JP2005144947A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイパーブレードの払拭領域とノズル列との相対位置関係を適正化することのできる液体噴射装置を提供する。
【解決手段】圧力発生室形成板１９と、圧力発生室形成板１９に接合された封止板２０と、ノズル列１１ａを有し圧力発生室形成板１９に接合されたノズルプレート１６等で構成された流路ユニット１３がヘッドケース１５に接合され、ノズル形成面１６ａに付着している液体を払拭するワイパーブレード９を有し、ワイパーブレード９と一体的に設けられ、液体噴射ヘッド１０の主走査方向に沿った横側面４１に接触することにより、ワイパーブレード９とノズル列１１ａとを所定の相対位置関係とするようガイドするガイド部材４２が設けられている。これにより、ワイパーブレード９の払拭幅が正常な移動軌跡となり、ノズル開口１１を拭き残すようなことが防止できる。
【選択図】図８

Description

本発明は、プリンタ，ディスプレー製造装置，電極形成装置、あるいはバイオチップ製造装置等、液体噴射ヘッドを用いて液体を噴射する液体噴射装置に係り、特に、液体噴射ヘッドのノズル形成面を払拭するワイパーブレードを有するワイピング機構を備えた液体噴射装置に関する。

液体を液滴の状態で吐出可能な液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置としては、例えば、インク滴を吐出して記録紙上に画像等を記録する画像記録装置、液状の電極材を基板上に吐出して電極を形成する電極形成装置、生体試料を吐出してバイオチップを製造するバイオチップ製造装置、あるいは、所定量の試料を容器に吐出するマイクロピペット等が提案されている。この種の液体噴射装置では、吐出する液体を貯留容器に貯留し、この液体を液体噴射ヘッドに供給して吐出させている。

上述の液体噴射ヘッドは、圧力発生室で加圧した液体をノズル開口から液滴として対象物に向けて吐出させるが、吐出した液滴が対象物に着弾した際の飛沫が、ノズル開口が形成された面（以下、ノズル形成面という）に付着して汚れる場合がある。また、ノズル開口からの吐出の際、対象物に着弾する液滴の他に、その液滴から分離したより微小な液滴（サテライト）が発生することがある。このサテライトは、対象物には到達せずに空気中に漂い、ノズル形成面に付着する場合がある。

さらに、ノズル開口の目詰まりを解消するべく、ノズル形成面を封止するキャップ部材によってノズル形成面を封止し、吸引ポンプから負圧を与えてノズル開口から液体を強制的に吸引・排出処理を行った際にノズル開口付近に液滴が残ってしまう場合がある。

このように、液体噴射ヘッドのノズル形成面、特に、ノズル開口周辺が汚れると、液滴の吐出方向が正常な方向からずれたり、ノズルが塞がれて吐出できない等、液滴に悪影響を及ぼすおそれがある。

この問題を解消するため、この種の液体噴射装置では、ノズル形成面に付着した汚れの払拭を行うワイピング機構を備えるものがある。このワイピング機構は、例えば、ゴムやエラストマー等の弾性を有する材料で形成された板状（短冊状）のワイパーブレードを具備し、液体噴射装置における液体噴射ヘッドの待機領域であるホームポジション側に配置されている。

このワイピング機構は、通常状態では、液体噴射ヘッドに接触しない退避位置に位置しているが、液体噴射ヘッドがホームポジションから駆動領域側に移動する際に、ワイパーブレードの上部が液体噴射ヘッドのノズル形成面に接触可能なワイピング位置まで移動（上昇）する。そして、ワイパーブレードが液体噴射ヘッドに接触すると、ブレード全体が弓状にたわみ、このブレードの先端部がノズル形成面に接触した状態で液体噴射ヘッドが移動することによりノズル形成面が払拭され、このノズル形成面に付着した汚れが取り除かれる。

上記のワイピング動作においては、ワイパーブレードの払拭幅内に、ノズル開口によって形成されたノズル列が確実に含まれるようにしておく必要がある。もし、ノズル列が上記払拭幅からずれていると、ノズル列端部付近のノズル開口が払拭されない状態になる。あるいは、ワイパーブレードがノズル列の長さ方向に払拭動作をするときには、複数のノズル列の最も端部側に配置されたノズル列がワイパーブレードから外れて払拭されない状態になる。このような現象が生じると、払拭されなかったノズル開口が目詰まりをおこしたり、あるいは正常な大きさの液滴や噴射方向が形成できないこととなる。
特開平７−１２５２２４号公報

ところで、上記のような目詰まりや正常な液滴等の問題を解消するためには、ノズル列がワイパーブレード払拭幅からずれないようにする必要がある。本発明においては、ワイパーブレードの払拭領域とノズル列との相対位置関係を適正化することのできる液体噴射装置を提供する。

上記目的を達成するため、本発明の液体噴射装置は、圧力発生室および液体貯留室が形成された圧力発生室形成板と、上記圧力発生室形成板に接合された上記圧力発生室および液体貯留室を封止する封止板と、上記圧力発生室に連通したノズル開口を列設して形成した複数のノズル列を有し上記圧力発生室形成板に接合されたノズルプレートを含んで構成されている流路ユニットが、ヘッドケースに接合されている液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置であって、上記ノズルプレートのノズル形成面に付着している液体を払拭するワイパーブレードを有し、上記ワイパーブレードと一体的に設けられ、上記液体噴射ヘッドの横側面に接触することにより、ワイパーブレードとノズル列とを所定の相対位置関係とするようガイドするガイド部材が設けられていることを要旨とする。

すなわち、上記ワイパーブレードと一体的に設けられ、上記液体噴射ヘッドの横側面に接触することにより、ワイパーブレードとノズル列とを所定の相対位置関係とするようガイドするガイド部材が設けられている。払拭動作中には、上記ガイド部材が上記横側面に接触しながら移動することにより、ワイパーブレードのノズル形成面の払拭幅はワイパーブレードの移動方向と同方向に正確に形成される。このため、ノズル列は確実に払拭幅内に存在し、払拭されないノズル開口またはノズル列が皆無となる。また、ノズル形成面の周縁部にノズル形成面保護用のカバー板が配置されていても、上記のように、正確な払拭幅が形成されるので、ワイパーブレードの端部が上記カバー板に乗り上げたりすることがなく、ノズル形成面の所定の領域が正常に払拭される。さらに、液体噴射ヘッドを主走査方向に移動させるときに払拭動作を行う場合には、通常、液体噴射ヘッドは主走査方向に沿った横側面を有しているので、この横側面を上記ガイド動作の基準にすることにより、液体噴射ヘッド側の構造や形状を特別に変更することなく、簡素化された構造で高精度のガイド機能が得られる。

本発明の液体噴射装置において、上記ガイド部材が接触する横側面が、ヘッドケースの横側面もしくは、ヘッドケースに取り付けられた保護用のヘッドカバーの横側板である場合には、主走査方向あるいはノズル列の長さ方向すなわち副走査方向に合致させやすい横側面が、ヘッドケース自体の横側面もしくは、ヘッドケースの横側面と実質的に同じ面形成板であるヘッドカバーの横側板であることにより、ガイド動作のガイド基準面を高精度のもとに形成できる。

本発明の液体噴射装置において、上記ヘッドカバーが、ノズル形成面の全周縁部を保護する枠状カバー板を有している場合には、枠状カバー板の部分にワイパーブレードが乗り上げたりすることがなく、ノズル形成面の所定の箇所を正確に払拭することができる。

本発明の液体噴射装置において、上記払拭幅が、ワイパーブレードの長さ方向における上記枠状カバー板の内側寸法よりも小さく設定されている場合には、上記内側寸法の範囲内に払拭幅を位置させることができ、ノズル形成面の所定の箇所を正確に払拭することができる。

本発明の液体噴射装置において、上記ヘッドカバーが、払拭開始側と払拭終了側のノズル形成面の周縁部だけを保護するカバー板を有している場合には、上記ノズル形成面のノズル列方向には何も有形物がないので、ノズル形成面の幅の間際までに及ぶできるだけ長いノズル列を形成した構造のものにおいて、ワイパーブレードの払拭幅を正確に移動させて、ノズル列端部のノズル開口が拭き残されることのない払拭動作が得られる。また、ノズル形成面の幅の間際までに及ぶできるだけ列数の多いノズル列を形成した構造のものにおいて、ワイパーブレードの払拭幅を正確に移動させて、最も端部に配置されているノズル列が拭き残されることのない払拭動作が得られる。

本発明の液体噴射装置において、上記払拭幅が、ワイパーブレードの長さ方向における上記ノズルプレートの幅寸法よりも小さく設定されている場合には、上記ノズルプレートの幅寸法の範囲内に払拭幅を形成することができ、ノズル形成面の所定の箇所を正確に払拭することができる。

本発明の液体噴射装置において、上記ガイド部材が、ワイパーブレードの払拭動作中に変形しない剛性を有する場合には、ガイド部材の変形に伴ってワイパーブレードの払拭領域がずれたりするようなことがなく、正確な払拭動作が得られる。同時に、ガイド部材が弾性変形等を起こしたりしないので、ノズル形成面に対するワイパーブレードの接触圧を適正に維持することができる。

本発明の液体噴射装置において、上記ガイド部材が、少なくとも上記横側面に接触する摺動部と、ワイパーブレードを支持する支持部とから構成されている場合には、単一の部品であるガイド部材に、ガイド機能とワイパーブレードの支持機能を果たさせることができ、構造簡素化や原価低減の点で有利である。

本発明の液体噴射装置において、上記ワイパーブレードが、単一のものである場合には、高精度の払拭軌跡を形成することにより、単一のワイパーブレードで十分に払拭が果たされ、構造簡素化や原価低減を促進することができる。換言すると、上記のような正確なガイド機能が確保できるので、単一のワイパーブレードで完全な払拭が得られる。

本発明の液体噴射装置において、上記ワイパーブレードが、上記ノズル列の長さよりも長い払拭幅で上記液体噴射ヘッドが主走査方向に移動する際に払拭する場合には、ワイパーブレードが正確にガイドされながら払拭動作をするので、ノズル列端部のノズル開口を拭き残すことがない。

本発明の液体噴射装置において、上記ガイド部材と上記横側面との隙間寸法が、上記ノズル列の端部とワイパーブレードの上記払拭幅の端部との間の距離よりも小さく設定されている場合には、上記ガイド部材が、液体噴射ヘッドの横側面のいずれかの側に片寄って接触しても、上記払拭幅からノズル開口が外れ出ることがなく、確実なワイピング動作が得られる。上記隙間寸法は、ガイド部材が横側面に接触しながら円滑に移動するために必要なものであるが、この隙間寸法を最適値に設定した上で適正な払拭動作が確保できる。

本発明の液体噴射装置において、上記ワイパーブレードが、上記複数のノズル列がノズルプレートに配列されている配列領域の幅よりも大きい払拭幅でワイパーブレードが副走査方向に移動する際に払拭する場合には、ワイパーブレードの払拭動作が正確にガイドされながらなされるので、上記配列領域の端部に配列されているノズル列を拭き残すことがない。

本発明の液体噴射装置において、上記ガイド部材と上記横側面との隙間寸法は、上記配列領域の端部とワイパーブレードの上記払拭幅の端部との間の距離よりも小さく設定されている場合には、上記ガイド部材が、液体噴射ヘッドの横側面のいずれかの側に片寄って接触しても、上記払拭幅からノズル列が外れ出ることがなく、確実なワイピング動作が得られる。上記隙間寸法は、ガイド部材が横側面に接触しながら円滑に移動するために必要なものであるが、この隙間寸法を最適値に設定した上で適正な払拭動作が確保できる。

つぎに、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

なお、以下の説明では、液体噴射装置の一種であるインクジェット式記録装置（以下、単に記録装置という）を例に挙げる。この記録装置は、ノズル開口から吐出させた液体状のインクを、記録紙（印刷媒体の一種）の表面に着弾させることで文字や画像を記録するものであり、画像記録装置の一種でもある。

図１〜図８は、本発明の液体噴射ヘッドの一実施の形態を示す。

図１は、インクジェット式記録装置１の周辺構造の一例を示す図である。この装置は、インクカートリッジ２が搭載されるとともに記録ヘッド１０が取付けられたキャリッジ３を備えている。

上記キャリッジ３は、タイミングベルト４を介してステッピングモータ５に接続され、ガイドバー６に案内されて記録紙７の紙幅方向（主走査方向）に往復移動するようになっている。上記キャリッジ３は、上部に開放する箱型を呈し、記録紙７と対向する面（この例では下面）に、記録ヘッド１０のノズル面が露呈するよう取付けられるとともに、インクカートリッジ２が収容されるようになっている。

そして、上記記録ヘッド１０にインクカートリッジ２からインクが供給され、キャリッジ３を移動させながら記録紙７上面にインク滴を吐出させて記録紙７に画像や文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている。図１において、８は印刷休止中に記録ヘッド１０のノズル開口を封止することによりノズルの乾燥をできるだけ防ぐキャップ、９は記録ヘッド１０のノズル面をワイピングするワイパーブレードである。また、キャリッジ３には、図１に示すように、ガイドバー６が挿通されている。さらに、９ａはワイパーブレード９でワイピングされたインクを貯留する廃インク貯留部である。

図８に示すように、上記ワイパーブレード９は、スポンジやゴムのような柔軟な弾性材料で形成され、ワイピングをするときにはノズル形成面１６ａをワイピングできる位置まで移動させるように構成され、そのために進退機構２９（図８参照）が設けられている。なお、プリント基板２５の端部に圧電振動子１４の動作信号を入力するターミナル３０が配置されている。

上記記録ヘッド１０の基本構造の一例を図２にしたがって説明すると、この記録ヘッド１０は、ノズル開口１１と圧力発生室１２が形成された流路ユニット１３と、圧力発生手段である圧電振動子１４が収容されたヘッドケース１５とが接合されて構成されている。上記ヘッドケース１５は、流路ユニット１３が接合されている先端側の部分は、図３に示すように、略直方体の形状とされ、それに伴って流路ユニット１３も長方形である。

上記流路ユニット１３は、ノズル開口１１が穿設されたノズル形成面１６ａを有するノズルプレート１６と、圧力発生室１２と共通の液体貯留室であるインク室１７ならびにこれらを連通させるインク供給路１８とに対応する空間が形成された圧力発生室形成板１９と、上記圧力発生室１２やインク室１７の開口を封止する封止板すなわち振動板２０とが積層されて形成されている。そして、上記ノズル形成面１６ａは平坦面とされている。

上記圧電振動子１４は、駆動信号の入力により、充電状態で長手方向に収縮し、充電状態から放電する過程で長手方向に伸長する、いわゆる縦振動モードの振動子である。上記圧電振動子１４は、その先端が圧力発生室１２の一部を形成する振動板２０の島部２０ａに固着された状態で、他端が基台２１に固定されている。なお、本発明においては、上記縦振動モードの圧電振動子１４を、たわみ振動モードの圧電振動子に変更してもよい。

また、上記ヘッドケース１５には、そのインク室１７に対応する部分に、インク室１７にインクカートリッジ２のインクを導入するヘッド流路２４が形成されている。上記ヘッド流路２４の開口縁には、環状突起２３が形成されている。

上記記録ヘッド１０では、上記圧電振動子１４の収縮・伸長を受けて圧力発生室１２が拡張・収縮し、圧力発生室１２の圧力変動によりインクの吸引とインク滴の吐出とが行なわれるようになっている。図２において、２２は圧電振動子１４に駆動信号を入力するフレキシブル回路板であり、ヘッドケース１５に結合されたプリント基板２５に結線されている。

上記記録ヘッド１０では、図２において紙面に垂直な方向に圧電振動子１４，圧力発生室１２，ノズル開口１１が列設されており、ノズルプレート１６には、２列のノズル列が一対となり、４対のものが形成されている（図３参照）。上記のノズル開口１１は一直線上に列設され、このようなノズル列に符号１１ａが付してある。

上記流路ユニット１３は、接着剤等を用いてヘッドケース１５に接合されている。上記のワイパーブレード９でノズル形成面１６ａをワイピングするときには、ワイパーブレード９が流路ユニット１３の角部に擦れてワイパーブレード９が滑らかに動作しなかったり、流路ユニット１３の角部に傷がついたりするのを防止するために、ノズル形成面１６ａの周縁部を保護するヘッドカバー３９が設けられている。

特に、図４に詳しく図示された上記ヘッドカバー３９は、金属板をプレス成形した保護部材で、図３等に示すように、ノズルプレート１６のノズル形成面１６ａの周縁部表面を覆う状態とされている。このようにして、ヘッドカバー３９は、ヘッドケース１５に接合した流路ユニット１３を保護している。

上記ヘッドカバー３９には、ノズル形成面１６ａの全周縁部を保護する枠状カバー板３５が形成されている。上記枠状カバー板３５は、主走査方向に直交する箇所すなわち払拭開始側のカバー板３５ａと、払拭終了側のカバー板３５ｂと、主走査方向に沿った２つのカバー板３５ｃ，３５ｄとの各細長形状の４枚のカバー板で構成されている。

上記カバー板３５ａ，３５ｂを折り曲げてヘッドケース１５の側面を覆う主保護壁部３９ｂと、上記両カバー板３５ｃ，３５ｄを折り曲げてヘッドケース１５の側面を覆う副保護壁部３９ｃが形成されている。上記主保護壁部３９ｂを屈曲させてノズル形成面１６ａと略平行な状態で配置した主支持部３９ｇと、上記主支持部３９ｇに設けたヘッドカバー固定用のボルト孔３９ｈとが設けられている。また、上記副保護壁部３９ｃを屈曲させてノズル形成面１６ａと略平行な状態で配置した副支持部３９ｉが形成され、上記副支持部３９ｉにカバー固定用のボルト孔３９ｊが設けられている。

上記ボルト孔３９ｈ，３９ｊにボルトを貫通させて、ヘッドカバー３９は、図３に示されているように、ヘッドケース１５に固定されている。この固定は、各ボルト孔３９ｈ，３９ｊに貫通させたボルト４４，４５をヘッドケース１５の基部３３にねじ込むことにより行われている。このようにヘッドカバー３９がヘッドケース１５に固定された状態で、上記ノズル形成面１６ａに形成されたノズル列１１ａを塞がないような開口として開口部４０を形成している。なお、ヘッドケース１５と基部３３は一体化された部材であり、この部材がカートリッジ基台３１に取り付けられている。

図４に示すように、一方の上記カバー板３５ａが、ワイパーブレード９による払拭開始側とされている。カバー板３５ａは、上記ノズル形成面１６ａ側の端縁がノズル列１１ａの方向に沿って直線状態とされた直線状端縁部３５ｅとされている。この直線状端縁部３５ｅは、ノズル形成面１６ａのノズル列１１ａ方向の全幅にわたって直線的になっている。そして、上記直線状端縁部３５ｅには、ノズル形成面１６ａ側が低くなる傾斜面３５ｆが直線状端縁部３５ｅに沿って形成されている。このような形状によって、ワイパーブレード９の払拭開始の際に拭き残しが発生しないようになっている。

上記副保護壁部３９ｃは、ヘッドケース１５の側面と平行に配置され、ヘッドケース１５の両側において主走査方向に延びている。この主走査方向に沿って延びている部分が、後述のガイド部材の接触を受ける横側面４１である。この例では、横側面４１が、副保護壁部３９ｃの一部に横側板４１ａの形態で構成されている。

つぎに、ワイパーブレード９とノズル列１１ａとを所定の相対位置関係とするためのガイド構造を、図５〜図８に基づいて説明する。

図５は、記録ヘッド１０（ヘッドケース１５），キャップ８，ワイパーブレード９，記録紙７等の位置関係を平面的に示す図である。図６は、図２の〔６〕−〔６〕断面図である。図７は、ワイパーブレード９の長さすなわち払拭幅に対するノズル列１１ａの長さや、枠状カバー板３５の内側寸法との関係を示す寸法比較図である。

記録ヘッド１０の主走査方向に沿った両側の横側面４１に接触するガイド部材４２は、上記横側面４１に接触する２つの起立した摺動部４２ａと、この両摺動部４２ａを結合して単一のワイパーブレード９を支持する支持部４２ｂとから構成され、ちょうど上方に開放したコ字型の形状とされている。ワイパーブレード９は、その払拭幅を形成する先端部９ｂの両端と、摺動部４２ａの内側に形成した摺動面４２ｃとの間に、所要の間隔Ｌ１を両側に存在させて、支持部４２ｂに固定されている。この固定は接着剤で行われている。そして、ワイパーブレード９の高さ方向と摺動部４２ａの高さ方向は同方向となっている。また、摺動面４２ｃには、記録ヘッド１０すなわちヘッドケース１５の横側板４１ａを円滑に受け入れるための傾斜面４２ｄが設けられている。

上記ガイド部材４２は、払拭動作中に容易に変形しない剛性が付与されている。そのために、所要の機械的強度を有する合成樹脂材料または金属材料を用いて、ガイド部材４２が製作されている。

各部の寸法の大小関係は、図７に示すように、ノズル列１１ａの長さをＬ２、ワイパーブレード９の払拭幅をＬ３、ノズル列１１ａの長さ方向のカバー板３５ｃと３５ｄの内側寸法をＬ４とすると、Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４となる関係とされている。また、図６に示されている摺動面４２ｃと横側板４１ａとの隙間をＬ５とし、ノズル列１１ａの端部と払拭幅Ｌ３の端部との間の距離をＬ６とすると、Ｌ５＜Ｌ６となる関係とされている。

詳細には図示していないが、ワイパーブレード９の進退機構２９は、図８の矢印線４６で示すように、主走査方向に直交した水平な方向に進退するようになっている。この進退機構２９は、記録ヘッド１０がホームポジションに戻るときには、非払拭位置に退避しており、ホームポジションから矢印４７の方向に払拭動作をするときには、払拭位置に待機するようになっている。図８は、払拭動作を待機している状態を示している。なお、矢印線４８で示したように、進退機構２９に水平方向の進退と上下方向の進退をする、いわゆるＬ型の動作軌跡をとらせることも可能である。

ワイパーブレード９とガイド部材４２が待機しているところへ記録ヘッド１０が移動してくると、ヘッドケース１５の進出先端部の左右いずれかの角部が上記傾斜面４２ｄに摺動して両摺動部４２ａの間に進入する。この進入の際に、横側板４１ａが摺動面４２ｃに擦れながら記録ヘッド１０が移動するので、ワイパーブレード９とノズル列１１ａとの相対位置が所定の位置関係に設定される。

上記の所定の位置関係は、図７に示されているように、ワイパーブレード９の払拭幅Ｌ３内にノズル列１１ａの長さＬ２が含まれた状態となっており、また、上記払拭幅Ｌ３は枠状カバー板３５の内側寸法Ｌ４内に納まっている。そして、上記隙間Ｌ５はＬ６よりも小さく設定してあるので、ヘッドケース１５の横側板４１ａが片側の摺動面４２ｃだけに接触していても、ノズル列１１ａが払拭幅Ｌ３内に存在した状態が維持される。

上記のガイド部材４２は、２つの摺動部４２ａ間にヘッドケース１５を通過させるものであるが、図１０示したものは、摺動部４２ａを１つにしたタイプである。ガイド部材４２に進退軸４９が結合されている。一方、進退機構２９の一部である進退部材２９ａに突片２９ｂが形成され、ここにガイド穴２９ｃが設けられている。このガイド穴２９ｃに上記進退軸４９が挿入されている。摺動部４２ａと突片２９ｂの間に圧縮コイルスプリング５０が挿入され、進退軸４９に形成したストッパ片４９ａが上記圧縮コイルスプリング５０の弾力で突片２９ｂに当たるようになっている。それ以外の構成は、図６，図７，図８等に示されたものと同じである。

図１０は、横側面４１に摺動面４２ｃが圧縮コイルスプリング５０の弾力で接触している状態を示しており、このときにはストッパ片４９ａと突片２９ｂとの間に、わずかな空隙が形成されている。したがって、ワイパーブレード９とノズル列１１ａとの相対位置は１つの摺動部４２ａで設定されている。それ以外の動作は、図６，図７，図８等に示されたものと同じである。

上記第１の実施例の作用効果を列記すると、つぎのとおりである。

上記ガイド部材４２は、ワイパーブレード９と一体的に設けられ、上記記録ヘッド１０の主走査方向に沿ったヘッドケース１５の横側板４１ａに接触することにより、ワイパーブレード９とノズル列１１ａとを所定の相対位置関係とする。払拭動作中には、上記ガイド部材４２が上記横側板４１ａに接触しながら相対的に主走査方向に移動することにより、ワイパーブレード９のノズル形成面１６ａの払拭幅Ｌ３は主走査方向と同方向に正確に形成される。このため、ノズル列１１ａは確実に払拭幅Ｌ３内に存在し、払拭されないノズル開口１１が皆無となる。すなわち、図９に示すように、ワイパーブレード９の位置がずれてカバー板３５ｄに乗り上げたりすると、ワイパーブレード９の先端部９ｂとノズル形成面１６ａとの間に空隙ができて、最も左側のノズル開口１１が払拭されないこととなる。しかし、本発明においては、上記のように、このような問題が完全に解決するのである。

また、主走査方向に沿ってノズル形成面１６ａの周縁部にノズル形成面保護用のカバー板３５ｃ，３５ｄが配置されていても、上記のように、正確な払拭幅Ｌ３が形成されるので、ワイパーブレード９の端部が上記カバー板３５ｃ，３５ｄに乗り上げたりすることがなく、ノズル形成面１６ａの所定の領域が正常に払拭される。さらに、記録ヘッド１０は、通常、主走査方向に沿った横側面４１を有しているので、この横側面４１を上記ガイド動作の基準にすることにより、記録ヘッド１０側の構造や形状を特別に変更することなく、簡素化された構造で高精度のガイド機能が得られる。

上記ガイド部材４２が接触する横側面４１が、ヘッドケース１５に取り付けられた保護用のヘッドカバー３９の横側板４１ａである。主走査方向に合致させやすい横側面４１が、ヘッドケース１５の横側面４１と実質的に同じ面形成板であるヘッドカバー３９の横側板４１ａであることにより、ガイド動作のガイド基準面を高精度のもとに形成できる。

上記ガイド部材４２の摺動面４２ｃと上記横側板４１ａとの隙間寸法Ｌ５が、上記ノズル列１１ａの端部とワイパーブレード９の上記払拭幅Ｌ３の端部との間の距離Ｌ６よりも小さく設定されている。上記両側のいずれかの側の摺動面４２ｃが、両側にあるいずれかの横側板４１ａに片寄って接触しても、上記払拭幅Ｌ３からノズル開口１１が外れ出ることがなく、確実なワイピング動作が得られる。隙間寸法Ｌ５は、ガイド部材４２の摺動面４２ｃが横側板４１ａに接触しながら円滑に移動するために必要なものであるが、この隙間寸法Ｌ５を最適値に設定した上で適正な払拭動作が確保できる。

上記ヘッドカバー３９が、ノズル形成面１６ａの全周縁部を保護する枠状カバー板３５を有している場合であっても、枠状カバー板３５の主走査方向に沿ったカバー板３５ｃ，３５ｄの部分にワイパーブレード９が乗り上げたりすることがなく、ノズル形成面１６ａの所定の箇所を正確に払拭することができる。

上記払拭幅Ｌ３が、ワイパーブレード９の長さ方向における上記枠状カバー板３５の内側寸法Ｌ４よりも小さく設定されているので、上記内側寸法Ｌ４の範囲内に払拭幅Ｌ３を位置させることができ、ノズル形成面１６ａの所定の箇所を正確に払拭することができる。

上記ガイド部材４２の剛性が、ワイパーブレード９の払拭動作中に変形しないよう設定されているので、ガイド部材４２の変形に伴ってワイパーブレード９の払拭領域がずれたりするようなことがなく、正確な払拭動作が得られる。同時に、ガイド部材４２が弾性変形等を起こしたりしないので、ノズル形成面１６ａに対するワイパーブレード９の接触圧を適正に維持することができる。

上記ガイド部材４２が、少なくとも上記横側板４１ａに接触する摺動部４２ａと、ワイパーブレード９を支持する支持部４２ｂとから構成されているので、単一の部品であるガイド部材４２に、ガイド機能とワイパーブレード９の支持機能を果たさせることができ、構造簡素化や原価低減の点で有利である。

上記のような正確なガイド機能が確保できるので、ワイパーブレード９を単一化して完全な払拭が得られる。したがって、構造簡素化や原価低減を促進することができる。

図１１〜図１４は、本発明の液体噴射装置の第２の実施例を示す。

この実施例は、ヘッドカバー３９のカバー板が、払拭開始側と払拭終了側のノズル形成面の周縁部だけに配置されているものである。つまり、上記枠状カバー板３５の主走査方向のカバー板３５ｃ，３５ｄが切除されたものであり、払拭開始側にはカバー板３５ａが払拭終了側にはカバー板３５ｂが配置されている。したがって、ノズル形成面１６ａのノズル列１１ａの長さ方向の端部側には有形物は何もなく開放され、ノズル形成面１６ａの全幅にわたって払拭が可能とされている。上記のような開放した構造を得るために、図１２に示すように、副保護壁部３９ｃのノズル形成面１６ａ側の端縁３９ｅは、ノズル形成面１６ａから突出しない位置に存在させてある。そして、上記端縁３９ｅは、上記金属板の切断面とされている。それ以外は、上記実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。

上記構成により、ノズル形成面１６ａの幅の間際までに及ぶできるだけ長いノズル列１１ａを形成した構造のものにおいて、ワイパーブレード９の払拭幅Ｌ３を正確に移動させて、ノズル列１１ａ端部のノズル開口１１が拭き残されることのない払拭動作が得られる。上記のように、ノズル列１１ａをできるだけ長くするのは、１回当たりの印刷ストロークでできるだけ広い領域の印刷を可能とし、それによって印刷時間の短縮を図ることが狙いとされている。したがって、ノズル列１１ａの端部とノズル形成面１６ａの端部との間隔は必然的に狭くなるので、ワイパーブレード９とノズル列１１ａとの相対位置関係を一層厳密に維持する必要がある。このような事情において、払拭幅Ｌ３の移動軌跡が正確に維持されるので、上記印刷時間の短縮にとっても有効である。

また、圧力発生室形成板１９は、通常、単結晶シリコーン基板に圧力発生室１２やインク室１７等を異方性エッチングによって形成している。このような製法においては、エッチング方向が結晶面に対して一定の方向に限定されるため、図１４に示すように、鋸歯状の小さな凹凸部１９ａが残存する。そこで、もし、ワイパーブレード９が図１４に示すように、ノズル形成面１６ａの幅方向にずれると、ワイパーブレード９の先端部９ｂが上記凹凸部１９ａにこすり付けられる状態になるので、ワイパーブレード９が損傷する。しかし、本発明においては、ワイパーブレード９の移動位置が正確に設定されるので、ワイパーブレード９が上記のようにずれることがなく、ワイパーブレード９の損傷を防止することができる。それ以外は、上記実施例と同様の作用効果を奏する。

なお、実施例２において、ワイパーブレード９にカバー板３５ａや３５ｂを払拭させない動作を行わせてもよい。すなわち、ワイパーブレード９を、一方のカバー板３５ａとこのカバー板３５ａに最も近いところにあるのノズル列１１ａとの間のノズル形成面１６ａに接触させてから払拭移動を行わせ、ワイパーブレード９が他方のカバー板３５ｂとこのカバー板３５ｂに最も近いところにあるのノズル列１１ａとの間のノズル形成面１６ａに移動してきたら、その箇所からワイパーブレード９をノズル形成面１６ａから離隔させるのである。

図１５は、本発明の液体噴射装置の第３の実施例を示す。

この実施例は、上記のようなヘッドカバー３９が装着されていない場合であり、ガイド部材４２をヘッドケース１５自体の横側面４１に直接接触させたものである。この場合の横側面は、符号４１ｂで示されている。それ以外は、上記各実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。

上記構成により、摺動部４２ａが直接ヘッドケース１５の横側面４１ｂに接触するので、ヘッドケース１５の横側部を高精度のガイド面として仕上げておくことにより、ワイパーブレード９とノズル列１１ａとの相対位置関係を厳密に設定することができる。それ以外は、上記各実施例と同様の作用効果を奏する。

図１６〜図１８は、本発明の液体噴射装置の第４の実施例を示す。

上記各実施例は、ワイパーブレードが主走査方向に相対的に移動して払拭動作をするものであるが、本発明は、上記主走査方向ばかりではなく、主走査方向に直交する副走査方向にワイパーブレードを移動させる場合に適用することもできる。このようにすることにより、ノズル列毎に異なる種類の液体を吐出するヘッドにおいて、ワイピング時のノズル開口付近での液の混入が少なくなり、ワイピング後のフラッシング吐出量を少なくすることができる。

図１６は、ガイド部材４２が矢印線５１の方向に往復移動する状態を示している。この場合、摺動部４２ａは図１７に示すように、主保護壁部３９ｂに形成された横側面４１の横側板４１ａに摺動しながら、ガイド機能を果たすようになっている。ガイド部材４２を矢印線５１の方向に移動させる機構としては、いろいろなものが採用できるが、例えば、副走査方向に配置したガイドレールに沿ってガイド部材４２が往復できるように支持され、その往復駆動は電動モータによってえられる進退出力で行う。

図１８は、図７と同じ要領で示した寸法比較図である。図１８に示すように、ノズル列１１ａの長さ方向とワイパーブレード９の移動方向が同じ方向となっている。この実施例においては、Ｌ２は、複数のノズル列１１ａがノズルプレート１６に配列されている配列領域の幅を示している。それ以外は、上記各実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。

上記構成により、払拭動作中には、上記ガイド部材４２が上記横側板４１ａに接触しながら移動することにより、ワイパーブレード９のノズル形成面１６ａの払拭幅は、ワイパーブレード９の移動方向と同方向に正確に形成される。このため、ノズル列１１ａは確実に払拭幅Ｌ３内に存在し、払拭されないノズル列１１ａが皆無となる。また、ノズル形成面１６ａの周縁部にノズル形成面保護用のカバー板３５ａ，３５ｂが配置されていても、上記のように、正確な払拭幅Ｌ３が形成されるので、ワイパーブレード９の端部が上記カバー板３５ａ，３５ｂに乗り上げたりすることがなく、ノズル形成面１６ａの所定の領域が正常に払拭される。それ以外は、上記各実施例と同様の作用効果を奏する。

図１９および図２０は、本発明の液体噴射装置の第５の実施例を示す。

この実施例は、図１１〜図１４に示した第２の実施例と同様なタイプである。すなわち、ヘッドカバー３９のカバー板が、払拭開始側と払拭終了側のノズル形成面１６ａの周縁部だけに配置されているものである。つまり、上記枠状カバー板３５（図４参照）の副走査方向のカバー板３５ａ，３５ｂが切除されたものであり、払拭開始側にはカバー板３５ｃが払拭終了側にはカバー板３５ｄが配置されている。したがって、ノズル形成面１６ａのノズル列１１ａの配列方向の端部側には有形物は何もなく開放され、ノズル形成面１６ａの全幅にわたって払拭が可能とされている。上記のような開放した構造を得るために、図１９に示すように、主保護壁部３９ｂのノズル形成面１６ａ側の端縁３９ｅは、ノズル形成面１６ａから突出しない位置に存在させてある。そして、上記端縁３９ｅは、上記金属板の切断面とされている。それ以外は、上記実施例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。

上記構成により、ノズル形成面１６ａの幅の間際までに及ぶできるだけ列数の多いノズル列１１ａを形成した構造のものにおいて、ワイパーブレード９の払拭幅Ｌ３を正確に移動させて、最端部のノズル列１１ａが拭き残されることのない払拭動作が得られる。上記のように、ノズル列１１ａの列数をできるだけ多くするのは、１回当たりの印刷ストロークでできるだけ多種類のインクで印刷を可能とし、色彩等の多様性を豊かなものとしている。したがって、最端部のノズル列１１ａとノズル形成面１６ａの端部との間隔は必然的に狭くなるので、ワイパーブレード９とノズル列１１ａとの相対位置関係を一層厳密に維持する必要がある。このような事情において、払拭幅Ｌ３の移動軌跡が正確に維持されるので、色彩等の多様化にとっても有効である。それ以外は、上記実施例と同様の作用効果を奏する。

上記各実施の形態では、圧力発生素子が圧電振動子であるものを例示したが、他に、液体の加熱素子で液体を噴射する形式のものであってもよい。また、本発明における液体貯留手段は、上記各実施の形態で示した、キャリッジにインクカートリッジを搭載する形式のものに加えて、インクタンクをインクジェット式記録装置の本体側に装着し、キャリッジには圧力変動を吸収するサブタンクを搭載した形式のものであってもよい。

上記各実施例は、インクジェット式記録装置を対象にしたものであるが、本発明によって得られた液体噴射装置は、インクジェット式記録装置用のインクだけを対象にするのではなく、グルー，マニキュア，導電性液体（液体金属）等を噴射することができる。さらに、上記実施の形態では、液体の一つであるインクを用いたインクジェット式記録ヘッドについて説明したが、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド，液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド，有機ＥＬディスプレー，ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド，バイオチップ製造に用いられる生体有機噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド全般に適用することも可能である。

上記のようにノズル列のノズル開口が全て確実に払拭されるので、液体噴射ヘッドの液体噴射状態を健全に維持することができ、種々な分野で利用できる良好な液体噴射装置が得られる。したがって、市場の期待に応えられる優れた液体噴射装置が提供でき、大きな産業上の利用が図れるものである。

本発明が適用されるインクジェット式記録装置の斜視図である。 上記記録装置に装着される記録ヘッドの断面図である。 記録ヘッドがキャリッジ基台に取り付けられた状態を示す斜視図である。 ヘッドカバーの斜視図と断面図である。 ワイパーブレード，ヘッドケース等の配置状態を示す平面図である。 図２の〔６〕−〔６〕断面図である。 払拭幅，ノズル列等の各寸法関係を示す寸法比較図である。 ガイド部材の作動状態を示す斜視図である。 払拭不良の状態を示す断面図である。 ガイド部材の変形例を示す平面図である。 記録ヘッドがキャリッジ基台に取り付けられた第２の実施例を示す斜視図である。 ヘッドカバーの斜視図である。 払拭幅，ノズル列等の各寸法関係を示す寸法比較図である。 ワイパーブレードがずれた状態を示す平面図と断面図である。 ヘッドカバーのない場合の第３の実施例を示す断面図である。 ワイパーブレード，ヘッドケース等の配置状態を示す平面図である。 ヘッドカバーの斜視図である。 払拭幅，ノズル列等の各寸法関係を示す寸法比較図である。 ヘッドカバーの斜視図である。 払拭幅，ノズル列等の各寸法関係を示す寸法比較図である。

符号の説明

１ インクジェット式記録装置
２ インクカートリッジ
３ キャリッジ
４ タイミングベルト
５ ステッピングモータ
６ ガイドバー
７ 記録紙
８ キャップ
９ ワイパーブレード
９ａ 廃インク貯留部
９ｂ 先端部
１０ 記録ヘッド
１１ ノズル開口
１１ａ ノズル列
１２ 圧力発生室
１３ 流路ユニット
１４ 圧電振動子
１５ ヘッドケース
１６ ノズルプレート
１６ａ ノズル形成面
１７ インク室
１８ インク供給路
１９ 圧力発生室形成板
１９ａ 凹凸部
２０ 振動板，封止板
２０ａ 島部
２１ 基台
２２ フレキシブル回路板
２３ 環状突起
２４ ヘッド流路
２５ プリント基板
２９ 進退機構
２９ａ 進退部材
２９ｂ 突片
２９ｃ ガイド穴
３０ ターミナル
３１ カートリッジ基台
３３ 基部
３５ 枠状カバー板
３５ａ カバー板
３５ｂ カバー板
３５ｃ カバー板
３５ｄ カバー板
３５ｅ 直線状端縁部
３５ｆ 傾斜面
３９ ヘッドカバー
３９ｂ 主保護壁部
３９ｃ 副保護壁部
３９ｅ 端縁
３９ｇ 主支持部
３９ｈ ボルト孔
３９ｉ 副支持部
３９ｊ ボルト孔
４０ 開口部
４１ 横側面
４１ａ 横側板
４１ｂ 横側面
４２ ガイド部材
４２ａ 摺動部
４２ｂ 支持部
４２ｃ 摺動面
４２ｄ 傾斜面
４４ ボルト
４５ ボルト
４６ 矢印線
４７ 矢印
４８ 矢印線
４９ 進退軸
４９ａ ストッパ片
５０ 圧縮コイルスプリング
５１ 矢印線
Ｌ１ ワイパーブレード両端と摺動面との間の間隔
Ｌ２ ノズル列の長さ，ノズル列が配列されている配列領域の幅
Ｌ３ ワイパーブレードの払拭幅
Ｌ４ 枠状カバー板の内側寸法
Ｌ５ 摺動面と横側板との間の隙間
Ｌ６ ノズル列端部と払拭幅端部の間隔

Claims (13)

1. 圧力発生室および液体貯留室が形成された圧力発生室形成板と、上記圧力発生室形成板に接合された上記圧力発生室および液体貯留室を封止する封止板と、上記圧力発生室に連通したノズル開口を列設して形成した複数のノズル列を有し上記圧力発生室形成板に接合されたノズルプレートを含んで構成されている流路ユニットが、ヘッドケースに接合されている液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置であって、上記ノズルプレートのノズル形成面に付着している液体を払拭するワイパーブレードを有し、
   上記ワイパーブレードと一体的に設けられ、上記液体噴射ヘッドの横側面に接触することにより、ワイパーブレードとノズル列とを所定の相対位置関係とするようガイドするガイド部材が設けられていることを特徴とする液体噴射装置。
2. 上記ガイド部材が接触する横側面は、ヘッドケースの横側面もしくは、ヘッドケースに取り付けられた保護用のヘッドカバーの横側板である請求項１記載の液体噴射装置。
3. 上記ヘッドカバーは、ノズル形成面の全周縁部を保護する枠状カバー板を有している請求項２記載の液体噴射装置。
4. 上記払拭幅は、ワイパーブレードの長さ方向における上記枠状カバー板の内側寸法よりも小さく設定されている請求項２または３記載の液体噴射装置。
5. 上記ヘッドカバーは、払拭開始側と払拭終了側のノズル形成面の周縁部だけを保護するカバー板を有している請求項２記載の液体噴射装置。
6. 上記払拭幅は、ワイパーブレードの長さ方向における上記ノズルプレートの幅寸法よりも小さく設定されている請求項５記載の液体噴射装置。
7. 上記ガイド部材は、ワイパーブレードの払拭動作中に変形しない剛性を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
8. 上記ガイド部材は、少なくとも上記横側面に接触する摺動部と、ワイパーブレードを支持する支持部とから構成されている請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
9. 上記ワイパーブレードは、単一のものである請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
10. 上記ワイパーブレードは、上記ノズル列の長さよりも長い払拭幅で上記液体噴射ヘッドが主走査方向に移動する際に払拭する請求項１記載の液体噴射装置。
11. 上記ガイド部材と上記横側面との隙間寸法は、上記ノズル列の端部とワイパーブレードの上記払拭幅の端部との間の距離よりも小さく設定されている請求項１０記載の液体噴射装置。
12. 上記ワイパーブレードは、上記複数のノズル列がノズルプレートに配列されている配列領域の幅よりも大きい払拭幅でワイパーブレードが副走査方向に移動する際に払拭する請求項１記載の液体噴射装置。
13. 上記ガイド部材と上記横側面との隙間寸法は、上記配列領域の端部とワイパーブレードの上記払拭幅の端部との間の距離よりも小さく設定されている請求項１２記載の液体噴射装置。

Images