JP7424029B2 - ヘッドユニット - Google Patents
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Description
図1に示されるように、印刷装置10は、インクジェット記録方式でロール体11(図2参照)などに画像を記録する。筐体14は、壁により内部空間が区画された概ね直方体形状である。筐体14は、左右方向に離れて位置する右壁35及び左壁36と、上下方向に離れて位置して右壁35と左壁36とを繋ぐ上壁33及び下壁34と、前後方向に離れて位置して上壁33と下壁34とを繋ぐ前壁31及び後壁32と、を有する。
図2に示されるように、ホルダ90は、ホルダ筐体91、スピンドル92、及びニップローラ93,94を有する。ホルダ筐体91は、ホルダ前壁95、ホルダ下壁96、及びホルダ側壁97を有する。ホルダ側壁97には、左右方向に沿って延びるスピンドル92が設けられている。スピンドル92は、ロール体11を支持する。スピンドル92は、筐体14の内部空間に位置する不図示のモータから回転が伝達されて回転する。スピンドル92の回転に伴って、スピンドル92に支持されているロール体11も回転する。ホルダ下壁96には、ニップローラ93が設けられており、ニップローラ93の上方にニップローラ94が設けられている。ニップローラ93,94の間を、スピンドル92に支持されたロール体11から引き出されたシートが通過する。ニップローラ93は、筐体14の内部空間に位置する不図示のモータから駆動伝達されて回転する。このとき、ニップローラ93,94に挟まれたシートが後述の搬送路22に向かって後方に送り出される。
図2に示されるように、筐体14の内部空間には、ガイドローラ20,21、第1搬送ローラ対54、第2搬送ローラ対55、印刷ヘッド24(本開示のヘッドユニットに対応)、プラテン25、及びメインタンク70が配置されている。なお、同図には示されていないが、筐体14の内部空間には、印刷ヘッド24のノズル面を覆うキャップやノズル面を拭うワイパなどのメンテナンスユニット、制御基板、電源回路などのその他の部材が配置されていてもよい。
図2に示されるように、ホルダ90の後端付近から、ガイドローラ20、ガイドローラ21、排出口13に亘って搬送路22が形成されている。ホルダ90の後端付近からガイドローラ21までにおいて、搬送路22は湾曲している。ガイドローラ21と排出口13との間において、搬送路22は、前後方向に沿って、ほぼ直線状に延びている。搬送路22は、上下方向に離れて位置するガイド部材や、ガイドローラ21、印刷ヘッド24、プラテン25などによって画定されている。ガイドローラ21と排出口13との間の搬送路22において、前向きが搬送向きである。
以下、印刷装置10による画像記録動作が説明される。
印刷データを受信した印刷装置10は、不図示のモータを制御して、スピンドル92、ニップローラ93、ガイドローラ20,21、第1搬送ローラ60、第2搬送ローラ62を回転させる。これにより、ロール体11のシートの先端が、印刷ヘッド24の下方へ送り出される。送り出されたロール体11のシートは、ロールにおいて径方向の外向きとなる面が、印刷ヘッド24と対向する。そして、印刷装置10は、各ローラを回転させつつ、印刷データに基づいて、印刷ヘッド24からシートへ向けてインクを吐出させる。印刷ヘッド24から吐出されたインク滴は、プラテン25に支持されているシートに付着する。
以下の説明では、まず、図3、4を参照しつつ印刷ヘッド24におけるインクの流れについて説明し、その後、ヘッドモジュール240の構造について説明する。
図3に示されるように、印刷ヘッド24は、3つのヘッドモジュール240A、240B、240Cと、ジョイントユニット250と、支持基板260とを備える。なお3つのヘッドモジュール240A~240Cは同一の構成を有しており、これらを区別しない場合には、ヘッドモジュール240と総称する。支持基板260は略矩形の板状の部材であり、不図示の3つの開口が形成されている。不図示の3つの開口には、それぞれ、ヘッドモジュール240が取り付けられている。支持基板260の前側には、2つのヘッドモジュール240A、240Cが左右方向に配列されている。支持基板260の後側の、左右方向における2つのヘッドモジュール240A、240Cの間には、ヘッドモジュール240Bが配置されている。
次に、図6~8を参照しつつ、ヘッドモジュール240の構造について説明する。図7、8に示されるように、ヘッドモジュール240は、上述の供給バッファ室241及び帰還バッファ室242と、インクジェットヘッド300と、ホルダ350と、ヒートシンク360と、ファン370と、ドライバIC380を有する配線部材381と、中間基板390とを主に備える。
インクジェットヘッド300は、ノズルプレート301、流路部材302、振動板303、圧電素子304を有し、これらが上下方向に重ねられた構造を有している。なお、流路部材302は、複数のプレートを上下方向に積層した積層体であってもよい。ノズルプレート301には、複数のノズル305が形成されている。なお、流路部材302とノズルプレート301とを組み合わせたものが本開示の流路ユニットに対応する。流路部材302には、供給マニホールド310、複数の供給流路311、帰還マニホールド312、複数の帰還流路313、複数の圧力室320、及び、複数のディセンダ321が形成されている。複数のノズル305、複数のディセンタ321、複数の圧力室320、複数の供給流路311、複数の帰還流路313は、各ノズル305に対応して設けられた個別流路である。なお、複数の個別流路は左右方向に並んで配置されているが、図6においては、複数の個別流路のうち、ある一つの個別流路だけが示されている。流路部材302の上には振動板303が積層されており、振動板303は、供給マニホールド310、複数の圧力室320、帰還マニホールド312を覆う。複数の圧電素子304は、振動板303の上に並べられている。複数の圧電素子304と振動板303とを組み合わせたものが本開示のエネルギー付与機構に対応する。
図9に示されるように、ヒートシンク360は上面が解放した略箱状の形状を有しており、略矩形の板状の基部361と、基部360の四方の端部から上方に立ち上がる4つのフィン362~365を有する。フィン364が本開示の第1フィンに対応し、フィン362が本開示の第2フィンに対応し、フィン363が本開示の第3フィンに対応し、フィン365が本開示の第4フィンに対応する。フィン362は基部361の左端に位置し、フィン363は基部361の右端に位置する。フィン364は基部361の後端に位置し、フィン365は基部361の前端に位置する。フィン362、362の下端は、全体にわたって基部361と接続されている。これに対して、フィン364,365の下端は、一部分が基部361と接続されている。言い換えると、フィン364、365の下端の、基部361と接続されている部分の左右方向両側には、くびれが設けられている。さらに、基部361の、フィン364、365の下端との接続部分の左右方向両側には、略半円形状の切欠き361aが設けられている。フィン362の前端とフィン365の左端とは、連結されておらず、フィン362とフィン365との間には隙間が形成されている。同様に、フィン362とフィン365との間、フィン362とフィン365との間、フィン362とフィン365との間にも隙間が形成されている。つまり、ヒートシンク360の四隅には隙間が形成されている。
図7、8に示されるように、ヒートシンク360の、基部361とフィン362~365とで囲まれた内部空間には、ファン370が配置されており、基部361に固定されている。なお、ファン370は、基部361との間に上下方向の空隙が確保された状態で基部361に固定される。また、ファン370とフィン362~365との間にも、それぞれ隙間が形成されている。
上記実施形態においては、複数のヘッドモジュール240は、左右方向の一方側から数えて奇数番目のヘッドモジュール240と、偶数番目のヘッドモジュール240とが、それぞれ左右方向に1列に並んでおり、全体として、複数のヘッドモジュール240が千鳥状にならんでいる。以下の説明において、右から数えてN番目であることを単にN番目と記載する。また、奇数番目((2N-1)番目)のヘッドモジュール240の列を奇数列と呼び、偶数番目(2N番目)のヘッドモジュール240の列を偶数列と呼ぶ。奇数列のヘッドモジュール240の供給バッファ室241が互いにチューブで連結されている。本実施形態では、偶数列のヘッドモジュール240は1つしか無いが、偶数列のヘッドモジュール240が複数ある場合には、同様に、偶数列のヘッドモジュール240の供給バッファ室241を互いにチューブで連結することができる。そして、奇数列のヘッドモジュール240のうち、左右方向の最も他方側にあるヘッドモジュール240の供給バッファ室241と、偶数列のヘッドモジュール240のうち、左右方向の最も他方側にあるヘッドモジュール240の供給バッファ室241とが、チューブで連結されている。帰還バッファ室242についても、供給バッファ室241と同様である。
以上説明した実施形態は、あくまで例示に過ぎず、適宜変更しうる。例えば、圧力室の数、配置、形状、ピッチ等は任意に設定することができる。また、ヘッドモジュール240の数は3個に限られず、4つ以上であってもよい。
24 印刷ヘッド
240 ヘッドモジュール
241 供給バッファ室
242 帰還バッファ室
250 ジョイントユニット
360 ヒートシンク
370 ファン
Claims (15)
- 第1方向に並ぶ少なくとも2つのヘッドモジュール、及び、前記少なくとも2つのヘッドモジュールの、前記第1方向に直交する第2方向の一方側に配置された少なくとも1つのヘッドモジュールと、
それぞれの前記ヘッドモジュールに供給される液体を貯留するためのタンクと、
前記タンクに繋がるタンク流路を形成する第1チューブと、
前記少なくとも1つのヘッドモジュールに繋がる流路及び前記少なくとも2つのヘッドモジュールの1つに繋がる流路を形成する複数の第2チューブと、
前記少なくとも2つのヘッドモジュールを連結する第1接続チューブと、
前記少なくとも2つのヘッドモジュールのうち、前記第1方向の最も一方側のヘッドモジュールと前記少なくとも1つのヘッドモジュールのうち、前記第1方向の最も一方側のヘッドモジュールとを繋ぐ第2接続チューブと、
前記第1チューブに連結される第1ポートと、前記複数の第2チューブの1つに連結される第2ポートとを有し、それぞれが前記第1チューブと前記複数の第2チューブの1つとを中継する、少なくとも1つの第1ジョイントを含むジョイントユニットと、を備え、
前記第1ジョイントの、前記第1ポートは、前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向の一方側に延在していることを特徴とするヘッドユニット。 - 前記タンクは、前記ジョイントユニットと前記第3方向に重なる位置に配置されている請求項1に記載のヘッドユニット。
- 前記第3方向は鉛直方向であり、
前記第2ポートは、前記第3方向の上側に開口する開口を有し、前記開口に前記第2チューブが連結され、
前記第2ポートの前記開口は、前記第1ポートよりも前記第3方向の上側に位置する請求項2に記載のヘッドユニット。 - 前記ヘッドモジュールは、前記第1方向に千鳥状に並ぶように、前記少なくとも2つのヘッドモジュールうち、前記第1方向の最も他方側の第1ヘッドモジュールは、前記少なくとも1つのヘッドモジュールのうち、前記第1方向の最も他方側の第2ヘッドモジュールよりも、前記第1方向の他方側にずれて配置されており、
前記ジョイントユニットは、前記第1ヘッドモジュールの前記第2方向の前記一方側であって、且つ、前記第2ヘッドモジュールの前記第1方向の前記他方側に位置している請求項2又は3に記載のヘッドユニット。 - さらに、バルブと、
前記バルブと前記ジョイントユニットとを繋ぐ複数の第3チューブとを備え、
前記ジョイントユニットは、複数の第3ポートを有し、前記複数の第3ポートにはそれぞれ前記複数の第3チューブが接続されている請求項4に記載のヘッドユニット。 - 前記第1ジョイントの個数は2つであり、
前記2つの第1ジョイントの第2ポートは、前記第1ヘッドモジュール又は前記第2ヘッドモジュールの一方に繋がる前記第2チューブに連結され、
前記ジョイントユニットはさらに2つの第2ジョイントであって、それぞれが、前記バルブに繋がる前記第3チューブの1つに連結される前記第3ポートと、前記第1ヘッドモジュール又は前記第2ヘッドモジュールの一方に繋がる前記第2チューブの1つに連結される第4ポートとを有する2つの第2ジョイントを備える請求項5に記載のヘッドユニット。 - それぞれの前記ヘッドモジュールは、
圧力室及び前記圧力室に対応するノズル、及び、前記圧力室及び前記ノズルを連通する流路が形成された流路ユニットと、
前記流路ユニットの、前記圧力室内の液体に吐出圧力を与えるエネルギー付与機構と、
前記流路ユニットに供給される液体を一時的に貯留する供給バッファ室と、
前記流路ユニットから排出される液体を一時的に貯留する帰還バッファ室と、を備え、
前記供給バッファ室は、前記第1方向と直交する2つの側面と、2つのポートとを有し、それぞれの前記側面には前記ポートの1つが配置されており、
前記帰還バッファ室は、前記第1方向と直交する2つの側面と、2つのポートとを有し、それぞれの前記側面には前記ポートの1つが配置されており、
それぞれの前記ヘッドモジュールの前記供給バッファ室の前記ポートは、前記第1接続チューブ及び前記第2接続チューブにより直列に接続され、
それぞれの前記ヘッドモジュールの前記帰還バッファ室の前記ポートは、前記第1接続チューブ及び前記第2接続チューブにより直列に接続されている請求項1~6のいずれか一項に記載のヘッドユニット。 - 前記供給バッファ室の前記2つの側面に配置された前記2つのポートは、前記第2方向において互いにずれた位置に配置され、
前記帰還バッファ室の前記2つの側面に配置された前記2つのポートは、前記第2方向において互いにずれた位置に配置されている請求項7に記載のヘッドユニット。 - 前記供給バッファ室の前記2つの側面に配置された前記2つのポートは、前記側面の前記第3方向の他方側に配置され、
前記帰還バッファ室の前記2つの側面に配置された前記2つのポートは、前記側面の前記第3方向の他方側に配置されている請求項7又は8に記載のヘッドユニット。 - それぞれの前記のヘッドモジュールは、
圧力室及び前記圧力室に対応するノズル、及び、前記圧力室及び前記ノズルを連通する流路が形成された流路ユニットと、
前記流路ユニットの、前記圧力室内の液体に吐出圧力を与えるエネルギー付与機構と、
前記エネルギー付与機構を駆動するドライバICと、
前記ドライバICに熱的に接触したヒートシンクと、
前記ヒートシンクに対して、前記第3方向の他方側に配置されたファンと、を備え、
前記ヒートシンクは、
前記第1方向及び前記第2方向に広がる基部と、
前記基部から前記第3方向の前記他方側に延在する第1フィン、前記基部から前記第3方向の前記他方側に延在する第2フィン及び前記基部から前記第3方向の前記他方側に延在する第3フィンを含む複数のフィンと、を有し、
前記第1フィンの広がる面方向は、前記第2フィンの広がる面方向と交差し、且つ、前記第3フィンの広がる面方向と交差し、
前記ファンは、前記基部と前記第3方向において重なる位置であって、且つ、前記第1フィン、前記第2フィン、前記第3フィン及び前記基部に囲まれた空間に配置されている請求項1~6のいずれか一項に記載のヘッドユニット。 - それぞれの前記ヘッドモジュールは、
前記流路ユニットに供給される液体を一時的に貯留する供給バッファ室と、
前記流路ユニットから排出される液体を一時的に貯留する帰還バッファ室と、を備え、
前記供給バッファ室は、前記第1方向と直交する2つの側面と、2つのポートとを有し、それぞれの前記側面には前記ポートの1つが配置されており、
前記帰還バッファ室は、前記第1方向と直交する2つの側面と、2つのポートとを有し、それぞれの前記側面には前記ポートの1つが配置されており、
前記供給バッファ室の前記2つのポートと、前記帰還バッファ室の前記2つのポートは、前記第1方向に延在している請求項10に記載のヘッドユニット。 - さらに、前記ヘッドモジュールを保持するホルダを備え、
前記ホルダは、前記第1方向に延在する張出部を有し、
前記供給バッファ室の前記2つのポートと、前記帰還バッファ室の前記2つのポートは、前記ホルダの前記張出部よりも前記第1方向に長く延在している請求項11に記載のヘッドユニット。 - さらに、前記ファンと接続される電源コネクタを有する中間基板を備える請求項12に記載のヘッドユニット。
- 前記中間基板は、前記ファンの前記第3方向の前記他方側に配置され、
前記中間基板は、前記第3方向に直交する面に広がる請求項13に記載のヘッドユニット。 - 前記中間基板は、前記供給バッファ室の前記2つのポート及び前記帰還バッファ室の前記2つのポートよりも、前記第3方向の前記他方側に配置されている請求項13又は14に記載のヘッドユニット。
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