JP2004284255A - Inkjet recording device - Google Patents

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JP2004284255A
JP2004284255A JP2003080950A JP2003080950A JP2004284255A JP 2004284255 A JP2004284255 A JP 2004284255A JP 2003080950 A JP2003080950 A JP 2003080950A JP 2003080950 A JP2003080950 A JP 2003080950A JP 2004284255 A JP2004284255 A JP 2004284255A
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Japan
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nozzle
cover
plate
nozzle plate
head
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Withdrawn
Application number
JP2003080950A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Sekimoto
正彦 関本
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an inkjet recording device which covers an outer edge part of a nozzle plate and also prevents damage of a nozzle face. <P>SOLUTION: A nozzle cover 72 for covering the outer edge part of the nozzle plate 22 is set to be fitted onto a head case 20. At the same time, bars 80 are hung at opening parts 72A of the nozzle cover 72. The bar 80 is disposed at the nozzle face 22A between nozzle groups 37 to expose the nozzle face 22A for every nozzle group 37. The outer edge part of the nozzle plate 22 is protected by setting the nozzle cover 72 which covers the outer edge part of the nozzle plate 22, and an exposed area of the nozzle face 22A is made minimum by setting the bars 80 at the opening parts 72A of the nozzle cover 72. A recording paper P which folds at its corner, jams or the like is protected not to touch the nozzle face 22A. The damage of the nozzle face 22A is prevented accordingly. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被印字面にインク滴を吐出して印字を行うインクジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ノズル、スリットあるいは多孔質フィルム等から液体あるいは溶融固体インクを吐出し、紙、布、フィルム等の被印刷物に記録を行う、いわゆるインクジェット方式の記録装置は、小型で安価、静寂性等種々の利点がある。このため、最近ではレポート用紙、コピー用紙等に記録するインクジェット記録装置が数多く市販されており、記録装置の分野で大きな位置を占めるようになった。
【0003】
中でも、圧電素子を用いて圧力室内の圧力を変化させてインク滴を吐出するピエゾインクジェット方式や、熱エネルギーの作用でインクを膨張させインク滴を吐出する熱インクジェット方式の記録装置は、高速印字、高解像度が得られる等、多くの利点を有している。
【0004】
これらのインクジェット方式の記録装置において、インクジェット記録ヘッドでは、ノズルからインク滴を吐出した際、インク滴がノズル周囲に付着したり、また、ノズルからインクが盛り上がるオーバーシュート現象によるインク漏れが生じる。
【0005】
このため、インク吐出方向が傾いたり、インク滴径および速度がばらつくことがあり、これによって、インクジェット記録ヘッドの印字性能が著しく低下する場合がある。そこで、インク滴がノズル周囲に付着するのを防ぐため、ノズル表面に撥水膜を施すことが行われている。
【0006】
一方、インクジェット記録装置の高速化を行う方法として、ノズル数を増やすことが考えられるが、この場合、記録ヘッドのノズルプレートのサイズの拡大が予想される。ノズルプレートのサイズが拡大すると、ノズル面の露出が大きくなり、記録紙の角折れやジャム等により、記録紙がノズル面に接触する可能性が高くなる。この結果、ノズル面の撥水膜を損傷し、吐出不良を招くこととなる。
【0007】
このような、記録紙のジャム等によるノズル面の損傷の防止策として、図9に示すように、ノズルプレート100が固定されたヘッドカバー102にノズルプレート100の外縁部をカバーするノズルカバー104が取り付けられているのが一般的であったが、開口部104Aの面積が大きい場合は、記録紙によるノズル面の損傷を完全に防止することは困難であった。
【0008】
このため、特許文献1では、図10に示すように、ヘッド基板106のノズル面106Aを、マスク面108の表面に対して傾斜、または、表面から突出させている。これにより、ノズル面106A周辺のゴミを除去して、記録紙からノズル面106Aを保護している。
【0009】
また、特許文献2では、図11に示すように、ヘッドホルダー110に対してノズル保護プレート112を凹部とし、また、ノズル保護プレート112に対してヘッド基板116のノズル面114を凹部にして、ノズル面114の周囲を階段状にすることで、記録紙によるノズル面114の損傷の防止をしている。
【0010】
一方、本出願人が以前提案した特許文献3のように、図12に示すノズルカバー118の開口部118Aに各記録ヘッド120を区画する桟122を設けたり、また、特許文献4のように、図13に示す保護カバープレート124に各記録ヘッド(図示省略)毎の開口窓126を設けることで、保護カバープレート124の開口部の面積を小さくしてノズル面128の露出面積を小さくすることも考えられる。
【0011】
しかしながら、特許文献1では、図10に示すように、ノズル面106Aがマスク面108よりも突出している以上、記録紙による損傷の可能性は生じる。また、特許文献2では、図11に示すように、ノズル面114の周囲が階段状となっているため、ノズル面114に撥水膜を施すことが困難である。また、ノズル面114周辺の凹部にインクが入り込んでしまう恐れも生じる。
【0012】
一方、特許文献3では、図12に示すように、複数ヘッド120間の隙間を埋めるために、ノズルカバー118の開口部118Aに桟122等を設けることで、インクの入り込みの防止をねらっている。この場合、確かに記録紙による損傷を防止することは可能となるが、桟122が反った状態で形成された場合、インクの入り込み防止効果が損なわれる可能性ある。
【0013】
また、特許文献4も、ノズルカバー118の開口部118Aに桟122等を設けることで、記録紙による損傷を防止することは可能となるが、図14に示すように、ワイパー130でノズル面132を払拭する際、桟122が邪魔になって、ワイパー130の摺動面が凹凸となり、桟122周辺のノズル面132の払拭ができないという問題が生じる。
【0014】
【特許文献1】
特開平5−338160号公報
【特許文献2】
特開平4−235054号公報
【特許文献3】
特開平11−78056号公報
【特許文献4】
特開2002−67345号
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、ノズルプレートの外縁部をカバーすると共に、ノズル面の損傷を防止するインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、アクチュエータを用いて圧力室内の圧力を変化させてノズルプレートに形成された複数のノズル列からインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドと、前記インクジェット記録ヘッドが固着された箱型のヘッドケースと、前記ヘッドケースに装着され、前記ノズルプレートの外縁部をカバーするカバー面と共に、ノズル面を露出させる開口部が形成された箱状のノズルカバーと、前記開口部に架け渡され、複数のノズル列で構成されたノズル群の間のノズル面を覆う桟と、を有することを特徴としている。
【0017】
請求項1に記載の発明では、ノズルプレートの外縁部をカバーするカバー面を形成させ、また、ノズル面を露出させる開口部を形成させたノズルカバーを設けると共に、該の開口部に桟を架け渡し、桟によってノズル群とノズル群の間のノズル面を覆っている。
【0018】
このように、ノズルプレートの外縁部をカバーするカバー面を形成させたノズルカバーを設けることで、ノズルプレートの外縁部を保護して、ノズルプレートに記録紙が接触しないようにすることができる。
【0019】
また、ノズルカバーの開口部に桟を設けることでノズル面の露出面積を最小限とし、角折れやジャム等の記録紙がノズル面へ接触しないように保護する。これにより、ノズル面の撥水膜の損傷が防止される。
【0020】
請求項2に記載の発明は、前記ノズルカバーの周壁を外側へ押し倒す方向へ変形させ、前記カバー面及び前記桟と前記ノズルプレートのノズル面との隙間を小さくする方向へノズルカバーを撓ませる浮き防止手段を有することを特徴としている。
【0021】
請求項2に記載の発明では、浮き防止手段によって、ノズルカバーの周壁を外側へ押し倒す方向へ変形させることで、ノズルカバーのカバー面及び桟には、カバー面の角部を中心とするモーメントが働き、カバー面及び桟をヘッドケースの内部側へ向かって撓ませる。つまり、ノズルカバーのカバー面及び桟とノズルプレートとの隙間を小さくする方向へノズルカバーを撓ませるようにしている。
【0022】
ノズルカバーはノズルプレートと記録紙との間に配置されるが、ノズルプレートはできるだけ記録紙に近い方が良いため、ノズルカバーが薄肉であることが望まれる。しかし、ノズルカバーを薄肉で形成させた場合、ノズルカバーは剛性がなく、反った状態で形成されてしまうため、ノズルカバーをヘッドカバーに装着させた状態で、ノズルカバーのカバー面及び桟がノズルプレートから浮いてしまう恐れがある。
【0023】
このように、カバー面及び桟がノズルプレートから浮いてしまうと、カバー面及び桟とノズルプレートとの間にインクが入り込んだり、カバー面及び桟と記録紙とが接触したりして、記録紙が汚れてしまう等の問題につながる。
【0024】
このため、浮き防止手段によって、ノズルカバーのカバー面及び桟とノズルプレートとの隙間を小さくすることで、カバー面及び桟とノズルプレートとの間にインクが入り込んだり、ノズルカバーの桟および外縁部と記録紙とが接触したりすることを防止する。
【0025】
請求項3に記載の発明は、前記浮き防止手段が、前記ノズルカバーの周壁の内側又は前記ヘッドケースの周壁の外側に突設されたリブであることを特徴としている。
【0026】
請求項3に記載の発明では、ノズルカバーの周壁の内側又はヘッドケースの外側にリブを突設させることで、ノズルカバーの周壁を外側へ押し倒す方向へ変形させ、ノズルカバーのカバー面及び桟とノズルプレートとの隙間を小さくする方向へノズルカバーを撓ませることができる。
【0027】
請求項4に記載の発明は、前記カバー面及び前記桟と前記ノズルプレートとの間にシール部材を設けたことを特徴としている。
【0028】
請求項4に記載の発明では、カバー面及び桟とノズルプレートとの間にシール部材を設けることで、カバー面及び桟とノズルプレートとの間にインクが入り込まないようにしている。
【0029】
請求項5に記載の発明は、前記インクジェット記録ヘッドの印字待機位置に配設され前記ノズルプレートを払拭する払拭部材に前記桟を回避する切欠き部が形成されたことを特徴としている。
【0030】
請求項5に記載の発明では、ノズル面を払拭する払拭部材に、桟を回避する切欠き部を設けている。ノズルカバーに桟を設けた場合、桟はノズル面の面一から突出しているため、ノズル面を払拭する際、払拭部材の摺動面が凹凸となり、桟周辺のノズル面については、払拭できない可能性もあり、払拭ムラが生じてしまう。
【0031】
しかし、払拭部材に桟を回避する切欠き部を設けることで、払拭部材はノズルカバーから露出するノズル面のみを払拭することとなるため、桟周辺のノズル面についても確実に払拭することができ、払拭ムラが生じない。
【0032】
【発明の実施の形態】
図1には、本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置10が示されている。このインクジェット記録装置10には主走査機構14によって主走査方向(矢印Aで示す)へ移動するキャリッジ16が設けられている。
【0033】
このキャリッジ16には、図3に示すように、記録ヘッド12を備えたヘッドケース20が固定されており(後述する)、キャリッジ16が主走査方向へ移動すると、記録ヘッド12は、画像情報に応じて、副走査機構18(図1参照)によって副走査方向(矢印Bで示す)へ搬送される記録用紙Pへインク滴を吐出し、記録用紙Pの全面に画像の記録を行う。
【0034】
ここで、記録ヘッド12の概要について説明する。
【0035】
図4に示すように、記録ヘッド12は、ノズルプレート22、連通孔プレート24、26、供給路プレート28、30、圧力発生室プレート32、および振動板34の合計7枚の略矩形状のプレートを位置合わせして積層し、接着剤等の接合手段によって接合することにより形成されている。
【0036】
ノズルプレート22には、インクを吐出するノズル36Aが設けられており、連通孔プレート24、26には、連通孔38、40がそれぞれ形成されている。また、供給路プレート28、30には供給孔42、44が形成されている。
【0037】
これらのノズル36A、連通孔38、40、供給孔42、44は連通孔プレート24、26、供給路プレート28、30が積層された状態で連通し、圧力発生室プレート32に形成された圧力発生室48に繋がっている。
【0038】
一方、連通孔プレート24、26には、それぞれインクプール51、52が形成され、図示しないインク供給孔から供給されたインクが貯留されている。また、供給路プレート28には、このインクプール52と連結するように供給孔54が形成されている。
【0039】
さらに、供給路プレート30には供給溝56が形成されて、連通孔プレート24、26、供給路プレート28、30が積層された状態で、インクプール51、52と圧力発生室48とを連通させている。
【0040】
圧力発生室プレート32上には振動板34が積層され、振動板34の上には圧力発生手段としての単板型の圧電素子58が取り付けられている。圧電素子58は、圧力発生室48に相当する領域に接着されており、ハンダ68を介してフレキシブル配線基板70と接続されている。
【0041】
このような構成により、駆動電圧波形が圧電素子58に印加されると、圧電素子58と共に振動板34がたわみ変形して圧力発生室48のインクを加圧し、ノズル36Aからインク滴を吐出させる。
【0042】
ここで、ノズルプレート22のインクが吐出される側の面(表面)には撥水膜60が形成されており、この撥水膜60によってノズル36A周囲のインク漏れ等が防止され、ノズル36Aから吐出するインク滴が常にノズルプレート22に対して垂直に吐出される。
【0043】
また、図2に示すように、ノズルプレート22には複数のノズル36Aが副走査方向(矢印方向)に沿って形成されたノズル列36が複数列設けられており、この複数のノズル列36によってノズル群37が構成されている。
【0044】
本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置について説明する。
【0045】
図2及び図3に示すように、ヘッドケース20は枠状を成しており、ヘッドケース20の両端部には、フランジ部20A、20Bが形成されている。フランジ部20Aは、キャリッジ16の底面に形成された挿入口16Aの周縁部に当接した状態で固定され、フランジ部20Bには、接着剤によって記録ヘッド12が固着されている。
【0046】
さらに、ヘッドケース20の他端側には、箱状のノズルカバー72を被せている。ノズルカバー72の一対の側壁72Bには、係止爪74が形成されており、ヘッドケース20のフランジ部20Bが通過すると、係止爪74がフランジ部20Bに係止され、ノズルカバー72がヘッドケース20に装着される。
【0047】
また、ノズルカバー72の底面には開口部72Aが形成されており、ヘッドケース20にノズルカバー72を被せた状態で、ノズルプレート22(なお、ここでは、便宜上、連通孔プレート24、26等の図示を省略する)の外縁部を保護すると共に、ノズル面22Aを露出させる。
【0048】
次に、本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の要旨及び作用について説明する。
【0049】
図2及び図3に示すように、ヘッドケース20には単一の記録ヘッド12を固着している。このヘッドケース20には、ノズルプレート22の外縁部を覆うノズルカバー72を装着させると共に、このノズルカバー72の開口部72Aに、桟80を架け渡している。この桟80は、ノズル群37の間のノズル面22Aに配置し、ノズル群37毎にノズル面22Aを露出させるようにする。
【0050】
このように、ノズルプレート22の外縁部を覆うノズルカバー72を設けることで、ノズルプレート22の外縁部は保護される。また、ノズルカバー72の開口部72Aに桟80を設けることで、ノズル面22Aの露出面積を最小限とし、角折れやジャム等の記録紙Pがノズル面22Aへ接触しないようにすることができる。これにより、ノズル面22Aの撥水膜60(図4参照)の損傷が防止される。
【0051】
一方、図2及び図5に示すように、ヘッドケース20を構成する一対の周壁20Cの外面には、ノズルプレート22と平行に、浮き防止部材としてのリブ82を突設させており、ヘッドケース20にノズルカバー72を装着するとき、ノズルカバー72の周壁を外側へ押し倒す方向へ変形させる。
【0052】
これにより、ノズルカバー72のカバー面72C及び桟80には、カバー面72Cの角部を中心とするモーメントが働き、カバー面72C及び桟80をヘッドケース20の内部側へ向かって撓ませる。
【0053】
ここで、図3に示すように、ノズルカバー72はノズルプレート22と記録紙Pとの間に配置されるが、ノズルカバー72の表面と記録紙Pが接触し、汚れとなるのを避けるため、ノズルカバー72が薄肉であることが望まれる。
【0054】
しかし、ノズルカバー72を薄肉で形成させた場合、ノズルカバー72は剛性がなく、反った状態で形成されてしまうため、図6に示すように、ノズルカバー72をヘッドケース20に装着させた状態で、ノズルカバー72のカバー面72C及び桟80がノズルプレート22から浮いてしまう恐れがある。
【0055】
このように、カバー面72C及び桟80がノズルプレート22から浮いてしまうと、カバー面72C及び桟80とノズルプレート22との間にインクが入り込んだり、カバーを厚肉にしたときと同様、カバー面72C及び桟80と記録紙とが接触したりして、記録紙が汚れてしまう等の問題につながる。
【0056】
このため、図2及び図5に示すように、ヘッドケース20にリブ82を突設させ、ヘッドケース20にノズルカバー72を装着するとき、ノズルカバー72の周壁を外側へ押し倒すようにすることで、ノズルカバー72のカバー面72C及び桟80とノズルプレート22との隙間を小さくすることができ、ノズルカバー72の桟80および外縁部と記録紙Pとの接触を防止することができる。
【0057】
さらに、図7に示すように、ノズルカバー72のカバー面72C及び桟80とヘッドケース20との間にパッキン84を挟持させる。ヘッドケース20にリブ82を突設させることで、ノズルカバー72のカバー面72C及び桟80とノズルプレート22との隙間を小さくすることができるが、カバー面72C及び桟80とヘッドケース20との間に、インクが入り込む可能性もあるため、カバー面72C及び桟80とヘッドケース20との間に、パッキン84を挟持させることで、カバー面72C及び桟80とノズルプレート22との間にインクが入り込まないようにしている。
【0058】
なお、ここでは、ヘッドケース20にリブ82を突設させたが、ヘッドケース20にノズルカバー72を装着するとき、ノズルカバー72の周壁を外側へ押し倒す方向へ変形させることができれば良いため、これに限るものではない。例えば、ノズルカバー72の周壁の内面側にリブを突設させても良い。
【0059】
ところで、図1及び図8に示すように、記録ヘッド12の印字待機位置には、メンテナンスステーション13を設けており、メンテナンスステーション13にはノズルプレート22に対向してゴム製のワイパー86を配設させている。このワイパー86上を記録ヘッド12が移動することで、ノズルプレート22が払拭され、ノズル面22Aがクリーニングされる。
【0060】
ここで、ワイパー86には、複数の切欠き部86Aを設けている。この切欠き部86Aは、ノズルプレート22が当接した状態で、ノズルカバー72に設けた桟80に対向する位置に設けている。
【0061】
これにより、ワイパー86はノズルカバー72から露出するノズル面22Aのみを払拭することとなるため、桟80周辺のノズル面22Aについても確実に払拭することができ、払拭ムラが生じない。
【0062】
また、本実施形態では、圧電アクチュエータの変形によって生じる圧力によって液滴を吐出させる構成としたが、静電力や磁力を利用した電気機械変換素子や、沸騰現象を利用して圧力を発生させるための電気熱変換素子など、他の圧力発生手段を用いて、液滴を吐出させるためのエネルギーを得られるようにしても良い。
【0063】
また、圧電アクチュエータは、本実施形態で使用した単板型の圧電アクチュエータの他に、縦振動タイプの積層型圧電アクチュエータなど、別の形態のアクチュエータを用いてもかまわない。
【0064】
また、本実施形態では、複数のプレートの積層によって流路を形成しているが、プレートの構成、材質などは上記実施形態に限定されない。例えば、セラミックス、ガラス、樹脂、シリコンなどの材料を用いて、流路を一体成型したようなヘッドに対しても、本発明は同様に適用可能である。
【0065】
さらに、本実施形態では、記録用紙P上にインク滴を吐出して文字や画像などの記録を行うインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置を例に挙げたが、記録用紙上への文字や画像の記録に用いられるものに限定されない。すなわち、記録媒体は紙に限定されるわけではなく、吐出する液体もインクに限定されるわけではない。
【0066】
例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用のカラーフィルターを作成したり、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う部品実装用のバンプの形成したりするなど、工業的に用いられる液滴噴射装置全般に対して、本発明を利用することができる。
【0067】
【発明の効果】
本発明は上記構成にしたので、請求項1に記載の発明では、ノズルカバーを設けることで、ノズルプレートの外縁部を保護して、記録紙が接触しないようにすることができる。また、ノズルカバーの開口部に桟を設けることでノズル面の露出面積を最小限とし、角折れやジャム等の記録紙がノズル面へ接触しないように保護することで、ノズル面の撥水膜の損傷が防止される。
【0068】
請求項2に記載の発明では、浮き防止手段によって、ノズルカバーのカバー面及び桟とノズルプレートとの隙間を小さくすることで、カバー面及び桟とノズルプレートとの間にインクが入り込んだり、ノズルカバーの桟および外縁部と記録紙とが接触したりすることを防止する。
【0069】
請求項3に記載の発明では、ノズルカバーの周壁の内側又はヘッドケースの外側にリブを突設させることで、ノズルカバーの周壁を外側へ押し倒す方向へ変形させ、ノズルカバーのカバー面及び桟とノズルプレートとの隙間を小さくする方向へノズルカバーを撓ませることができる。
【0070】
請求項4に記載の発明では、カバー面及び桟とノズルプレートとの間にシール部材を設けることで、カバー面及び桟とノズルプレートとの間にインクが入り込まないようにしている。
【0071】
請求項5に記載の発明では、払拭部材に桟を回避する切欠き部を設けることで、払拭部材はノズルカバーから露出するノズル面のみを払拭することとなるため、桟周辺のノズル面についても確実に払拭することができ、払拭ムラが生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図2】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置に備えられた記録ヘッド及びノズルカバーを示す斜視図である。
【図3】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置に備えられた記録ヘッド、ヘッドカバー及びノズルカバーを示す断面図である。
【図4】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置に備えられた記録ヘッドを示す断面図である。
【図5】図2の5−5線の断面図である。
【図6】ノズルカバーが撓んだ状態を示す断面図である。
【図7】図2の7−7線の断面図である。
【図8】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置に備えられたワイパーを示す断面図である。
【図9】従来のインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図10】従来のインクジェット記録装置の他の例を示す斜視図である。
【図11】従来のインクジェット記録装置のその他の例を示す断面図である。
【図12】従来のインクジェット記録装置のその他の例を示す斜視図である。
【図13】従来のインクジェット記録装置のその他の例を示す斜視図である。
【図14】図12のインクジェット記録装置とワイパーの関係を示す断面図である。
【符号の説明】
10 インクジェット記録装置
12 記録ヘッド
20 ヘッドケース
37 ノズル群
72 ノズルカバー
80 桟
82 リブ(浮き防止手段)
84 パッキン(シール部材)
86 ワイパー(払拭部材)
86A 切欠き部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus that performs printing by discharging ink droplets on a surface to be printed.
[0002]
[Prior art]
A so-called ink jet recording apparatus that discharges liquid or molten solid ink from nozzles, slits, porous films, etc., and prints on printing materials such as paper, cloth, film, etc. has various advantages such as small size, low cost, quietness, etc. There is. For this reason, recently, a large number of ink jet recording apparatuses for recording on report paper, copy paper, and the like are commercially available, and occupy a large position in the field of recording apparatuses.
[0003]
Above all, a piezo ink jet system that ejects ink droplets by changing the pressure in a pressure chamber using a piezoelectric element, and a thermal ink jet system that ejects ink droplets by expanding ink by the action of thermal energy, high-speed printing, It has many advantages such as high resolution.
[0004]
In these inkjet recording apparatuses, when an ink droplet is ejected from a nozzle in an inkjet recording head, the ink droplet adheres to the periphery of the nozzle, and ink leakage occurs due to an overshoot phenomenon in which the ink swells from the nozzle.
[0005]
For this reason, the ink ejection direction may be inclined, and the diameter and speed of the ink droplet may vary, which may significantly reduce the printing performance of the inkjet recording head. Therefore, in order to prevent ink droplets from adhering around the nozzle, a water-repellent film is applied to the nozzle surface.
[0006]
On the other hand, as a method for increasing the speed of the inkjet recording apparatus, it is conceivable to increase the number of nozzles. In this case, it is expected that the size of the nozzle plate of the recording head will be increased. As the size of the nozzle plate increases, the exposure of the nozzle surface increases, and the possibility that the recording paper comes into contact with the nozzle surface due to corner breaks or jams of the recording paper increases. As a result, the water-repellent film on the nozzle surface is damaged, resulting in ejection failure.
[0007]
As a measure to prevent the nozzle surface from being damaged due to a recording paper jam or the like, as shown in FIG. 9, a nozzle cover 104 that covers the outer edge of the nozzle plate 100 is attached to a head cover 102 to which the nozzle plate 100 is fixed. However, when the area of the opening 104A is large, it is difficult to completely prevent the nozzle surface from being damaged by the recording paper.
[0008]
For this reason, in Patent Literature 1, as shown in FIG. 10, the nozzle surface 106A of the head substrate 106 is inclined with respect to the surface of the mask surface 108 or protrudes from the surface. Thus, dust around the nozzle surface 106A is removed, and the nozzle surface 106A is protected from recording paper.
[0009]
Further, in Patent Document 2, as shown in FIG. 11, the nozzle protection plate 112 is formed as a recess with respect to the head holder 110, and the nozzle surface 114 of the head substrate 116 is formed as a recess with respect to the nozzle protection plate 112. By forming the periphery of the surface 114 into a step shape, the nozzle surface 114 is prevented from being damaged by the recording paper.
[0010]
On the other hand, as in Patent Document 3 previously proposed by the present applicant, a bar 122 for partitioning each recording head 120 is provided in an opening 118A of a nozzle cover 118 shown in FIG. By providing an opening window 126 for each recording head (not shown) in the protective cover plate 124 shown in FIG. 13, the area of the opening of the protective cover plate 124 can be reduced to reduce the exposed area of the nozzle surface 128. Conceivable.
[0011]
However, in Patent Literature 1, as shown in FIG. 10, since the nozzle surface 106A protrudes from the mask surface 108, there is a possibility that the recording paper is damaged. Further, in Patent Document 2, as shown in FIG. 11, the periphery of the nozzle surface 114 has a stepped shape, so that it is difficult to apply a water-repellent film to the nozzle surface 114. In addition, there is a possibility that the ink may enter the concave portion around the nozzle surface 114.
[0012]
On the other hand, in Patent Document 3, as shown in FIG. 12, a bar 122 or the like is provided in the opening 118A of the nozzle cover 118 in order to fill a gap between the plurality of heads 120, thereby preventing ink from entering. . In this case, it is possible to prevent the damage caused by the recording paper, but if the crosspiece 122 is formed in a warped state, the effect of preventing ink from entering may be impaired.
[0013]
Also, in Patent Document 4, it is possible to prevent damage due to recording paper by providing a bar 122 or the like in the opening 118A of the nozzle cover 118, but as shown in FIG. When wiping is performed, the bar 122 is in the way, and the sliding surface of the wiper 130 becomes uneven, which causes a problem that the nozzle surface 132 around the bar 122 cannot be wiped.
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-5-338160 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-235054 [Patent Document 3]
JP-A-11-78056 [Patent Document 4]
JP-A-2002-67345
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an ink jet recording apparatus that covers an outer edge portion of a nozzle plate and prevents damage to a nozzle surface.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, an ink jet recording head that changes the pressure in a pressure chamber using an actuator to discharge ink droplets from a plurality of nozzle rows formed in a nozzle plate, and the ink jet recording head is fixed. A box-shaped head case, a box-shaped nozzle cover mounted on the head case, and having a cover surface covering an outer edge portion of the nozzle plate, and an opening for exposing the nozzle surface formed thereon; And a bar which covers the nozzle surface between the nozzle groups formed by the plurality of nozzle rows.
[0017]
According to the first aspect of the present invention, a cover surface that covers the outer edge of the nozzle plate is formed, and a nozzle cover having an opening that exposes the nozzle surface is provided. The nozzle surface covers the nozzle surface between the nozzle groups with the crosspiece.
[0018]
Thus, by providing the nozzle cover having the cover surface that covers the outer edge of the nozzle plate, the outer edge of the nozzle plate can be protected and the recording paper can be prevented from contacting the nozzle plate.
[0019]
In addition, by providing a bar at the opening of the nozzle cover, the exposed area of the nozzle surface is minimized, and the recording paper such as a bent corner or a jam is protected from contacting the nozzle surface. This prevents the water-repellent film on the nozzle surface from being damaged.
[0020]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a float that deforms the peripheral wall of the nozzle cover in a direction of pushing down outwardly and deflects the nozzle cover in a direction to reduce a gap between the cover surface and the crosspiece and the nozzle surface of the nozzle plate. It is characterized by having prevention means.
[0021]
According to the second aspect of the present invention, the peripheral surface of the nozzle cover is deformed in a direction in which the peripheral wall of the nozzle cover is pushed down outward by the floating prevention means, so that a moment about the corner of the cover surface is formed on the cover surface and the crosspiece of the nozzle cover. In operation, the cover surface and the crosspiece are bent toward the inside of the head case. That is, the nozzle cover is bent in a direction to reduce the cover surface of the nozzle cover and the gap between the crosspiece and the nozzle plate.
[0022]
Although the nozzle cover is disposed between the nozzle plate and the recording paper, it is desirable that the nozzle plate be as close to the recording paper as possible. However, when the nozzle cover is formed to be thin, the nozzle cover has no rigidity and is formed in a warped state. Therefore, when the nozzle cover is mounted on the head cover, the cover surface of the nozzle cover and the crosspiece are connected to the nozzle plate. There is a risk of floating from.
[0023]
As described above, when the cover surface and the bar rise from the nozzle plate, ink enters between the cover surface and the bar and the nozzle plate, or the cover surface and the bar come into contact with the recording paper, and the recording paper is formed. Can lead to problems such as soiling.
[0024]
For this reason, the gap between the nozzle plate and the cover surface and the bar of the nozzle cover is reduced by the floating prevention means, so that ink may enter between the cover surface and the bar and the nozzle plate, or the nozzle cover and the outer edge portion of the nozzle cover may be formed. And the recording paper are prevented from coming into contact with each other.
[0025]
The invention described in claim 3 is characterized in that the floating prevention means is a rib protruding inside the peripheral wall of the nozzle cover or outside the peripheral wall of the head case.
[0026]
According to the third aspect of the present invention, the rib is projected from the inside of the peripheral wall of the nozzle cover or the outside of the head case, so that the peripheral wall of the nozzle cover is deformed in a direction in which the peripheral wall is pushed down to the outside. The nozzle cover can be bent in a direction to reduce the gap with the nozzle plate.
[0027]
The invention described in claim 4 is characterized in that a seal member is provided between the cover surface and the crosspiece and the nozzle plate.
[0028]
According to the fourth aspect of the present invention, the seal member is provided between the cover surface and the bar and the nozzle plate to prevent ink from entering between the cover surface and the bar and the nozzle plate.
[0029]
The invention according to claim 5 is characterized in that a notch portion that avoids the crosspiece is formed in a wiping member that is disposed at a print standby position of the inkjet recording head and that wipes the nozzle plate.
[0030]
According to the fifth aspect of the present invention, the wiping member for wiping the nozzle surface is provided with a notch for avoiding the crosspiece. When a bar is provided on the nozzle cover, the bar protrudes from the nozzle surface, so that when wiping the nozzle surface, the sliding surface of the wiping member becomes uneven, and the nozzle surface around the bar cannot be wiped. And wiping unevenness occurs.
[0031]
However, since the wiping member is provided with the notch for avoiding the bar, the wiping member wipes only the nozzle surface exposed from the nozzle cover, so that the nozzle surface in the vicinity of the bar can be reliably wiped. And uneven wiping does not occur.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an inkjet recording apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The inkjet recording apparatus 10 is provided with a carriage 16 that is moved by a main scanning mechanism 14 in a main scanning direction (indicated by an arrow A).
[0033]
As shown in FIG. 3, a head case 20 having a recording head 12 is fixed to the carriage 16 (described later). When the carriage 16 moves in the main scanning direction, the recording head 12 In response, the sub-scanning mechanism 18 (see FIG. 1) discharges ink droplets onto the recording paper P conveyed in the sub-scanning direction (indicated by the arrow B), and records an image on the entire surface of the recording paper P.
[0034]
Here, an outline of the recording head 12 will be described.
[0035]
As shown in FIG. 4, the recording head 12 has a total of seven substantially rectangular plates including a nozzle plate 22, communication hole plates 24 and 26, supply path plates 28 and 30, a pressure generation chamber plate 32, and a vibration plate 34. Are aligned and laminated, and joined by joining means such as an adhesive.
[0036]
The nozzle plate 22 is provided with a nozzle 36A for discharging ink, and the communication hole plates 24 and 26 are formed with communication holes 38 and 40, respectively. Further, supply holes 42 and 44 are formed in the supply path plates 28 and 30.
[0037]
The nozzle 36A, the communication holes 38 and 40, and the supply holes 42 and 44 communicate with each other in a state where the communication hole plates 24 and 26 and the supply path plates 28 and 30 are stacked, and the pressure generation formed in the pressure generation chamber plate 32 is performed. It is connected to the room 48.
[0038]
On the other hand, ink pools 51 and 52 are formed in the communication hole plates 24 and 26, respectively, and ink supplied from ink supply holes (not shown) is stored. In addition, a supply hole 54 is formed in the supply path plate 28 so as to be connected to the ink pool 52.
[0039]
Further, a supply groove 56 is formed in the supply path plate 30, and the ink pools 51 and 52 communicate with the pressure generating chamber 48 in a state where the communication hole plates 24 and 26 and the supply path plates 28 and 30 are stacked. ing.
[0040]
The vibration plate 34 is laminated on the pressure generating chamber plate 32, and a single-plate type piezoelectric element 58 as a pressure generating means is mounted on the vibration plate 34. The piezoelectric element 58 is bonded to a region corresponding to the pressure generating chamber 48 and is connected to a flexible wiring board 70 via a solder 68.
[0041]
With such a configuration, when the drive voltage waveform is applied to the piezoelectric element 58, the vibration plate 34 bends and deforms together with the piezoelectric element 58 to pressurize the ink in the pressure generating chamber 48 and eject ink droplets from the nozzle 36A.
[0042]
Here, a water-repellent film 60 is formed on the surface (front surface) of the nozzle plate 22 on the side where the ink is ejected, and the water-repellent film 60 prevents ink leakage around the nozzle 36A and prevents the nozzle 36A from leaking. The ejected ink droplets are always ejected perpendicular to the nozzle plate 22.
[0043]
As shown in FIG. 2, the nozzle plate 22 is provided with a plurality of nozzle rows 36 in which a plurality of nozzles 36 </ b> A are formed along the sub-scanning direction (arrow direction). A nozzle group 37 is configured.
[0044]
An inkjet recording device according to an embodiment of the present invention will be described.
[0045]
As shown in FIGS. 2 and 3, the head case 20 has a frame shape, and flange portions 20 </ b> A and 20 </ b> B are formed at both ends of the head case 20. The flange portion 20A is fixed in a state of being in contact with a peripheral portion of an insertion port 16A formed on the bottom surface of the carriage 16, and the recording head 12 is fixed to the flange portion 20B with an adhesive.
[0046]
Further, the other end of the head case 20 is covered with a box-shaped nozzle cover 72. Locking claws 74 are formed on a pair of side walls 72B of the nozzle cover 72, and when the flange portion 20B of the head case 20 passes, the locking claws 74 are locked to the flange portion 20B, and the nozzle cover 72 is fixed to the head. It is mounted on the case 20.
[0047]
An opening 72A is formed on the bottom surface of the nozzle cover 72. When the head case 20 is covered with the nozzle cover 72, the nozzle plate 22 (here, for convenience, the communication hole plates 24, 26, etc. (Not shown) while protecting the outer edge portion and exposing the nozzle surface 22A.
[0048]
Next, the gist and operation of the inkjet recording apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
[0049]
As shown in FIGS. 2 and 3, a single recording head 12 is fixed to the head case 20. A nozzle cover 72 that covers the outer edge of the nozzle plate 22 is attached to the head case 20, and a bar 80 is bridged over an opening 72 </ b> A of the nozzle cover 72. The crosspiece 80 is arranged on the nozzle surface 22A between the nozzle groups 37 so that the nozzle surface 22A is exposed for each nozzle group 37.
[0050]
By providing the nozzle cover 72 covering the outer edge of the nozzle plate 22, the outer edge of the nozzle plate 22 is protected. Further, by providing the bar 80 at the opening 72A of the nozzle cover 72, the exposed area of the nozzle surface 22A can be minimized, and the recording paper P such as a bent corner or a jam can be prevented from contacting the nozzle surface 22A. . This prevents the water-repellent film 60 (see FIG. 4) on the nozzle surface 22A from being damaged.
[0051]
On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 5, a rib 82 as a floating prevention member protrudes from the outer surfaces of a pair of peripheral walls 20C constituting the head case 20 in parallel with the nozzle plate 22. When the nozzle cover 72 is attached to the nozzle cover 20, the peripheral wall of the nozzle cover 72 is deformed in a direction of pushing down outward.
[0052]
Accordingly, a moment about the corner of the cover surface 72C acts on the cover surface 72C and the crosspiece 80 of the nozzle cover 72, and the cover surface 72C and the crosspiece 80 are bent toward the inside of the head case 20.
[0053]
Here, as shown in FIG. 3, the nozzle cover 72 is disposed between the nozzle plate 22 and the recording paper P. In order to prevent the surface of the nozzle cover 72 from coming into contact with the recording paper P and becoming dirty. It is desired that the nozzle cover 72 be thin.
[0054]
However, when the nozzle cover 72 is formed to be thin, the nozzle cover 72 has no rigidity and is formed in a warped state. Therefore, as shown in FIG. 6, the nozzle cover 72 is mounted on the head case 20. Therefore, there is a possibility that the cover surface 72C of the nozzle cover 72 and the crosspiece 80 may float from the nozzle plate 22.
[0055]
As described above, when the cover surface 72C and the bar 80 are lifted off the nozzle plate 22, ink may enter between the cover surface 72C and the bar 80 and the nozzle plate 22, or the cover may be thickened as in the case where the cover is made thick. The recording paper may come into contact with the surface 72 </ b> C and the rail 80 and the recording paper may come into contact with each other, leading to problems such as soiling of the recording paper.
[0056]
Therefore, as shown in FIGS. 2 and 5, a rib 82 is protruded from the head case 20, and when the nozzle cover 72 is attached to the head case 20, the peripheral wall of the nozzle cover 72 is pushed down outward. The gap between the nozzle plate 22 and the cover surface 72C of the nozzle cover 72 and the nozzle plate 22 can be reduced, and the contact between the nozzle 80 and the outer edge of the nozzle cover 72 and the recording paper P can be prevented.
[0057]
Further, as shown in FIG. 7, a packing 84 is sandwiched between the head surface 20 and the cover surface 72C of the nozzle cover 72 and the bar 80. By making the ribs 82 protrude from the head case 20, the gap between the cover surface 72C of the nozzle cover 72 and the bar 80 and the nozzle plate 22 can be reduced. Since there is a possibility that ink may enter the gap between the cover surface 72C and the crosspiece 80 and the nozzle plate 22, the packing 84 is sandwiched between the cover surface 72C and the crosspiece 80 and the head case 20. Is kept out.
[0058]
Here, the ribs 82 protrude from the head case 20. However, when the nozzle cover 72 is mounted on the head case 20, it is only necessary to deform the peripheral wall of the nozzle cover 72 in a direction of pushing down outwardly. It is not limited to. For example, a rib may be provided on the inner surface side of the peripheral wall of the nozzle cover 72.
[0059]
As shown in FIGS. 1 and 8, a maintenance station 13 is provided at a print standby position of the recording head 12, and a rubber wiper 86 is provided at the maintenance station 13 so as to face the nozzle plate 22. Let me. As the recording head 12 moves on the wiper 86, the nozzle plate 22 is wiped and the nozzle surface 22A is cleaned.
[0060]
Here, the wiper 86 is provided with a plurality of notches 86A. The notch 86A is provided at a position facing the bar 80 provided on the nozzle cover 72 in a state where the nozzle plate 22 is in contact with the notch 86A.
[0061]
As a result, the wiper 86 wipes only the nozzle surface 22A exposed from the nozzle cover 72, so that the nozzle surface 22A in the vicinity of the crosspiece 80 can be reliably wiped, and uneven wiping does not occur.
[0062]
Further, in the present embodiment, the droplet is ejected by the pressure generated by the deformation of the piezoelectric actuator. However, the electromechanical transducer using the electrostatic force or the magnetic force, or the device for generating the pressure using the boiling phenomenon is used. Energy for discharging the droplet may be obtained by using another pressure generating means such as an electrothermal conversion element.
[0063]
Further, as the piezoelectric actuator, in addition to the single-plate type piezoelectric actuator used in the present embodiment, another type of actuator such as a vertical vibration type laminated piezoelectric actuator may be used.
[0064]
Further, in the present embodiment, the flow path is formed by laminating a plurality of plates, but the configuration, material, and the like of the plates are not limited to the above-described embodiments. For example, the present invention is similarly applicable to a head in which a flow path is integrally formed using a material such as ceramics, glass, resin, or silicon.
[0065]
Further, in the present embodiment, an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus for recording characters and images by ejecting ink droplets on the recording paper P have been described as an example. However, the present invention is not limited to this. That is, the recording medium is not limited to paper, and the ejected liquid is not limited to ink.
[0066]
For example, it is necessary to discharge ink on a polymer film or glass to create a color filter for display, or to form a bump for component mounting by discharging molten solder onto a substrate. The present invention can be applied to the general droplet ejecting apparatus used for the present invention.
[0067]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, according to the first aspect of the present invention, by providing the nozzle cover, the outer edge of the nozzle plate can be protected and the recording paper can be prevented from contacting. Also, by providing a bar at the opening of the nozzle cover, the exposed area of the nozzle surface is minimized, and the recording paper such as corner breaks and jams is protected from contacting the nozzle surface, so that the water repellent film on the nozzle surface is provided. Damage is prevented.
[0068]
According to the second aspect of the present invention, the gap between the nozzle plate and the cover surface of the nozzle cover and the nozzle plate is reduced by the floating prevention means, so that ink enters between the cover surface and the nozzle plate and the nozzle plate, It is possible to prevent the crosspiece and the outer edge of the cover from contacting the recording paper.
[0069]
According to the third aspect of the present invention, the rib is projected from the inside of the peripheral wall of the nozzle cover or the outside of the head case, so that the peripheral wall of the nozzle cover is deformed in a direction in which the peripheral wall is pushed down to the outside. The nozzle cover can be bent in a direction to reduce the gap with the nozzle plate.
[0070]
According to the fourth aspect of the present invention, the seal member is provided between the cover surface and the bar and the nozzle plate to prevent ink from entering between the cover surface and the bar and the nozzle plate.
[0071]
According to the fifth aspect of the present invention, since the wiping member is provided with the notch for avoiding the bar, the wiping member wipes only the nozzle surface exposed from the nozzle cover. Wiping can be reliably performed, and uneven wiping does not occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an inkjet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a recording head and a nozzle cover provided in the ink jet recording apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a recording head, a head cover, and a nozzle cover provided in the inkjet recording apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing a recording head provided in the ink jet recording apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 in FIG. 2;
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state where the nozzle cover is bent.
FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. 2;
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a wiper provided in the ink jet recording apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing a conventional ink jet recording apparatus.
FIG. 10 is a perspective view showing another example of a conventional inkjet recording apparatus.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating another example of a conventional inkjet recording apparatus.
FIG. 12 is a perspective view showing another example of a conventional ink jet recording apparatus.
FIG. 13 is a perspective view showing another example of a conventional inkjet recording apparatus.
14 is a cross-sectional view illustrating a relationship between the inkjet recording apparatus of FIG. 12 and a wiper.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 inkjet recording device 12 recording head 20 head case 37 nozzle group 72 nozzle cover 80 crosspiece 82 rib (floating prevention means)
84 Packing (seal member)
86 Wiper (wiping member)
86A Notch

Claims (5)

アクチュエータを用いて圧力室内の圧力を変化させてノズルプレートに形成された複数のノズル列からインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドと、
前記インクジェット記録ヘッドが固着された箱型のヘッドケースと、
前記ヘッドケースに装着され、前記ノズルプレートの外縁部をカバーするカバー面と共に、ノズル面を露出させる開口部が形成された箱状のノズルカバーと、
前記開口部に架け渡され、複数のノズル列で構成されたノズル群の間のノズル面を覆う桟と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
An ink jet recording head that ejects ink droplets from a plurality of nozzle rows formed in a nozzle plate by changing the pressure in a pressure chamber using an actuator,
A box-shaped head case to which the inkjet recording head is fixed,
A box-shaped nozzle cover mounted on the head case and having an opening for exposing the nozzle surface, together with a cover surface covering the outer edge of the nozzle plate,
A bridge spanning the opening, and covering a nozzle surface between nozzle groups constituted by a plurality of nozzle rows,
An inkjet recording apparatus comprising:
前記ノズルカバーの周壁を外側へ押し倒す方向へ変形させ、前記カバー面及び前記桟と前記ノズルプレートのノズル面との隙間を小さくする方向へノズルカバーを撓ませる浮き防止手段を有することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。There is provided a floating prevention means for deforming the peripheral wall of the nozzle cover in a direction of pushing down outwardly and bending the nozzle cover in a direction to reduce a gap between the cover surface and the crosspiece and the nozzle surface of the nozzle plate. The inkjet recording device according to claim 1. 前記浮き防止手段が、前記ノズルカバーの周壁の内側又は前記ヘッドケースの周壁の外側に突設されたリブであることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録装置。3. The ink jet recording apparatus according to claim 2, wherein the lifting prevention means is a rib protruding inside a peripheral wall of the nozzle cover or outside a peripheral wall of the head case. 前記カバー面及び前記桟と前記ノズルプレートとの間にシール部材を設けたことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のインクジェット記録装置。The inkjet recording apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a seal member is provided between the cover surface and the crosspiece and the nozzle plate. 前記インクジェット記録ヘッドの印字待機位置に配設され前記ノズル面を払拭する払拭部材に前記桟を回避する切欠き部が形成されたことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のインクジェット記録装置。The ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the wiping member disposed at a print standby position of the ink jet recording head and wiping the nozzle surface is formed with a notch portion avoiding the crosspiece. Recording device.
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