JP2006315218A - Liquid ejection head and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関し、特にタンク一体型液体吐出ヘッド及びこのタンク一体型液体吐出ヘッドを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head and an image forming apparatus, and more particularly to a tank integrated liquid discharge head and an image forming apparatus including the tank integrated liquid discharge head.
例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像形成装置としては、記録液の液滴を吐出する液体吐出ヘッドを記録ヘッドに用いたインクジェット記録装置が知られている。このような液体吐出ヘッドとしては、例えば、加圧液室内のインクを加圧する圧力発生手段として圧電素子などの電気機械変換素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて記録液の膜沸騰を利用するいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のもの、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータを圧力発生手段に用いたものなどが知られている。 For example, as an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying apparatus, or a plotter, an ink jet recording apparatus using a liquid discharge head that discharges a recording liquid droplet as the recording head is known. As such a liquid discharge head, for example, a diaphragm that forms a wall surface of an ink flow path is deformed by using an electromechanical conversion element such as a piezoelectric element as pressure generating means for pressurizing ink in a pressurized liquid chamber. A so-called piezo type that discharges ink droplets by changing the volume in the flow path, a so-called thermal type that utilizes film boiling of the recording liquid using an electrothermal transducer such as a heating resistor, and the wall surface of the ink flow path Electrostatic force that changes the volume of the ink flow path and ejects ink droplets by deforming the diaphragm with electrostatic force generated between the diaphragm and the electrode. There are known a type and a shape memory alloy actuator using a metal phase change due to a temperature change as a pressure generating means.
このような液体吐出ヘッドや液体吐出ヘッドを使用するインクジェット記録装置においては、液体吐出ヘッドの圧力発生手段を記録データに応じて駆動するために、液体吐出ヘッドの圧力発生手段に対して装置本体側から所要の信号を与える配線を設ける必要がある。 In such an ink jet recording apparatus using a liquid discharge head or a liquid discharge head, in order to drive the pressure generation means of the liquid discharge head in accordance with the recording data, the apparatus main body side with respect to the pressure generation means of the liquid discharge head Therefore, it is necessary to provide wiring for supplying a required signal.
そこで、例えば、特許文献1に記載されているように、記録ヘッドを駆動するドライブIC等を搭載したフレキシブル基板と記録ヘッドを搭載したキャリッジ内に配置された中継基板とをフレキシブルフラットケーブルを用いて接続するインクジェット記録装置が知られている。
その他、特許文献2に記載されているように、吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部を有するヘッド本体と、このヘッド本体を支持する支持部材と、エネルギー発生手段に対して駆動電力を供給する電源とヘッド本体との電気的接続を行うためのフレキシブルプリント配線板とを具えた液体吐出ヘッドが知られている。
また、特許文献3に記載されているように、主走査方向に移動可能なキャリッジを記録紙の搬送面の上方に配置し、キャリッジに印字ヘッドおよび中継基板を搭載し、印字ヘッドと中継基板を導通接続するFPCを備えるインクジェット記録装置であって、印字ヘッドからFPCを主走査方向に引出して約180°屈曲し、キャリッジ内に折畳むように配設したインクジェット記録装置が知られている。
中継基板を用いるものとしては、上記の他、特許文献4ないし13に記載されているものもある。
フレキシブルフラットケーブルや中継基板を用いるものとしては、上記の他、特許文献14ないし18に記載されているものがある。
上述したように、一般にフレキシブル基板は高価であるため、キャリッジと装置本体との間で配線を延長して引き出す部分には、安価なフレキシブルフラットケーブルが使用されているが、フレキシブルフラットケーブルは電極ピッチが1mm以上ある場合にしか使用されないのが現状である。 As described above, since a flexible substrate is generally expensive, an inexpensive flexible flat cable is used for a portion where the wiring is extended and pulled out between the carriage and the apparatus main body. However, the flexible flat cable has an electrode pitch. It is currently used only when there is 1 mm or more.
また、複数のノズルを複数列設けたヘッドを複数色分搭載するフルカラーインクジェット記録装置においては、記録ヘッドのフレキシブル基板とキャリッジ内に配置された中継基板とを接続するとき、片列側のピン配置が逆になり中継基板のコストアップにつながるという課題がある。さらに、キャリッジ内に配置された中継基板のパターンレイアウトが複雑になり規定のパターン幅が確保できず信頼性が低下することもあるという課題も生じている。また、フレキシブルフラットケーブルを中継基板のコネクタに接続するとき、組付けに時間を要し簡単には接続できない構造となっているため、組み付け作業が面倒であるという課題も抱えている。 Also, in a full-color inkjet recording apparatus in which a plurality of heads having a plurality of nozzles arranged in multiple rows are mounted, when connecting the flexible substrate of the recording head and the relay substrate arranged in the carriage, the pin arrangement on one side However, there is a problem that the cost of the relay board is increased. Furthermore, the pattern layout of the relay substrate arranged in the carriage becomes complicated, and there is a problem that the prescribed pattern width cannot be secured and the reliability may be lowered. Further, when connecting the flexible flat cable to the connector of the relay board, it takes time to assemble and cannot be easily connected, so that there is a problem that the assembling work is troublesome.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドに対する配線を簡易化したタンク一体型液体吐出ヘッド及び画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a tank-integrated liquid discharge head and an image forming apparatus in which wiring to the head is simplified.
上記課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、記録液の液滴を吐出するヘッドとこのヘッドに記録液を供給するタンクを一体にしたタンク一体型液体吐出ヘッドであり、タンクが樹脂部材からなり、このタンクの外表面に一端部がヘッドに接続された信号線が形成されている構成とした。 In order to solve the above problems, a liquid discharge head according to the present invention is a tank-integrated liquid discharge head in which a head for discharging a droplet of recording liquid and a tank for supplying recording liquid to the head are integrated. A signal line made of a resin member and having one end connected to the head is formed on the outer surface of the tank.
ここで、前記タンクに形成された信号線の他端部は、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジに設けられ、装置本体との間で電気的に接続される中継基板に電気的に接続される接続手段に接続されていることが好ましい。 Here, the other end of the signal line formed in the tank is provided in a carriage on which the liquid discharge head is mounted, and is electrically connected to a relay substrate that is electrically connected to the apparatus main body. It is preferable that it is connected to the connection means.
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係るタンク一体型液体吐出ヘッドを備えている構成とした。 The image forming apparatus according to the present invention includes the tank-integrated liquid discharge head according to the present invention.
ここで、タンク一体型液体吐出ヘッドは装置本体に対して着脱自在に装着されることが好ましい。 Here, it is preferable that the tank-integrated liquid discharge head is detachably attached to the apparatus main body.
本発明に係る液体吐出ヘッド及び画像形成装置によれば、ヘッドと一体のタンクが樹脂部材からなり、このタンクの外表面に一端部がヘッドに接続された信号線が形成されている構成としたので、ヘッドに対する配線が簡略化されて、低コスト化を図ることができる。 According to the liquid ejection head and the image forming apparatus of the present invention, the tank integrated with the head is made of a resin member, and a signal line having one end connected to the head is formed on the outer surface of the tank. Therefore, the wiring for the head is simplified and the cost can be reduced.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体吐出ヘッドを備えた本発明に係る画像形成装置の一例について図1及び図2を参照して説明する。なお、図1は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図2は同装置の要部平面説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. An example of the image forming apparatus according to the present invention provided with the liquid discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory side view for explaining the overall configuration of the image forming apparatus, and FIG. 2 is an explanatory plan view of a main part of the apparatus.
この画像形成装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド1とガイドレール2とでキャリッジ3を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ4で駆動プーリ6Aと従動プーリ6B間に架け渡したタイミングベルト5を介して図2で矢示方向(主走査方向)に移動走査する。
In this image forming apparatus, a
このキャリッジ3には、例えば、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色の記録液の液滴(インク滴)を吐出する独立したタンク一体型液体吐出ヘッド7k、7c、7m、7y(以下、色を区別しないときには「記録ヘッド7」という。)を主走査方向に沿う方向に配置し、液滴吐出方向を下方に向けて、着脱自在に装着している。
For example, an independent tank-integrated liquid discharge head that discharges droplets (ink droplets) of recording liquids of each color of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) is provided on the
一方、給紙カセット10などの用紙積載部(圧板)11上に積載した用紙12を給紙するための給紙部として、用紙積載部11から用紙12を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙ローラ)13及び給紙ローラ13に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド14を備え、この分離パッド14は給紙ローラ13側に付勢されている。
On the other hand, as a paper feeding unit for
そして、この給紙部から給紙された用紙12を記録ヘッド7の下方側で搬送するための搬送部として、用紙12を静電吸着して搬送するための搬送ベルト21と、給紙部からガイド15を介して送られる用紙12を搬送ベルト21との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ22と、略鉛直上方に送られる用紙12を略90°方向転換させて搬送ベルト21上に倣わせるための搬送ガイド23と、押さえ部材24で搬送ベルト21側に付勢された先端加圧コロ25とを備えている。また、搬送ベルト21表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ26を備えている。
As a transport unit for transporting the
ここで、搬送ベルト21は、無端状ベルトであり、搬送ローラ27とテンションローラ28との間に掛け渡されて、副走査モータ31からタイミングベルト32及びタイミングローラ33を介して搬送ローラ27が回転されることで、図2のベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成している。なお、搬送ベルト21の裏面側には記録ヘッド7による画像形成領域に対応してガイド部材29を配置している。
Here, the
また、図2に示すように、搬送ローラ27の軸には、スリット円板34を取り付け、このスリット円板34のスリットを検知するセンサ35を設けて、これらのスリット円板34及びセンサ35によってエンコーダ36を構成している。
Further, as shown in FIG. 2, a slit disk 34 is attached to the shaft of the
帯電ローラ26は、搬送ベルト21の表層に接触し、搬送ベルト21の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各2.5Nをかけている。
The
さらに、記録ヘッド7で記録された用紙12を排紙するための排紙部として、搬送ベルト21から用紙12を分離するための分離部と、排紙ローラ52及び排紙コロ53と、排紙される用紙12をストックする排紙トレイ54とを備えている。
Further, as a paper discharge unit for discharging the
また、背部には両面給紙ユニット55が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット55は搬送ベルト21の逆方向回転で戻される用紙12を取り込んで反転させて再度カウンタローラ22と搬送ベルト21との間に給紙する。
A double-sided
さらに、図2に示すように、キャリッジ3の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド7のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構56を配置している。
Further, as shown in FIG. 2, a maintenance /
この維持回復機596は、記録ヘッド7の各ノズル面をキャピングするための各キャップ57と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード58と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行なうときの液滴を受ける空吐出受け59などを備えている。
This maintenance / recovery machine 596 is configured to discharge each of the
このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙12が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙12はガイド15で案内され、搬送ベルト21とカウンタローラ22との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド23で案内されて先端加圧コロ25で搬送ベルト21に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
In the image forming apparatus configured as described above, the
このとき、図示しない制御回路によってACバイアス供給部から帯電ローラ26に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト21が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト21上に用紙12が給送されると、用紙12が搬送ベルト21に静電力で吸着され、搬送ベルト21の周回移動によって用紙12が副走査方向に搬送される。
At this time, a positive voltage output and a negative output are alternately repeated from the AC bias supply unit to the
そこで、キャリッジ3を往路及び復路方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド7を駆動することにより、停止している用紙12にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙12を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙12の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙12を排紙トレイ54に排紙する。
Therefore, by driving the
また、両面印刷の場合には、表面(最初に印刷する面)の記録が終了したときに、搬送ベルト21を逆回転させることで、記録済みの用紙12を両面給紙ユニット55内に送り込み、用紙12を反転させて(裏面が印刷面となる状態にして)再度カウンタローラ22と搬送ベルト21との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル21上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ54に排紙する
In the case of double-sided printing, when recording on the front surface (surface to be printed first) is completed, the
また、印字(記録)待機中にはキャリッジ3は維持回復機構55側に移動されて、キャップ57で記録ヘッド7のノズル面がキャッピングされて、ノズル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、キャップ57で記録ヘッド7をキャッピングした状態でノズルから記録液を吸引し(「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。)し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行い、この回復動作によって記録ヘッド7のノズル面に付着したインクを清掃除去するためにワイパーブレード58でワイピングを行なう。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド7の安定した吐出性能を維持する。
During printing (recording) standby, the
次に、この画像形成装置における記録ヘッド7について図3をも参照して説明する。なお、図3は同画像形成装置のキャリッジ部の模式的説明図である。
記録ヘッド7は、記録液の液滴を吐出するヘッド101とこのヘッド101に記録液を供給するタンク102を一体に備えたタンク一体型液体吐出ヘッドである。
Next, the
The
ここで、ヘッド101としては、例えば記録液(インク)の液滴を吐出するノズルを2列千鳥状に配置したものを用いている。また、ヘッド101は、加圧液室内のインクを加圧する圧力発生手段として、圧電素子などの電気機械変換素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型(圧電型)ヘッドを用いているが、これに限るものではなく、前述したように発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて記録液の膜沸騰を利用するいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のものなどを用いることもできる。
Here, as the
そして、この記録ヘッド7のタンク102は樹脂部材で形成し、樹脂表面に配線形成する技術を適用して、その外表面にヘッド101の圧力発生手段を駆動するための信号を伝送する信号線(配線)103を形成し、この信号線103の一端部はヘッド101側に接続され、他端部には、キャリッジ3に設ける中継基板105に電気的に接続される接点式(バネ式)コネクタ104に接続している。なお、信号線103の幅、長さ等は実際の消費電流などを考慮して決めることになる。また、コネクタ104は接点式コネクタに限るものではない。
Then, the
キャリッジ3内の中継基板105は、図4に示すように、各記録ヘッド7k、7c、7m、7yに対応して、装置本体側のFFC106が接続される複数の電極部107aから構成される接続部107k、107c、107m、107yを設けている。複数の電極部107aはヘッド101への信号数に応じた数だけ配置されている。なお、ここでは、接点式コネクタ104で中継基板105と接続する構成としているので、電極部107aは耐久性、信頼性の面から表面にメッキ等の処理を行なうことが好ましい。また、中継基板105内の電極部107aの大きさ、形状等は記録ヘッド7のタンク102側の接点(バネ)式コネクタ104の仕様に合わせたものとする。
As shown in FIG. 4, the
このように、記録液の液滴を吐出するヘッドとこのヘッドに一体化した記録液を供給するタンクが樹脂部材からなり、このタンクの外表面に一端部がヘッドに接続された信号線が形成されていることで、ヘッドに対する配線が簡略化して、低コスト化を図ることができる。この場合、中継基板を用いることでタンク一体型液体吐出ヘッドを装置本体に対して容易に着脱可能な構成とすることができる。 As described above, the head for ejecting the recording liquid droplets and the tank for supplying the recording liquid integrated with the head are made of the resin member, and a signal line having one end connected to the head is formed on the outer surface of the tank. As a result, the wiring for the head can be simplified and the cost can be reduced. In this case, the tank-integrated liquid discharge head can be easily attached to and detached from the apparatus main body by using the relay substrate.
なお、タンク一体型液体吐出ヘッド及び画像形成装置としては、上述したように、タンク及びヘッドが一体的に画像形成装置本体に交換可能に装着されるものだけでなく、サブタンクとヘッドとを一体化してキャリッジ上などに搭載され、装置本体側に記録液カートリッジを交換可能に装着し、この記録液カートリッジからチューブなどを介して液体吐出ヘッドのサブタンクに記録液を補給する構成とするものも含まれる。 As described above, the tank-integrated liquid discharge head and the image forming apparatus are not only those in which the tank and the head are interchangeably mounted on the image forming apparatus main body, but also the sub tank and the head are integrated. In some cases, the recording liquid cartridge is mounted on the apparatus main body side in a replaceable manner, and the recording liquid is supplied from the recording liquid cartridge to the sub-tank of the liquid discharge head via a tube. .
3…キャリッジ
7…記録ヘッド
101…ヘッド
102…タンク
103…信号線(配線)
104…コネクタ
105…中継基板
3 ...
104 ...
Claims (4)
4. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the tank-integrated liquid discharge head is detachably attached to the apparatus main body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005138110A JP2006315218A (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Liquid ejection head and image forming apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012051237A (en) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Ricoh Co Ltd | Droplet discharging head, ink cartridge and image forming apparatus |
JP2017013475A (en) * | 2015-07-07 | 2017-01-19 | 株式会社リコー | Liquid discharging head, liquid discharging unit and liquid discharging device |
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2005
- 2005-05-11 JP JP2005138110A patent/JP2006315218A/en active Pending
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