JP2003341079A - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【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。

Description

【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１１
０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１
２４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ＰＺ
Ｔ１３６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ＰＺＴ１３
６は接着層によって振動板１２６に接合され、個々のＰ
ＺＴ１３６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１４
１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ＰＺ
Ｔ３６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、ＦＰ
Ｃ３７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５
８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６
７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６
２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。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例のインクジェットヘッドの分
解斜視図である。

【図２】 インクジェットヘッドの外観斜視図である。

【図３】 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４】 インクジェット記録装置の要部を示す斜視図
である。

【図５】 インクジェット記録装置の機構部の断面図で
ある。

【図６】 従来のインクジェットヘッドを示す分解斜視
図である。

【符号の説明】

１０…インクジェットヘッド、２０…流路ユニット、２
１…流路板、２２…インク供給路、２３…圧力室、２４
…ノズルプレート、２５…ノズル孔、２６…振動板、２
７…インク供給口、２８…連通孔、２９…接着層、３０
…ヘッドケース、３１…フレーム、３２…共通液室、３
３…接地電極、３４…開口、３５…金属基板、３６…Ｐ
ＺＴ、３７…ＦＰＣ、４０…ノズルカバー、４１…開口
部、４２…先端部、５０…記録装置本体、５１…記録ヘ
ッド、５２…バッファタンク、５３…インク供給パイ
プ、５４…インクカートリッジ、５５…キャリッジ、５
６…主ガイドロッド、５７…従ガイドロッド、５８…主
走査モータ、５９…駆動プーリ、６０…従動プーリ、６
１…タイミングベルト、６２…用紙、６３…給紙カセッ
ト、６４…手差しトレイ、６５…排紙トレイ、６７…給
紙ローラ、６８…フリクションパッド、６９…ガイド部
材、７０…搬送ローラ、７１…搬送コロ、７２…先端コ
ロ、７３…副走査モータ、７５…印写受け部材、７６…
搬送コロ、７７…拍車、７８…排紙ローラ、７９…拍
車、８０…ガイド部材、８２…回復装置、８３…残留イ
ンク、８４…ワイパーブレード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA16 EA24 FA04 FA10 HA05 HA23 HA25 JB04 2C057 AF71 AG12 AG26 AN01 AP22 BA03 BA14

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。