JP2017217810A - 液体吐出ユニット、液体を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のヘッドを千鳥状に配置すると払拭動作で飛散した液体（廃液）が他のヘッドに付着する。【解決手段】キャリッジ１２に、液体を吐出する複数のノズルが配列された４本のノズル列１１ｎを有する３つヘッド１１Ａ〜１１Ｃが並べて配置され、３つのヘッド１１Ａ〜１１Ｃは、同じ種類の液体を吐出し、３つのヘッド１１は、ノズル配列方向（Ｙ方向）において、それぞれ異なる位置に配置され、ノズル配列方向と直交する方向（Ｘ方向）において、それぞれ異なる位置に配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。

複数の液体吐出ヘッド（以下「ヘッド」という。）を並べることで１つのヘッドよりも長い長尺ヘッドを構成することが行われる。

従来、３つ以上のヘッド（ヘッドチップ）を千鳥状に並べることが知られている（特許文献１）。

特開２０１５−２１７６５８号公報

ところで、液体吐出ヘッドを使用する場合、ヘッドの状態を維持回復するために払拭部材でノズル面を払拭するが、払拭終了に伴って払拭部材が元の形状に復元するときに、液体（廃液）がはじかれて飛散することがある。

そのため、複数のヘッドを千鳥状に配置すると、ノズル配列方向と直交する方向において同じ位置にある他のヘッドに飛散した液体（廃液）が付着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、払拭を行うときに他のヘッドに廃液が付着することを防止する。

上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る液体吐出ユニットは、
液体を吐出するノズル列を有する少なくとも３つ以上のヘッドが並べて配置され、
前記３つ以上のヘッドは、ノズル配列方向において、それぞれ異なる位置に配置され、ノズル配列方向と直交する方向において、それぞれ異なる位置に配置されている
構成とした。

本発明によれば、払拭を行うときに他のヘッドに廃液が付着することを防止することができる。

本発明に係る液体を吐出する装置の一例の側面説明図である。 同装置の要部正面説明図である。 本発明の第１実施形態に係る液体吐出ユニットの説明に供する平面説明図である。 払拭部材による払拭の説明に供する平面説明図である。 比較例の説明に供する平面説明図である。 同じく払拭動作の説明に供する側面説明図である。 本発明の第２実施形態の説明に供する平面説明図である。 本発明の第３実施形態の説明に供する平面説明図である。 本発明の第４実施形態の説明に供する平面説明図である。 本発明の第５実施形態の説明に供する平面説明図である。 本発明の第６実施形態の説明に供する平面説明図である。 同じく作用説明に供する平面説明図である。 本発明の第７実施形態の説明に供する平面説明図である。

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、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。図１は同装置の側面説明図、図２は同装置の要部正面説明図である。

この装置は、シリアル型インクジェット記録装置であり、印刷媒体２に印刷する印刷部１０１、印刷媒体２を搬送する搬送部１０２、印刷媒体２を収容するロール収納部１０３、印刷媒体２を巻き取るロール巻き取り部１０４などを備えている。

この装置では、メディアとしての印刷媒体２をロール状に巻き回したロール体１を使用する。ロール体１はロール収納部１０３に収納され、搬送ローラ３１でロール体１から印刷媒体２を引きだして送り出す。

印刷部１０１は、液体を吐出する３つ以上の液体吐出ヘッド１１がキャリッジ１２に搭載されている。キャリッジ１２は、主走査方向（図１では紙面垂直方向）に往復移動可能にガイド部材１３に保持されている。ここでは、ヘッド１１及びキャリッジ１２で液体吐出ユニット１１０を構成している。

ヘッド１１は、例えば、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ホワイト（Ｗ）などの各色の液体を吐出する１又は複数のノズル列を有し、３つ以上のヘッド１１が並べて配置される。また、ヘッド１１には液体を供給するサブタンクが一体的に備えられる。

キャリッジ１２には、印刷媒体２の幅を検知する検知手段１４も搭載されている。

搬送部１０２は、印刷部１０１の媒体搬送方向（矢印Ａ方向）上流側に搬送ローラ２１及び対向ローラ２２が配置され、印刷媒体２を挟んで搬送する。また、印刷部１０１に対向して印刷媒体２を案内するプラテン部材２５が配置されている。

ロール巻取り部１０４は、印刷媒体２を巻き取る巻取りロール４１を備えている。

そして、印刷媒体２の搬送方向に沿ってプリヒータ５１、プリントヒータ５２、ポストヒータ５３をそれぞれ配置している。

プリヒータ５１は、印刷部１０１による印刷領域の手前で印刷媒体２を加熱するヒータである。プリントヒータ５２は、印刷部１０１による印刷領域で印刷媒体２を加熱する加熱手段としてのヒータである。ポストヒータ５３は、印刷部１０１による印刷がされた後の印刷媒体２を加熱する加熱手段としてのヒータである。プリヒータ５１とプリントヒータ５２、ポストヒータ５３には、セラミックやニクロム線を用いた電熱ヒータ等を使用できる。

また、ポストヒータ５３の下流側に、印刷媒体２に温風を吹き付ける温風ファン５４が設けられている。温風ファン５４により、印刷面の液体に直接温風を当てることによって雰囲気の湿度を下げて完全に乾燥させる。

これらのヒータ５１〜５３及び温風ファン５４が搭載されていることで、塩化ビニル、ＰＥＴ、アクリルなどの液体がしみ込まない非浸透の媒体にも印刷が可能である。非浸透の媒体に対しては、溶剤系液体、樹脂成分の多い水性レジン液体などを使用することで良好な定着性が得られる。

次に、本発明の第１実施形態に係る液体吐出ユニットについて図３及び図４を参照して説明する。図３は同実施形態の説明に供する平面説明図、図４は払拭部材による払拭の説明に供する平面説明図である。

ここでは、キャリッジ１２に、液体を吐出する複数のノズルが配列された４本のノズル列１１ｎを有する３つヘッド１１Ａ〜１１Ｃが並べて配置されている。３つのヘッド１１Ａ〜１１Ｃは、ここでは同じ種類の液体を吐出する。例えば４つノズル列１１ｎからそれぞれブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）を吐出する。なお、３つのヘッド１１Ａ〜１１Ｃ間で吐出する液体の種類が異なってもよい。

３つのヘッド１１は、ノズル配列方向（媒体搬送方向：Ｙ方向）において、それぞれ異なる位置に配置され、ノズル配列方向と直交する方向（キャリッジ移動方向：Ｘ方向）において、それぞれ異なる位置に配置されている。なお、本実施形態では、Ｙ方向は図１の矢印Ａ方向と同じである。

この場合、ヘッド１１Ａとヘッド１１Ｂとの間、ヘッド１１Ｂとヘッド１１Ｃとの間では、ノズル列１１ｎの半分以上（ノズル数の半分以上のノズル数分）ずらして配置している。

一方、ヘッド１１Ａとヘッド１１Ｂとの間、ヘッド１１Ｂとヘッド１１Ｃとの間ではノズル配列方向において一部のノズルを重複させて配置させている。重複させるノズル数は、ヘッド１１Ａとヘッド１１Ｂとの間及びヘッド１１Ｂとヘッド１１Ｃとの間で同じにしているが、異なってもよい。

なお、３つのヘッド１１Ａ〜１１Ｃが同一であるときには、重複ノズル数が同じであれば、ヘッド１１の端部Ｓ１〜Ｓ３は同じ一直線Ｌ１上に並び、ヘッド１１の中心Ｏ１〜Ｏ３も同じ一直線Ｌ２上に並ぶことになる。

このように構成したので、図４に示すように、ノズル配列方向にノズル面１１ｆを払拭する払拭部材（ワイパ部材）６１を備える場合、一のヘッド１１のノズル配列方向の延長上には他のヘッド１１が存在しない。

したがって、払拭動作（ワイピング動作）を行ったときの払拭部材６１の復元による廃液の弾き飛ばしによる飛散によって他のヘッド１１に廃液が付着することを防止できる。

ここで、比較例について図５及び図６を参照して説明する。図５は同比較例の説明に供する平面説明図、図６は同じく払拭動作の説明に供する側面説明図である。

比較例は、３つヘッド１１Ａ〜１１Ｃを千鳥配置で並べている。したがって、ヘッド１１Ａのノズル配列方向の延長線上には他のヘッド１１Ｃが配置されている。

この比較例において、例えば図６に示すように、払拭部材６１で矢印Ｙ１方向をワイピング方向として、図６（ａ）に示すように、ヘッド１１Ａのノズル面１１ｆを払拭したとき、図６（ｂ）に示すように、払拭部材６１がヘッド１１Ａのノズル面１１ｆを通過して復元するとき、払拭部材６１に転移した廃液３００が弾き飛ばされて他のヘッド１１Ｃの側面に付着する。

これに対し、本実施形態では、払拭部材６１がヘッド１１Ａのノズル面１１ｆを通過して復元するとき、払拭部材６１に転移した廃液３００が弾き飛ばされても、他のヘッド１１Ｃの側面に付着することがない。

次に、本発明の第２実施形態について図７を参照して説明する。図７は同実施形態の説明に供する平面説明図である。

ここでは、ヘッド１１Ａ〜１１Ｃを共通のベース部材１２０に取付けて液体吐出ユニット１１０を構成し、この液体吐出ユニット１１０をキャリッジ１２に搭載している。

次に、本発明の第３実施形態について図８を参照して説明する。図８は同実施形態の説明に供する平面説明図である。

ここでは、液体を吐出する４つヘッド１１Ａ〜１１Ｄがノズル配列方向に並べて配置されている。４つのヘッド１１Ａ〜１１Ｄは、ノズル配列方向（Ｙ方向）において、それぞれ異なる位置に配置され、ノズル配列方向と直交する方向（Ｘ方向）において、それぞれ異なる位置に配置されている。なお、５つ以上のヘッドを同様に並べて配置することもできる。

次に、本発明の第４実施形態について図９を参照して説明する。図９は同実施形態の説明に供する平面説明図である。

ここでは、３つのヘッド１１Ａ〜１１Ｃを１組（これを説明上「ヘッドユニット１１１」という。）とするとき、２つのヘッドユニット１１１Ａ、１１１Ｂを、Ｙ方向位置を同じにし、Ｘ方向位置をずらしてキャリッジ１２に搭載している。

なお、ヘッドユニット１１１は、前記第２実施形態と同様にベース部材１２０に取り付けてキャリッジ１２に搭載する構成でもよいし、個々のヘッド１１をキャリッジ１２に直接又は中間部材を介して搭載する構成でもよい。

これにより、６ヘッド構成とすることができ、払拭方向をノズル配列方向（Ｙ方向）とするとき、いずれのヘッドの払拭動作においても延長線上に他のヘッドがないので、払拭部材に転移した廃液が弾き飛ばされても、他のヘッドの側面に付着することがない。

次に、本発明の第５実施形態について図１０を参照して説明する。図１０は同実施形態の説明に供する平面説明図である。

ここでは、２つのヘッド１１Ａ、１１ＢをＸ方向に並べて配置したものを１つのヘッド群１１２とし、３つのヘッド群１１２Ａ〜１１２Ｃを、それぞれＹ方向位置を異ならせ、Ｘ方向位置を異ならせてキャリッジ１２に搭載している。

このように構成しても、６ヘッド構成とすることができ、払拭方向をノズル配列方向（Ｙ方向）とするとき、いずれのヘッドの払拭動作においても延長線上に他のヘッドがないので、払拭部材に転移した廃液が弾き飛ばされても、他のヘッドの側面に付着することがない。

１つのヘッド群１１２内の２つのヘッド１１は、ノズル配列方向において、同じ位置、あるいは、異なる位置に配置することができる。

次に、本発明の第６実施形態について図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は同実施形態の説明に供する平面説明図、図１２は同じく作用説明に供する平面説明図である。

ここでは、前記第１実施形態の構成において、ヘッド１１Ａ〜１１ＣをＸ方向に並べて配置することで生じるスペースに、検知手段であるセンサ７０を配置している。

これにより、印刷媒体２上に印刷したノズルチェックパターン７１をセンサ７０で読み取り、ノズルの状態をチェックするノズルチェックを行うことができる。

例えば、ノズルチェックパターン７１を印字する場合、往路でヘッド１１Ａによる印字、印刷媒体２を１ヘッド分送って復路でヘッド１１Ｂによる印字、また、印刷媒体２を１ヘッド分送って往路でヘッド１１Ｃによる印字、その復路でセンサ７０によって印字部分をセンシングすることが可能となる。センシングの結果から不吐出ノズルに対応した補間処理やクリーニングを行うなどを行うことができる。

次に、本発明の第７実施形態について図１３を参照して説明する。図１３は同実施形態の説明に供する平面説明図である。

ここでは、４つのヘッド１１Ａ〜１１Ｄがノズル配列方向に並べて配置されている。なお、前記第５実施形態のヘッド群でも同様に適用できる。

そして、４つのヘッド１１Ａ〜１１Ｄのうち、順次隣り合って並ぶ３つのヘッド１１Ａ〜１１Ｃは前記第１実施形態と同様に配置され、ヘッド１１Ａから２つ離れる（３つ目の）ヘッド１１Ｄについては、ヘッド１１ＡとＸ方向位置を同じにして配置している。

つまり、ノズル配列方向と直交する方向の位置を同じくする２つのヘッド１１Ａとヘッド１１Ｄとの間には、ノズル配列方向と直交する方向の位置が異なる２つのヘッド１１Ｂ、１１Ｃが介在している。

このように構成しても、ヘッド１１Ａとヘッド１１Ｄとの間の距離を離すことができるので、ヘッド１１Ａあるいは１１Ｄの払拭動作において、払拭部材に転移した廃液が弾き飛ばされても、他のヘッドの側面に付着することがない。

本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

「液体吐出ユニット」は、複数の液体吐出ヘッドを一体化したものに限らず、複数の液体吐出ヘッドと他の機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、液体吐出ユニットは、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

１ ロール体
２ 印刷媒体
１１ ヘッド
１２ キャリッジ
２１ 搬送ローラ
２５ プラテン部材
４１ 巻取りロール
１０１ 印刷部
１０２ 搬送部
１０３ ロール収納部
１０４ ロール巻取り部

Claims (9)

1. 液体を吐出するノズル列を有する少なくとも３つ以上のヘッドが並べて配置され、
   前記３つ以上のヘッドは、ノズル配列方向において、それぞれ異なる位置に配置され、ノズル配列方向と直交する方向において、それぞれ異なる位置に配置されている
   ことを特徴とする液体吐出ユニット。
2. 前記３つ以上のヘッドは、ノズル配列方向において、一部が重複して配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ユニット。
3. 前記３つ以上のヘッドの中心又は前記ノズル列の端部が一直線上に並んでいる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ユニット。
4. 液体を吐出するノズル列を有する少なくとも３つ以上のヘッド群が並べて配置され、
   前記ヘッド群は、ノズル配列方向と直交する方向で隣り合う少なくとも２つのヘッドを含み、
   前記３つ以上のヘッド群は、ノズル配列方向において、それぞれ異なる位置に配置され、ノズル配列方向と直交する方向において、それぞれ異なる位置に配置されている
   ことを特徴とする液体吐出ユニット。
5. １つの前記ヘッド群内の前記２つのヘッドは、ノズル配列方向において、それぞれ同じ位置又は異なる位置に配置されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ユニット。
6. 液体を吐出するノズル列を有する少なくとも４つ以上のヘッドが並べて配置され、
   ノズル配列方向と直交する方向において同じ位置に配置された２つの前記ヘッドの間には、ノズル配列方向において、ノズル配列方向と直交する方向において異なる位置に配置された少なくとも他の２つヘッドが介在している
   ことを特徴とする液体吐出ユニット。
7. 前記ヘッドを搭載したキャリッジを含む
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ユニット。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の液体吐出ユニットを備えている
   ことを特徴とする液体を吐出する装置。
9. 前記ヘッドのノズル面を、ノズル配列方向に沿って払拭する払拭部材を備えている
   ことを特徴とする請求項８に記載の液体を吐出する装置。

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