| 【発明の名称】 |
インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】中野 直己
【住所又は居所】東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式会社リコー内
【氏名】日吉 隆之
【住所又は居所】東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式会社リコー内
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| 【要約】 |
【課題】全周がノズルカバーで覆われたノズルプレートをワイパーブレードによって払拭する時に、払拭した残留インクがノズルカバー段差付近に残ることがないインクジェットヘッドを提供する。
【解決手段】ノズルプレート２４の全周を覆うノズルカバー４０には、複数のノズル孔２５からなるノズル列を露出する開口部４１が形成され、ノズル列の延長方向にワイパーブレードの払拭範囲Ｗより広い充分なワイピング空間を有する。また、開口部４１の対向する２辺の先端部４２は、ノズルプレート２４側に反って形成されているので、ノズルプレート２４とノズルカバー４０間の段差がノズルカバーの板厚となり、ワイパーブレードで払拭された残留インクが段差部分に残ることがない。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 加圧されたインクを吐出する複数のノズル孔からなるノズル孔列が形成されたノズルプレートと、前記ノズル孔列が露出する開口部を有するノズルカバーを備えたインクジェットヘッドにおいて、前記ノズルカバーは、弾性を有し、前記開口部内周の対向する少なくとも２辺が前記ノズルプレート側へ反って形成され、反りを戻すように前記ノズルプレートの表面に押圧して取り付けられることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】 前記ノズルカバーは、残留インクを払拭するワイパーブレードの長手方向に対する前記開口部の辺が、前記ワイパーブレードの払拭範囲の外側に位置し、前記ノズルプレートより外側にワイピング空間が確保されること特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】 前記ノズルプレートは、前記ノズル孔列が複数直線状に配置して形成され、前記ワイピング空間は、ノズル孔列の延長線上に形成されることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】 前記ノズルカバーは、導電性を有することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】 前記ノズルプレートは、前記ノズルカバーを介して接地されることを特徴とする請求項４記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】 前記ノズルカバーは、厚みが０.０５〜０.２ｍｍの板材を屈曲して形成されることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】 前記ノズルカバーの反りは、前記ノズルプレート側へ０.０５〜０.３ｍｍに形成されることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】 請求項１乃至７いずれか記載のインクジェットヘッドを搭載することを特徴とするインクジェット記録装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関し、さらに詳しくは、ノズルプレートを開口部の対向辺に反りが付されたノズルカバーで覆うことにより、ノズルプレートをワイパーブレードで払拭する時にインクが滞留することがない、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットプリンタは、ノズルプレートに複数列設けられたノズル孔列から加圧されたインクをインク滴として記録紙上に噴射し、文字や図形等を記録する。このとき、ノズル孔から吐出したインク滴を構成する一部のインクが、ノズルプレートの表面に残留すると、他のノズル孔のインクと混色を起こしたり、インク滴の飛翔方向を変化させて印刷品質を低下させる。このようなノズルプレートに残留するインクを払拭するため、インクジェットプリンタ内部の記録範囲から外れた位置にノズル面に対し昇降可能なワイパーブレードが設けられている。これにより、必要時にワイパーブレードを上昇させてノズルプレートに当接させ、この状態でインクジェットヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させ、ワイパーブレードによりノズルプレートに残留しているインクを拭き取り印字品質を回復する。
【０００３】図６は、従来のインクジェットヘッドを示す分解斜視図である。従来のインクジェットヘッド１１０は、流路ユニット１２０、ヘッドケース１３０、ノズルカバー１４０からなり、流路ユニット１２０はヘッドケース１３０上に接合され、流路ユニット１２０の表面はノズルカバー１４０によって覆われている。流路ユニット１２０は、流路板１２１の表面にノズルプレート１２４を接合し、反対面に振動板１２６を接合した構成で、流路板１２１は図示しない隔壁によって分離された複数のインク供給路１２２及び圧力室１２３が所定ピッチで長手方向に２列連なって形成されている。
【０００４】ヘッドケース１３０を構成する樹脂製フレーム１３１は、流路板１２１に形成された複数のインク供給路１２２及び圧力室１２３にインクを供給する共通液室１３２が形成され、また中央部に開口１３３を有し、ＦＰＣ１３７が接続されたＰＺＴ１３６を表面に接合した金属基板１３５を収納している。図６に示す圧電型インクジェットヘッド１１０は、振動板１２６をＰＺＴ１３６で駆動するものであって、金属基板１３５上に接合されたＰＺＴ１３６は、流路板１２１に形成された複数のインク供給路１２２及び圧力室１２３にに対応して溝加工が施されている。分離された個々のＰＺＴ１３６は接着層によって振動板１２６に接合され、個々のＰＺＴ１３６の各電極は、ＦＰＣ１３７によって実装され、図示しない制御部によって個別に駆動制御される。インクは、共通液室１３２から振動板１２６に形成されたインク供給口１２７を経由して圧力室１２３に供給される。ノズルプレート１２４には、流路板１２１に形成された圧力室１２３の列に対応してノズル孔１２５の列が形成され、その表面はノズル孔列を露出する開口１４１が形成されたノズルカバー１４０で覆われている。
【０００５】以上のようなノズルプレート全周がノズルカバーにより覆われているインクジェットヘッドにおいては、インクジェットヘッドをワイパーブレードによって払拭する時に、ワイパーブレードが浮き上がるのを防止するため、払拭方向にある程度の弾性圧で弾性変形させてノズルプレートに接触させられている。したがって、ワイパーブレードがノズルカバーの段差を乗り越える際に、前記弾性圧が急激に変化しノズル列付近から、払拭したインクをノズルカバー段差付近に残す恐れがある。このため、例えば特開平２０００−１９０５１３号公報に記載されたインクジェット式記録ヘッドではワイパーブレード長手方向にオーバーラップ部分を設けず、また払拭方向のノズルカバー開口部先端に傾斜を設けているが、充分な強度を得るため材料が厚くする必要があること、また一貫した工程で加工できないことから、その製造においてコストが上昇する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のような事情に鑑みなされたもので、ノズルプレート全周がノズルカバーにより覆われているインクジェットヘッドにおいて、インクジェットヘッドをワイパーブレードによって払拭する時に、ワイパーブレードが浮き上がるのを防止し、またワイパーブレードがノズルカバーの段差を乗り越える際に、跳ね上がることがなく、払拭したインクをノズルカバー段差付近に滞留する恐れがないインクジェットヘッド及び該インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置を提供することである。また、ノズルカバーを電気的に接地することによってノズルプレートの帯電を防ぎ、常に印字品質の高いインクジェットヘッド及び該インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１の発明は、加圧されたインクを吐出する複数のノズル孔からなるノズル孔列が形成されたノズルプレートと、前記ノズル孔列が露出する開口部を有するノズルカバーを備えたインクジェットヘッドにおいて、前記ノズルカバーは、弾性を有し、前記開口部内周の対向する少なくとも２辺が前記ノズルプレート側へ反って形成され、反りを戻すように前記ノズルプレートの表面に押圧して取り付けられることを特徴とする。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載のインクジェットヘッドにおいて、前記ノズルカバーは、残留インクを払拭するワイパーブレードの長手方向に対する前記開口部の辺が、前記ワイパーブレードの払拭範囲の外側に位置し、前記ノズルプレートより外側にワイピング空間が確保されること特徴とする。
【０００９】請求項３の発明は、請求項２記載のインクジェットヘッドにおいて、前記ノズルプレートは、前記ノズル孔列が複数直線状に配置して形成され、前記ワイピング空間は、ノズル孔列の延長線上に形成されることを特徴とする。
【００１０】請求項４の発明は、請求項１〜３記載のインクジェットヘッドにおいて、前記ノズルカバーは、導電性を有することを特徴とする。
【００１１】請求項５の発明は、請求項４記載のインクジェットヘッドにおいて、前記ノズルプレートは、前記ノズルカバーを介して接地されることを特徴とする。
【００１２】請求項６の発明は、請求項１〜５記載のインクジェットヘッドにおいて、前記ノズルカバーは、厚みが０.０５〜０.２ｍｍの板材を屈曲して形成されることを特徴とする。
【００１３】請求項７の発明は、請求項１〜６記載のインクジェットヘッドにおいて、前記ノズルカバーの反りは、前記ノズルプレート側へ０.０５〜０.３ｍｍに形成されることを特徴とする。
【００１４】請求項８の発明は、請求項１〜７記載のインクジェットヘッドを搭載するインクジェット記録装置であることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に示す実施例に基づいて説明する。
（実施例）図１は、本発明の実施例の圧電型インクジェットヘッドの分解斜視図、図２は圧電型インクジェットヘッドの外観斜視図である。本発明の実施例の圧電型インクジェットヘッド１０は、流路ユニット２０、ヘッドケース３０、ノズルカバー４０等から形成されおり、流路ユニット２０はヘッドケース３０上に接合され、流路ユニット２０の表面はノズルカバー４０によって覆われている。流路ユニット２０は、流路板２１の表面にノズルプレート２４を接合し、反対面に振動板２６を接合した構成で、流路板２１は図示しない隔壁によって分離された複数のインク供給路２２及び端部に連通孔２８を有する圧力室２３が所定ピッチで長手方向に２列連なって形成されている。
【００１６】ヘッドケース３０を構成する樹脂製フレーム３１は、流路板２１に形成された複数のインク供給路２２及び圧力室２３にインクを供給する共通液室３２が形成され、接地電極３３を有している。また、中央部に開口３４を有し、ＦＰＣ３７が接続されたＰＺＴ３６を表面に接合した金属基板３５を収納している。金属基板３５上に接合されたＰＺＴ３６は、流路板２１に形成された複数のインク供給路２２及び圧力室２３に対応して溝加工が施されている。分離された個々のＰＺＴ３６は接着層２９によって振動板２６に接合され、個々のＰＺＴ３６の各電極は、ＦＰＣ３７によって実装され、図示しない制御部によって個別に駆動制御される。インクは、共通液室３２から振動板２６に形成されたインク供給口２７を経由して圧力室２３に供給される。ノズルプレート２４には、流路板２１に形成された複数の圧力室２３の列に対応してノズル孔２５の列が形成され、その表面はノズル孔列を露出する開口部４１が形成されたノズルカバー４０で覆われている。
【００１７】図３は、圧電型インクジェットヘッドの全体構成を示す断面図である。図３に示す圧電型インクジェットヘッドは、振動板２６をＰＺＴ３６で駆動するものであって、金属基板３５上にＰＺＴ３６が接合され、ＰＺＴ３６はノズルプレート２４に形成されたノズル孔列の各ノズル孔２５に対応して溝加工が施されている。分離された個々のＰＺＴ３６は接着層２９によって振動板２６に接合され、個々のＰＺＴ３６の各電極は、ＦＰＣ３７によって実装され、図示しない制御部によって個別に駆動制御される。共通液室３２は樹脂製のフレーム３１によって形成され、流路板２１の裏面側に接着層によって接合されている。インクは、共通液室３２から振動板２６に形成されたインク供給口２７を経由して圧力室２３に供給される。
【００１８】本実施例のインクジェットヘッドで用いるノズルカバー４０は、複数のノズル孔２５からなるノズル孔列の延長方向にワイパーブレード８４の払拭範囲Ｗより広い充分な空間を形成するような開口部４１を有している。また、厚さ０.０５〜０.２ｍｍの薄い材質により形成されるが、ノズル列の延長方向にも部材が存在することで、充分な強度が確保されている。また、ノズル列を露出する開口部４１の対向する２辺の先端部４２は、ノズルプレート２４方向に反るように曲げ加工され、反りが戻る方向に押し付けて取り付けられているので、それ自体の弾性によってノズルプレート２４と密着し、段差を板厚分とすることができ、段差周辺へのインクの滞留を防止することができる。つまり、図３に示すようにワイパーブレード８４がノズルプレート２４に接触した状態で、インクジェットヘッド１０が左方向に移動されると、残留インク８３が掻き取られるが、掻き取り工程の末期においてワイパーブレード８４がノズルカバー４０の開口部４１の先端部４２を乗り越える際、先端部４２とノズルプレート２４との段差が低いので、段差周辺へのインクの滞留を防止することができる。また、ノズルカバー４０は、導電性を有し、且つ適宣手段により接地電極３３と接続することにより接地されているため、ノズルプレートの帯電を防ぐことができる。
【００１９】次に、本実施例のインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置の例について説明する。図４は、インクジェット記録装置の要部を示す斜視図、図５は、同記録装置の機構部の断面図である。本実施例のインクジェット記録装置は、記録装置本体５０の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ５５、キャリッジに搭載した本発明に係るインクジェットヘッドからなる記録ヘッド５１、記録ヘッドへインクを供給するバッファタンク５２、インク供給パイプ５３を介してバッファタンクへインクを供給する大容量のインクカートリッジ５４等で構成される印字機構部等を収納する。また、記録装置本体５０の下方部には、前方側から多数枚の用紙６２を積載可能な給紙カセット（或いは、給紙トレイ）６３を抜き差し自在に装着し、また用紙を手差しで給紙するための手差しトレイ６４を開倒することができ、給紙カセット６３或いは手差しトレイ６４から給送される用紙６２を取り込み、印字機構部によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ６５に排紙する。
【００２０】印字機構部は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド５６と従ガイドロッド５７とでキャリッジ５５を主走査方向（図５で紙面垂直方向）に摺動自在に保持する。キャリッジ５５にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドからなる記録ヘッド５１を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ５５には記録ヘッド５１に各色のインクを供給するためのバッファタンク５２を交換可能に装着している。バッファタンク５２は、上方に大気と連通する大気口、下方には記録ヘッド５１へインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により記録ヘッド５１へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、記録ヘッド５１として、本実施例では各色の記録ヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個の記録ヘッドでもよい。
【００２１】キャリッジ５５は、後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド５６に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド５７に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ５５を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ５８で回転駆動される駆動プーリ５９と従動プーリ６０との間にタイミングベルト６１を張装し、このタイミングベルト６１をキャリッジ５５に固定しており、主走査モータ５８の正逆回転によりキャリッジ５５が往復駆動される。
【００２２】一方、給紙カセット６３にセットした用紙６２を記録ヘッド５１の下方側に搬送するために、給紙カセット６３から用紙６２を分離給装する給紙ローラ６７及びフリクションパッド６８と、用紙６２を案内するガイド部材６９と、給紙された用紙を反転させて搬送する搬送ローラ７０と、この搬送ローラ７０の周面に押し付けられる搬送コロ７１及び搬送ローラ７０からの用紙の送り出し角度を規定する先端コロ７２とを設けている。搬送ローラ７０は副走査モータ７３によってギヤ列を介して回転駆動される。そして、キャリッジ５５の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ７０から送り出された用紙６２を記録ヘッド５１の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材７５を設けている。この印写受け部材７５の用紙搬送方向下流側には、用紙６２を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ７６、拍車７７を設け、さらに用紙６２を排紙トレイ６５に送り出す排紙ローラ７８及び拍車７９と、排紙経路を形成するガイド部材８０とを配設している。
【００２３】記録時には、キャリッジ５５を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド５１を駆動することにより、停止している用紙６２にインクを吐出して１行分を記録し、用紙を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙６２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙６２を排紙する。この場合、記録ヘッド５１を構成する本発明に係るインクジェットヘッドはインク滴噴射の制御性が向上し、特性変動が抑制されているので、安定して高い画像品質の画像を記録することができる。
【００２４】また、キャリッジ５５の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド５１の吐出不良を回復するための回復装置８２を配置している。回復装置８２は、キャップ手段と吸引手段と図３に示すようなワイパーブレード８４からなるクリーニング手段を有している。キャリッジ５５は印字待機中にはこの回復装置８２側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド５１をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中等に記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド５１の吐出口を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段のワイパーブレード８４により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された図示しない廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。このように本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドを搭載することによって、安定したインク滴吐出特性が得られるので、高画質記録を行うことができる記録装置を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明のインクジェットヘッドで用いるノズルカバーは、弾性のある板材を湾曲して構成され、開口部の払拭方向と直交する方向をワイパーブレードの長手方向長さより十分大きく取りワイピング空間とし、また払拭方向のノズルカバー開口部先端をノズルプレート方向に反りを持たせて形成することで、加工が容易になりコストを削減することができる。また、ノズルカバー強度を十分に保持したまま、ノズルプレートとノズルカバー間の段差をノズルカバーの板厚とすることができ、ワイパーブレードによる払拭時のインク滞留をなくすことができる。また、ノズルカバーを導電性部材で形成するとともに、ノズルカバーを電気的に接地することによってノズルプレートの帯電を防ぎ、印字品質の高いインクジェットヘッド及び該インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置を提供することでができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６７４７
【氏名又は名称】株式会社リコー
【住所又は居所】東京都大田区中馬込１丁目３番６号
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| 【出願日】 |
平成１４年５月２８日（２００２．５．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９８４３
【弁理士】
【氏名又は名称】高野 明近 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−３４１０７９（Ｐ２００３−３４１０７９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１２月３日（２００３．１２．３） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１５３２８５（Ｐ２００２−１５３２８５） |
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