JP2010214751A - 液滴吐出ヘッド、ヘッドシステムおよび画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ダンパを構成する空室の外壁に穴が開いたときに外壁を早急に修復することができる液滴吐出ヘッド、ヘッドシステムおよび画像形成装置を提供する。
【解決手段】供給側共通流路200の下部には供給側共通流路200の底面を構成するダンパ板216が設けられており、ダンパ板216の下部には、側壁220、ノズル面213を構成する外壁218で囲まれて密閉された空室222が形成されている。空室222の内部には、物理的な衝撃などによって外壁218に穴が開いたときに穴から外部のノズル面213に染み出して凝固する補修剤224が封入されている。
【選択図】図4
【解決手段】供給側共通流路200の下部には供給側共通流路200の底面を構成するダンパ板216が設けられており、ダンパ板216の下部には、側壁220、ノズル面213を構成する外壁218で囲まれて密閉された空室222が形成されている。空室222の内部には、物理的な衝撃などによって外壁218に穴が開いたときに穴から外部のノズル面213に染み出して凝固する補修剤224が封入されている。
【選択図】図4
Description
本発明は液滴吐出ヘッド、ヘッドシステムおよび画像形成装置に関する。
従来よりインクジェットヘッドでは、インク充填時やインク吐出時など様々な要因で内圧が不安定になるということが知られている。その対策として、例えば、流路内部に圧力変動を吸収するダンパを設ける構成が提案されている。
下記特許文献1には、流路となるインク貯留室の壁面の一部を構成してインク貯留室内の圧力変動を吸収するダンパ板を設け、ダンパ板とノズルプレートとの間に圧力変動を逃がすダンパ室が形成された液体噴射装置の構成が開示されている。
しかし、上記特許文献1に記載の構成では、ダンパ室の外壁が薄膜で形成されており、物理的な衝撃などで穴が開く可能性がある。ダンパ室の外壁に穴が開くと、ノズル面からインク等の異物が内部に混入して固着し、ダンパ効果が低下する。一方、ダンパと隣接するノズル面を厚くすることも考えられるが、ノズル面を厚くすると吐出効率が低下する。
本発明は上記事実を考慮し、ダンパを構成する空室の外壁に穴が開いたときに外壁を早急に修復することができる液滴吐出ヘッド、ヘッドシステムおよび画像形成装置を提供することを課題とする。
請求項1に記載の発明に係る液滴吐出ヘッドは、ヘッドプレートに設けられ、液を貯留する共通流路と、前記共通流路にそれぞれ連通し前記液が充填される複数の圧力室と、前記圧力室の圧力を変動させ、前記圧力室と連通するノズルから記録媒体へ前記液を液滴として吐出させる複数の駆動手段と、前記ヘッドプレートに密閉された空室を備え、前記共通流路又は前記圧力室の内部の前記液の内圧を安定化させるダンパと、前記空室の内部に封入され、前記空室を構成する外壁に穴が開いたときに前記穴から前記ヘッドプレートの外部に染み出して凝固し、前記空室を密閉状態とする補修剤と、を有している。
上記の発明によれば、ヘッドプレートに密閉された空室を備えたダンパが設けられており、ダンパにより共通流路又は圧力室の内部の液の内圧が安定化する。物理的な衝撃などで空室を構成する外壁に穴が開いたとき、空室の内部に封入された補修剤が穴からヘッドプレートの外部に染み出して凝固し、空室を密閉状態とする。これによって、穴から空室の内部にインク等の異物が混入して固着することが阻止され、ダンパ効果が低下することが阻止される。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記空室の外壁が、前記ノズルが形成されたノズル板であるものとする。
上記の発明によれば、ダンパを構成する空室の外壁が、ノズルが形成されたノズル板であり、物理的な衝撃などでノズル板に穴が開いたときに、インク等の異物がノズル板の穴から空室の内部に混入して固着することが阻止される。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記ノズル板がシリコンで形成されているものとする。
上記の発明によれば、ノズル板がシリコンで形成されており、空室を構成するノズル板に穴が開きやすい場合でも、補修剤が穴から外部に染み出して凝固し、空室を密閉状態とすることができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記ダンパが前記共通流路に設けられているものとする。
上記の発明によれば、ダンパが共通流路に設けられており、共通流路の内部の液の内圧を安定化させることができると共に、空室の外壁に穴が開いた場合でも、補修剤により空室を密閉状態とすることができる。
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記補修剤は前記ヘッドプレートの外部の外気と接触して凝固するものとする。
上記の発明によれば、補修剤がヘッドプレートの外部の外気と接触して凝固することにより、空室を早急に密閉状態とすることができる。
請求項6に記載の発明に係るヘッドシステムは、液を貯留する共通流路と、前記共通流路にそれぞれ連通し前記液が充填される複数の圧力室と、前記圧力室の圧力を変動させ前記圧力室と連通するノズルから記録媒体へ前記液を液滴として吐出させる複数の駆動手段と、を備えたヘッドプレートと、前記ヘッドプレートに連結され、前記共通流路に供給される液を貯留する液室が形成された液タンクと、前記液タンクに密閉された空室を備え、前記液室内の前記液の内圧を安定化させるダンパと、前記空室の内部に封入され、前記空室を構成する外壁に穴が開いたときに前記穴から前記液タンクの外部に染み出して凝固し、前記空室を密閉状態とする補修剤と、を有している。
上記の発明によれば、ヘッドプレートに連結される液タンクに密閉された空室を備えたダンパが設けられており、ダンパにより液タンクに形成された液室内の液の内圧が安定化する。物理的な衝撃などで空室を構成する外壁に穴が開いたと、空室の内部に封入された補修剤が穴から液タンクの外部に染み出して凝固し、空室を密閉状態とする。これによって、穴から空室の内部にインク等の異物が混入して固着することが阻止され、ダンパ効果が低下することが阻止される。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載のヘッドシステムにおいて、前記補修剤は前記液タンクの外部の外気と接触して凝固するものとする。
上記の発明によれば、補修剤が液タンクの外部の外気と接触して凝固することにより、空室を早急に密閉状態とすることができる。
請求項8に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドのノズルとの対向位置に記録媒体を搬送する搬送手段と、を有している。
上記の発明によれば、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドを備えており、ダンパを構成する空室の外壁に穴が開いたときに補修剤により穴を早急に塞ぐことができる。
請求項9に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項6又は請求項7に記載のヘッドシステムと、前記ヘッドシステムのノズルとの対向位置に記録媒体を搬送する搬送手段と、を有している。
上記の発明によれば、請求項6又は請求項7に記載のヘッドシステムを備えており、ダンパを構成する空室の外壁に穴が開いたときに補修剤により穴を早急に塞ぐことができる。
本発明は上記構成としたので、ダンパを構成する空室の外壁に穴が開いたときに外壁の早急な修復を行える液滴吐出ヘッドおよび画像形成装置を実現することができる。
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態の一例について説明する。
<全体構成>
図1に示すように、本実施形態に係る画像形成装置10には、記録媒体としての用紙Pの搬送方向上流側に、用紙Pを給紙搬送する給紙搬送部12が設けられている。この給紙搬送部12の搬送方向下流側には、用紙Pの搬送方向に沿って、用紙Pの記録面に処理液を塗布する処理液塗布部14、用紙Pの記録面に画像を形成する画像形成部16、記録面に形成された画像を乾燥させるインク乾燥部18、乾燥した画像を用紙Pに定着させる画像定着部20、画像が定着した用紙Pを排出する排出部21が順次設けられている。以下、各処理部について説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る画像形成装置10には、記録媒体としての用紙Pの搬送方向上流側に、用紙Pを給紙搬送する給紙搬送部12が設けられている。この給紙搬送部12の搬送方向下流側には、用紙Pの搬送方向に沿って、用紙Pの記録面に処理液を塗布する処理液塗布部14、用紙Pの記録面に画像を形成する画像形成部16、記録面に形成された画像を乾燥させるインク乾燥部18、乾燥した画像を用紙Pに定着させる画像定着部20、画像が定着した用紙Pを排出する排出部21が順次設けられている。以下、各処理部について説明する。
<給紙搬送部>
給紙搬送部12には、用紙Pが積載される積載部22が設けられており、積載部22の用紙搬送方向下流側には、積載部22に積載された用紙Pを一枚ずつ給紙する給紙部24が設けられている。給紙部24によって給紙された用紙Pは、複数のローラ対26で構成された搬送部28を経て、処理液塗布部14へ搬送される。
給紙搬送部12には、用紙Pが積載される積載部22が設けられており、積載部22の用紙搬送方向下流側には、積載部22に積載された用紙Pを一枚ずつ給紙する給紙部24が設けられている。給紙部24によって給紙された用紙Pは、複数のローラ対26で構成された搬送部28を経て、処理液塗布部14へ搬送される。
<処理液塗布部>
処理液塗布部14では、処理液塗布ドラム30が回転可能に配設されている。この処理液塗布ドラム30には、用紙Pの先端部を挟持して用紙Pを保持する保持部材32が設けられており、保持部材32を介して、処理液塗布ドラム30の表面に用紙Pを保持した状態で、処理液塗布ドラム30の回転によって用紙Pを下流側へ搬送する。
処理液塗布部14では、処理液塗布ドラム30が回転可能に配設されている。この処理液塗布ドラム30には、用紙Pの先端部を挟持して用紙Pを保持する保持部材32が設けられており、保持部材32を介して、処理液塗布ドラム30の表面に用紙Pを保持した状態で、処理液塗布ドラム30の回転によって用紙Pを下流側へ搬送する。
なお、後述する中間搬送ドラム34、画像形成ドラム36及び画像定着ドラム40についても、処理液塗布ドラム30と同様に保持部材32が設けられている。そして、この保持部材32によって、上流側のドラムから下流側のドラムへの用紙Pの受け渡しが行われる。
処理液塗布ドラム30の上部には、処理液塗布ドラム30の周方向に沿って、処理液塗布装置42及び処理液乾燥装置44が配設されており、処理液塗布装置42によって、用紙Pの記録面に処理液が塗布され、処理液乾燥装置44によって、処理液が乾燥される。
ここで、処理液はインクと反応して色材(顔料)を凝集し、色材(顔料)と溶媒を分離促進する効果を有している。処理液塗布装置42には、処理液が貯留された貯留部46が設けられており、グラビアローラ48の一部が処理液に浸されている。
このグラビアローラ48にはゴムローラ50が圧接して配置されており、ゴムローラ50が用紙Pの記録面(表面)側に接触して処理液が塗布される。また、グラビアローラ48にはスキージ(図示せず)が接触しており、用紙Pの記録面に塗布する処理液塗布量を制御する。処理液乾燥装置44には、熱風ノズル54及びヒーター56が処理液塗布ドラム30の表面に近接して配設されている。処理液塗布部14で記録面に処理液が塗布、乾燥された用紙Pは、処理液塗布部14と画像形成部16の間に設けられた中間搬送部58へ搬送される。
<中間搬送部>
中間搬送部58には、中間搬送ドラム34が回転可能に設けられており、中間搬送ドラム34に設けられた保持部材32を介して、中間搬送ドラム34の表面に用紙Pの先端を保持し、中間搬送ドラム34の回転によって用紙Pを下流側へ搬送する。
中間搬送部58には、中間搬送ドラム34が回転可能に設けられており、中間搬送ドラム34に設けられた保持部材32を介して、中間搬送ドラム34の表面に用紙Pの先端を保持し、中間搬送ドラム34の回転によって用紙Pを下流側へ搬送する。
<画像形成部>
画像形成部16には、画像形成ドラム36が回転可能に設けられており、画像形成ドラム36に設けられた保持部材32を介して、画像形成ドラム36の表面に用紙Pを保持し、画像形成ドラム36の回転によって用紙Pを下流側へ搬送する。
画像形成部16には、画像形成ドラム36が回転可能に設けられており、画像形成ドラム36に設けられた保持部材32を介して、画像形成ドラム36の表面に用紙Pを保持し、画像形成ドラム36の回転によって用紙Pを下流側へ搬送する。
画像形成ドラム36の上部には、画像形成ドラム36の外周面に近接して、シングルパス方式のインクジェットラインヘッド64で構成されたヘッドユニット66が配設されている。このヘッドユニット66では、例えば基本色であるYMCKのインクジェットラインヘッド64が画像形成ドラム36の周方向に沿って配列され、用紙P上に各色の液滴で画像を形成する。
インクジェットラインヘッド64は、画像形成ドラム36に配置された回転速度を検出するエンコーダ(図示せず)に同期して液滴吐出を行うことで、高精度に着弾位置を決定すると共に、画像形成ドラム36の振れ、回転軸68の精度、ドラム表面速度に依存せず、液滴吐出ムラを低減することが可能となる。
なお、ヘッドユニット66は画像形成ドラム36の上部から退避可能とされており、インクジェットラインヘッド64のノズル面清掃や増粘インク排出などのメンテナンス動作は、このヘッドユニット66を画像形成ドラム36の上部から退避させることで実施される構成とされていてもよい。
記録面に画像が形成された用紙Pは、画像形成ドラム36の回転によって、画像形成部16とインク乾燥部18の間に設けられた中間搬送部70へ搬送されるが、中間搬送部70については、中間搬送部58と構成が略同一であるため説明を省略する。
<インク乾燥部>
インク乾燥部18には、乾燥ドラム38が回転可能に設けられており、乾燥ドラム38の上部には、インク乾燥部18の表面に近接して、熱風ノズル72及びIRヒーター74が複数配設されている。
インク乾燥部18には、乾燥ドラム38が回転可能に設けられており、乾燥ドラム38の上部には、インク乾燥部18の表面に近接して、熱風ノズル72及びIRヒーター74が複数配設されている。
ここでは、一例として、上流側と下流側に熱風ノズル72が配置されるようにして、熱風ノズル72と平行配列された一対のIRヒーター74を交互に配置している。これ以外にも、上流側にIRヒーター74を多く配置して上流側で熱エネルギーを多く照射し水分の温度を上昇させ、下流側に熱風ノズル72を多く配置して飽和水蒸気を吹き飛ばすようにしても良い。
ここで、熱風ノズル72は、熱風の吹きつけ角度を用紙の後端側に傾けて配置するようにしている。これにより、熱風ノズル72による熱風の流れを一方向に集めることができ、また、乾燥ドラム38側へ用紙を押し付け、該乾燥ドラム38の表面に用紙を保持させた状態を維持することができる。
これらの熱風ノズル72及びIRヒーター74による温風によって、用紙の画像形成部では、色材凝集作用により分離された溶媒が乾燥され、薄膜の画像層が形成される。
温風は用紙の搬送速度によっても異なるが、通常は50℃〜70℃に設定され、IRヒーター74の温度を200℃〜600℃に設定する事で、インク表面温度が50℃〜60℃になるよう設定されている。蒸発した溶媒はエアーと共に画像形成装置10の外部へ排出されるが、エアーは回収される。このエアーは、冷却器/ラジエータ等で冷却して液体として回収しても良い。
記録面の画像が乾燥した用紙は、乾燥ドラム38の回転によって、インク乾燥部18と画像定着部20の間に設けられた中間搬送部76へ搬送されるが、中間搬送部76については、中間搬送部58と構成が略同一であるため説明を省略する。
<画像定着部>
画像定着部20には、画像定着ドラム40が回転可能に設けられており、画像定着部20では、用紙P上に形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が加熱/加圧されて溶融し、用紙P上に固着定着する機能を有する。
画像定着部20には、画像定着ドラム40が回転可能に設けられており、画像定着部20では、用紙P上に形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が加熱/加圧されて溶融し、用紙P上に固着定着する機能を有する。
画像定着ドラム40の上部には、画像定着ドラム40の表面に近接して、加熱ローラ78が配設されている。この加熱ローラ78は熱伝導率の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプが組み込まれており、加熱ローラ78によって、ラテックスのTg温度以上の熱エネルギーが付与される。これにより、ラテックス粒子を溶融し、用紙P上の凹凸に押し込み定着を行うと共に画像表面の凹凸を平滑化し光沢性を得ることを可能とする。
加熱ローラ78の下流側には、定着ローラ80が設けられている、この定着ローラ80は画像定着ドラム40の表面に圧接した状態で配置され、画像定着ドラム40との間でニップ力を得るようにしている。このため、定着ローラ80又は画像定着ドラム40のうち、少なくとも一方は表面に弾性層を持ち、用紙Pに対して均一なニップ幅を持つ構成とする。
以上の工程を経たのち、記録面の画像が定着した用紙Pは画像定着ドラム40の回転によって、画像定着部20の下流側に設けられた排出部21側へ搬送される。
なお本実施形態では画像定着部20について説明したが、乾燥ドラム38で記録面に形成された画像を乾燥・定着させる構成とされていてもよく、画像定着部20は必ずしも必須ではない。
<液滴吐出ヘッドの構造>
本発明の一実施形態に係るインクジェットラインヘッド64は図2〜図5に示す液滴吐出ヘッドを備えている。
本発明の一実施形態に係るインクジェットラインヘッド64は図2〜図5に示す液滴吐出ヘッドを備えている。
図2に示されているように、略直方体の中空箱形状をしたインクサブタンク100(液タンク)は、吐出方向(図中下)にヘッドプレート104を備え、反吐出方向(図中上)にはインク入口106、インク出口108が設けられ内部へのインク流入、排出が行われる構造とされている。
図3に示されているように、箱体111で形成されたインクサブタンク100の内部は仕切壁102で二分され、インク入口106と連通したインク入口室116と、インク出口108と連通したインク出口室118とに分割される。仕切壁102の上端は箱体111の内側と連続している。仕切壁102の下端は箱体111の内側まで達することなく、箱体111との間に循環流路114を形成している。
インク入口室116、インク出口室118はともに内部をフィルタ112で斜め上下方向に区分されている。フィルタ112は、インク入口室116、インク出口室118に左右対称となるように配置されており、フィルタ112の上端部は仕切壁102の上端部付近で箱体111と連結され、フィルタ112の下端部はインク入口室116、インク出口室118の側壁に連結されている。そして、インク入口106からインク入口室116に流入したインクSはフィルタ112で濾過され、フィルタ112の下方側に流入し、循環流路114を通過してインク出口室118へ流入する。インク出口室118へ流入したインクSはインク出口108から排出される前に再度フィルタ112で濾過される構成とされている。すなわちインク入口106から流入したインクSは図中A室→B室のようにフィルタ112で濾過された後、循環流路114を通過しC室→D室のように再度フィルタ112で濾過される。
なお、図3中の箱体111の下部の符号124は、インクサブタンク100をインクジェットラインヘッド本体に取り付けるためのねじ穴である。また、図2に示されるように、インクサブタンク100は、インク入口106とインク出口108が長手方向にオフセットしているが、図3では分りやすくするためインク入口106とインク出口108とを同じ断面に図示している。
図4及び図5には、ヘッドプレート104の構造例が示されている。これらの図に示されるように、ヘッドプレート104は、インクSが貯留される長尺状の供給側共通流路200と、この供給側共通流路200と所定の間隔でほぼ平行に配置されインクSが貯留される長尺状の循環側共通流路202と、を備えている。インクサブタンク100で濾過されたインクSが図示しないインク流入口から供給側共通流路200に供給され、循環側共通流路202のインクSが図示しないインク流出口からインクサブタンク100に回収される構成とされている。
供給側共通流路200には、長手方向に沿った側壁200Aの上端部の両側に複数のインク供給路204が連通しており、インク供給路204の反対側の端部にはそれぞれ圧力室206が配設されている。複数のインク供給路204は、供給側共通流路200の長手方向と直交する方向に延びており、供給側共通流路200からインクSがインク供給路204を通って圧力室206に供給されるようになっている。個々の圧力室206は上下方向に長い直方体状に形成されており、圧力室206の上部には圧力室206内の圧力を変動させるアクチュエータ208が設けられている。アクチュエータ208は、図示を省略するが、圧力室206の上面を構成すると共に圧力室206を加圧してインクSを押圧する振動板(共通電極)と、振動板の上部に配置されて振動板を駆動する圧電体と、個々の圧電体の上部に配置されて当該圧電体に電気信号を印加する個別電極等を備えている。
圧力室206の下部にはインク流入口210が形成されており、インク流入口210の下端部には圧力室206で加圧されたインクSを液滴として吐出するノズル212が形成されている。個々の圧力室206は、インク供給路204と連通する側面と対向する側面の下部でインク循環路214と連通しており、インク循環路214の圧力室206と反対側の端部は循環側共通流路202に連通している。複数のインク循環路214は、循環側共通流路202の長手方向と直交する方向に延びている。本実施形態では、複数のノズル212が形成されたノズル板はシリコンで形成されており、ノズル板の表面がノズル面213となっている。
図示を省略するが、ヘッドプレート104には、供給側共通流路200と循環側共通流路202とが交互に複数配置されており、供給側共通流路200と循環側共通流路202との間にそれぞれインク供給路204、インク循環路214を介して複数の圧力室206が配置されている。
供給側共通流路200の下部には、供給側共通流路200内のインクSの内圧を安定化させるダンパ215が配設されている。ダンパ215は、供給側共通流路200の底面を構成するダンパ板216を備えており、ダンパ板216の下部には、ノズル面213となるノズル板で構成された外壁218と、側壁220と、ダンパ板216と、で囲まれて密閉された空室222が形成されている。この空室222内は空気層となっている。外壁218は薄膜であり、本実施形態では、外壁218の厚さは約30μmに設定されている。空室222の内部には、物理的な衝撃などによって外壁218に穴が開いたときに穴から外部のノズル面213に染み出して凝固する補修剤224が封入されている。
補修剤224は粘性を有する液体であり、空室222内で表面張力により周囲のダンパ板216、外壁218、側壁220の壁面に広がった状態となっている。補修剤224は、密閉された空室222内では固まらないが、外壁218の外部に面したときに固まる素材で構成されている。補修剤224は、例えば、空気(酸素など)、光、水と反応して凝固するものを用いることができる。補修剤224が空室222内で固まらないようにするために、空室222内に窒素、アルゴン等の不活性ガスを充填しても良い。
補修剤224は、空室222内の気体との体積比で5%〜20%封入されることが好ましい。補修剤224が5%より少ないと、ダンパ板216、外壁218、側壁220の壁面全体に補修剤224が広がらず、外壁218に穴が開いたときに補修剤224が穴から外部に流れ出ない可能性がある。また、補修剤224が20%より多いと、空室222内の気体の量が少なくなり、ダンパとしての効果が小さくなる。
補修剤224としては、例えば、水とポリエチレンの微粒子とカルボキシメチルセルロースとカルボキシビニルポリマーとエチレングリコールとパラオキシ安息香酸メチルと亜硝酸ジシクロヘキシルアンモニウムとを混合し、ジエタノールアミンを添加して増粘させた材料を用いることができる。
具体的には、補修剤224は、以下のようにして作製することができる。即ち、水とパラオキシ安息香酸メチル(防腐剤)と亜硝酸ジシクロヘキシルアンモニウム(防錆剤)とポリエチレンの粉末(微粒子)とカルボキシメチルセルロース(増粘剤)、エチレングリコール(凍結防止剤)とをプロペラ羽のついた攪拌機(回転数300〜600rpm)で混合し、さらにカルボキシビニルポリマー(増粘剤)を添加し約1時間攪拌し続ける。そして、ジエタノールアミン(中和剤)を添加することにより補修剤224が得られる。微粒子は、200〜400μmの粒径のポリエチレンの粉末が用いられる。なお、パラオキシ安息香酸メチル(防腐剤)、亜硝酸ジシクロヘキシルアンモニウム(防錆剤)、エチレングリコール(凍結防止剤)のいずれか1つ以上は省略してもよい。
上記のような材料を用いることで、補修剤224が外壁218に形成された穴から外部のノズル面213に染み出して外気(空気)に接触したときに瞬時に凝固、乾燥し、穴を塞ぐことができる。
補修剤の材料は、例えば、以下のものを用いることができる。
微粒子としては、無機質や有機質のものを問わず用いることができ、その好ましい微粒子としてはポリエチレン、パーライト、雲母、ケイソウ土等が例示できる。そして、このような微粒子を補修剤に混合させる量としては0.01〜10.0重量%が好ましい。
微粒子としては、無機質や有機質のものを問わず用いることができ、その好ましい微粒子としてはポリエチレン、パーライト、雲母、ケイソウ土等が例示できる。そして、このような微粒子を補修剤に混合させる量としては0.01〜10.0重量%が好ましい。
繊維としては、天然繊維または化学繊維を用いることができる。好ましくは化学繊維を、特に好ましくはポリエステル繊維、ナイロン繊維、ガラス繊維の中から選ばれた1種または2種以上のものを用いるのが良い。本発明に係る補修剤にや上記繊維を0.1〜10.0重量%混合することができる。
水としては、水道水等の種類を問わず用いることができる。その本発明に係る補修剤に混合させる水の量としては、30.0〜90.0重量%が好ましい。
増粘剤としては、補修剤の粘度を高くするものであれば適宜用いることができ、好ましくはカルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシビニルポリマー、メチルセルロース等を用いることができる。特に好ましい前記増粘剤には、分子量が17000〜18000のものを用いるのが良い。また、補修剤に増粘剤を混合させる量としては、1.0〜8.0重量%が好ましい。
補修剤を、より一層増粘させるには中和剤を加えることが好ましい。その中和剤としては、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、水酸化ナトリウム、アンモニア等が例示できる。そして、その中和剤を加える量としては、増粘剤を中和して補修剤を中性にする量であれば適量を用いることができ、好ましくは0.01〜5.0重量%とするのが良い。
補修剤は、微生物の繁殖を防ぐために防腐剤を加えることもできる。その具体的な防腐剤としては、クレゾール、パラオキシ安息香酸メチル等のパラオキシ安息香酸エステル等が例示できる。なお、この防腐剤を加える量は0.1〜1.0重量%が好ましい。
また、補修剤224が外壁218に開いた穴から外部に染み出しやすくするために、外壁218及び側壁220の空室222に面した壁面を荒らしておくことが好ましい。
上記のようなヘッドプレート104を備えたインクジェットラインヘッド64の構成によれば、インクサブタンク100から供給されたインクSは供給側共通流路200に流れ、供給側共通流路200からインクSがインク供給路204を通じて個々の圧力室206へ供給される。このインク供給路204はイナータンスが大きくなるように設計されており、吐出時にインクSが供給側共通流路200へ逆流するのを防いでいる。ここで、イナータンスとは、周波数応答関数であり、弾性体に振幅Fの周期的な加振力を加えたとき、他の1点で生じる加速度をAとすると、A/Fで定義される値を言う。
圧力室206に導入されたインクSは、アクチュエータ208の駆動に伴って圧力室206で加圧されることにより、ノズル212から液滴として吐出される。また、アクチュエータ208の動作とは別に供給側共通流路200と循環側共通流路202の圧力差により圧力室206から循環側共通流路202へとインク循環路214を通じてインクSが流れる。このインク循環路214は、吐出時のインクSが循環側共通流路202へ流れるのを防ぐためにイナータンスが大きくなるように設計されている。循環側共通流路202に流れたインクSはインクサブタンク100に回収される。
<本実施形態の作用並びに効果>
図4に示されるように、供給側共通流路200の下部にはダンパ板216を介して空室222が形成されており、圧力室206の加圧によって供給側共通流路200に伝わる圧力変動がダンパ板216によって吸収される。これによって、供給側共通流路200のインクSの内圧が安定化する。
図4に示されるように、供給側共通流路200の下部にはダンパ板216を介して空室222が形成されており、圧力室206の加圧によって供給側共通流路200に伝わる圧力変動がダンパ板216によって吸収される。これによって、供給側共通流路200のインクSの内圧が安定化する。
空室222の下部の外壁218はノズル面213を構成し、薄膜となっているため、物理的な衝撃などで外壁218に穴が開く可能性がある。特に、本実施形態のように外壁218(ノズル板)がシリコンで形成されている場合は外壁218の強度を十分に大きくすることができず、穴が開きやすい。例えば、穴は数μm程度の亀裂である。穴が開いた状態を放置すると、ノズル面213から穴を通じて外壁218の内部にインク等の異物が混入するため、穴を早急に補修することが望ましい。このため本実施形態では外壁218の内部の空室222に補修剤224を封入し、穴を補修剤224により塞ぐ構成とされている。
すなわち、物理的な衝撃などで外壁218に穴が開いた場合、毛細管現象により空室222に封入された補修剤224が穴からノズル面213に染み出す。そして、補修剤224がノズル面213の外部の外気(空気)と接触すると瞬時に凝固し、穴を塞ぐことによりダンパ板216の下部の空室222が密閉状態となり、ダンパ性能を取り戻す。これによって、穴から外壁218の内部の空室222にインク等の異物が混入して固着することが阻止される。また、外壁218の穴を塞ぐことにより、亀裂が広がって供給側共通流路200全体が破損するのを防止することができる。
<実施形態の補足説明>
上記実施形態では、ノズル面213を構成する外壁218の内側に補修剤224が封入された空室222を備えたダンパを設けたが、この構成に限定されず、ヘッドプレートの他の部分の外壁の内側にダンパを設け、ダンパを構成する空間の内部に補修剤224を封入してもよい。ダンパは、共通流路(供給側共通流路や循環側共通流路など)や圧力室の近傍に設けることが好ましい。これによって、共通流路や圧力室の内部のインクSの内圧を安定化させることができると共に、物理的な衝撃によりヘッドプレートの外壁に穴が開いたときに穴を補修剤224により塞ぎ、ダンパ性能を回復させることができる。
上記実施形態では、ノズル面213を構成する外壁218の内側に補修剤224が封入された空室222を備えたダンパを設けたが、この構成に限定されず、ヘッドプレートの他の部分の外壁の内側にダンパを設け、ダンパを構成する空間の内部に補修剤224を封入してもよい。ダンパは、共通流路(供給側共通流路や循環側共通流路など)や圧力室の近傍に設けることが好ましい。これによって、共通流路や圧力室の内部のインクSの内圧を安定化させることができると共に、物理的な衝撃によりヘッドプレートの外壁に穴が開いたときに穴を補修剤224により塞ぎ、ダンパ性能を回復させることができる。
上記実施形態では、ヘッドプレート104の外壁の内側に補修剤224が封入された空室222を備えたダンパを設けたが、この構成に限定されず、インクサブタンク100の箱体111の内側に密閉された空間を備えたダンパを設け、このダンパの空間に補修剤224を封入してもよい。図示を省略するが、例えば、インクサブタンク100では、箱体111の外壁とインク入口室116又はインク出口室118との間に、密閉された空間を備えたダンパを設け、このダンパの空間に補修剤224を封入する構成である。これによって、インク入口室116又はインク出口室118のインクSの内圧を安定化させることができると共に、物理的な衝撃によりインクサブタンク100の箱体111の外壁に穴が開いたときに穴を補修剤224により塞ぎ、ダンパ効果を回復させることができる。
なお、インクサブタンク100に限らず、インクサブタンク100にインクを補給するインクタンクの外壁の内側に、密閉された空間を備えたダンパを設け、このダンパの空間に補修剤224を封入してもよい。
また、シャトルスキャン型のヘッドシステムにおいては、ヘッドには小さいタンクを設け、ヘッドの外部に液を貯留する大きな液タンクを設けてヘッドと液タンクとをホースで接続する構成が採用されている。この構成では、液タンク内の液の内圧を安定化させるためにダンパを設ける場合があり、このダンパの空間に本発明の補修剤224を封入してもよい。これによって、物理的な衝撃により液タンクの外壁に穴が開いたときに穴を補修剤224により塞ぎ、ダンパ効果を回復させることができる。
<その他>
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
例えば上記実施形態ではドラムの表面に用紙Pを保持、搬送する構成を例に挙げたが、これに限定せず例えば無端ベルト状の搬送ベルトを用いる構成や、平板状のステージを用いて用紙を搬送する構成に本発明を適用することも可能である。
また、上記実施形態では処理液塗布部14で用紙Pに処理液を塗布し、乾燥させる処理を施したのち用紙Pに対してヘッドユニット66にて液滴吐出を行う構成を例に挙げたが、勿論これに限定せず例えば通常紙(プレーンペーパー)を保持してそのまま搬送し、表面に液滴を直接吐出して画像を形成する通常のインクジェットプリンタに本発明を適用することも可能である。
さらに吐出される液はインクに限定されず、例えばエッチング時の基板パターン形成などに応用してもよい。
10 画像形成装置
16 画像形成部
36 画像形成ドラム
64 インクジェットラインヘッド(液滴吐出ヘッド)
100 インクサブタンク
104 ヘッドプレート
111 箱体
200 供給側共通流路(共通流路)
202 循環側共通流路(共通流路)
206 圧力室
208 アクチュエータ(駆動手段)
212 ノズル
213 ノズル面
215 ダンパ
216 ダンパ板
218 外壁(ノズル板)
222 空室
224 補修剤
P 用紙
S インク
16 画像形成部
36 画像形成ドラム
64 インクジェットラインヘッド(液滴吐出ヘッド)
100 インクサブタンク
104 ヘッドプレート
111 箱体
200 供給側共通流路(共通流路)
202 循環側共通流路(共通流路)
206 圧力室
208 アクチュエータ(駆動手段)
212 ノズル
213 ノズル面
215 ダンパ
216 ダンパ板
218 外壁(ノズル板)
222 空室
224 補修剤
P 用紙
S インク
Claims (9)
- ヘッドプレートに設けられ、液を貯留する共通流路と、
前記共通流路にそれぞれ連通し前記液が充填される複数の圧力室と、
前記圧力室の圧力を変動させ、前記圧力室と連通するノズルから記録媒体へ前記液を液滴として吐出させる複数の駆動手段と、
前記ヘッドプレートに密閉された空室を備え、前記共通流路又は前記圧力室の内部の前記液の内圧を安定化させるダンパと、
前記空室の内部に封入され、前記空室を構成する外壁に穴が開いたときに前記穴から前記ヘッドプレートの外部に染み出して凝固し、前記空室を密閉状態とする補修剤と、
を有する液滴吐出ヘッド。 - 前記空室の外壁が、前記ノズルが形成されたノズル板である請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
- 前記ノズル板がシリコンで形成されている請求項2に記載の液滴吐出ヘッド。
- 前記ダンパが、前記共通流路に設けられている請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド。
- 前記補修剤は前記ヘッドプレートの外部の外気と接触して凝固する請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド。
- 液を貯留する共通流路と、前記共通流路にそれぞれ連通し前記液が充填される複数の圧力室と、前記圧力室の圧力を変動させ前記圧力室と連通するノズルから記録媒体へ前記液を液滴として吐出させる複数の駆動手段と、を備えたヘッドプレートと、
前記ヘッドプレートに連結され、前記共通流路に供給される液を貯留する液室が形成された液タンクと、
前記液タンクに密閉された空室を備え、前記液室内の前記液の内圧を安定化させるダンパと、
前記空室の内部に封入され、前記空室を構成する外壁に穴が開いたときに前記穴から前記液タンクの外部に染み出して凝固し、前記空室を密閉状態とする補修剤と、
を有するヘッドシステム。 - 前記補修剤は前記液タンクの外部の外気と接触して凝固する請求項6に記載のヘッドシステム。
- 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドのノズルとの対向位置に記録媒体を搬送する搬送手段と、
を有する画像形成装置。 - 請求項6又は請求項7に記載のヘッドシステムと、
前記ヘッドシステムのノズルとの対向位置に記録媒体を搬送する搬送手段と、
を有する画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009063962A JP2010214751A (ja) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | 液滴吐出ヘッド、ヘッドシステムおよび画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2009063962A JP2010214751A (ja) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | 液滴吐出ヘッド、ヘッドシステムおよび画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010214751A true JP2010214751A (ja) | 2010-09-30 |
Family
ID=42974114
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2009063962A Pending JP2010214751A (ja) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | 液滴吐出ヘッド、ヘッドシステムおよび画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010214751A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016002682A (ja) * | 2014-06-16 | 2016-01-12 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 |
JP2017056664A (ja) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法 |
-
2009
- 2009-03-17 JP JP2009063962A patent/JP2010214751A/ja active Pending
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