JPWO2017073526A1 - 液体吐出ヘッド、及び液体吐出装置 - Google Patents

液体吐出ヘッド、及び液体吐出装置 Download PDF

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Abstract

重力方向の成分を含む方向への撓みが緩和され、好ましい液体吐出が実現される液体吐出ヘッド、及び液体吐出装置を提供する。ヘッドモジュール(200)を支持し、第一方向が長手方向となる構造を有するヘッドモジュール支持部材(110)、第一方向が長手方向となる構造を有し、ヘッドモジュール支持部材の上面の側に配置される撓み抑制部(112)を備え、撓み抑制部は弾性体であり、ヘッドモジュール支持部材の上面に連結される撓み吸収部(114)、撓み吸収部の中間位置、及びヘッドモジュール支持部材の上面に連結されるヘッドモジュール支持部材連結部(116)、撓み吸収部をヘッドモジュール支持部材の撓み方向へ撓ませる付勢力を付与する付勢力付与部を備えている。

Description

本発明は液体吐出ヘッド、及び液体吐出装置に係り、特にライン型ヘッドの支持構造に関する。
インクジェット方式の液体吐出ヘッドとして、記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数の吐出素子を配置させたライン型の液体吐出ヘッドが知られている。ライン型ヘッドとして、液体吐出ヘッドの長手方向について複数のヘッドモジュールを配置させた構造が知られている。
ここで、記録媒体の全幅とは、記録媒体と液体吐出ヘッドとの相対移動方向と直交する方向である記録媒体の幅方向の全長である。記録媒体の幅方向は液体吐出ヘッドの長手方向と平行である。
本明細書における直交の用語は、90度を超える角度で交差する場合、又は90度未満の角度で交差する場合のうち、90度で交差する場合と同一の作用効果を奏する実質的な直交が含まれる。
本明細書における平行の用語は、二方向が交差するものの、平行と同一の作用効果を奏する実質的な平行が含まれる。また、本明細書における同一の用語は、対象となる構成に相違点が存在しているものの、同一と同様の作用効果を得ることができる実質的な同一が含まれる。
フルライン型の液体吐出ヘッドは、長手方向における撓みであり、重力方向に発生する撓みが問題となる。例えば、液体吐出ヘッド自身の質量に起因して重力方向の撓みが発生すると、記録媒体上における液滴の着弾位置の精度が低下する。ライン型の液体吐出ヘッドは、長手方向について長尺であり、かつ、液体吐出ヘッドを支持するヘッド支持部材の固定点が、液体吐出ヘッドの長手方向の両端のみとなる。
このために、ヘッドが支持されるヘッド支持部材が撓みやすく、記録媒体上における液滴の着弾位置がずれてしまうことがありうる。液体吐出ヘッドからインクを吐出させて記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置では、インクの着弾位置ずれに起因して、画像品質が低下してしまう。
特許文献1は、記録媒体の幅方向について長尺な形状を有する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置が記載されている。特許文献1に記載の液体吐出ヘッドは、複数のヘッドモジュールが液体の吐出方向と反対側からベース部材が用いられて支持されている。また、複数のヘッドモジュールは、ベース部材に取り付けられた二本の補助部材と調整機構とを用いて、液体吐出ヘッドの長手方向におけるベース部材の中央の位置と、ベース部材の中央の位置に対応する補助部材の位置との間の距離を調整可能に構成されている。
特許文献1に記載の液体吐出ヘッドは、調整機構に具備されるねじの締め込み量を調整して、ベース部材の中央の位置を引っ張り上げることで、長尺の液体吐出ヘッド自身の質量による撓みを小さくしている。
なお、本明細書における液体、液体吐出ヘッド、ヘッドモジュール、及び液体吐出ヘッドの長手方向は、それぞれ、特許文献1における液滴、液滴吐出ヘッドアレイ、液滴吐出ヘッド、及びX方向に対応している。
特許文献2は、記録媒体の全幅にわたって延在する液体吐出ヘッドが記載されている。特許文献2に記載の液体吐出ヘッドは、被懸吊部において機構部に具備された懸吊部から吊り下げられる構造を有し、かつ、懸吊部と被懸吊部との間にコイルばねが介装されている。
特許文献2に記載の液体吐出ヘッドは、懸吊部と被懸吊部とを弾性的に懸吊させることで、機構部の剛性に起因して液体吐出ヘッドが装着の際に受ける変形ストレスを低減させ、液体吐出ヘッドの高精度の位置決めが実現されている。
なお、本明細書における液体吐出ヘッドは、特許文献2に記載のインクジェット記録ヘッド、又は液体吐出ヘッドに対応している。
特許文献3は、ライン型の液体吐出ヘッドが記載されている。特許文献3に記載の液体吐出ヘッドは、長手方向の中央部に反り調整部が具備されており、液体吐出ヘッドの長手方向における反りが調整可能に構成されている。
なお、本明細書における液体吐出ヘッドは、特許文献3における記録ヘッドに対応している。
特開2008−290342号公報 特開2009−279783号公報 特開平3−290252号公報
しかしながら、特許文献1に記載の液体吐出ヘッドは、調整機構に具備されるねじの締め込み量を調整するものであり、ねじの締め込み量の調整をする工程、及び調整期間を要してしまう。
特許文献2に記載の液体吐出ヘッドは、機構部と剛直に結合される際の変形による位置決め精度の低下を抑制するものであって、長手方向における撓みを抑制するものではない。すなわち、特許文献2に記載の発明は、重力方向の撓みの緩和を目的とする本願発明とは目的が相違している。
特許文献3に記載の反り調整部は、反りの調整を行う際に液体吐出ヘッドに圧力をかけて押し出すものであり、反り調整を行うことで液体吐出ヘッドに撓みが生じてしまい、液体吐出ヘッドの位置精度が損なわれてしまう。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、重力方向の成分を含む方向への撓みが緩和され、好ましい液体吐出が実現される液体吐出ヘッド、及び液体吐出装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、次の発明態様を提供する。
第1態様に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出させる吐出素子を具備するヘッドモジュールと、重力方向を向くヘッドモジュール支持面、又は重力方向の成分を有する斜め下向きのヘッドモジュール支持面にヘッドモジュールを支持するヘッドモジュール支持部材であり、第一方向が長手方向となる構造を有するヘッドモジュール支持部材と、第一方向が長手方向となる構造を有する撓み抑制部であり、ヘッドモジュール支持部材のヘッドモジュール支持面の反対側の面である上面の側に配置される撓み抑制部と、を備え、撓み抑制部は、第一方向と平行となる方向、又は第一方向と斜めに交差する方向を長手方向とする弾性体である撓み吸収部であり、長手方向の両端部がヘッドモジュール支持部材の上面における第一方向の両端部に連結される撓み吸収部と、一方の端が撓み吸収部の第一方向の両端部の間の中間位置に連結され、他方の端がヘッドモジュール支持部材の上面に連結されるヘッドモジュール支持部材連結部と、撓み吸収部をヘッドモジュール支持部材の撓み方向へ撓ませる力である付勢力を、撓み吸収部へ付与する付勢力付与部と、を備えた液体吐出ヘッドである。
第1態様によれば、弾性体を利用した撓み吸収部に付勢力が付与され、撓み吸収部をヘッドモジュール支持部材の撓み方向と同じ方向へ撓ませることで、撓み吸収部の反力がヘッドモジュール支持部材に作用し、ヘッドモジュールの撓みが緩和される。また、撓み吸収部に適切な付勢力を付与しておくことで、ヘッドモジュールの撓みを緩和しうる撓み吸収部の反力を発生させることが可能となる。
第2態様は、第1態様の液体吐出ヘッドにおいて、付勢力付与部は、撓み吸収部とヘッドモジュール支持部材連結部との間に配置されたばねであり、一方の端が撓み吸収部に支持され、他方の端がヘッドモジュール支持部材連結部に支持されるばねを備え、ばねの反発力によって撓み吸収部に付勢力を付与する構成とされてもよい。
第2態様によれば、撓み吸収部とヘッドモジュール支持部材連結部との間に配置されたばねであり、一方の端が撓み吸収部に支持され、他方の端がヘッドモジュール支持部材連結部に支持されるばねを用いて、撓み吸収部に付勢力を付与することが可能となる。
ばね定数を適切に選択しておくことで、撓み吸収部に適切な付勢力を付与することが可能となる。
第3態様は、第1態様の液体吐出ヘッドにおいて、付勢力付与部は、ヘッドモジュール支持部材とヘッドモジュール支持部材連結部とを連結させる雄ねじを備え、雄ねじをヘッドモジュール支持部材の上面に形成された雌ねじ部に挿入して雄ねじを締めることで撓み吸収部に付勢力を付与する構成とされてもよい。
第3態様によれば、ヘッドモジュール支持部材とヘッドモジュール支持部材連結部とを連結させるねじを用いて、撓み吸収部に付勢力を付与することが可能となる。ねじを締める量を調整することで、撓み吸収部に適切な付勢力を付与することが可能となる。
第4態様は、第1態様から第3態様のいずれか一態様の液体吐出ヘッドにおいて、ヘッドモジュールの外部に配置される外部流路であり、ヘッドモジュールの内部流路と連通される外部流路と、外部流路が収容される外部流路収容部であり、ヘッドモジュールの上面の側に配置される外部流路収容部と、を備え、撓み抑制部は、ヘッドモジュール支持部材と、外部流路収容部との間に配置される構成とされてもよい。
第4態様によれば、撓み抑制部を配置するための空間や、撓み抑制部を配置するための構造物を具備する必要がなく、液体吐出ヘッドの省スペース設計がしやすい。
第5態様は、第1態様から第3態様のいずれか一態様の液体吐出ヘッドにおいて、ヘッドモジュールの外部に配置される外部流路であり、ヘッドモジュールの内部流路と連通される外部流路と、外部流路が収容される外部流路収容部であり、ヘッドモジュールの上面の側に配置される外部流路収容部と、を備え、撓み抑制部は、外部流路収容部のヘッドモジュール支持部材の上面と対向する面に配置される構成とされてもよい。
第5態様によれば、外部流路収容部のヘッドモジュール支持部材の上面と対向する面と撓み抑制部とを兼用することができ、液体吐出ヘッドの省スペース設計がしやすい。
第6態様は、第1態様から第5態様のいずれか一態様の液体吐出ヘッドにおいて、撓み吸収部は、ヘッドモジュール支持部材の重力方向と反対方向の側に配置され、付勢力付与部は、重力方向と平行となる方向の付勢力を撓み吸収部へ付与する構成とされてもよい。
第6態様によれば、液体吐出ヘッドの撓みは重力の影響によるところが大きいので、撓み吸収部がヘッドモジュールの重力方向と反対方向の側に配置されることで、重力方向の成分を有する液体吐出ヘッドの撓みが緩和される。
第7態様は、第1態様から第5態様のいずれか一態様の液体吐出ヘッドにおいて、撓み抑制部は、重力方向と交差する方向に第一撓み吸収部、及び第一ヘッドモジュール支持部材連結部が配置される第一撓み抑制部、並びに重力方向と交差する方向であり、第一撓み吸収部、及び第一ヘッドモジュール支持部材連結部が配置される方向と交差する方向に第二撓み吸収部、及び第二ヘッドモジュール支持部材連結部が配置される第二撓み抑制部を備え、付勢力付与部は、第一撓み吸収部に対して第一撓み吸収部、及び第一ヘッドモジュール支持部材連結部の配置方向と平行となる方向の第一付勢力を付与し、第二撓み吸収部に対して第二撓み吸収部、及び第二ヘッドモジュール支持部材連結部の配置方向と平行となる方向の第二付勢力を付与する構成とされてもよい。
第7態様によれば、互いに交差する二方向のそれぞれに撓み抑制部を設置し、二つの撓み抑制部が用いられて発生させる反力のバランスを取ることで、ヘッドモジュール支持部材を重力方向と反対方向へ引き上げることができ、水平方向に対して斜めに配置されたヘッドモジュール支持部材の重力方向の撓みを抑制することができる。
第7態様における重力方向と交差する方向として、ヘッドモジュールの液体吐出面と直交する方向である液体吐出ヘッドの配置方向を適用可能である。
第8態様は、第7態様の液体吐出ヘッドにおいて、第一撓み抑制部は、液体吐出ヘッドの重心を通る直線であり、液体吐出ヘッドの液体吐出面と直交する方向の直線と、ヘッドモジュール支持部材の上面との交点から、第一方向と直交する第二方向であり、ヘッドモジュール支持部材の上面と平行となる第二方向について予め決められた距離が離された位置に配置される構成とされてもよい。
第8態様によれば、ヘッドモジュール支持部材が捻られる液体吐出ヘッドの撓みの緩和が可能である。
第9態様は、第7態様の液体吐出ヘッドにおいて、撓み抑制部は、重力方向と交差する方向に第三撓み吸収部、及び第三ヘッドモジュール支持部材連結部が配置される第三撓み抑制部であり、第一方向と直交する第二方向であり、ヘッドモジュール支持部材の上面と平行となる第二方向について、第一撓み抑制部と予め決められた距離が離されて配置される第三撓み抑制部を備え、付勢力付与部は、第一付勢力と同一方向の第三付勢力を付与する構成とされてもよい。
第9態様によれば、第一撓み抑制部が用いられて発生させた力、及び第三撓み抑制部が用いられて発生させた力が調整されることで、ヘッドモジュール支持部材が捻られる液体吐出ヘッドの撓みの緩和が可能である。
第10態様は、第9態様の液体吐出ヘッドにおいて、第三撓み抑制部は、液体吐出ヘッドの重心を通る直線であり、液体吐出ヘッドの液体吐出面と直交する方向の直線と、ヘッドモジュール支持部材の上面との交点から、第一方向と直交する第二方向であり、ヘッドモジュール支持部材の上面と平行となる第二方向について予め決められた距離が離された位置に配置される構成とされてもよい。
第10態様によれば、第一撓み抑制部が用いられて発生させた力、及び第三撓み抑制部が用いられて発生させた力が調整されることで、液体吐出ヘッドの重心を通る回転軸であり、第一方向と平行となる方向の回転軸の回りに、ヘッドモジュール支持部材が捻られる液体吐出ヘッドの撓みを緩和させる力を発生させることが可能である。
第11態様は、第7態様又は第8態様の液体吐出ヘッドにおいて、撓み抑制部は、重力方向と交差する方向であり、第一撓み吸収部、及び第一ヘッドモジュール支持部材連結部が配置される方向と交差する方向に第四撓み吸収部、及び第四ヘッドモジュール支持部材連結部が配置される第四撓み抑制部であり、第一方向と直交する第二方向であり、ヘッドモジュール支持部材の上面と平行となる第二方向について第二撓み抑制部と対向する位置に配置される第四撓み抑制部を備え、付勢力付与部は、第二付勢力と平行となる方向であり、第二付勢力と反対方向の第四付勢力を付与する構成とされてもよい。
第11態様によれば、第二撓み抑制部が用いられて発生させた力、及び第四撓み抑制部が用いられて発生させた力が調整されることで、ヘッドモジュール支持部材が捻られる液体吐出ヘッドの撓みの緩和が可能である。
第12態様は、第1態様から第11態様のいずれか一態様の液体吐出ヘッドにおいて、撓み吸収部は、液体吐出ヘッドの重心の重力方向と反対方向の側に配置される構成とされてもよい。
第12態様によれば、液体吐出ヘッドの撓みは重力の影響によるところが大きいので、撓み吸収部が液体吐出ヘッドの重心の重力方向と反対方向の側に配置されることで、重力方向の成分を有する液体吐出ヘッドの撓みが緩和される。
第13態様は、第1態様から第12態様のいずれか一態様の液体吐出ヘッドにおいて、撓み抑制部は、ヘッドモジュール支持部材の長手方向の両端の少なくともいずれか一方を、ヘッドモジュール支持部材の長手方向の外側へ移動可能に支持する移動機構を備えた構成とされてもよい。
第13態様によれば、ヘッドモジュール支持部材の長手方向の両端の少なくともいずれか一方がヘッドモジュール支持部材の長手方向の外側へ移動可能とされることで、液体吐出ヘッドの重力方向の撓みが緩和される際のヘッドモジュール支持部材の長手方向の両端の少なくともいずれか一方の移動が規制されない。
したがって、ヘッドモジュール支持部材の長手方向の両端の少なくともいずれか一方の移動が規制されることに起因する、液体吐出ヘッドの重力方向の撓みの緩和の規制が回避可能である。
第13態様において、ヘッドモジュール支持部材の長手方向の両端に移動機構を備えることにより、ヘッドモジュール支持部材の長手方向の片方の端に移動機構を備える場合と比較して、ヘッドモジュール支持部材の移動範囲を大きくすることが可能である。
第13態様において、ヘッドモジュール支持部材の長手方向の片側の端のみに移動機構を備えることにより、ヘッドモジュール支持部材の長手方向の両端に移動機構を備える場合と比較して、ヘッドモジュール支持部材の構造が簡単になる。
第14態様は、第1態様から第13態様のいずれか一態様の液体吐出ヘッドにおいて、複数のヘッドモジュールを備えた構成とされてもよい。
第14態様によれば、複数のヘッドモジュールを備えた液体吐出ヘッドの撓みが緩和される。
第15態様は、第14態様の液体吐出ヘッドにおいて、複数のヘッドモジュールは、第一方向に沿って一列に配置される構成とされてもよい。
第15態様によれば、複数のヘッドモジュールが第一方向に沿って一列に配置される液体吐出ヘッドの撓みが緩和される。
第16態様は、第14態様又は第15態様の液体吐出ヘッドにおいて、複数のヘッドモジュールは、ヘッドモジュールから吐出させる液体が付与される記録媒体の第一方向における全長以上の長さにわたって、第一方向に沿って一列に配置される構成とされてもよい。
第16態様によれば、記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数のヘッドモジュールが配置される液体吐出ヘッドの撓みが緩和される。
第17態様に係る液体吐出装置は、記録媒体を搬送する記録媒体搬送部と、記録媒体に付与される液体を吐出させる液体吐出ヘッドと、を備え、液体吐出ヘッドは、第1態様から第16態様のいずれか一態様の液体吐出ヘッドを含む液体吐出装置である。
第17態様によれば、第1態様から第16態様のいずれか一態様の液体吐出ヘッドと同様の作用効果を得ることができる。
第18態様は、第17態様に記載の液体吐出装置において、液体吐出ヘッドは、記録媒体搬送部による記録媒体の搬送方向と直交する方向を第一方向として配置される構成とされてもよい。
第19態様は、第17態様又は第18態様の液体吐出装置において、複数の液体吐出ヘッドを備え、複数の液体吐出ヘッドは、記録媒体搬送部による記録媒体の搬送方向に沿って配置される構成とされてもよい。
第17態様から第19態様のいずれか一態様の液体吐出装置の一例として、インクジェット方式の描画を行うインクジェット記録装置が挙げられる。
本発明によれば、弾性体を利用した撓み吸収部に付勢力を付与して、撓み吸収部をヘッドモジュール支持部材の撓み方向と同じ方向へ撓ませることで、撓み吸収部の反力がヘッドモジュール支持部材に作用し、ヘッドモジュールの撓みが緩和される。また、撓み吸収部に適切な付勢力を付与しておくことで、ヘッドモジュールの撓みを緩和しうる撓み吸収部の反力を発生させることが可能となる。
図1は液体吐出ヘッドの構造例が示される透視平面図である。 図2はヘッドモジュールの斜視図であり部分断面図を含む図である。 図3はヘッドモジュールにおける液体吐出面の透視平面図である。 図4はヘッドモジュールの内部構造が示される断面図である。 図5は第一実施形態に係る撓み抑制部の構成が示される模式図である。 図6は図5に示された撓み抑制部をヘッドモジュール支持部材へ連結させる際の模式図である。 図7は図5に示された撓み抑制部をヘッドモジュール支持部材へ連結させた状態の模式図である。 図8は第二実施形態に係る撓み抑制部の構成が示される模式図である。 図9は第三実施形態に係る撓み抑制部の構成が示される模式図である。 図10は図9に示された中間連結部とヘッドモジュール支持部材との連結構造が示される断面図である。 図11は第四実施形態に係る撓み抑制部の構成が示される模式図である。 図12は第五実施形態に係る撓み抑制部の構成が示される模式図である。 図13は第六実施形態に係る撓み抑制部が具備された液体吐出ヘッドを複数備えた液体吐出装置の構成が示される模式図である。 図14は第六実施形態に係る撓み抑制部の構成が示される模式図である。 図15は第七実施形態に係る撓み抑制部の構成が示される模式図である。 図16は第七実施形態に係る撓み抑制部の撓み緩和機能の説明図である。 図17はインクジェット記録装置の全体構成図である。 図18は第八実施形態の実施形態に係る撓み抑制部の撓み緩和機能の説明図である。 図19はインクジェットヘッドの配置角度と撓み緩和に必要とされる力との関係が示されるグラフである。 図20はインクジェットヘッドの配置角度と撓み緩和に必要とされる力との関係が示されるグラフである。 図21は図18、及び図19に示された撓み緩和に必要とされる力の測定方法の説明図である。 図22は第八実施形態の変形例に係る撓み抑制部の撓み緩和機能の説明図である。 図23は第九実施形態の課題の説明図である。 図24は第九実施形態に係る撓み抑制部の概略構成図である。 図25は第九実施形態に係る撓み抑制部の部分拡大図である。 図26は第九実施形態の第一変形例に係る撓み抑制部の概略構成図である。 図27は第九実施形態の第二変形例に係る撓み抑制部の概略構成図である。
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
[液体吐出ヘッドの構造]
<全体構成>
図1は液体吐出ヘッドの構造例が示される透視平面図である。図1に示された液体吐出ヘッド21は、記録媒体100の搬送方向と直交する方向である記録媒体100の幅方向について複数のヘッドモジュール200を繋ぎ合わせた構造を有している。
記録媒体100の幅方向は符号Xを付した矢印線により図示される。記録媒体100の搬送方向は符号Yを付した矢印線により図示される。記録媒体100の幅方向、又は複数のヘッドモジュールの配置方向は第一方向に相当する。
本明細書では、記録媒体100の搬送方向を、記録媒体搬送方向、媒体搬送方向、又は単に搬送方向と記載されることがある。これらの用語は、相互に、適宜読み替えることが可能である。
図1に示された液体吐出ヘッド21は、記録媒体100の幅方向における記録媒体100の全長Lmax以上の長さにわたって、複数のノズル部が配置されたライン型の液体吐出ヘッドである。図1に図示されないノズル部は図4に符号281が付されて図示される。
図1に示された液体吐出ヘッド21は、ヘッドモジュールから吐出させる液体が付与される記録媒体の第一方向における全長以上の長さにわたって、第一方向に沿って一列に配置される液体吐出ヘッドの一態様である。
液体吐出ヘッド21を構成する複数のヘッドモジュール200は同一の構造を適用可能である。また、ヘッドモジュール200は単体でも液体吐出ヘッドとして機能させることが可能である。
図1への図示は省略されるが、液体吐出ヘッド21は撓み抑制部が具備されている。図1に図示されない撓み抑制部は、重力方向への液体吐出ヘッド21の撓みを緩和する。図1における重力方向は紙面を表面から裏面へ貫く方向である。撓み抑制部の詳細は後述する。
<ヘッドモジュールの構造>
図2はヘッドモジュール斜視図であり部分断面図を含む図である。以下、先に説明した構成と同一の構成には同一の符号が付されその説明は適宜省略される。
本明細書におけるインクは液体の一態様であり、インクの用語と液体の用語とは、適宜、読み替えが可能である。また、本明細書において、打滴の用語と吐出の用語とは同義語として取り扱うことが可能であり、打滴の用語と吐出の用語とは、適宜、読み替えが可能である。
ヘッドモジュール200は、ノズルプレート275の液体吐出面277と反対側である図2における上面の側に、インク供給室232とインク循環室236等からなるインク供給ユニットを有している。
インク供給室232は、供給側個別流路252を介して不図示のインクタンクに接続され、インク循環室236は、回収側個別流路256を介して不図示の回収タンクに接続される。
図3はヘッドモジュールの液体吐出面の透視平面図である。図3では液体吐出面277に配置されるノズル開口280の数が省略されて描かれているが、1つのヘッドモジュール200の液体吐出面277には、二次元配置が適用されて複数のノズル開口280が配置されている。
ヘッドモジュール200は、記録媒体搬送方向と直交する方向に対して角度βの傾きを有するV方向に沿った長辺側の端面と、記録媒体搬送方向に対して角度αの傾きを持つW方向に沿った短辺側の端面とを有する平行四辺形の平面形状となっており、V方向に沿う行方向、及びW方向に沿う列方向について、複数のノズル開口280がマトリクス配置されている。
ノズル開口280の配置は図3に図示された態様に限定されず、記録媒体搬送方向と直交する方向に沿う行方向、及び記録媒体搬送方向と直交する方向に対して斜めに交差する列方向に沿って複数のノズル開口280が配置されてもよい。
ノズル開口280のマトリクス配置とは、複数のノズル開口280を記録媒体搬送方向と直交する方向に投影させて、複数のノズル開口280を記録媒体搬送方向と直交する方向に沿って配置させた記録媒体搬送方向と直交する方向の投影ノズル列において、ノズル開口280の配置間隔が均一となるノズル開口280の配置である。
図4は液体吐出ヘッドの内部構造が示される断面図である。符号214はインク供給路、符号218は圧力室、符号216は各圧力室218とインク供給路214とを繋ぐ個別供給路、符号220は圧力室218からノズル開口280に繋がるノズル連通路、符号226はノズル連通路220と循環共通流路228とを繋ぐ循環個別流路である。圧力室218は、液室と呼ばれることがある。
インク供給路214、個別供給路216、圧力室218、ノズル連通路220、循環個別流路226、及び循環共通流路228を構成する流路構造体210の上に、振動板266が設けられる。振動板266の上には接着層267を介して、下部電極265、圧電体層231、及び上部電極264の積層構造から成る圧電素子230が配設されている。下部電極265は共通電極と呼ばれることがあり、上部電極264は個別電極と呼ばれることがある。インク供給路214、個別供給路216、圧力室218、ノズル連通路220、循環個別流路226、及び循環共通流路228は、内部流路の構成要素である。
上部電極264は、各圧力室218の形状に対応してパターニングされた個別電極となっており、圧力室218ごとに、それぞれ圧電素子230が設けられている。
インク供給路214は、図2に示されたインク供給室232に繋がっており、インク供給路214から個別供給路216を介して圧力室218にインクが供給される。入力画像データに応じて、対応する圧力室218に設けられた圧電素子230の上部電極264に駆動電圧を印加することに起因して、圧電素子230及び振動板266が変形して圧力室218の容積が変化し、これに伴う圧力変化に起因してノズル連通路220を介してノズル開口280からインクが打滴される。
入力画像データから生成されるドット配置データに応じて各ノズル開口280に対応した圧電素子230の駆動を制御することにより、ノズル開口280からインクを打滴させることができる。
記録媒体100を一定の速度で記録媒体搬送方向に搬送しながら、その搬送速度に合わせて各ノズル開口280からのインク打滴タイミングが制御されることで、記録媒体100の上に所望の画像を記録することができる。
各ノズル開口280に対応して設けられている圧力室218は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部の一方にノズル開口280への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口である個別供給路216が設けられている。圧力室218の平面形状の図示は省略される。
なお、圧力室の平面形状は、正方形に限定されない。圧力室の平面形状は、菱形、長方形などの四角形、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。
ノズル開口280、及びノズル連通路220を含むノズル部281には、循環出口が形成され、ノズル部281は循環出口を介して循環個別流路226と連通される。ノズル連通路220、及びノズル開口280のインクのうち、打滴に使用されないインクは循環個別流路226を介して循環共通流路228へ回収される。
循環共通流路228は、図2に示されたインク循環室236に繋がっており、循環個別流路226を通って常時インクが循環共通流路228へ回収されることにより、非打滴時におけるノズル開口280近傍のインクの増粘が防止される。
ヘッドモジュールに備えられる吐出素子の一態様として、一つのノズル部281、及び一つのノズル部281に連通される圧力室218などの流路、ノズル部281に対応する圧電素子230が含まれる態様が挙げられる。
本明細書におけるノズル開口の用語とノズル部の用語とは、適宜、読み替えることが可能である。
圧電素子230の例として、ノズル部281に対応して個別に分離した構造を有する圧電素子230が挙げられる。もちろん、複数のノズル部281に対して一体に圧電体層231が形成され、各ノズル部281に対応して個別電極が形成され、ノズル部281ごとに活性領域が形成される構造を適用してもよい。
圧電素子に代わり圧力発生素子として圧力室218の内部にヒータを備え、ヒータに駆動電圧を供給して発熱させ、膜沸騰現象を利用して圧力室218内のインクをノズル開口280から打滴するサーマル方式が適用されてもよい。
[撓み抑制部の説明]
<第一実施形態>
図5は第一実施形態に係る撓み抑制部の構成が示される模式図である。図示の都合上、図5ではヘッドモジュール200の数が図1よりも減らされている。図6以降の図についても、同様である。
本実施形態では、液体吐出ヘッドの重力方向の撓みについて説明がされる。以下に説明がされる第二実施形態から第五実施形態についても同様である。以下の説明において、液体吐出ヘッドの撓み方向は、重力方向と読み替えることができる。
図5に示されるように、図1に示された液体吐出ヘッド21の長手方向に沿って配置される複数のヘッドモジュール200は、図1では図示が省略されたヘッドモジュール支持部材110のヘッドモジュール支持面110Aに支持される。
ヘッドモジュール支持部材110は、長手方向の両端に取付部111が設けられている。ヘッドモジュール支持部材110の取付部111は、図5に図示されない本体フレームに取り付けられる。本体フレームは図8に符号126が付されて図示される。液体吐出ヘッドの長手方向は第一方向に相当する。
図5に示されたヘッドモジュール支持部材110の上面110Bには、撓み抑制部112が取り付けられている。ヘッドモジュール支持部材110の上面110Bは、重力方向について、ヘッドモジュール支持面110Aの反対側の面である。
図5に示された撓み抑制部112は、犠牲部材114、及び中間連結部116を備えている。犠牲部材114は撓み吸収部の一態様である。中間連結部116はヘッドモジュール支持部材連結部の一態様である。
犠牲部材114は、ヘッドモジュール支持部材110の撓み方向と反対方向に凸となる湾曲形状を有している。ここで、ヘッドモジュール支持部材110の撓み方向は、液体吐出ヘッド21の撓み方向と読み替えることが可能である。
図5に示されたヘッドモジュール支持部材110の撓み方向は、重力方向である。また、犠牲部材114は、弾性体が適用される。例えば、犠牲部材114は金属材料、樹脂材料、又は金属材料と樹脂材料との複合材料を適用すること可能である。
犠牲部材114は、ねじ118が用いられて長手方向の両端部がヘッドモジュール支持部材110に連結される。また、犠牲部材114は、長手方向における中間位置において、ヘッドモジュール支持部材110との間に、犠牲部材114をヘッドモジュール支持部材110の方向へ撓ませる空間が設けられている。ここで、犠牲部材114の長手方向における中間位置とは両端の間の任意の位置である。犠牲部材114の長手方向における両端部は、犠牲部材114の長手方向における両端が含まれる範囲であり、犠牲部材114の長手方向における両端から内側へ予め決められた距離の範囲である。予め決められた距離は、犠牲部材114とヘッドモジュール支持部材110との連結の観点から決められる。
犠牲部材114は、長手方向の中間位置において、中間連結部116を介してヘッドモジュール支持部材110と連結される。犠牲部材114の長手方向は、図5に符号Xが付されて図示された液体吐出ヘッド21の長手方向と平行である。
犠牲部材114の長手方向における両端の間の中間位置の一例として、犠牲部材114の長手方向における中央位置114Aが挙げられる。図5には、犠牲部材114の長手方向における中央位置114Aで、犠牲部材114に中間連結部116が連結される態様が図示される。犠牲部材114の長手方向における中央位置114Aは、犠牲部材114が長手方向について二等分された際の境界の位置である。
図5に示されるように、中間連結部116の一方の端は犠牲部材114に連結される。中間連結部116の他方の端はヘッドモジュール支持部材110に連結される。ヘッドモジュール支持部材110における中間連結部116の連結位置は、ヘッドモジュール支持部材110の長手方向における両端の間の中間位置である。
図5に示されたヘッドモジュール支持部材110は長手方向における中央位置110Cに中間連結部116が連結されている。ヘッドモジュール支持部材110の長手方向は、図5に符号Xが付されて図示された液体吐出ヘッド21の長手方向と平行である。ヘッドモジュール支持部材110の長手方向における中央位置110Cは、ヘッドモジュール支持部材110が長手方向について二等分された際の境界の位置である。
中間連結部116は、重力方向について塑性を有する部材が適用される。
図5には、液体吐出ヘッド21の短手方向について、ヘッドモジュール支持部材110の全長に対応する長さを有する犠牲部材114が例示されているが、液体吐出ヘッド21の短手方向における犠牲部材114の全長は、犠牲部材114の性能や、犠牲部材114の取り付けスペース等の条件に応じて適宜変更が可能である。
犠牲部材114と中間連結部116との連結は、ねじによる締結、接着など公知の連結手法が適用可能である。犠牲部材114と中間連結部116との連結が切り離しされなければよい。
同様に、ヘッドモジュール支持部材110と中間連結部116との連結は、ねじによる締結、接着など公知の連結手法が適用可能である。ヘッドモジュール支持部材110と中間連結部116との連結が切り離しされなければよい。
次に、撓み抑制部112の作用について説明がされる。図6は図5に示された撓み抑制部をヘッドモジュール支持部材へ連結させる際の模式図である。図7は図5に示された撓み抑制部をヘッドモジュール支持部材へ連結させた状態の模式図である。
図6に示されるように、犠牲部材114に連結された中間連結部116が、ヘッドモジュール支持部材110の撓み方向に撓んだヘッドモジュール支持部材110に連結されると、中間連結部116は犠牲部材114へヘッドモジュール支持部材110の撓み方向と同じ方向の付勢力を与える。
これにより、犠牲部材114はヘッドモジュール支持部材110と同じ方向に撓みが生じる。図6に示された下向きの矢印線は、犠牲部材114に付与された付勢力を表している。
例えば、犠牲部材114にヘッドモジュール支持部材110の撓み方向の付勢力を非付与の状態で、中間連結部116がヘッドモジュール支持部材110の上面110Bに達しない重力方向の長さを有する場合、犠牲部材114にヘッドモジュール支持部材110の撓み方向の付勢力を付与して、中間連結部116をヘッドモジュール支持部材110の上面110Bに接触させ、中間連結部116をヘッドモジュール支持部材110の上面110Bに連結させると、ヘッドモジュール支持部材110と同じ方向に撓みが生じる犠牲部材114が実現される。
図7に示されるように、ヘッドモジュール支持部材110の撓み方向と同じ方向に犠牲部材114を撓ませた状態で、中間連結部116をヘッドモジュール支持部材110に連結させると、中間連結部116は犠牲部材114からヘッドモジュール支持部材110の撓み方向と反対方向の反力を受ける。図7に示された上向きの矢印線は、ヘッドモジュール支持部材110が中間連結部116を介して犠牲部材114から受ける反力であり、ヘッドモジュール支持部材110の元の撓み方向と反対方向の反力を表している。
結果として、ヘッドモジュール支持部材110が重力方向の撓みと反対方向の反力を受けることで、ヘッドモジュール支持部材110の重力方向の撓みが緩和される。
このようにして、ヘッドモジュール支持部材110の重力方向の撓みが緩和されることで、液体吐出ヘッド21Aの重力方向への撓みが緩和される。
犠牲部材114が発生させる反力は、犠牲部材114の弾性係数、及び犠牲部材114の変位量に比例するので、液体吐出ヘッド21の重力方向の撓み量に応じて、犠牲部材114の変位量を固定して犠牲部材114の弾性係数を適宜決めるか、又は犠牲部材114の弾性係数、及び犠牲部材114の変位量を適宜調整することで、液体吐出ヘッド21の撓みが一定以下に緩和される。
図7の二点鎖線は、上から、図6に示された犠牲部材114、ヘッドモジュール支持部材110の上面110B、及びヘッドモジュール支持部材110のヘッドモジュール支持面110Aを表している。
<第一実施形態の作用効果>
第一実施形態に係る液体吐出ヘッドによれば、弾性体である犠牲部材114に付勢力が付与され、犠牲部材114を液体吐出ヘッドの撓み方向に撓ませた際に発生する、液体吐出ヘッドの撓み方向と反対方向の反力が作用して、液体吐出ヘッドを支持するヘッドモジュール支持部材が液体吐出ヘッドの撓み方向と反対方向に引き上げられる。したがって、弾性体である犠牲部材114を利用した液体吐出ヘッドの撓みの緩和が可能である。
弾性体である犠牲部材114の利用に際し、予め決められた付勢力を付与して、弾性体である犠牲部材114を撓ませておくことで、ヘッドモジュール支持部材に決められた反力を作用させることができ、調整が不要である。
また、撓み抑制部112はヘッドモジュール支持部材110の上面に取り付けられるので、省スペース設計がしやすいといった利点がある。
更に、撓み抑制部112の撓み緩和機能は、液体吐出ヘッド21が配置されるユニット内でクローズしているので精度管理がしやすいといった利点がある。すなわち、撓み抑制部112は、犠牲部材114が撓むことで、ヘッドモジュール支持部材110及びヘッドモジュール200の取付位置精度が向上する。
カラー画像を形成するインクジェット記録装置は、色ごとに液体吐出ヘッドが具備される。色ごとの複数の液体吐出ヘッドを備える場合、複数の液体吐出ヘッドは記録媒体の搬送方向と直交する方向に沿って平行に配置される。ここでいう記録媒体の搬送方向と直交する方向は液体吐出ヘッドの長手方向と同義である。
液体吐出ヘッド間の短手方向のクリアランスは小さいので、液体吐出ヘッドの間などの液体吐出ヘッドの外部に撓み抑制部112を取り付けることは困難であることが多い。例えば、ヘッド支持部材に追加される補助的なフレームを液体吐出ヘッドの外部に設けて、補助的なフレームに撓み抑制部112を取り付けることは困難である。
本実施形態に示された撓み抑制部112は、図5から図7に示されるように、ヘッドモジュール支持部材110の上面110Bへの取り付けが可能であり、ヘッドモジュール支持部材110の上面110Bの側のスペースに撓み抑制部112の取り付けが可能となる。
本実施形態は、撓み抑制部112、及び犠牲部材114が液体吐出ヘッドの長手方向と平行となる方向に配置される態様が例示されているが、撓み抑制部112、及び犠牲部材114は、液体吐出ヘッドの長手方向と斜め方向に配置されてもよい。
液体吐出ヘッドの長手方向と斜め方向には、水平面に対して斜め方向、及び水平面と平行な面内における斜め方向の少なくともいずれか一方が含まれる。
<第二実施形態>
図8は第二実施形態に係る撓み抑制部の構成が示される模式図である。第二実施形態では、ヘッドモジュール支持部材110とマニホールド筐体120との間に撓み抑制部112が配置される態様について説明がされる。なお、図8では、図5から図7に示された符号のうち、一部の符号の図示は省略される。
以下に説明がされる第二実施形態に係る撓み抑制部は、第一実施形態に示された撓み抑制部112を適用可能である。
図8に符号122が付された部材は、記録媒体を搬送する記録媒体搬送部である。図8に示された記録媒体搬送部122は、円筒形状を有し、液体吐出ヘッド21Aの長手方向と平行となる方向の回転軸122Aを有する搬送ドラムであり、外周面122Bに記録媒体を保持して回転することで、記録媒体を外周面122Bに沿って搬送する搬送ドラムである。図8では記録媒体の図示は省略される。なお、ドラムには胴と呼ばれる構造体が含まれていてもよい。
図8に示された液体吐出ヘッド21Aは、長手方向の両端において、連結部材124を介して本体フレーム126に連結される。
ヘッドモジュール支持部材110のヘッドモジュール200の上面110Bの側には、マニホールド筐体120が配置されている。撓み抑制部112は、ヘッドモジュール支持部材110とマニホールド筐体120との間に配置されている。
マニホールド筐体120は、マニホールド等の液体流路が収容される筐体である。図示は省略されるが、マニホールド筐体120は、マニホールド等の液体流路の他に、液体吐出ヘッド21Aに供給される駆動電圧が生成される駆動回路基板が収容される。マニホールド筐体120は外部流路収容部の一態様である。
ここで、マニホールドとは、各ヘッドモジュール200へ供給される液体が一時的に貯留される液体流路である。各ヘッドモジュール200は図2に示された供給側個別流路252を介して、供給流路、及び供給側のマニホールドと連通される。マニホールドは液体タンクと連通される。また、図2に図示された回収側個別流路256と連通される回収流路、及び回収側のマニホールドを備えていてもよい。供給流路、供給側のマニホールド、回収流路、及び回収側のマニホールドは外部流路の構成要素である。
駆動回路基板は、駆動電圧が生成される駆動回路を構成する電子部品が搭載される。駆動回路基板はフレキシブル基板、及びコネクタを介して、図8に示された各ヘッドモジュール200の電気配線と電気的に接続される。
図8に示された液体吐出ヘッド21Aは、ヘッドモジュール支持部材110とマニホールド筐体120との間に流路や配線が配置されるものの、ヘッドモジュール支持部材110の短手方向の両端の間の中間位置には空間が存在する。
したがって、液体吐出ヘッド21Aは、ヘッドモジュール支持部材110とマニホールド筐体120との間の空間に、撓み抑制部112を配置させることが可能である。
図8では、図示の都合上、マニホールド筐体120の内部に収容される流路とヘッドモジュール200との間の流路、及びマニホールド筐体120の内部に収容される駆動回路基板とヘッドモジュール200とを電気接続させる配線部材の図示は省略される。
<第二実施形態の作用効果>
第二実施形態に係る液体吐出ヘッドによれば、第一実施形態と同様に、弾性体である犠牲部材114が利用され、液体吐出ヘッドの撓みを緩和することが可能である。
また、ヘッドモジュール支持部材110とマニホールド筐体120との間に撓み抑制部112が配置されることで、撓み抑制部112を配置するための空間や、撓み抑制部112を配置するための構造物を具備する必要がなく、液体吐出ヘッドの省スペース設計がしやすい。
第二実施形態に示された撓み抑制部112は、先に説明がされた四つの液体吐出ヘッドが密に配置された場合など、液体吐出ヘッドの周辺が密集している場合に有効である。
本実施形態では、記録媒体搬送部122として搬送ドラムが例示されているが、記録媒体搬送部122として、搬送ベルト、又はニップローラ等の他の搬送形態を適用することが可能である。
<第三実施形態>
図9は第三実施形態に係る撓み抑制部の構成が示される模式図である。本実施形態、及び次に説明がされる第四実施形態では、第一実施形態で説明した付勢力の具体例について詳細に説明がされる。
図9に示された液体吐出ヘッド21Bに具備される撓み抑制部112Bは、中間連結部116とヘッドモジュール支持部材110が、中間連結部116に内挿されるねじ130が用いられて連結されている。ねじ130は雄ねじに相当する。
図10は図9に示された中間連結部とヘッドモジュール支持部材との連結構造が示される断面図であり、ヘッドモジュール支持部材と中間連結部との連結位置の拡大図である。図10に示されるように、ねじ130の頭部132は、中間連結部116の水平部116Aに内挿され、ねじ部134は中間連結部116の垂直部116Bに内挿される。
ねじ130のねじ部134は、ヘッドモジュール支持部材110の上面110Bに形成された雌ねじ部110Dに挿入される。
ねじ130が締められると、ねじ部134のヘッドモジュール支持部材110の上面110Bへ挿入される部分が長くなり、図9に示された犠牲部材114Bは、ヘッドモジュール支持部材110の撓み方向である重力方向への撓みが生じる。図9に示された下向きの矢印線は、犠牲部材114Bに作用する重力方向の力である付勢力を示している。
犠牲部材114Bに重力方向への撓みが生じると、中間連結部116は犠牲部材114Bの撓み方向と反対方向の反力を犠牲部材114から受ける。中間連結部116が犠牲部材114から受けた反力はヘッドモジュール支持部材110に作用する。そうすると、ヘッドモジュール支持部材110が犠牲部材114Bの撓み方向と反対方向の力を受け、ヘッドモジュール支持部材110の撓みが緩和される。
図9に示された上向きの矢印線は、ヘッドモジュール支持部材110に作用する、犠牲部材114Bから受ける反力を示している。
このようにして、ヘッドモジュール支持部材110の撓みが緩和されることで、液体吐出ヘッド21Aの重力方向への撓みが緩和される。
図9に示された液体吐出ヘッド21Bは、ねじ130の締められる量が調整されることで、犠牲部材114Bの撓み量の調整が可能である。換言すると、ねじ130は犠牲部材114Bへ付勢力を付与する付勢力付与部として機能する。
ねじ130の締められる量が相対的に大きくされることで、犠牲部材114Bのヘッドモジュール支持部材110の撓み方向の撓み量が大きくされることが可能であり、犠牲部材114Bに付与される付勢力の大きさが大きくされることが可能である。
ねじ130の締められる量が相対的に小さくされることで、犠牲部材114Bのヘッドモジュール支持部材110の撓み方向の撓み量が小さくされることが可能であり、犠牲部材114Bに付与される付勢力の大きさが小さくされることが可能である。図10に示された二点鎖線は、ねじ130の締められる量が相対的に大きくされ、付勢力が相対的に大きくされた場合が示されている。
図9に示された犠牲部材114Bは、長手方向について二分割された構造を有している。二分割された犠牲部材114Bのそれぞれの先端部114Cは、中間連結部116と連結される。また、二分割された犠牲部材114Bのそれぞれの基端部114Dは、端部連結部材136を介してヘッドモジュール支持部材110と連結される。
端部連結部材136は、犠牲部材114Bとヘッドモジュール支持部材110の上面110Bとの間の重力方向における空間を形成する。犠牲部材114Bとヘッドモジュール支持部材110の上面110Bとの間の重力方向における空間が形成されることで、犠牲部材114Bを重力方向へ撓ませた際に、犠牲部材114Bとヘッドモジュール支持部材110の上面110Bとの衝突が回避される。
図9に示された犠牲部材114Bは、図5に示された犠牲部材114が適用されてもよい。図9に示された端部連結部材136が連結された犠牲部材114Bの構造は、液体吐出ヘッドの撓み方向と反対方向に凸となる湾曲構造の一態様である。
<第三実施形態の作用効果>
第三実施形態に係る液体吐出ヘッドによれば、第一実施形態と同様に、弾性体である犠牲部材114Bを利用して、液体吐出ヘッドの撓みを緩和することが可能である。
また、犠牲部材114Bに付勢力を付与する手段として、中間連結部116とヘッドモジュール支持部材110の上面110Bとを連結させるねじ130が適用される。ねじ130の締められる量が調整されることで、液体吐出ヘッドの撓み量に応じた犠牲部材114Bへ付与される付勢力の大きさの調整が可能である。
<第四実施形態>
図11は第四実施形態に係る撓み抑制部の構成が示される模式図である。第四実施形態に係る液体吐出ヘッド21Cに具備される撓み抑制部112Cは、犠牲部材114Bをヘッドモジュール支持部材110の撓み方向に撓ませる付勢力を付与する手段として、圧縮ばね140が具備されている。
図11に示された撓み抑制部112Cは、犠牲部材114Bの上面114Eと中間連結部116の水平部116Aとの間に圧縮ばね140が配置されている。圧縮ばね140の中空部分には中間連結部116の垂直部116Bが挿入される。
圧縮ばね140が非圧縮の場合、すなわち、犠牲部材114Bに付勢力が付与されない付勢力の非付与状態では、中間連結部116は、垂直部116Bとヘッドモジュール支持部材110の上面110Bとが非接触となる重力方向の長さを有している。
圧縮ばね140を圧縮させて、中間連結部116をヘッドモジュール支持部材110に連結させると、圧縮ばね140に重力方向の反発力が発生する。圧縮ばね140の反発力が作用して、犠牲部材114Bは重力方向への撓みである、ヘッドモジュール支持部材110の撓み方向への撓みが生じる。
図11に示された下向きの矢印線は、犠牲部材114Bに作用する付勢力であり、ヘッドモジュール支持部材110の撓み方向への力を示している。
付勢力が作用して、犠牲部材114Bにヘッドモジュール支持部材110の撓み方向への撓みが生じると、中間連結部116は犠牲部材114Bの撓み方向と反対方向の反力を受ける。中間連結部116が犠牲部材114から受けた反力はヘッドモジュール支持部材110に作用する。そうすると、ヘッドモジュール支持部材110が犠牲部材114Bの撓み方向と反対方向の力を受け、ヘッドモジュール支持部材110の撓みが緩和される。
図11に示された上向きの矢印線は、ヘッドモジュール支持部材110に作用する、犠牲部材114Bの撓み方向と反対方向の力を示している。
このようにして、ヘッドモジュール支持部材110の撓みが緩和されることで、液体吐出ヘッド21Cの重力方向への撓みが緩和される。
図11に示された液体吐出ヘッド21Cは、圧縮ばね140のばね定数が変更されることで、犠牲部材114Bの重力方向の撓み量の調整が可能である。換言すると、圧縮ばね140のばね定数がヘッドモジュール支持部材110の撓みに対応して適切な値とされることで、犠牲部材114Bへ適切な付勢力が付与される。
ヘッドモジュール支持部材110の重力方向の撓みが相対的に大きい場合は、ばね定数が相対的に大きい圧縮ばね140が使用され、ヘッドモジュール支持部材110の重力方向の撓みが相対的に小さい場合は、ばね定数が相対的に小さい圧縮ばね140が使用されることで、ヘッドモジュール支持部材110の重力方向の撓みが一定の範囲内とする撓みの緩和が可能である。
図11に示された圧縮ばね140の例として、コイルばねが挙げられる。図11に示された犠牲部材114Bは、図5に示された犠牲部材114が適用されてもよい。
<第四実施形態の作用効果>
第四実施形態に係る液体吐出ヘッドによれば、第一実施形態と同様に、弾性体である犠牲部材114Bを利用して、液体吐出ヘッドの撓みを緩和することが可能である。
また、犠牲部材114Bに付勢力を付与する手段として、圧縮ばね140が適用可能である。圧縮ばねのばね定数が液体吐出ヘッドの撓み量に応じた適切な値とされることで、液体吐出ヘッドの撓み量に応じた付勢力が犠牲部材114Bに付与される。
<第五実施形態>
図12は第五実施形態に係る撓み抑制部の構成が示される模式図である。図12に示された液体吐出ヘッド21Dは、マニホールド筐体に撓み抑制部の機能を併設させている。
図12に示されたマニホールド筐体120Aの底板120Bは、撓み抑制部112Dの犠牲部材114Bと兼用されている。図12に示された撓み抑制部112Dの構造、及び機能は、第四実施形態に示された撓み抑制部112Cと同様であるので、ここでは、撓み抑制部112Dの構造、及び機能の説明は省略される。
なお、図12では、マニホールド筐体120Aに収容される、マニホールド等の流路、及び駆動回路基板の図示は省略される。マニホールド筐体120Aの底板120Bは外部流路収容部のヘッドモジュール支持部材の上面と対向する面に相当する。
図12には、撓み抑制部112Dとして、第四実施形態に示された撓み抑制部112Cと同様の構造が示されているが、撓み抑制部112Dは第一実施形態に示された撓み抑制部112と同様の構造や、第3実施形態に示された撓み抑制部112Cと同様の構造が適用されてもよい。
本実施形態では、マニホールド筐体に撓み抑制部の機能を併設させた態様が例示されているが、液体吐出ヘッドが配置されるユニット内において、配置位置の精度を必要としない他の部材に、撓み抑制部の機能を併設させてもよい。
<第五実施形態の作用効果>
第五実施形態に係る液体吐出ヘッドによれば、第一実施形態と同様に、弾性体である犠牲部材114Bを利用して、液体吐出ヘッドの撓みを緩和することが可能である。
また、マニホールド筐体等の他の部材に撓み抑制部の機能を併設させることで、液体吐出ヘッド、又は液体吐出ヘッドが配置されるユニット内を省スペース化させることが可能となる。
<第六実施形態>
次に、第六実施形態について説明がされる。第六実施形態では、水平面に対して斜め方向に配置された液体吐出ヘッドにおける撓みの緩和について説明がされる。図13は第六実施形態に係る撓み抑制部が具備された液体吐出ヘッドを複数備えた液体吐出装置の構成が示される模式図である。
図13に示されたインクジェット記録装置301は、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの各色インクを用いて、不図示の記録媒体にカラー画像を形成するインクジェット記録装置である。図13に示されたインクジェット記録装置301は、図17に示されるインクジェット記録装置300における画像形成部318への適用が可能である。
インクジェット記録装置301は、シアンインクを吐出させるインクジェットヘッド356C、マゼンタインクを吐出させるインクジェットヘッド356M、イエローインクを吐出させるインクジェットヘッド356Y、及びブラックインクを吐出させるインクジェットヘッド356Kが具備される。
本明細書では、Cが用いられてシアンが表されることがある。Mが用いられてマゼンタが表されることがある。Yが用いられてイエローが表されることがある。Kが用いられてブラックが表されることがある。
インクジェットヘッドは液体吐出ヘッドの一態様である。本実施形態では、インクジェットヘッドと液体吐出ヘッドとは、適宜読み替えが可能である。
インクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kは、符号Xが付された記録媒体の搬送方向と直交する方向を長手方向として配置される。ここでいう長手方向は第一方向に相当する。
インクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kは、符号Yが付された記録媒体の搬送方向に沿って、インクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kの順に配置される。
図13に示されたインクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kは、図1から図4が用いられて説明がされた液体吐出ヘッド21と同様の構造が適用可能である。
インクジェットヘッド356Cは撓み抑制部357Cが具備される。撓み抑制部357Cは、インクジェットヘッド356Cに対して重力方向と反対方向への力を付与して、インクジェットヘッド356Cの撓みを緩和する。
インクジェットヘッド356Mは撓み抑制部357Mが具備される。撓み抑制部357Mは、インクジェットヘッド356Mに対して重力方向と反対方向への力を付与して、インクジェットヘッド356Mの撓みを緩和する。
インクジェットヘッド356Yは撓み抑制部357Yが具備される。撓み抑制部357Yは、インクジェットヘッド356Yに対して重力方向と反対方向への力を付与して、インクジェットヘッド356Yの撓みを緩和する。
インクジェットヘッド356Kは撓み抑制部357Kが具備される。撓み抑制部357Kは、インクジェットヘッド356Kに対して重力方向と反対方向への力を付与して、インクジェットヘッド356Kの撓みを緩和する。
図13に示されたインクジェット記録装置301は、記録媒体を搬送する手段として、搬送ドラム352を備えている。図13に示された搬送ドラム352は、図17に示された描画ドラム352に相当する。
図13に示された搬送ドラム352は円筒形状を有している。図13に示された符号352Cは搬送ドラム352の中心軸であり、搬送ドラム352の回転軸である。
インクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kは、搬送ドラム352の外周面352Bとの距離が一定となる位置に配置される。
次に、撓み抑制部357C、撓み抑制部357M、撓み抑制部357Y、及び撓み抑制部357Kについて詳細に説明がされる。
図14は第六実施形態に係る撓み抑制部の構成が示される模式図である。図13に示された撓み抑制部357C、撓み抑制部357M、撓み抑制部357Y、及び撓み抑制部357Kは、同様の構成が適用可能であるので、図14では、図13に示された撓み抑制部357C、撓み抑制部357M、撓み抑制部357Y、及び撓み抑制部357Kを代表して、符号357が用いられて撓み抑制部が表される。
同様に、図14では、図13に示されたインクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kを代表して、符号356が用いられてインクジェットヘッドが表される。
図14に示された撓み抑制部357は、犠牲部材154、及び中間連結部156を備えている。犠牲部材154、及び中間連結部156の構造、及び機能は、第一実施形態から第5実施形態に示された犠牲部材、及び中間連結部と同様であるので、ここでの説明は省略される。
図14に示された撓み抑制部357は、角度調整部材157を備えている。角度調整部材157は、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bを水平面と平行の面に変換する部材である。
すなわち、角度調整部材157の底面157Aは、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと平行である。また、角度調整部材157の上面157Bは、水平面と平行である。
換言すると、角度調整部材157は犠牲部材154を水平面と平行に支持する支持部材として機能している。角度調整部材157の配置例として、図9、及び図11に示された端部連結部材136と置き換えられて使用される例が挙げられる。
図14に示された符号180は、液体吐出ヘッド356の重心である。符号182が付され一点鎖線が用いられて図示された直線は、犠牲部材154の短手方向の長さを二等分する二等分線と、犠牲部材154の長手方向の長さを二等分する二等分線との交点を通る犠牲部材154の垂線であり、重力方向と平行の直線である。
犠牲部材154は、直線182が液体吐出ヘッド356の重心180を通過する配置を有している。中間連結部156とヘッドモジュール支持部材160との連結位置は、直線182上であることが好ましい。
図14に示された液体吐出ヘッド356は、角度調整部材157が用いられて支持される犠牲部材154を重力方向へ撓ませることで、ヘッドモジュール支持部材160に重力方向と反対方向の反力が作用し、ヘッドモジュール支持部材160が重力方向と反対方向へ引き上げられる。
図14に示された符号170はヘッドモジュールである。ヘッドモジュール170は、図5等に示されたヘッドモジュール200に相当する。図14に示された符号160Aが付された面はヘッドモジュール支持面であり、図5等に示されたヘッドモジュール支持面110Aに相当する。
図13に示されたインクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kは、水平面に対する液体吐出面の角度に対応する角度調整部材が具備される。
<第六実施形態の作用効果>
第六実施形態に係る液体吐出ヘッドによれば、水平面に対して液体吐出面を傾斜させた配置を有する液体吐出ヘッドについても、弾性体である犠牲部材154を利用して、重力方向の撓みを緩和することが可能である。
<第七実施形態>
図15は第七実施形態に係る撓み抑制部の構成が示される模式図である。図15中、図14と同一、又は類似する構成には同一の符号が付され、説明は適宜省略される。
図15に示された第七実施形態に係る撓み抑制部は、第一犠牲部材154A、及び第一中間連結部材156Aを含む第一撓み抑制部357A、並びに第二犠牲部材154B、及び第二中間連結部材156Bを含む第二撓み抑制部357Bを備えている。第一撓み抑制部357A、及び第二撓み抑制部357Bを備える撓み抑制部は撓み抑制部の一態様である。
第一犠牲部材154Aは第一撓み吸収部の一態様である。第一中間連結部材156Aは第一ヘッドモジュール支持部材連結部の一態様である。第二犠牲部材154Bは第二撓み吸収部の一態様である。第二中間連結部材156Bは第二ヘッドモジュール支持部材連結部の一態様である。
図15に示された一点鎖線は液体吐出ヘッド356の重心180を通過する直線であり、ヘッドモジュール支持部材160の短手方向の全長を二等分する位置、及びヘッドモジュール支持部材160の長手方向の全長を二等分する位置を通過する直線であり、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと直交する方向と平行となる方向の直線である。
図15に示された第一撓み抑制部357Aは、図15に示された一点鎖線が、短手方向の全長を二等分する位置、及び長手方向の全長を二等分する位置を通過する配置を有している。
第一撓み抑制部357Aはヘッドモジュール支持部材160の上面160Bに連結される。第二撓み抑制部357Bはリブ161に連結される。リブ161はヘッドモジュール支持部材160の上面160Bに接合される板状の部材である。
リブ161はヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと直交する第二撓み抑制部取付面161Aを有している。第二撓み抑制部357Bはリブ161の第二撓み抑制部取付面161Aに連結される。
図15では、第一撓み抑制部357A、及び第二撓み抑制部357Bの構造が簡略化され図示されている。第一撓み抑制部357A、及び第二撓み抑制部357Bは、図6に示された撓み抑制部112の構造、又は図9に示された撓み抑制部112Bの構造が適用可能である。
図15に示された第一撓み抑制部357Aの第一犠牲部材154Aの短手方向はヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと平行となる方向である。第二撓み抑制部357Bの第二犠牲部材154Bの短手方向はヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと直交する方向である。
すなわち、第一撓み抑制部357A、及び第二撓み抑制部357Bは、第一撓み抑制部357Aの第一犠牲部材154Aの短手方向と、第二撓み抑制部357Bの第二犠牲部材154Bの短手方向が互いに直交する配置を有している。
また、第一撓み抑制部357Aの第一犠牲部材154Aの長手方向、及び第二撓み抑制部357Bの第二犠牲部材154Bの長手方向は、符号Xが付されて図示されたヘッドモジュール支持部材の長手方向と平行となる方向である。
すなわち、第一撓み抑制部357A、及び第二撓み抑制部357Bは、第一撓み抑制部357Aの第一犠牲部材154Aの長手方向と、第二撓み抑制部357Bの第二犠牲部材154Bの長手方向が平行となる配置を有している。
図16は第七実施形態に係る撓み抑制部の撓み緩和機能の説明図である。図16中、図15と同一、又は類似する要素には同一の符号が付され、説明は適宜省略される。
図15に示された第一犠牲部材154Aは、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bをヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと直交する方向であり、水平面に対して斜め下方向への付勢力が付与される。図16には、図15に示された第一犠牲部材154Aに付与される第一付勢力が図示される。
第一付勢力の方向は、第一犠牲部材154A、及び第一中間連結部材156Aの配置方向と平行となる方向である。
第一犠牲部材154Aは図16に示された第一付勢力と反対方向の第一反力を発生させる。図16に示された第一反力は、図15に示された第一中間連結部材156Aを介して、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bをヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと直交する方向であり、水平面に対して斜め上方向へ引き上げる力である。
第二犠牲部材154Bは、リブ161の第二撓み抑制部取付面161Aをリブ161の第二撓み抑制部取付面161Aと直交する方向であり、水平面に対して斜め下方向への付勢力が付与される。図16には、図15に示された第二犠牲部材154Bへ付与される第二付勢力が図示される。
第二付勢力の方向は、第二犠牲部材154B、及び第二中間連結部材156Bの配置方向と平行となる方向である。
第二犠牲部材154Bは図16に示された第二付勢力と反対方向を向く第二反力を発生させる。図16に示された第二反力は、図15に示された第二中間連結部材156Bを介して、リブ161の第二撓み抑制部取付面161Aをリブ161の第二撓み抑制部取付面161Aと直交する方向であり、水平面に対して斜め上方向へ引き上げる力である。
第一撓み抑制部357Aが用いられて発生させた、図16に示された第一反力と、図15に示された第二撓み抑制部357Bが用いられて発生させた、図16に示された第二反力とを、図15に示されたヘッドモジュール支持部材160に作用させることで、図16に示された第一反力と第二反力との合力であり、重力方向と反対方向の反力が作用して、図15に示されたヘッドモジュール支持部材160は重力方向と反対方向へ引き上げられる。
本実施形態では、互いに直交する二方向のそれぞれに撓み抑制部を備える態様が例示されているが、二つの撓み抑制部の配置関係は直交に限定されない。二つの撓み抑制部が用いられて得られる反力が重力方向と反対方向となれば、二つの撓み抑制部の配置関係は互いに交差する二方向でよい。
<第七実施形態の作用効果>
第七実施形態に係る撓み抑制部によれば、互いに交差する二方向のそれぞれに撓み抑制部が設置され、二つの撓み抑制部が用いられて発生させる反力のバランスを取ることで、ヘッドモジュール支持部材を重力方向と反対方向へ引き上げることができ、水平方向に対して斜めに配置されたヘッドモジュール支持部材の重力方向の撓みの緩和が可能である。
第一実施形態から第七実施形態では、液体吐出ヘッドの長手方向に沿って、ヘッドモジュールが一列に配置される液体吐出ヘッドが示されているが、隣接するヘッドモジュールについて液体吐出ヘッドの短手方向における位置を変えた配置も可能である。
また、一つの長尺のヘッドモジュールを備える液体吐出ヘッドについても、撓み抑制部による液体吐出ヘッドの撓み方向の撓みの緩和が可能である。
第一実施形態から第七実施形態では、一つの犠牲部材に一つの中間連結部が具備される態様が例示されているが、一つの犠牲部材に複数の中間連結部が具備される態様も可能である。例えば、予め撓みやすい位置が複数把握されている場合、複数の撓みやすい位置のそれぞれに中間連結部が具備される態様が可能である。
また、撓み抑制部を長手方向について三等分する位置、又は撓み抑制部を長手方向について四等分する位置などのそれぞれに中間連結部を備える態様も可能である。複数のヘッドモジュールのそれぞれについて中間連結部が一つ、又は複数個具備されてもよい。
第一実施形態から第七実施形態は、適宜組み合わせられることが可能である。例えば、第一実施形態と第二実施形態、又は第五実施形態との組み合わせが可能である。また、第三実施形態と第二実施形態、又は第五実施形態との組み合わせ、若しくは第四実施形態と第二実施形態、又は第五実施形態との組み合わせも可能である。
<第八実施形態>
〔技術課題の説明〕
先ず、第八実施形態に係る撓み抑制部が解決している技術課題について説明がされる。図18は第八実施形態の実施形態に係る撓み抑制部の撓み緩和機能の説明図である。
図18、及び図22に示されるZ方向は、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと直交する方向を表している。図18に図示された符号θは重力方向に対するヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと直交する方向のなす角度であり、液体吐出ヘッド356Aの配置角度を表している。なお、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと直交する方向は液体吐出面277と直交する方向と読み替えることが可能である。
図18に示されるように、液体吐出面277が水平面に対して斜めに傾けられて配置された液体吐出ヘッド356Aは、長手方向についての撓みが複雑になる。図18に示された液体吐出ヘッド356Aは、液体吐出ヘッド356Aの長手方向と直交する方向であり、重力方向の成分を有する方向について撓みが発生する。
そして、図18において二点鎖線が用いられて図示されるように、液体吐出ヘッド356Aはヘッドモジュール支持部材110が固定される位置110Eよりも下側が捻られる撓みが発生する。以下に、上述した撓みの緩和について詳細に説明がされる。
〔撓み抑制部の構成〕
図18に示された液体吐出ヘッド356Aは、第一撓み抑制部357D、第二撓み抑制部357E、第三撓み抑制部357F、及び第四撓み抑制部357Gが備えられている。なお、図18に示された第一撓み抑制部357D、第二撓み抑制部357E、第三撓み抑制部357F、及び第四撓み抑制部357Gは、構造が簡略化されて図示されている。
第一撓み抑制部357D、第二撓み抑制部357E、第三撓み抑制部357F、及び第四撓み抑制部357Gは、図6に示された撓み抑制部112の構造と同様の構造、又は図9に示された撓み抑制部112Bの同様の構造が適用可能である。
図18に示された第一撓み抑制部357Dは、第一犠牲部材154D、及び第一中間連結部材156Dが備えられている。第一犠牲部材154Dは、図15に示された第一犠牲部材154Aと同様の構造が適用可能である。
図18に示された第一中間連結部材156Dは、図15に示された第一中間連結部材156Aと同様の構造が適用可能である。図18に示された第一撓み抑制部357Aは、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bにおける配置が、図15に示された第一撓み抑制部357Aと相違している。
具体的には、図18に示された第一撓み抑制部357Dは、第一犠牲部材154Dの短手方向の長さを二等分する二等分線と、第一犠牲部材154Dの長手方向の長さを二等分する二等分線との交点が、液体吐出ヘッド356の重心180を非通過の直線186でありヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと直交する方向の直線186を通過する位置に配置される。
図18に示された第二撓み抑制部357Eは、第二犠牲部材154E、及び第二中間連結部材156Eが備えられている。第二犠牲部材154Eは、図15に示された第二犠牲部材154Bと同様の構造が適用可能である。図18に示された第二中間連結部材156Eは、図15に示された第二中間連結部材156Bと同様の構造が適用可能である。
また、図18に示された第二撓み抑制部357Eは、図15に示された第二撓み抑制部357Bと同様に、リブ161の第二撓み抑制部取付面161Aに配置される。すなわち、図18に示された第二撓み抑制部357Eは、図15に示された第二撓み抑制部357Bと同様の構造、配置、及び機能を有している。
図18に示された第三撓み抑制部357Fは、第三犠牲部材154F、及び第三中間連結部材156Fが備えられている。第三犠牲部材154Fは、第一犠牲部材154Dと同様の構造が適用可能である。第三中間連結部材156Fは、第一中間連結部材156Dと同様の構造が適用可能である。
第三撓み抑制部357Fは、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bに配置される。第三撓み抑制部357Fは、第三犠牲部材154Fの短手方向の長さを二等分する二等分線と、第三犠牲部材154Fの長手方向の長さを二等分する二等分線との交点が、液体吐出ヘッド356Aの重心180を非通過の直線188であり、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと直交する方向の直線188を通過する位置に配置される。
第三撓み抑制部357Fは、符号Yが用いられて図示された記録媒体の搬送方向について、第一撓み抑制部357Dの上流側の位置に配置される。なお、図18では記録媒体の図示は省略される。また、第三撓み抑制部357Fは、重力方向における第一撓み抑制部357Dの下側の位置に配置されている。
ここで、図18に符号Yが用いられて図示された記録媒体の搬送方向は、液体吐出ヘッド356Aにおける記録媒体の搬送方向であり、液体吐出ヘッド356Aの液体吐出面277と平行となる方向である。
図18に示された記録媒体の搬送方向は、図13に示された搬送ドラム352の外周面における接線方向と平行となる方向である。図22に符号Yが用いられて図示される記録媒体の搬送方向も同様である。図18に符号Yが用いられて図示された記録媒体の搬送方向は第二方向の一態様である。
第四撓み抑制部357Gは、第四犠牲部材154G、及び第四中間連結部材156Gが備えられている。第四犠牲部材154Gは、第二犠牲部材154Eと同様の構造が適用可能である。第四中間連結部材156Gは、第二中間連結部材156Eと同様の構造が適用可能である。
第四撓み抑制部357Gは、リブ161と対向する位置に配置されるリブ162における第四撓み抑制部取付面162Aに配置される。
図18に示された第一犠牲部材154Dは第一撓み吸収部の一態様である。第一中間連結部材156Dは第一ヘッドモジュール支持部材連結部の一態様である。第二犠牲部材154Eは第二撓み吸収部の一態様である。第二中間連結部材156Eは第二ヘッドモジュール支持部材連結部の一態様である。第三犠牲部材154Fは第三撓み吸収部の一態様である。第三中間連結部材156Fは第三ヘッドモジュール支持部材連結部の一態様である。第四犠牲部材154Gは第四撓み吸収部の一態様である。第四中間連結部材156Gは第四ヘッドモジュール支持部材連結部の一態様である。
〔撓み抑制部の機能〕
図18に示された第一反力FZ1は、第一撓み抑制部357Dが用いられて、ヘッドモジュール支持部材160をヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと直交する方向であり、且つ、水平面に対して斜め上方向へ引き上げる力である。
図18に示された第三反力FZ2は、第三撓み抑制部357Fが用いられて、ヘッドモジュール支持部材160をヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと直交する方向であり、且つ、水平面に対して斜め上方向へ引き上げる力である。
図18に示された符号Zが表す方向は、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと直交する方向となり、且つ、水平面に対して斜め上方向となる。なお、液体吐出ヘッド356Aにおいて、液体吐出面277とヘッドモジュール支持部材160の上面160Bとは平行である。
第二反力FY1は、第二撓み抑制部357Eが用いられて、ヘッドモジュール支持部材160をリブ161の第二撓み抑制部取付面161Aと直交する方向であり、且つ、水平面に対して斜め上方向へ引き上げる力である。
第四反力FY2は、第四撓み抑制部357Gが用いられて、ヘッドモジュール支持部材160をリブ162の第四撓み抑制部取付面162Aと直交する方向であり、且つ、水平面に対して斜め下方向へ引っ張る力である。
図18に示された符号Yが表す方向は、リブ161の第二撓み抑制部取付面161Aと直交する方向となり、且つ、水平面に対する斜め上方向となる。図18に示された符号Yが表す方向と反対方向は、リブ162の第四撓み抑制部取付面162Aと直交する方向となり、且つ、水平面に対する斜め下方向である。
なお、ヘッドモジュール支持部材160の上面160とリブ161の第二撓み抑制部取付面161Aとは直交している。同様に、ヘッドモジュール支持部材160の上面160とリブ162の第四撓み抑制部取付面162Aとは直交している。
図18に示された液体吐出ヘッド356Aは、撓みが緩和される際に第一反力FZ1と第三反力FZ2とのバランスが調整されることで、液体吐出ヘッド356Aの長手方向についての複雑な撓みが緩和される。
例えば、第一反力FZ1>第三反力FZ2とされることで、液体吐出ヘッド356Aの重心180を通り、且つ、液体吐出ヘッド356の長手方向と平行となる方向の回転軸の周りに、液体吐出ヘッド356Aを図18における時計周り方向に回転させることが可能となる。
そうすると、液体吐出ヘッド356Aの長手方向についての複雑な撓みに起因して、記録媒体の搬送方向の下流側を向いてしまう液体吐出面277の向きが矯正される。
第一反力FZ1の大きさ|FZ1|から第三反力FZ2の大きさ|FZ2|が減算された値が相対的に大きくされる。第一反力FZ1、及び第三反力FZ2の調整がされた結果、液体吐出ヘッド356を図18における時計周り方向により大きく回転させることができる。
また、第一撓み抑制部357Dと第三撓み抑制部357Fとの記録媒体の搬送方向における距離が相対的に大きくされると、液体吐出ヘッド356Aに作用する力のモーメントが大きくなり、液体吐出ヘッド356Aを図18における時計周り方向により大きく回転させることができる。
また、第一反力FZ1、及び第三反力FZ2の調整の同様に、第二反力FY1、及び第四反力FY2の調整がされる。図18に示された第四撓み抑制部357Gは非調整とされ、第四反力FY2を作用させない態様も可能である。
なお、図18では、第一反力FZ1を発生させる第一付勢力、第二反力FY1を発生させる第二付勢力、第三反力FZ2を発生させる第三付勢力、及び第四反力FY2を発生させる第四付勢力の図示は省略される。
なお、第一付勢力、及び第二付勢力は図16に図示されている。第三付勢力は第一付勢力と平行となる方向を有し、第一付勢力と同じ向きを有している。第三付勢力は第一付勢力と同一方向の力である。第四付勢力は第二付勢力と平行となる方向を有し、第二付勢力と反対向きを有している。
〔液体吐出ヘッドの配置角度と撓み緩和に必要とされる力との関係の説明〕
次に、インクジェットヘッドの配置角度と撓み緩和に必要とされる力について説明がされる。図13に示されたインクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kのそれぞれは、水平面に対する配置角度が異なっている。
インクジェットヘッドの配置角度が異なると、インクジェットヘッドの配置角度に応じて撓み緩和に必要とされる力が相違する。そこで、インクジェットヘッドの配置角度と撓み緩和に必要とされる力との関係が予め導出され、インクジェットヘッドの配置角度と撓み緩和に必要とされる力との関係が用いられて、インクジェットヘッドの配置角度に応じて、図18に示された第一反力FZ1、第二反力FY1、第三反力FZ2、及び第四反力FY2の調整が可能となる。
図19はインクジェットヘッドの配置角度と撓み緩和に必要とされる力との関係が示されるグラフである。図19に示されたグラフの横軸はインクジェットヘッドの配置角度である。図19に示されたグラフの横軸の単位は度である。図19に示されたグラフの縦軸は図18に示された第一反力FZ1の大きさ|FZ1|から第三反力FZ2の大きさ|FZ2|を減算した値である。図19に示されたグラフの縦軸の単位はニュートンである。
図20はインクジェットヘッドの配置角度と撓み緩和に必要とされる力との関係が示されるグラフである。図20に示されたグラフの横軸はインクジェットヘッドの配置角度である。図20に示されたグラフの横軸の単位は度である。図20に示されたグラフの縦軸は図18に示された第二反力FY1の大きさ|FY1|から第四反力FY2の大きさ|FY2|を減算した値である。図20に示されたグラフの縦軸の単位はニュートンである。
図21は図18、及び図19に示された撓み緩和に必要とされる力の測定方法の説明図である。図21は、液体吐出ヘッド356を水平方向について見た図である。図21の紙面を垂直に貫く方向は水平方向である。
図21に示された測定点400、測定点402、測定点404、測定点406、測定点408、測定点410、測定点412、測定点414、測定点416、及び測定点418は、各ヘッドモジュール200の重力方向における位置の測定点である。
以下、測定点400、測定点402、測定点404、測定点406、測定点408、測定点410、測定点412、測定点414、測定点416、及び測定点418が区別される必要がない場合は、符号が省略される。
測定点の測定には、三次元測定機が適用可能である。測定点の測定に適用される三次元測定機は、各測定点の重力方向における位置が測定できればよい。なお、三次元測定機の図示は省略される。
三次元測定機が用いられる測定の安定性の観点から、図21に示された各測定点はヘッドモジュール支持部材160の各ヘッドモジュール170により近い位置に設定されている。各測定点が各ヘッドモジュール170に設定可能であれば、各測定点は各ヘッドモジュール170に設定されることが好ましい。
まず、実際に使用される配置角度に調整された液体吐出ヘッド356Aが準備される。次に、図18に示された第一撓み抑制部357D、第二撓み抑制部357E、第三撓み抑制部357F、及び第四撓み抑制部357Gが調整されない状態で、図21に示された各測定点における重力方向の位置が測定される。
図18に示された第一撓み抑制部357D、第二撓み抑制部357E、第三撓み抑制部357F、及び第四撓み抑制部357Gが調整されない状態は、液体吐出ヘッド356Aの撓みが予め決められた範囲でない、撓みの非緩和状態とされてもよい。
また、第一撓み抑制部357D、第二撓み抑制部357E、第三撓み抑制部357F、及び第四撓み抑制部357Gが調整されない状態は、第一撓み抑制部357D、第二撓み抑制部357E、第三撓み抑制部357F、及び第四撓み抑制部357Gが液体吐出ヘッド356Aに非搭載の状態とされてもよい。
次に、図18に示された第一撓み抑制部357D、第二撓み抑制部357E、第三撓み抑制部357F、及び第四撓み抑制部357Gが調整され、最も撓みが緩和された状態において、図21に示された各測定点における重力方向の位置が測定される。
最も撓みが緩和された状態とは、例えば、測定点400の測定値から測定点408の測定値を減算した値が最小となる状態を適用可能である。また、最も撓みが緩和された状態として、測定点418の測定値から測定点410の測定値を減算した値が最小となる状態を適用可能である。図21に示された二点鎖線は、最も撓みが緩和された状態のヘッドモジュール支持面110Aを表している。
最も撓みが緩和された状態に対応する、図18に示された第一反力FZ1の大きさ|FZ1|から第三反力FZ2の大きさ|FZ2|が減算された値が、図19に示されたグラフにおける撓み緩和に必要とされる力とされている。また、最も撓みが緩和された状態に対応する、第二反力FY1の大きさ|FY1|から第四反力FY2の大きさ|FY2|が減算された値が、図20に示されたグラフにおける撓み緩和に必要とされる力とされている。
図21には、ヘッドモジュール170ごとに一つの測定点が図示されているが、ヘッドモジュール170ごとに複数の測定点が設定されてもよい。一方、ヘッドモジュール170ごとに測定点が設定されていなくてもよい。測定点は、少なくとも液体吐出ヘッド356Aの長手方向の両端部、及び液体吐出ヘッド356Aの長手方向における中央部に設定されればよい。
液体吐出ヘッド356Aの長手方向の両端部は、液体吐出ヘッド356Aの長手方向の両端が含まれる範囲であり、液体吐出ヘッド356Aの長手方向の両端から内側へ予め決められた距離の範囲である。予め決められた距離は測定の観点から決められる。
液体吐出ヘッド356Aの長手方向における中央部は、液体吐出ヘッド356Aの長手方向における中央が含まれる範囲であり、液体吐出ヘッド356Aの長手方向における中央から予め決められた距離の範囲である。
図19、及び図20に示された撓み緩和に必要とされる力のうち、実際に使用される液体吐出ヘッド356Aの配置角度以外の配置角度における撓み緩和に必要とされる力は、シミュレーションが用いられて導出可能である。
図19、及び図20に示された撓み緩和に必要とされる力は、実際に使用される二種類の配置角度における実測値、及びシミュレーションが用いられて導出された値が含まれている。
〔第八実施形態の変形例〕
図22は第八実施形態の変形例に係る撓み抑制部の撓み緩和機能の説明図である。なお、図22では、第一撓み抑制部357D、第二撓み抑制部357E、及び第四撓み抑制部357Gの構成要素の符号の図示は省略される。
図22に示された液体吐出ヘッド356Bは、図18に示された液体吐出ヘッド356Aに具備されている第三撓み抑制部357Fが削除され、第三反力FZ2が0ニュートンとされている。
図22に示された液体吐出ヘッド356Bは、図18に示された第一反力FZ1の調整、及び第三反力FZ2の調整に代わり、第一撓み抑制部357Dの記録媒体の搬送方向における位置の調整、及び第一撓み抑制部357Dが用いられて発生させる第一反力FZ1の大きさ|FZ1|の調整が適用される。
すなわち、第一撓み抑制部357Dが用いられて発生させる第一反力FZ1の大きさ|FZ1|の調整がされ、且つ、液体吐出ヘッド356Bの重心を通る直線184であり、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと直交する直線184と、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bとの交点から、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bにおいて第一反力FZ1を作用させる位置までの距離Yが調整されることで、液体吐出ヘッド356Bのヘッドモジュール支持部材160が固定される位置110Eよりも下側が捻られる撓みが緩和される。
ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bにおいて第一反力FZ1を作用させる位置は、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bにおける第一撓み抑制部357Dが配置される位置であり、第一撓み抑制部357Dの長手方向の二等分線と、第一撓み抑制部357Dの短手方向の二等分線との交点である。
換言すると、第一撓み抑制部357Dは、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bにおいて、第一撓み抑制部357Dの長手方向と直交する方向であり、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと平行となる方向について、直線184とヘッドモジュール支持部材160の上面160Bとの交点から距離Yだけ離された位置に配置される。
第一撓み抑制部357Dの長手方向は第一方向の一態様である。第一撓み抑制部357Dの長手方向と直交する方向であり、ヘッドモジュール支持部材160の上面160Bと平行となる方向は第二方向の一態様である。
<第八実施形態の作用効果>
第八実施形態に係る撓み抑制部によれば、液体吐出ヘッド356の長手方向と直交する方向であり、重力方向の成分を有する方向の撓み、及びヘッドモジュール支持部材110が固定される位置110Eよりも下側が捻られる撓みの両者の緩和が可能である。
第八実施形態に係る撓み抑制部は、図13に示された、水平面に対して斜め方向に配置されたインクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kにも適用可能である。
<第九実施形態>
〔技術課題の説明〕
図23は第九実施形態の課題の説明図である。図23はヘッドモジュール支持部材110のヘッドモジュール支持面110Aの模式図である。以下の説明におけるヘッドモジュール支持部材110の撓み、及びヘッドモジュール支持面110Aの撓みは、液体吐出ヘッドの撓みと読み替えることが可能である。
図23における二点鎖線が用いられて図示されたヘッドモジュール支持面110Aは撓み緩和がされていない状態である。図23における実線が用いられて図示されたヘッドモジュール支持面110Aは撓み緩和がされている状態である。図23に図示された矢印線は、撓み緩和機能に起因してヘッドモジュール支持面110Aの撓みが変化することを表している。
図23に示されるように、ヘッドモジュール支持部材110の重力方向における撓みが緩和されると、ヘッドモジュール支持部材110の長手方向の両端110Fの位置が外側へ移動する。
図23に示された符号Xはヘッドモジュール支持部材110の長手方向の両端110Fの移動距離を表している。例えば、10マイクロメートル程度の撓みが緩和されると、ヘッドモジュール支持部材110の長手方向の両端110Fは外側へ1ナノメートル程度移動する。
図6に示されるように、撓み抑制部112の長手方向の両端が、ヘッドモジュール支持部材110の長手方向の両端に固定されると、ヘッドモジュール支持部材110の重力方向における撓みが緩和された際に、ヘッドモジュール支持部材110の長手方向の両端の位置が外側へ移動することができず、ヘッドモジュール支持部材110の重力方向における撓みの緩和が制限されてしまう。
そこで、以下に説明がされる第九実施形態に係る撓み抑制部が用いられることで、ヘッドモジュール支持部材110の重力方向における撓みの緩和の制限が回避可能である。
〔撓み抑制部の構成〕
図24は第九実施形態に係る撓み抑制部の概略構成図である。図24に示された撓み抑制部512は、図6に示されたねじ118が用いられる撓み抑制部112とヘッドモジュール支持部材110との固定に代わり、図24に示された移動機構518が用いられて撓み抑制部512とヘッドモジュール支持部材110とが連結される。
移動機構518は、犠牲部材514の長手方向の両端部に設けられた穴部517、中間連結部516、圧縮ばね540、及び摺動部材519を含んで構成される。穴部517は、犠牲部材514が犠牲部材514の上面514Aと直交する方向に貫かれる貫通穴である。
中間連結部516、圧縮ばね540は、図6に示された中間連結部116、圧縮ばね140と同様の構造が適用可能である。また、図24に示された中間連結部516と圧縮ばね540との連結構造は、図6に示された中間連結部116と圧縮ばね140と同様の連結構造が適用可能である。
更に、図24に示された中間連結部516とヘッドモジュール支持部材110との連結構造は、図6に示された中間連結部116とヘッドモジュール支持部材110との連結構造と同様の連結構造が適用可能である。
図24に示された中間連結部516の下端516Aは、ヘッドモジュール支持部材110の上面110Bに固定されている。中間連結部516の下端516Aとヘッドモジュール支持部材110の上面110Bとの固定は、ねじが用いられる固定、及び接着剤等の接合部材が用いられる固定などが適用可能である。
摺動部材519は犠牲部材514の長手方向の両端部に設けられている。摺動部材519はヘッドモジュール支持部材110の上面110Bと当接される。摺動部材519を介して犠牲部材514に対してヘッドモジュール支持部材110を摺動させることで、ヘッドモジュール支持部材110の長手方向における両端110Fが外側へ移動可能とされる。なお、図24では、犠牲部材514の長手方向における中央位置に配置される中間連結部、及び圧縮バネの図示は省略されている。
図25は第九実施形態に係る撓み抑制部の部分拡大図である。図25は犠牲部材514の上面514Aの側から犠牲部材514が見られた図である。図25は犠牲部材514の長手方向における一方の端部に設けられた穴部517の平面形状が示されている。なお、図25では、図24に示された圧縮ばね540、及び中間連結部516の圧縮ばね540と連結される部分の図示は省略される。
図25に示された矢印線は、穴部517の長軸方向であり、中間連結部516の移動方向を表している。図25に示された穴部517の長軸方向は、犠牲部材514の長手方向と平行となる方向である。
図25では図示が省略されるが、犠牲部材514の長手方向における他方の端部にも、図25に示された穴部517と同様の構造を有する穴部が設けられている。
図25に示されるように、犠牲部材514における穴部517の平面形状は長円形状とされる。長円形状とは、長方形の短編が半円弧とされた形状である。穴部517の短軸方向の長さは中間連結部516の直径に対応している。
穴部517の短軸方向の長さは、穴部517に中間連結部516が挿入可能であり、中間連結部516が穴部517に挿入された状態において、中間連結部516の穴部517の短軸方向への移動が規制される条件、及び中間連結部516が穴部517の長軸方向へ移動可能である条件から決められる。
穴部517の長軸方向の長さは、ヘッドモジュール支持部材110の重力方向における撓みが緩和された際のヘッドモジュール支持部材110の両端の移動距離に基づいて決められる。
図25に二点鎖線が用いられて図示された円は、穴部517の長手方向の両端に移動させた際の中間連結部516を表している。また、斜線ハッチが付された円は穴部517の中央位置にある中間連結部516を表している。
すなわち、ヘッドモジュール支持部材110の重力方向における撓みが緩和される際に、ヘッドモジュール支持部材110の両端は、穴部517の長軸方向の長さの範囲で移動が可能である。
図25では、犠牲部材514の長手方向と平行となる方向が長軸方向とされた穴部517が例示されているが、犠牲部材514の長手方向と交差する方向が長軸方向とされた穴部517が設けられていてもよい。
〔第一変形例〕
図26は第九実施形態の第一変形例に係る撓み抑制部の概略構成図である。図26は撓み抑制部512Aの長手方向の一方の端が拡大されて図示されている。
図26に示された第一変形例に係る移動機構518Aは、図25に示された摺動部材519に代わり、転がり部材519Aが備えられている。転がり部材519Aは、犠牲部材514の短手方向の長さに対応する長さを有するローラが適用可能である。転がり部材519Aは犠牲部材514の短手方向に沿って配置された複数の球体が適用可能である。
図26では、犠牲部材514の他方の端の図示が省略されているが、犠牲部材514の他方の端にも、図26に示された移動機構518Aと同様の構造、及び同様の機能を有する移動機構が設けられている。
第一変形例に係る撓み抑制部によれば、図25に示された撓み抑制部512と比較して、撓み抑制部512Aに対してヘッドモジュール支持部材110の両端110Fを移動させる際の抵抗が低減化される。
一方、図25に示された撓み抑制部512は、図26に示された転がり部材519A、及び犠牲部材514に形成された転がり部材519Aが支持される構造と比較して、移動機構518により簡単な構造の適用が可能である。
〔第二変形例〕
図27は第九実施形態の第二変形例に係る撓み抑制部の概略構成図である。図27に示された撓み抑制部512Bは、中間連結部516が用いられて長手方向の一方の端がヘッドモジュール支持部材110の上面110Bに連結される。
また、撓み抑制部512Bは、固定部材520が用いられて長手方向の他方の端がヘッドモジュール支持部材110の上面110Bに連結される。なお、図27においても、撓み抑制部512Bの長手方向における中央位置に配置されている中間連結部116の図示は省略されている。
固定部材520は、ねじ等を適用可能である。固定部材520に代わり、接着剤等の接合部材が用いられて犠牲部材514Bとヘッドモジュール支持部材110とが接合されてもよい。
第二変形例に係る撓み抑制部512Bは、ヘッドモジュール支持部材110の重力方向の撓みが緩和された際に、ヘッドモジュール支持部材110の長手方向の一方の端を外側に移動させることが可能である。
第二変形例に係る撓み抑制部512Bは、図23に示された撓み抑制部512と比較して、長手方向の他方の端の構造が簡単になる。また、他方の端の構造が簡単にされることで、撓み抑制部512Bの製造コストの低減化が可能である。
一方、図24に示された撓み抑制部512は、ヘッドモジュール支持部材110の両端のそれぞれを長手方向の外側へ移動させることが可能であり、図27に示された撓み抑制部512Bと比較して、ヘッドモジュール支持部材110の両端の移動範囲を大きくすることができる。
また、図24に示された撓み抑制部512は、図27に示された撓み抑制部512Bと比較して、ヘッドモジュール支持部材110の位置精度の向上が可能である。
<第九実施形態の作用効果>
第九実施形態に係る撓み抑制部によれば、ヘッドモジュール支持部材110の重力方向の撓みが緩和される際の、ヘッドモジュール支持部材110の長手方向の両端が外側へ移動可能とされるので、ヘッドモジュール支持部材110の重力方向における撓みの緩和の制限が回避され、ヘッドモジュール支持部材110の重力方向の撓みの十分な緩和が可能である。
第九実施形態に係る撓み抑制部は、図13に示された、水平面に対して斜め方向に配置されたインクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kにも適用可能である。
[装置適用例]
次に、上述した液体吐出ヘッドの装置適用例について説明がされる。図17はインクジェット記録装置の全体構成図である。図17中、図13と同一の構成には同一の符号が付される。
図17に示されたインクジェット記録装置300は、図13に示されたインクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kを具備するものであり、インクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kに対して、第六実施形態に係る撓み抑制部357が適用される。図17では、撓み抑制部357の図示は省略される。
図17に示されたインクジェット記録装置300は、枚葉の用紙Pに水性媒体を使用したUV硬化型インクである、水性UVインクを用いてインクジェット方式で画像を記録するインクジェット記録装置である。
なお、UVは紫外線を表すultravioletの省略語である。また、図17の用紙Pは記録媒体の一態様である。
インクジェット記録装置300は、用紙Pを給紙する給紙部312と、給紙部312から給紙された用紙Pの表面に処理液を付与する処理液付与部314と、処理液付与部314で処理液が付与された用紙Pの乾燥処理を行う処理液乾燥処理部316と、処理液乾燥処理部316で乾燥処理が施された用紙Pの表面に水性UVインクを用いてインクジェット方式で画像を記録する画像形成部318と、画像形成部318で画像が記録された用紙Pの乾燥処理を行うインク乾燥処理部320と、インク乾燥処理部320で乾燥処理された用紙PにUV光の照射を行って画像を定着させるUV照射処理部322と、UV照射処理部322でUV照射処理された用紙Pを排紙する排紙部324と、を含んで構成される。
なお、UV光は紫外線と同義である。UV光、及び紫外線は活性光線の一態様である。
<給紙部>
給紙部312は、給紙台330と、サッカー装置332と、給紙ローラ対334と、フィーダボード336と、前当て338と、給紙ドラム340を含んで構成され、給紙台330に積載された用紙Pを1枚ずつ処理液付与部314へ給紙する。
給紙台330の上に積載された用紙Pは、サッカー装置332のサクションフィット332Aが用いられて上から順に1枚ずつ引き上げられて、給紙ローラ対334の上下一対のローラ334A、及びローラ334Bの間に給紙される。
給紙ローラ対334に給紙された用紙Pは、上下一対のローラ334A、及びローラ334Bが用いられて前方に送り出され、フィーダボード336の上に載置される。フィーダボード336の上に載置された用紙Pは、フィーダボード336の搬送面に設けられたテープフィーダ336Aが用いられて搬送される。
そして、その搬送過程でリテーナ336B、及びガイドローラ336Cが用いられてフィーダボード336の搬送面に押し付けられ、凹凸が矯正される。フィーダボード336が用いられて搬送された用紙Pは、先端が前当て338に当接されることにより、傾きが矯正され、その後、給紙ドラム340に受け渡される。そして、給紙ドラム340のグリッパ340Aにより先端部を把持されて処理液付与部314へと搬送される。
<処理液付与部>
処理液付与部314は、用紙Pを搬送する処理液付与ドラム342と、処理液付与ドラム342が用いられて搬送される用紙Pの表面に所定の処理液を付与する処理液付与ユニット344と、を含んで構成され、用紙Pの表面に処理液を塗布する。
用紙Pの表面に塗布される処理液は、後段の画像形成部318で用紙Pに打滴される水性UVインク中の色材を凝集させる機能を有する処理液が塗布される。用紙Pの表面に処理液を塗布して水性UVインクを打滴することにより、汎用の印刷用紙を用いても着弾干渉等を起こすことなく、高品位な印刷を行うことができる。
給紙部312の給紙ドラム340から受け渡された用紙Pは、処理液付与ドラム342に受け渡される。処理液付与ドラム342は、用紙Pの先端をグリッパ342Aで把持して回転することにより、用紙Pを周面に巻き掛けて搬送する。なお、本明細書では、把持は咥えると同義である。
この搬送過程で、処理液槽344Bから計量ローラ344Cにより一定量に計量された処理液が付与された塗布ローラ344Aを用紙Pの表面に押圧当接させることで、用紙Pの表面に処理液が塗布される。なお、処理液を塗布する形態はローラ塗布に限定されず、インクジェット方式、ブレードによる塗布など、他の形態を適用することも可能である。
<処理液乾燥処理部>
処理液乾燥処理部316は、用紙Pを搬送する処理液乾燥処理ドラム346と、用紙Pの裏面を支持する用紙搬送ガイド348と、処理液乾燥処理ドラム346が用いられて搬送される用紙Pの表面に熱風を吹き当てて乾燥させる処理液乾燥処理ユニット350と、を含んで構成され、表面に処理液が付与された用紙Pに対して乾燥処理を施す。
処理液付与部314の処理液付与ドラム342から処理液乾燥処理ドラム346へ受け渡された用紙Pは、処理液乾燥処理ドラム346に具備されるグリッパ346Aが用いられて先端を把持される。
また、用紙Pは、処理液が塗布された面である表面を内側に向けた状態で裏面を用紙搬送ガイド348が用いられて支持される。この状態で処理液乾燥処理ドラム346を回転させることにより用紙Pを搬送させる。
処理液乾燥処理ドラム346が用いられて搬送される過程で、処理液乾燥処理ドラム346の内側に設置された処理液乾燥処理ユニット350から熱風が用紙Pの表面に吹き当てられて、用紙Pに乾燥処理が施され、処理液中の溶媒成分が除去されて、用紙Pの表面にインク凝集層が形成される。
<画像形成部>
画像形成部318は、主として、用紙Pを搬送する描画ドラム352と、描画ドラム352が用いられて搬送される用紙Pを押圧して、用紙Pを描画ドラム352の周面に密着させる用紙押さえローラ354と、用紙Pにシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの各色のインク液滴を吐出するインクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kと、用紙Pに記録された画像を読み取るインラインセンサ358と、インクミストを捕捉するミストフィルタ360と、ドラム冷却ユニット362と、を含んで構成され、処理液層が形成された用紙Pの表面にシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの各色のインクの液滴を打滴して、用紙Pの表面にカラー画像を描画する。
本例に適用されるインクジェットヘッドには、圧電素子の撓み変形を利用してインクを吐出させる圧電方式、インクを加熱して膜沸騰現象を発生させてインクを吐出させるサーマル方式、又は帯電させたインクに静電気力を作用させて記録媒体へ着弾させる静電方式など、様々な吐出方式を適用することができる。
また、本例に適用されるインクジェットヘッドは、用紙Pの全幅である、用紙Pの搬送方向と直交する主走査方向の全長に対応する長さにわたってノズルが形成されるライン型ヘッドが適用される。
処理液乾燥処理部316の処理液乾燥処理ドラム346から描画ドラム352へ受け渡された用紙Pは、描画ドラム352に具備されるグリッパ352Aが用いられて先端を把持される。更に、用紙Pを用紙押さえローラ354の下を通過させることで、用紙Pは描画ドラム352の周面に密着する。
描画ドラム352の周面に密着させた用紙Pは、描画ドラム352の周面に形成された吸着穴に発生させた負圧を作用させて吸着されて、描画ドラム352の周面に吸着保持される。
描画ドラム352の周面に吸着保持され搬送される用紙Pは、インクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kの直下のインク打滴領域を通過する際に、各インクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kからシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの各色のインクの液滴が表面に打滴されて、表面にカラー画像が描画される。
用紙Pの表面に打滴されたインクは、用紙Pの表面に形成されたインク凝集層と反応し、フェザリングやブリーディング等を起こすことなく用紙Pの表面に定着し、用紙Pの表面には高品位な画像が形成される。
インクジェットヘッド356C、インクジェットヘッド356M、インクジェットヘッド356Y、及びインクジェットヘッド356Kが用いられて画像が形成された用紙Pは、インラインセンサ358の読取領域を通過する際に、表面に形成された画像が読み取られる。
インラインセンサ358による画像の読み取りは必要に応じて行われ、画像の読取データから吐出不良、濃度むら等の画像欠陥の検査を含む画像異常の検査が行われる。インラインセンサ358の読取領域を通過した用紙Pは、吸着が解除された後、ガイド359の下を通過して、インク乾燥処理部320へと受け渡される。なお、本明細書における描画は、画像形成、又は印刷と置き換えが可能である。
<インク乾燥処理部>
インク乾燥処理部320は、チェーングリッパ364が用いられて搬送される用紙Pに対して乾燥処理を施すインク乾燥処理ユニット368を含んで構成され、画像形成後の用紙Pに対して乾燥処理を施し、用紙Pの表面に残存する液体成分を除去する。
インク乾燥処理ユニット368の構成例として、ハロゲンヒータ、又は赤外線ヒータ等の熱源と、熱源が用いられて熱せられた空気、気体、又は流体を用紙Pへ吹き付けるファンと、を具備する態様が挙げられる。
画像形成部318の描画ドラム352からチェーングリッパ364へ受け渡された用紙Pは、チェーングリッパ364に具備されるグリッパ364Dが用いられて先端を把持される。
チェーングリッパ364は、第1スプロケット364A、及び第2スプロケット364Bに一対の無端状のチェーン364Cが巻き掛けられた構造を有している。
また、用紙Pの後端の裏面は、チェーングリッパ364との間の一定の距離を離して配置されたガイドプレート372の用紙保持面に吸着保持される。
<UV照射処理部>
活性光線照射手段として機能するUV照射処理部322は、UV照射ユニット374を含んで構成され、水性UVインクを用いて記録された画像に紫外線を照射して、用紙Pの表面に画像を定着させる。
UV照射ユニット374の構成例として、UV光を発生させる紫外線光源と、UV光を集光する手段、UV光を偏向させる手段等として機能する光学系と、を含む態様が挙げられる。
チェーングリッパ364が用いられて搬送される用紙PがUV照射ユニット374のUV光照射領域に到達すると、チェーングリッパ364の内部に設置されたUV照射ユニット374によりUV照射処理が施される。
すなわち、グリッパが用いられて先端が把持され、後端の裏面を用紙保持面に吸着保持されてチェーングリッパ364が用いられて搬送される用紙Pには、用紙Pの搬送経路において用紙Pの表面と対応する位置に配置されたUV照射ユニット374からUV光が照射される。UV光が照射された画像は、硬化反応が発現して用紙Pの表面に定着する。
UV照射処理が施された用紙Pは、傾斜搬送経路370Bを経由して排紙部324へ送られる。傾斜搬送経路370Bを通過する用紙Pに対して、冷却処理を施す冷却処理部を備えてもよい。
<排紙部>
一連の画像形成処理が行われた用紙Pを回収する排紙部324は、用紙Pを積み重ねて回収する排紙台376を含んで構成される。
チェーングリッパ364のグリッパ364Dは、排紙台376の上で用紙Pを開放し、排紙台376の上に用紙Pをスタックさせる。排紙台376は、チェーングリッパ364から開放された用紙Pを積み重ねて回収する。排紙台376には、用紙Pが整然と積み重ねられるように、不図示の用紙当てが備えられる。用紙当ての例として、前用紙当て、後用紙当て、及び横用紙当てが挙げられる。
また、排紙台376は、図示されない排紙台昇降装置が用いられて昇降可能に設けられる。排紙台昇降装置は、排紙台376にスタックされる用紙Pの増減に連動して、その駆動が制御され、最上位に位置する用紙Pが常に一定の高さに位置するように、排紙台376を昇降させる。
図17に示されたインクジェット記録装置300の制御部の構成例として、装置各部を統括的に制御するシステム制御部、システム制御部から送出される指令信号に基づいて装置各部を個別に制御する制御部、入力画像データに対して色変換、濃度補正、ハーフトーン等の画像処理を施してドットデータを生成する画像処理部、ドットデータに基づいてインクジェットヘッドの駆動電圧を生成する駆動電圧生成部、インクジェットヘッドに対して駆動電圧を供給してインクジェットヘッドを動作させるヘッド駆動部等を備える構成が挙げられる。
本明細書では、液体吐出装置の一例としてインクジェット記録装置が例示されているが、液体吐出装置は、グラフィック用途のインクジェット記録装置に限定されず、工業用途である電気配線形成、マスクパターン形成を行うインクジェット方式のパターン形成装置に対しても広く適用することが可能である。
以上説明した本発明の実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜構成要件を変更、追加、削除することが可能である。本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有するものにより、多くの変形が可能である。
21、21A、21B、21C、21D、356、356A、356B 液体吐出ヘッド100 記録媒体
110、160 ヘッドモジュール支持部材
110A ヘッドモジュール支持面
110B、114E、157B、160B、514A 上面
110C、114A 中央位置
110D 雌ねじ部
110E 固定される位置
110F 両端
111 取付部
112、112B、112C、112D、357、357C、357M、357Y、357K、512、512A、512B 撓み抑制部
114、114B、154、514、514B 犠牲部材
114C 先端部
114D 基端部
116、156、516 中間連結部
116A 水平部
116B 垂直部
118、130 ねじ
120、120A マニホールド筐体
120B 底板
122 記録媒体搬送部
122A、352C 回転軸
122B、352B 外周面
124 連結部材
126 本体フレーム
132 頭部
134 ねじ部
136 端部連結部材
140、540 圧縮ばね
154A、154D 第一犠牲部材
154B、154E 第二犠牲部材
154F 第三犠牲部材
154G 第四犠牲部材
156A、156D 第一中間連結部材
156B、156E 第二中間連結部材
156F 第三中間連結部材
156G 第四中間連結部材
157 角度調整部材
157A 底面
161、162 リブ
161A 第二撓み抑制部取付面
162A 第四撓み抑制部取付面
170、200 ヘッドモジュール
180 重心
182、184、186、188 直線200
210 流路構造体
214 インク供給路
216 個別供給路
218 圧力室
220 ノズル連通路
226 循環個別流路
228 循環共通流路
230 圧電素子
231 圧電体層
232 インク供給室
236 インク循環室
252 供給側個別流路
256 回収側個別流路
264 上部電極
265 下部電極
266 振動板
267 接着層
275 ノズルプレート
277 液体吐出面
280 ノズル開口
281 ノズル部
300、301 インクジェット記録装置
312 給紙部
314 処理液付与部
316 処理液乾燥処理部
318 画像形成部
320 インク乾燥処理部
322 照射処理部
324 排紙部
324 排紙部
330 給紙台
332 サッカー装置
332A サクションフィット
334 給紙ローラ対
334A、334B ローラ
336 フィーダボード
336A テープフィーダ
336B リテーナ
336C ガイドローラ
338 前当て
340 給紙ドラム
340A、342A、346A、352A、364D グリッパ
342 処理液付与ドラム
344 処理液付与ユニット
344A 塗布ローラ
344B 処理液槽
344C 計量ローラ
346 処理液乾燥処理ドラム
348 用紙搬送ガイド
350 処理液乾燥処理ユニット
352 描画ドラム、搬送ドラム
354 用紙押さえローラ
356C、356M、356Y、356K インクジェットヘッド
357A、357D 第一撓み抑制部
357B、357E 第二撓み抑制部
357F 第三撓み抑制部
357G 第四撓み抑制部
358 インラインセンサ
359 ガイド
360 ミストフィルタ
362 ドラム冷却ユニット
364 チェーングリッパ
364A 第1スプロケット
364B 第2スプロケット
364C チェーン
368 インク乾燥処理ユニット
370B 傾斜搬送経路
372 ガイドプレート
374 照射ユニット
376 排紙台
400、402、404、406、408、410、412、414、416、418 測定点
517 穴部
518、518A 移動機構
519 摺動部材
519A 転がり部材
520 固定部材

Claims (19)

  1. 液体を吐出させる吐出素子を具備するヘッドモジュールと、
    重力方向を向くヘッドモジュール支持面、又は重力方向の成分を有する斜め下向きのヘッドモジュール支持面に前記ヘッドモジュールを支持するヘッドモジュール支持部材であり、第一方向が長手方向となる構造を有するヘッドモジュール支持部材と、
    前記第一方向が長手方向となる構造を有する撓み抑制部であり、前記ヘッドモジュール支持部材の前記ヘッドモジュール支持面の反対側の面である上面の側に配置される撓み抑制部と、
    を備え、
    前記撓み抑制部は、前記第一方向と平行となる方向、又は前記第一方向と斜めに交差する方向を長手方向とする弾性体である撓み吸収部であり、前記長手方向の両端部が前記ヘッドモジュール支持部材の前記上面における前記第一方向の両端部に連結される撓み吸収部と、
    一方の端が前記撓み吸収部の前記第一方向の両端部の間の中間位置に連結され、他方の端が前記ヘッドモジュール支持部材の前記上面に連結されるヘッドモジュール支持部材連結部と、
    前記撓み吸収部を前記ヘッドモジュール支持部材の撓み方向へ撓ませる力である付勢力を、前記撓み吸収部へ付与する付勢力付与部と、
    を備えた液体吐出ヘッド。
  2. 前記付勢力付与部は、前記撓み吸収部と前記ヘッドモジュール支持部材連結部との間に配置されたばねであり、一方の端が前記撓み吸収部に支持され、他方の端が前記ヘッドモジュール支持部材連結部に支持されるばねを備え、前記ばねの反発力によって前記撓み吸収部に付勢力を付与する請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
  3. 前記付勢力付与部は、前記ヘッドモジュール支持部材と前記ヘッドモジュール支持部材連結部とを連結させる雄ねじを備え、前記雄ねじを前記ヘッドモジュール支持部材の前記上面に形成された雌ねじ部に挿入して前記雄ねじを締めることで前記撓み吸収部に付勢力を付与する請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
  4. 前記ヘッドモジュールの外部に配置される外部流路であり、前記ヘッドモジュールの内部流路と連通される外部流路と、
    前記外部流路が収容される外部流路収容部であり、前記ヘッドモジュールの前記上面の側に配置される外部流路収容部と、
    を備え、
    前記撓み抑制部は、前記ヘッドモジュール支持部材と、前記外部流路収容部との間に配置される請求項1から3のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
  5. 前記ヘッドモジュールの外部に配置される外部流路であり、前記ヘッドモジュールの内部流路と連通される外部流路と、
    前記外部流路が収容される外部流路収容部であり、前記ヘッドモジュールの前記上面の側に配置される外部流路収容部と、
    を備え、
    前記撓み抑制部は、外部流路収容部の前記ヘッドモジュール支持部材の前記上面と対向する面に配置される請求項1から3のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
  6. 前記撓み吸収部は、前記ヘッドモジュール支持部材の重力方向と反対方向の側に配置され、
    前記付勢力付与部は、重力方向と平行となる方向の付勢力を前記撓み吸収部へ付与する請求項1から5のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
  7. 前記撓み抑制部は、重力方向と交差する方向に第一撓み吸収部、及び第一ヘッドモジュール支持部材連結部が配置される第一撓み抑制部、並びに重力方向と交差する方向であり、第一撓み吸収部、及び第一ヘッドモジュール支持部材連結部が配置される方向と交差する方向に第二撓み吸収部、及び第二ヘッドモジュール支持部材連結部が配置される第二撓み抑制部を備え、
    前記付勢力付与部は、第一撓み吸収部に対して第一撓み吸収部、及び第一ヘッドモジュール支持部材連結部の配置方向と平行となる方向の第一付勢力を付与し、第二撓み吸収部に対して第二撓み吸収部、及び第二ヘッドモジュール支持部材連結部の配置方向と平行となる方向の第二付勢力を付与する請求項1から5のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
  8. 前記第一撓み抑制部は、前記液体吐出ヘッドの重心を通る直線であり、前記液体吐出ヘッドの液体吐出面と直交する方向の直線と、前記ヘッドモジュール支持部材の上面との交点から、前記第一方向と直交する第二方向であり、前記ヘッドモジュール支持部材の上面と平行となる第二方向について予め決められた距離が離された位置に配置される請求項7に記載の液体吐出ヘッド。
  9. 前記撓み抑制部は、重力方向と交差する方向に第三撓み吸収部、及び第三ヘッドモジュール支持部材連結部が配置される第三撓み抑制部であり、前記第一方向と直交する第二方向であり、前記ヘッドモジュール支持部材の上面と平行となる第二方向について、前記第一撓み抑制部と予め決められた距離が離されて配置される第三撓み抑制部を備え、
    前記付勢力付与部は、前記第一付勢力と同一方向の第三付勢力を付与する請求項7に記載の液体吐出ヘッド。
  10. 前記第三撓み抑制部は、前記液体吐出ヘッドの重心を通る直線であり、前記液体吐出ヘッドの液体吐出面と直交する方向の直線と、前記ヘッドモジュール支持部材の上面との交点から、前記第一方向と直交する第二方向であり、前記ヘッドモジュール支持部材の上面と平行となる第二方向について予め決められた距離が離された位置に配置される請求項9に記載の液体吐出ヘッド。
  11. 前記撓み抑制部は、重力方向と交差する方向であり、第一撓み吸収部、及び第一ヘッドモジュール支持部材連結部が配置される方向と交差する方向に第四撓み吸収部、及び第四ヘッドモジュール支持部材連結部が配置される第四撓み抑制部であり、第一方向と直交する第二方向であり、前記ヘッドモジュール支持部材の上面と平行となる第二方向について前記第二撓み抑制部と対向する位置に配置される第四撓み抑制部を備え、
    前記付勢力付与部は、前記第二付勢力と平行となる方向であり、前記第二付勢力と反対方向の第四付勢力を付与する請求項7又は8に記載の液体吐出ヘッド。
  12. 前記撓み吸収部は、前記液体吐出ヘッドの重心の重力方向と反対方向の側に配置される請求項1から11のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
  13. 前記撓み抑制部は、前記ヘッドモジュール支持部材の長手方向の両端の少なくともいずれか一方を、前記ヘッドモジュール支持部材の長手方向の外側へ移動可能に支持する移動機構を備えた請求項1から12のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
  14. 複数の前記ヘッドモジュールを備えた請求項1から13のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
  15. 前記複数のヘッドモジュールは、前記第一方向に沿って一列に配置される請求項14に記載の液体吐出ヘッド。
  16. 前記複数のヘッドモジュールは、前記ヘッドモジュールから吐出させる液体が付与される記録媒体の前記第一方向における全長以上の長さにわたって、前記第一方向に沿って一列に配置される請求項14又は15に記載の液体吐出ヘッド。
  17. 記録媒体を搬送する記録媒体搬送部と、
    記録媒体に付与される液体を吐出させる液体吐出ヘッドと、
    を備え、
    前記液体吐出ヘッドは、請求項1から16のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドを含む液体吐出装置。
  18. 前記液体吐出ヘッドは、前記記録媒体搬送部による記録媒体の搬送方向と直交する方向を前記第一方向として配置される請求項17に記載の液体吐出装置。
  19. 複数の前記液体吐出ヘッドを備え、
    前記複数の液体吐出ヘッドは、前記記録媒体搬送部による記録媒体の搬送方向に沿って配置される請求項17又は18に記載の液体吐出装置。
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