JP2013067055A - 液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出ヘッドの異常検知方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液体を吐出させるためのノズル開口(18)が形成されるノズルプレート(16)と、少なくとも、ノズル開口と連通するノズル(26)が形成され、ノズルプレートがノズルに位置を合わせて接合される流路プレート(24)と、を備え、ノズルプレートは、ノズルプレートの機械的な異常を検知するための検知素子(20,22)が設けられる。
【選択図】図3
Description
(インクジェットヘッドの全体構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係るインクジェットヘッド(液体吐出ヘッド)の概略構造を示すノズル面の平面図である。同図に示すインクジェットヘッド10は、記録媒体の液体を付着させる領域の全幅(媒体の移動方向と直交する方向の全長)に対応する長さにわたって、複数のノズル(図1中不図示、図2に符号18を付して図示)が配置されたフルライン型ヘッドである。
図2は、図1に示すインクジェットヘッドに具備される1ヘッドモジュール分のノズルプレートの構造を示す平面図である。図2に示すノズルプレート16は、複数のノズル開口18がマトリクス配置されて形成されている。
なお、複数のヘッドユニット12をつなぎ合わせた構造を有するインクジェットヘッド10では、上記の投影ノズル開口列の両端部近傍はノズル開口18の配置ピッチが等間隔にならない場合があり、隣接するヘッドユニット12のノズル開口18によって補間がされると、ノズル開口18の配置ピッチが等間隔になる。
銅及び金の電気抵抗率の値は、それぞれ1.68×10−3(オーム・メートル)、2.21×10−3(オーム・メートル)である。電気抵抗率がより大きい材料を使用することで、抵抗値の検知感度を向上させることができる。
図3(a),(b)は、図1に示すインクジェットヘッドのノズル近傍の立体構造を示す断面図であり、インク吐出方向が上向きに図示されている。図3(a),(b)に示すように、ノズルプレート16のノズル開口18と、流路プレート24に形成されるノズル(ノズル流路)26との位置が合わせられて、ノズルプレート16のインク吐出面16Aと反対側の面16Bに流路プレート24が接合される。
次に、本発明の第2実施形態に係るインクジェットヘッドについて説明する。以下に説明する第2実施形態に係るインクジェットヘッド40の構造の中で、第1実施形態に係るインクジェットヘッド10と共通する部分の説明は省略し、相違する部分について説明することとする。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。以下に説明する第3実施形態に係るインクジェットヘッド60の構造の中で、第1、第2実施形態に係るインクジェットヘッド10,40と共通する部分の説明は省略し、相違する部分について説明することとする。
(平面形状)
次に、検知用電気配線の形状について詳細に説明する。図8(a)から(d)は、検知用電気配線の平面形状の一例を示す説明図である。以下の説明では、先に説明した図2の検知用電気配線20,22、図6の検知用電気配線50,52、図7の検知用電気配線70をまとめて、符号80から86を付して図示する。
次に、検知用電気配線80(82,84,86)の厚みについて詳述する。複数の検知用電気配線80を備える態様では、各検知用電気配線80の抵抗値が均一であることが好ましい。一方、各検知用電気配線80の抵抗値は、数パーセント程度のばらつきが発生しうる。
図9及び図10は、検知用電気配線の形成手順を示す説明図である。図9は、ノズルプレート16が流路プレート24に接合された後に、検知用電気配線20,22を形成するときの形成手順である。
次に、検知用電気配線から引き出される引出配線について説明する。図11(a)から(c)は、検知用電気配線20,22から引き出される引出配線90の形成手順を示す説明図であり、ワイヤボンディングにより引出配線90が形成される態様を模式的に図示している。
図14(a),(b)は、インクジェットヘッド10の立体構造の一例を示す断面図であり、図14(a)は圧電方式が適用される例であり、図14(b)はサーマル方式が適用される例である。なお、図14(a),(b)でもインク吐出方向が上向きに図示されている。
次に、先に説明したインクジェットヘッド10(10’,40,60)を備えたインクジェット記録装置100について説明する。
図15は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置(液体吐出装置)の概略構成を示す全体構成図である。同図に示すインクジェット記録装置100は、記録媒体114を圧胴の外周面に保持して搬送する圧胴搬送方式が適用される。
描画部140に具備されるインクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yは、記録媒体114の全幅を超える長さにわたって複数のノズルが配置されたフルライン型のインクジェットヘッドである。また、インクジェットヘッド148M,148K,148C,148Yは、複数のヘッドモジュールを長手方向につなぎ合わせた構造を有している(図1、13参照)。
図16は、インクジェット記録装置100の制御系の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクジェット記録装置100は、通信インターフェース270、システム制御部272、搬送制御部274、画像処理部276、ヘッド駆動部278を備えるとともに、画像メモリ280、ROM282を備えている。
次に、本発明第4実施形態について説明する。図18(a)は、本発明の第4実施形態に係るインクジェットヘッドの立体構造を示す断面図であり、図18(b)は該インクジェットヘッドの1ノズル分の平面図透視図である。
図19は、本発明の第4実施形態の応用例の説明図である。図18(a),(b)に示すように、ノズルプレート316のインク吐出面316Aと反対側の面316Bに圧電素子320が設けられる態様では、ノズルプレート316と流路プレート324とを接合する際の加重を圧電素子320により測定することができる。
上記に詳述した発明の実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書は少なくとも以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
Claims (26)
- 液体を吐出させるためのノズル開口が形成されるノズルプレートと、
少なくとも、前記ノズル開口と連通する流路が形成され、前記ノズルプレートの開口が前記流路に位置を合わせて接合される流路プレートと、
を備え、
前記ノズルプレートは、前記ノズルプレートの機械的な異常を検知するための検知素子が設けられることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記検知素子は、前記ノズルプレートの前記流路プレートと接合される第1の面に形成される電気配線、及び前記第1の面の反対側の第2の面に形成される電気配線の少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1の面に形成される電気配線の始端と終端とを結ぶ線分の方向と、前記第2の面に形成される電気配線の始端と終端とを結ぶ線分の方向と、は交差することを特徴とする請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
- 電気的絶縁性能を有し、前記第2の面に形成された電気配線を被覆する第1の絶縁層を備えたことを特徴とする請求項2又は3に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記ノズルプレートは導電性を有し、
前記ノズルプレートと前記電気配線との間に電気的絶縁性能を有する第2の絶縁層を備えたことを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記流路プレートは、前記ノズルプレートのノズル開口と連通する液室及び前記液室と連通する流路を有し、
前記電気配線は、前記流路の形成方向と交差する方向に沿って形成されることを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記電気配線は、最大幅となる部分を含む幅広部、及び前記幅広部の幅未満の幅を有する幅細部を具備する形状を有することを特徴とする請求項2から6のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記流路プレートは、前記ノズルプレートのノズル開口と連通する液室及び前記液室と連通する流路を有し、
前記電気配線は、前記流路の形成方向と交差する方向に沿って形成され
前記電気配線は、最大幅となる部分を含む幅広部、及び前記幅広部の幅未満の幅を有する幅細部を具備する形状を有し、
前記幅細部は、前記流路に対応する位置に形成されることを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記検知素子は、前記ノズルプレートの前記流路プレートと接合される第1の面及び前記第1の面の反対側の第2の面の少なくともいずれか一方に形成される電歪素子を含むことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記ノズルプレートは、前記検知素子から得られた電気信号を伝送する引出配線が接合される電気信号取出部を備えたことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記電気信号取出部は、前記ノズルプレートの端部の角部が面取りされた傾斜面に形成され、
前記引出配線は、前記ノズルプレートとの接合部分に前記ノズルプレートの傾斜面に対応する形状を有することを特徴とする請求項10に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記電気信号取出部を被覆するカバー部材を備えたことを特徴とする請求項10又は11に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記インクジェットヘッドは、長手方向について複数のヘッドユニットを一列につなぎ合わせた構造を有し、
前記引出配線は、前記ヘッドユニットごとに前記インクジェットヘッドの短手方向の端部に接合されることを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記インクジェットヘッドは、長手方向について複数のヘッドユニット二列の千鳥配置させた構造を有し、
前記引出配線は、前記ヘッドユニットごとに前記インクジェットヘッドの長手方向の端部、又は短手方向の端部に接合されることを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記ノズルプレートの材料は、シリコンであることを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記ノズルプレートの材料は、金属又は樹脂であることを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 液体を吐出させるためのノズル開口が形成されるノズルプレート、及び少なくとも、前記ノズル開口と連通する流路が形成され、前記ノズルプレートのノズル開口が前記流路に位置を合わせて接合される流路プレートを具備し、前記ノズルプレートに前記ノズルプレートの機械的な異常を検知するための検知素子が設けられる液体吐出ヘッドと、
前記検知素子から得られた情報に基づいて、前記ノズルプレートの機械的な異常の発生の有無を検知する検知手段と、
を備えたことを特徴とする液体吐出装置。 - 前記検知素子は、前記ノズルプレートの前記流路プレートと接合される第1の面に形成される電気配線、及び前記第1の面の反対側の第2の面に形成される電気配線の少なくともいずれか一方を含み、
前記検知手段は、前記配線の抵抗値を測定する測定部と、
前記測定部により得られた前記配線の抵抗値の変化に基づいて、前記ノズルプレートの機械的な異常が発生しているか否かを判断する判断部と、
を備えたこと特徴とする請求項17に記載の液体吐出装置。 - 請求項3から8及び請求項10から16のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする請求項17又は18に記載の液体吐出装置。
- 請求項9に記載の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする請求項17に記載の液体吐出装置。
- 前記検知素子は、前記ノズルプレートの前記流路プレートと接合される第1の面又は前記第1の面の反対側の第2の面に形成される圧電素子を含み、
前記検知手段は、前記圧電素子から電気信号を取得する電気信号取得部と、
前記電気信号取得部により得られた前記電気信号の変化に基づいて、前記ノズルプレートの機械的な異常が発生しているか否かを判断する判断部と、
を備えたこと特徴とする請求項17に記載の液体吐出装置。 - 前記検知手段は、前記液体吐出ヘッドの稼働中に前記検出素子から情報を取得して、前記ノズルプレートの機械的な異常の発生の有無を検知することを特徴とする請求項17から21のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
- 前記検知手段によって前記ノズルプレートの機械的な異常が発生したと判断されたときに、その旨を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項17から22のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
- 前記検知手段は、前記ノズルプレートの機械的な異常が発生した位置を特定する位置特定部を備えたことを特徴とする請求項17から23のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
- 前記検知手段によって前記ノズルプレートの機械的な異常が発生したと判断されたときに、装置各部に特定のシーケンスを実行させる異常処理手段を備えたことを特徴とする請求項17から24のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
- 液体を吐出させるためのノズル開口が形成されるノズルプレート、及び少なくとも、前記ノズル開口と連通する流路が形成され、前記ノズルプレートが前記流路に位置を合わせて接合される流路プレートを具備した液体吐出ヘッドの前記ノズルプレートに設けられた検知素子から得られた情報に基づいて、前記ノズルプレートの機械的な異常の発生の有無を検知することを特徴とする液体吐出ヘッドの異常検知方法。
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