(57)【要約】【課題】低コスト化及び小型化を図ることが可能な液体噴射装置を提供すること。【解決手段】液体を噴射する液体噴射ヘッドと、気圧に応じて変形する変形部によって仕切られた第一室及び第二室を有し、前記液体噴射ヘッドに供給される前記液体が前記第一室に貯留された貯留部と、前記第二室を加圧する気体を供給する加圧部と、前記加圧部と前記第二室とを接続し、前記気体が流れる供給経路と、前記供給経路の一部に設けられ、前記供給流路を流れる前記気体を加熱する加熱部とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
気圧に応じて変形する変形部によって仕切られた第一室及び第二室を有し、前記液体噴射ヘッドに供給される前記液体が前記第一室に貯留された貯留部と、
前記第二室を加圧する気体を供給する加圧部と、
前記加圧部と前記第二室とを接続し、前記気体が流れる供給経路と、
前記供給経路の一部に設けられ、前記供給流路を流れる前記気体を加熱する加熱部と
を備える液体噴射装置。
【請求項２】
前記供給経路とは独立して前記第二室に接続され、前記第二室の前記気体を排出する排出経路を更に備える
請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記排出経路は、前記加圧部に接続され前記気体を前記加圧部に戻す循環経路を有する
請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記第二室の圧力を調整する圧力調整部を更に備える
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記圧力調整部は、前記第二室に接続された気体流通経路の一部に設けられている
請求項４に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記加熱部によって加熱された前記気体の少なくとも一部を液体噴射ヘッドに供給する接続経路を更に備える
請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記供給経路は、前記液体噴射ヘッドを経由して前記第二室に接続されている
請求項６に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を噴射する液体噴射装置として、インクジェット式の印刷装置が知られている。インクジェット式の印刷装置の構成として、顔料、染料、樹脂、金属微粒子などの機能材料を含むインクを一時的に貯留するとともに、一時的に貯留したインクの圧力変動を抑制した状態で液体噴射ヘッドへ供給するための加圧部を備えた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、印刷装置を用いて、例えば、比較的粘度が高いインクを塗布する場合、良好なインク噴射特性を得るためにインクの粘度管理が重要となる。そこで、インクを加熱する加熱部を設け、インクの温度をほぼ均一に保ち、一定のインク粘度を保持した技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２５３０８５号公報
【特許文献２】特開２００５−２８０２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の加圧部と加熱部とを両方搭載する場合、異なる機構を別個に搭載する必要があるため、コストが高くなり、装置の大型化を招いてしまうというおそれがあった。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明は、低コスト化及び小型化を図ることが可能な液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液体噴射装置は、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、気圧に応じて変形する変形部によって仕切られた第一室及び第二室を有し、前記液体噴射ヘッドに供給される前記液体が前記第一室に貯留された貯留部と、前記第二室を加圧する気体を供給する加圧部と、前記加圧部と前記第二室とを接続し、前記気体が流れる供給経路と、前記供給経路の一部に設けられ、前記供給流路を流れる前記気体を加熱する加熱部とを備える。
【０００８】
本発明によれば、液体が貯留される第一室との間が気圧に応じて変形する変形部によって仕切られた第二室と、当該第二室を加圧する気体を供給する加圧部とを接続し気体が流れる供給経路の一部に、供給流路を流れる気体を加熱する加熱部を設ける構成としたので、加熱された気体が第二室に供給されることになる。この結果、第二室から変形部を介して第一室に熱が伝達されるので、第一室に貯留された液体を加熱することができる。このように、一つの気体供給系に加圧部と加熱部と設けることにより、液体の加圧と加熱とを効率的に行うことができる。これにより、異なる機構を別個に搭載する場合に比べて、低コスト化及び小型化を図ることができる。
【０００９】
上記の液体噴射装置は、前記供給経路とは独立して前記第二室に接続され、前記第二室の前記気体を排出する排出経路を更に備えることが好ましい。  
本発明によれば、供給経路とは独立して第二室に接続され、当該第二室の気体を排出する排出経路が更に設けられているため、供給経路から第二室に気体を供給しつつ当該第二室の気体を排出させることができる。これにより、第二室の気体の入れ替えを行うことができる。新たに第二室に供給される気体は加熱部によって加熱された気体であるため、第二室の気体の入れ替えにより、液体の加熱を維持することができる。
【００１０】
上記の液体噴射装置において、前記排出経路は、前記加圧部に接続され前記気体を前記加圧部に戻す循環経路を有することが好ましい。  
本発明によれば、排出経路が、加圧部に接続され気体を加圧部に戻す循環経路を有するので、排出経路から排出された気体は加圧部によって再度供給経路に送られ、加熱部を介して第二室に供給されることになる。加熱部においては、すでに加熱されて一定程度温度が上昇している気体を再度加熱するため、加熱部の負担を軽減することができる。また、加熱されて温度が上昇している気体が、加圧部、供給経路、加熱部、第二室、排出経路及び循環経路からなる系全体を循環することになるため、加熱効率が向上することになる。
【００１１】
上記の液体噴射装置は、前記第二室の圧力を調整する圧力調整部を更に備えることが好ましい。  
本発明によれば、第二室の圧力を調整する圧力調整部が設けられるため、液体噴射ヘッドに供給される液体の量を適宜調整することができる。
【００１２】
上記の液体噴射装置において、前記圧力調整部は、前記第二室に接続された気体流通経路の一部に設けられていることが好ましい。  
本発明によれば、第二室に接続された気体流通経路の一部に圧力調整部が設けられている構成とすることで、設計上の選択の幅が広がることになる。
【００１３】
上記の液体噴射装置において、前記加熱部によって加熱された前記気体の少なくとも一部を液体噴射ヘッドに供給する接続経路を更に備えることが好ましい。  
本発明によれば、加熱部によって加熱された気体の少なくとも一部を液体噴射ヘッドに供給することで、液体噴射ヘッドに供給された液体を加熱することができる。
【００１４】
上記の液体噴射装置において、前記供給経路は、前記液体噴射ヘッドを経由して前記第二室に接続されていることが好ましい。  
本発明によれば、供給経路が液体噴射ヘッドを経由して第二室に接続されているので、加熱部によって加熱された気体の全部がまず液体噴射ヘッドに供給されるため、液体噴射ヘッドに供給された液体を効率的に加熱することができる。これにより、液体の吐出特性を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る印刷装置の全体構成を示す図。
【図２】本実施形態に係る印刷装置のインク供給部の構成を示す図。
【図３】本実施形態に係る印刷装置の制御部の構成を示すブロック図。
【図４】本実施形態に係る印刷装置のインク供給動作の一態様を示す図。
【図５】本発明の変形例に係るインク供給の構成を示す図。
【図６】本発明の変形例に係るインク供給の構成を示す図。
【図７】本発明の変形例に係るインク供給の構成を示す図。
【図８】本発明の変形例に係るインク供給の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。  
図１は、本実施形態に係る印刷装置ＰＲＴ（液体噴射装置）の概略構成を示す図である。本実施形態では、印刷装置ＰＲＴとしてインクジェット型の印刷装置を例に挙げて説明する。
【００１７】
図１に示す印刷装置ＰＲＴは、例えば、紙、プラスチックシートなどのシート状の媒体Ｍを搬送しつつ印刷処理を行う装置である。印刷装置ＰＲＴは、筐体ＰＢと、媒体Ｍにインクを噴射するインクジェット部ＩＪと、当該インクジェット部ＩＪにインクを供給するインク供給部ＩＳと、媒体Ｍを搬送する搬送部ＣＶと、インクジェット部ＩＪの保全動作を行うメンテナンス部ＭＮと、これら各部を制御する制御部ＣＯＮＴとを備えている。
【００１８】
筐体ＰＢは、媒体Ｍの搬送方向が短手方向であり、媒体Ｍの搬送方向に直交する方向が長手方向となるように形成されている。筐体ＰＢには、上記のインクジェット部ＩＪ、インク供給部ＩＳ、搬送部ＣＶ、メンテナンス部ＭＮ及び制御部ＣＯＮＴの各部が取り付けられている。筐体ＰＢには、プラテン１３が設けられている。プラテン１３は、媒体Ｍを支持する支持部材である。プラテン１３は、筐体ＰＢのうち長手方向の中央部に配置されている。プラテン１３は、インクジェット部ＩＪに向けられた平坦面１３ａを有している。当該平坦面１３ａは、媒体Ｍを支持する支持面として用いられる。
【００１９】
搬送部ＣＶは、搬送ローラーや当該搬送ローラーを駆動するモーターなどを有している。搬送部ＣＶは、筐体ＰＢの媒体供給部ＰＢ１から当該筐体ＰＢの内部に媒体Ｍを搬送し、当該筐体ＰＢの媒体排出部ＰＢ２から当該筐体ＰＢの外部に排出する。搬送部ＣＶは、筐体ＰＢの内部において、媒体Ｍがプラテン１３上を通過するように当該媒体Ｍを搬送する。搬送部ＣＶは、制御部ＣＯＮＴによって搬送のタイミングや搬送量などが制御されるようになっている。
【００２０】
インクジェット部ＩＪは、インクを噴射するヘッドＨと、当該ヘッドＨを保持して移動させるヘッド移動部ＡＣとを有している。ヘッドＨは、筐体ＰＢの長手方向（媒体Ｍの搬送方向に交差する方向：第一方向）に往復移動する。ヘッドＨは、プラテン１３上に送り出された媒体Ｍに向けてインクを噴射する。ヘッドＨは、インクが噴射される複数のノズルＮＺが形成されたノズル形成面Ｈａを有する。これら複数のノズルＮＺは、媒体Ｍの搬送方向に沿って複数並んで配置されており、ノズル列ＮＬを構成している。ノズル列ＮＬは、第一方向に複数列、例えば４列設けられている。ノズル形成面Ｈａは、プラテン１３の支持面１３ａに向けられている。
【００２１】
ヘッド移動部ＡＣは、ヘッドＨを筐体ＰＢの長手方向に移動させる。ヘッド移動部ＡＣは、ヘッドＨを固定させるキャリッジ４を有している。キャリッジ４は、筐体ＰＢの長手方向に架けられたガイド軸８に当接されている。ヘッド移動部ＡＣは、当該キャリッジ４をガイド軸８に沿って移動させる機構、例えばパルスモーター９、駆動プーリー１０、遊転プーリー１１及びタイミングベルト１２などを有している。
【００２２】
メンテナンス部ＭＮは、媒体Ｍに対して印刷が行われる領域から外れた領域（ホームポジション）に設けられている。メンテナンス部ＭＮは、ヘッドＨのノズル形成面Ｈａを覆うキャッピング部ＣＰや、当該ノズル形成面Ｈａを払拭するワイピング部ＷＰなどを有している。キャッピング部ＣＰには、吸引ポンプＳＣが接続されている。ヘッドＨからメンテナンス部ＭＮ側に排出された廃インクは、廃液回収機構（不図示）において回収される。
【００２３】
インク供給部ＩＳは、ヘッドＨにインクを供給する。インク供給部ＩＳには、複数のインクカートリッジＩＣが収容されている。本実施形態の印刷装置ＰＲＴは、インクカートリッジＩＣがヘッドＨとは異なる位置に収容される構成（オフキャリッジ型）である。
【００２４】
インク供給部ＩＳは、ヘッドＨとインクカートリッジＩＣとを接続する供給チューブＴＢを有している。供給チューブＴＢは、インクカートリッジＩＣ毎に設けられている。本実施形態では、異なる種類のインクがそれぞれ収容されたインクカートリッジＩＣが４つ設けられている。４つのインクカートリッジＩＣは、供給チューブＴＢ及びサブタンク２を介して、ヘッドＨの４つのノズル列ＮＬにそれぞれ接続されている。
【００２５】
図２は、インク供給部ＩＳの構成を模式的に示す図である。  
図２に示すように、インクカートリッジＩＣは、気圧に応じて変形する変形部６ｃによって仕切られた第一室６ａ及び第二室６ｂを有する。第一室６ａは、インクが貯留され、供給チューブＴＢを介してヘッドＨに接続されている。第一室６ａとしては、例えば外部からの押圧力によって変形可能なインクパックなどを用いることができる。第二室６ｂとしては、内部に気体を供給することで膨張し（一点鎖線部参照）、膨張の圧力によってインクパックを押圧する袋状部材を用いることができる。このようなインクパックや袋状部材などが用いられることにより、インクカートリッジＩＣは、気圧に応じて変形する変形部６ｃによって第一室６ａと第二室６ｂとが仕切られた状態となっている。
【００２６】
インク供給部ＩＳは、当該インクカートリッジＩＣに加えて、第二室６ｂを加圧する加圧ポンプ５１と、当該加圧ポンプ５１と第二室６ｂとを接続し気体が流通する供給管（供給経路）５２と、当該供給管５２の一部に設けられ供給管５２を流れる気体を加熱する加熱部５３とを有している。
【００２７】
加圧ポンプ５１は、制御部ＣＯＮＴの制御により、圧縮空気を供給管５２へ送出する。供給管５２は、加圧ポンプ５１から送られた気体を第二室６ｂへ流す。供給管５２の一部には、当該供給管５２の内部の圧力を調整する圧力調整部５４が設けられている。圧力調整部５４は、例えば供給管５２から分岐された分岐管５４ａと、当該分岐管５４ａの開閉を調整する開閉弁５４ｂとを有する。
【００２８】
加熱部５３は、供給管５２に取り付けられている。加熱部５３は、供給管５２を加熱することで、当該供給管５２を流れる気体に熱を伝達する。加熱部５３は、例えば電熱線機構などの加熱機構が設けられている。加熱部５３による加熱温度や加熱のタイミングは、制御部ＣＯＮＴによって制御可能である。
【００２９】
図３は印刷装置ＰＲＴの電気的な構成を示すブロック図である。  
制御部ＣＯＮＴには、印刷装置ＰＲＴの動作に関する各種情報を入力する入力装置ＩＰ、印刷装置ＰＲＴの動作に関する各種情報を記憶した記憶装置ＭＲなどが接続されており、上述した搬送部ＣＶや、ヘッド移動部ＡＣ、メンテナンス部ＭＮ等が接続されている。制御部ＣＯＮＴは、メンテナンス部ＭＮのうち例えばキャッピング部ＣＰ、吸引ポンプＳＣ、加圧ポンプ５１、加熱部５３及び圧力調整部５４などなどを制御可能である。
【００３０】
ヘッドＨは、ノズルＮＺごとに設けられた圧電振動子を有している。制御部ＣＯＮＴは、当該圧電振動子に入力する駆動信号を発生する駆動信号発生器に接続されている。駆動信号発生器には、ヘッドＨの圧電振動子に入力する吐出パルスの電圧値の変化量を示すデータ、及び吐出パルスの電圧を変化させるタイミングを規定するタイミング信号が入力される。駆動信号発生器は、各圧電振動子に対して、個別に駆動信号を供給可能に設けられている。
【００３１】
次に、上記のように構成された印刷装置ＰＲＴの動作を説明する。制御部ＣＯＮＴは、印刷装置ＰＲＴの動作として、ヘッドＨによる印刷動作や、ヘッドＨへのインク供給動作などを行わせる。
【００３２】
ヘッドＨによる印刷動作を行う場合、制御部ＣＯＮＴは、搬送部ＣＶによって媒体ＭをヘッドＨの−Ｚ側に配置させる。媒体Ｍを配置させた後、制御部ＣＯＮＴは、ヘッドＨを移動させつつ、印刷する画像の画像データに基づいてノズルＮＺに係る駆動信号発生器から圧電振動子に駆動信号を入力する。圧電振動子に駆動信号が入力されると、圧電振動子が伸縮し、ノズルＮＺからインクが噴射される。ノズルＮＺから噴射されたインクによって、媒体Ｍに所望の画像が形成される。
【００３３】
次に、ヘッドＨへのインク供給動作を行う場合、制御部ＣＯＮＴは、加圧ポンプ５１から所定の圧力の圧縮気体を供給管５２へ送出させる。供給管５２に供給された圧縮気体は、当該供給管５２を流れてインクカートリッジＩＣの第二室６ｂに供給される。第二室６ｂに気体が供給され気圧が高まると、変形部６ｃが第一室６ａ側に変形する。この変形の圧力により、第一室６ａが押圧され、第一室６ａに貯留されるインクの一部が供給チューブＴＢからヘッドＨへと送られる。
【００３４】
一方、本実施形態では、供給管５２に加熱部５３が設けられている。そこで、制御部ＣＯＮＴは、加圧ポンプ５１から圧縮気体を送出させるのに先立ち、加熱部５３に供給管５２を加熱させておく。この場合、送出された圧縮気体は、供給管５２によって加熱されて第二室６ｂに供給される。このため、図４に示すように、第二室６ｂでは、供給された気体Ａの熱が変形部６ｃを介して第一室６ａ内のインクＱに伝達される。
【００３５】
これにより、インクＱが加熱され、当該加熱されたインクＱが変形部６ｃの変形によって供給チューブＴＢ及びヘッドＨへ送られる。したがって、インクＱの粘度が比較的高い場合であっても、当該インクＱを加熱することで一定の粘度を保持させることが可能となる。したがって、インクカートリッジＩＣからヘッドＨに対してインクＱを安定して供給することが可能となる。
【００３６】
以上のように、本実施形態によれば、第二室６ｂと加圧ポンプ５１とを接続する供給管５２の一部に、当該供給管５２を流れる気体を加熱する加熱部５３を設ける構成としたので、加熱された気体が第二室６ｂに供給されることになる。この結果、第二室６ｂから変形部６ｃを介して第一室６ａに熱が伝達されるので、第一室６ａに貯留されたインクＱを加熱することができる。このように、一つのインク供給部ＩＳに加圧ポンプ５１と加熱部５３と設けることにより、インクＱの加圧と加熱とを効率的に行うことができる。これにより、異なる機構を別個に搭載する場合に比べて、低コスト化及び小型化を図ることができる。
【００３７】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
例えば、図５に示すように、第二室６ｂの気体を排出する排出部５５が供給管５２とは独立して第二室６ｂに接続された構成としても良い。排出部５５は、排出管５５ａ及び開閉弁５５ｂを有している。開閉弁５５ｂの開閉は制御部ＣＯＮＴによって制御可能である。この構成により、供給管５２から気体を第二室６ｂに供給させつつ、当該第二室６ｂの気体を排出させることができる。これにより、第二室６ｂの気体の入れ替えを行うことができる。新たに第二室６ｂに供給される気体は加熱部５３によって加熱された気体であるため、第二室６ｂの気体の入れ替えにより、インクＱの加熱を維持することができる。
【００３８】
なお、図５に示す排出部５５は、第二室６ｂの圧力を調整する圧力調整部を兼ねることができる。このため、排出部５５が設けられた場合、圧力調整部５４を省略することができる。このように、圧力調整部５４は、第二室６ｂに接続された気体流通経路の一部であれば、他の部位に設けられても良い。
【００３９】
また、例えば図６に示すように、排出部５５が、加圧ポンプ５１に接続され気体を加圧ポンプ５１に戻す循環管５５ｃを有する構成としても良い。この場合、排出管５５ａから排出された気体は加圧ポンプ５１によって再度供給管５２に送られ、加熱部５３を介して第二室６ｂに供給される。加熱部５３においては、すでに加熱されて一定程度温度が上昇している気体を再度加熱するため、負担が軽減される。また、加熱されて温度が上昇している気体が、加圧ポンプ５１、供給管５２、加熱部５３、第二室６ｂ、排出管５５ａ及び循環管５５ｃからなる系全体を循環することになるため、加熱効率が向上することになる。なお、圧力調整部５４が循環管５５ｃに設けられた構成であっても良い。
【００４０】
また、例えば図７に示すように、供給管５２の一部がヘッドＨに接続された構成であっても良い。図７に示す構成では、供給管５２に接続管５６が接続されており、当該接続管５６がヘッドＨに接続されている。接続管５６には開閉弁５６ａが設けられている。開閉弁５６ａの開閉は制御部ＣＯＮＴによって制御可能である。この構成により、加熱部５３によって加熱された気体の少なくとも一部をヘッドＨに供給することができるため、ヘッドＨに供給されたインクＱを加熱することができる。
【００４１】
加熱部５３によって加熱された気体をヘッドＨに供給する構成としては、例えば図８に示すように、供給管５２がヘッドＨを経由して第二室６ｂに接続された構成が挙げられる。この構成によれば、加熱部５３によって加熱された気体の全部がまずヘッドＨに供給されるため、ヘッドＨに供給されたインクＱを効率的に加熱することができる。これにより、インクＱの吐出特性を安定させることができる。
【００４２】
上記実施形態では、印刷方式としてインクジェット方式を採用した印刷装置について記載したが、電子写真方式や熱転写方式など、任意の方式の印刷装置に変更することもできる。また、印刷装置に限らず、ＦＡＸ装置、コピー装置、あるいはこれら複数機能を備えた複合機等、他の記録装置であってもよい。さらに、記録装置として、インク以外の他の液体の微小量の液滴を噴射したり吐出したりする液体噴射ヘッド等を備える液体噴射装置を採用してもよい。
【００４３】
なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。
【００４４】
ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置等であってもよい。
【符号の説明】
【００４５】
ＰＲＴ…印刷装置  ＩＪ…インクジェット部  ＩＳ…インク供給部  Ｈ…ヘッド  ＩＣ…インクカートリッジ  ＴＢ…供給チューブ  Ａ…気体  Ｑ…インク  ６ａ…第一室  ６ｂ…第二室  ６ｃ…変形部  ５１…加圧ポンプ  ５２…供給管  ５３…加熱部  ５４…圧力調整部  ５５ａ…排出管  ５５ｃ…循環管  ５６…接続管  ＣＯＮＴ…制御部
【図１】
2013220564.tif 000003
【図２】
2013220564.tif 000004
【図３】
2013220564.tif 000005
【図４】
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【図５】
2013220564.tif 000007
【図６】
2013220564.tif 000008
【図７】
2013220564.tif 000009
【図８】
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