JP2010058279A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイピングによるノズル孔近傍の撥水膜劣化を防ぎ、それに伴う撥水性低下を抑制し、インクや紙粉の付着を防止することで安定した液滴吐出特性を得る。
【解決手段】撥水層を有する液滴吐出面にノズル孔列が形成された液滴吐出ヘッドと、液滴吐出面をワイピングすることにより異物を除去するワイパブレード５とを有する画像記録装置において、ノズル孔列のワイピング方向下流でノズル孔３からの距離がワイパブレードの当接長さ以下の範囲に凹部４を有し、ノズル孔列のワイピング方向上流でノズル孔からの距離がワイパブレードの当接長さ以下の範囲に平滑面を有する画像記録装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像記録装置に関する。

従来、コンピュータやワークステーションから画像を出力する装置としてインクを記録媒体に吐出して画像の形成を行うインクジェット方式の画像記録装置が知られている。この画像記録装置はインクを吐出するノズル孔を有する液滴吐出ヘッドを備えている。
液滴吐出ヘッドは画像を記録する際において、ノズル孔から記録媒体へインクを吐出して画像を記録する機能を備えている。液滴吐出ヘッドはノズル孔を晒したノズル面を通常撥水性の高い材料で被覆している。撥水性の強い材料でノズル面を被覆することで、ノズル孔から吐出する液滴の直進性の向上、およびノズル面にインクや紙粉が異物として付着することの防止、あるいは付着した異物の除去性を向上する機能を持たせている。

しかしながら、従来の液滴吐出ヘッドにおいては、ワイパブレードによるワイピング時にノズル孔エッジ部に形成された撥水層がワイパブレードにより磨耗しやすくワイピング方向下流側に撥水性の低下が生じる。
この摩耗によりノズル孔のワイピング方向下流に低撥水域が生じ、ワイピング時に低撥水域にインクが優先的に残りやすくなる。この付着インクがノズル孔エッジに残存し、吐出不良が起こるという問題があった。

このため、ノズル孔周りの撥水層の磨耗を防ぐためにノズル面には周囲より凹んだ領域が形成されており、この凹部内にノズル孔を配置していた。

しかしながら、ノズル面に凹部を形成し、その内部にノズル孔を配置してもワイピングによりワイピング方向下流のエッジが磨耗してしまう。これはワイパブレードの弾性変形によりノズル孔に当接してしまうためである。

そこで、特許文献１ではノズル列のワイピング方向上流側を広くすることでワイパ部材が安定してノズル列に到達し異物を除去しやすくする方法が開示されている。また、特許文献２には、凹部のワイピング方向下流の辺部に主表面に対して傾斜した傾斜面を有することで凹部内から異物を除去しやすくする方法が開示されている。
特開２００１−２８７３７８号公報 特開平１１−２７７７５６号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の技術では、ノズル孔エッジの撥水膜の摩耗に対する対策が不十分であり、ノズル孔エッジの撥水膜の磨耗により撥水性が低下し、ワイピングが不十分となり異物がノズル孔に残存し吐出を妨げ、安定した液吐出特性を低下させる原因となりうる。

そこで本発明の目的は、ワイピングによるノズル孔近傍の撥水膜劣化を防ぎ、それに伴う撥水性低下を抑制し、インクや紙粉の付着を防止することで安定した液滴吐出特性を得ることにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、撥水層を有する液滴吐出面にノズル孔列が形成された液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出面をワイピングすることにより異物を除去するワイパブレードとを有する画像記録装置において、前記ノズル孔列のワイピング方向下流でノズル孔からの距離が前記ワイパブレードの当接長さ以下の範囲に凹部を有し、前記ノズル孔列のワイピング方向上流で前記ノズル孔からの距離が前記ワイパブレードの当接長さ以下の範囲に平滑面を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ノズル孔列は前記ノズル孔が千鳥に配列されたものであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記ワイピング方向は前記ノズル孔列の方向と直交していることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記ワイピング方向が前記ノズル孔列の方向と平行であることを特徴とする。

本発明によれば、ワイパブレードが凹部に食込み弾性変形することで、ノズル孔に当接するブレードの圧力が下がりノズル孔エッジの磨耗を抑制することができる。この結果、ワイピングによるノズル孔近傍の撥水膜劣化を防ぎ、それに伴う撥水性低下を抑制し、インクや紙粉の付着を防止することで安定した液滴吐出特性を得ることができる。

図１は、本発明にかかる画像記録装置に用いられる液吐出ヘッドのノズルプレートを示す図である。
同図に示すノズルプレート１は、ノズル表面凹部２にノズル孔３が形成されており、ノズルプレート１には撥水層が形成されている。ノズルプレート１の外部には液滴吐出面をワイピングすることにより異物を除去するための図に波示されていないワイパブレードが配置されている。ワイパブレードのワイピング方向は図の矢印方向となっており、ノズル孔３の列（ノズル孔列）のワイピング方向下流でノズル孔３からの距離がワイパブレードの当接長さ以下の範囲に凹部としての溝４を有し、ノズル孔列のワイピング方向上流でノズル孔からの距離がワイパブレードの当接長さ以下の範囲に平滑面を有する。

ノズル孔列はノズル孔が千鳥状に配列されているのが好ましい。

ワイピング方向はノズル孔列の方向と直交するか、あるいはワイピング方向がノズル孔列の方向と平行であってもよい。

ここで、図４(a)〜(c)は、本発明の前提となった液滴吐出ヘッドとワイパブレードとの関係を説明するための説明図である。

ノズルプレート１の液滴吐出面へのワイパブレード５の圧力を低下させる、かまたはノズル孔３にワイパブレード５を当接させないことで撥水層の劣化を防ぐことができる。
しかしながら、付着・乾燥したインクや紙粉などの異物を十分に除去することができなくなってしまうという問題がある。ワイパブレード５とノズルプレート１とは図４(a)に示すように当接しており、当接面は図４(b)のようになっている。
ここで、ワイパブレード５の角がノズル孔３にかかったとき図４(c)に示すように弾性変形してノズル孔３に食込む。

しかしながら、本発明に係る画像記録装置及び画像記録装置の液滴吐出ヘッドでは、全てのノズル孔列のワイピング方向下流でノズル孔からの距離がワイパブレードの当接長さ以下の範囲に凹部を有する。ワイピングでブレードが凹部にかかったとき、図１のようにブレードは弾性変形により凹部に落ち込む。その変形によりノズル孔側の食込みが減少しノズル孔エッジの撥水層の磨耗を抑えることができる。

また、本発明に係る画像記録装置及び画像記録装置の液滴吐出ヘッドでは、ノズル孔３の列のワイピング方向上流がワイパブレード５の当接長さ以下の範囲に凹部としての溝４を有さないことが望ましい。その範囲に溝４を有さないことで、図５(b)に示すように図５(a)と比較して当接面積が減少し、ノズル孔３への圧力が増大することを防ぐことができ、ノズル孔３のエッジの撥水層の磨耗を抑えることができる。

図５(a)、(b)は、本発明にかかる画像記録装置に用いられる液滴吐出ヘッドのワイパブレードの当節長さとノズルとの関係を説明するための説明図である。

なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。

図２(a)は、本発明にかかる画像記録装置の液滴吐出ヘッドの一実施例を示す図である。ノズルプレート１を有する液滴吐出ヘッドを搭載した画像記録装置（IPSIO GX3000改造機(リコー製)）において100k枚印字を行った後、エッジ部にインクの付着したノズル孔の有無を評価した。

図２(b)は、本発明にかかる画像記録装置の液滴吐出ヘッドの他の実施例を示す図である。ノズルプレート１を有する液滴吐出ヘッドを搭載した画像記録装置（IPSIO GX3000改造機(リコー製)）において100k枚印字を行った後、エッジ部にインクの付着したノズル孔の有無を評価した。

比較例

図２(c)は、本発明にかかる画像記録装置の液吐出ヘッドの比較例を示す図である。この比較例は、ノズル面に凹部４を有し、その凹部４の内部にノズル孔３が配置されたノズルプレート１で本発明にかかる画像記録装置の液滴吐出ヘッドのような溝４を有さない構成を有する。
ノズルプレート１を有する液滴吐出ヘッドを搭載した画像記録装置（IPSIO GX3000改造機(リコー製)）において100k枚印字を行った後、エッジ部にインクの付着したノズル孔３の有無を評価した。

実施例１，２、及び比較例の比較を表１に示す。
ノズル孔３のエッジ部のインク付着は以下のように官能評価によって表している。
○：インクの付着は見られず良好である。
△：ややインクの付着が見られる。
×：インクの付着が見られる。

実施例１，２と比較例との比較により、本発明による液滴吐出ヘッドはワイピングによる撥水性の低下を抑えることができることがわかる。
図３(a),(b)は、ワイピング方向がノズル孔列に平行な方向の場合の実施例を示す図である。このような構成においても同様の効果が期待できる。
なお、上述した実施例は、本発明の好適な実施例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

（効 果）
液滴吐出面に撥水層が形成された液滴吐出ヘッドにおいて、全てのノズル列のワイピング方向下流でノズル孔からの距離がワイパブレードの当接長さ以下の範囲に凹部を有する。よってワイパブレードが凹部に食込み弾性変形することで、ノズル孔に当接するブレードの圧力が下がりノズル孔エッジの磨耗を抑制することができる。

ワイピング方向上流でノズル孔からの距離がワイパブレードの当接長さ以下の範囲に凹部を有する場合、ブレードの当接面積が減少するためノズル孔にかかる圧力が増大する。したがって、ワイピング方向上流では前記凹部を有さないことが望ましい。

複数のノズル列を千鳥に配列することでドットの合間を平坦部として取ることができ、ワイピング方向上流に平坦部を設けてもヘッドを大型化することはない。

ワイピング方向がノズル列に垂直な方向である場合の実施形態である。ワイピング方向をノズル列に垂直にすることで、高密度のピッチでも平坦部を広く取ることができる。

ワイピング方向がノズル列に平行な方向である。ワイピング方向をノズル列に平行とすることで、直交方向のワイピングと比較しインクの混色が起こりにくい。また、図３(b)に示すように、ノズルの配列を千鳥にすることでワイピング方向において高密度のピッチでも前述と同様な構成とすることができる。

本発明は、液吐出ヘッドを有する複写機、プリンタ、スキャナプリンタ、ファクシミリ装置、これらを複合した複合機に利用できる。

本発明にかかる画像記録装置に用いられる液吐出ヘッドのノズルプレートを示す図である。 (a)は、本発明にかかる画像記録装置の液滴吐出ヘッドの一実施例を示す図であり、(b)は、本発明にかかる画像記録装置の液滴吐出ヘッドの他の実施例を示す図であり、(c)は、本発明にかかる画像記録装置の液吐出ヘッドの比較例を示す図である。 (a),(b)は、ワイピング方向がノズル孔列に平行な方向の場合の実施例を示す図である。 (a)〜(c)は、本発明の前提となった液滴吐出ヘッドとワイパブレードとの関係を説明するための説明図である。 (a)、(b)は、本発明にかかる画像記録装置に用いられる液滴吐出ヘッドのワイパブレードの当節長さとノズルとの関係を説明するための説明図である。

符号の説明

１ ノズルプレート
２ ノズル表面凹部（凹部）
３ ノズル孔
４ 凹部（溝）
５ ワイパブレード

Claims (4)

1. 撥水層を有する液滴吐出面にノズル孔列が形成された液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出面をワイピングすることにより異物を除去するワイパブレードとを有する画像記録装置において、
   前記ノズル孔列のワイピング方向下流でノズル孔からの距離が前記ワイパブレードの当接長さ以下の範囲に凹部を有し、前記ノズル孔列のワイピング方向上流で前記ノズル孔からの距離が前記ワイパブレードの当接長さ以下の範囲に平滑面を有することを特徴とする画像記録装置。
2. 前記ノズル孔列は、前記ノズル孔が千鳥状に配列されたものであることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記ワイピング方向は、前記ノズル孔列の方向と直交していることを特徴とする請求項１または２に記載の画像記録装置。
4. 前記ワイピング方向が前記ノズル孔列の方向と平行であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像記録装置。

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