JP2014144615A - Head module, liquid discharge head, and liquid discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヘッドモジュール、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関し、特に交換可能なヘッドモジュールとこれを備えた液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a head module, a liquid discharge head, and a liquid discharge apparatus, and more particularly to a replaceable head module, a liquid discharge head including the same, and a liquid discharge apparatus.
複数のヘッドモジュールを繋ぎ合わせることで、長尺の記録ヘッドを構成する技術が知られている。このような記録ヘッドにおいては、ヘッドモジュール同士の繋ぎ合わせ部分に隙間が発生する。この隙間にインクが入り込むと、入り込んだインクが印字中に落下し、印字物に悪影響を与える可能性がある。したがって、この隙間は塞ぐことが好ましい。しかしながら、ヘッドモジュールの交換を可能に構成した場合には、隙間を塞ぐことは困難である。 A technique for forming a long recording head by connecting a plurality of head modules is known. In such a recording head, a gap is generated at the connecting portion of the head modules. If ink enters the gap, the ink that has entered may drop during printing, which may adversely affect the printed matter. Therefore, it is preferable to close this gap. However, when the head module can be replaced, it is difficult to close the gap.
このような課題に対し、特許文献1には、ヘッドモジュール間に下部から上部へ向かって毛管力が作用する隙間を設け、ヘッドモジュール上部に隙間内の液体を回収する回収手段を設けた技術が記載されている。
In order to deal with such problems,
また、特許文献2には、ヘッドモジュールのノズル面よりも側面を親液に形成し、ノズル面に付着したインクを隙間に吸い込み、吸い込んだインクをインク吸収部材で吸収する技術が記載されている。
特許文献1、2によれば、隙間に入り込んだインクを回収、又は吸収するため、隙間に入り込んだインクを落下させることなく、印字品質を維持することが可能となる。
According to
しかしながら、特許文献1では回収手段が、特許文献2では吸収部材が必要となり、装置の大型化やコストアップに繋がっていた。
However,
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、構成部品を増やすことなく、ヘッドモジュール間の隙間に入り込んだ液体の落下を防止するヘッドモジュール、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a head module, a liquid discharge head, and a liquid discharge apparatus that prevent the liquid that has entered the gap between the head modules from falling without increasing the number of components. With the goal.
上記目的を達成するためにヘッドモジュールの一の態様は、液体を吐出するノズルを備えたノズル面と、ノズル面に交差する側面とを備え、側面には、ノズル面と接する底辺を含む撥水性の第1の領域と、第1の領域との境界が底辺と交差する一方の側辺から他方の側辺まで伸延する親水性の第2の領域とが形成され、境界と底辺との距離は、距離が最も大きい位置から側辺に向かうにしたがって漸減する。 In order to achieve the above object, one aspect of a head module includes a nozzle surface having a nozzle for discharging a liquid and a side surface intersecting the nozzle surface, and the side surface includes a bottom side in contact with the nozzle surface. And a hydrophilic second region extending from one side where the boundary of the first region intersects the bottom to the other side is formed, and the distance between the boundary and the bottom is The distance gradually decreases from the position with the largest distance toward the side.
本態様によれば、ノズル面と交差する側面に、ノズル面と接する底辺を含む撥水性の第1の領域と、第1の領域との境界が底辺と交差する一方の側辺から他方の側辺まで伸延する親水性の第2の領域とを形成し、境界と底辺との距離を、距離が最も大きい位置から側辺に向かうにしたがって漸減するようにしたので、側面に付着した液体を適切に排出することができる。また、排出するまでの時間を短くすることができるので、液体吐出動作を行う前に排出することができる。 According to this aspect, the water-repellent first region that includes the bottom that is in contact with the nozzle surface on the side surface that intersects the nozzle surface, and the one side that intersects the bottom side from the first side to the other side A hydrophilic second region extending to the side is formed, and the distance between the boundary and the base is gradually decreased from the position where the distance is the largest toward the side, so that the liquid attached to the side is appropriately Can be discharged. In addition, since the time until discharging can be shortened, it is possible to discharge before performing the liquid discharging operation.
対向する2つの側面に第1の領域及び第2の領域が形成され、2つの側面におけるそれぞれの境界は、鏡像反転の関係を有して形成されることが好ましい。これにより、複数のヘッドモジュールを繋ぎ合わせる場合に、それぞれのヘッドモジュールの側面の境界を一致させて繋ぎ合わせることができるので、当接部の隙間に入り込んだ液体を適切に排出することができる。 It is preferable that the first region and the second region are formed on the two opposite side surfaces, and the respective boundaries on the two side surfaces are formed to have a mirror image inversion relationship. As a result, when connecting a plurality of head modules, the boundaries of the side surfaces of the respective head modules can be matched and connected, so that the liquid that has entered the gap between the contact portions can be appropriately discharged.
距離が最も大きい位置は、一方の側辺及び他方の側辺の中間の位置であり、境界は中間の位置を基準に線対称に形成されることが好ましい。これにより、複数のヘッドモジュールを繋ぎ合わせる場合に、それぞれのヘッドモジュールの側面の境界を一致させて繋ぎ合わせることができるので、当接部の隙間に入り込んだ液体を適切に排出することができる。 The position where the distance is greatest is an intermediate position between the one side and the other side, and the boundary is preferably formed symmetrically with respect to the intermediate position. As a result, when connecting a plurality of head modules, the boundaries of the side surfaces of the respective head modules can be matched and connected, so that the liquid that has entered the gap between the contact portions can be appropriately discharged.
第1の領域は、側面に塗布された撥水材料により形成されていることが好ましい。これにより、隙間に入り込んだ液体が流動しやすくなり、適切に排出することができる。 The first region is preferably formed by a water repellent material applied to the side surface. Thereby, the liquid that has entered the gap becomes easy to flow and can be appropriately discharged.
側面は、第2の領域との境界が一方の側辺から他方の側辺まで伸延する撥水性の第3の領域とを有してもよい。これにより、当接部の隙間に入り込んだ液体のうち第2の領域に溜まる液体を減らすことができ、適切に排出することができる。 The side surface may have a water-repellent third region in which a boundary with the second region extends from one side to the other side. Thereby, the liquid which accumulates in the 2nd field among the liquid which entered into the crevice between contact parts can be reduced, and it can discharge appropriately.
第1の領域及び第2の領域の境界と、第2の領域及び第3の領域の境界とが平行に形成されていてもよい。また第1の領域及び第2の領域の境界と、第2の領域及び第3の領域の境界との距離が、側辺に向かうにしたがって漸増することが好ましい。このように第3の領域を形成することで、当接部の隙間に入り込んだ液体を適切に排出することができる。 The boundary between the first region and the second region and the boundary between the second region and the third region may be formed in parallel. Moreover, it is preferable that the distance between the boundary between the first region and the second region and the boundary between the second region and the third region is gradually increased toward the side. By forming the third region in this manner, the liquid that has entered the gap between the contact portions can be appropriately discharged.
ノズル面は、撥水性を有することが好ましい。これにより、液体が当接部の隙間に入り込みにくくなる。 The nozzle surface preferably has water repellency. Thereby, it becomes difficult for the liquid to enter the gap between the contact portions.
上記目的を達成するために液体吐出ヘッドの一の態様は、ヘッドモジュールを複数連続して繋ぎ合わせて保持するヘッドモジュール保持手段であって、隣接するヘッドモジュールの側面のそれぞれの境界を一致させて当接させるヘッドモジュール保持手段を備えた。 In order to achieve the above object, one aspect of the liquid discharge head is a head module holding unit that holds and holds a plurality of head modules connected in series, and the boundaries of the side surfaces of adjacent head modules are made to coincide with each other. The head module holding means to contact was provided.
本態様によれば、ノズル面と交差する側面に、ノズル面と接する底辺を含む撥水性の第1の領域と、第1の領域との境界が底辺と交差する一方の側辺から他方の側辺まで伸延する親水性の第2の領域とを形成し、境界と底辺との距離を、距離が最も大きい位置から側辺に向かうにしたがって漸減するようにし、隣接するヘッドモジュールの側面のそれぞれの境界を一致させて当接させ、連続して繋ぎ合わせて保持したので、当接部の隙間に入り込んだ液体を適切に排出することができる。 According to this aspect, the water-repellent first region that includes the bottom that is in contact with the nozzle surface on the side surface that intersects the nozzle surface, and the one side that intersects the bottom side from the first side to the other side Forming a hydrophilic second region extending to the side, and gradually decreasing the distance between the boundary and the base from the position where the distance is the largest toward the side, and each side surface of the adjacent head module Since the boundaries are brought into contact with each other and are continuously connected and held, the liquid that has entered the gap between the contact portions can be appropriately discharged.
上記目的を達成するために液体吐出装置の一の態様は、記録媒体を搬送する搬送手段と、液体吐出ヘッドを記録媒体に対向させて保持する液体吐出ヘッド保持手段と、液体吐出ヘッドのノズルから液体を吐出させて記録媒体に記録を行う制御手段とを備え、液体吐出ヘッド保持手段は、第1の領域及び第2の領域の境界を水平に対して傾斜させて保持する。 In order to achieve the above object, one aspect of the liquid ejection apparatus includes: a conveyance unit that conveys a recording medium; a liquid ejection head holding unit that holds the liquid ejection head facing the recording medium; and a nozzle of the liquid ejection head. And a control unit that performs recording on the recording medium by discharging the liquid, and the liquid discharge head holding unit holds the boundary between the first region and the second region inclined with respect to the horizontal.
本態様によれば、ノズル面と交差する側面に、ノズル面と接する底辺を含む撥水性の第1の領域と、第1の領域との境界が底辺と交差する一方の側辺から他方の側辺まで伸延する親水性の第2の領域とを形成し、境界と底辺との距離を、距離が最も大きい位置から側辺に向かうにしたがって漸減するようにし、隣接するヘッドモジュールの側面のそれぞれの境界を一致させて当接させ、連続して繋ぎ合わせて保持した液体吐出ヘッドを用いたので、当接部の隙間に入り込んだ液体を適切に排出することができる。 According to this aspect, the water-repellent first region that includes the bottom that is in contact with the nozzle surface on the side surface that intersects the nozzle surface, and the one side that intersects the bottom side from the first side to the other side Forming a hydrophilic second region extending to the side, and gradually decreasing the distance between the boundary and the base from the position where the distance is the largest toward the side, and each side surface of the adjacent head module Since the liquid discharge head that is held in contact with the boundary being matched and continuously connected is used, the liquid that has entered the gap of the contact portion can be appropriately discharged.
液体吐出ヘッドのノズル面を払拭清掃する払拭清掃手段を備えてもよい。また、制御手段は、液体吐出ヘッドのパージを実行させてもよい。このように、払拭清掃やパージにおいてノズル面に液体が残留し、この液体が当接部の隙間に入り込んだ場合であっても、液体を適切に排出することができる。 You may provide the wiping cleaning means which wipes and cleans the nozzle surface of a liquid discharge head. Further, the control means may cause the liquid ejection head to be purged. Thus, even when the liquid remains on the nozzle surface during wiping cleaning or purging and the liquid enters the gap between the contact portions, the liquid can be appropriately discharged.
本発明によれば、隙間に入り込んで落下する液体を受ける構成部品を増やすことなく、隙間に入り込んだ液体が記録媒体に落下することを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the liquid that has entered the gap from falling onto the recording medium without increasing the number of components that receive the liquid that enters the gap and falls.
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<第1の実施形態>
〔インクジェット記録装置の概要〕
図1は、本実施形態に係るインクジェット記録装置を示す側面図である。インクジェット記録装置200(液体吐出装置の一例)は、搬送部210(搬送手段の一例)により水平方向(Y方向)に搬送される用紙1(記録媒体の一例)の記録面に、インクジェットヘッド220(液体吐出ヘッドの一例)のノズル面230からインクを吐出して画像を形成するプリンタである。インクジェットヘッド220は、ノズル面230を水平にして保持されている。なお、ノズル面230とは、インクジェットヘッド220のうち、用紙1と対向する面の全体を指す。
<First Embodiment>
[Outline of inkjet recording apparatus]
FIG. 1 is a side view showing an ink jet recording apparatus according to the present embodiment. The ink jet recording apparatus 200 (an example of a liquid ejection apparatus) has an ink jet head 220 (an example of a recording medium) on a recording surface of a sheet 1 (an example of a recording medium) that is transported in a horizontal direction (Y direction) by a transport unit 210 (an example of a transport unit). This is a printer that ejects ink from the
図2は、インクジェット記録装置200の平面図である。インクジェット記録装置200は、搬送部210による用紙1の搬送方向(Y方向)に直交する方向(X方向)に、保湿キャップ280及び払拭ユニット290を備えている。
FIG. 2 is a plan view of the ink
インクジェットヘッド220は、ヘッド移動機構(不図示)によりX方向に移動可能に構成されている。装置を長時間停止する場合などは、インクジェットヘッド220は、用紙1に画像を形成可能な位置(画像形成位置)から保湿キャップ280の位置(保湿位置)に移動され、ノズル面230が保湿キャップ280で覆われる。これにより、乾燥による不吐出が防止される。
The
この保湿キャップ280には、ノズル内を加圧・吸引するための加圧・吸引機構(不図示)や、保湿キャップ280内に洗浄液を供給するための洗浄液供給機構(不図示)が備えられる。
The moisturizing
払拭ユニット290(払拭清掃手段の一例)は、搬送部210と保湿キャップ280との間に配置されている。払拭ユニット290は、インクジェットヘッド220が画像形成位置から保湿位置に移動する際に、洗浄液が付与された払拭ウェブでインクジェットヘッド220のノズル面230を払拭することで、ノズル面230を清掃する。
The wiping unit 290 (an example of wiping and cleaning means) is disposed between the
〔払拭ユニットの概要〕
図3は、払拭ユニット290の概略構成を示す模式図である。同図に示すように、払拭ユニット290は、払拭前の払拭ウェブ291を送出する送出側ウェブコア292と、巻取モータ(不図示)により回転駆動されることで、払拭済みの払拭ウェブ291を巻き取る巻取側ウェブコア293と、送出側ウェブコア292から送出された払拭ウェブ291に当接して回転し、洗浄液付与部295へガイドする第1ガイドロール294と、払拭ウェブ291に所定量の洗浄液を付与する洗浄液付与部295と、洗浄液付与部295から送出された払拭ウェブ291に当接して回転し、押圧ロール297へガイドする第2ガイドロール296と、払拭ウェブ291をインクジェットヘッド220のノズル面230に所定の圧力で当接させる押圧ロール297と、を備えて構成される。
[Overview of wiping unit]
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the
払拭ウェブ291は、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレン、ナイロン等の極微細繊維を用いた編み又は織りからなるシートで構成され、インクジェットヘッド220のノズル面230の幅に対応した幅を有する帯状に形成される。この払拭ウェブ291は、送出側ウェブコア292にロール状に巻かれ、先端が巻取側ウェブコア293に固定された状態で提供される。
The wiping
送出側ウェブコア292は、一端が固定されて水平に支持された送出軸(不図示)に嵌められて装着されている。この送出軸は二重管構造とされ、内筒の周りを外筒が回転可能に支持される。内筒と外筒との間には、逆回転防止機構及びフリクション機構が配置され、外筒は一定の抵抗をもって一方向(払拭ウェブ291の送出方向)にのみ回転するように構成される。
The delivery-
巻取側ウェブコア293は、回転自在に水平に支持された巻取軸(不図示)に嵌めて装着されている。巻取軸には巻取モータが連結され、巻取側ウェブコア293は巻取モータに駆動されて一方向(払拭ウェブ291の巻取方向)に回転する。
The winding-
この巻取軸は、二重構造とされ、内筒の周りを外筒が回転可能に支持される。内筒と外筒との間には、トルクリミッタが配置され、一定以上の負荷(トルク)が掛かると、内筒に対して外筒が滑るように構成される。これにより、払拭ウェブ291に過剰な張力が掛かるのを防止できる。
The take-up shaft has a double structure, and an outer cylinder is rotatably supported around the inner cylinder. A torque limiter is disposed between the inner cylinder and the outer cylinder, and is configured such that the outer cylinder slides with respect to the inner cylinder when a load (torque) exceeding a certain level is applied. Thereby, it is possible to prevent excessive tension from being applied to the wiping
第1ガイドロール294は、水平に設置された軸(不図示)に回転自在に支持され、送出側ウェブコア292から送出された払拭ウェブ291を洗浄液付与部295へ向けてガイドする。
The
洗浄液付与部295は、洗浄液ノズルから払拭ウェブ291に対して洗浄液を噴射して、払拭ウェブ291に洗浄液を定量付与する。なお、払拭ウェブ291に洗浄液を付与する方法は、洗浄液ノズルからの噴射に限定されない。例えば、アニロクスロールを用いて付与する態様等が考えられる。
The cleaning
第2ガイドロール296は、水平に設置された軸(不図示)に回転自在に支持され、洗浄液付与部295から送出された払拭ウェブ291を押圧ロール297へ向けてガイドする。
The
押圧ロール297は、その軸部の一端が回転自在に支持されて水平に設置される。押圧ロール297は、払拭ウェブ291の幅に対応したゴムロールで構成され、払拭ウェブ291をインクジェットヘッド220のノズル面230に所定の圧力で当接させる。
The
〔払拭ユニットの作用〕
次に、以上のように構成された払拭ユニット290の作用について説明する。
[Operation of wiping unit]
Next, the operation of the
払拭ユニット290の動作は、インクジェット記録装置200の全体を制御する制御装置によって制御される。制御装置は、インクジェットヘッド220を画像記録位置から保湿位置へ移動させる過程において、払拭ユニット290によってノズル面230を払拭清掃する。
The operation of the
払拭ユニット290は、払拭装置本体昇降機構により全体が昇降自在に構成されている。払拭ユニット290は、清掃時以外においては所定の待機位置に位置しており、清掃時には待機位置から所定量上昇した位置である所定の作動位置に位置する。
The
払拭ユニット290が作動位置に位置した状態では、各払拭ユニット290によって各インクジェットヘッド220のノズル面230を払拭することが可能になる。すなわち、インクジェットヘッド220が、各払拭ユニット290を通過する際、そのノズル面230に押圧ロール297に巻き掛けられた払拭ウェブ291を押圧当接することが可能になる。
In the state where the
制御装置は、インクジェットヘッド220が払拭ユニット290に到達するタイミングに合わせて、巻取モータの駆動を制御することで、払拭ウェブ291の搬送を制御する。これにより、払拭ウェブ291は、送出側ウェブコア292から繰り出されて走行し、巻取側ウェブコア293に巻き取られる。
The control device controls the conveyance of the wiping
このとき、送出側ウェブコア292の送出軸は、フリクション機構によってフリクションが付与される一方、巻取側ウェブコア293の巻取軸は、トルクリミッタによって一定の負荷が掛かると滑るので、払拭ウェブ291に一定の張力を付与して走行させることができる。
At this time, the delivery shaft of the delivery-
また制御装置は、この払拭ウェブ291の走行と同時に、洗浄液付与部295を制御し、払拭ウェブ291を洗浄液によって湿潤させる。払拭ウェブ291の適量(ノズル面230を払拭するのに適した量)の洗浄液量は、払拭ウェブ291の吸収能力、ノズル面230の撥液性(インクの接触角)、インクの物性、ノズル径によって決まる。したがって、必要な洗浄液の量に応じて、洗浄液付与部295から洗浄液を噴射すればよい。
In addition, the control device controls the cleaning
これにより、払拭ウェブ291を適量の洗浄液により湿潤された状態とすることができ、払拭ウェブ291の吸収能力が最適な状態となる。その結果、ノズル面230の払拭時におけるノズルへの洗浄液の進入や液ダレを抑制することができる。
As a result, the wiping
このように洗浄液が定量付与された払拭ウェブ291は、第2ガイドロール296によって押圧ロール297へガイドされ、巻取モータの駆動による走行により押圧ロール297においてノズル面230に押圧当接され、ノズル面230が払拭清掃される。
The wiping
この際、払拭ウェブ291は、ノズル面230の移動方向と逆方向に走行して、ノズル面230を払拭する。これにより、効率よくノズル面230を払拭することができる。また、常に払拭ウェブ291の新しい面(未使用領域)を使ってノズル面230を払拭することができる。
At this time, the wiping
ノズル面230を払拭した払拭ウェブ291は、巻取側ウェブコア293に巻取られる。また、インクジェットヘッド220は、ヘッド移動機構により保湿位置に移動され、ノズル面230が保湿キャップ280で覆われる。
The wiping
〔インクジェット記録装置のシステム構成〕
図4は、インクジェット記録装置200のシステム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200は、上述の搬送部210、インクジェットヘッド220、保湿キャップ280、払拭ユニット290の他、制御部202、インク供給部204、移動機構206等を備えて構成される。
[System configuration of inkjet recording apparatus]
FIG. 4 is a block diagram illustrating a system configuration of the
制御部202は、インクジェット記録装置200を統括制御する。例えば、搬送部210による用紙1の搬送、インクジェットヘッド220による画像記録、移動機構206によるインクジェットヘッド220の保湿位置への移動、払拭ユニット290によるノズル面230の払拭清掃の他、インクジェットヘッド220の全ノズルからインクを吐出させる加圧パージ等を制御する。
The
インク供給部204は、図示しないインクタンクやポンプ等を含み、インクジェットヘッド220のノズルから吐出するインクをインクジェットヘッド220に供給する。
The
移動機構206は、インクジェットヘッド220を画像記録位置又は保湿位置へと移動させる。
The moving
〔インクジェットヘッドの構成〕
図5(a)は、インクジェットヘッド220をノズル面230側から見た斜視図である。同図に示すように、インクジェットヘッド220は、複数個(ここでは5個)のヘッドモジュール240と、複数個のヘッドモジュール240のそれぞれの側面を当接させた状態で支持する支持部材250、252を備えており、複数個のヘッドモジュール240を用紙1の幅方向(図1のX方向)に並べて繋ぎ合わせて長尺化したラインヘッドを構成する。
[Configuration of inkjet head]
FIG. 5A is a perspective view of the
このインクジェットヘッド220は、各ヘッドモジュール240を交換可能に構成されている。図5(b)は、インクジェットヘッド220から1つのヘッドモジュール240を取り外した状態を示す斜視図である。
The
図5(b)に示すように、各ヘッドモジュール240は、複数のノズル242が形成されたノズルプレート244と、ヘッドモジュール240を支持部材250に固定するための固定部246から構成されている。ノズルプレート244の表面は、撥水処理が施され、撥水性を有している。固定部246の表面や支持部材250の表面にも撥水処理を施すことで、ノズル面230全体を撥水性としてもよい。
As shown in FIG. 5B, each
ここで、ヘッドモジュール240のノズル面230と交差する側面のうち、隣接するヘッドモジュール240又は支持部材252と当接する側面を符号260、側面260以外の側面を符号270で表す。
Here, of the side surfaces intersecting with the
〔ヘッドモジュールの側面の構成〕
次に、ヘッドモジュールの側面の構成の一例について説明する。図6(a)は、ヘッドモジュール240を側面260側から見た斜視図であり、図6(b)は側面260の構成の寸法を示した図である。ここで、側面260のうち、ノズル面230に接する底辺を符号232、図中の左の側面270に接する側辺を符号272L、図中の右の側面270に接する側辺を符号272Rで表す。
[Configuration of the side of the head module]
Next, an example of the configuration of the side surface of the head module will be described. 6A is a perspective view of the
図6に示すように、本例の側面260は、相対的に撥水性を有する撥水領域260A(第1の領域の一例)と、相対的に親水性を有する親水領域260B(第2の領域の一例)とを有している。
As shown in FIG. 6, the
撥水領域260Aは、側面260のうち底辺232全体を含んで形成されている。また、撥水領域260Aと親水領域260Bとは、互いに接して境界262を有して形成されており、この境界262は、側辺272Lから側辺272Rまで伸延している。ここで、境界262と側辺272Lとの交点を点L、境界262と側辺272Rとの交点を点Rと表す。
The
この境界262と底辺232とのZ方向の距離は、境界262上のある一点において最も大きく、側辺272L及び272Rへ向かうにしたがって漸減する。ここで、漸減とは、連続的に滑らかに減少する状態を指している。
The distance in the Z direction between the
図6(b)に示す例においては、境界262と底辺232とのZ方向の距離hは、点Pにおいて最大値hPとなっている。また、境界262のうち点Pよりも側辺272Lに近い領域においては、点Pから点Lに向かって距離hは連続的に滑らかに減少し、点Lにおいて最小値hLとなる。同様に、境界262のうち点Pよりも側辺272Rに近い領域においては、点Pから点Rに向かって距離hは連続的に滑らかに減少し、点Rにおいて最小値hRとなる。
In the example shown in FIG. 6B, the distance h in the Z direction between the
本例においては、点Pと側辺272LとのY方向の距離wLと、点Pと側辺272RとのY方向の距離wRとは、wL=wRの関係を有しているが、wLとwRとは異なる値としてもよい。wL=0又はwR=0とする態様も可能である。この場合は、点P=点L又は点P=点Rとなる。
In this example, the distance w L in the Y direction between the point P and the
また、本例においては、境界262のうち点Pよりも側辺272Lに近い領域における距離hの最小値hLと、境界262のうち点Pよりも側辺272Rに近い領域における距離hの最小値hRとは、hL=hRの関係を有しているが、hLとhRとは異なる値としてもよい。hL=0やhR=0とする態様も可能である。
Further, in this example, the minimum value h L of the distance h in the region closer to the
さらに、本例においては、境界262は、点Pから点Lまで、及び点Pから点Rまでが直線で形成されているが、曲線で形成する態様も可能である。また、点Pは、2つの線の交点ではなく、曲線上の頂点であってもよい。
Further, in this example, the
いずれの場合であっても、インクジェットヘッド220は、隣接して配置されるヘッドモジュール240のそれぞれの側面260の境界262同士を一致させた状態で当接させ、各ヘッドモジュール240を支持部材250、252により支持する。即ち、当接するそれぞれの側面260に形成される境界262は、鏡像反転した関係となっている必要がある。このため、各ヘッドモジュール240の2つの側面260には、撥水領域260A及び親水領域260Bが鏡像反転の関係を有して形成される。
In any case, the
図7は、ヘッドモジュール240を側面270側から見た側面260の拡大図である。同図に示すように、撥水領域260Aは、親水性を有する側面260の表面に撥水材料を塗布することで形成されている。これにより、撥水領域260Aは、親水領域260BよりもX方向に幅を有している。したがって、複数のヘッドモジュール240の側面260を当接させた場合には、ヘッドモジュール240間の隙間のうち撥水領域260A間の隙間は小さく、親水領域260B間の隙間が大きくなる。
FIG. 7 is an enlarged view of the
なお、撥水領域260A及び親水領域260Bを形成する方法はこれに限定されず、撥水性を有する側面260の表面に親水材料を塗布することで親水領域260Bを形成してもよいし、撥水材料を塗布して撥水領域260Aを形成すると共に親水材料を塗布して親水領域260Bを形成する態様も可能である。
Note that the method of forming the
〔ヘッドモジュールの側面の作用〕
次に、このように構成されたヘッドモジュールの側面の作用について説明する。
[Operation of the side of the head module]
Next, the operation of the side surface of the head module configured as described above will be described.
インクジェットヘッド220の全ノズル242からインクを吐出させる加圧パージや、払拭ユニット290におけるノズル面230の払拭清掃が行われると、ノズル面にインクや洗浄液が付着し、その一部が互いに当接されたヘッドモジュール240間の隙間に入り込む。図8では、このインクや洗浄液を符号2を用いて表し、以下において液体2と呼ぶ。
When pressure purge for discharging ink from all the
図8(a)に示すように、底辺232に存在する液体2が少量であれば、対向して隙間を形成している2つのヘッドモジュール240のそれぞれの側面260の撥水領域260Aの撥水作用とノズル面230の撥水作用により、この液体2はヘッドモジュール240間の隙間の内部(図8において上部)には入り込まずに弾かれ、そのまま落下する。
As shown in FIG. 8A, when the amount of the liquid 2 present on the bottom 232 is small, the water repellent property of the
これに対し、底辺232に存在する液体2が多量の場合や、ノズル面230に付着した液体2を払拭ユニット290の払拭ウェブ291によって押し込んでしまった場合には、液体2はヘッドモジュール240間の隙間の内部に入り込む。
On the other hand, when the amount of the liquid 2 existing on the bottom 232 is large, or when the
内部に入り込んだ液体2は、図8(b)に示すように、単一の凝集体を形成する。凝集体となった液体2が大型化し、親水領域260Bに到達すると、撥水領域260Aと親水領域260Bとの表面エネルギーの差によって、撥水領域260Aから親水領域260Bへと引き寄せられ、親水領域260Bに流動する。
The liquid 2 that has entered the inside forms a single aggregate as shown in FIG. When the liquid 2 that has become an aggregate increases in size and reaches the
さらに、図8(c)に示すように、親水領域260Bに到達した液体2は、その自重と重力の影響によって、境界262が形成する側辺272Lへ向かう下り斜面又は側辺272Rへ向かう下り斜面に沿って流動し、ヘッドモジュール240の側面270側から排出される。特に、図7に示すように撥水領域260A及び親水領域260Bが形成されている場合には、液体2の流動がより促進される。
Further, as shown in FIG. 8 (c), the
このように側面260を構成することで、ヘッドモジュール240間の隙間に入り込んだ液体2が少量であっても、多量であっても、この液体2をすぐに排出(落下)させることができる。したがって、液体2は保湿キャップ280や払拭ユニット290に向けて落下することになる。これにより、ヘッドモジュール240間の隙間に入り込んで落下する液体2を受ける構成部品を増やす必要がなく、さらに画像形成中に用紙1に液体2が落下することを防止することができる。
By configuring the
〔ヘッドモジュールの側面の構成の変形例〕
図9は、側面260の構成の変形例を示す図である。同図に示すように、本変形例における側面260は、相対的に撥水性を有する撥水領域260Aと、相対的に親水性を有する親水領域260Bと、相対的に撥水性を有する撥水領域260Cとを有している。
[Modified example of configuration of side surface of head module]
FIG. 9 is a diagram illustrating a modified example of the configuration of the
撥水領域260Aは、図6に示した撥水領域260Aと同様に形成されている。また、撥水領域260Aと親水領域260Bとは、互いに接して境界262を有して形成されている。
The
撥水領域260Cは、撥水領域260Aと同様の撥水材料で形成されている。また、親水領域260Bと撥水領域260Cとは、互いに接して境界264を有して形成されており、この境界264は、境界262と距離hdだけ離れて平行に形成されている。
The water repellent region 260C is formed of the same water repellent material as the
このように側面260を構成することで、ヘッドモジュール240間の隙間の内部に液体2が入り込んだ場合に、親水領域260Bに到達した液体2が撥水領域260Cの撥水作用により弾かれるため、境界262が形成する下り斜面に沿って流動しやすくなる。
By configuring the
したがって、親水領域260Bに液体2が溜まりにくくなり、液体2がヘッドモジュール240間に入り込んでから落下するまでの時間を短くすることができる。この落下するまでの時間は、距離hdによって制御することができる。即ち、距離hdが小さいほど時間を短くすることができる。
Therefore, the
なお、撥水領域260Cの形状は、撥水領域260Aの形状に応じて決めればよい。また、距離hdを一定ではなく、側辺272L、272Rに向かうにしたがって広く(漸増)、又は狭く(漸減)してもよい。側辺272L、272Rに近づくほど液体2の流量は増えるため、距離hdは、側辺272L、272Rに近づくほど広くする態様が好ましい。
The shape of the water repellent region 260C may be determined according to the shape of the
<第2の実施形態>
〔インクジェット記録装置の概要〕
図10は、本実施形態に係るインクジェット記録装置を示す側面模式図である。インクジェット記録装置100は、用紙1(記録媒体の一例)の記録面に画像を形成するシングルパス方式のラインプリンタであり、搬送ドラム110、インクジェットヘッド120M,120K,120C,120Y等を備えている。
<Second Embodiment>
[Outline of inkjet recording apparatus]
FIG. 10 is a schematic side view showing the ink jet recording apparatus according to this embodiment. The
搬送ドラム110の搬送面の回転軸を挟んで対向する位置には、用紙1の先端を把持するための2つのグリッパー112が設けられている。また、搬送ドラム110の搬送面には、多数の吸引穴(不図示)が所定のパターンで形成されている。給紙部102から導入され、グリッパー112によって先端を把持されながら搬送ドラム110の周面に巻き掛けられた用紙1は、この吸引穴から吸引されることにより、搬送ドラム110の周面に吸着保持されながら搬送ドラム110の回転方向である用紙搬送方向に搬送される。
Two
4つのインクジェットヘッド120M,120K,120C,120Yは、それぞれ搬送ドラム110の用紙搬送方向に所定の間隔を空けて上流側から順に配置されている。各インクジェットヘッド120M,120K,120C,120Yの搬送ドラム110と対向する面(ノズル面)には、それぞれマゼンタインク(Mインク)、ブラックインク(Kインク)、シアンインク(Cインク)、イエローインク(Yインク)を吐出するための複数のノズルが、用紙1の全幅にわたって形成されている。
The four
各インクジェットヘッド120M,120K,120C,120Yは、各ノズル面122M,122K,122C,122Yと、搬送ドラム110の搬送面の対向する位置における接線方向とが平行になるように保持されている。このため、各ノズル面122M,122K,122C,122Yは、図11に示すように、それぞれ水平(Y方向)に対してθM、θK、θC、θYだけ傾いた状態となっている。本実施形態では、一例としてθM=24度、θK=8度、θC=8度、θY=24度とする。
The inkjet heads 120M, 120K, 120C, and 120Y are held so that the nozzle surfaces 122M, 122K, 122C, and 122Y are parallel to the tangential direction at the position where the conveyance surface of the
図10の説明に戻り、図示しない制御部は、インクジェットヘッド120M,120K,120C,120Yを制御し、各ノズルからインクを吐出させる。これにより、搬送ドラム110によって搬送される用紙1の記録面に画像を形成する。
Returning to the description of FIG. 10, a control unit (not shown) controls the ink jet heads 120 </ b> M, 120 </ b> K, 120 </ b> C, and 120 </ b> Y to discharge ink from each nozzle. Thereby, an image is formed on the recording surface of the
インクジェットヘッド120M,120K,120C,120Yにより記録面に画像が形成された用紙1は、排紙部104から排出される。
The
このように、インクジェット記録装置100は、搬送ドラム110による1回の搬送(シングルパス)により、用紙1の記録面の全面に画像を形成することができる。
As described above, the ink
〔インクジェットヘッドの構造〕
次に、インクジェットヘッド120M,120K,120C,120Yの構造の一例について説明する。なお、各色に対応するインクジェットヘッド120M,120K,120C,120Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表してヘッド120と表すものとする。
[Inkjet head structure]
Next, an example of the structure of the inkjet heads 120M, 120K, 120C, and 120Y will be described. Since the inkjet heads 120M, 120K, 120C, and 120Y corresponding to the respective colors have the same structure, the
図12は、ヘッド120の構造例を示す平面図であり、ヘッド120をノズル面122側から見た図である。また、図13は、図12の一部拡大図である。
FIG. 12 is a plan view showing a structural example of the
図12に示すように、ヘッド120は、n個のヘッドモジュール120−i(i=1,2,3,…,n)をX方向に沿ってつなぎ合わせた構造を有し、用紙1の全幅に対応する長さにわたって複数のノズル(図12中不図示)が設けられている。
As shown in FIG. 12, the
各ヘッドモジュール120−iは、ヘッド120における短手方向の両側からヘッドモジュール支持部材120Bによって支持されている。また、ヘッド120の長手方向における両端部はヘッド支持部材120Dによって支持されている。各ヘッドモジュール120−iは、隣接するヘッドモジュール120−i又はヘッド支持部材120Dと対向して当接する側面が、図6に示した側面の構成と同様の構成となっている。即ち、ノズル面122と接する底辺を含む撥水領域と、撥水領域との境界が底辺と交差する一方の側辺から他方の側辺まで伸延する親水領域とが形成され、境界と底辺との距離は、距離が最も大きい位置から側辺に向かうにしたがって漸減するように構成されている。なお、図9に示すように、さらに親水領域に接する撥水領域を備えていてもよい。
Each head module 120-i is supported by a head
図13に示すように、各ヘッドモジュール120−iは、複数のノズルがマトリクス状(二次元状)に配列された構造を有している。図13において符号132を付して図示した斜めの実線は、複数のノズルが一列に並べられたノズル列を表している。
As shown in FIG. 13, each head module 120-i has a structure in which a plurality of nozzles are arranged in a matrix (two-dimensional). In FIG. 13, an oblique solid line denoted by
図14は、ヘッドモジュール120−iのノズル配列を示す平面図である。同図に示すように、ヘッドモジュール120−iは、Y方向に対して角度αをなす列方向W、及びX方向に対して角度βをなす行方向Vに沿って多数のノズル130がマトリクス状に並べられた構造を有し、X方向の実質的なノズル配置密度が高密度化されている。図14では、列方向Wに沿って並べられたノズル群(ノズル列)は符号134を付して図示され、行方向Vに沿って並べられたノズル群(ノズル行)は符号136を付して図示されている。
FIG. 14 is a plan view showing the nozzle arrangement of the head module 120-i. As shown in the figure, the head module 120-i has a large number of
なお、本実施形態に適用可能なノズル配列は、図14に図示したノズル配列に限定されず、例えば、X方向に沿う行方向、及びX方向、Y方向に対して斜めの列方向に沿って複数のノズルがマトリクス配列された態様にも適用可能である。 Note that the nozzle arrangement applicable to the present embodiment is not limited to the nozzle arrangement illustrated in FIG. 14, for example, along the row direction along the X direction and the column direction oblique to the X direction and the Y direction. The present invention can also be applied to an embodiment in which a plurality of nozzles are arranged in a matrix.
図15は、1つのノズル130に対応した記録素子の断面図である。同図に示すように、本例のヘッド120(ヘッドモジュール120−i)は、ノズル130が形成されたノズルプレート144と、圧力室146や共通流路148等の流路が形成された流路板150等を積層接合した構造から成る。ノズルプレート144は、ヘッド120のノズル面122の一部を構成し、各圧力室146にそれぞれ連通する複数のノズル130が2次元的に形成されている。
FIG. 15 is a cross-sectional view of a recording element corresponding to one
流路板150は、圧力室146の側壁部を構成するとともに、共通流路148から圧力室146にインクを導く個別供給路の絞り部(最狭窄部)としての供給口152を形成する流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図15では簡略的に図示しているが、流路板150は一枚又は複数の基板を積層した構造である。
The
ノズルプレート144及び流路板150は、シリコンを材料として半導体製造プロセスによって所要の形状に加工することが可能である。
The
共通流路148はインク供給源たるインクタンク(不図示)と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路148を介して各圧力室146に供給される。
The
圧力室146の一部の面(図15における天面)を構成する振動板154には、個別電極156及び下部電極158を備え、個別電極156と下部電極158との間に圧電体160が挟まれた構造を有するピエゾアクチュエータ162が接合されている。振動板154を金属薄膜や金属酸化膜により構成すると、ピエゾアクチュエータ162の下部電極158に相当する共通電極として機能する。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様では、振動板部材の表面に金属などの導電材料による下部電極層が形成される。
A
個別電極156に駆動電圧を印加することによってピエゾアクチュエータ162が変形して圧力室146の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル130からインクが吐出される。インク吐出後、ピエゾアクチュエータ162が元の状態に戻る際、共通流路148から供給口152を通って新しいインクが圧力室146に再充填される。
By applying a driving voltage to the
かかる構造を有するインク室ユニットを図14に示す如く、X方向に対して角度βをなす行方向V及びY方向に対して角度αをなす列方向Wに沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。かかるマトリクス配列において、Y方向の隣接ノズル間隔をLsとするとき、X方向については実質的に各ノズル130が一定のピッチP=Ls/tanθで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。
As shown in FIG. 14, the ink chamber unit having such a structure is arranged in a lattice pattern with a fixed arrangement pattern along a row direction V that forms an angle β with respect to the X direction and a column direction W that forms an angle α with respect to the Y direction. By arranging a large number, the high-density nozzle head of this example is realized. In such a matrix arrangement, when the interval between adjacent nozzles in the Y direction is Ls, the
本例では、ヘッド120に設けられたノズル130から吐出させるインクの吐出力発生手段としてピエゾアクチュエータ162を適用したが、圧力室146内にヒータを備え、ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させるサーマル方式を適用することも可能である。
In this example, the
図16は、ヘッドモジュール120−iのノズル面122と交差する側面のうち、隣接するヘッドモジュール120−iと当接する側面の構成を示す図である。同図に示すように、この側面にはノズル面122と接する底辺を含んで形成された撥水領域260Aと、撥水領域260Aと境界262において接して形成された親水領域260Bとを有しており、この境界262は、底辺と交差する一方の側辺から他方の側辺まで伸延している。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of a side surface that abuts on an adjacent head module 120-i among the side surfaces intersecting with the
また、図16(a)に示すように、境界262のうち点Pから点Lまではノズル面122(に接する底辺)に対してθLの傾きを持った直線として形成されており、境界262のうち点Pから点Rまではノズル面に対してθRの傾きを持った直線として形成されている。ここでは、θK<θL=θR<θMとする。
Further, as shown in FIG. 16 (a), from among point P of the
図16(b)は、このヘッドモジュール120−iを、インクジェットヘッド120Kに用いた場合を示している。インクジェットヘッド120のノズル面は、水平(Y方向)に対してθKだけ傾いている。即ち、ヘッドモジュール120−iの境界262のうち、点Pから点Lまでは水平に対してθL−θK(>0)の傾きを持った直線となり、点Pから点Rまでは水平に対してθR+θKの傾きを持った直線となる。
FIG. 16B shows a case where the head module 120-i is used for the
したがって、ヘッドモジュール120−iとヘッドモジュール120−(i+1)との隙間の内部に入り込み、親水領域260Bに到達した液体2は、点Pから点Lに向かって、又は点Pから点Rに向かって境界262に沿って流動する。
Accordingly, the
また、図16(c)は、ヘッドモジュール120−iを、インクジェットヘッド120Mに用いた場合を示している。この場合は、ヘッドモジュール120−iの境界262のうち、点Pから点Lまでは水平に対してθL−θM(<0)の傾きを持った直線となり、点Pから点Rまでは水平に対してθR+θMの傾きを持った直線となる。
FIG. 16C shows a case where the head module 120-i is used for the
したがって、ヘッドモジュール120−iとヘッドモジュール120−(i+1)との隙間の内部に入り込み、親水領域260Bに到達した液体2は、点Lから点Pに向かって、又は点Pから点Rに向かって境界262に沿って流動する。
Accordingly, the
本例では、ノズル面122(に接する底辺)と境界262とが形成する角度θL、θRをθK<θL=θR<θMを満たす関係としたが、この角度には限定されるものではなく、水平に対してノズル面を傾けて保持されたときに、境界262が水平にならない角度(θL≠θM)を満たせばよい。なお、境界262と水平とが成す角度が大きいほど、隙間の内部に入り込んだ液体2を早く排出することができる。
In this example, the angles θ L and θ R formed by the nozzle surface 122 (bottom side in contact with the nozzle surface) 122 and the
このように側面260を構成し、境界262を水平に対して傾斜させて保持させることで、水平に対してノズル面を傾けた状態で用いられるインクジェットヘッドにおいても、ヘッドモジュール間の隙間に入り込んだ液体をすぐに排出(落下)させることができる。これにより、ヘッドモジュール間の隙間に入り込んで落下するインクを受ける構成部品を増やすことなく、さらに画像形成中に記録媒体にインクが落下することを防止することができる。
In this way, the
本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。 The technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiment. The configurations and the like in the embodiments can be appropriately combined between the embodiments without departing from the gist of the present invention.
2…液体、120,220…インクジェットヘッド、120−i,240…ヘッドモジュール、122,230…ノズル面、130,242…ノズル、144,244…ノズルプレート、232…底辺、260,270…側面、260A,260C…撥水領域、260B…親水領域、262,264…境界、272L,272R…側辺、280…保湿キャップ、290…払拭ユニット 2 ... Liquid, 120, 220 ... Inkjet head, 120-i, 240 ... Head module, 122, 230 ... Nozzle surface, 130, 242 ... Nozzle, 144, 244 ... Nozzle plate, 232 ... Bottom, 260, 270 ... Side, 260A, 260C ... water repellent area, 260B ... hydrophilic area, 262, 264 ... boundary, 272L, 272R ... side, 280 ... moisturizing cap, 290 ... wiping unit
Claims (12)
前記ノズル面に交差する側面と、
を備え、
前記側面には、前記ノズル面と接する底辺を含む撥水性の第1の領域と、前記第1の領域との境界が前記底辺と交差する一方の側辺から他方の側辺まで伸延する親水性の第2の領域とが形成され、
前記境界と前記底辺との距離は、前記距離が最も大きい位置から前記側辺に向かうにしたがって漸減するヘッドモジュール。 A nozzle surface with a nozzle for discharging liquid;
A side surface intersecting the nozzle surface;
With
The side surface includes a water-repellent first region including a bottom side in contact with the nozzle surface, and a hydrophilic property in which a boundary between the first region and the first region extends from one side to the other side. A second region of
The head module in which the distance between the boundary and the base gradually decreases from the position where the distance is the largest toward the side.
前記2つの側面におけるそれぞれの前記境界は、鏡像反転の関係を有して形成される請求項1に記載のヘッドモジュール。 The first region and the second region are formed on two opposing side surfaces,
The head module according to claim 1, wherein each of the boundaries on the two side surfaces is formed to have a mirror image reversal relationship.
請求項9に記載の液体吐出ヘッドを前記記録媒体に対向させて保持する液体吐出ヘッド保持手段と、
前記液体吐出ヘッドのノズルから液体を吐出させて前記記録媒体に記録を行う制御手段と、
を備え、
前記液体吐出ヘッド保持手段は、前記第1の領域及び前記第2の領域の境界を水平に対して傾斜させて保持する液体吐出装置。 Conveying means for conveying the recording medium;
Liquid discharge head holding means for holding the liquid discharge head according to claim 9 so as to face the recording medium;
Control means for recording on the recording medium by discharging liquid from the nozzles of the liquid discharge head;
With
The liquid discharge head holding unit is a liquid discharge apparatus that holds a boundary between the first region and the second region with an inclination with respect to the horizontal.
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