実施形態において、温調用流路１２１３は、マニフォールド１２１のベースプレート１１１が固定される面に温調水用開口１２１３１を一対有する構成を用いて説明する。また、温調用流路１２１３は、一対の温調水用開口１２１３１の一次側及び二次側が、それぞれ、マニフォールド１２１のマニフォールド１２１のベースプレート１１１が固定される面と反対の面側において溝によって連通する。

温調水用開口１２１３１は、少なくとも、ベースプレート１１１の複数の圧力室１１３１、１１３２に対応する設けられる領域、又は、ベースプレート１１１の第２共通液室１１７に対応する領域に設けられる。これは、第１圧力室１１３１が駆動することで発熱し、第１圧力室１１３１の温度及び第１圧力室１１３１内及び第１圧力室１１３１の二次側（第２共通液室１１７）のインクの温度が上昇する。よって、複数の圧力室１１３１、１１３２のうち、少なくとも複数の第１圧力室１１３１か、又は第２共通液室１１７の温調が求められるためである。

本実施形態において、温調水用開口１２１３１は、ベースプレート１１１の各第２共通液室１１７に対応する領域に設けられる。具体例として、温調用流路１２１３は、温調水供給管１２５が接続される開口端から２本に分岐し、マニフォールド１２１のベースプレート１１１が固定される面において開口する２つの温調水用開口１２１３１が設けられ、そして、２つの温調水用開口１２１３１が合流して温調水排出管１２６が接続される開口端に連通する。

即ち、マニフォールド１２１は、ベースプレート１１１が固定される主面側に２本に分流し、温調用流路１２１３の一部を構成する一対の温調水用開口１２１３１を有する。そして、マニフォールド１２１及びベースプレート１１１が固定されることで、各温調水用開口１２１３１を流れる温調水が、ベースプレート１１１の第２共通液室１１７に対応する領域と熱交換を行う。このように、温調水供給管１２５及び温調水排出管１２６を連通する、温調用流路１２１３が形成される。

天板１２２は、マニフォールド１２１のベースプレート１１１が設けられる面とは反対の面に設けられる。天板１２２は、マニフォールド１２１を覆うことで、インク供給流路１２１１、インク排出流路１２１２及び温調用流路１２１３を封止する。また、天板１２２は、インク供給流路１２１１、インク排出流路１２１２、温調用流路１２１３の一次側及び二次側と対向する位置にそれぞれ開口１２２１を有する。これら開口１２２１は、各流路１２１１、１２１２、１２１３と、各管１２３、１２４、１２５、１２６を連通させる。

インク供給管１２３は、ベースブロック１２７及び天板１２２の開口１２２１を介してインク供給流路１２１１に接続される。インク排出管１２４は、ベースブロック１２７及び天板１２２の開口１２２１を介してインク排出流路１２１２に接続される。温調水供給管１２５及び温調水排出管１２６は、それぞれベースブロック１２７及び天板１２２の開口１２２１を介して温調用流路１２１３の一次側及び二次側に接続される。

本実施形態においては、マニフォールド１２１の長手方向で一端側に、インク供給管１２３、インク排出管１２４並びに温調水供給管１２５及び温調水排出管１２６の一方が配置される。また、マニフォールド１２１の長手方向で他端側に、温調水供給管１２５及び温調水排出管１２６の他方が配置される。本実施形態において、マニフォールド１２１の長手方向で一端側に温調水供給管１２５が設けられ、マニフォールド１２１の長手方向で他端側に温調水排出管１２６が設けられる例を説明する。

例えば、インク供給管１２３及びインク排出管１２４は、マニフォールド１２１の短手方向に並んで配置される。また、例えば、温調水供給管１２５は、マニフォールド１２１の長手方向でインク供給管１２３及びインク排出管１２４に並んで配置される。また、例えば、温調水供給管１２５は、インク供給管１２３及びインク排出管１２４よりもマニフォールド１２１の長手方向で中央側に配置される。

ベースブロック１２７は、例えば、２つ設けられる。一方のベースブロック１２７は、インク供給管１２３、インク排出管１２４及び温調水供給管１２５を支持する。また、他方のベースブロック１２７は、温調水排出管１２６を支持する。各ベースブロック１２７は、天板１２２に固定される。例えば、ベースブロック１２７は、流路を内部に有し、支持する管と天板１２２の開口１２２１を流体的に接続する。

回路基板１３は、一端がアクチュエータ１１３の配線パターンに連結される配線フィルム１３１と、配線フィルム１３１に搭載されたドライバＩＣ１３２と、配線フィルム１３１の他端に実装されたプリント配線基板１３３と、を備える。

回路基板１３は、ドライバＩＣ１３２により駆動電圧をアクチュエータ１１３の配線パターンに印加することでアクチュエータ１１３を駆動し、圧力室１１３１の容積を増減させて、ノズル１１４１から液滴を吐出させる。

配線フィルム１３１は、例えば、複数設けられる。本実施形態においては、配線フィルム１３１は、１つのアクチュエータ１１３に２つ連結される。配線フィルム１３１は、例えば、ドライバＩＣ１３２が実装されたＣＯＦ（Chip on Film）である。ドライバＩＣ１３２は、配線フィルム１３１を介して圧力室１１３１に形成された配線パターンに電気的に接続される。プリント配線基板１３３は、各種電子部品やコネクタが搭載されたＰＷＡ（Printing Wiring Assembly）である。

このように構成された液体吐出ヘッド１は、例えば図７に示される液体吐出装置２の例であるインクジェット記録装置に設けられる。以下、液体吐出装置２をインクジェット記録装置２として説明する。液体吐出ヘッド１は、インクジェット記録装置２に設けられた液体収容部としての供給タンク２１３２に接続される。液体吐出ヘッド１は、供給タンク２１３２との間でインクを循環させる循環型のヘッドか、又は、供給タンク２１３２からインクが供給され、そして、メンテナンス時にメンテナンス装置２１１７にインクを排出する非循環型のヘッドである。液体吐出ヘッド１は、例えばヘッド本体１１のノズルプレート１１４のノズル１１４１が下方に向く姿勢で配置される。

以下、液体吐出ヘッド１を有するインクジェット記録装置２について、図７を参照して説明する。インクジェット記録装置２は、筐体２１１１と、媒体供給部２１１２と、画像形成部２１１３と、媒体排出部２１１４と、支持装置である搬送装置２１１５と、温調装置２１１６と、メンテナンス装置２１１７と、制御部２１１８と、を備える。

インクジェット記録装置２は、媒体供給部２１１２から画像形成部２１１３を通って媒体排出部２１１４に至る所定の搬送路２００１に沿って、吐出対象物である記録媒体として例えば用紙Ｐを搬送しながらインク等の液体を吐出することで、用紙Ｐに画像形成処理を行うインクジェットプリンタである。

媒体供給部２１１２は複数の給紙カセット２１１２１を備える。画像形成部２１１３は、用紙を支持する支持部２１２０と、支持部２１２０の上方に対向配置された複数のヘッドユニット２１３０と、を備える。媒体排出部２１１４は、排紙トレイ２１１４１を備える。

支持部２１２０は、画像形成を行う所定領域にループ状に備えられる搬送ベルト２１２０１と、搬送ベルト２１２０１を裏側から支持する支持プレート２１２０２と、搬送ベルト２１２０１の裏側に備えられた複数のベルトローラ２１２０３と、を備える。

ヘッドユニット２１３０は、複数のインクジェットヘッドである液体吐出ヘッド１と、各液体吐出ヘッド１上にそれぞれ搭載された液体タンクとしての複数の供給タンク２１３２と、インクを供給するポンプ２１３４と、液体吐出ヘッド１と供給タンク２１３２とを接続する接続流路２１３５と、を備える。

本実施形態において、液体吐出ヘッド１としてシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの４色の液体吐出ヘッド１と、これらの各色のインクをそれぞれ収容する４色の供給タンク２１３２を備える。供給タンク２１３２は接続流路２１３５によって液体吐出ヘッド１に接続される。

ポンプ２１３４は、例えば圧電ポンプで構成される送液ポンプである。ポンプ２１３４は、制御部２１１８に接続され、制御部２１１８により駆動制御される。

接続流路２１３５は、液体吐出ヘッド１のインク供給管１２３に接続される供給流路を備える。また、接続流路２１３５は、液体吐出ヘッド１のインク排出管１２４に接続される回収流路を備える。液体吐出ヘッド１が循環式の場合には、回収流路は、供給タンク２１３２に接続され、液体吐出ヘッド１が非循環式の場合には、回収回路は、メンテナンス装置２１１７に接続される。

搬送装置２１１５は、媒体供給部２１１２の給紙カセット２１１２１から画像形成部２１１３を通って媒体排出部２１１４の排紙トレイ２１１４１に至る搬送路２００１に沿って、用紙Ｐを搬送する。搬送装置２１１５は、搬送路２００１に沿って配置される複数のガイドプレート対２１２１１～２１２１８と、複数の搬送用ローラ２１２２１～２１２２８と、を備えている。搬送装置２１１５は、用紙Ｐを液体吐出ヘッド１に相対移動可能に支持する。

温調装置２１１６は、温調水タンク２１１６１、温調水を供給する配管やチューブ等の温調用回路２１１６２、温調水を供給するポンプ及び温調水の温度を調整する温調器等を有する。温調装置２１１６は、温調器で所定の温度に調整した温調水タンク２１１６１の温調水を、ポンプの送水によって温調用回路２１１６２を介して温調水供給管１２５に供給する。また、温調装置２１１６は、マニフォールド１２１を通って温調水排出管１２６から排出された水を、温調用回路２１１６２を介して温調水タンク２１１６１に回収する。なお、温調器は、例えば、ヒーターやクーラーである。

メンテナンス装置２１１７は、例えば、メンテナンス時にノズルプレート１１４の外面に残存するインクを吸引し、回収する。また、液体吐出ヘッド１が非循環式である場合には、メンテナンス装置２１１７は、メンテナンス時に、第２圧力室１１３２と対向するノズル１１４１からヘッド本体１１内のインクを回収する。このようなメンテナンス装置２１１７は、回収したインクを貯留するトレイやタンク等を有する。

制御部２１１８は、プロセッサの一例としてのＣＰＵ２１１８１と、各種のプログラムなどを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、各種の可変データや画像データなどを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリと、外部からのデータの入力及び外部へのデータの出力をするインターフェイス部と、を備える。

次に、このように構成された液体吐出ヘッド１の液体としてのインクの流れ及び温調用の温調水の流れについて説明する。先ず、液体としてのインクが、インク供給管１２３に供給されると、インクは、マニフォールド１２１の２つのインク供給流路１２１１を流れる。そして、インクは、インク供給流路１２１１のインク供給開口１２１１１に対向するベースプレート１１１の供給孔１１１１から、第１共通液室１１６に移動する。

第１共通液室１１６に移動したインクは、図４に矢印で示すように、複数の第１圧力室１１３１を通って第２共通液室１１７に移動する。なお、第１圧力室１１３１が駆動することで、駆動した第１圧力室１１３１のインクは、ノズル１１４１から吐出される。ノズル１１４１から吐出されなかったインクは第２共通液室１１７に移動する。

本実施形態において、液体吐出ヘッド１は非循環式であるため、第２共通液室１１７のインクは、複数の第２圧力室１１３２を介して第３共通液室１１８に移動し、第３共通液室１１８に留まる。そして、メンテナンス等において、インク排出管１２４の二次側が開放されたときに、第２共通液室１１７のインクは、ベースプレート１１１の排出孔１１１２及びマニフォールド１２１のインク排出流路１２１２を通って、インク排出管１２４に移動する。また、メンテナンス等において、第２圧力室１１３２が駆動することで、第２圧力室１１３２のインクは、例えば、第２共通液室１１７や第３共通液室１１８に溜まったエアと一緒に吐出され、エア抜きが行われる。

なお、液体吐出ヘッド１が循環式である場合には、第３共通液室１１８を有さず、第２共通液室１１７に排出孔１１１２が設けられる。そして、第２共通液室１１７のインクは、ベースプレート１１１の排出孔１１１２及びマニフォールド１２１のインク排出流路１２１２を通って、インク排出管１２４に移動する。

また、温調水が温調水供給管１２５に供給されると、温調水は、マニフォールド１２１の温調用流路１２１３を流れ、温調水排出管１２６に移動する。なお、温調水は、温調水用開口１２１３１において、ベースプレート１１１と接触し、ベースプレート１１１と熱交換を行い、ベースプレート１１１の温調として、例えば、ベースプレート１１１を冷却する。

これにより、複数の圧力室１１３１、１１３２及び各圧力室１１３１、１１３２のインク、又は、第２共通液室１１７のインクが冷却される。なお、温調水は、インクを冷却するのではなく、加温する構成であってもよい。即ち、温調水は、ノズルからの吐出に適したインクの温度に調整できれば、冷却及び加温のいずれであってもよく、また、圧力室１１３１の駆動前においてはインクの加温がなされ、圧力室１１３１の駆動後においてはインクの冷却を行う構成でもよい。

このように構成された液体吐出ヘッド１及び液体吐出装置２によれば、循環式及び非循環式のいずれであっても、インクの温度制御が可能となる。

なお、本発明の実施形態は上述した構成に限定されない。例えば、上述した例では、ヘッド本体１１は、非循環式の例を説明したが循環式でもよく、また、第３共通液室１１８を有さない構成としてもよい。

また、例えば、上述した例では、１つの第１共通液室１１６から一対のアクチュエータ１１３にインクを供給する１系統のインクの流れの例を説明したがこれに限定されない。例えば、１つのアクチュエータ１１３に対して１つの第１共通液室１１６を設ける２系統のインクの流れを有する構成としてもよい。このような液体吐出ヘッド１は、例えば、インク供給管１２３及びインク排出管１２４をそれぞれ２本有し、温調水供給管１２５及び温調水排出管１２６をそれぞれ１本有し、マニフォールド１２１のインク供給流路１２１１及びインク排出流路１２１２を２つの流路を有する構成とすればよい。

即ち、マニフォールドユニット１２は、温調水の流路及びインクの流路を有し、インクをヘッド本体１１に供給するとともに、ヘッド本体１１の温調を行う流路を有する構成であれば、適宜設定できる。よって、マニフォールドユニット１２は、ヘッド本体１１の構成や、各共通液室１１６、１１７、１１８に応じて、インク供給流路１２１１、インク排出流路１２１２及び温調用流路１２１３、各管１２３、１２４、１２５、１２６の形状や構成を適宜設定できる。

また、上記実施形態において、液体吐出ヘッド１及び液体吐出装置２は、液体としてのインクを吐出する記録装置に用いられる例を示したが、これに限られるものではない。即ち、液体吐出ヘッド１及び液体吐出装置２は、例えば３Ｄプリンタ、産業用の製造機械、医療用途にも用いることが可能であり、ヘッド本体１１から吐出する液体の温度制御が可能となる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、温度制御が可能となる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…液体吐出ヘッド、２…液体吐出装置（インクジェット記録装置）、１１…ヘッド本体、１２…マニフォールドユニット、１３…回路基板、１１１…ベースプレート、１１２…枠体、１１３…アクチュエータ、１１４…ノズルプレート、１１６…第１共通液室（共通液室）、１１７…第２共通液室（共通液室）、１１８…第３共通液室（共通液室）、１２１…マニフォールド、１２２…天板、１２３…インク供給管（液体供給管）、１２４…インク排出管（液体排出管）、１２５…温調水供給管、１２６…温調水排出管、１２７…ベースブロック、１３１…配線フィルム、１３２…ドライバＩＣ、１３３…プリント配線基板、１１１１…供給孔、１１１２…排出孔、１１３１…第１圧力室、１１３１…圧力室、１１３２…第２圧力室、１１４１…ノズル、１１４２…ノズル列、１１８１…壁、１２１１…インク供給流路（液体供給流路）、１２１１１…インク供給開口、１２１２…インク排出流路（液体排出流路）、１２１２１…インク排出開口、１２１３…温調用流路、１２１３１…温調水用開口、１２２１…開口、２００１…搬送路、２１１１…筐体、２１１２…媒体供給部、２１１３…画像形成部、２１１４…媒体排出部、２１１５…搬送装置、２１１６…温調装置、２１１７…メンテナンス装置、２１１８…制御部、２１２０…支持部、２１３０…ヘッドユニット、２１３２…供給タンク、２１３４…ポンプ、２１３５…接続流路、２１１２１…給紙カセット、２１１４１…排紙トレイ、２１１６１…温調水タンク、２１１６２…温調用回路、２１２０１…搬送ベルト、２１２０２…支持プレート、２１２０３…ベルトローラ、２１２１１～２１２１８…ガイドプレート対、２１２２１～２１２２８…搬送用ローラ、Ｐ…用紙。

Claims (5)

1. 複数の圧力室を有するアクチュエータと、
   前記複数の圧力室の一次側に設けられる第１共通液室と、
   前記複数の圧力室の二次側に設けられる第２共通液室と、
   前記圧力室と対向し、液体を吐出するノズルを複数有するノズルプレートと、
   前記第１共通液室に液体を供給する供給孔及び前記第２共通液室から液体を排出する排出孔を有し、前記アクチュエータが設けられるベースプレートと、
   前記供給孔に前記液体を供給する液体供給流路、前記排出孔からの前記液体を排出する液体排出流路、及び、温度制御を行う温調用液体が流れる温調用流路を有し、前記ベースプレートの前記アクチュエータが設けられる面と反対側の面に固定されるマニフォールドと、
   を備える液体吐出ヘッド。
2. メンテナンス用圧力室を備え、
   前記排出孔は、前記メンテナンス用圧力室の二次側に配置され、
   前記ノズルプレートは、前記メンテナンス用圧力室に対向するパージ用の穴を有する、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記温調用流路の一部は、前記マニフォールドの前記ベースプレート側に開口し、
   前記ベースプレートは、開口する前記温調用流路の一部を覆う、請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記マニフォールドの長手方向で一端側に設けられ、前記液体供給流路と接続する液体供給管と、
   前記マニフォールドの長手方向で一端側に設けられ、前記液体排出流路と接続するとともに、前記マニフォールドの短手方向で前記液体供給管と隣接する液体排出管と、
   前記マニフォールドの長手方向で両端側にそれぞれ設けられ、前記温調用流路の一次側及び二次側と接続する一対の温調用管と、を備え、
   前記一対の温調用管の一方は、前記液体供給管及び前記液体排出管と前記長手方向で隣接する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドと、
   前記液体を吐出する対象物を支持する支持装置と、
   を備える液体吐出装置。
   

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