JP6992270B2 - 液体吐出ヘッドのキャッピング方法、液体吐出装置の製造方法、液体吐出装置 - Google Patents
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以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様(態様1)に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルが第1方向に沿って配列する複数のノズル列と、複数のノズル列を封止するキャップが当接可能なキャップ面を有する当接部材と、を備え、複数のノズル列は、第1方向に交差する第2方向に沿って配列され、キャップ面は、複数のノズル列が露出するノズル領域を囲むようにキャップの開口側の縁部が当接する当接領域を有し、第2方向においてノズル領域を挟んで両側に位置する当接領域の少なくとも一方の当接領域の内周縁と、複数のノズル列のうち第2方向において内周縁に最も近いノズル列との間の第2方向の距離は、第2方向に隣接する2つのノズル列の第2方向の最大間隔よりも大きい。以上の態様によれば、ノズル領域に対して、第2方向の少なくとも一方側にキャップを大きくできるので、キャップの容積を大きくすることができる。このため、当接部材にキャップを当接させて吸引動作でキャップ内を負圧にしたときに、ノズルから排出される液体をキャップで保持できる量も多くすることができるので、キャップによる保湿性を向上できる。
態様1の好適例(態様2)において、当接部材において、キャップ面とは反対側の面に積層された積層部材を備える。以上の態様によれば、当接部材において、キャップ面とは反対側の面に積層された積層部材を備えるから、第2方向にキャップが大きくなって、吸引動作で吸引される領域が第2方向に広がっても、当接部材を積層部材で補強できる。キャップ面において第2方向に広がるのはノズルが露出ない領域であるから、吸引動作などによって変形し易い領域である。このように、変形し易い領域にも積層部材が配置されることで、当接部材の変形を効果的に抑制できる。
態様2の好適例(態様3)において、第1方向および第2方向において積層部材が配置される領域は、キャップの当接領域よりも広い。以上の態様によれば、第1方向および第2方向において積層部材が配置される領域は、当接領域よりも広いから、キャップの荷重がかかる当接領域を積層部材で補強できる。したがって、キャップの荷重による当接部材の変形を抑制できる。
態様1から請求項3の何れかの好適例(態様4)において、キャップ面において内周縁よりも内側の領域は、キャップで封止される封止領域であり、ノズル領域の中心が、封止領域の中心に対して第2方向にずれている。以上の態様によれば、ノズル領域の中心が、キャップの封止領域の中心に対して第2方向にずれているから、封止領域内でノズル領域(ノズルが露出する領域)が第2方向の一方側に偏るような配置にできる。したがって、例えば当接部材を第2方向に移動しながら、ノズルから液体を吐出する場合には、ノズル領域が先頭側になるように当接部材を移動させることができる。これにより、キャップを外した後に、ノズル領域の方をノズルのない領域よりも先に媒体に到達させることができるので、キャップを外してから媒体に液体が吐出されるまでの時間を短くできる。
態様4の好適例(態様5)において、第2方向における当接部材の側面のうち、内周縁と、内周縁に最も近いノズル列との間の第2方向の距離が狭い方の側面は、キャップを位置決めするための基準である。以上の態様によれば、もし仮にキャップの寸法に設計上のバラツキがあっても、広い方の領域側にキャップがずれる。したがって、キャップの寸法のバラツキを、広い方の領域で吸収できる。
態様1から態様5の何れかの好適例(態様6)において、第2方向においてノズル領域の両側に位置する当接領域のそれぞれの内周縁と、第2方向においてそれぞれの内周縁に最も近いノズル列との間の第2方向の距離は、最大間隔よりも大きい。以上の態様によれば、ノズル領域に対して第2方向の両側にキャップを大きくできるので、第2方向の一方側だけ大きくする場合よりも、キャップの容積を大きくできる。このため、吸引動作でキャップ内が負圧にされたときに、ノズルから排出される液体をキャップで保持できる量も多くすることができるので、キャップによる保湿性をさらに向上できる。また、キャップの当接領域からノズル列を遠ざけることができる。キャップの当接領域には液体が付着し易いので、キャップの当接領域からノズル列を遠ざけることで、当接領域に付着した液体がノズルへ侵入する可能性を低減できる。
態様2から態様6の何れかの好適例(態様7)において、積層部材のうちノズル領域に対向する部分は、ノズルを露出する開口部を有し、積層部材のうちノズル領域に対向しない部分は、ノズルを露出する開口部を有しない。以上の態様によれば、ノズルの有無による当接部材の強度的なバラツキを、積層部材の開口部の有無によって低減できる。例えば当接部材のうちノズルを形成するノズル板などが配置される部分は、ノズル板などが配置されない部分よりも、媒体の衝突やキャップによる吸引に対して強度が弱くなる。したがって、積層部材のうちノズル領域に対向しない部分に、ノズルを露出する開口部を有しないようにすることで、強度が弱くなる当接部材の部分の強度を、開口部を有しない積層部材で補強できる。
態様7の好適例(態様8)において、積層部材のうちノズル領域に対向しない部分に、開口部よりも幅が狭いスリットが形成される。以上の態様によれば、積層部材のうちノズル領域に対向しない部分(開口部を有しない部分)にスリットが形成されるから、固定板に接合される積層部材のうち、開口部を有する部分と有しない部分とで、熱膨張率の相違により発生する応力集中を、スリットによって緩和できる。しかも、スリットは、開口部よりも幅が狭いから、積層部材の強度の低下を抑制できる。
態様8の好適例(態様9)において、積層部材のうちノズル領域に対向しない部分において、ノズル領域を挟む第2方向の両側または片側に、ノズル領域寄りにスリットが配置される。以上の態様によれば、積層部材のうちノズル領域に対向しない部分において、ノズル領域の第2方向の片側のみが広い場合には、片側のみにスリットを設けることができる。また、ノズル領域の第2方向の両側が広い場合には、両側にスリットを設けることができる。積層部材のうちノズル領域寄りに、熱膨張率の相違による応力集中が発生し易いので、その応力集中が発生し易い部分にスリットを形成することで、応力集中を緩和する効果を高めることができる。また、積層部材のうちノズル領域寄りにスリットを形成することで、積層部材を固定する際に塗布する接着剤のはみ出しをスリットで吸収できる。これにより、接着剤がはみ出して広がることを抑制できる。特に、積層部材のうちノズル領域に対向しない部分には、はみ出した接着剤が広がり易いので、そのような部分にスリットを形成することで、はみ出した接着剤が広がってしまうことを効果的に抑制できる。
態様1から態様9の何れかの好適例(態様10)において、ノズルに連通する圧力室を形成するための複数の圧力室形成基板が、当接領域よりも内側に、第2方向に並べて配置される。以上の態様によれば、複数の圧力室形成基板を配置することで、各ノズルに共通する単一の圧力室形成基板を配置するよりも、ノズル列の数の変化に対応し易い。もし仮に各ノズルに共通する単一の圧力室形成基板を配置するとノズル列の数によって、第2方向の大きさも変わるので、ノズル列の数ごとに部品の種類も増えてしまう。これに対して、本態様では、ノズル列の数が増えても、同じ種類の複数の圧力室形成基板を並べて配置することができるので、部品の種類を減らすことができる。
本発明の好適な態様(態様11)は、態様1から態様10の何れかの液体吐出ヘッドのキャッピング方法であって、液体吐出ヘッドをキャップに対して相対的に移動させて、当接部材のキャップ面にキャップを対向させるステップと、キャップ面の当接領域にキャップを当接させることによって、ノズル列を封止するステップと、を有する。以上の態様によれば、ノズル領域に対して、第2方向の少なくとも一方側にキャップを大きくできるので、キャップの容積を大きくすることができる。このため、当接部材にキャップを当接させて吸引動作でキャップ内を負圧にしたときに、ノズルから排出される液体をキャップで保持できる量も多くすることができるので、キャップによる保湿性を向上できる。
態様11の好適例(態様12)において、ノズル領域の中心が封止領域の中心に対して第2方向にずれるように、キャップが当接領域に当接される。以上の態様によれば、ノズル領域の中心が、キャップの封止領域の中心に対して第2方向にずれているから、封止領域内でノズル領域(ノズルが露出する領域)が第2方向の一方側に偏るような配置にできる。これにより、第2方向のキャップの大きさをノズル領域に対して第2方向の他方側に大きくできる。
態様11または態様12の好適例(態様13)において、第2方向における当接部材の側面のうち、内周縁と、内周縁に最も近いノズル列との間の第2方向の距離が狭い方の当接部材の側面を基準としてキャップを位置決めしてから、当接領域にキャップを当接させる。以上の態様によれば、封止領域の第2方向においてノズル領域を挟んで両側に位置する領域のうち、狭い方の領域側の当接部材の側面を基準としてキャップを位置決めするから、もし仮にキャップの寸法に設計上のバラツキがあっても、広い方の領域側にキャップがずれる。したがって、キャップの寸法のバラツキを、広い方の領域で吸収できる。
本発明の好適な態様(態様14)は、態様2から態様10の何れかの液体吐出ヘッドの製造方法であって、当接部材のキャップ面から露出させるノズル列の数に対応する形状の積層部材を当接部材に積層する工程を有し、キャップによって封止されるキャップ面の封止領域は、第ノズル列の数によって変わらない。以上の態様によれば、ノズル列の数が変わっても、そのノズル列の数に対応する形状の積層部材に変えることで、ノズル列が異なる液体吐出ヘッドを容易に製造可能である。また、キャップによって封止されるキャップ面の封止領域は、ノズル列の数によって変わらないから、ノズル列の数が変わっても、大きさの異なるキャップを用意しなくて済むので、キャップなどの部品の種類を減少させることができる。
態様14の好適例(態様15)において、積層部材は、ノズル列の数に対応する開口部を有する。以上の態様によれば、積層部材は、ノズル列の数に対応する開口部を有するから、開口部がある部分にノズル列を配置して位置決めすればよい。したがって、ノズル列の位置を位置決めし易い。
態様15の好適例(態様16)において、積層部材のうち、ノズル領域に対向する部分には、ノズル列の数に対応する開口部を有し、ノズル領域に対向しない部分には、開口部よりも幅が狭いスリットを有し、積層部材は、当接部材を補強するための補強板として、当接部材に接着剤で接着される。以上の態様によれば、積層部材のうち、ノズル領域に対向しない部分には、開口部よりも幅が狭いスリットを有するから、接着剤のはみ出しをスリットで吸収できるので、接着剤がはみ出して広がることを抑制できる。特に、積層部材のうちノズル領域に対向しない部分には、はみ出した接着剤が広がり易いので、そのような部分にスリットを形成することで、はみ出した接着剤が広がってしまうことを効果的に抑制できる。また、積層部材は、当接部材を補強するための補強板として当接部材に接着されるので、積層部材のうち開口部が形成されない部分(ノズル領域に対向しない部分)に発生し易い応力集中を緩和できる。
本発明の好適な態様(態様17)は、媒体を搬送する搬送機構と、媒体に液体を吐出する、態様1から態様10の何れかの液体吐出ヘッドと、を具備する。以上の態様によれば、キャップによる保湿性を向上させることができる液体吐出ヘッドを有する液体吐出装置を提供できる。以上の態様によれば、キャップによる保湿性を向上できる液体吐出ヘッドを有する液体吐出装置を提供できる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る液体吐出装置10の部分的な構成図である。本実施形態の液体吐出装置10は、液体の例示であるインクを印刷用紙等の媒体11に吐出するインクジェット方式の印刷装置である。図1に示す液体吐出装置10は、制御装置12と搬送機構15とキャリッジ18と液体吐出ヘッド20とメンテナンスユニット30とを具備する。液体吐出装置10にはインクを貯留する液体容器14が装着される。
図2は、液体吐出ヘッド20の構成を示す分解斜視図である。図3は、任意の1つの液体吐出部70の断面図である。図4は、液体吐出ヘッド20の吐出面FAを示す平面図である。図5は、固定板22に液体吐出部70が装着された状態を示す斜視図である。図6は、吐出面FAにキャップ342が当接する状態を示す断面図である。図2および図3に示すように、液体吐出ヘッド20は、固定板22と補強板24と4つの液体吐出部70とケース部材26とを備える。
次に、本実施形態の液体吐出ヘッド20の製造方法について説明する。本実施形態の液体吐出ヘッド20は、固定板22に装着する液体吐出部70の数を変えることで、ノズル列の数を変えることができる。したがって、液体吐出ヘッド20の製造方法には、図2に示す固定板22の吐出面FAから露出させるノズル列の数に対応する形状の補強板24(液体吐出部70の数に対応する開口部25を有する補強板24)を固定板22に積層する工程を有する。
次に、本実施形態の液体吐出ヘッド20のキャッピング方法について説明する。液体吐出ヘッド20のキャッピング動作は、上述した液体吐出ヘッド20のメンテナンス時に行われる。本実施形態の液体吐出ヘッド20のキャッピング方法には、液体吐出ヘッド20をキャップ342に対して相対的に移動させて、固定板22の吐出面FAにキャップ342を対向させるステップと、吐出面FAの当接領域Aにキャップ342を当接させることによって、ノズル列を封止するステップと、を有する。
本発明の第2実施形態について説明する。以下に例示する各形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。図11および図12は、第2実施形態の液体吐出ヘッドの構成を示す図である。図11は、第2実施形態の液体吐出ヘッドにおける吐出面を示す平面図である。図12は、図11に示すXII-XII断面図である。第2実施形態では、補強板24のうち開口部25が形成されない領域B1に対向する部位に、スリット252を形成した場合を例示する。
以上に例示した態様および実施形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示や上述の態様から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
Claims (20)
- キャップと、
液体を吐出する複数のノズルが第1方向に沿って配列する1つ以上のノズル列を夫々が有する複数の液体吐出部と、前記複数の液体吐出部が有する複数の前記ノズル列を封止する前記キャップが当接可能なキャップ面を有する当接部材と、前記当接部材の前記キャップ面とは反対側の面に積層された積層部材と、を有する液体吐出ヘッドと、
を備え、
前記複数のノズル列は、前記第1方向に交差する第2方向に沿って配列され、
前記キャップ面は、前記複数のノズル列が露出するノズル領域を囲むように前記キャップの開口側の縁部が当接する当接領域を有し、
前記第2方向において前記ノズル領域を挟んで両側に位置する前記当接領域の少なくとも一方の当接領域の内周縁と、前記複数のノズル列のうち前記第2方向において前記内周縁に最も近いノズル列との間の前記第2方向の距離は、前記第2方向に隣接する2つのノズル列の前記第2方向の最大間隔よりも大きく、
前記第1方向および前記第2方向において前記積層部材が配置される領域は、前記当接領域よりも広く、
前記積層部材のうち前記ノズル領域に対向する部分は、前記複数の液体吐出部の夫々が挿入される複数の開口部を有し、
前記積層部材のうち前記ノズル領域に対向しない部分は、前記液体吐出部が挿入される開口部を有しない、
液体吐出装置。 - 前記当接部材の前記キャップ面とは反対側の前記面には、前記複数の液体吐出部が固定され、
前記当接部材は、前記複数の液体吐出部毎に前記ノズルを露出する複数の開口部を有する、
前記積層部材の前記開口部は、前記当接部材の前記開口部よりも大きい、
請求項1に記載の液体吐出装置。 - 前記積層部材の前記複数の開口部は、前記当接領域よりも内側に配置される、
請求項1又は2に記載の液体吐出装置。 - 前記キャップ面において前記内周縁よりも内側の領域は、前記キャップで封止される封止領域であり、
前記ノズル領域の中心が、前記封止領域の中心に対して前記第2方向にずれている
請求項1から請求項3の何れかに記載の液体吐出装置。 - 前記第2方向における前記当接部材の側面のうち、前記内周縁と、前記内周縁に最も近いノズル列との間の前記第2方向の距離が狭い方の側面は、前記キャップを位置決めするための基準である
請求項4に記載の液体吐出装置。 - 前記第2方向において前記ノズル領域の両側に位置する前記当接領域のそれぞれの内周縁と、前記第2方向においてそれぞれの前記内周縁に最も近いノズル列との間の前記第2方向の距離は、前記最大間隔よりも大きい
請求項1から請求項5の何れかに記載の液体吐出装置。 - 前記内周縁と、前記複数のノズル列のうち前記第2方向において前記内周縁に最も近いノズル列との間の前記第2方向の距離は、前記積層部材の前記開口部の前記第2方向の幅よりも大きい、
請求項1から請求項6の何れかに記載の液体吐出装置。 - 前記積層部材のうち前記ノズル領域に対向しない部分に、前記開口部よりも幅が狭いスリットが形成される
請求項1から請求項7の何れかに記載の液体吐出装置。 - 前記積層部材のうち前記ノズル領域に対向しない部分において、前記ノズル領域を挟む前記第2方向の両側または片側に、前記ノズル領域寄りに前記スリットが配置される
請求項8に記載の液体吐出装置。 - 前記スリットは、前記当接領域よりも内側に配置される、
請求項8又は9に記載の液体吐出装置。 - 前記ノズルに連通する圧力室を形成するための複数の圧力室形成基板が、前記当接領域よりも内側に、前記第2方向に並べて配置される
請求項1から請求項10の何れかに記載の液体吐出装置。 - 前記液体吐出ヘッドは、前記複数の液体吐出部へ液体を供給する流路構造体を備え、
前記複数の液体吐出部は、前記当接部材と前記流路構造体との間に介在しており、
前記積層部材の前記当接部材側の面とは反対側の面のうち前記ノズル領域に対向しない部分は、前記流路構造体と対向する部分を含み、
前記第1方向及び前記第2方向において、前記流路構造体と対向する前記部分の大きさは、前記積層部材の前記開口部の大きさよりも大きい、
請求項1から請求項11の何れかに記載の液体吐出装置。 - 前記当接領域は、前記第2方向に長尺である、
請求項1から請求項12の何れかに記載の液体吐出装置。 - 請求項1から請求項13の何れかの液体吐出装置が備える前記液体吐出ヘッドのキャッピング方法であって、
前記液体吐出ヘッドを前記キャップに対して相対的に移動させて、前記当接部材の前記キャップ面に前記キャップを対向させるステップと、
前記キャップ面の前記当接領域に前記キャップを当接させることによって、前記ノズル列を封止するステップと、を有する
液体吐出ヘッドのキャッピング方法。 - 前記ノズル領域の中心が前記封止領域の中心に対して前記第2方向にずれるように、前記キャップが前記当接領域に当接される
請求項14に記載の液体吐出ヘッドのキャッピング方法。 - 前記第2方向における前記当接部材の側面のうち、前記内周縁と、前記内周縁に最も近いノズル列との間の前記第2方向の距離が狭い方の前記当接部材の側面を基準として前記キャップを位置決めしてから、前記当接領域に前記キャップを当接させる
請求項14または請求項15に記載の液体吐出ヘッドのキャッピング方法。 - 媒体を搬送する搬送機構を具備し、
前記液体吐出ヘッドは、前記媒体に液体を吐出する、
請求項1から請求項13の何れかの液体吐出装置。 - キャップと、
液体を吐出する複数のノズルが第1方向に沿って配列する複数のノズル列と、前記複数のノズル列を封止する前記キャップが当接可能なキャップ面を有する当接部材と、前記当接部材において、前記キャップ面とは反対側の面に積層された積層部材と、を備え、前記複数のノズル列は、前記第1方向に交差する第2方向に沿って配列され、前記キャップ面は、前記複数のノズル列が露出するノズル領域を囲むように前記キャップの開口側の縁部が当接する当接領域を有し、前記第2方向において前記ノズル領域を挟んで両側に位置する前記当接領域の少なくとも一方の当接領域の内周縁と、前記複数のノズル列のうち前記第2方向において前記内周縁に最も近いノズル列との間の前記第2方向の距離は、前記第2方向に隣接する2つのノズル列の前記第2方向の最大間隔よりも大きい液体吐出ヘッドと、
を備える液体吐出装置の製造方法であって、
前記当接部材のキャップ面から露出させる前記ノズル列の数に対応する形状の前記積層部材を前記当接部材に積層する工程を有し、
前記キャップによって封止される前記キャップ面の封止領域は、前記ノズル列の数によって変わらない
液体吐出装置の製造方法。 - 前記積層部材は、前記ノズル列の数に対応する開口部を有する
請求項18に記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記積層部材のうち、前記ノズル領域に対向する部分には、前記ノズル列の数に対応する前記開口部を有し、前記ノズル領域に対向しない部分には、前記開口部よりも幅が狭い
スリットを有し、
前記積層部材は、前記当接部材を補強するための補強板として、前記当接部材に接着剤で接着される
請求項19に記載の液体吐出装置の製造方法。
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