JP5405425B2 - 液体吐出ヘッド及びインクジェット記録装置並びに給電配線基板の乾燥方法 - Google Patents
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Description
前記吐出デバイス構造体を保持するハウジングを備え、前記ハウジングに前記気体供給流路が形成されていることを特徴とする。
図1は本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドが適用されたインクジェットヘッドの斜視図である。図1では、インクジェットヘッド10の下方(斜め下方向)から吐出面を見上げた様子が図示されている。このインクジェットヘッド10は、インクジェット印刷機の描画部に設置されるプリントヘッドであり、複数個のヘッドモジュール12を用紙幅方向に並べて繋ぎ合わせて長尺化したフルライン型のバーヘッド(シングルパス印字方式のページワイドヘッド)となっている。ここでは17個のヘッドモジュール12を繋ぎ合わせた例を示しているが、モジュールの構成、モジュールの個数及び配列形態については、図示の例に限定されない。符号14は、複数のヘッドモジュール12を固定するための枠体となるハウジング(バー状のラインヘッドを構成するためのハウジング)、符号16は、各ヘッドモジュール12に接続されたフレキシブル基板である。
が「給電配線基板」に相当する。
気体供給流路82から空洞部80に導入する乾燥空気の湿度及び温度等の条件は、使用するフレキシブル基板16(又はTAB基板)の基材の材質、配線間スペースなどに依存する。したがって、使用するフレキシブル基板又はTAB基板について、事前に試験を行い、適切な条件を把握しておくことが好ましい。例えば、使用するフレキシブル基板について、湿度、温度の条件を変化させた高温高湿試験を実施し、当該試験の結果から、所望の寿命(信頼性)に適切な温湿度条件を決定する。
仮に、本実施形態で説明した空洞部80による乾燥空気の導入構造を採用せずに、保護部分166の周囲を封止剤で満たして、保護部分166を封止剤で完全に覆い尽くしてしまう構成を採用する場合、ここで用いる封止剤(接着剤、シール剤)には防湿性やインク・その他洗浄液に対する耐性が非常に高い材料を選択する必要がある。そのため、このような防湿性、耐液性の高い材料の開発に多大な工数を費やす可能性がある。
図10は、他の実施形態を示す平面図である。図10において、図7で説明した例と同一又は類似する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図6乃至図10で説明した形態における気体排出流路84及び排出口85を省略した形態も可能である。この場合、空洞部80に対して気体供給流路82から乾燥空気を供給し、常に陽圧状態とする。このような構成によっても、空洞部80への湿気等の進入を抑制できるため、配線電極の腐食を防止することが可能である。
上述した本発明の実施形態によるインクジェットヘッド10を適用したインクジェット記録装置の例を説明する。
給紙部612には、給紙トレイ650が設けられ、この給紙トレイ650から記録媒体624が一枚ずつ処理液付与部614に給紙される。本例では、記録媒体624として、枚葉紙(カット紙)を用いるが、連続用紙(ロール紙)から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。
処理液付与部614は、記録媒体624の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部616で付与されるインク中の色材(本例では顔料)を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。
描画部616は、描画ドラム670、用紙抑えローラ674、及びインクジェットヘッド672M,672K,672C,672Yを備えている。描画ドラム670は、処理液ドラム654と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)671を備える。描画ドラム670に固定された記録媒体624にインクジェットヘッド672M,672K,672C,672Yからインクが付与される。
乾燥部618は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、乾燥ドラム676、及び溶媒乾燥装置678を備えている。
定着部620は、定着ドラム684、ハロゲンヒータ686、定着ローラ688、及びインラインセンサ690で構成される。定着ドラム684は、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)685を備え、この保持手段685によって記録媒体624の先端を保持できるようになっている。
排紙部622は、排出トレイ692を備えており、この排出トレイ692と定着部620の定着ドラム684との間に、これらに対接するように渡し胴694、搬送ベルト696、張架ローラ698が設けられている。記録媒体624は、渡し胴694により搬送ベルト696に送られ、排出トレイ692に排出される。搬送ベルト696による用紙搬送機構の詳細は図示しないが、印刷後の記録媒体624は無端状の搬送ベルト696間に渡されたバー(不図示)のグリッパーによって用紙先端部が保持され、搬送ベルト696の回転によって排出トレイ692の上方に運ばれてくる。
図12は、インクジェット記録装置600のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置600は、通信インターフェース770、システムコントローラ772、メモリ774、モータドライバ776、ヒータドライバ778、プリント制御部780、画像バッファメモリ782、ヘッドドライバ784等を備えている。
「記録媒体」は、記録ヘッド(液体吐出ヘッド)からの打滴によってドットが記録される媒体の総称であり、印字媒体、被記録媒体、被画像形成媒体、受像媒体、被吐出媒体など様々な用語で呼ばれるものが含まれる。本発明の実施に際して、記録媒体の材質や形状等は、特に限定されず、連続用紙、カット紙、シール用紙、OHPシート等の樹脂シート、フィルム、布、配線パターン等が形成されるプリント基板、ゴムシート、その他材質や形状を問わず、様々な媒体に適用できる。
また、本発明の適用範囲はライン型ヘッドによるシングルパス印字方式に限定されず、記録媒体の幅方向(主走査方向)の長さに満たない短尺のヘッドを記録媒体の幅方向に走査させて印字を行う方式を適用してもよい。また、上述の実施形態では、停止したヘッドに対して記録媒体を搬送する構成を例示したが、本発明の実施に際しては、停止した記録媒体に対してヘッドを移動させる構成も可能である。なお、シングルパス方式のフルライン型の記録ヘッドは、通常、記録媒体の送り方向(搬送方向)と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってヘッドを配置する態様もあり得る。
インクジェットヘッドにおける各ノズルから液滴を吐出させるための吐出用の圧力(吐出エネルギー)を発生させる手段は、ピエゾアクチュエータ(圧電素子)に限らず、サーマル方式(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方式)におけるヒータ(加熱素子)や静電アクチュエータその他方式による各種アクチュエータなど様々な圧力発生素子(エネルギー発生素子)を適用し得る。ヘッドの吐出方式に応じて、相応のエネルギー発生素子が流路構造体に設けられる。
上記実施形態では、記録媒体に直接インク滴を打滴して画像を形成する方式(直接記録方式)のインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、一旦、中間転写体上に画像(一次画像)を形成し、その画像を転写部において記録紙に対して転写することで最終的な画像形成を行う中間転写型の画像形成装置についても本発明を適用することができる。この場合、中間転写体が「記録媒体」と解釈される。
上述の実施形態では、画像記録装置の一例としてインクジェット印刷機(記録装置)を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。本発明は、グラフフィック印刷用途に限らず、電子回路基板の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体(「インク」に相当)として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、微細構造物形成装置など、各種の画像パターンを形成し得る様々なインクジェットシステム(画像記録装置)に適用可能である。
Claims (19)
- 液体の吐出口となるノズルと、前記ノズルに液体を導く流路と、前記ノズルから液体を吐出させるための吐出エネルギーを発生させる吐出エネルギー発生素子と、を含んだ構造体からなる吐出デバイス構造体と、
前記吐出デバイス構造体に接続され、前記吐出エネルギー発生素子に印加する電力を伝送する給電配線が形成された給電配線基板と、
前記給電配線基板の表面のうち、前記吐出デバイス構造体における前記ノズルが形成されている吐出面の近傍の前記吐出面側に向いた片側面の一部分に乾燥ガスを接触させるために当該片側面の一部分に接して設けられた気体収容空間となる空洞部と、
前記空洞部に連通し、当該空洞部に前記乾燥ガスを流入させるための気体供給流路と、
を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1において、
前記空洞部の周囲は、接着剤又は封止材を用いて封止されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項2において、
前記接着剤又は封止材として、エポキシ樹脂、シリコーン、アクリレートのうち少なくとも1つの材料が用いられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1乃至3のいずれか1項において、
前記吐出デバイス構造体を保持するハウジングを備え、
前記ハウジングに前記気体供給流路が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1乃至4のいずれか1項において、
前記気体供給流路の流入口は、前記吐出面に面していない部位に設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1乃至5のいずれか1項において、
前記空洞部に連通し、当該空洞部から前記乾燥ガスを排出するための気体排出流路を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項6において、
前記吐出デバイス構造体を保持するハウジングに前記気体排出流路が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項6又は7において、
前記気体排出流路の排出口は、前記吐出面に面していない部位に設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項6乃至8のいずれか1項において、
前記吐出デバイス構造体への給電中に前記気体供給流路から前記空洞部に前記乾燥ガスが連続的に供給され、当該空洞部内に前記気体供給流路から前記気体排出流路へと向かう前記乾燥ガスの流れが形成されることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項6乃至9のいずれか1項において、
前記気体排出流路を含む排出側流路の流路抵抗は、前記気体供給流路を含む流入側の流路抵抗よりも大きいことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1乃至10のいずれか1項において、
前記気体供給流路を介して前記空洞部に導入された前記乾燥ガスにより前記空洞部が陽圧に維持されることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1乃至11のいずれか1項において、
前記乾燥ガスとして前記空洞部に流入させる気体は、空気、窒素ガス、水素ガスの何れか、若しくはこれらの適宜の混合ガスであることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドが複数個繋ぎ合わされ、
これら複数個の液体吐出ヘッドの前記空洞部が互いに連通していることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1乃至13のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドの吐出動作を制御する吐出制御手段と、
前記液体吐出ヘッドの前記空洞部に対する前記乾燥ガスの供給を制御する乾燥ガス供給制御手段と、を備える特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項14において、
前記乾燥ガス供給制御手段は、前記液体吐出ヘッドへの通電中に前記乾燥ガスを前記空洞部に流し続ける制御を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項14又は15において、
前記乾燥ガス供給制御手段は、前記液体吐出ヘッドの吐出待機中及び当該インクジェット記録装置の電源オフ後にも前記空洞部が陽圧に維持されるように前記乾燥ガスの供給を制御することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 液体の吐出口となるノズルと、前記ノズルに液体を導く流路と、前記ノズルから液体を吐出させるための吐出エネルギーを発生させる吐出エネルギー発生素子と、を含んだ構造体からなる吐出デバイス構造体に対して、前記吐出エネルギー発生素子に印加する電力を伝送するための給電配線が形成された給電配線基板が接続された構造を有する液体吐出ヘッドにおける前記給電配線基板の表面のうち、前記吐出デバイス構造体における前記ノズルが形成されている吐出面の近傍の前記吐出面側に向いた片側面の一部分に乾燥ガスを供給し、当該片側面の一部分を乾燥状態に保持することを特徴とする給電配線基板の乾燥方法。
- 請求項17において、
前記給電配線基板の前記一部分に接して設けられた気体収容空間となる空洞部に前記乾燥ガスを流入させることにより前記一部分を乾燥状態に保持することを特徴とする給電配線基板の乾燥方法。 - 請求項18において、
前記空洞部を陽圧に保持することを特徴とする給電配線基板の乾燥方法。
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