JP3733936B2 - 液体噴射装置及び液体噴射ヘッド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスクプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド及びそれを用いた液体噴射装置全般に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射装置として広く使用されているものに、インクジェットプリンタがある。インクジェットプリンタにおいては、複数のノズル開口から液体であるインク滴を噴射するための液体噴射ヘッドとして記録ヘッドを備えている。この記録ヘッドによりインク滴を媒体である記録紙等の表面に着弾させて、画像や文字等を印刷するようにしている。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタでは、移動手段により、上記記録紙等に対して相対的に移動されるキャリッジを備えており、このキャリッジに記録ヘッドが搭載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１８は、このようなインクジェットプリンタに搭載される記録ヘッドとして機能するために想定される構造を示す概略断面図であり、図１９は、図１８の符号Ｃで示す領域を拡大して示した図である。
これらの図において、記録ヘッド１は、ヘッドケース２と、このヘッドケースの図において上面に固定される回路基板Ｂとを備えている。ヘッドケース２は、図１９に示されているように、フランジ状に広がる基部７と、この基部７から一体に延びて、図において下方に突出する先端部６を備えている。ヘッドケース２には、この先端部６の内部を利用して縦方向に並列に配置される複数の収容部Ｈ１，Ｈ１，Ｈ１が形成されている。
【０００５】
図１８に示すように、ヘッドケース２の収容部Ｈ１，Ｈ１，Ｈ１には、それぞれノズルの駆動手段としての振動子ユニット４，４，４が固定されている。詳しくは、図１９に示すように、振動子ユニット４は、ヘッドケース２の収容部Ｈ１の内面に固定される取付板もしくは固定板４ａと、この固定板４ａに対して、一端が固定され、自由端を下方に向けて配置された振動子４ｂと、振動子４ｂに駆動電圧を印加するために、その一端が振動子４ｂに対して電気的に接続されたフレキシブル基板等でなるテープキャリア４ｃとを備えている。テープキャリア４ｃの他端は、回路基板Ｂに接続されている。
【０００６】
一方、ヘッドケース２の先端部６の端面には、プレート状の積層構造をもつ流路ユニット３が固定されており、この流路ユニット３には、図１８に示すように、複数のノズル開口３ａ，３ａ，３ａが形成されている。そして、流路ユニット３の外側から、枠状の金属材料でなるヘッドカバー５が配置されている。ヘッドカバー５は、その先端に、流路ユニット３のノズル開口３ａ，３ａ，３ａを露出する開口部５ａを備えており、保護壁部５ｂにより、ヘッドケース２の先端部６の側面を覆い、曲折させてフランジ状となった支持部５ｃを利用して、ヘッドケース２の基部７と固定されるようになっている。
これにより、ヘッドカバー５は、精密な構造の流路ユニット３や、ヘッドケース２の側面部を覆って保護するとともに、金属材料によるアース効果によって、これらの部品のシールドを行っている。
【０００７】
記録ヘッド１にあっては、駆動手段としての振動子ユニット４に、回路基板Ｂから駆動電圧を印加することで、図示しない手段により流路ユニット３に導かれたインクを、各振動子４ｂの振動によりノズル開口３ａから噴射する。これにより、記録紙等の媒体（図示せず）の印刷面等に、所定の印刷を行う。
このような印刷を行った後においては、流路ユニット３のノズル開口３ａの周囲等に、微量のインクが付着する場合がある。このため、クリーニング動作を行う。クリーニング動作は、例えば、図１８に示すように、インクジェットプリンタに装備された払拭手段８等が、記録ヘッド１に対して、矢印Ａ１に示すように相対的に接近し、その払拭面をノズル開口３ａに接触させた状態で、矢印Ａ２方向に相対的に移動することにより、ノズル開口３ａの周囲に残ったインクを拭うことにより行われる。
【０００８】
しかしながら、記録ヘッド１においては、このクリーニング動作により払拭される微量のインクが、図１９のＳ１の空間に残る場合がある。つまり、クリーニング動作の際に、インクが、ヘッドカバー５の開口部５ａから、ヘッドカバー５の内側に入り込み、空間Ｓ１等の内部空間に貯留されてしまうことがある。
すなわち、流路ユニット３は、ヘッドケース７の先端部６の端面に接着剤を用いて固定されるので、その接着代をとるためにも、流路ユニット３の外形は、ヘッドケース７の先端部６の端面の外形よりも必ず小さくなる。このことから、ヘッドカバー５の内側に、図１９に示すような空間Ｓ１が必ず形成されることになる。
このため、ヘッドカバー５の内側に侵入したインクは、空間Ｓ１に貯留されてしまう。
この空間Ｓ１に溜まったインクは、ヘッドカバー５の保護壁部５ｂと、ヘッドケース２の先端部６の側壁との間の微細な隙間Ｇ１に、毛細管現象によって入り込み、矢印Ａ３の方向に移動する。この矢印Ａ３の方向に移動したインクが、回路基板Ｂにいたると、電気的短絡を生じる場合がある。
【０００９】
つまり、図１８、図１９のような構成であると、隙間Ｇ１は、ヘッドケース２の基部７にいたるまで続いており、さらに基部７とヘッドカバー５の支持部５ｃとの間の隙間をきわめて小さいので、毛細管現象で移動するインクは、ヘッドケース２の基部７まで移動してしまう。このような状態で、記録ヘッド１が姿勢を変える場合、例えば、ユーザが記録装置１００を運搬する場合等において、装置の本体や記録ヘッド１を傾けたりすると、空間Ｓ１に溜まり、かつヘッドケース２の基部７まで続くインクは、瞬時に回路基板Ｂにまわってしまう場合がある。
【００１０】
この発明は上記課題を解消し、特に、ヘッドカバーの内側の空間にインクが貯留されることを防止して、液体が回路基板に悪影響を与えることを有効に防止できる液体噴射ヘッド及びそれを用いた液体噴射装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１の発明によれば、液体を噴射するためのノズルと、これに連通し駆動手段により圧力変化を生じる圧力発生室とを形成するための流路ユニットと、該流路ユニットをヘッドケースに当接させ、ヘッドカバーにより保護する液体噴射ヘッドであって、前記ヘッドカバーが、前記流路ユニットの前記ノズルのノズル面を露出させる開口部と、この開口部の周囲に設けられ、前記流路ユニットの周縁部を前記ヘッドケースに対して支持するように覆う枠部と、この枠部から一体に起立し、前記ヘッドケースの先端部の側面を覆うように形成された保護壁部と、この保護壁部と一体に形成され、前記保護壁部から折り曲げられて周囲方向に延びた、前記ヘッドケースに対して固定するための支持部とを有しており、前記ヘッドカバーには、前記枠部と前記保護壁部と前記流路ユニットと前記ヘッドケースとで囲まれた空間と外部とを連通する切欠き部が形成されている、液体噴射ヘッドにより、達成される。
【００１２】
請求項１の構成によれば、ヘッドカバーは、その枠部でヘッドケースの先端部の端面に固定された流路ユニットの周縁を覆い保護する。また、ヘッドカバーは、その保護壁部で、ヘッドケースの側面を覆い保護し、このヘッドカバーはその支持部が、ヘッドケースの基部に固定されるので、流路ユニットやヘッドケースの側面の保護を確実に行うことができる。このような構造において、ヘッドカバーには、枠部と保護壁部と流路ユニットとヘッドケースとで囲まれた空間と外部とを連通する切欠きが形成されている。このため、ヘッドカバーの内側に侵入したインク等の液体が、ヘッドカバー内側の空間から、切欠き部を介して外部に出るので、ヘッドカバー内側の空間にインク等の液体が貯留することを有効に防止できる。そして、このインク等の液体がヘッドカバーの内側を通り、他の部品までまわりこんで、悪影響を及ぼすことを回避できる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、液体噴射ヘッドに対するクリーニング動作における払拭手段の払拭方向と干渉しない位置に、前記切欠き部が設けられていることを特徴とする。
請求項２の構成によれば、前記切欠き部が、払拭手段の払拭方向と干渉する位置を避けて設けられているので、比較的柔軟な材料で形成されている払拭手段がクリーニング動作に起因して切欠き部と当たることで、損傷を生じることが防止される。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または２のいずれかの構成において、前記枠部が、ヘッドケースの先端部の周縁を囲む形状とされており、前記保護壁部が、この枠部から複数に分割されて起立するようにして、複数の保護壁部とされていて、前記切欠き部が、それが設けられる対応した保護壁部との関係において、複数に分割されていることを特徴とする。
請求項３の構成によれば、切欠き部は、ひとつの大きな切欠き部とならないように、複数に分割されているから、その分保護壁部や枠部をはじめとしたヘッドカバーの各部の強度を損なうことがない。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項３の構成において、前記複数の切欠き部のうち、非印刷時にノズル面を被覆する被覆部材が装着される際の被覆部材側の案内部材と対応する位置に少なくともひとつの切欠き部が設けられており、この切り欠き部が、案内部材と対応する形状とされていることを特徴とする。
請求項４の構成によれば、切欠き部が、ヘッドカバー内側にインク等の液体の貯留を防止できるだけでなく、精密な位置合わせを必要とする前記被覆部材の装着時の案内手段として機能することができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項３または４のいずれかの構成において、前記保護壁部として複数の保護壁部を有しており、これらの保護壁部のうち、一部の保護壁部に、前記支持部を備えていない場合において、この支持部を備えていない保護壁部には、他の支持部を備えている保護壁部と比較して、より多くの切欠き部を備えていることを特徴とする。
請求項５の構成によれば、前記支持部を備えない保護壁部の位置に多くの切欠き部を設けることで、ヘッドカバーのヘッドケースに対する固定強度を損なうことなく、有効な面積もしくは大きさの切欠き部を設けることが可能となる。
【００１７】
上記目的は、請求項６の発明によれば、液体を噴射するためのノズルと、これに連通し駆動手段により圧力変化を生じる圧力発生室とを形成するための流路ユニットと、該流路ユニットをヘッドケースに当接させ、ヘッドカバーにより保護する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを、液体の噴射対象に対して、相対的に移動させる手段とを有する液体噴射装置であって、前記ヘッドの前記ヘッドカバーが、前記流路ユニットの前記ノズルのノズル面を露出させる開口部と、この開口部の周囲に設けられ、前記流路ユニットの周縁部を前記ヘッドケースに対して支持するように覆う枠部と、この枠部から一体に起立し、前記ヘッドケースの先端部の側面を覆うように形成された保護壁部と、この保護壁部と一体に形成され、前記保護壁部から折り曲げられて周囲方向に延びた、前記ヘッドケースに対して固定するための支持部とを有しており、前記ヘッドカバーには、前記枠部と前記保護壁部と前記流路ユニットと前記ヘッドケースとで囲まれた空間と外部とを連通する切欠き部が形成されている、液体噴射装置により、達成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、この発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１９】
図１は、この発明の液体噴射装置の好ましい実施形態としてのインクジェット式記録装置の全体構造の一例を示す概略構成図である。
図において、インクジェット式記録装置（以下、「記録装置」と言う）１００は、紙等の媒体Ｐの表面にインクを噴射して、印刷を行う装置である。
このため、媒体Ｐの印刷面に対向するように、インクカートリッジ１０２を搭載したキャリッジ１０１が配置されている。キャリッジ１０１には、このインクカートリッジ１０２と、後述する記録ヘッドとが搭載されている。この記録ヘッドのノズル形成面の先端部は、媒体Ｐの印刷面に向けられている。キャリッジ１０１には、タイミングベルト等のキャリッジ移動手段１０４が接続されており、この移動手段としてのタイミングベルト１０４は、タイミングモータ等の駆動手段１０５により駆動され、ガイド手段１０３に案内されて、例えば、プラテン１０６の方向と一致した矢印Ａ４の方向に移動されるようになっている。以下の図面において、符号ＸとＹを用いて方向を示す場合において、この矢印Ａ４の方向を主走査方向として符号Ｙで示し、この主走査方向と直交する方向を副走査方向として、矢印Ｘで示す。
【００２０】
この記録装置１００の非印刷領域であるホームポジション（非印刷領域）には、例えば、キャリッジ１０１に搭載された記録ヘッド（後述）のノズル面を払拭するための払拭手段１０７が配置されている。この払拭手段１０７は、キャリッジ１０１に対して、その移動方向に対して相対的に移動して、記録ヘッドのノズル形成面を払拭するようになっている。このため、払拭手段１０７は、ゴム等のある程度弾性を備える払拭に適した材料と形態が選択される。
【００２１】
また、この払拭手段１０７に隣接して、上記ホームポジションもしくはその近傍に、被覆部材（キャップ）１０９が配置されている。被覆部材１０９は、後述する記録ヘッド先端部を収容し得る形態で形成されており、記録ヘッド先端部を覆って内部を密閉空間として、負圧によりインクを吸着してクリーニングするためのものである。この被覆部材１０９には、ポンプユニット１０８が接続され、上記密閉空間に負圧を形成できるようにされている。したがって、このポンプユニット１０８及び被覆部材１０９と、これらに代え、これらに加えて上記払拭手段１０７を採用することで、全体として記録ヘッドの清掃手段１１０を形成している。
【００２２】
図２及び図３は、記録装置１００の図１で説明したキャリッジ１０１の具体的構成例を示す斜視図であり、図２は、記録ヘッド３０を取り付けないキャリッジ１０１の状態を示し、図３は、記録ヘッド３０を取り付けたキャリッジ１０１の状態を示している。
図２において、キャリッジ１０１は、前部側壁５２、後部側壁５４、両側壁５１，５３を備え、かつ底板５７を備えることで、四方の側面と底部とに囲まれた内部空間Ｓを有するとともに、上方が開放されたボックス状の収容体である。
【００２３】
このキャリッジ１０１の後部側壁５４には、縦方向に延びるスリット５６，５６・・・が互いに平行に形成されている。このスリット５６，５６・・・は、キャリッジ１０１に収容されるインクカートリッジ１０２（図１参照）の各色インクの数に対応して設けられており、このスリット５６，５６・・・から、内部空間Ｓには、図示しない電極が突出するように設けられて、インクカートリッジ１０２の記憶手段の端子（図示せず）と接続されるようになっている。
【００２４】
キャリッジ１０１の底板５７には、図２に示すように、例えば、矩形の貫通孔５９が形成されており、キャリッジ１０１の内部空間Ｓ内に、図３に示すように記録ヘッド３０が取り付けられた状態で、記録ヘッド３０のノズルが形成された先端部が底板５７から露出するようになっている。
このキャリッジ１０１は、図１の記録装置１００のガイド手段１０３と接続される部分と、これとは別体に形成され、記録ヘッド３０やインクカートリッジ１０２等が挿入される部分とを有しているが、これらを一体に形成するようにしてもよい。
【００２５】
図４及び図５はキャリッジ１０１に収容される本発明の液体噴射ヘッドの実施形態としての記録ヘッド３０の概略斜視図であり、図６は、記録ヘッド３０の分解斜視図である。
これらの図に示されているように、記録ヘッド３０は、後述する各種の部品を取り付けるためのカートリッジ基台（以下、「基台」という）３１を有している。基台３１は、全体として、例えば、合成樹脂製の支持基台であり、図６に示されているように、その一面（図において上面）には、複数の区画が設けられている。この区画は、インクカートリッジ１０２（図１参照）の各色インクの数に対応して設けられている。各区画には、図示されているように、それぞれフィルタ３３・・・を介して、それぞれインク供給針３２・・・が取付けられている。
【００２６】
基台３１の他面には、パッキンとなるシート部材３４を介して、回路基板３５が取付けられるようになっている。シート部材３４には、インクの供給用の貫通孔３４ａが形成されている。回路基板３５は、例えば、インクの噴射ノズルを駆動するためのドライブ回路等や、本体側との接続のためのコネクタ、シート部材３４のインクの供給用の貫通孔３４ａと対応する貫通孔等を備えている。
【００２７】
さらに、記録ヘッド３０は、駆動手段としての複数の圧電振動子を備える振動子ユニット３６と、この振動子ユニット３６が取付けられるヘッドケース３７を備えている。振動子ユニット３６は、固定板に複数の圧電振動子を並列的に固定したもので、図示しないテープキャリアを介して、回路基板３５から駆動電圧が供給されるようになっている。この振動子ユニット３６が駆動されることで、流路ユニット３８に形成されるノズルからインクが吐出されるようになっている。
このため、振動子ユニット３６の図示しないテープキャリアは、回路基板３５の貫通孔に挿通されて、折り曲げ後、回路基板３５に半田接続され、上記コネクタ等と接続されている。また、振動子ユニット３６は、図７に示すように、ヘッドケース３７の収納部３７ａに挿入されている。
【００２８】
ヘッドケース３７は、図５に示されているように、基台３１に固定されるもので、上述した振動子ユニット３６を収容するためのケーシングである。ヘッドケース３７は、例えば、フランジ状に広がる形態を備えた基部６５と、この基部６５から一体に図７において下方に突出したほぼ直方体でなるブロック状の先端部６１を有している。ヘッドケース３７の基部６５は、例えば、フランジ状に広がっており、後述するように、ヘッドカバー３９の後述する支持部を固定するために機能する。
このヘッドケース３７の先端部６１の端面６２（載置面）には、流路ユニット３８が当接されて、例えば、接着剤等により固定されている。
流路ユニット３８は、図７の下方から上方に向かって、ノズルプレート４１、流路形成基板４２、弾性板４３を順次積層し、接着剤等で固定して一体化させることにより形成されている。
ノズルプレート４１は、例えば、ステンレス製の薄板でなり、プリンタのドット形成密度に対応したピッチで、微細なノズル開口４１ａを列状に形成したものである。
【００２９】
図８は、図７の流路ユニット３８を拡大した断面図である。図において、流路形成基板４２は、インクカートリッジから導かれるインクをノズルプレート４１の各ノズル開口４１ａに送る流路を形成するもので、例えば、シリコンウエハーをエッチング処理して形成されている。流路形成基板４２には、ノズルプレート４１の各ノズル開口４１ａにそれぞれ対応して連通する複数の区画領域でなる圧力室６８や、インクを貯留するための共通インク室６６、この共通インク室と上記した圧力室を連絡する溝状のインク供給口６７等が形成されている。
【００３０】
弾性板４３は、流路形成基板４２の上に位置して配置されるもので、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の弾性フィルム４３ａの上に、例えば、ステンレス鋼等の金属製の支持板４３ｂを積層した板材で形成されている。
この弾性板４３は、流路形成基板４２に重ねられ、この流路形成基板４２の上述した圧力室６８や、共通インク室６６、インク供給口６７の図７における上側の開口部を塞ぐ状態で固定される。そして、圧力室６８と対応した箇所において、弾性板４３は、上記金属製の支持板４３ｂを環状に除去されて、内側にアイランド部６９を残すようにし、このアイランド部６９に、振動子ユニット３６の各振動子６４の先端が固定される。これにより、振動子６４の動きは、アイランド部６９を介して、圧力室６８に伝えられるようになっている。また、弾性板４３のインク供給口６７と対応した箇所には、上記金属製の支持板４３ｂが残されることにより、インク供給口６７を形成する溝の流路断面積を保持するようになっている。さらに、弾性板４３の共通インク室６６に対応した領域では、上記金属製の支持板４３ｂは除去されて、弾性フィルム４３ａだけを残すようにし、共通インク室６６内のインクの増減等による動きに追従し、コンプライアンスを得る働きをするようにされている。
【００３１】
図６のヘットカバー３９は、金属製の保護部材で、図５に示すように、ノズルプレート４１の外側から、その周縁部を包囲した状態で、流路ユニット３８をヘッドケース３７の先端部６１に当接させた状態で保持するためのものである。
【００３２】
記録ヘッド３０は以上のように構成されており、基台３１に固定された、各インク供給針３２・・・は、対応する各色インクをそれぞれのカートリッジから基台３１側に導き、インクは、シート部材３４のインク供給用貫通孔３４ａ等を通りヘッドケース３７に保持された流路ユニット３８に導かれる。この流路ユニット３８においては、流路形成基板４２の共通インク室６６に一時貯留されたインクが、図８のインク供給口６７を通り、振動子ユニット３６の振動子６４の動きにしたがって、圧力室６８を介して、ノズルプレート４１のノズル開口４１ａから噴射される。これにより、図１の媒体Ｐの印刷面にインクが着弾し、かくして、キャリッジ１０１が矢印Ａ４の方向に送られることにより、媒体Ｐの印刷面にライン状に印刷が行われる。
【００３３】
図９ないし図１１は、本実施形態で使用されるヘッドカバー３９について、それぞれ異なる角度から見た斜視図であり、図１２は、ヘッドカバー３９をヘッドケース３７に取付け、このヘッドケース３７が基台３１に固定されている様子を示す概略断面図、図１３は、図１２の一部を拡大して示す図である。
これらを参照しながら、ヘッドカバー３９の好ましい実施形態について説明する。
なお、図９ないし図１１において、符号ＸとＹで示した方向は、ヘッドカバー３９が、ヘッドケース３７に固定されて記録ヘッド３０が形成された場合、この記録ヘッド３０が図１の記録装置１００に組み込まれた状態で、図１の矢印Ａ４の方向を、主走査方向として符号Ｙで示し、この主走査方向と直交する方向を副走査方向として、矢印Ｘで示している。
【００３４】
図９ないし図１１において、ヘッドカバー３９は、導電性の金属、好ましくは、錆びにくく、板厚を薄くしても剛性があり、導電性が良好である性質を有し、具体的には、例えば、ステンレスにより一体に形成されている。
図５や図１２に示されているように、ヘッドケース３７は、ヘッドカバー３９に固定された状態で、流路ユニット３８のノズルプレート４１の一面であるノズル面に形成されたノズル開口４１ａを塞がないような開口部として第１の開口部７１を有している。そして、この第１の開口部を囲むように、上記した金属製の枠部７２を有している。
この枠部７２は、図示の場合、ヘッドケース３７のブロック状の先端部６１の形状に適合させていれば、図示の形態に限られず、円形や多角形、楕円や長円等の形状としてもよいが、この実施形態では、矩形状の枠を形成している。
【００３５】
枠部７２からは、ほぼ９０度曲折されて一体に延びる保護壁部が設けられている。保護壁部は、ヘッドケース３７の先端部６１の側面を覆い保護するものであり、ヘッドケース３７の先端部６１の側面の形態に合わせて、複数に分割されている。この実施形態では、枠部７２が、四角形であることから、その四辺から、それぞれ区分された形態で、複数の保護壁部７３，７４，７５，７６がそれぞれ形成されている。
【００３６】
この実施形態では、各保護壁部７３，７４，７５，７６のうち、それぞれ隣合う保護壁部の隣接する辺８７，８７は、面取りされている。つまり、これらの各辺８７は、枠部７２から遠ざかる方向に沿って、各保護壁部の幅を狭めるように傾斜することで、面取りされている。
これにより、後述するクリーニング後に、ヘッドカバー３９の内側に入り込む残留液体としてのインクがヘッドカバー３９の四隅の箇所に集まらないようにされている。
【００３７】
ヘッドカバー３９の保護壁部の全部または一部、この場合、例えば、保護壁部７３，７４，７５には、ほぼ９０度曲折させて延長されたフランジ状の支持部７７，７８，７９がそれぞれ一体に形成されている。
この各支持部７７，７８，７９は、ヘッドケース３７に対して、ヘッドカバー３９を取り付ける際に利用される。これら支持部のヘッドケース３７に対する取付け、固定には、例えば、ビス止めや、熱カシメ等の手法を採用することができるが、この実施形態では、ビス止めを用いており、各支持部７７，７８，７９には、ビス孔７７ａ，７８ａ，７９ａが設けられている。
これら各支持部７７，７８，７９は、好ましくは、上記した保護壁部の隣接する辺８７，８７の面取り形状と連続する形態で面取りされている。
【００３８】
また、ヘッドカバー３９の保護壁部の全部または一部、この場合、例えば、保護壁部７３，７４，７５には、ヘッドカバー３９の第２の開口部８１，８２，８３が形成されている。この第２の開口部８１，８２，８３は、保護壁部のヘッドケース３７の先端部６１に対する保護機能等や強度を損なわない位置と大きさを考慮して形成されている。
同様にして、ヘッドカバー３９の支持部の全部または一部、この場合、例えば、支持部７７，７８には、ヘッドカバー３９の第３の開口部８４，８５が形成されている。この第２の開口部８４，８５は、これらが形成された支持部７７，７８のヘッドケース３７に対する固定のための機能等や強度を損なわない位置と大きさを考慮して形成されている。
【００３９】
さらに、記録装置１００のクリーニング動作後に、ヘッドカバー３９の内側に、インクが貯留されやすい箇所を選んで、例えば、ヘッドカバー３９の枠部７２と保護壁部の境界付近には、切欠き部が形成されている。この切欠き部は、ヘッドカバー３９を貫通する開口として形成されており、インクが通過できるようになっている。切欠き部は、ひとつまたは複数形成されている。
この切欠き部の数に制限はなく、ヘッドカバー３９の内側に、インクが貯留されやすい箇所ならどこに形成してもよい。しかしながら、この実施形態では、特に、枠部７２と保護壁部７５との境界に３つの開口部８６，８６，８６が、枠部７２と保護壁部７６との境界に３つの開口部１１，１１，１１が設けられている。
【００４０】
これらの開口部は、図１９で説明したヘッドカバーの内側の空間Ｓ１と実質的に同じである図１３の空間Ｓ２に、できるだけインクを貯留させないようにするために形成されている。そして、特にこの実施形態において、枠部７２と保護壁部７５との境界と、枠部７２と保護壁部７６との境界の各位置を選んで形成した点を説明する。
この実施形態の記録ヘッド３０におけるクリーニング動作は、図１８で説明したのと同様でり、この実施形態では、図１で示した払拭手段１０７は、図１０の矢印Ｙ方向に相対的に移動されることを考慮したものである。
【００４１】
すなわち、例えば、図１０において、切り欠き部を枠部７２と保護壁部７３との境界及び／または枠部７２と保護壁部７４との境界の各位置に形成すると、矢印Ｙ方向に移動する払拭手段１０７が、切り欠き部と接触してしまう。この場合払拭手段１０７は比較的柔軟な材料で形成されているから、払拭手段１０７が、金属製のヘッドカバー３９の切り欠き部と繰り返し接触すると、払拭手段１０７が損傷することで、その機能を損なうことにつながる。
したがって、クリーニング動作における払拭手段１０７の払拭方向Ｙと干渉しない位置として、この実施形態では、枠部７２と保護壁部７５との境界と、枠部７２と保護壁部７６との境界の各位置を選んで、切り欠き部を形成したものである。
【００４２】
また、ヘッドカバー３９の内側の空間にできるだけインクを貯留させないためには、切り欠き部を大きくして、開口面積を大きくとることが好ましい。この点において、例えば、図１０において、枠部７２と保護壁部７６との境界に形成した切り欠き部１１，１１，１１をひとつの大きな開口でなるひとつの切り欠き部とすることもできる。しかしながら、このように、切り欠き部をひとつの大きな開口とすると、ヘッドカバー３９の強度を損なう場合がある。したがって、切り欠き部は、分割された複数の切り欠き部として、合計の開口面積を大きくする構成とすることが好ましく、その合計の開口面積は、切り欠き部を形成しない場合の境界全体の面積の５０パーセント程度までとすることが好ましい。
【００４３】
さらに、切り欠き部を形成する位置は、上述した払拭手段１０７の払拭方向と干渉しない位置とすることに加えて、できれば、保護壁部７６のように、支持部を備えない保護壁部と枠部７２との境界を選ぶとさらに好ましい。
支持部を備えない保護壁部と枠部との境界に切り欠き部を設けることで、ヘッドカバー３９のヘッドケース３７に対する固定強度を損なうことなく、有効な面積もしくは大きさの切欠き部を設けることが可能となるからである。
【００４４】
図１３を参照して、ヘッドカバー３９のさらに詳しい構成を説明する。
図１３においては、保護壁部が支持部側に向かってその幅を拡大するように、した構成の具体例が示されている。この図では、詳しく示す都合上、保護壁部７４の形態だけが示されているが、図９ないし図１１で示した各保護壁部７３，７５，７６も同様の形態である。そして、互いに対向する保護壁部は、対称の形態となる。
図１３では、保護壁部７４は、これと対向する保護壁部７３とで、テーパ状となるように、徐々に開いた形態とされている。この形態は、図１３では、上方に向かって左に角度θに傾斜して開いた部分として示されている。これにより、ヘッドケース３７の先端部６１の側面と、ヘッドカバー３９の保護壁部７４との間の隙間Ｓ３が上方に向かって徐々に大きくなるようにされている。
【００４５】
また、好ましくは、保護壁部７４の上記テーパ部分は、枠部７２から所定の距離、例えば、Ｌ１の距離から始まり、保護壁部７４の枠部７２から距離Ｌ１までの箇所は、保護壁部７４は、ヘッドケース３７の先端部６１の側面に密着して、位置決め部９５とされている。すなわち、このＬ１の距離の分だけ、ヘッドカバー３９の保護壁部とヘッドケース３７の先端部６１の側面が密着することで、ヘッドカバー３９を取付ける際の位置決めがしやすくなり、作業性が向上する。
また、保護壁部７４の上述のテーパ構造に代えて、例えば、図１３に鎖線で示すように、段部９６を形成して、この段部９６から図において上方が、所定の幅に拡大するようにしてもよい。
【００４６】
さらに、図１３に示された、ヘッドケース３７側の特徴的な構造について説明する。
ヘッドケース３７の基部６５と支持部７８の固定箇所に対応した箇所には、ヘッドカバー３９の支持部７８に向かって突出する凸部もしくは突起、あるいはボス９２が形成されている。
具体的には、ヘッドカバー３９の支持部７８が、ビス７８ｂを用いて固定される際に、ワッシャ７８ｃとの間にこの凸部９２に介在するスペーサとして機能するようにされている。これにより、ヘッドケース３７の基部６５とヘッドカバー３９の支持部７８とが密着することなく、その隙間Ｓ４が開くようにされている。 そして、基部６５の外周には、僅かに外方に突出する突起９７が設けられ、この突起９７を挟んで、上下にそれぞれ上向き段部９７ｂと下向き段部９７ａが形成されている。
【００４７】
また、ヘッドケース３７の先端部６１と基部６５との間の箇所には、この先端部６１の外周を包囲するように、溝部９１が形成されている。
さらに、図１３において、ヘッドケース３７の基部６５の上面と、ヘッドケース３７の上に取付けられる回路基板３５との間には、支持部９３を設けることで、隙間９４が形成されている。
【００４８】
本実施形態は以上のように構成されており、次に、ヘッドカバー３９を中心として、その特徴的な作用を説明する。
この記録装置１００では、記録ヘッド３０の先端部であるヘッドケース３７とヘッドカバー３９の箇所では、上述したクリーニング動作により、図１２の矢印Ｙ方向に払拭手段１０７が相対的に移動される。
このクリーニング動作後において、払拭されたインクの一部は、ヘッドカバー３９の第１の開口部７１から内側に入り込んで、図１３の空間Ｓ２内に貯留されようとする。しかしながら、この実施形態では、ヘッドカバー３９に、切り欠き部１１，１１，１１及び８６，８６，８６が形成されていることで、ヘッドカバー３９の内側に侵入したインクは、これら切り欠き部から再び外部に導かれるので、ヘッドカバー３９の内側にとどまるインクの量は格段に低減されることになる。
【００４９】
しかしながら、それでもヘッドカバー３９の内側に侵入したインクは、ヘッドケース３７の先端部６１の側面と、ヘッドカバー３９との間の空間が狭いと、毛細管現象により、この隙間Ｓ３内を図１３の矢印Ａ６の方向に沿って進もうとする。このようなインクの進行方向、つまり、支持部７８の方向には、他の部品、例えば、回路基板３５等が存在するので、好ましくない。
そこで、この実施形態では、先ず、図１３で示したように、保護壁部７４が、上方にいくに従って拡幅している。つまり、テーパ状に開くことで、隙間Ｓ３が大きくなる。このため、ある程度隙間Ｓ３が大きくなったところで、毛細管現象が働かなくなり、矢印Ａ６の方向にインクが移動しにくくされている。
【００５０】
ここで、このテーパ状の拡幅部の開き角度θが、７度ないし１０度に設定されていることが好ましい。
ヘッドカバー３９の保護壁部のテーパ状の拡幅部の開き角度θが、７度未満の場合には、ヘッドカバーとヘッドケースとの間に浸入するインク等の液体に毛細管力が働くという欠点がある。また、ヘッドカバーの前記テーパ状の拡幅部の開き角度が、１０度を超える場合には、ヘッドの大型化をまねくという欠点がある。前記ヘッドカバーの前記テーパ状の拡幅部の開き角度が、７度ないし１０度にある場合には、ヘッドの大型化をまねくことなく、ヘッドカバーとヘッドケースとの間に浸入するインク等の液体に毛細管力が働かないようにすることができるという利点がある。
さらに、保護壁部７４には、第２の開口部８２が設けられていることから、ヘッドケース３７の先端部６１の側面と、ヘッドカバー３９との間の空間としての隙間Ｓ３を形成する面積を減少させ、その分、液体を保持する間隔が存在する箇所を少なくしているので、この点においても、矢印Ａ６の方向にインクが移動しにくくされている。
【００５１】
しかしながら、それでも、インクがヘッドケース３７の基部６５付近まで達した場合には、溝部９１により貯留される。このため、その貯留限度を越えない限り、図１３の水平方向に沿って、基部６５と支持部７８との間の隙間Ｓ４をインクが進むことが防止される。
また、この実施形態では、基部６５の凸部９２が、基部６５と支持部７８との間の隙間Ｓ４を大きくするスペーサの役割を果たすことから、隙間Ｓ４が大きくされる。このため、毛細管現象が働かなくなり、矢印Ａ７の方向にインクが移動しにくくされている。
さらに、支持部７８には、第３の開口部８５が設けられていることから、基部６５と支持部７８との間の隙間Ｓ４を形成する面積を減少させ、その分、液体を保持する間隔が存在する箇所を少なくしているので、この点においても、矢印Ａ７の方向にインクが移動しにくくされている。
【００５２】
さらに、基部６５の外周付近まで等圧したインクがあった場合には、突起９７下側の下向き段部９７ａに貯留され、貯留限度を越えたインクが矢印Ａ８方向に回り込んだ場合には、上向き段部９７ｂに貯留される。上向き段部９７ｂの貯留限度を越えたインクが矢印Ａ９の方向に移動した場合には、隙間９４により、支持部９３と回路基板３５との間で、毛細管力の発生を防止し、電気的接続部へのインクの浸入を防止するようになっている。
【００５３】
このように、本実施形態では、先ず、ヘッドカバー３９に切り欠き部１１，１１，１１や８６，８６，８６を設けることで、ヘッドカバー３９の内側の空間Ｓ２にインクが貯留されることが有効に防止される。これに加えて、ヘッドカバー３９の内側に侵入したインクがあった場合においても、ヘッドカバー３９とヘッドケース３７との間で、毛細管現象が働きやすい隙間を無くすことで、このような隙間へのインクの入り込みと、保持をなくし、多量のインクがこのような隙間に広い面積にわたって貯留されることを防止して、回路基板３５等へのインクの侵入を防止することができる。
特に、ヘッドカバー３９の枠部７２から支持部７８にいたる範囲において、多くのインクが貯留されることを防ぎ、ユーザによる記録装置１００の輸送等の際に記録ヘッド３０の姿勢をかえたとき等に、多量に貯留されたインクが、回路基板３５等の他の部品に侵入して、電気的短絡を生じたり、機能を阻害する恐れを有効に回避することができる。
【００５４】
図１４ないし図１７は、本実施形態のヘッドカバー３９の変形例を示す図である。
図１４は、図１で説明した被覆手段１０９の周辺の構造を具体的に示す斜視図である。
図において、被覆部材（キャップ）１０９は、図１のキャリッジ１０１の矢印Ｙ方向への動きに追従して移動するスライダ１５に固定されている。スライダ１５は、支軸１６に支持されて、キャリッジ１０１の矢印Ｙ方向への動きに追従して矢印Ｒに示すようにほぼ円弧状の軌跡に沿って昇降する。すなわち、キャリッジ１０１がホームポジション（非印刷領域）に移動したときに、スライダ１５は矢印Ｒの上方に移動して、図１４にしめされたヘッドカバー３９が固定されている記録ヘッド３０のノズル面を被覆するようになっている。
【００５５】
ここで、スライダ１５には、例えば、被覆部材１０９の幅方向の両側で、垂直に起立するように設けられたステー状の案内部材１７，１７が設けられている。このため、案内部材１７，１７もスライダ１５の動きにしたがって、被覆部材１０９と同様に昇降されるようになっている。この案内部材１７，１７は、被覆部材１０９が記録ヘッド３０のノズル面に正しく位置合わせされて覆うように案内するものである。
【００５６】
図１４のヘッドカバー３９には、図９ないし図１１で説明した切り欠き部が形成されているが、この変形例では、複数の切り欠き部の一部が図９ないし図１１とは異なる形態とされている。
図１５は、ヘッドカバー３９の保護壁部７５と枠部７２との境界に設けた３つの切り欠き部８６，１２，８６を示している。これらの複数の切り欠き部のうち、この変形例では、例えば、中央のひとつの切り欠き部１２は、被覆部材１０９が、記録ヘッド３０を被覆したときに、図１４の案内部材１７，１７の一方と同じ位置になるようにされている。そして、図示されているように、他の切り欠き部８６，８６よりも高い位置まで切り欠かれていることで、案内手段とされている。
同様に、ヘッドカバー３９の保護壁部７６と枠部７２との境界に設けた３つの切り欠き部も同様の構成とされている。
【００５７】
図１６は、被覆部材１０９が記録ヘッド３０のノズル面である流路ユニット３８の下面を被覆した状態を示す概略断面図であり、図１７は、図１６の符号Ｄで示した箇所を拡大して示す説明図である。
図１７に示されているように、案内部材１７は、案内手段としての切り欠き部１２に嵌入されると、流路ユニットが位置決めされ、接着されるヘッドケース３７とヘッドカバー３９を介すことなく接することが可能となり、スライダ１５に設けられた被覆部材１０９は、流路ユニット３８の下面のノズル面を精度良く被覆することができる。
この状態で、図１６に示すように、被覆部材１０９は、矢印Ｂに示すように、真空排気を行うことで、ノズル面のインク詰まり等をクリーニングすることができる。
このように、この変形例の場合には、切欠き部が、ヘッドカバー３９の内側にインク等の液体の貯留を防止できるだけでなく、精密な位置合わせを必要とする前記被覆部材の装着時の案内手段として機能することができる。
【００５８】
ところでこの発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
上述の実施形態は、好ましい種々の構成を組み合わせた、最も好適な実施形態であるが、本発明の範囲は、このような実施形態に限るものではなく、例えば、ヘッドカバー３９の構成として、切り欠き部の構造だけを単独に採用してもよい。また、保護壁部は複数に分割されていなくてもよく、この場合一つの保護壁部と枠部との境界にひとつまたは複数の切り欠き部を設けるようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ヘッドカバーの内側の空間にインクが貯留されることを防止して、液体が回路基板に悪影響を与えることを有効に防止できる液体噴射ヘッド及びそれを用いた液体噴射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の液体噴射装置の好ましい実施形態としてのインクジェット式記録装置の全体構造の一例を示す概略構成図。
【図２】 図１の記録装置１００のキャリッジ１０１の具体的構成例を示す斜視図。
【図３】 図１の記録装置１００の記録ヘッド３０を取り付けたキャリッジ１０１の状態を示す図。
【図４】 図１の記録装置１００のキャリッジ１０１に収容される本発明の液体噴射ヘッドの実施形態としての記録ヘッド３０の概略斜視図。
【図５】 図１の記録装置１００のキャリッジ１０１に収容される本発明の液体噴射ヘッドの実施形態としての記録ヘッド３０の概略斜視図。
【図６】 図１の記録装置１００の記録ヘッド３０の分解斜視図。
【図７】 図１の記録装置１００の記録ヘッド３０のヘッドケース３７の概略断面図。
【図８】 図７で示した流路ユニット３８の一部を拡大した断面図。
【図９】 図６のヘッドカバー３９の概略斜視図。
【図１０】 図６のヘッドカバー３９の概略斜視図。
【図１１】 図６のヘッドカバー３９の概略斜視図。
【図１２】 図９のヘッドカバー３９をヘッドケース３７に取付け、ヘッドケース３７が、基台３１に固定されている様子を示す概略断面図。
【図１３】 図１２の一部を拡大して示す図。
【図１４】 図１の被覆手段１０９の周辺の構造を具体的に示す斜視図。
【図１５】 図９のヘッドカバーの変形例の構成を示す部分拡大図。
【図１６】 図１の被覆部材１０９が記録ヘッド３０のノズル面である流路ユニット３８の下面を被覆した状態を示す概略断面図。
【図１７】 図１６の符号Ｄの部分の拡大図。
【図１８】 記録ヘッドの一部を示す概略断面図。
【図１９】 図１８のＣで示す箇所の拡大図。
【符号の説明】
１００・・・インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、１０１・・・キャリッジ、３０・・・記録ヘッド、３１・・・カートリッジ基台、３５・・・回路基板、３６・・・振動子ユニット、３７・・・ヘッドケース、３８・・・流路ユニット、３９・・・ヘッドカバー、４１・・・ノズルプレート。１１，１１，１１，８６，８６，８６・・・切り欠き部。

Claims (6)

1. 液体を噴射するためのノズルと、これに連通し駆動手段により圧力変化を生じる圧力発生室とを形成するための流路ユニットと、該流路ユニットをヘッドケースに当接させ、ヘッドカバーにより保護する液体噴射ヘッドであって、前記ヘッドカバーが、前記流路ユニットの前記ノズルのノズル面を露出させる開口部と、この開口部の周囲に設けられ、前記流路ユニットの周縁部を前記ヘッドケースに対して支持するように覆う枠部と、この枠部から一体に起立し、前記ヘッドケースの先端部の側面を覆うように形成された保護壁部と、この保護壁部と一体に形成され、前記保護壁部から折り曲げられて周囲方向に延びた、前記ヘッドケースに対して固定するための支持部とを有しており、前記ヘッドカバーには、前記枠部と前記保護壁部と前記流路ユニットと前記ヘッドケースとで囲まれた空間と外部とを連通する切欠き部が形成されていることを特徴とする、液体噴射ヘッド。
2. 液体噴射ヘッドに対するクリーニング動作における払拭手段の払拭方向と干渉しない位置に、前記切欠き部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記枠部が、ヘッドケースの先端部の周縁を囲む形状とされており、前記保護壁部が、この枠部から複数に分割されて起立するようにして、複数の保護壁部とされていて、前記切欠き部が、それが設けられる対応した保護壁部との関係において、複数に分割されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記複数の切欠き部のうち、非印刷時にノズル面を被覆する被覆部材が装着される際の被覆部材側の案内部材と対応する位置に少なくともひとつの切欠き部が設けられており、この切り欠き部が、案内部材と対応する形状とされていることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記保護壁部として複数の保護壁部を有しており、これらの保護壁部のうち、一部の保護壁部に、前記支持部を備えていない場合において、この支持部を備えていない保護壁部には、他の支持部を備えている保護壁部と比較して、より多くの切欠き部を備えていることを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
6. 液体を噴射するためのノズルと、これに連通し駆動手段により圧力変化を生じる圧力発生室とを形成するための流路ユニットと、該流路ユニットをヘッドケースに当接させ、ヘッドカバーにより保護する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを、液体の噴射対象に対して、相対的に移動させる手段とを有する液体噴射装置であって、前記ヘッドの前記ヘッドカバーが、前記流路ユニットの前記ノズルのノズル面を露出させる開口部と、この開口部の周囲に設けられ、前記流路ユニットの周縁部を前記ヘッドケースに対して支持するように覆う枠部と、この枠部から一体に起立し、前記ヘッドケースの先端部の側面を覆うように形成された保護壁部と、この保護壁部と一体に形成され、前記保護壁部から折り曲げられて周囲方向に延びた、前記ヘッドケースに対して固定するための支持部とを有しており、前記ヘッドカバーには、前記枠部と前記保護壁部と前記流路ユニットと前記ヘッドケースとで囲まれた空間と外部とを連通する切欠き部が形成されていることを特徴とする、液体噴射装置。

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