JP2009012412A - 液体噴射ヘッド、ヘッドユニットおよびそれを用いた記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体である紙等の液体噴射ヘッドへの衝突による紙詰まりや液体噴射ヘッドの破損が低減した液体噴射ヘッド、ヘッドユニットおよび記録装置を提供すること。
【解決手段】ノズルプレート２が、カバーヘッド４の保持部４１，４２，４３によって液体噴射ヘッド本体３に押さえられることにより、ノズルプレート２の剥離による液体噴射ヘッド１の破損を低減できる。また、ノズルプレート２に形成されたノズル列６０の配列方向（搬送方向の下流側）に保持部が存在しないため、ノズル列６０の配列方向に進む記録媒体にそりが発生していても、保持部に衝突して起こる紙詰まりや衝突による破損の低減した液体噴射ヘッド１、ヘッドユニット１０およびプリンタ１００を得ることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体噴射ヘッド、およびそれを備えたヘッドユニット、記録装置に関する。

液体噴射ヘッドを備えた記録装置には、シリアル方式とライン方式が用いられている。シリアル方式では、記録媒体である紙等が印刷位置まで給紙された後に、用紙搬送経路から外れて待機していた液体噴射ヘッドが印刷位置に移動し、印刷が行われる。一方、ライン方式では、１つまたは複数の液体噴射ヘッドが待機している印刷位置に紙等が給紙され、印刷が行われる。印刷は、液体噴射ヘッドのノズルプレートに形成されたノズル開口から噴射されるインクによって行われる。
ライン方式では、待機している液体噴射ヘッドのノズルプレート近くに紙等が搬送される。このとき、紙等の搬送方向の先頭にそりが生じていた場合、紙等が液体噴射ヘッド間の隙間に入り込んだり、ノズルプレートに衝突したりする。その結果、紙等の搬送時に紙詰まりを起こしたり、衝突によるノズルプレートの剥離等により液体噴射ヘッドが破損したりする。
用紙搬送方向のノズルプレートの上流側端部に折り曲げ部を設け、そりの発生した紙等が進入してきても、紙等は折り曲げ部の下面に接触しながら用紙搬送経路に戻るように案内される構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−９６６０号公報（第５項）

ノズルプレートは、力によるストレスに対して弱く、接着剤で固定しただけでは液体噴射ヘッド本体から剥離してしまう。そこで、ノズルプレートを機械的に液体噴射ヘッドに固定するために、外縁に保持部が設けられている。保持部は、液体噴射ヘッドに固定され、ノズルプレートは液体噴射ヘッドに押圧されている。
保持部を設けると、保持部に搬送された紙等が衝突することにより、紙詰まりを起こしたり、液体噴射ヘッドが破損したりする。

本発明は、上述の課題の一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドであって、前記液体噴射ヘッドには、前記ノズル開口が列設された複数のノズル列が形成されているノズルプレートが装着され、前記ノズル列の配列方向と平行な前記ノズルプレートの外縁に接触して前記液体噴射ヘッドに固定されている保持部を有していることを特徴とする液体噴射ヘッド。

これによれば、ノズルプレートが、カバーヘッドの保持部によって液体噴射ヘッドに押さえられることにより、ノズルプレートの剥離による液体噴射ヘッドの破損が低減される。また、ノズルプレートに形成されたノズル列の配列方向に保持部が存在しないため、ノズル列の配列方向に進む記録媒体にそりが発生していても、保持部に衝突して起こる紙詰まりや衝突による破損の低減した液体噴射ヘッドが得られる。

［適用例２］上記に記載の液体噴射ヘッドにおいて、前記保持部が、さらに前記ノズル列の配列方向にある前記ノズルプレートのどちらか一方の外縁にも設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
これによれば、３ヶ所以上の保持部でノズルプレートが液体噴射ヘッドに保持されているので、ノズルプレートが確実に液体噴射ヘッドに固定される。したがって、より破損の低減した液体噴射ヘッドが得られる。

［適用例３］ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドが配列されているヘッドユニットであって、前記ノズル開口が列設された複数のノズル列が形成されているノズルプレートが装着され、前記ノズル列の配列方向と平行な前記ノズルプレートの外縁に接触して前記液体噴射ヘッドに固定されている保持部を有している前記液体噴射ヘッドが、前記ノズル列の方向を合わせて１つまたは複数列配置されていることを特徴とするヘッドユニット。

これによれば、前述の効果を達成できるヘッドユニットが得られる。

［適用例４］上記に記載のヘッドユニットにおいて、前記保持部が、さらに前記ノズル列の配列方向にある前記ノズルプレートのどちらか一方の外縁にも設けられていることを特徴とするヘッドユニット。
これによれば、前述の効果をより達成できるヘッドユニットが得られる。

［適用例５］ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドが配列されているヘッドユニットを備えた記録装置であって、前記ノズル開口が列設された複数のノズル列が形成されているノズルプレートが装着され、前記ノズル列の配列方向と平行な前記ノズルプレートの外縁に接触して前記液体噴射ヘッドに固定されている保持部を有している前記液体噴射ヘッドが、前記ノズル列の方向を合わせて１つまたは複数列配置されている前記ヘッドユニットと、前記ノズルプレートに対向する位置に、前記ノズル列の配列方向に記録媒体を搬送する搬送ユニットとを備えていることを特徴とする記録装置。

これによれば、前述の効果に加え紙詰まりの低減した記録装置が得られる。

［適用例６］上記に記載の記録装置において、前記保持部が、さらに前記ノズル列の配列方向にある前記ノズルプレートのどちらか一方の外縁にも設けられていることを特徴とする記録装置。
これによれば、前述の効果をより達成できる記録装置が得られる。

図１は、実施形態にかかる記録装置としてのプリンタ１００の概略部分断面図である。プリンタ１００は、記録媒体Ｓを搬送しながら印刷を行うものである。
図中、実線矢印で、記録媒体Ｓの搬送方向とプリンタ１００の設置面に対して上方向および下方向を示した。記録媒体Ｓには、通常、紙またはインク受容層を備えた紙が用いられるが、インク受容層を備えた合成樹脂からなるフィルム等であってもよい。
なお、プリンタ１００は、インクジェット方式プリンタの中の「ラインヘッドプリンタ」と呼ばれるライン方式を用いている。プリンタ１００は、４色印刷（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）を行う。プリンタ１００としては、ブラック単色の印刷を行うものであってもよい。

以下、プリンタ１００の基本的な構成について説明する。
図１に示すように、プリンタ１００は、ヘッドユニット１０と搬送ユニット２０とを備えている。
搬送ユニット２０は、記録媒体Ｓを印刷可能な位置に送り込み、所定方向（以下、搬送方向という）に紙を搬送させるためのものである。
搬送ユニット２０は、搬送ローラ１１，１３とベルト１２と紙検出センサ１４と給紙ローラ１５と図示しない搬送モータとを備えている。搬送ローラ１１，１３の回転方向を矢印で示している。
給紙ローラ１５は、記録媒体挿入口に挿入された記録媒体Ｓをプリンタ１００内に自動的に給紙するためのローラである。給紙ローラ１５によって給紙された記録媒体Ｓはベルトコンベヤー方式で搬送される。ベルトコンベヤー方式とは、輪状のベルト１２が搬送ローラ１１および１３により回転し、ベルト上の記録媒体Ｓを搬送する方式である。また、搬送ローラ１１および１３は、搬送モータによって駆動される。なお、記録媒体Ｓはベルト１２に静電吸着またはバキューム吸着されている。

以下に、ヘッドユニット１０について説明する。ヘッドユニット１０は、搬送ユニット２０のベルト１２の記録媒体Ｓを搬送する面の上側（図１における上方向）に配置されている。
図２は、ヘッドユニット１０を記録媒体Ｓ側（図１における下方向）から見た斜視図である。白抜き矢印で記録媒体Ｓの搬送方向を示した。
図２において、ヘッドユニット１０は、６個の液体噴射ヘッド１を備えている。記録媒体Ｓの搬送方向に直交する方向に並べられた３個の液体噴射ヘッド１を１列とし、記録媒体Ｓの搬送方向に２列が並べられている。そして、１列の液体噴射ヘッド１に対し、他の列の液体噴射ヘッド１は、記録媒体Ｓの搬送方向に直交する方向にずれて並べられている。ずれ量は、液体噴射ヘッド１の搬送方向に直交する方向の幅の半分である。液体噴射ヘッド１は、記録媒体Ｓから見ていわゆる千鳥状に配置されている。
なお、ヘッドユニット１０を構成する液体噴射ヘッド１の個数は、６個に限らず何個であってもかまわない。個数は、使用する記録媒体Ｓの大きさと液体噴射ヘッド１の大きさによって決めることができる。

液体噴射ヘッド１は、ノズルプレート２と液体噴射ヘッド本体３とカバーヘッド４とを備えている。
ノズルプレート２の形状は、板状の直方体である。液体噴射ヘッド本体３の形状は、略直方体である。ノズルプレート２の面と液体噴射ヘッド本体３の記録媒体Ｓに対向する面は貼り合わせられて装着されている。貼り合わせは、接着によってでもよいし、粘着によってでもよい。ヘッドユニット１０は、ノズルプレート２が記録媒体Ｓに対向するように配置されて構成されている。

ノズルプレート２には、ノズル開口６が、記録媒体Ｓの搬送方向と直交する方向にノズル列６０をなすように形成されている。ノズル列６０は、記録媒体Ｓの搬送方向に４列形成され、４列はそれぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色の液体としてのインクに対応している。

液体噴射ヘッド１は千鳥状に並べて配置されているので、記録媒体Ｓが搬送方向に進む間に、タイミングをずらしてインクをノズル開口６から噴射することにより、搬送方向に直交する方向に途切れなく各色を印刷することができる。
なお、各色に対応するノズル開口６は２列であってもよい。この場合、８列のノズル開口６がノズルプレート２に形成される。各色に対応するノズル開口６の２列も千鳥状に配置することにより、搬送方向に直交する方向のノズル開口６から噴射されたインクによって形成される記録媒体Ｓへの記録密度を上げることができる。

ノズルプレート２は、カバーヘッド４によって液体噴射ヘッド本体３に押圧されている。また、カバーヘッド４は、ネジ５によって液体噴射ヘッド本体３へ固定されている。

図３は、本実施形態における液体噴射ヘッド１を記録媒体Ｓ方向から見た拡大斜視図である。図４は、ノズルプレート２付近の拡大断面図である。白抜き矢印で記録媒体Ｓの搬送方向を示した。
図３において、カバーヘッド４は、保持部４１，４２，４３を備えている。保持部４１，４２，４３は、ノズルプレート２の記録媒体Ｓに対向する面の外縁に接触するように設けられている。
保持部４１は、ノズルプレート２のノズル列６０の配列方向である記録媒体Ｓの搬送方向上流側の外縁に接触するように設けられている。一方、記録媒体Ｓの搬送方向下流側の外縁には保持部は設けられていない。また、保持部４２，４３は、ノズル列６０の配列方向と平行なノズルプレート２の外縁に接触するように設けられている。

カバーヘッド４は、液体噴射ヘッド本体３を一部覆うキャップ形状に形成されている。また、液体噴射ヘッド本体３にはフランジ３１が設けられている。
カバーヘッド４は、液体噴射ヘッド本体３に設けられたフランジ３１にネジ５で固定されている。ネジ５で固定する際に、ノズルプレート２は、カバーヘッド４の保持部４１，４２，４３によって、液体噴射ヘッド本体３に押圧される。
カバーヘッド４は、ノズルプレート２の帯電を防いで接地をとるためにステンレス等の金属板から成形するのが好ましい。

また、図４において、記録媒体Ｓの搬送方向上流側の外縁に接触した保持部４１の記録媒体Ｓに対向する面は、搬送方向の下流に向かうにしたがって記録媒体Ｓに近づくように傾いているのが好ましい。

図５は比較例にかかる液体噴射ヘッド１を記録媒体Ｓ方向から見た拡大斜視図である。図６は、比較例にかかるノズルプレート２付近の拡大断面図である。白抜き矢印で記録媒体Ｓの搬送方向を示した。実施形態とは、カバーヘッド７の形状が異なる。
カバーヘッド７は、保持部７１と７２とを備えている。

図５において、比較例では、カバーヘッド７の保持部７１は搬送方向の上流側に、保持部７２は下流側に設けられている。
図６において、カバーヘッド７の下流側部分７３ではノズルプレート２と保持部７２との間に段差が生じている。したがって、記録媒体Ｓの搬送方向の先頭にそりが生じると、段差に記録媒体Ｓが衝突する。その結果、記録媒体Ｓの搬送時に記録媒体Ｓの詰まりを起こしたり、衝撃によるノズルプレート２の剥離等により液体噴射ヘッド１が破損したりする。

本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）ノズルプレート２が、カバーヘッド４の保持部４１，４２，４３によって液体噴射ヘッド本体３に押さえられることにより、ノズルプレート２の剥離による液体噴射ヘッド１の破損を低減できる。また、ノズルプレート２に形成されたノズル列６０の配列方向（搬送方向の下流側）に保持部が存在しないため、ノズル列６０の配列方向に進む記録媒体にそりが発生していても、保持部に衝突して起こる紙詰まりや衝突による破損の低減した液体噴射ヘッド１、ヘッドユニット１０およびプリンタ１００を得ることができる。また、紙詰まりの低減したプリンタ１００を得ることができる。

（２）３ヶ所の保持部４１，４２，４３でノズルプレート２が液体噴射ヘッド本体３に保持されているので、ノズルプレート２を確実に液体噴射ヘッド本体３に固定することができる。したがって、より液体噴射ヘッド１の破損の低減した液体噴射ヘッド１およびヘッドユニット１０を得ることができる。

（３）ノズルプレート２の形状が、複雑な形状と比較して加工の容易な板状の直方体であり、カバーヘッド４の加工も容易になり、液体噴射ヘッド１の破損の低減した液体噴射ヘッド１が容易に得られる。

（４）ノズルプレート２が直方体なので液体噴射ヘッド１の配置が容易なヘッドユニット１０を得ることができる。

なお、実施形態は上記に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
例えば、実施形態において、カバーヘッド４には、保持部４２，４３を設け、搬送方向の上流側の保持部４１を設けなくてもよい。

また、ノズルプレートの形状は、板状の直方体に限らない。例えば、三角柱、六角柱等であってもよい。ノズルプレートの形状に合わせて液体噴射ヘッド本体の形状も三角柱、六角柱とすることにより、インクジェット本体を組み合わせてヘッドユニットを構成する際に、隙間なく配置することが可能で、ヘッドユニットを小型にできる。

さらに、記録媒体の搬送方法としては、ベルトコンベア方式のほか、搬送ローラ１１，１３間にプラテンを備えたものであってもよい。

実施形態にかかるプリンタの概略部分断面図。 ヘッドユニットを記録媒体方向から見た斜視図。 液体噴射ヘッドを記録媒体方向から見た拡大斜視図。 ノズルプレート付近の拡大断面図。 比較例にかかる液体噴射ヘッドを記録媒体方向から見た拡大斜視図。 ノズルプレート付近の拡大断面図。

符号の説明

１…液体噴射ヘッド、２…ノズルプレート、３…液体噴射ヘッド本体、４，７…カバーヘッド、６…ノズル開口、１０…ヘッドユニット、２０…搬送ユニット、４１，４２，４３…保持部、６０…ノズル列、１００…記録装置。

Claims (6)

1. ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドであって、
   前記液体噴射ヘッドには、前記ノズル開口が列設された複数のノズル列が形成されているノズルプレートが装着され、
   前記ノズル列の配列方向と平行な前記ノズルプレートの外縁に接触して前記液体噴射ヘッドに固定されている保持部を有している
   ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 請求項１に記載の液体噴射ヘッドであって、
   前記保持部が、さらに前記ノズル列の配列方向にある前記ノズルプレートのどちらか一方の外縁にも設けられている
   ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
3. ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドが配列されているヘッドユニットであって、
   前記ノズル開口が列設された複数のノズル列が形成されているノズルプレートが装着され、前記ノズル列の配列方向と平行な前記ノズルプレートの外縁に接触して前記液体噴射ヘッドに固定されている保持部を有している前記液体噴射ヘッドが、前記ノズル列の方向を合わせて１つまたは複数列配置されている
   ことを特徴とするヘッドユニット。
4. 請求項３に記載のヘッドユニットであって、
   前記保持部が、さらに前記ノズル列の配列方向にある前記ノズルプレートのどちらか一方の外縁にも設けられている
   ことを特徴とするヘッドユニット。
5. ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドが配列されているヘッドユニットを備えた記録装置であって、
   前記ノズル開口が列設された複数のノズル列が形成されているノズルプレートが装着され、前記ノズル列の配列方向と平行な前記ノズルプレートの外縁に接触して前記液体噴射ヘッドに固定されている保持部を有している前記液体噴射ヘッドが、前記ノズル列の方向を合わせて１つまたは複数列配置されている前記ヘッドユニットと、
   前記ノズルプレートに対向する位置に、前記ノズル列の配列方向に記録媒体を搬送する搬送ユニットとを備えている
   ことを特徴とする記録装置。
6. 請求項５に記載の記録装置であって、
   前記保持部が、さらに前記ノズル列の配列方向にある前記ノズルプレートのどちらか一方の外縁にも設けられている
   ことを特徴とする記録装置。

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