WO2015190222A1 - インクジェットヘッドおよびインクジェットプリンター - Google Patents

インクジェットヘッドおよびインクジェットプリンター Download PDF

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ink
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cap
recording
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鈴木　健太郎
登志一 鈴木
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株式会社沖データ・インフォテック
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Definitions

  • the present invention relates to an inkjet head that records an image by ejecting ink and an inkjet printer equipped with the inkjet head.
  • Inkjet printers that record images by ejecting ink from an inkjet head onto a recording medium such as paper or resin film are widely known. Inkjet printers are required to improve performance such as high image quality, durability, and reliability. If foreign matter adheres to the nozzle surface of the inkjet head, ejection failure such as ink not being ejected may occur due to the influence. Therefore, a general ink jet printer has a mechanism for forcibly discharging ink and foreign matter clogged in the nozzle by sealing the nozzle surface of the ink jet head with a cap and reducing the pressure in the cap.
  • the ink jet head reciprocates in the width direction of the recording medium with an interval of several millimeters with respect to the recording medium.
  • the nozzle plate on which the nozzles of the inkjet head are arranged is provided with a fine nozzle on a resin plate. If there is an abnormal conveyance such as distortion of the recording medium, the recording medium and the ink jet head may come into contact with each other, which may cause a non-reproducible scratch on the nozzle. Discharges such as non-ejection and bending occur due to scratches. When such a discharge failure occurs, the ink jet head must be replaced. Therefore, the structure provided with the guard member which guards a nozzle is considered.
  • Japanese Patent No. 3233164 is cited as a conventional technique.
  • convex guard members are arranged on both sides of the nozzle array on the nozzle surface of the head, so that even when a recording medium comes into contact, it is difficult to directly hit the nozzle and prevent scratches.
  • the guard member of the nozzle is a plate-like plate fixed on each side of the nozzle row. Therefore, when the nozzle surface is sealed with a cap, there is a step at the boundary between the nozzle plate and the guard member, so that there is a problem that a gap is formed between the nozzle plate and the cap, making sealing difficult. In addition, it is necessary to apply a cap to a narrow position, and high-accuracy positioning is required, resulting in a problem that the apparatus becomes complicated.
  • the present invention provides an inkjet printer including an inkjet head and a cap capable of recording a high-quality image and having high durability and reliability.
  • the inkjet head of the present invention is provided with a nozzle plate in which a plurality of nozzles for ejecting ink on a recording medium are arranged in a row, and the nozzle arranged in the row from the nozzle plate so as to protrude in the ink ejection direction. And a nozzle guard that prevents contact between the nozzle plate and the recording medium, and a main body portion that fixes the nozzle plate, wherein the nozzle plate is a surface of the main body portion that faces the recording medium.
  • the nozzle guard surrounds the periphery of the nozzles arranged in a row, and an opening is provided at a position where the nozzle is exposed, and a plurality of penetrating holes are provided along the entire circumference of the edge of the opening. Holes are arranged at intervals, and the nozzle plate on the back surface of the nozzle guard and the surface of the main body portion facing the recording medium is provided. And outer portions being location is characterized in that it is fixed by the adhesive.
  • an ink jet printer of the present invention includes the above-described ink jet head, a transport unit that transports the recording medium, and a carriage that mounts the ink jet head and moves in a direction that intersects the transport direction of the recording medium. And an inkjet printer that records an image by ejecting ink from the recording head onto the recording medium.
  • the accuracy of the cap of the ink jet head can be remarkably improved, and a high quality image can be recorded, and an ink jet printer having an ink jet head and a cap having high durability and reliability can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic view of an ink jet printer.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the cap mechanism.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the positional relationship between the nozzle surface and the cap.
  • FIG. 4 is a block diagram of the ink jet printer.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a second example of the positional relationship between the nozzle surface and the cap.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a second example of the positional relationship between the nozzle plate and the cap.
  • FIG. 1 is a schematic view of an ink jet printer.
  • the inkjet printer 1 of the present embodiment horizontally arranges a recording medium 50 and conveys it from the back of the paper surface of FIG. 1 to eject ink from an inkjet recording head 9. Images, characters and the like corresponding to the recording data are recorded on the surface of the recording medium 50.
  • the recording medium 50 is paper, a resin film, or the like. The front direction from the back of this page is called the sub-scanning direction.
  • the inkjet printer 1 includes a plurality of recording heads 9 and a carriage 4 that reciprocally scans in a direction that intersects the conveyance direction of the recording medium 50, for example, a direction that is orthogonal to the recording medium 50, and a wipe unit 10 that wipes the nozzle surface of the recording head 9. And a capping unit 12 that caps the recording head 9.
  • the direction of reciprocating scanning is called the main scanning direction.
  • the ink jet printer 1 includes control means for controlling the entire apparatus including reception of recording data and control of recording operation.
  • a transport unit that transports the recording medium 50 is provided. The transport unit transports the recording medium 50 is provided. The transport unit transports the recording medium 50 in the sub-scanning direction on the substantially flat platen 2 that extends in the depth direction of the sheet of FIG.
  • the transport unit includes a plurality of transport roller pairs 3 that are rotated by a motor 5 about a horizontal axis along the main scanning direction.
  • the transport roller pair 3 includes a grid roller that is rotatably supported around a rotation axis parallel to the rotation axis, and a pinch roller that is energized by the grid roller.
  • the grid roller is rotated by the motor 5.
  • the recording medium 50 is conveyed while being sandwiched between the grid roller and the pinch roller. As the grid roller rotates, the recording medium 50 is conveyed in the sub-scanning direction.
  • the carriage 4 is provided so as to be movable along a carriage rail 17 extending in a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium 50 above the conveyance unit, the wipe unit 10 and the capping unit 12. Further, a motor 6 is provided for reciprocating the carriage 4 on the carriage rail 17 so as to be capable of position control and speed control.
  • the motor 6 drives an endless belt 7 disposed along the carriage rail 17.
  • a carriage 4 is fixed to the endless belt 7.
  • the endless belt 7 is wound around pulleys disposed on both ends in the moving direction of the carriage 4.
  • a linear scale 8 is provided along the carriage rail 17, and a linear sensor 16 that detects the scale of the linear scale 8 is provided in the carriage 4. The position of the carriage 4 can be detected, and the positions of the plurality of recording heads 9 fixed to the fixed position of the carriage 4 can be detected accordingly.
  • a detachable ink cartridge 14 that supplies recording ink to the recording head 9 is provided, and the ink cartridge 14 and the recording head 9 are connected by an ink tube 15 that supplies ink.
  • the ink cartridge 14 is provided with a plurality of colors of ink for performing color recording, and can be supplied to the recording head 9 for each color via a plurality of ink tubes 15 as pipes. ing.
  • the ink cartridge 14 is provided with a plurality of ink tanks corresponding to each ink, and each ink is accommodated in a corresponding ink tank.
  • the carriage 4 is provided with a plurality of recording heads 9 on the lower surface side in accordance with the ink color, recording range, and the like, and the ink supplied from the ink tube 15 is supplied to the recording head 9 that performs recording of the same color. .
  • a plurality of ink ejection holes are provided in an ink chamber for supplying ink to each nozzle and a nozzle surface facing the recording medium.
  • the nozzles can be provided with an appropriate number and arrangement pitch according to the configuration of the ejection mechanism, the recording pixel pitch, and the like. For example, a large number of nozzles such as 256 can be arranged.
  • the recording head 9 may use a piezoelectric element as a recording element, or may be a recording head using a heater as a recording element.
  • the position control and speed control of the motor 6 are performed according to the control signal of the control means.
  • the motor 6 is controlled so that the recording head 9 reciprocates on the recording medium 50 at a predetermined speed. Further, the motor 6 can move the recording head 9 to a predetermined wiping position of the wipe unit 10 during the cleaning operation.
  • the capping unit 12 cleans the inside of the nozzle hole of the recording head 9 by sucking the ink of the recording head 9 from the nozzle to the outside. Also, the ink is prevented from drying by capping when not in use.
  • the schematic configuration of the capping unit 12 includes a cap 11, a cap driving unit, a suction pump, a waste ink bottle 13, and an air release valve.
  • the air release valve is a valve that introduces outside air with the nozzle surface sealed with a cap 11.
  • At least a cap 11 is provided for each recording head 9.
  • the cap drive unit, the suction pump, and the air release valve may be provided for each of the plurality of caps 11 when the operations of the recording heads 9 can be made common.
  • the cap drive unit moves up and down to selectively switch the position of the cap 11 in the vertical direction, and includes, for example, appropriate mechanical, electromagnetic, and fluid lifting means. Therefore, the cap drive unit moves the cap 11 up and down in the vertical direction with respect to the recording head 9 which is moved on the carriage rail 17 by the motor 6 and positioned above the capping unit 12. It is possible to switch between a state in which the nozzle surface is sealed and a state in which it is released.
  • the suction pump is for sucking contents such as air and ink in the sealed space of the cap and discharging them to the outside.
  • a rotary pump or the like can be adopted.
  • a suction pump can also be used as a liquid passing means for passing ink from the ink cartridge 14 to the recording head 9.
  • the suction pump has a suction port connected to the cap 11 and a discharge port connected to the waste ink bottle 13.
  • the wipe unit 10 wipes and cleans the nozzle surface of the recording head 9 by moving the wipe blade relative to the nozzle surface of the recording head 9 while the recording head 9 is moved above the wipe unit 10. To do.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the cap mechanism.
  • a nozzle guard 22 is fixed to the recording head 9 with an adhesive 23.
  • the nozzle guard 22 is a metal plate that covers the periphery of the nozzles of the recording head 9.
  • the outer peripheral edge of the nozzle guard 22 is bent, and the bent outer edge portion and the side surface of the recording head 9 are fixed with an adhesive 23.
  • the entire circumference of the outer edge of the nozzle guard 22 is fixed to the side surface by an adhesive 23.
  • the nozzle guard 22 and the recording head 9 are bonded by an adhesive so that a sealed space is formed when the cap 11 is brought into contact with the nozzle guard 22.
  • the cap 11 is provided with a contact portion 21 that contacts the recording head 9 on the main body 20.
  • the contact portion 21 is made of a flexible resin. Inside the cap 11, an ink receptacle 19 of a porous resin sheet is disposed. The ink receiver 19 receives the ink so that the ink does not scatter when the recording head 9 ejects ink into the cap 11.
  • the main body 20 is provided with a suction hole 29 indicated by a dotted line communicating with the outside, and is connected to the waste ink bottle 13 via the tube 18.
  • the suction pump 28 sucks ink and air from the cap.
  • the suction pump 28 is disposed in the middle of the tube 18. The other end of the tube 18 is connected to the waste ink bottle 13, and the sucked ink or the like is stored in the waste ink bottle 13.
  • the spring 24 biases the cap 11 from the cap base 25 toward the recording head 9.
  • a cam 26 is provided between the cap base 25 and the base 27.
  • the cap 11 can be moved in the direction of the recording head 9 by rotating the cam 26 and moving it to a predetermined position with respect to the base 27. Thereby, the contact part 21 contacts the nozzle guard 22 and can be sealed.
  • the abutting portion 21 is deformed by the movement of the cap base 25 and the bias of the spring 24 and comes into contact with the nozzle guard 22.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the positional relationship between the nozzle surface and the cap.
  • a nozzle guard 22 having an opening 31 is disposed on the nozzle surface of the recording head 9 so as to surround the nozzle row 30 in which the nozzles are arranged in a row.
  • the entire circumference around the nozzle guard 22 is sealed and fixed by an adhesive 23.
  • a contact position 33 indicated by a double ring-shaped chain line indicates a portion where the contact portion 21 and the nozzle guard 22 are in contact with each other.
  • the nozzle surface including the nozzle row 30 of the recording head 9 is sealed by the nozzle guard 22 and the cap 11. Since the periphery of the nozzle guard 22 is fixed by the adhesive 23, there is a minute gap between the opening 31 and the nozzle surface.
  • the ink buffer hole 32 is a through-hole disposed along the opening 31.
  • the ink buffer hole 32 is for preventing the ink from flowing from the opening 31 to the nozzle row 30 when the ink that has entered between the nozzle guard 22 and the nozzle surface oozes out by being pressed by the cap 11. It is. By discharging the ink that has entered between the nozzle guard 22 and the nozzle surface from the ink buffer hole 32, the ink is prevented from leaking from the opening 31 and the influence on the nozzle row 30 is eliminated.
  • the ink buffer holes 32 are arranged on both sides of the nozzle row 30 along the longitudinal direction.
  • the ink buffer holes 32 are elliptical long through holes that are long along the longitudinal direction of the nozzle row 30, and are arranged in a line.
  • the ink buffer holes 32 may be a circle or a polygon, but it is necessary to arrange the ink buffer holes 32 to be somewhat dense so that the ink oozes out.
  • a through hole having a long direction along the nozzle row 30 such as an oval or a rectangle is preferable.
  • the ink buffer holes 32 are different in size between the end portion of the opening 31 and the portion arranged along the nozzle row 30, but the holes are equally spaced.
  • ink buffer holes 32 are provided symmetrically on both sides with the nozzle row 30 as a boundary.
  • the ink buffer holes 32 are provided not only in the longitudinal direction of the opening 31 but also along the edge in the lateral direction. By disposing at symmetrical positions along the entire circumference, it is possible to prevent ink from seeping out over the entire circumference of the opening 31.
  • the ink buffer holes 32 are made slightly smaller at the portion where the nozzle row 30 is not present, that is, at both ends in the longitudinal direction of the opening 31. This is because the influence of ink oozing on the nozzle row 31 is small.
  • the nozzle surface of the recording head 9 is provided with a water repellent layer to prevent ink from spreading. For this reason, it is better not to attach an adhesive or the like to the nozzle surface. Therefore, there is a minute gap between the opening 31 and the nozzle surface.
  • One end portion of the opening 31 in the longitudinal direction has a wide opening.
  • a wipe blade for wiping the nozzle surface is processed to be narrower than the width of the opening 31. Even if the position of the wipe blade is slightly deviated, the wiper hits the widened edge by moving, and then moves along the edge while bending to guide the nozzle row 30 so that it can be wiped off. Because of that. In addition, there is an effect that the arrangement direction can be easily understood from the appearance.
  • the range in which the buffer holes 32 are arranged is arranged over a length of more than half the outer periphery of the opening 31.
  • the length of the outer circumference is 20 cm
  • the length is more preferably in the range of 4/5 to 2/3. This is because if the number of the buffer holes 32 is too large, the strength is insufficient, and breakage is likely to occur.
  • FIG. 4 is a block diagram of the ink jet printer.
  • the control unit 40 is a control unit including a CPU that executes processing operations such as calculation, control, determination, and setting.
  • the control means 40 operates according to a control program stored in the ROM 41.
  • the RAM 42 is used as a recording data buffer, a work area for processing by the control means 40, and the like.
  • the carriage movement motor drive circuit 43 operates under the control of the control means 40 and drives the motor 6 that moves the carriage 8.
  • the linear sensor 16 is a sensor that detects the position of the carriage 8.
  • the scale of the linear scale 8 arranged along the carriage rail 17 is detected by the linear sensor 16.
  • the position of the carriage 8 is calculated and acquired based on the sensor output.
  • the head drive circuit 44 is controlled by the control means 40.
  • the recording head 9 is operated via the head driving circuit 44.
  • the control unit 40 and the head driving circuit 44 can drive each recording head 9 individually.
  • the head driving circuit 44 generates ink ejection timing or non-ejection timing for each recording head 9 based on information input from the control means 40 and drives the recording head 9.
  • ink ejection is performed, an ON waveform is generated.
  • ink ejection is not performed, an OFF waveform is generated and transferred to each recording head 9.
  • the ejection timing is determined according to the position of the carriage 8.
  • the recording medium transport means 45 operates under the control of the control means 40.
  • the recording medium conveyance unit 45 includes a motor 5 and a conveyance roller pair 3.
  • the recording medium 50 is conveyed by operating the conveying roller pair 3.
  • the cap moving motor drive circuit 46 operates under the control of the control means 40.
  • the cap moving motor drive circuit 46 drives a motor that drives the cam 26. By rotating the cam 26, the contact portion 21 of the cap 11 is brought into contact with the nozzle surface and sealed.
  • the suction pump drive circuit 47 drives the suction pump 28.
  • Each function of the inkjet printer 1 is controlled by the control means 40. Further, by storing information such as wiping operation conditions and capping operation conditions in the control means 40 in advance, predetermined wiping and capping operations can be performed.
  • the wiping conditions include the moving speed of the wipe blade 18 and the number of rubbing times of the nozzle surface 30 of the recording head 9 of the wipe blade 18.
  • the capping condition the rotational speed of the motor according to the position of the cam 26 for setting the contact force between the cap 11 and the recording head 9 to a predetermined pressure.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a second example of the positional relationship between the nozzle surface and the cap.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a second example of the positional relationship between the nozzle plate and the cap. This will be described with reference to these two figures.
  • the outer periphery of the nozzle guard 22 is fixed by an adhesive 23.
  • a second adhesive area is formed between the nozzle guard 22 and the recording head 9.
  • the main body of the recording head 9 and the back surface of the nozzle guard 22 are fixed using the second adhesive 50.
  • This adhesion area is surrounded by the side wall of the nozzle plate 51 in which the nozzle rows 30 are arranged, the back surface of the nozzle guard 22, and the main body of the recording head 9.
  • Each is fixed by a second adhesive 50.
  • the outer edge 60 of the nozzle plate 51 disposed between the nozzle guard 22 and the main body of the recording head 9 is indicated by a solid line.
  • a contact position 33 indicated by a double ring-shaped chain line indicates a position where the contact portion 21 contacts.
  • the nozzle plate 51 is slightly downsized to provide a second bonding area. The cap moves toward and away from the nozzle guard 22. It is preferable that the nozzle plate 51 does not exist on the extended line of the contact portion 21 in the contact / separation direction. That is, the contact portion 21 is in contact with the outside of the nozzle plate 51. By doing so, the cap comes into contact with the hard part fixed by the second adhesive 50, and even if the nozzle guard 22 is pressed by the contact part 21, it does not bend.
  • the second adhesive 50 it is preferable to use a material whose hardness is higher than that of the nozzle plate 51 when it is hardened.
  • the second adhesive 50 is not applied at a position corresponding to the ink buffer hole 32 of the nozzle plate 51. Although ink may enter this portion, the amount of deflection of the nozzle guard 22 is reduced, and the ink buffer holes 32 are arranged over the entire circumference of the opening 31, so that the ink reaches the nozzle row 30. Can be prevented.
  • the nozzle guard 22 since the abutting portion 21 abuts on a portion away from the opening 31, the nozzle guard 22 is difficult to bend. Further, when the second adhesive 50 keeps the airtightness, the adhesive 23 may not be used. Since the number of processes is reduced, manufacturing becomes easier.
  • the present invention can be used for a printer having an inkjet head.

Landscapes

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Abstract

　インクジェットヘッドのノズルと記録媒体が接触すると、ノズルが損傷し、吐出不良の原因となる。そこで記録ヘッド９のノズル面にノズル列３０を露出させたノズルガード２２を配置することで、ノズル列３０と記録媒体の接触を防止した。さらに、ノズルガード２２の開口部３１の周囲に複数のインク緩衝孔３２を設けることで、ノズルガード２２とノズル面の間に入り込んだインクを、そのインク緩衝孔３２から抜くことができる。

Description

インクジェットヘッドおよびインクジェットプリンター
　本発明は、インクを吐出することによって画像を記録するインクジェットヘッドおよびそのインクジェトヘッドを搭載するインクジェットプリンターに関する。
　インクジェットヘッドから、紙や樹脂フィルムなどの記録媒体にインクを吐出し、画像を記録するインクジェットプリンターが広く知られている。インクジェットプリンターは、高画質化、耐久性、信頼性などの性能の向上が求められている。インクジェットヘッドのノズル面に異物が付着していると、その影響でインクが吐出されないなどの吐出不良が生じる場合がある。そのため、一般的なインクジェットプリンターでは、インクジェットヘッドのノズル面をキャップで密封し、キャップ内の圧力を低下させることでノズル内に詰まっているインクや異物を強制的に排出する機構が備わっている。
　また、インクジェットヘッドは記録媒体に対して数ミリメートルの間隔を隔て、記録媒体の幅方向に往復移動する。インクジェットヘッドのノズルが配置されたノズルプレートは、樹脂製のプレートに細孔のノズルが設けられている。記録媒体が歪むなどの異常搬送があると、記録媒体とインクジェットヘッドが接触してしまい、ノズルに再生不可能な傷が生じる場合がある。傷により不吐出や曲りなどの吐出不良が生じる。そのような吐出不良が発生すると、インクジェットヘッドを交換するしかなくなる。そのため、ノズルをガードするガード部材を備える構成が考えられている。
　例えば、従来の技術として特許３２３３１６４号公報があげられる。この技術はヘッドのノズル面のノズル列の両脇を凸状のガード部材を配置することで、記録媒体が接触した場合であっても直接ノズルに当たりにくくして傷を防止するものである。
特許第３２３３１６４号公報
　従来の技術では、ノズルのガード部材がノズル列の両側の夫々に板状のプレートを固定したものである。そのため、ノズル面をキャップで密封しようとした場合に、ノズルプレートとガード部材の境界部分に段差があるため、キャップとの間に隙間ができ、密封が困難であるという問題があった。また、狭小の位置にキャップを当てる必要があり、高精度の位置決めが必要となり、装置が複雑化してしまうなどの問題があった。
　このような問題に対して、本発明は、高画質な画像を記録でき、耐久性および信頼性の高いインクジェットヘッドおよびキャップを備えるインクジェットプリンターを提供する。
　本発明のインクジェットヘッドは、記録媒体にインクを吐出する複数のノズルを列状に配置したノズルプレートと、該ノズルプレートから前記列状に配置された前記ノズルの前記インクの吐出方向に突出して設けられ、前記ノズルプレートと前記記録媒体との接触を防止するノズルガードと、前記ノズルプレートを固定する本体部と、を有するインクジェットヘッドにおいて、前記ノズルプレートは前記本体部の前記記録媒体に対向する面に固定され、前記ノズルガードは、前記列状に配置された前記ノズルの周囲を取り囲み、前記ノズルが露出する位置に開口部が設けられ、該開口部の縁の全周に沿って複数の貫通孔が間隔を空けて配置され、前記ノズルガードの裏面と、前記本体部の前記記録媒体に対向する面の前記ノズルプレートが配置されている部分の外側とが接着剤で固定されていることを特徴とする。
　また、本発明のインクジェットプリンターは、上述のインクジェットヘッドと、記録媒体を搬送する搬送手段と、前記インクジェットヘッドを搭載し、前記記録媒体の搬送方向に交差する方向に移動するキャリッジと、を有し、前記記録媒体に前記記録ヘッドからインクを吐出して画像を記録するインクジェットプリンターである。
　本発明によって、インクジェットヘッドのキャップの正確性が格段に改善され、高画質な画像を記録でき、耐久性および信頼性の高いインクジェットヘッドおよびキャップを備えるインクジェットプリンターを提供できる。
図１は、インクジェットプリンターの概略図である。 図２は、キャップ機構を説明する概略図である。 図３は、ノズル面とキャップの位置関係を説明する図である。 図４は、インクジェットプリンターのブロック図である。 図５は、ノズル面とキャップの位置関係の第２の例を説明する図である。 図６は、ノズルプレートとキャップの位置関係の第２の例を説明する図である。
　図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は、インクジェットプリンターの概略図である。本実施形態のインクジェットプリンター１は、図１に示すように、記録媒体５０を水平に配置して図１の紙面奥から手前方向に搬送し、インクジェット方式の記録ヘッド９からインクを吐出して、記録媒体５０の表面に記録データに応じた画像や文字などを記録する。記録媒体５０は、紙、樹脂フィルムなどである。この紙面奥から手前方向を副走査方向と呼ぶ。
　インクジェットプリンター１は、記録ヘッド９を複数搭載して記録媒体５０の搬送方向と交差する方向、例では直交する方向、に往復走査するキャリッジ４と、記録ヘッド９のノズル面を払拭するワイプユニット１０と、記録ヘッド９をキャップするキャッピングユニット１２を備える。往復走査の方向を主走査方向と呼ぶ。また、インクジェットプリンター１は、記録データの受信や記録動作の制御を含めた装置全体の制御を行う制御手段を備える。また、記録媒体５０を搬送する搬送部を備える。搬送部は、図１の紙面奥行き方向に延ばされた略平板状のプラテン２上に、副走査方向に記録媒体５０を搬送する。搬送部は、モーター５によって主走査方向に沿う水平軸回りに回転する複数の搬送ローラ対３を備える。そして、この搬送ローラ対３は、回転軸と平行な回転軸回りに回転自在に支持されたグリッドローラーと、グリッドローラーに付勢され連れ回るピンチローラーを備える。モーター５によってグリッドローラーを回転させる。記録媒体５０はこのグリッドローラーとピンチローラーに挟まれて搬送される。グリッドローラーが、回転することで副走査方向に記録媒体５０が搬送される。
　キャリッジ４は、搬送部、ワイプユニット１０、およびキャッピングユニット１２の上方で、記録媒体５０の搬送方向と直交する方向に延在されたキャリッジレール１７に沿って移動可能に設けられている。また、キャリッジ４をキャリッジレール１７上で位置制御および速度制御可能に往復移動させるモーター６を備える。モーター６はキャリッジレール１７に沿って配置された無端ベルト７を駆動する。無端ベルト７はキャリッジ４が固定されている。無端ベルト７はキャリッジ４の移動方向の両端側に配置されたプーリーに掛け回されている。また、リニアスケール８がキャリッジレール１７に沿って設けられ、このリニアスケール８の目盛を検出するリニアセンサー１６がキャリッジ４に備わる。キャリッジ４の位置を検出可能とし、キャリッジ４の定位置に固定されている複数の記録ヘッド９の位置がそれに応じて検出できる。
　さらに、記録ヘッド９に記録用のインクを供給する着脱可能なインクカートリッジ１４を備え、インクカートリッジ１４と記録ヘッド９は、インクを供給するインクチューブ１５によって接続されている。
　本実施形態では、インクカートリッジ１４には、カラー記録を行うための複数色のインクが備えられ、配管としての複数のインクチューブ１５を介して、色ごとに、記録ヘッド９に供給できるようになっている。なお、インクカートリッジ１４の内部には各々のインクに対応した複数のインクタンクが備えられ、各々のインクは各々対応するインクタンクに収容されている。
　キャリッジ４は、下面側に、インクの色や記録範囲などに応じて、複数の記録ヘッド９が設けられ、インクチューブ１５から供給されるインクは、同色の記録を行う記録ヘッド９に供給される。
　なお、記録ヘッド９の詳細は図示しないが、各ノズルにインクを供給するインク室や、記録媒体と対向するノズル面には複数のインク吐出孔が設けられている。ノズルは、吐出機構の構成や記録画素ピッチなどに応じて適宜の個数及び配列ピッチで設けることができる。例えば、２５６個などの多数のノズルを配列することができる。例えば記録ヘッド９は、記録素子として圧電素子を用いてもよいし、記録素子としてヒータを用いた記録ヘッドであっても良い。
　モーター６の位置制御、速度制御は、制御手段の制御信号に応じて行われる。記録動作時には記録ヘッド９が記録媒体５０上を所定速度で往復移動するように、モーター６が制御される。また、モーター６はクリーニング動作時にはワイプユニット１０の所定のワイピング位置に記録ヘッド９を移動できるようになっている。また、キャッピングユニット１２は、記録ヘッド９のインクをノズルから外部に吸引することで記録ヘッド９のノズル孔の内部をクリーニングする。また未使用時にキャップすることでインクの乾燥を防止する。キャッピングユニット１２の概略構成は、キャップ１１、キャップ駆動部、吸引ポンプ、廃インクボトル１３、大気開放弁を有する。大気開放弁はノズル面をキャップ１１で密閉した状態で、外気を導入する弁である。
　これらのうち、少なくともキャップ１１は記録ヘッド９ごとに設けられている。ただし、キャップ駆動部、吸引ポンプ、大気開放弁は、記録ヘッド９ごとの動作が共通化できる場合には、複数のキャップ１１に対して１台設ける構成としてもよい。
　キャップ駆動部は、キャップ１１の上下方向の位置を選択的に切り換えるための上下動を行うものであり、例えば、機械的、電磁的、流体的な適宜の昇降手段からなる。そのため、キャップ駆動部は、モーター６によってキャリッジレール１７上を移動してキャッピングユニット１２の上方に位置した状態の記録ヘッド９に対して、キャップ１１を上下方向に進退させ、キャップ１１が記録ヘッド９のノズル面を密閉する状態と、それを解除する状態とを切り換えることができるようになっている。
　吸引ポンプは、キャップの密閉空間内の空気、インクなどの内容物を吸引して、外部に排出するためのものであり、例えば、ロータリポンプなどを採用することができる。インクカートリッジ１４から記録ヘッド９までインクを通液させるための通液手段として、吸引ポンプを用いることもできる。吸引ポンプは、吸引口がキャップ１１に接続され、排出口が廃インクボトル１３に接続されている。
　ワイプユニット１０は、記録ヘッド９をワイプユニット１０の上方に移動させた状態で、記録ヘッド９のノズル面に対してワイプブレードを相対移動させることで、記録ヘッド９のノズル面を払拭して清掃する。
　図２は、キャップ機構を説明する概略図である。記録ヘッド９には、ノズルガード２２が接着剤２３で固定されている。ノズルガード２２は、記録ヘッド９のノズルの周囲を覆う金属製のプレートである。ノズルガード２２は、外周縁部が折り曲げられ、折り曲げられた外縁の部分と記録ヘッド９の側面とが接着剤２３で固定される。ノズルガード２２の外縁の全周が接着剤２３によって側面に固定されている。またキャップ１１をノズルガード２２に当接した時に密閉空間ができるように接着剤によってノズルガード２２と記録ヘッド９が接着されている。キャップ１１は、本体２０に記録ヘッド９に当接する当接部２１が設けられている。当接部２１は柔軟性のある樹脂でできている。キャップ１１内には、多孔質の樹脂製のシートのインク受１９が配置されている。インク受１９は、キャップ１１内に記録ヘッド９がインクを吐出した場合に、インクが飛び散らない様に受ける。また、本体２０には、外部と連通する点線で示されている吸引孔２９が設けられ、チューブ１８を介して廃インクボトル１３に接続されている。吸引ポンプ２８はキャップ内からインクや空気を吸う。また、吸引ポンプ２８はチューブ１８の途中に配置されている。チューブ１８の他方の端は、廃インクボトル１３に接続され、吸引されたインク等はこの廃インクボトル１３に収容される。
　バネ２４は、キャップ１１をキャップ台２５から記録ヘッド９の方向に付勢する。キャップ台２５とベース２７の間にカム２６が備わる。キャップ台２５を、カム２６を回転させ、ベース２７に対して所定に位置に移動することで、キャップ１１を記録ヘッド９方向に移動させることができる。これにより当接部２１がノズルガード２２に当接し、密閉できる。当接部２１は、キャップ台２５の移動と、バネ２４の付勢により、変形してノズルガード２２と接する。
　図３は、ノズル面とキャップの位置関係を説明する図である。記録ヘッド９のノズル面には、ノズルが列状に配列されたノズル列３０を取り囲むように開口部３１を備えるノズルガード２２が配置されている。ノズルガード２２の周囲の全周は接着剤２３によって、密閉され、固定されている。２重のリング状の鎖線で示される当接位置３３は、当接部２１とノズルガード２２が接する部分を示す。記録ヘッド９のノズル列３０を含むノズル面は、ノズルガード２２およびキャップ１１によって密閉される。ノズルガード２２は接着剤２３によって周囲が固定されているため、開口部３１付近はノズル面との間に微小な隙間がある。インク緩衝孔３２は、開口部３１に沿って配置されている貫通孔である。インク緩衝孔３２は、キャップ１１による押圧によって、ノズルガード２２とノズル面の間に入り込んだインクが浸み出した場合に、インクが開口部３１からノズル列３０へ流れない様にするためのものである。インク緩衝孔３２からノズルガード２２とノズル面の間に入り込んだインクを出すことで、開口部３１からインクが漏れ出すことを防止し、ノズル列３０への影響を無くしている。また、インク緩衝孔３２は、ノズル列３０の長手方向に沿って、その両側に配置されている。また、ノズル列３０の先端側と後端側は、開口部３１までの距離が長いので、インクが到達する恐れが少ないので、インク緩衝孔３２を小型にしている。インク緩衝孔３２は、ノズル列３０の長手方向に沿って長い楕円状の長穴の貫通孔であり、それが、一列に並んで配置されている。インク緩衝孔３２は円や多角形でもよいが、インクが浸み出すようにある程度密に配置する必要がある。好ましくは楕円形または長方形など、ノズル列３０に沿った方向が長い貫通孔が好ましい。また、インク緩衝孔３２は、開口部３１の端部とノズル列３０に沿って配置されている部分とでは、孔の大きさが異なるが、孔間は等間隔である。すなわち、孔間の長さが均一である。インクの浸み出しが場所によって変わらないように等間隔が好ましいがこれに限らない。また、ノズル列３０を境に両側に対称にインク緩衝孔３２が設けられている。これにより、開口部３１の長手方向だけでなく短手方向の縁に沿ってもインク緩衝孔３２が設けられている。全周に沿って対称の位置に配置することで、開口部３１の全周に亘り、インクの浸み出しを防止できる。ノズル列３０の無い部分、すなわち開口部３１の長手方向の両端部では、ややインク緩衝孔３２を小さくしている。ノズル列３１に対してインクの浸み出しの影響が小さいからである。
　記録ヘッド９のノズル面は撥水層が設けられ、インクの濡れ広がりを防止している。そのため、ノズル面には、接着剤等を付着させない方が良い、そのため、開口部３１とノズル面の間には、微小な隙間が存在する。
　開口部３１の長手方向の一方の端部部分は、開口の幅を広くしている。ノズル面をワイプする場合に、ノズル面を払拭するワイプブレードが開口部３１の幅より狭く加工されている。そのワイプブレードの位置が多少ずれていても、移動することで幅広になっている縁に当たり、その後、撓りながら縁に沿って移動することで、ノズル列３０の部分を払拭できるように案内する為である。また、外観から配置方向が容易に分かる効果もある。
　また、緩衝孔３２が配置されている範囲は、開口部３１の外周に対して、半分以上の長さに亘って配置されていることが好ましい。例えば外周の長さが２０ｃｍとすると、各緩衝孔３２の長手方向の長さの和が１０ｃｍ以上になるように、緩衝孔３２を設けることが好ましい。また、インクをこの緩衝孔３２により多く導くためには、さらに好ましくは５分の４から３分の２の長さの範囲にする。あまり緩衝孔３２が多過ぎると、強度不足となり、破損しやすくなるからである。
　図４は、インクジェットプリンターのブロック図である。制御手段４０は、演算、制御、判別、設定などの処理動作を実行するＣＰＵを備える制御手段である。制御手段４０はＲＯＭ４１に格納されている制御プログラムに従って動作する。ＲＡＭ４２は、記録データのバッファや制御手段４０による処理のワークエリア等として用いられる。キャリッジ移動モーター駆動回路４３は制御手段４０の制御によって動作し、キャリッジ８を移動させるモーター６を駆動する。リニアセンサー１６は、キャリッジ８の位置を検出するセンサーである。キャリッジレール１７に沿って配置されたリニアスケール８の目盛をリニアセンサー１６で検出する。このセンサー出力に基づいてキャリッジ８の位置を演算して取得する。ヘッド駆動回路４４は制御手段４０によって制御される。ヘッド駆動回路４４を介して、記録ヘッド９を動作させる。記録ヘッド９が複数搭載されている場合、制御部４０及びヘッド駆動回路４４は、各々の記録ヘッド９を個別に駆動させることができる。ヘッド駆動回路４４は制御手段４０から入力された情報に基づいて、各記録ヘッド９のインク吐出もしくは不吐出のタイミングを生成し、記録ヘッド９を駆動させる。インク吐出をさせる場合は、オン波形を生成し、不吐出させる場合には、オフ波形を生成し、各記録ヘッド９へ転送する。吐出のタイミングはキャリッジ８の位置に応じて決められる。
　記録媒体搬送手段４５は、制御手段４０の制御によって動作する。記録媒体搬送手段４５は、モーター５、搬送ローラ対３を含む。搬送ローラ対３を動作させて記録媒体５０を搬送する。キャップ移動モーター駆動回路４６は制御手段４０の制御によって動作する。キャップ移動モーター駆動回路４６はカム２６を駆動するモーターを駆動する。カム２６を回転させることで、ノズル面にキャップ１１の当接部２１を当接させ、密閉する。吸引ポンプ駆動回路４７は、吸引ポンプ２８を駆動する。
　制御手段４０の制御によってインクジェットプリンター１の各機能が制御される。また、制御手段４０に予めワイピング動作条件、キャッピングの動作条件などの情報を格納しておくことで、所定のワイピング、キャッピングの動作を行うことができる。上記ワイピング条件の例として、ワイプブレード１８の移動速度及びワイプブレード１８の記録ヘッド９のノズル面３０の擦摺回数などが挙げられる。また、キャッピング条件の例として、キャップ１１と記録ヘッド９の当接力を所定の圧にするためのカム２６の位置に応じたモーターの回転数などである。
　図５は、ノズル面とキャップの位置関係の第２の例を説明する図である。図６は、ノズルプレートとキャップの位置関係の第２の例を説明する図である。この２つの図を用いて説明する。ノズルガード２２は、接着剤２３によって外周縁部が固定されている。さらに、ノズルガード２２と記録ヘッド９の間が第２の接着エリアとなっている。ここに第２の接着剤５０を用いて記録ヘッド９の本体部とノズルガード２２の裏面を固定する。この接着エリアは、ノズル列３０の配置されたノズルプレート５１の側壁、ノズルガード２２の裏面、記録ヘッド９の本体部に囲まれている。夫々は第２の接着剤５０によって固定されている。図６では、ノズルガード２２と記録ヘッド９の本体部の間に配置されたノズルプレート５１の外縁６０を実線で示している。二重のリング状の鎖線で示される当接位置３３は、当接部２１の当接する位置を示している。ノズルプレート５１は第２の接着エリアを設けるために少し小型化されている。キャップはノズルガード２２に対して接離方向に移動する。当接部２１におけるこの接離方向の延長線上にノズルプレート５１が無いことが好ましい。すなわちノズルプレート５１の外側に当接部２１が当接する構成である。このようにすることで、第２の接着剤５０によって固定されている硬い部分にキャップが当接し、当接部２１によってノズルガード２２を押しても撓まないからである。第２の接着剤５０は、固まるとノズルプレート５１より硬度が増すものが使われることが好ましい。ノズルプレート５１のインク緩衝孔３２に対応する位置は第２の接着剤５０は塗布されていない。この部分にインクが入る可能性があるが、ノズルガード２２の撓み量が小さくなり、また、インク緩衝孔３２が開口部３１の全周に亘り配置されているので、インクがノズル列３０に到達することを防止できる。
　また、開口部３１から離れている部分に当接部２１が当接するので、ノズルガード２２が撓みにくくなっている。また、第２の接着剤５０によって密閉性が保たれる場合は、接着剤２３を用いなくとも良い。工程が減るので製造しやすくなる。
　本発明はインクジェットヘッドを備えるプリンターに利用できる。
１　インクジェットプリンター
２　プラテン
３　搬送ローラ対
４　キャリッジ
５　モーター
６　モーター
７　無端ベルト
８　リニアスケール
９　記録ヘッド
１０　ワイプユニット
１１　キャップ
１２　キャッピングユニット
１３　廃インクボトル
１４　インクカートリッジ
１５　インクチューブ
１６　リニアセンサー
１７　キャリッジレール
２１　当接部
２２　ノズルガード
２３　接着剤
２４　バネ
２５　キャップ台
２６　カム
２７　ベース
２８　吸引ポンプ
２９　吸引孔
３０　ノズル列
３２　インク緩衝孔
５０　記録媒体

Claims (6)

  1. 　記録媒体にインクを吐出する複数のノズルを列状に配置したノズルプレートと、該ノズルプレートから前記列状に配置された前記ノズルの前記インクの吐出方向に突出して設けられ、前記ノズルプレートと前記記録媒体との接触を防止するノズルガードと、前記ノズルプレートを固定する本体部と、を有するインクジェットヘッドにおいて、
    　前記ノズルプレートは前記本体部の前記記録媒体に対向する面に固定され、
    　前記ノズルガードは、前記列状に配置された前記ノズルの周囲を取り囲み、前記ノズルが露出する位置に開口部が設けられ、該開口部の縁の全周に沿って複数の貫通孔が間隔を空けて配置され、
    　前記ノズルガードの裏面と、前記本体部の前記記録媒体に対向する面の前記ノズルプレートが配置されている部分の外側とが接着剤で固定されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
  2. 　前記ノズルガードは接着剤によって、前記ノズルガードの外縁の全周が前記記録ヘッドの前記本体部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
  3. 　前記貫通孔は、前記ノズルの列方向に沿って長い長穴であって、該長穴が列状に複数配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットヘッド。
  4. 　前記貫通孔間は等間隔であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載にインクジェットヘッド。
  5. 　請求項１の記録ヘッドと、
    　記録媒体を搬送する搬送手段と、
    　前記記録ヘッドを搭載し、前記記録媒体の搬送方向に交差する方向に移動するキャリッジと、
    を有し、前記記録媒体に前記記録ヘッドからインクを吐出して画像を記録するインクジェットプリンター。
  6. 　前記ノズルガードと接して前記ノズルを含む空間を密閉するキャップを更に有し、前記ノズルプレートの短手方向の幅が、前記キャップの短手方向の幅より狭いことを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンター。
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