JP2012161972A - Liquid jet head and liquid jetting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッド、および、これを備えた液体噴射装置に係り、特に、複数のノズルを列設してなるノズル列を有するノズル形成面、および液体噴射ヘッドを保護すると共にノズル形成面を接地するカバー部材を備えた液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head such as an ink jet recording head, and a liquid ejecting apparatus including the same, and more particularly, to a nozzle forming surface having a nozzle array in which a plurality of nozzles are arranged, and a liquid ejecting head. The present invention relates to a liquid ejecting head including a cover member that protects and grounds a nozzle forming surface, and a liquid ejecting apparatus.
圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズルから液滴として噴射させる液体噴射ヘッドとしては、例えば、インクジェット式記録装置(以下、単にプリンターという)などの画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドという)、液晶ディスプレイなどのカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)など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(生物化学素子)の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどがある。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではR(Red)・G(Green)・B(Blue)の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。 Examples of the liquid ejecting head that ejects the liquid in the pressure chamber as liquid droplets by causing pressure fluctuations include an ink jet recording head used in an image recording apparatus such as an ink jet recording apparatus (hereinafter simply referred to as a printer). (Hereinafter simply referred to as a recording head), a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an organic EL (Electro Luminescence) display, an electrode material ejecting head used for forming an electrode such as an FED (surface emitting display) And a bio-organic substance ejecting head used for manufacturing a biochip (biochemical element). The recording head for the image recording apparatus ejects liquid ink, and the color material ejecting head for the display manufacturing apparatus ejects solutions of R (Red), G (Green), and B (Blue) color materials. The electrode material ejecting head for the electrode forming apparatus ejects a liquid electrode material, and the bioorganic matter ejecting head for the chip manufacturing apparatus ejects a bioorganic solution.
上記の液体噴射ヘッドとしては、複数のノズルが開設された金属製のノズルプレートおよび各ノズルにそれぞれ連通する圧力室を含む液体流路が形成された液体流路を備えた液体噴射ユニットと、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧電振動子等の圧力発生手段と、液体噴射ユニットが固定される樹脂製のヘッドケースと、を備えたものがある。 The liquid ejecting head includes a liquid ejecting unit including a metal nozzle plate having a plurality of nozzles and a liquid channel in which a liquid channel including a pressure chamber communicating with each nozzle is formed. Some include pressure generating means such as a piezoelectric vibrator for causing pressure fluctuation in the liquid in the room, and a resin head case to which the liquid ejecting unit is fixed.
上記液体噴射ユニットは、ノズルプレートのノズルを露出する開口部が開設された額縁状を呈する金属製のカバー部材によって保護されている(例えば、特許文献1参照。)。即ち、液体噴射ユニットの外周面はカバー部材によって覆われており、さらにカバー部材の一部がノズルプレートの表面(液体が噴射される側の面。以下、ノズル形成面とも言う。)における外周縁部に対して覆い被さる状態で接触している。このように構成することにより、液体噴射ユニットに対して記録紙等が接触することが防止される。また、このカバー部材は接地されており、ノズルプレートに接触して導通することで、例えば、記録紙等から発生した静電気がノズルプレートを通じて伝達することによる駆動IC等の損傷や、液体およびノズルプレートの帯電を防止するようになっている。 The liquid ejecting unit is protected by a metal cover member having a frame shape in which an opening for exposing the nozzle of the nozzle plate is opened (see, for example, Patent Document 1). That is, the outer peripheral surface of the liquid ejecting unit is covered with a cover member, and a part of the cover member is an outer peripheral edge on the surface of the nozzle plate (the surface on which liquid is ejected; hereinafter also referred to as a nozzle forming surface). The part is in contact with the cover. With this configuration, it is possible to prevent the recording paper or the like from coming into contact with the liquid ejecting unit. Further, this cover member is grounded, and is brought into contact with the nozzle plate to conduct, for example, damage to the driving IC or the like due to the static electricity generated from the recording paper or the like being transmitted through the nozzle plate, and the liquid and nozzle plate. It is designed to prevent electrification.
上記の液体噴射装置では、液体噴射ヘッドのノズルから液体の溶媒が蒸発することを防いだり、ノズルに対して負圧を与えて当該ノズルから増粘した液体や気泡を強制的に排出したりするため、ノズル形成面を封止するキャップ部材が設けられている。キャップ部材は弾性を有するトレイ状の部材であり、開口面側の上縁部を液体噴射ユニットのノズル形成面側に当接させることでノズル形成面を密閉する(キャッピング)。上記特許文献1に開示されているプリンターでは、カバー部材におけるノズル形成面に重なった部分にキャップ部材の上縁部が当接するように構成されている。即ち、この構成では、液体噴射ユニットにおいてカバー部材が重なり尚かつキャップ部材が当接する領域が必要な分、液体噴射ユニットが大型化するという問題があった。また、この構成では、カバー部材の外面(記録動作時において記録紙やプラテンと対向する面)が、このカバー部材の厚み分だけノズル形成面よりも下方に位置することになる。このため、ノズル形成面とカバー部材との間に段差が生じ、ワイピング部材によるノズル形成面の払拭時に、段差部分に拭き残しが生じたり、ワイピング部材が段差を乗り越える際の衝撃で液体を弾き飛ばしたりする虞があった。
In the above liquid ejecting apparatus, the solvent of the liquid is prevented from evaporating from the nozzle of the liquid ejecting head, or the liquid or bubbles thickened from the nozzle are forcibly discharged by applying a negative pressure to the nozzle. Therefore, a cap member for sealing the nozzle forming surface is provided. The cap member is a tray-like member having elasticity, and seals the nozzle forming surface (capping) by bringing the upper edge portion of the opening surface side into contact with the nozzle forming surface side of the liquid ejecting unit. The printer disclosed in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体噴射ユニットの小型化とワイピング部材による払拭性の向上が可能な液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus capable of reducing the size of the liquid ejecting unit and improving the wiping property by the wiping member. There is.
本発明の液体噴射ヘッドは、上記目的を達成するために提案されたものであり、液体が噴射されるノズルが複数開設された導電性を有するノズル形成面、および、各ノズルにそれぞれ連通する液体流路を有する液体噴射ユニットと、
当該液体噴射ユニットが接合されるヘッドケースと、
導電性を有するカバー部材と、を備え、
前記カバー部材は、前記ヘッドケースに対する取付状態で前記ノズル形成面を露出する開口部が開設されたフレーム部、および、前記開口部の内周縁から開口部内に向けて部分的に突出した当接部を有し、
前記ノズル形成面が前記開口部から露出すると共に前記当接部がノズル形成面に対して当接して導通する状態で前記カバー部材が前記ヘッドケースに取り付けられることで、前記ノズル形成面と前記フレーム部の外面とが同一面上に揃うことを特徴とする。
The liquid ejecting head of the present invention has been proposed to achieve the above object, and has a conductive nozzle forming surface in which a plurality of nozzles from which the liquid is ejected is opened, and the liquid communicating with each nozzle. A liquid jet unit having a flow path;
A head case to which the liquid jet unit is joined;
A cover member having conductivity,
The cover member includes a frame portion having an opening that exposes the nozzle forming surface in an attached state to the head case, and a contact portion that partially protrudes from the inner periphery of the opening toward the opening. Have
The nozzle forming surface and the frame are attached by attaching the cover member to the head case in a state where the nozzle forming surface is exposed from the opening and the contact portion is in contact with and conductive with the nozzle forming surface. The outer surface of the part is aligned on the same surface.
上記構成によれば、当接部がノズル形成面に対して当接して導通する状態でカバー部材がヘッドケースに取り付けられることで、ノズル形成面とフレーム部の外面とが同一面上に揃うので、ノズル形成面の周縁部にカバー部材のフレーム部が重なる構成と比較して、ノズル形成面とカバー部材のフレーム部の外面との間の段差を可及的に低減することができる。これにより、ノズル形成面を払拭するワイピング部材が、ノズル形成面とカバー部材との境界を円滑に移動することができ、ノズル形成面における汚れの拭き残しや、ワイピング部材が拭き取った液体が弾き飛ばされる等の不具合を防止することが可能となる。即ち、ワイピング部材よる払拭性が向上する。また、液体噴射ユニットにおいてカバー部材のフレーム部が重なり尚かつキャップ部材が当接する領域が不要であるため、その分、液体噴射ユニットの小型化が可能となる。 According to the above configuration, the nozzle forming surface and the outer surface of the frame portion are aligned on the same surface by attaching the cover member to the head case in a state where the contact portion is in contact with and conductive with the nozzle forming surface. The step difference between the nozzle forming surface and the outer surface of the frame portion of the cover member can be reduced as much as possible as compared with the configuration in which the frame portion of the cover member overlaps the peripheral portion of the nozzle forming surface. As a result, the wiping member for wiping the nozzle forming surface can smoothly move the boundary between the nozzle forming surface and the cover member, and the dirt remaining on the nozzle forming surface and the liquid wiped off by the wiping member are repelled. It is possible to prevent malfunctions such as That is, the wiping property by the wiping member is improved. Further, in the liquid ejecting unit, since the frame portion of the cover member is overlapped and the region where the cap member abuts is unnecessary, the liquid ejecting unit can be reduced in size accordingly.
上記構成において、前記フレーム部の内面と前記ヘッドケースとの間には、前記液体噴射ユニットの全周に沿って接着剤が充填される構成を採用することが望ましい。 In the above configuration, it is desirable to employ a configuration in which an adhesive is filled along the entire circumference of the liquid ejecting unit between the inner surface of the frame portion and the head case.
当該構成によれば、フレーム部の内面とヘッドケースとの間に、液体噴射ユニットの全周に沿って接着剤が充填されることにより、液体噴射ユニットの外周面と、カバー部材のフレーム部の内面と、ヘッドケースとの間が接着剤によって封止されるので、キャッピング部材によるキャッピング状態で吸引処理を行う際に、液体噴射ユニットの外周面とカバー部材との間から空気が流入することが防止され、これにより、キャッピング部材内の空部をより確実に負圧化することができる。 According to this configuration, the adhesive is filled along the entire circumference of the liquid ejecting unit between the inner surface of the frame portion and the head case, so that the outer peripheral surface of the liquid ejecting unit and the frame portion of the cover member are Since the gap between the inner surface and the head case is sealed with an adhesive, air may flow from between the outer peripheral surface of the liquid ejecting unit and the cover member when the suction process is performed in a capped state by the capping member. This prevents the empty part in the capping member from being negatively positively prevented.
また、上記構成において、前記当接部は、前記開口部の内周縁における四隅にそれぞれ形成され、前記カバー部材が前記ヘッドケースに取り付けられた状態で、前記ノズル形成面におけるノズル形成領域外に当接する構成を採用することが望ましい。 Further, in the above configuration, the contact portion is formed at each of four corners on the inner peripheral edge of the opening, and the cover member is attached to the head case and is outside the nozzle formation region on the nozzle formation surface. It is desirable to employ a configuration that contacts.
さらに、前記当接部の外面が、前記フレーム部の外面よりも当該フレーム部の内面とは反対側に向けて突出する一方、当該当接部の内面が、前記フレーム部の外面と同一面上に揃えられた構成を採用することが望ましい。 Further, the outer surface of the contact portion protrudes toward the opposite side of the inner surface of the frame portion from the outer surface of the frame portion, while the inner surface of the contact portion is flush with the outer surface of the frame portion. It is desirable to adopt a configuration aligned with the above.
また、本発明の液体噴射装置は、上記各構成の何れかの液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止可能なキャップ部材と、
を備えた液体噴射装置であって、
前記キャップ部材は、ノズル形成面に対する封止状態において、当該ノズル形成面と対向する側の面の開口周縁部を、カバー部材のフレーム部に当接させることを特徴とする。
Further, the liquid ejecting apparatus of the present invention includes any one of the liquid ejecting heads having the above-described configurations,
A cap member capable of sealing the nozzle forming surface of the liquid jet head;
A liquid ejecting apparatus comprising:
The cap member is characterized in that, in a sealed state with respect to the nozzle forming surface, an opening peripheral portion of a surface facing the nozzle forming surface is brought into contact with a frame portion of the cover member.
また、上記構成において、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を払拭するワイピング部材を備え、
前記ワイピング部材が、前記ノズル形成面および前記フレーム部の外面を払拭可能な寸法に設定された構成を採用することが望ましい。
Further, in the above configuration, a wiping member for wiping the nozzle forming surface of the liquid jet head is provided,
It is desirable that the wiping member adopt a configuration in which the nozzle forming surface and the outer surface of the frame portion are set to dimensions that can be wiped off.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、液体噴射装置として、図1に示すインクジェット式記録装置1(以下、単にプリンターという)を例示する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following, an ink jet recording apparatus 1 (hereinafter simply referred to as a printer) shown in FIG. 1 is exemplified as the liquid ejecting apparatus.
図1に示したプリンター1は、インク(本発明における液体の一種)を貯留したインクカートリッジ5が取り付けられるカートリッジ装着部2を有し、記録ヘッドユニット3(本発明における液体噴射ヘッドの一種)を搭載するキャリッジ4を備えている。そして、キャリッジ4は、ガイドロッド6に軸支された状態で、駆動プーリー8と遊転プーリー9との間に架設したタイミングベルト10に接続されている。そして、この駆動プーリー8はパルスモーター11の回転軸に接合されており、このパルスモーター11の作動によってキャリッジ4が記録紙7(記録媒体又は着弾対象の一種。)の幅方向、即ち、主走査方向に移動するようになっている。ガイドロッド6の下方には、このガイドロッド6と平行に紙送りローラー12が配置されている。この紙送りローラー12は、紙送りモーター13からの駆動力によって回転されて、プラテン14上の記録紙7を副走査方向へ搬送するように構成されている。
The
キャリッジ4の移動範囲内であって、記録紙等の噴射対象に対して画像等の印刷が行われる記録領域よりも外側の端部領域には、記録ヘッドユニット3の移動の基点となるホームポジションが設定されている。このホームポジション側には、記録ヘッドユニット3のノズル形成面48(図4等参照)をキャッピング(封止)可能なキャッピング機構15と、ノズル形成面を払拭(ワイピング)するワイピング機構16とが主走査方向に隣り合わせて配設されている。キャッピング機構15は、記録ヘッドユニット3のノズル形成面48、即ち、ノズルプレート44の噴射側の面を封止可能なキャップ部材15′を備えており、このキャップ部材15′を、ホームポジションに位置する記録ヘッドユニット3のノズル形成面48に対して進退させることが可能に構成されている。キャップ部材15′は、平面視において略矩形状の箱体、詳しくは、ノズル形成面48と対向する側である上面側に開口したトレイ状の部材であり、例えばエラストマーやゴムなどの弾性材によって作製されている。このキャップ部材15′の上面における開口面積は、ノズル形成面48の面積よりも大きく、且つ、カバー部材22のフレーム部65の面積よりも僅かに小さく設定されている。また、キャップ部材15′の内部空間である封止空部17は、図示しない吸引ポンプなどの吸引手段に連通しており、キャッピング状態で当該吸引手段が作動されることによって負圧化されるように構成されている。
A home position serving as a base point for the movement of the
キャリッジ4がホームポジションに位置付けられると、キャップ部材15′が上方に移動して、当該キャップ部材15′の開口周縁部が後述するヘッドカバー41のフレーム部65に当接することでノズル形成面48を封止するキャッピング状態となる(図5および図6参照)。このキャッピング状態では、ノズル形成面48がキャップ部材15′の封止空部17内に臨み、且つ、キャップ部材15′の開口周縁部(上端部)とフレーム部65の外面とが密着するようになっている。これにより、記録ヘッドユニット3のノズル46からのインク溶媒の蒸発が抑制され、インク粘度の上昇が抑制される。そして、記録紙7等の記録媒体に対する記録処理に移行する際には、ノズル形成面48に対するキャップ部材15′のキャッピング状態が解除される。また、記録ヘッドユニット3の内部流路の増粘したインクや気泡の除去を目的とするクリーニング処理時には、キャッピング状態とした上で吸引手段を作動させることにより封止空部17内が負圧化される。これにより、ノズル46からインクや気泡を強制的に排出させることができる。
When the carriage 4 is positioned at the home position, the
キャッピング機構15と記録領域(プラテン14)との間には、ワイピング機構16が設けられる。このワイピング機構16は、ワイパーブレード16′(本発明におけるワイピング部材に相当)を有している。このワイピング機構16は、ワイパーブレード16′の先端部が記録ヘッドユニット3の移動経路に重なるワイピング位置と、この移動経路から外れてブレード16′の先端部が記録ヘッドユニット3のノズル形成面48に接触しない退避位置とに進退可能となっている。ワイパーブレード16′は、エラストマーやゴムなどの弾性材から成る板状の部材である。このワイパーブレード16′の幅(払拭方向に直交する方向の寸法)は、ノズル形成面48およびフレーム部65の外面を払拭可能な大きさに設定されている。記録ヘッドユニット3のノズル形成面48を払拭する場合には、ワイパーブレード16′をワイピング位置まで移動させ、ワイパーブレード16′の先端部がノズル形成面48に当接する状態で記録ヘッドユニット3とワイパーブレード16′とが相対移動することで、ワイパーブレード16′がノズル形成面48およびフレーム部65を摺動して当該ノズル形成面48およびフレーム部65に付着したインク等を払拭するようになっている。
A
次に記録ヘッドユニット3について説明する。図2は、記録ヘッドユニット3の分解斜視図、図3は、記録ヘッドユニット3の正面図、図4は、記録ヘッドユニット3の下面図である。また、図5は、図4におけるA−A線の要部断面図、図6は、図4におけるB−B線の要部断面図である。なお、図5および図6は、キャップ部材15′によってノズル形成面48がキャッピングされた状態を示している。
本実施形態の記録ヘッドユニット3は、インク導入ユニット19と、ヘッド本体部20と、インク導入ユニット19およびヘッド本体部20の間に配置される回路基板21と、ヘッド本体部20を保護するカバー部材22と、を備えている。
Next, the
The
インク導入ユニット19は、複数のインク導入針26が立設されたインク導入部材25と、インク導入ユニット19の底部を成す基礎部材27と、を備えている。また、インク導入部材25と基礎部材27との間には、環状のシール部材28と、このシール部材28の内側に配置される接続流路部材29と、接続流路部材29と基礎部材27の流路との間に装着される複数のフィルター30と、が設けられている。
The
インク導入部材25の上面には、インクカートリッジ5が着座するカートリッジ配置部31が複数区画形成されている。各カートリッジ配置部31には、インク導入針26がそれぞれ立設されている。本実施形態では、4色のインク(例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク)に対応して、合計4本のインク導入針26が列設されている。インク導入針26の内部には図示しない針流路が形成されている。この針流路の一端はインク導入針26の先端部に開口し、他端は接続流路部材29に形成された中間流路33に連通する。
A plurality of
シール部材28は、内面が接続流路部材29の外周に沿うように環状に形成された合成樹脂等から成る弾性部材である。このシール部材28は、インク導入針26、接続流路部材29、および基礎部材27の各流路の接続部分を密封して液密にする。
The
接続流路部材29は、4本のインク導入針26にそれぞれ対応して形成された中間流路33を4つ有する平板状の部材である。この中間流路33は、一端がインク導入針26の針流路に連通し、他端が基礎部材27のインク供給路35にそれぞれフィルター30を介して連通している。ここで、フィルター30は、接続流路部材29の中間流路33と基礎部材27のインク供給路35の間に装着され、流路内のインクに混入した気泡や異物がインク供給路35側に供給されないように濾過する部材であり、4本の流路に対応して4つ備えられている。
The connection
基礎部材27の上面には、接続流路部材装着部34が形成されている。この接続流路部材装着部34には、接続流路部材29がフィルター30を介在させた状態で装着される。また、基礎部材27の内部には、基礎部材の高さ方向に貫通した状態でインク供給路35が形成されている。このインク供給路35の上端は、接続流路部材装着部34に開口して、フィルター30を介して接続流路部材29の中間流路33と連通する一方、インク供給路35の下端は、ヘッド本体部20のヘッドケース41に形成されたケース流路58(後述)と連通する。なお、インク供給路35の下端部は、基礎部材27の下面より下側(ヘッド本体部20側)に延出しており、後述する回路基板21の流路挿通口40に挿通されている。これにより、インク供給路35の下端部は、回路基板21を挟んでケース流路58と液密に接合することができる。そして、基礎部材27が、シール部材28、接続流路部材29およびフィルター30を間に挟んでインク導入部材25と接合されることで、インク導入ユニット19が形成される。これにより、インク導入流路24、中間流路33、およびインク供給路35がそれぞれ液密に連通し、これらの流路を通じてインクカートリッジ5内のインクがヘッド本体部20側に供給される。
A connection channel
回路基板21には、ICや抵抗等の電装部品が実装されると共に一側の端部にコネクター36が形成されており、インク導入ユニット19とヘッド本体部20との間に配設される。この回路基板21は、後述する振動子ユニット38のフレキシブルケーブル39が接合されている。また、コネクター36には、一端がプリンター1の制御部に接続された信号ケーブル(図示せず)の他端が接続される。そのため、信号ケーブルを通じてプリンター1の制御部から送られてくる駆動信号等が、回路基板21およびフレキシブルケーブル39を介して振動子ユニット38に供給される。また、インク供給路35に対応する箇所には、板厚方向に貫通した流路挿通口40が形成されている。この流路挿通口40にインク供給路35の下端が挿通されて、回路基板21より下方でインク供給路35とヘッドケース41のケース流路58とが接続される。
An electrical component such as an IC or a resistor is mounted on the
次に、ヘッド本体部20の構成について詳しく説明する。本実施形態におけるヘッド本体部20は、振動子ユニット38と、ヘッドケース41と、インク噴射ユニット42と、から構成されている。
Next, the configuration of the head
まず、インク噴射ユニット42について説明する。本実施形態におけるインク噴射ユニット42は、振動板43、ノズルプレート44、および流路形成基板45を備えている。そして、これらのプレート部材は、流路形成基板45が積層方向の中央に位置する状態で接着剤等によって一体化されている。そして、振動板43側がヘッドケース41に接合される。インク噴射ユニット42の各構成プレートの平面(ノズルプレート44のノズル形成面48に平行な面)の大きさ、即ち、面積は、当該インク噴射ユニット42が接合されるヘッドケース41の下面(接合面)の面積よりも小さく設定されている。このため、インク噴射ユニット42がヘッドケース41の下面に接合された状態では、インク噴射ユニット42の周囲にはヘッドケース41との間に段差が生じる。この段差部分には、後述するように、カバー部材22のフレーム部65を固定する際の接着剤72が導入される(図5および図6参照)。
First, the
振動板43は、図示しないステンレス鋼等の金属製の支持板上にPPS(ポリフェニレンサルファイド)等の樹脂フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板43は、流路形成基板45の一方の開口面(ノズルプレート49とは反対側の面)を封止して、圧力室54やリザーバー(共通液室)52の一部を区画している。各圧力室54に対応する部分の支持板にはエッチング加工が施されることで当該部分が環状に除去されて、圧電振動子61の自由端部の先端部が接合される島部55が形成されている(図5参照)。また、振動板43におけるリザーバー52に対応する部分は、このリザーバー52の開口形状に倣って支持板がエッチング加工で除去されて樹脂フィルムのみとなっている。さらに、振動板43には、ケース流路58とリザーバー52とを連通させる導入口(図示せず)が形成されている。
The
ノズルプレート44は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル46が列状に開設されたステンレス鋼等の金属から成る薄手の板材である。このため、ノズルプレート44は導電性を有する。本実施形態では、例えば、180個のノズル46を列状に開設し、これらのノズル46によってノズル列47が構成されている。このノズルプレート44の下面(流路形成基板45に接合される側の面とは反対側の面)が本発明のノズル形成面48となる。また、本実施形態におけるノズルプレート44には、2つのノズル列47が主走査方向に横並びに設けられている。なお、ノズル列47を構成するノズル46の数や、ノズル列47の数は、例示したものに限定されない。
The
ノズル形成面48には、撥液膜が形成されている。この撥液膜はノズルプレート44の材質と比較して絶縁性が高い場合がある。後述するように、カバー部材22とノズルプレート44とをより確実に電気的に導通させる必要があることから、ノズル形成面48の四方の隅角部であって、後述するフレーム部65の当接部68が接触する部分については、ノズル形成面47の全面に対して撥液膜が形成された後に撥液膜が除去されてノズルプレート44の下地が露出した状態となっている。
A liquid repellent film is formed on the
流路形成基板45は、リザーバー52、インク供給口53、及び圧力室54からなる一連のインク流路が形成された板状部材である。本実施形態における流路形成基板45は、例えば、シリコンウェハーを異方性エッチング処理することで作製されている。上記の圧力室54は、ノズル46の列設方向(ノズル列方向)に対して直交する方向に細長い室であり、隔壁で区画された状態で各ノズル46に対応して複数列状に形成されている。そして、この圧力室54の列が、流路形成基板45においてノズル列に直交する方向(記録動作時の主走査方向)に並べて2列形成されている。上述したように、各圧力室54の開口面は振動板43により封止されている。インク供給口53は、圧力室54とリザーバー52との間を連通する流路幅の狭い狭窄部として形成されている。また、リザーバー52は、複数の圧力室54に共通なインクが導入される空部である。このリザーバー52は、部分的に流路形成基板45の中央部(圧力室列と圧力室列との間)に向けて延在しており、ヘッドケース41のケース流路58と連通している。このため、リザーバー52は、ケース流路58およびインク導入ユニット19の各流路を通じてインクカートリッジ5に連通すると共に、インク供給口53を介して対応する各圧力室54に連通する。これにより、リザーバー52はインクカートリッジ5に貯留されたインクを各圧力室54に供給することができる。
The flow
ヘッドケース41は、例えば、エポキシ系樹脂などの樹脂により作製され、中空箱体状のケース本体41aと、該ケース本体41aの上端において当該ケース本体41aの上面(インク導入ユニット19側の面)から側方に延出した板状部(フランジ部)41bとから構成されている。このケース本体41aの下面(インク導入ユニット19とは反対側の面)には、上述したように、インク噴射ユニット42が接合される。また、ケース本体41aの内部には、収容空部57が2つ形成され、各収容空部57内にそれぞれ振動子ユニット38が収容されている。各収容空部57の間には、ヘッドケース41の高さ方向に貫通したケース流路58が形成されている。このケース流路58は、上端がインク導入ユニット19の流路(基礎部材27のインク供給路35)に連通し、下端が振動板43の導入口を通じてリザーバー52に連通している。
The
板状部41bの下面には、ヘッドケース41のケース本体41aを挟んで両側に2個ずつ合計4箇所にカバー部材取付ボス59が突設されている(図4等参照)。このカバー部材取付ボス59が、後述するカバー部材22における止着穴70に挿入されることで、ヘッドケース41に対してカバー部材22が位置決めされる。また、止着穴70から突出したカバー部材取付ボス59は、図示しないカシメ用ホーンによって熱あるいは超音波が付与されて圧潰される(即ち、かしめられる)。これにより、ヘッドケース41からカバー部材22が脱落することが防止される。なお、図3におけるカバー部材取付ボス59は、かしめられていない状態、図4におけるカバー部材取付ボス59は、かしめられた状態となっている。
On the lower surface of the plate-
次に、振動子ユニット38について説明する。本実施形態の振動子ユニット38は、フレキシブルケーブル39、複数の圧電振動子61が列設されてなる圧電振動子群60および固定板62から構成されている。圧電振動子群60を構成する圧電振動子61(圧力発生手段の一種)は、縦方向に伸縮可能な縦振動型の圧電振動子として構成されている。また、各圧電振動子61は、固定端部を固定板62上に接合することにより、自由端部を固定板62の先端縁(端面)よりも外側に突出させて所謂片持ち梁の状態で固定されている。そして、各圧電振動子61における自由端部の先端は、それぞれインク噴射ユニット42における振動板43の島部55に接合される。一方、各圧電振動子61の固定端部側には、固定板62とは反対側にフレキシブルケーブル39が電気的に接続されている。このフレキシブルケーブル39の表面には、各圧電振動子61の駆動等を制御するための図示しない制御用ICが実装されている。このフレキシブルケーブル39の圧電振動子61とは反対側の端部は、回路基板21に電気的に接続されている。また、各圧電振動子61を支持する固定板62は、圧電振動子61からの反力を受け止め得る剛性を備えた金属製の板材によって構成されており、本実施形態では、厚さが1mm程度のステンレス鋼板から作製されている。この固定板62は、収容空部57の内壁に接着固定されている。
Next, the
このように構成されたヘッド本体部20では、島部55に圧電振動子61の先端面が接合されているので、この圧電振動子61の自由端部を伸縮させることで圧力室54の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力室54内のインクに圧力変動が生じる。そして、ヘッド本体部20は、この圧力変動を利用してノズル46からインク滴を噴射(吐出)させる。
In the head
カバー部材22は、インク噴射ユニット42の側面やヘッドケース41の側面を保護する部材であり、ステンレス鋼等の導電性を有する板材に対してプレスによる絞り加工を施すことによって作製されている。本実施形態におけるカバー部材22は、ヘッドケース41の下面に配置されるフレーム部65と、このフレーム部65の四方の辺縁から、ヘッドケース41への取付状態における当該ヘッドケース41の側面に沿う状態でそれぞれ延出した側壁部67と、により構成されている。フレーム部65は、ヘッドケース41の下面の面積と同程度か又はこれよりも少し広い面積を有する額縁状の部材であり、キャッピング時には、上述したキャップ部材15′の開口周縁部が当接される部分(被キャップ部)である。このフレーム部65の中央部分には開口部66が開設されている。この開口部66は、ノズルプレート44の外形よりも少し大きい矩形の貫通穴となっている。そして、開口部66は、カバー部材22がヘッドケース41に取り付けられた状態で、インク噴射ユニット42のノズル形成面48を露出するように構成されている。
The
フレーム部65における開口部66の内周縁の四隅には、開口部内に向けて部分的に突出した当接部68が、フレーム部65と一体にそれぞれ形成されている。本実施形態における当接部68は、図4に示すように、開口部66内に配置されたノズル形成面48における隅角部(撥液膜が除去された部分)を被覆可能な大きさの微小な突起である。この当接部68は、カバー部材22がヘッドケース41に取り付けられた状態で、ノズル形成面48におけるノズル形成領域よりも外側に対応する領域であって、上記のワイパーブレード16′によるノズル形成面48に対する払拭方向(図4において矢印で示す方向)の線上で何れのノズル46とも重ならない位置に設けられている。これにより、ワイピング時において、ワイパーブレード16′が当接部68を乗り越える時点においてもノズル44が形成された領域に対するワイパーブレード16′の密着性が低下することが抑制される。その結果、ノズル形成面48のノズル形成領域に対する払拭性の低下を防止することができる。
At the four corners of the inner peripheral edge of the
また、図6に示すように、当接部68は、フレーム部65の外面(ヘッドケース41側の面である内面とは反対側の面であって、キャップ部材15′が当接される面)よりも下方(内面とは反対側)に隆起した状態に形成されている。より具体的には、当接部68の外面はフレーム部65の外面よりも下方に向けて突出する一方、当該当接部68の内面は、フレーム部65の外面と同一面上に揃えられている。そして、当接部68は、カバー部材22をヘッドケース41に取り付ける際に、当該ヘッドケース41に予め固定されたインク噴射ユニット42のノズル形成面48における隅角部に当接することで、ノズルプレート44とカバー部材22とを電気的に導通させると共に、ヘッドケース41およびノズル形成面48に対するカバー部材22の取り付け位置を規定するように構成されている。上記のように、当接部68の内面がフレーム部65の外面と同一面に揃えられているので、当接部68がノズル形成面48における隅角部に当接した状態でカバー部材22がヘッドケース41に取り付けられた状態では、フレーム部65の外面とノズルプレートのノズル形成面48とが同一面上に揃うようになっている。
Further, as shown in FIG. 6, the abutting
カバー部材22において、ノズル列に直交する方向(ワイピング方向に相当)における両側の側壁部67は、取付状態におけるヘッドケース41の板状部41bに沿う状態で側方に向けて止着片部69をそれぞれ2つずつ、合計4つ延出している。同一側壁部67からそれぞれ側方に延出した2つの止着片部69は、板状部41bに平行な面内で先端を互いに向き合わせる形に途中で屈曲した状態に形成されている。各止着片部69の先端部には、ヘッドケース41のカバー部材取付ボス59が挿通される止着穴70が開設されている(図2参照)。また、カバー部材22は、ヘッドケース41に取り付けられた後、接地線に接続される。これにより、カバー部材22が接地電位に調整される。また、ノズル列に直交する方向における両側の側壁部67とフレーム部65との境界部分は、比較的緩やかに屈曲されて曲面Rが付けられている(図3参照)。これにより、ワイパーブレード16′によるワイピング時に、当該屈曲部分にワイパーブレード16′が接触した際に当該ワイパーブレード16′へのダメージが低減される。また、ワイパーブレード16′がノズル形成面48側に円滑に移動することができるため、払拭残しやインクの弾きが抑制される。
In the
カバー部材22をヘッドケース41に取り付ける工程では、ヘッドケース41の下面に対してインク噴射ユニット42が予め接合された状態で、ヘッドケース41の下面におけるインク噴射ユニット42の外周に沿って全周に亘って接着剤72が塗布される。なお、接着剤72は、カバー部材22のフレーム部65の内面側に塗布しても良いし、カバー部材22をヘッドケース41に取り付けてからフレーム部65の内面とヘッドケース41の下面との間の隙間に充填するようにしても良い。次に、カバー部材22における各止着片部69の止着穴70にヘッドケース41のカバー部材取付ボス59がそれぞれ挿通され、尚かつ、ノズル形成面48における隅角部に当接部68が当接する状態で、カバー部材22がヘッドケース41に取り付けられる。上述したように、止着穴70から突出したカバー部材取付ボス59の先端部分は、かしめられる。これにより、ヘッドケース41からカバー部材22が脱落することが防止される。このため、フレーム部65とヘッドケース41の下面との間に充填された接着剤72が硬化するまでの間においてカバー部材22をヘッドケース41側に押圧する治具が不要となる。そして、接着剤72が硬化することで、この接着剤72により、インク噴射ユニット42の外周面と、カバー部材22のフレーム部65の内面と、ヘッドケース41の下面との間が封止(シール)される。
In the step of attaching the
ここで、カバー部材22の各当接部68がノズル形成面48の隅角部にそれぞれ当接することで、ヘッドケース41およびノズル形成面48に対するカバー部材22の取り付け位置、特にノズル形成面48に対して垂直な方向の位置が規定される。これにより、上述したように、フレーム部65の外面とノズル形成面48とが同一面上に揃えられる。加えて、当接部68を介してノズルプレート44とカバー部材22とが電気的に導通される。これにより、ノズルプレート44を接地電位に調整することができる。
また、止着片部69の止着穴70にカバー部材取付ボス59が挿通されることで、ノズル形成面48に対して平行な面方向におけるカバー部材22の位置が規定される。これにより、フレーム部65の開口部66内にノズルプレート44のノズル形成面48が露出する。カバー部材22がヘッドケース41に位置決めされて取り付けられた状態では、ノズル形成面48に平行な面において、フレーム部65はインク噴射ユニット42よりも外側に位置する。そして、上記のキャップ部材15′によるキャッピング時には、キャップ部材15′の開口周縁部がフレーム部65の外面に当接される。インク噴射ユニット42の外周面と、カバー部材22のフレーム部65の内面と、ヘッドケース41の下面との間は、接着剤72により封止されているので、キャッピング状態で吸引を行う際に、インク噴射ユニット42の外周面とカバー部材22との間から空気が流入することが防止される。これにより、封止空部内17をより確実に負圧化することができる。また、フレーム部65の内面とヘッドケース41の下面との間に接着剤72が充填されているので、キャップ部材15′がフレーム部65に当接して押圧した際に、フレーム部65の変形が抑制される。これにより、キャッピング時の封止空部内17の気密性をより確実に確保することが可能となる。なお、ワイパーブレード16′によってフレーム部65およびノズル形成面48を払拭した後、これらの表面が濡れている状態で、キャップ部材15′によってキャッピングすることで、気密性をさらに確実にすることが可能となる。
Here, each abutting
Further, the cover
このように、ノズル形成面48の隅角部に当接部68が当接して導通し、開口部66にノズル形成面48が露出する状態でヘッドカバー22がヘッドケース41に取り付けられ、フレーム部65の外面とノズル形成面48とが同一面上に揃うので、ノズル形成面の周縁部にカバー部材のフレーム部が重なる従来構成と比較して、ノズルプレート44のノズル形成面48とカバー部材22のフレーム部65の外面との間の段差を可及的に低減することができる。これにより、ワイピング時におけるワイパーブレード16′が、ノズルプレート44とカバー部材22との境界を円滑に移動することができ、ノズル形成面48における汚れの拭き残しや、ワイパーブレード16′が拭き取ったインクが弾き飛ばされる等の不具合を防止することが可能となる。即ち、ワイピング部材による払拭性が向上する。また、インク噴射ユニット42においてカバー部材22のフレーム部65が重なり、尚かつキャップ部材15′が当接する領域が不要であるため、その分、インク噴射ユニット42の小型化が可能となる。さらに、ノズル形成面48に平行な面において、フレーム部65はインク噴射ユニット42によりも外側に位置するので、カバー部材22の形状がインク噴射ユニット42によって制約されない。このため、例えば、上述したように、側壁部67とフレーム部65との境界部分に曲面Rを付けることができ、これにより、ワイピング時におけるワイパーブレード16′へのダメージの低減や払拭性の向上を図ることができる。
Thus, the
なお、本発明は、カバー部材を備えた液体噴射ヘッドおよびこれを搭載した液体噴射装置であれば、プリンターに限らず、プロッター、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置や、記録装置以外の液体噴射装置、例えば、ディスプレイ製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。 The present invention is not limited to a printer as long as it is a liquid ejecting head including a cover member and a liquid ejecting apparatus equipped with the liquid ejecting head. Various ink jet recording apparatuses such as a plotter, a facsimile machine, and a copying machine, and a recording apparatus The present invention can also be applied to other liquid ejecting apparatuses such as a display manufacturing apparatus, an electrode manufacturing apparatus, and a chip manufacturing apparatus.
1…プリンター,3…記録ヘッドユニット,15…キャッピング機構,15′…キャップ部材,16…ワイピング機構,16′…ワイパーブレード,20…ヘッド本体部,22…カバー部材,41…ヘッドケース,42…インク噴射ユニット,44…ノズルプレート,46…ノズル,47…ノズル列,48…ノズル形成面,65…フレーム部,66…開口部,67…側壁部,68…当接部,72…接着剤
DESCRIPTION OF
Claims (6)
当該液体噴射ユニットが接合されるヘッドケースと、
導電性を有するカバー部材と、を備え、
前記カバー部材は、前記ヘッドケースに対する取付状態で前記ノズル形成面を露出する開口部が開設されたフレーム部、および、前記開口部の内周縁から開口部内に向けて部分的に突出した当接部を有し、
前記ノズル形成面が前記開口部から露出すると共に前記当接部がノズル形成面に対して当接して導通する状態で前記カバー部材が前記ヘッドケースに取り付けられることで、前記ノズル形成面と前記フレーム部の外面とが同一面上に揃うことを特徴とする液体噴射ヘッド。 A liquid ejecting unit having a conductive nozzle forming surface in which a plurality of nozzles from which liquid is ejected is opened, and a liquid flow path communicating with each nozzle;
A head case to which the liquid jet unit is joined;
A cover member having conductivity,
The cover member includes a frame portion having an opening that exposes the nozzle forming surface in an attached state to the head case, and a contact portion that partially protrudes from the inner periphery of the opening toward the opening. Have
The nozzle forming surface and the frame are attached by attaching the cover member to the head case in a state where the nozzle forming surface is exposed from the opening and the contact portion is in contact with and conductive with the nozzle forming surface. A liquid ejecting head, wherein the outer surface of the portion is aligned on the same surface.
前記液体噴射ヘッドのノズル形成面を封止可能なキャップ部材と、
を備えた液体噴射装置であって、
前記キャップ部材は、ノズル形成面に対する封止状態において、当該ノズル形成面と対向する側の面の開口周縁部を、カバー部材のフレーム部に当接させることを特徴とする液体噴射装置。 The liquid jet head according to any one of claims 1 to 4,
A cap member capable of sealing the nozzle forming surface of the liquid jet head;
A liquid ejecting apparatus comprising:
In the sealed state with respect to the nozzle forming surface, the cap member causes an opening peripheral portion of a surface facing the nozzle forming surface to abut against a frame portion of the cover member.
前記ワイピング部材は、前記ノズル形成面および前記フレーム部の外面を払拭可能な寸法に設定されたことを特徴とする請求項5に記載の液体噴射装置。 A wiping member for wiping the nozzle forming surface of the liquid jet head;
6. The liquid ejecting apparatus according to claim 5, wherein the wiping member is set to a size capable of wiping the nozzle forming surface and the outer surface of the frame portion.
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