KR20050073404A - 노즐캡, 헤드캡 유닛 및 액체 토출 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 액체 토출 헤드의 수송시나 보관시에는 액체 누설을 방지하고, 사용시에는 노즐 시트의 액체 토출면을 손상시키는 일 없이 용이하게 노즐캡을 제거할 수 있고, 게다가 반복 사용이 가능해 대면적의 노즐 시트에도 대응할 수 있도록 하는 것이다.

노즐(18)을 형성한 노즐 시트(17)를 구비하고, 잉크 액실 내의 잉크를 노즐(18)로부터 토출하는 프린터 헤드의 노즐캡(30)이며, 노즐 시트(17)의 잉크 토출면측으로부터 노즐(18)을 막아 잉크의 누출을 방지하는 밀봉부(31)를 구비하고, 밀봉부(31)는 노즐 시트(17)에 대해 비점착성이고, 잉크에 대해 비투과성인 탄성체로 이루어진다.

Description

노즐캡, 헤드캡 유닛 및 액체 토출 헤드{NOZZLE CAP, HEAD CAP UNIT AND LIQUID EJECTION HEAD}

본 발명은 잉크젯 프린터 등에 이용하는 액체 토출 헤드에 있어서, 수송시 등에 노즐로부터 액체가 누출되는 것을 방지하기 위한 노즐캡 및 헤드캡 유닛과, 액체의 누출을 방지한 액체 토출 헤드에 관한 것으로, 상세하게는 반복해서 사용할 수 있어 노즐을 형성한 노즐 시트가 손상되지 않도록 한 기술에 관한 것이다.

종래부터, 잉크젯 프린터의 프린터 헤드(액체 토출 헤드의 일종)에는 일본 특허 공개 제2003-170606호 공보 등과 같이 잉크 카트리지와 일체화된 것이 알려져 있다. 이와 같은 프린터 헤드의 경우, 수송중이나 보관중에 헤드의 노즐로부터 잉크가 누출되지 않도록 노즐이 형성된 노즐 시트에 보호 시트가 접착되어 있다. 그리고, 이 프린터 헤드를 사용할 때에는 보호 시트를 박리하여 노즐을 노출시켜, 잉크젯 프린터에 장착하도록 되어 있다.

또한, 일본 특허 공개 평8-187870호 공보나 일본 특허 공개 평8-258276호 공보 등과 같이 잉크 누설을 방지하기 위한 보호캡도 알려져 있다. 즉, 캡 본체와, 스폰지와, 보호 시일로 이루어지는 보호캡을 프린터 헤드에 부착해 두고, 스폰지로 보호 시일을 노즐 시트에 압접시켜 잉크 누설을 방지하는 것이다.

그러나, 상기한 일본 특허 공개 제2003-170606호 공보의 기술에서는 노즐 시트로부터 보호 시트를 박리할 때에 보호 시트의 점착력에 의해 노즐 시트를 수직 방향으로 들어 올리는 힘이 작용한다. 그로 인해, 노즐 시트의 잉크 토출면이 손상되어 버리는 경우가 있었다. 또한, 점착력이 강한 경우에는 잉크 토출면이 파괴되는 경우가 있었다. 또한, 박리한 보호 시트에는 점착력이 남아 있기 때문에 사용자의 손가락이나 의복 등에 들러 붙으면 보호 시트의 점착면에 부착된 잉크에 의해 더러워지는 경우가 있었다. 또, 보호 시트의 점착력을 약하게 하는 것은 잉크 누설을 초래하게 되어 채용할 수 없다.

한편, 상기한 일본 특허 공개 평8-187870호 공보나 일본 특허 공개 평8-258276호 공보의 기술은 노즐 시트의 잉크 토출면이 평탄한 경우에는 유효하지만, 스폰지로 보호 시일을 압접시키고 있으므로, 잉크 토출면에 요철이 있는 경우에는 밀폐성이 나빠져 잉크가 배어 나오는 결점이 있다. 또한, 진동 등으로 한번 잉크가 배어 나오면, 스폰지의 모관력에 의해 잉크가 흡수되게 된다. 그러면, 보호 밀봉의 전체 영역이 잉크에 의해 오염되어 버려 이제는 보호캡을 재이용할 수 없다.

그리고, 일본 특허 공개 제2003-170606호 공보로부터 일본 특허 공개 평8-258276호 공보의 기술 모두 A4 사이즈 이상의 라인 헤드로 하므로, 폭 넓은 노즐 시트를 사용하는 경우에 특히 문제가 된다.

즉, 노즐 시트는 얇으므로, 소면적일수록 그다지 문제는 발생하지 않지만, 대면적이 될수록 보호 시트의 점착력의 영향을 받기 쉬워진다. 또한, 대면적의 노즐 시트의 경우, 보호 밀봉을 스폰지로 잉크 토출면의 전체에 균일한 압력으로 접촉시키는 것은 곤란하고, 스폰지의 압접력을 크게 하면 잉크 토출면 전체에 있어서의 보호 밀봉의 부착 등이 염려된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 액체 토출 헤드의 수송시나 보관시에는 액체 누설을 방지하고, 사용시에는 노즐 시트의 액체 토출면을 손상시키는 일 없이 용이하게 노즐캡을 제거할 수 있고, 게다가 반복 사용이 가능해 대면적의 노즐 시트에도 대응할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 이하의 해결 수단에 의해 상술한 과제를 해결한다.

본 발명은 노즐을 형성한 노즐 시트를 구비하고, 액실 내의 액체를 상기 노즐로부터 토출하는 액체 토출 헤드의 노즐캡이며, 상기 노즐 시트의 액체 토출면측으로부터 상기 노즐을 막아 상기 액체의 누출을 방지하는 밀봉부를 구비하고, 상기 밀봉부는 상기 노즐 시트에 대해 비점착성이며, 상기 액체에 대해 비투과성인 탄성체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 발명에 있어서는, 노즐캡의 밀봉부가 노즐을 막아 액체의 누출을 방지하지만, 밀봉부는 노즐 시트에 대해 비점착성으로 이루어져 있다. 따라서, 가령 얇고 폭 넓은 노즐 시트라도 제거할 때에 노즐 시트의 액체 토출면을 손상시키는 일은 없다. 또한, 밀봉부는 액체에 대해 비투과성의 탄성체로 이루어져 있으므로, 밀봉부만으로 액 누설을 방지할 수 있어 반복 사용이 가능하다.

또한, 본 발명의 헤드캡 유닛은 노즐 시트의 액체 토출면을 전면적으로 덮는 외곽 케이스와, 외곽 케이스의 내부에 배치된 상기한 노즐캡을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 액체 토출 헤드는 상기한 헤드캡 유닛을 구비하고, 헤드캡 유닛은 노즐 시트의 액체 토출면을 개폐하도록 노즐 시트에 대해 상대적으로 이동 가능하며, 또한 착탈 가능하고, 노즐캡은 헤드캡 유닛이 노즐 시트의 액체 토출면을 폐쇄하였을 때에 노즐을 막는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액체 토출 헤드의 노즐캡에 따르면, 밀봉부가 비점착성인 탄성체이므로, 노즐 부분이 강도적으로 약한 노즐 시트라도 적절한 압착력이 되어 노즐캡의 사용시에도 제거시에도 노즐 시트를 손상시키는 일이 없다. 또한, 밀봉부가 액체에 대해 비투과성인 탄성체이므로, 노즐의 밀폐성이 좋아 수송시의 진동 등에 의해서도 액체가 누출되는 일은 없다. 또한, 액체 토출 헤드를 장기간 사용하지 않는 경우의 보존용으로서 사용할 수 있고, 게다가 반복 사용이 가능하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 형태에 대해 설명한다.

본 발명에 있어서의 액체 토출 헤드는 하기 실시 형태에서는 잉크젯 프린터용 라인 헤드(10)에 상당한다. 이 라인 헤드(10)는 복수의 헤드 칩(19)을 피기록 매체의 폭 방향[노즐(18)열의 배열 방향]으로 나열하여 노즐 시트(17) 상에 배치하여 형성된 것이다.

그리고, 토출하는 액체로서 잉크를 사용하고, 잉크를 수용하는 액실이 잉크 액실(12)이고, 노즐(18)로부터 토출되는 미소량(예를 들어 수 pl)의 잉크가 잉크 액적이다. 또한, 하기 실시 형태에서는 에너지 발생 소자로서 발열 저항체(13)를 사용하고 있고, 이 발열 저항체(13)는 잉크 액실(12)의 일면(바닥벽 부분)도 구성하고 있다. 또한, 본 발명의 액실 형성 부재는 잉크 액실(12)의 측벽을 구성하고 있는 배리어층(15)에 상당한다.

도1은 라인 헤드(10)의 일부를 확대하여 도시하는 부분 사시도이다.

도1에 도시한 바와 같이, 헤드 칩(19)의 기판(14)에는 복수의 발열 저항체(13)가 일정 간격으로 일방향으로 배열되어 있다. 또, 기판(14) 상에 배리어층(15)이 적층되어 있다. 한편, 노즐 시트(17)에는 각 발열 저항체(13)와 대응하는 위치에 각각 노즐(18)이 형성되어 있다. 또, 도1에서는 설명의 편의를 위해 노즐 시트(17)와 헤드 칩(19)을 분리하고, 또한 노즐(18)과 잉크 액실(12)의 위치 관계가 명백해지도록 라인 헤드(10)의 상하 관계를 역전시키고 있다.

여기서, 헤드 칩(19)을 구성하는 기판(14)은 실리콘, 유리, 세라믹스 등으로 이루어지는 반도체 기판이다. 그리고, 발열 저항체(13)는 기판(14)의 한 쪽면에 반도체나 전자 디바이스 제조 기술용 미세 가공 기술을 이용하여 석출 형성되어 있다. 또, 이 발열 저항체(13)는 기판(14) 상에 형성된 도체부(도시하지 않음)를 거쳐서 외부 회로와 전기적으로 접속된다.

또한, 배리어층(15)은 기판(14)의 발열 저항체(13)가 형성된 측의 면에 형성된 것이다. 즉, 배리어층(15)은 기판(14)의 상면 전체에 감광성 수지를 도포하고, 그에 걸맞은 형상의 패턴을 그린 포토마스크를 거쳐서, 감광성 수지를 감광하는 데 최적의 파장대의 방사광을 가진 노광기에 의한 노광을 행한 후, 노광한 감광성 수지층을 소정의 현상액으로 현상하고, 미노광 부분을 제거함으로써 발열 저항체(13)의 주변을 제외한 기판(14) 상에 패터닝 형성하고 있다.

또한, 노즐 시트(17)는 예를 들어 니켈에 의한 전기 주조 기술에 의해 형성된다. 그리고, 노즐(18)의 위치가 발열 저항체(13)의 위치와 맞도록, 즉 노즐(18)이 발열 저항체(13)에 대향하도록 정밀하게 위치 결정이 이루어져 배리어층(15) 상에 접합된다.

따라서, 잉크 액실(12)은 발열 저항체(13)를 둘러싸도록 하여 기판(14)과 배리어층(15)과 노즐 시트(17)로 구성된다. 즉, 기판(14) 및 발열 저항체(13)는 도1 중 잉크 액실(12)의 바닥벽을 구성하고, 배리어층(15)은 잉크 액실(12)의 측벽을 구성하고, 노즐 시트(17)는 잉크 액실(12)의 천정벽을 구성한다. 또한, 잉크 액실(12)은 도1 중 우측 하방면에 개구 영역을 갖고 있고, 이 개구 영역으로부터 잉크가 공급되게 된다.

그리고, 잉크 액실(12)에 잉크가 채워진 상태에서 제어부로부터의 명령에 의해 발열 저항체(13)에 단시간, 예를 들어 1 내지 3 μ초 동안 펄스 전류가 흐르면, 발열 저항체(13)가 급속히 가열된다. 그 결과, 발열 저항체(13)와 접하는 부분에 기상의 잉크 기포가 발생하고, 그 잉크 기포의 팽창에 의해 일정 체적의 잉크가 밀어내어진다(잉크가 비등함). 이에 의해, 밀어낸 잉크와 동등한 체적의 잉크가 잉크 액적으로서 노즐(18)로부터 토출되고, 피기록 매체인 인화지 상에 착탄한다.

그런데, 라인 헤드(10)의 수송시 등에 있어서는 진동 등에 의해 노즐(18)로부터 잉크가 누출되는 경우가 있다. 그로 인해, 각 노즐(18)을 막아 두기 위한 노즐캡(30)이 필요해진다.

다음에, 노즐캡(30) 내부에 노즐캡(30)을 배치한 헤드캡 유닛(20) 및 헤드캡 유닛(20)을 구비한 라인 헤드(10)의 실시 형태에 대해 설명한다.

도2는 A4 사이즈로 컬러 대응의 라인 헤드(10)를 도시하는 분해 사시도이다.

도2에 도시하는 라인 헤드(10)는 헤드 칩(19)을 지그재그형으로 복수개 병설하고, 이들 헤드 칩(19)의 하부이며, 모든 헤드칩(19)의 각 잉크 액실(12)에 대응하는 위치에 노즐(18)이 형성된 1매의 노즐 시트(17)를 접합하여 형성된다.

또, 각 노즐(18)의 상호 간격은 지그재그형으로 인접하는 부분을 포함하여 모두 등간격으로 되어 있다.

또한, 지그재그형의 헤드 칩(19)열은 4열이고, 1 열마다 헤드 프레임(16)의 수용 공간(16a)의 내부에 배치되도록 되어 있다. 그리고, 헤드 칩(19)의 배면이며, 헤드 프레임(16)의 수용 공간(16a)에는 유로판(도시하지 않음)이 부착된다. 따라서, Y(옐로우), M(마젠타), C(시안) 및 K(블랙)의 각 잉크 카트리지(도시하지 않음)로부터 유로판을 통해 4색의 잉크가 각 헤드 칩(19)열에 공급된다.

여기서, 헤드 프레임(16)은 노즐 시트(17)에 부착되는 지지 부재이고, 프레임(16b)에 의해 1매의 폭이 넓은 노즐 시트(17)에 강성을 부여하고 있다. 또, 헤드 프레임(16)은 두께가 약 5 ㎜로 노즐 시트(17)에 대응하는 사이즈로 되어 있고, 각 헤드 칩(19)열의 각 수용 공간(16a)의 길이는 A4 사이즈의 횡폭에 상당하는 길이(약 21 ㎝)이다.

또한, 노즐 시트(17)의 하측(잉크 토출면측)에는 노즐 시트(17)의 하면(잉크 토출면)을 개폐하는 헤드캡 유닛(20)이 배치된다. 이 헤드캡 유닛(20)은 노즐 시트(17)에 대해 화살표 방향으로 상대적으로 이동 가능하고, 착탈도 가능하다.

또한, 헤드캡 유닛(20)의 내부에는 노즐캡(30)이 배치되어 있다. 그리고, 노즐캡(30)은 헤드캡 유닛(20)이 노즐 시트(17)의 잉크 토출면을 폐쇄하였을 때에 각 노즐(18)을 막아 각 잉크 액실(12)로부터 잉크가 누출되는 것을 방지한다.

도3은 이와 같은 헤드캡 유닛(20)을 도시하는 단면도이다. 또한, 도4는 헤드캡 유닛(20)의 상면도이다.

도3 및 도4에 도시한 바와 같이, 헤드캡 유닛(20)은 노즐 시트(17)의 잉크 토출면을 전면적으로 덮는 외곽 케이스(21)를 구비하고 있고, 이 외곽 케이스(21)가 잉크 토출면 전체를 보호하는 커버로 되어 있다. 그리고, 외곽 케이스(21)의 내부에 탄성 부재(22)를 거쳐서 노즐캡(30)이 배치되어 있다. 또, 탄성 부재(22)로서는, 도3에 도시한 바와 같은 코일 스프링 외에 판 스프링, 고무, 스폰지 등의 각종 탄성체를 사용할 수 있다.

여기서, 노즐캡(30)은 바닥면으로부터 돌출된 4개의 밀봉부(31)를 구비하고 있다. 각 밀봉부(31)는 도3에 도시한 바와 같이 선단부가 둥근 돌기형의 탄성체이며, 베이스(33) 사이에 형성된 중공의 내부에 공기가 봉입되어 있다. 따라서, 밀봉부(31)는 부드러운 탄성을 갖고 있다. 그리고, 4개의 밀봉부(31)는 노즐(18)열의 배열 방향(도4의 좌우 방향)으로 연속되어 있고, 도4에 도시한 바와 같이 제방형으로 연장된 4개의 밀봉부(31)가 각각 4열의 노즐(18)열에 대응하고 있다.

또한, 노즐캡(30)은 각 밀봉부(31)의 주위를 모두 둘러싸는 5개의 측벽부(32)를 구비하고 있다. 각 측벽부(32)의 정상면은 도3에 도시한 바와 같이 2개의 리브(32a, 32a)가 형성되어 있다. 그리고, 각 밀봉부(31)와, 리브(32a)를 포함하는 각 측벽부(32)는 노즐 시트(17)에 대해 비점착성이고, 잉크에 대해 비투과성인 탄성체[예를 들어, 고무 탄성체(엘라스토머) 등의 탄력성이 있으며 밀착성이 좋은 소재]로 일체적으로 형성되어 있고, 베이스(33) 상에 배치되어 있다. 여기서,「노즐 시트(17)에 대해 비점착성」이라 함은, 본 실시 형태와 같이 노즐 시트(17)가 니켈에 의한 전기 주조 기술에 의해 형성된 경우에는 이 니켈 재료에 대해 부착되지 않는 성질(비친화성)을 말하고, 예를 들어 노즐 시트(17)측에서 비친화성의 처리가 실시되어 있어도 좋다. 또한,「잉크에 대해 비투과성」이라 함은, 잉크가 통과하지 않거나 또는 흡수되지 않는(비흡수성의) 성질을 말한다. 구체적으로는, 예를 들어 EPDM, 부틸고무, 실리콘고무, 불소고무, 염화고무, 또는 이들 고무에 불소코트 등의 비흡수성 처리를 실시한 고무 등을 들 수 있다.

또, 5개의 측벽부(32)는 각각이 헤드 프레임(16)의 프레임(16b)에 대응하고 있다.

도3 및 도4에 도시하는 헤드 캡 유닛(20)에 따르면, 노즐캡(30)이 탄성 부재(22)에 의해 노즐 시트(17)를 향해 압박된다. 그러면, 노즐캡(30)에 구비된 각 밀봉부(31)와, 각 측벽부(32)의 각 리브(32a)가 노즐 시트(17)의 잉크 토출면에 압착한다. 이 때, 각 밀봉부(31)의 돌기 선단부 부분이 모든 노즐(18)을 막고, 각 밀봉부(31)가 잉크에 대해 비투과성이므로, 가령 수송시 등에 진동 등이 작용해도 노즐(18)로부터 잉크가 누출되는 일은 없다.

또한, 밀봉부(31)가 노즐(18)을 막아도 어떠한 원인으로 잉크가 누출되어 버리는지도 생각할 수 있다.

그러나, 밀봉부(31)의 주위는 모두 잉크에 대해 비투과성의 측벽부(32)로 둘러싸여 있고, 노즐 시트(17)의 잉크 토출면에 압착하여 밀봉부(31) 사이에 밀폐 공간을 형성하고 있으므로, 잉크 누설의 확대는 적어도 리브(32a)에 의해 저지된다. 또, 측벽부(32)의 압착력은 외곽 케이스(21)와 베이스(33) 사이에 개재하는 탄성 부재(22)의 압박력에 의존한다.

그런데, 노즐 시트(17)는 두께가 약 12 ㎛ 정도밖에 없는 전기 주조제로, 노즐(18) 부분의 강도가 약하다. 그로 인해, 노즐캡(30)의 밀봉부(31)나 측벽부(32)가 압착되면, 노즐 시트(17)에 변형이나 파손 등이 발생되는 것이 염려된다.

그러나, 각 밀봉부(31)는 중공 탄성체이고, 부드러운 탄성을 갖고 있으므로 노즐 시트(17)에 대해 가볍게 압착한다. 그로 인해, 각 밀봉부(31)가 모든 노즐(18)을 막아도 노즐 시트(17)에 문제가 발생하는 일은 없다. 또, 밀봉부(31)의 압착력은 공기가 봉입된 중공체의 탄성력에 의존한다.

또한, 측벽부(32)의 리브(32a)가 노즐 시트(17)에 압착되는 부분에는 헤드 프레임(16)의 프레임(16b)이 존재하고 있다. 따라서, 중실의 측벽부(32)가 노즐 시트(17)를 강한 힘으로 누른다고 해도, 이 부분에서는 헤드 프레임(16)에 의해 노즐 시트(17)의 강성이 충분히 확보되어 있으므로, 노즐 시트(17)에 변형이나 파손 등이 발생하는 일은 없다.

이와 같이, 헤드캡 유닛(20)이 노즐 시트(17)의 잉크 토출면을 폐쇄하고 있을 때에는 노즐캡(30)에 의해 노즐(18)로부터 잉크가 누출되는 것이 방지된다.

또한, 노즐 시트(17)의 잉크 토출면의 밀폐성이 좋으므로 잉크의 건조를 방지하는 밀봉 기능도 갖고 있다. 그로 인해, 정지되어 있던 라인 헤드(10)를 재가동시킬 때의 잉크의 공(空)토출량을 줄일 수 있다.

한편, 인화를 위해 노즐(18)로부터 잉크 액적을 토출하는 경우에는, 헤드캡 유닛(20)을 이동시키거나 제거하여 노즐 시트(17)의 잉크 토출면을 개방한다. 그러면, 압착되어 있던 노즐캡(30)의 밀봉부(31)와 측벽부(32)가 노즐 시트(17)로부터 떨어진다.

여기서, 각 밀봉부(31)와, 리브(32a)를 포함하는 각 측벽부(32)는 노즐 시트(17)에 대해 비점착성인 것이다. 그로 인해, 헤드캡 유닛(20)을 이동시키거나 제거하거나 해도 노즐 시트(17)의 잉크 토출면을 손상시키는 일은 없다.

또한, 노즐캡(30)의 재이용이 가능해져, 동일한 노즐캡(30)을 몇번이라도 반복해 사용할 수 있다. 따라서, 수송용으로서 뿐만 아니라, 일시 보관용 등의 노즐캡(30)으로서 사용할 수도 있다.

도5는 노즐캡(30)의 다양한 실시 형태를 나타내는 부분 단면도이다.

도5의 (A) 내지 도5의 (C)에 도시하는 노즐캡(30)은 도3에 도시한 노즐캡(30)에 대해 밀봉부(31)를 변형시킨 것이다. 즉, 도3에 도시한 노즐캡(30)의 밀봉부(31)는 선단부가 둥근 돌기형이고, 돌기의 선단부 부분이 노즐(18)에 조금 인입하여 노즐(18)을 막는 형상이지만, 도5의 (A)에 도시하는 밀봉부(31)는 선단부가 평탄해져 있다. 그로 인해, 노즐(18)에 인입하는 일은 없고, 노즐 시트(17)에 평면적으로 접촉하여 노즐(18)을 막는다. 도5의 (A)에 도시하는 밀봉부(31)에 따르면, 노즐 시트(17)와의 접촉 면적을 크게 할 수 있으므로, 노즐 시트(17)에 대한 압착력을 보다 경감할 수 있다.

도5의 (B) 및 도5의 (C)에 도시하는 노즐캡(30)은 외형적으로는 도3에 도시한 것과 동일하지만, 도5의 (B)에 도시하는 노즐캡(30)의 밀봉부(31)는 중공이 아니라 중실이다. 그로 인해 형상적으로 간략화된 것으로 되어 있다.

또한, 도5의 (C)의 밀봉부(31)는 내부가 중공인 점은 동일하지만, 베이스(33)에 통풍구(34)를 설치하고 있다. 그로 인해, 공기 스프링으로서 작용하는 밀봉부(31)에 오리피스가 형성되어 부드러운 탄성을 가지면서, 베이스(33)의 진동에 대해 감쇠력을 생기게 할 수 있다.

한편, 도5의 (D) 및 도5의 (E)에 도시하는 노즐캡(30)의 경우에는 도3에 도시한 노즐캡(30)에 대해 측벽부(32)를 변형시킨 것이다. 즉, 도5의 (D)에 도시하는 측벽부(32)는 정상면에 형성된 리브(32a)를 1개로만 하여 간략화한 것이다.

또한, 도5의 (E)에 도시하는 측벽부(32)는 측벽부(32) 자체의 선단부를 뾰족하게 하여 단순한 형상으로 한 것이다. 도5의 (D) 및 도5의 (E)에 도시하는 측벽부(32)도 도3에 도시한 것과 같은 작용 효과를 발휘하지만, 밀폐성의 면에서 생각하면 리브(32a)를 2개 정도 설치하는 것이 바람직하다.

도6은 라인 헤드(10)를 장착한 잉크젯 프린터를 도시하는 단면도이다.

도6에 도시하는 잉크젯 프린터는 라인 헤드(10)가 독립하여 프린터 본체(51)에 직접 장착되는 형식의 것을 나타내고 있고, 라인 헤드(10)를 프린터 본체(51) 내에 수납하여 고정하여 잉크젯 프린터를 구성한다.

프린터 본체(51)는 라인 헤드(10)를 소정의 부위에 장착함으로써 잉크젯 프린터로서의 기능을 발휘하는 것으로, 피기록 매체인 인화지의 급지 트레이, 배지 트레이, 반송 장치, 제어 회로 및 헤드 착탈 기구 등을 구비하고 있다. 그리고, 라인 헤드(10)를 장착하고 인화 정보를 기초로 하여 잉크를 토출함으로써, 인화지 상에 문자나 화상 등을 인화한다.

헤드 착탈 기구는 라인 헤드(10)를 프린터 본체(51)의 소정 부위에 장착하여 고정하는 동시에, 그 고정을 해제하여 라인 헤드(10)를 제거할 수 있도록 하는 것이다. 여기서, 라인 헤드(10)를 장착하기 위해서는, 예를 들어 고정용 바아 부재를 기립시켜 두고, 프린터 본체(51)의 중앙 부분에 마련된 오목부에 라인 헤드(10)를 삽입하고, 그 후 바아 부재를 쓰러뜨려 라인 헤드(10)를 고정하도록 하면 된다. 또, 제거하는 경우에는 반대의 순서가 된다.

라인 헤드(10)는 잉크 카트리지(41)를 4개 구비하고 있고, 각각에 Y(옐로우), M(마젠타), C(시안) 및 K(블랙)의 4색의 잉크가 충전되어 있다. 그리고, 잉크 카트리지(41)의 바닥면부로부터 유로판을 통해 도2에 도시하는 헤드 칩(19)열의 각 열에 4색의 잉크가 공급되고, 노즐 시트(17)의 하면으로부터 잉크를 토출하여 컬러 화상을 인화한다.

또한, 노즐 시트(17)의 하측에는 헤드캡 유닛(20)이 부착되어 있다. 이 헤드캡 유닛(20)은 노즐 시트(17)를 전면적으로 덮을 수 있는 크기의 것으로, 상면이 개구된 얕은 상자형의 내부에 노즐캡(30)을 배치하고 있다. 그리고, 헤드캡 유닛(20)은 잉크젯 프린터의 내부에서 이동 가능하고, 착탈도 가능하게 되어 있다.

즉, 인화시에는 도6의 우측 방향으로 헤드캡 유닛(20)을 이동시키고, 노즐 시트(17)의 잉크 토출면을 개방한다. 이 경우에는, 도6 중 헤드캡 유닛(20)의 좌측단부가 노즐 시트(17)의 우측단부보다 우측에 위치하는 지점까지 헤드캡 유닛(20)을 퇴피시켜 노즐 시트(17) 전체를 노출시킨다. 그리고, 이 상태에서 급지 트레이로부터 인화지를 반송하여 노즐 시트(17) 하에서 정밀하게 종이를 이송하면서 잉크를 토출한다.

한편, 잉크젯 프린터의 정지중에는 헤드캡 유닛(20)이 도6의 좌측 방향으로 이동하고, 노즐캡(30)이 노즐 시트(17)의 잉크 토출면을 폐쇄한다. 따라서, 노즐캡(30)에 의해 잉크의 누출이 방지되는 동시에, 잉크의 건조와 노즐의 막힘이 방지된다. 또한, 동시에 노즐 시트(17)의 잉크 토출면에 먼지가 묻거나, 흠집이 생기지 않도록 보호하는 효과도 발휘한다.

이와 같은 헤드캡 유닛(20)의 왕복 이동은 캡 개폐 기구의 동작에 의해 행해진다. 즉, 캡 개폐 기구는 예를 들어 래크와 피니온의 맞물림으로 이루어지고, 라인 헤드(10)가 프린터 본체(51)에 장착되어 있는 경우에 헤드캡 유닛(20)을 노즐 시트(17)에 대해 상대적으로 이동시킨다.

그리고, 인화시에는 노즐캡(30)을 노즐 시트(17)의 잉크 토출면으로부터 떨어져 잉크 토출면을 개방하도록 헤드캡 유닛(20)을 이동시킨다.

반대로, 인화 종료 후에는 잉크 토출면을 폐쇄하도록 헤드캡 유닛(20)을 이동시키고, 노즐캡(30)이 노즐 시트(17)의 잉크 토출면에 압착하도록 하여 잉크 누설을 방지한다.

또, 캡 개폐 기구는 래크와 피니온의 맞물림에 한정되지 않고 각종 기구를 적용할 수 있다. 예를 들어 고무 롤러를 사용하는 기구의 경우에는 모터에 결합한 고무 롤러를 헤드캡 유닛(20)의 측면 등에 접촉시켜, 모터로 고무 롤러를 회전시켜 마찰력으로 이동시키도록 할 수도 있다. 또한, 타이밍 벨트 등을 사용할 수도 있다.

또한, 잉크젯 프린터에는 통상 노즐 시트(17)의 클리닝 기구가 설치되어 있다. 클리닝 기구에는 예를 들어 스폰지 등으로 이루어지는 클리닝 롤러를 헤드캡 유닛에 부착한 것이 있다. 이는 헤드캡 유닛의 왕복 이동에 수반하여 클리닝 롤러가 노즐 시트(17)의 잉크 토출면을 종동 회전하여 잉크 토출면에 부착한 잉크를 제거하는 것이다.

여기서, 도6에 도시하는 잉크젯 프린터의 헤드캡 유닛(20)은 착탈 가능하게 되어 있다. 그래서, 잉크젯 프린터를 장기간 사용하지 않는 경우에는 통상 장착되어 있는 클리닝 롤러가 달린 헤드캡 유닛 대신에, 상기한 노즐캡(30)을 구비하는 헤드캡 유닛(20)을 부착해 둘 수 있다. 이와 같이 하면, 상기한 헤드캡 유닛(20)이 장기간 보관용 캡이 되고, 잉크의 건조가 방지되어 재사용시에 필요해지는 잉크의 공토출의 양을 적게 할 수 있다.

또한, 상기한 헤드캡 유닛(20)의 내부에 노즐캡(30)과 함께 클리닝 롤러도 배치해 두면, 하나의 헤드캡 유닛(20)에서 노즐 시트(17)의 잉크 토출면으로부터 잉크가 누출되거나, 건조되거나 하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 잉크 토출면의 클리닝도 할 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 일 없이, 이하와 같은 다양한 변형 등이 가능하다. 즉,

(1) 본 실시 형태에서는 액체 토출 헤드를 인화 폭만큼의 라인 헤드를 형성하는 라인 방식으로 하였지만, 액체 토출 헤드를 피기록 매체의 폭 방향으로 이동시켜 인화를 행하는 시리얼 방식에도 적용할 수 있다.

(2) 본 실시 형태에서는 액체 토출 헤드를 컬러 대응의 라인 헤드로 하였지만, 단색용이라도 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 컬러 대응이라도 4색 일체형에 한정되는 것은 아니며, 한색 한색 독립된 구성의 것에도 적용할 수 있다.

(3) 본 실시 형태에서는 노즐캡의 밀봉부를 노즐열의 배열 방향으로 연속해서 제방형으로 연장된 것으로 하였지만, 노즐마다 각각에 밀봉부를 설치할 수도 있다. 또한, 일정 범위의 노즐(예를 들어 지그재그형의 노즐)을 1셋트로 하여 각 셋트마다 밀봉부를 설치할 수도 있다.

(4) 본 실시 형태는 에너지 발생 소자로서 발열 저항체를 이용한 서멀 방식으로 하였지만, 발열 저항체 등의 발열 소자 대신에 진동판과, 이 진동판의 하측에 공기층을 거친 2개의 전극을 설치하고, 양 전극 사이에 전압을 인가하여 진동판을 휘게 한 후, 정전기력을 개방하여 진동판을 원래대로 복귀시키고, 그 때의 탄성력을 이용하여 잉크 액적을 토출시키는 정전 토출 방식에도 적용 가능하다. 또한, 양면에 전극을 갖는 피에조 소자와 진동판과의 적층체를 이용하여 압전 효과에 의해 진동판을 변형시켜 잉크 액적을 토출시키는 피에조 방식에도 적용 가능하다.

또한, 본 발명의 노즐캡, 헤드캡 유닛 및 액체 토출 헤드는 예를 들어 잉크젯 프린터에 적용하여 특히 적합한 것이지만, 피기록 매체는 반드시 인화지에 한정되는 일은 없고, 예를 들어 염색물에 대해 염료를 토출하는 액체 토출 헤드 등에 적용할 수도 있다.

또한, 생체 시료를 검출하기 위한 DNA 함유 용액을 토출하기 위한 액체 토출 헤드 등에 적용하는 것도 가능하다.

본 발명에 따르면, 액체 토출 헤드의 수송시나 보관시에는 액체 누설을 방지하고, 사용시에는 노즐 시트의 액체 토출면을 손상시키는 일 없이 용이하게 노즐캡을 제거할 수 있고, 게다가 반복 사용이 가능해 대면적의 노즐 시트에도 대응할 수 있다.

도1은 본 발명의 액체 토출 헤드의 일실시 형태인 라인 헤드의 일부를 확대하여 도시하는 부분 사시도.

도2는 본 발명의 액체 토출 헤드의 일실시 형태인 컬러 대응의 라인 헤드를 도시하는 분해 사시도.

도3은 본 발명의 헤드캡 유닛의 일실시 형태를 나타내는 단면도.

도4는 도3에 도시하는 본 발명의 헤드캡 유닛의 상면도.

도5는 본 발명의 노즐캡의 다양한 실시 형태를 나타내는 부분 단면도.

도6은 본 발명의 액체 토출 헤드의 일실시 형태인 라인 헤드를 장착한 잉크젯 프린터를 도시하는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 라인 헤드

12 : 잉크 액실

13 : 발열 저항체

14 : 기판

15 : 배리어층

16 : 헤드 프레임

17 : 노즐 시트

18 : 노즐

19 : 헤드 칩

30 : 노즐캡

Claims (9)

1. 노즐을 형성한 노즐 시트를 구비하고,

   액실 내의 액체를 상기 노즐로부터 토출하는 액체 토출 헤드의 노즐캡이며,

   상기 노즐 시트의 액체 토출면측으로부터 상기 노즐을 막아 상기 액체의 누출을 방지하는 밀봉부를 구비하고,

   상기 밀봉부는 상기 노즐 시트에 대해 비점착성이고, 상기 액체에 대해 비투과성의 탄성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 노즐캡.
2. 제1항에 있어서, 상기 밀봉부는 돌기의 선단부 부분이 상기 노즐을 막는 형상인 것을 특징으로 하는 노즐캡.
3. 제1항에 있어서, 상기 밀봉부는 상기 노즐 시트에 형성된 노즐열의 배열 방향으로 연속되어 있는 것을 특징으로 하는 노즐캡.
4. 제1항에 있어서, 상기 밀봉부는 중공인 것을 특징으로 하는 노즐캡.
5. 제1항에 있어서, 상기 밀봉부의 주위를 둘러싸고, 상기 노즐 시트의 액체 토출면에 압착하여 상기 밀봉부 사이에 밀폐 공간을 형성하는 측벽부를 구비하고,

   상기 측벽부는 상기 노즐 시트에 대해 비점착성이고, 상기 액체에 대해 비투과성의 탄성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 노즐캡.
6. 노즐을 형성한 노즐 시트를 구비하고,

   액실 내의 액체를 상기 노즐로부터 토출하는 액체 토출 헤드의 헤드캡 유닛이며,

   상기 노즐 시트의 액체 토출면을 전면적으로 덮는 외곽 케이스와,

   상기 외곽 케이스의 내부에 배치된 노즐캡을 구비하고,

   상기 노즐캡은,

   상기 노즐 시트의 액체 토출면측으로부터 상기 노즐을 막아 상기 액체의 누출을 방지하는 밀봉부를 구비하고,

   상기 밀봉부는 상기 노즐 시트에 대해 비점착성이고, 상기 액체에 대해 비투과성의 탄성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드캡 유닛.
7. 제6항에 있어서, 상기 외곽 케이스와 상기 노즐캡 사이에 상기 노즐캡을 상기 노즐 시트의 액체 토출면을 향해서 압박하는 탄성 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 헤드캡 유닛.
8. 복수의 에너지 발생 소자를 일정 간격으로 일방향으로 배열한 헤드 칩과,

   액적을 토출하기 위한 노즐을 형성한 노즐 시트와,

   상기 헤드 칩의 상기 에너지 발생 소자의 형성면과 상기 노즐 시트 사이에 적층되어 각 상기 에너지 발생 소자와 각 상기 노즐 사이에 액실을 형성하기 위한 액실 형성 부재를 구비하고,

   상기 에너지 발생 소자에 의해 상기 액실 내의 액체를 상기 노즐로부터 토출하는 액체 토출 헤드이며,

   상기 노즐 시트의 액체 토출면을 전면적으로 덮을 수 있어 내부에 노즐캡을 배치한 헤드캡 유닛을 구비하고,

   상기 헤드캡 유닛은,

   상기 노즐 시트의 액체 토출면을 개폐하도록 상기 노즐 시트에 대해 상대적으로 이동 가능하며 또한 착탈 가능하고,

   상기 노즐캡은,

   상기 헤드캡 유닛이 상기 노즐 시트의 액체 토출면을 폐쇄하였을 때에 상기 노즐을 막아 상기 액체의 누출을 방지하는 밀봉부를 구비하고,

   상기 밀봉부는 상기 노즐 시트에 대해 비점착성이며, 상기 액체에 대해 비투과성의 탄성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
9. 제8항에 있어서, 상기 노즐 시트의 액체 토출면과 반대측 면에 접합되어 상기 헤드 칩을 내부에 배치하기 위한 수용 공간이 형성된 지지 부재를 구비하는 동시에,

   상기 노즐캡은,

   상기 밀봉부의 주위를 둘러싸고 상기 노즐 시트의 액체 토출면에 압착하여 상기 밀봉부 사이에 밀폐 공간을 형성하는 측벽부를 구비하고,

   상기 측벽부는 상기 노즐 시트에 대해 비점착성이며, 상기 액체에 대해 비투과성의 탄성체로 이루어지고,

   상기 헤드캡 유닛이 상기 노즐 시트의 액체 토출면을 폐쇄하였을 때에 상기 측벽부가 상기 지지 부재가 존재하는 위치에 압착되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.