JP2010099880A - 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイピング時に払拭部材とヘッドを構成する流路板やノズル板のエッジ部との干渉によってこれらの部材が損傷する。
【解決手段】液滴を吐出するノズル１０４が形成されたノズル面１０３ａを有するノズル板１０３と、ノズル板１０３の外周部を囲むノズル保護部材２００とを備え、ノズル保護部材２００は、滴吐出方向側の表面２００ａがノズル面１０３ａよりも滴吐出方向に突出した第１位置と、ノズル面１０３ａと段差が略なくなる第２位置との間で移動可能であって、第１の位置に付勢されて設けられ、ノズル保護部材２００は、記録時には第１位置に保たれ、ノズル面１０３ａをワイパ部材８３で払拭するワイピング時には第２位置に移動される。
【選択図】図７

Description

本発明は液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドを備える画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

なお、本願において、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。

液体吐出ヘッドとしては、個別流路（以下「加圧液室」という。）内のインクを加圧する圧力を発生するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子などで構成される圧電アクチュエータを用いたもの、発熱抵抗体などで構成されるサーマルアクチュエータを用いたもの、静電力を発生する静電アクチュエータを用いたものなどが知られている。

このような液体吐出ヘッドを記録ヘッドに用いる画像形成装置（以下、単に「インクジェット記録装置」ともいう。）においては、インクをノズルから用紙に吐出させて記録を行なう関係上、ノズルからの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などにより吐出不良の状態となり、記録不良を起こすという問題を抱えていることから、記録ヘッドの性能を維持回復する維持回復機構（装置）を備えている。

例えば、通常の維持回復装置は、保湿用キャップ、吸引用キャップ及びノズル面を払拭して清浄化する払拭部材としてのワイパーブレード（ワイパ部材）などを有する。保湿用キャップは、インクの自然蒸発によって生じるノズル付近のインクの増粘固着を防止するためにノズル面を高い密閉性を保って覆うためのものである。吸引用キャップは、ノズルから増粘したインクを吸引して排出するためのものであり、吸引手段としての吸引ポンプが接続される。吸引用キャップは、保湿用キャップと兼用されることもある。ワイパーブレードは、ノズル面に付着したインクを拭き取って除去する。

また、液体吐出ヘッドとしては、特許文献１ないし３に開示されているように、流路を形成する流路板と流路に連通するノズルを形成したノズル板とを積層した構造とした場合、ノズル板の外周面を含むヘッド外周面やノズル面の周縁部を保護するためのノズルカバー（ノズル保護部材）を備えるものが知られている。なお、ノズルカバーを備えないヘッドも知られている（特許文献５参照）。

一般的なノズルカバーは、ノズル面における複数のノズル列を露出するような開口が設けられ、開口以外の部分はノズル面に重なる様に配置され、更に、流路板やノズル板のエッジ部を覆い隠すために曲げられて、ノズル面の周縁部に臨んでいる形状となっている。このノズルカバーの機能は、用紙が搬送中に浮き上がった場合に用紙端部が記録ヘッドの流路板やノズル板のエッジ部に引っ掛かって各部材を損傷したり、ノズル板のノズル面を損傷することを防止し、また、上述した維持信頼性機構によるワイパ部材による払拭時にワイパ部材と流路板やノズル板のエッジ部との干渉によってこれらの部材が損傷することを防止するものである。

従来、特許文献４に開示されているように、描画ヘッドの筆記面を保護するカバー部材と描画ヘッドとを相対的に接近・離間可能に配置し、描画時にはカバー部材の表面が描画ヘッドの先端部よりも突出した位置とし、描画ヘッドのワイピング時にはカバー部材の表面が描画ヘッドの先端部よりも後退した位置とする装置が知られている。

特開２００４−２８４２５５号公報 特許第３１２０８２１号公報 特開２００５−０１４５０５号公報 特開２００３−０７２０４１号公報 特開２００６−０５１７４６号公報

上述した特許文献４に記載のように、描画時にはカバー部材の表面が描画ヘッドの先端部よりも突出した位置とし、描画ヘッドのワイピング時にはカバー部材の表面が描画ヘッドの先端部よりも後退した位置とする構成にあっては、ワイピング時に払拭部材とヘッドを構成する流路板やノズル板のエッジ部との干渉によってこれらの部材が損傷することを防止するというノズル保護部材の機能を果たすことができない、つまり、払拭部材とヘッドを構成する流路板やノズル板のエッジ部との干渉によってこれらの部材が損傷するという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ワイピング時の部材損傷を防止しつつ確実にノズル面を払拭清掃できるとともに、記録時に用紙との干渉による部材の損傷を防止することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面を有するノズル板と、
前記ノズル板の外周部を囲むノズル保護部材と、を備え、
前記ノズル保護部材の全部又は一部は、滴吐出方向側の表面が前記ノズル面よりも滴吐出方向に突出した第１位置と、前記ノズル板のノズル面と段差が略なくなる第２位置との間で移動可能であって、前記第１の位置に付勢されて設けられ、
前記ノズル保護部材の全部又は一部は、記録時には前記第１位置に保たれ、前記ノズル面を払拭部材で払拭するワイピング時には前記第２位置に移動される
構成とした。

本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面を有するノズル板と、
前記ノズル板の外周部を囲むノズル保護部材と、を備え、
前記ノズル保護部材の全部又は一部は、滴吐出方向側の表面が記録時には前記ノズル面よりも滴吐出方向に突出し、前記ノズル面を払拭部材で払拭するワイピング時には前記ノズル面との間の段差を記録時よりも減少する方向に移動するように設けられている
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えた構成とした。

ここで、前記ノズル保護部材の全部又は一部は前記払拭部材と当接することで移動される構成とできる。

また、前記ノズル保護部材の表面に当接して前記ノズル保護部材の全部又は一部を移動させる突き上げ部材を備えている構成とできる。

この場合、前記突き上げ部材は当接する部分がローラ状である構成とできる。

本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、ノズル保護部材の全部又は一部は、滴吐出方向側の表面がノズル面よりも滴吐出方向に突出した第１位置と、ノズル板のノズル面と段差が略なくなる第２位置との間で移動可能であって、第１位置に付勢されて設けられ、ノズル保護部材の全部又は一部は、記録時には第１位置に保たれ、ノズル面を払拭部材で払拭するワイピング時には第２位置に移動される構成としたので、ワイピング時の部材損傷を防止しつつ確実にノズル面を払拭清掃できるとともに、記録時に用紙との干渉による部材の損傷を防止することができる。

本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、ノズル保護部材の全部又は一部は、滴吐出方向側の表面が記録時にはノズル面よりも滴吐出方向に突出し、ノズル面を払拭部材で払拭するワイピング時にはノズル面との間の段差を記録時よりも減少する方向に移動するように設けられている構成としたので、ワイピング時の部材損傷を防止しつつ確実にノズル面を払拭清掃できるとともに、記録時に用紙との干渉による部材の損傷を防止することができる。

本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、ワイピング時の部材損傷を防止しつつ確実にノズル面を払拭清掃できるとともに、記録時に用紙との干渉による部材の損傷を防止することができる。

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。まず、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える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。
この画像形成装置はシリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図２で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ３３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ための本発明に係る液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。

また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「サブタンク３５」という。）を搭載している。このサブタンク３５には、カートリッジ装填部４に着脱自在に装着される各色のインクカートリッジ１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、供給ポンプユニット５によって各色の供給チューブ３６を介して、各色のインクが補充供給される。

一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。

この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、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。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。

さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。

また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。

さらに、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」という。）と、ノズル面をワイピングするための払拭部材であるワイパ部材（ワイパブレード）８３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うときの液滴を受ける空吐出受け８４と、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７などとを備えている。また、図示しないが、このヘッドの維持回復機構８１の下方側には維持回復動作によって生じる廃液を収容するための交換されない廃液タンクを、維持回復機構８１の側方側には交換可能な廃液タンクを、それぞれ備えている。

また、図２に示すように、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに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うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。

このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、帯電ローラ５６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５１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５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２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４２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４２を排紙トレイ３に排紙する。

そして、記録ヘッド３４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動して、キャップ部材８２によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。

次に、記録ヘッド３４を構成する液体吐出ヘッドの一例について図３ないし図５を参照して説明する。なお、図３は同ヘッドの分解斜視説明図、図４は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）に沿う断面説明図、図５は同ヘッドのノズル配列方向（液室短手方向）に沿う異なる例の断面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、ＳＵＳ基板で形成した流路基板（液室基板、流路板）１０１と、この流路基板１０１の下面に接合した振動板部材１０２と、流路基板１０１の上面に接合したノズル板１０３とを有し、これらによって液滴（液体の滴）を吐出する複数のノズル１０４がそれぞれノズル連通路１０５を介して連通する個別流路としての複数の液室（加圧液室、圧力室、加圧室、流路などとも称される。）１０６、液室１０６にインクを供給する供給路を兼ねた流体抵抗部１０７、この流体抵抗部１０７を介して液室１０６と連通する連通部１０８を形成し、連通部１０８に振動板部材１０２に形成した供給口１０９を介して後述するフレーム部材１１７に形成した共通液室１１０からインクを供給する。

流路基板１０１は、流路板１０１Ａと連通板１０１Ｂとを接着して構成している。この流路基板１０１は、ＳＵＳ基板を、酸性エッチング液を用いてエッチング、あるいは打ち抜き（プレス）などの機械加工することで、連通路１０５、加圧液室１０６、流体抵抗部１０７などの開口をそれぞれ形成している。

振動板部材１０２は各液室１０６に対応してその壁面を形成する各振動領域（ダイアフラム部）１０２ａを有し、振動領域１０２ａの面外側（液室１０６と反対面側）に島状凸部１０２ｂが設けられ、この島状凸部１０２ｂに振動領域１０２ａを変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての積層型圧電素子部材１１２の圧電素子柱１１２Ａ上端面（接合面）を接合している。また、積層型圧電素子部材１１２の下端面はベース部材１１３に接合している。

ここで、圧電素子部材１１２は、圧電材料層１２１と内部電極１２２ａ、１２２ｂとを交互に積層したものであり、内部電極１２２ａ、１２２ｂをそれぞれ端面、即ち圧電素子部材１１２の振動板部材１０２に略垂直な側面に引き出して、この側面に形成された端面電極（外部電極）１２３、１２４に接続し、端面電極（外部電極）１２３、１２４間に電圧を印加することで積層方向の変位を生じる。この圧電素子部材１１２は、ハーフカットダイシングによる溝加工を施して１つの圧電素子部材に対して所要数の圧電素子柱１１２Ａ、１１２Ｂを所定の間隔で櫛歯状に形成したものである。

なお、圧電素子部材１１２の圧電素子柱１１２Ａ、１１２Ｂは、同じものであるが、駆動波形を与えて駆動させる圧電素子柱を圧電素子柱１１２Ａ、駆動波形を与えないで単なる支柱として使用する圧電素子柱を圧電素子柱１１２Ｂとして区別している。この場合、図５に示すように、駆動用圧電素子柱１１２Ａと支柱用圧電素子柱１１２Ｂとを交互に使用するバイピッチ構成としているが、すべての圧電素子柱を駆動用圧電素子柱１１２Ａとして使用するノーマルピッチ構成とすることもできる。

また、すべての圧電素子柱１１２Ａの共通外部電極１２４は電気的に共通に接続されて、圧電素子部材１１２（圧電素子列）の一端部側の複数の圧電素子柱１１２Ｂで外部電極１２３側の端面に引き出され、この共通外部電極と各駆動用圧電素子柱１１２Ａの個別外部電極１２３には駆動信号を与えるために半田部材で可撓性を有する配線部材としてのＦＰＣ１１５が接続されている。

ノズル板１０３は、ニッケル（Ｎｉ）の金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法（電鋳）で製造している。このノズル板１０３には各液室１０６に対応して直径１０〜３５μｍのノズル１０４を形成し、流路板１０１に接着剤接合している。そして、このノズル板１０３の液滴吐出側面（吐出方向の表面：吐出面、又は液室１０６側と反対の面）には撥水層を設けている。

なお、このヘッドでは、圧電素子部材１１２の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて液室１０６内インクを加圧する構成とし、更に、液滴の吐出方向が液室１０６でのインクの流れ方向と異なるサイドシュータ方式で液滴を吐出させる構成としている。

さらに、これらの圧電素子部材１１２、ベース部材１１３及びＦＰＣ１１５などで構成されるアクチュエータ部の外周側には、エポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成したフレーム部材１１７を接合している。そして、このフレーム部材１１７には前述した共通液室１１０を形成し、更に共通液室１１０に外部からインクを供給するための供給口１１９を形成し、この供給口１１９は更に図示しないサブタンクやインクカートリッジなどのインク供給源に接続される。

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば押し打ち方式で駆動する場合には、図示しない制御部から記録する画像に応じて駆動用圧電素子柱１１２Ａに２０〜５０Ｖの駆動パルス電圧を選択的に印加することによって、パルス電圧が印加された圧電素子柱１１２Ａが変位して振動板部材１０２の振動領域１０２ａをノズル板１０３方向に変形させ、液室１０６の容積（体積）変化によって液室１０６内のインクを加圧することで、ノズル板１０３のノズル１０４から液滴が吐出される。そして、液滴の吐出に伴って液室１０６内の圧力が低下し、このときのインク流れの慣性によって液室１０６内には若干の負圧が発生する。この状態の下において、圧電素子柱１１２Ａへの電圧の印加をオフ状態にすることによって、振動板部材１０２が元の位置に戻って液室１０６が元の形状になるため、さらに負圧が発生する。このとき、共通液室１１０から液室１０６内にインクが充填され、次の駆動パルスの印加に応じて液滴がノズル１０４から吐出される。

なお、液体吐出ヘッドは、上記の押し打ち以外にも、引き打ち方式（振動板部材１０２を引いた状態から開放して復元力で加圧する方式）、引き−押し打ち方式（振動板部材１０２を中間位置で保持しておき、この位置から引いた後、押出す方式）などの方式で駆動することもできる。

次に、本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図６及び図７を参照して説明する。なお、図６は同液体吐出ヘッドをノズル面側から見た説明図、図７は図６のＸ１−Ｘ１に沿う模式的部分断面説明図である。また、以下の実施形態ではヘッドをキャリッジに装着した状態（滴吐出方向が図において下側を向く状態）で図示している。

この液体吐出ヘッド（記録ヘッド３４）は、前述した図３ないし５で説明したような液体吐出ヘッドで構成されるヘッド部１００と、このヘッド部１００の外周部を囲むノズル保護部材２００とを有している。なお、ヘッド部１００のノズル板１０３の外周部とノズル保護部材２００との隙間は殆んど無い状態となっているが、図では見やすくするために隙間を拡大して示している。

ノズル保護部材２００は、ヘッド部１００のフレーム部材１１７に設けられたガイド部材１３１とノズル保護部材２００に設けられたガイド溝２０１とによって、ヘッド部１００に対して上下方向（滴吐出方向に沿う方向）に移動可能に設けられ、フレーム部材１１７の滴吐出方向側表面（以下「基準面」という。）１１７ａとノズル保護部材２００のフランジ部２０２内面との間に介装したばね部材などの弾性部材２０３によって、滴吐出方向に付勢され、図７に示すように、ノズル保護部材２００の滴吐出方向側表面２００ａがノズル板１０３の滴吐出方向側表面（ノズル面）１０２ａから突出した第１位置に保持されている。

また、ノズル保護部材２００のフランジ部２０２内面側に、フレーム部材１１７の基準面１１７ａに突き当たる位置決め用凸部２０４が形成されている。ここで、ノズル保護部材２００の表面２００ａから位置決め用凸部２０４の滴吐出方向と反対方向側表面（これを「基準面」という。）２０４ａまでの厚みｔ１と、ヘッド部１００のフレーム部材１１７の基準面１１７ａからノズル面（ノズル板１０３の滴吐出方向表面）１０２ａまでの厚みｔ０とは、略同じに形成されている。

これにより、ノズル保護部材２００を上昇させて位置決め用凸部２０４をフレーム部材１１７の基準面１１７ａに突き当てた（当接させた）位置（この位置を「第１位置」とする。）にしたときには、ノズル保護部材２００の表面２００ａとヘッド部１００のノズル板１０３のノズル面１０３ａと段差が略なくなる。

このようにして、ノズル保護部材２００（の全部）は、滴吐出方向側の表面２００ａがノズル面１０３ａよりも滴吐出方向に突出した第１位置と、ノズル板１０３のノズル面１０３ａと段差が略なくなる第２位置との間で移動可能であって、第１位置に付勢されて設けられている。

また、ノズル保護部材２００にはワイパ部材８３が突き当たるワイパ突き上げ凹部２０５が形成されている。なお、維持回復機構８１のワイパ部材８３はワイパホルダ９０に保持されて昇降される（図８に示す矢示Ａ、Ｂ方向）。

なお、ノズル保護部材２００の表面には、撥水処理が施され、付着液の表面張力によってワイピング払拭効率を上げることが好ましい。撥水処理は表面塗布したものや、材料中に練りこませたものでもよい。撥水性材料としては、フッ素原子を有する有機化合物、特にフルオロアルキル基を有する有機物、ジメチルシリキサン骨格を有する有機ケイ素化合物等が使用できる。また、別の撥水性材料として、シリコン原子を有する有機化合物、特にアルキルシロキサン基を有する有機化合物が使用できる。撥水処理において得られた撥水性は、使用するインクに対して静的後退接触角にて３０度以上あることが好ましい。

また、ノズル保護部材２００は金属製としているが、樹脂で形成することもできる。樹脂材料で形成する場合、厚み精度が高いことが好ましいので、シリカ含有のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。これにより、高精度で、高剛性な保護部材を得ることができる。

このように構成したので、記録時には、図８に示すように、ワイパ部材８３が矢示Ｂ方向に下降した状態にあり、ノズル保護部材２００は弾性部材２０３の反発力によって、ガイド溝２０１の上端面とガイド部材１３１とが当接する位置まで下降され、ノズル保護部材２００の表面２００ａがノズル面１０３ａから滴吐出方向に突き出した第１位置に保持され、ノズル保護部材２００の表面２００ａとノズル面１０３ａとの間には相対的に大きな段差が発生した状態となって保持されている。

したがって、記録時に用紙４２が浮き上った場合でも、ノズル面１０３ａよりも先にノズル保護部材２００に接触することになり、用紙４２がヘッド部１００のノズル面１０３ａやノズル板１０３などに干渉して、ノズル板やノズル面が損傷することが防止される。

そして、ヘッド部１００のノズル面１０３ａをワイピングするときには、図９に示すように、ワイパ部材８３が矢示Ａ方向に上昇して、ノズル保護部材２００のワイパ突上げ凹部２０５の下面に突き当たってノズル保護部材２００が弾性部材２０３の付勢力に抗して押し上げられ、ノズル保護部材２００の基準面２０４ａがフレーム部材１１７の基準面１１７ａに突き当たる第２位置まで押し上げられる。つまり、ノズル保護部材２００とノズル板１０３のノズル面１０３ａとの段差が減少する方向に移動される。

その後、ワイパ部材８３は記録ヘッド３４に対して矢示Ｃ方向に相対移動し（移動過程を仮想線で図示している）、ノズル板１０３のノズル面１０３ａを払拭する（ワイピングする）。このとき、ノズル保護部材２００は、ワイパ部材８３の払拭圧に維持された状態で第２位置に保持されており、ノズル保護部材２００とノズル板１０３のノズル面１０３ａとの段差が極わずかな状態（段差が略ない状態）で、ワイピングによるノズル面１０３ａの払拭清掃が行われる。

そして、ワイパ部材８３が破線図示のワイピングの拭き終わり位置８３Ａに移動すると、ワイパ部材８３による払拭圧が解除されて、ノズル保護部材２００は弾性部材２０３の復元力によって第１位置に戻ることになる。なお、ワイパ突上げ凹部２０５の深さは、ノズル板２０１のノズル面１０３ａ（払拭面）に対するワイパ部材８３の食い込み量と同じであることが好ましい。

このワイピング時にもノズル保護部材２００によってヘッド部１００のノズル板１０３などの周囲が保護されているので、ワイパ部材８３がヘッド部１００の側壁面に干渉して流路板１０１やノズル板１０３、ワイパ部材８３自体が損傷することが防止される。

このように、ノズル保護部材は、滴吐出方向側の表面がノズル面よりも滴吐出方向に突出した第１位置と、ノズル板のノズル面と段差が略なくなる第２位置との間で移動可能であって、第１位置に付勢されて設けられ、ノズル保護部材の全部又は一部は、記録時には第１位置に保たれ、ノズル面を払拭部材で払拭するワイピング時には第２位置に移動される構成とすることで、ワイピング時の部材損傷を防止しつつ確実にノズル面を払拭清掃できるとともに、記録時に用紙との干渉による部材の損傷を防止することができる。

また、ノズル保護部材は、滴吐出方向側の表面が記録時にはノズル面よりも滴吐出方向に突出し、ノズル面を払拭部材で払拭するワイピング時にはノズル面との間の段差を記録時よりも減少する方向に移動するように設けられていることで、ワイピング時の部材損傷を防止しつつ確実にノズル面を払拭清掃できるとともに、記録時に用紙との干渉による部材の損傷を防止することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１０及び図１１を参照して説明する。なお、図１０は同液体吐出ヘッドの模式的部分断面説明図、図１１は図１０の矢示Ｄ方向の側面説明図である。
ここでは、ワイパホルダ９０上に、ワイピング時にワイパ部材８３よりも前方側（先に記録ヘッド３４に対向する側）に、ワイパ部材８３とは別に、ノズル保護部材２００を突き上げる突き上げ部材９１を配置している。

これにより、ワイパ部材８３の上昇に伴って突上げ部材９１がノズル保護部材２００の表面に当接し、ノズル保護部材２００の基準面２０４ａとフレーム部材１１７の基準面１１７ａが突き当たる第２位置に押し上げ、ノズル保護部材２００の表面２００ａとノズル板１０３のノズル面１０３ａとの段差が小さくなった状態で、相対的な移動によるワイピング動作が行われる。突上げ部材９１はワイピング時のワイパ部材８３と同様に矢示Ｃ方向に移動する。

この場合、突上げ部材９１が、ノズル板１０３のノズル面１０３ａに当接して擦すことがないように、図１１に示すようにノズル保護部材２００の表面２００ａ上を当接移動する形状としている。また、突上げ部材９１は、ワイパピング時に移動負荷とならならないように摺動性の高い樹脂、例えばポリアセタール樹脂で形成することが好ましい。

次に、本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１２及び図１３を参照して説明する。なお、図１２は同液体吐出ヘッドの模式的部分断面説明図、図１３は図１２の矢示Ｅ方向の側面説明図である。
ここでは、ワイパホルダ９０上に支持部材９３に回転可能に支持したローラ部材９２で突き上げ部材を構成している。

これにより、ワイパ部材８３の上昇に伴って突上げ部材としてのローラ部材９２がノズル保護部材２００の表面に当接し、ノズル保護部材２００の基準面２０４ａとフレーム部材１１７の基準面１１７ａが突き当たる第２位置に押し上げ、ノズル保護部材２００の表面２００ａとノズル板１０３のノズル面１０３ａとの段差が小さくなった状態で、相対的な移動によるワイピング動作が行われる。ローラ部材９２はワイピング時のワイパ部材８３と同様に矢示Ｃ方向に移動する。

この場合、ローラ部材９２がノズル板１０３のノズル面１０３ａのノズル面１０３ａに当接して擦すことがないように、図１３に示すように、ノズル保護部材２００の表面２００ａ上を当接移動するように、左右（ワイピング方向と直交する方向）の両端部に分けて配置している。ローラ部材９２は、ワイピング時に移動負荷とならぬないように転がり抵抗が低い構成とする。

また、ローラ部材９２の表面には、吸収体部材が設けられていてもよい。これにより、ローラ部材９２の移動経路中に付着したインクをワイパ部材８３よりも先に吸収除去することができる。さらに、ローラ部材９２がノズル面１０３ａに接触して移動してもノズル面１０３ａに影響を与えない場合には、ローラ部材９２をワイピング方向と直交にノズル保護部材２００の長さと同様な長さの一本のローラ部材として、ローラ部材でノズル面１０３ａ及びノズル保護部材２００の表面２００ａを払拭した後、ワイパ部材８３によって払拭されるようにすることもできる。

次に、本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１４及び図１５を参照して説明する。なお、図１４は同液体吐出ヘッドをノズル面側から見た説明図、図１５は図１４のＸ２−Ｘ２に沿う模式的部分断面説明図である。
ここでは、前記第１実施形態の弾性部材２０３を使用せずに自重で第１位置に保持される構成としている。また、位置決め用凸部２０４、ワイパ部材突き当て凹部２０５を設けない構成としている。

次に、本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１６を参照して説明する。なお、図１６は同液体吐出ヘッドの模式的部分断面説明図である。
ここでは、前記第１実施形態のワイパ部材突き当て凹部２０５を設けない構成としている。

次に、本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１７及び図１８を参照して説明する。なお、図１７は同液体吐出ヘッドをノズル面側から見た説明図、図１８は図１７のＸ３−Ｘ３に沿う模式的部分断面説明図である。
ここでは、ノズル保護部材２００は、ヘッド部１００のフレーム部材１１７に固定した固定部分２１０と、ヘッド部１００のフレーム部材１１７に上下動可能に取り付けた可動部分２１１とで構成されている。ここで、可動部分２１１は、ワイピング方向（図１８の矢示Ｃ方向）と直交する方向で、ノズル板１０３のワイピング方向の幅以上で、ヘッド部１００の両側面に対向する部分である。

そして、ノズル保護部材２００の一部である可動部分２１１は、前記第１実施形態のノズル保護部材２００と同様な構成でヘッド部１００に保持されている。つまり、ヘッド部１００のフレーム部材１１７に設けられた図示しないガイド部材と可動部分２１１に設けられたガイド溝とによって、ヘッド部１００に対して上下方向（滴吐出方向に沿う方向）に移動可能に設けられ、フレーム部材１１７の１１７ａと可動部分２１１のフランジ部２１２内面との間に介装したばね部材などの弾性部材２１３によって、滴吐出方向に付勢され、図１８に示すように、ノズル保護部材２００の滴吐出方向側表面２００ａ（可動部分２１１の表面２１１ａを含む）がノズル板１０３の滴吐出方向側表面（ノズル面）１０２ａから突出した第１位置に保持されている。

また、可動部材２１１のフランジ部２１２内面側に、フレーム部材１１７の基準面１１７ａに突き当たる位置決め用凸部２１４が形成され、可動部分２１１を上昇させて位置決め用凸部２１４の基準面２１４ａをフレーム部材１１７の基準面１１７ａに突き当てた（当接させた）第１位置にしたときには、可動部分２１１の表面２１１ａとヘッド部１００のノズル板１０３のノズル面１０３ａと段差が略なくなる。

このようにして、ノズル保護部材２００の一部である可動部分２１１は、ノズル保護部材２００の表面２００ａの一部を構成する表面２１１ａがノズル面１０３ａよりも滴吐出方向に突出した第１位置と、ノズル板１０３のノズル面１０３ａと段差が略なくなる第２位置との間で移動可能であって、第１位置に付勢されて設けられている。

このように構成したので、図１８に示すように、ワイパ部材８３がワイピング位置まで上昇して矢示Ｃ方向に移動されるとき、ワイパ部材８３が可動部分２１１に接触することで、ワイパ部材８３によって可動部分２１１が第１位置から第２位置に突き上げられて可動部分２１１の表面２１１ａとノズル板１０３のノズル面１０３ａと段差が略なくなった状態になり、ワイパ部材８３によるワイピングが行われる。

なお、ノズル保護部材２００や可動部分２１１のワイパ部材８３が当接及び払拭時に接触する稜線部分には、ワイピング動作に影響がないようにＲ形状又は面取り形状が施されていることが好ましい。

このように、ノズル保護部材の一部を可動部分として第１位置と第２位置との間で移動可能にすることによって、可動する部分が少なくてすみ、ワイピング時にワイパ部材にノズル保護部材側からかかる負荷を小さくすることができる。

なお、上記実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、例えば、プリンタ／ファックス／コピア複合機などの画像形成装置に適用することができる。また、狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。

本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体構成を説明する側面説明図である。 同装置の要部平面説明図である。 同装置の記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドの一例を示す分解斜視説明図である。 同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）に沿う断面説明図である。 同ヘッドのノズル配列方向（液室短手方向）に沿う異なる例の断面説明図である。 本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドをノズル面側から見た説明図である。 図６のＸ１−Ｘ１に沿う模式的部分断面説明図である。 記録時の説明に供する説明図である。 ワイピング時の説明に供する説明図である。 本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドの説明に供するワイピング時の模式的部分断面説明図である。 同じく図１０を矢視Ｄ方向から見た模式的部分断面説明図である。 本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドの説明に供するワイピング時の模式的部分断面説明図である。 同じく図１１を矢視Ｅ方向から見た模式的部分断面説明図である。 本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドをノズル面側から見た説明図である。 図１３のＸ２−Ｘ２に沿う模式的部分断面説明図である。 本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドをノズル面側から見た説明図である。 本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドをノズル面側から見た説明図である。 図１７のＸ３−Ｘ３に沿う模式的部分断面説明図である。

符号の説明

３３…キャリッジ
３４…記録ヘッド
８３…ワイパ部材
９０…ワイパホルダ
９１…突き上げ部材
９２…ローラ部材
１００…ヘッド部
１０１…流路基板
１０３…ノズル板
１０３ａ…ノズル面
１０４…ノズル
１３１…ガイド部材
１１７…フレーム部材
２００…ノズル保護部材
２０１…ガイド溝
２０２、２１２…フランジ部
２０３、２１３…弾性部材
２０４…位置決め用凸部
２０５…ワイパ突き上げ用凹部
２１１…可動部分

Claims (6)

1. 液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面を有するノズル板と、
   前記ノズル板の外周部を囲むノズル保護部材と、を備え、
   前記ノズル保護部材の全部又は一部は、滴吐出方向側の表面が前記ノズル面よりも滴吐出方向に突出した第１位置と、前記ノズル板のノズル面と段差が略なくなる第２位置との間で移動可能であって、前記第１の位置に付勢されて設けられ、
   前記ノズル保護部材の全部又は一部は、記録時には前記第１位置に保たれ、前記ノズル面を払拭部材で払拭するワイピング時には前記第２位置に移動される
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面を有するノズル板と、
   前記ノズル板の外周部を囲むノズル保護部材と、を備え、
   前記ノズル保護部材の全部又は一部は、滴吐出方向側の表面が記録時には前記ノズル面よりも滴吐出方向に突出し、前記ノズル面を払拭部材で払拭するワイピング時には前記ノズル面との間の段差を記録時よりも減少する方向に移動するように設けられている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
3. 請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドを備えることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、前記ノズル保護部材の全部又は一部は前記払拭部材と当接することで移動されることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３に記載の画像形成装置において、前記ノズル保護部材の表面に当接して前記ノズル保護部材の全部又は一部を移動させる突き上げ部材を備えていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置において、前記突き上げ部材は当接する部分がローラ状であることを特徴とする画像形成装置。

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