JP2022024739A - 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高コストにならずに、電気接続部にインクが接触することを抑制できる液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体を吐出するヘッド本体部８０と、前記ヘッド本体部の外側に設けられたカバー部材８１と、前記カバー部材の上面に設けられた液体供給口８３と、前記カバー部材の側面に設けられた電気接続部８２と、を有し、前記カバー部材の上面において、前記電気接続部が設けられた側面側が当該側面側以外の部分よりも高くなっていることを特徴とする。例えば段差８５を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド（インクジェットヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置が知られている。このような画像形成装置としては、例えばインクジェット記録装置が知られている。

液体吐出ヘッドにおいて、液体を吐出するヘッド本体部と、ヘッド本体部を保護するカバー部材とを有する構成が知られている。このような構成においては、コネクタ部などの配線部にインクが付着する問題の他、インクがカバー部材の内部に侵入する問題がある。

特許文献１では、ヘッド側と配線ケーブルを有するカバー部材側の間で着脱可能なコネクタ部を有するとともに、カバー部材側には放熱部材を貫通させて外気に触れさせることが開示されている。特許文献１では、配線コネクタをヘッド上部に設けるとともに、配線ケーブル、コネクタ部、カバー部材が一体となったものとヘッド本体部とを接続する。このため、不測の事態等によりインク滴がヘッドに垂れた場合でも、配線部がむき出しとなっている箇所にはインク滴が付着しないと考えられる。

また特許文献２では、液体を供給する入口ポートとコネクタを上面に配置したヘッド本体部に、コネクタに対応する開口部が設けられたカバー部材を取り付けることが開示されている。特許文献２によれば、フレーム部材とカバー部材との間から液体が内部に侵入することを抑制できるとしている。

しかしながら、特許文献１では、専用のカバー部材やコネクタ部が必要になるため、高コストになってしまう。また、カバー部材と配線ケーブルが一体として形成されるため、高コストになることに加え、任意の長さの配線ケーブルが使用できない。特許文献２では、コネクタがカバー部材の開口部から抜き出た構成になるため、インクがヘッドに垂れた場合等により、インクがコネクタ等に付着することが懸念される。コネクタ部等の電気接続部にインクが接触するとヘッドが故障する可能性がある。このため、高コストにならずに、電気接続部にインクが接触することを抑制できる技術が求められている。

そこで、本発明は、高コストにならずに、電気接続部にインクが接触することを抑制できる液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するヘッド本体部と、前記ヘッド本体部の外側に設けられたカバー部材と、前記カバー部材の上面に設けられた液体供給口と、前記カバー部材の側面に設けられた電気接続部と、を有し、前記カバー部材の上面において、前記電気接続部が設けられた側面側が当該側面側以外の部分よりも高くなっていることを特徴とする。

本発明によれば、高コストにならずに、電気接続部にインクが接触することを抑制できる液体吐出ヘッドを提供することができる。

本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す斜視概略図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す断面概略図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの他の例を示す斜視概略図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの他の例を示す斜視概略図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの他の例を示す斜視概略図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの他の例を示す断面概略図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの他の例を示す断面概略図（Ａ）及び正面図（Ｂ）である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの他の例を示す斜視概略図である。 比較例に係る液体吐出ヘッドを示す斜視概略図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの他の例における断面概略図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの他の例における他の断面概略図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの他の例における断面概略図である。 本発明に係る液体を吐出する装置の一例における概略図である。 ヘッドユニットの一例における概略図である。 液体循環装置の一例におけるブロック説明図である。 本発明に係る液体を吐出する装置の他の例における概略図である。 本発明に係る液体を吐出する装置の他の例における概略図である。 本発明に係る液体吐出ユニットの一例における概略図である。 本発明に係る液体吐出ユニットの他の例における概略図である。

以下、本発明に係る液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

（第１の実施形態）
本発明の液体吐出ヘッドは、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するヘッド本体部と、前記ヘッド本体部の外側に設けられたカバー部材と、前記カバー部材の上面に設けられた液体供給口と、前記カバー部材の側面に設けられた電気接続部と、を有し、前記カバー部材の上面において、前記電気接続部が設けられた側面側が当該側面側以外の部分よりも高くなっていることを特徴とする。

まず、本発明に含まれない比較例について図９を用いて説明する。図９は、比較例の液体吐出ヘッドの斜視図である。ここでは、ヘッド本体部８０、ヘッドカバー８１、インク供給口８３、電気接続部８２が図示されている。インク供給口８３はヘッドカバー８１の上面に設けられており、電気接続部８２はヘッドカバー８１の側面に設けられている。

本例において、インク滴がヘッドカバーに垂れたとしても、インク滴は直接、電気接続部に付着しない。しかし、ヘッドカバー上面に垂れたインクが電気接続部側に流れてしまう可能性があり、電気接続部にインクが流れると故障につながれるおそれがある。

次に、本実施形態の液体吐出ヘッドを図１に示す。図１は、本実施形態の液体吐出ヘッドの斜視図である。図９と同様に、ヘッド本体部８０、ヘッドカバー８１、インク供給口８３、電気接続部８２が図示されている。

ヘッド本体部８０はインク等の液体を吐出する。ヘッドカバー８１はカバー部材の一例であり、ヘッド本体部８０の外側に設けられている。インク供給口８３は液体供給口の一例であり、ヘッドカバー８１の上面に設けられている。インク供給口８３の数や配置等は図示されるものに制限されない。電気接続部８２はヘッドカバー８１の側面に設けられている。電気接続部８２をエレキ接続部などとも称することがある。

本実施形態において、図示されるように、ヘッドカバー８１の上面において、電気接続部８２が設けられた側面側に段差８５が設けられている。すなわち、ヘッドカバー８１の上面において、電気接続部８２が設けられた側面側が当該側面側以外の部分よりも高くなっている。これにより、不測の事態等でインク滴がヘッドカバーの上面に垂れた場合でも、カバー側面側の電気接続部８２に流れることを抑制でき、インク付着による故障の発生を抑えることができる。また本実施形態によれば、ヘッドカバーと配線ケーブルを一体として形成する必要がないため、コストが増大することを抑制でき、任意の長さの配線ケーブルが使用できないという事態を解消することができる。

本実施形態では、カバー側面側の電気接続部８２にインクが流れることを抑制することを目的としており、このためには図示される段差８５に限られない。例えばカバー側面側が高くなる傾斜などとしてもよい。このように高さが高くなる部分をせき止め部と称してもよい。段差８５はせき止め部の一例であり、ヘッドカバー８１の上面において、電気接続部８２が設けられた側面側にせき止め部を設けることにより、インクが側面に流れることを抑制することができる。

本実施形態では、ヘッドカバー８１の上面において、電気接続部８２が設けられた側面側が当該側面側以外の部分よりも高くなっていると表現しているが、この構成は別の表現でも言い換え可能である。例えば、ヘッドカバー８１の上面において、電気接続部８２が設けられた側面側の一部が液体吐出方向と反対方向に突出していると表現してもよい。この他にも例えば、ヘッドカバー８１の上面において、電気接続部８２が設けられた側面側以外の部分が前記側面側よりも低くなっていると表現してもよい。

段差８５の高さとしては、インクが流れることを抑制できればよく、適宜変更することができる。段差８５は、例えばヘッドカバー８１の上面における他の箇所よりも高くなっていればよい。他の箇所としては、適宜変更され、例えばインク供給口８３が設けられている箇所、ヘッドカバー８１の上面における中央の箇所等が挙げられる。また、本例ではヘッドカバー８１の上面における、電気接続部８２が設けられた側面側に段差８５を設けている。段差８５はヘッドカバー８１の上面における端部に設けられていてもよいし、端部から距離をおいて設けられてもよい。

本実施形態において、インク供給口８３は、ヘッドカバー８１のうち電気接続部８２が設けられた側面側以外の部分に設けられている。この場合、インク供給口８３はヘッドカバー８１の上面における、前記側面側よりも高さが低い箇所に設けられることになる。これにより、インク供給口８３に挿しているチューブなどからインクが漏れたとしても、また例えば、インク供給口８３のチューブ等の抜き差し時にインクが垂れたとしても、ヘッドカバー８１の側面側の電気接続部８２にインクが流れていきにくくなる。このため、ヘッドカバー８１の電気接続部８２側にインクが流れ出すことを抑制することができ、故障の発生を抑えることができる。

本実施形態において、電気接続部には、該電気接続部に接続部材を接続した後の状態における、該電気接続部の端子面を保護する保護部材が設けられていることが好ましい。端子面を保護することにより、ミストなどの浮遊インクが発生した場合や、万一電気接続部８２側の側面にインクが垂れた場合でも、電気接続部８２へのインク付着によるヘッド故障を防止することができる。

保護部材としては、適宜選択することができ、例えば弾性部材を用いることができる。例えば弾性部材により端子面を覆う構成とすることができる。

保護部材を用いた場合の構成例を図２に示す。図２は、本実施形態における開口部周辺の断面図であり、電気接続部８２と接続部材９１を接続した後の状態を図示するものである。図示されるように、電気接続部８２の端子面８２ａが保護部材９２により保護されている。保護部材９２の形状、大きさ等は、図示されるものに限られず、適宜変更することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の液体吐出ヘッドの他の実施形態について説明する。上記実施形態と同様の事項については説明を省略する。また、上記実施形態における好ましい構成は、本実施形態においても適用することができる。

本実施形態では、ヘッドカバーの上面において、電気接続部が設けられた側面側とは異なる側面側に段差が設けられている。
本実施形態の液体吐出ヘッドの斜視図を図３に示す。図３は、本実施形態の一例を説明するものであり、図１と同様の斜視図である。ここで示される例では、ヘッドカバー８１の上面において、電気接続部８２が設けられた側面側とは異なる側面側に段差８６が設けられている。これにより、ヘッドカバー８１の上面に垂れたインクが流れていく方向を任意の向きに誘導することができ、電気接続部８２にインクが付着することを抑制できる。

本例では、電気接続部８２が設けられた側面側と反対側に段差８６を設けたが、他方の側面側であってもよいし、３方に段差を設けるようにしてもよい。ヘッドカバー８１を上から見たときに、段差が例えばＬ字状となるようにしてもよいし、コの字状となるようにしてもよい。

なお、本実施形態では、ヘッドカバー８１の側面側にインクが流れることを抑制する手段として段差を用いて説明しているが、上記実施形態におけるせき止め部としてもよい。

（第３の実施形態）
次に、本発明の液体吐出ヘッドの他の実施形態について説明する。上記実施形態と同様の事項については説明を省略する。また、上記実施形態における好ましい構成は、本実施形態においても適用することができる。

本実施形態では、ヘッドカバーの上面において、インク供給口の周辺全体に段差が設けられている。
本実施形態の液体吐出ヘッドの斜視図を図４に示す。図示されるように、ヘッドカバー８１の上面において、ヘッドカバー８１の側面側の全てに（４辺に）段差８７が設けられている。これにより、ヘッドカバー８１の上面にインクが垂れたとしても、インクがヘッドカバー８１の上面に溜まるため、ヘッドカバー８１の上面から側面に垂れることを抑制ことができる。

なお、本実施形態では、ヘッドカバー８１の側面側にインクが流れることを防止する手段として段差を用いて説明しているが、上記実施形態におけるせき止め部としてもよい。

（第４の実施形態）
次に、本発明の液体吐出ヘッドの他の実施形態について説明する。上記実施形態と同様の事項については説明を省略する。また、上記実施形態における好ましい構成は、本実施形態においても適用することができる。

本実施形態において、電気接続部は、ヘッドカバーの内側に位置し、ヘッドカバーは、電気接続部に接続部材を接続させるための開口部を有する。
本実施形態の液体吐出ヘッドの斜視図を図５に示す。図示されるように、ヘッドカバー８１には開口部８８が設けられている。開口部８８を介して接続部材を電気接続部８２に接続させる。電気接続部８２がヘッドカバー８１の内側に位置しているため、万一インクがヘッドカバー８１の上面から側面側に垂れた場合でも、電気接続部８２にインクが付着することを抑制することができる。

なお、図５に示される例では段差８５と段差８６を設けているが、本実施形態はこれに限られるものではない。また、上記実施形態と同様に、段差をせき止め部としてもよい。

本実施形態では、開口部８８の開口部分をふさぐために閉塞部材を用いることが好ましい。すなわち、本例では、開口部８８を介して電気接続部８２に接続部材を接続した後の状態における、開口部８８の開口部分をふさぐ閉塞部材が設けられている。これにより、ミストなどの浮遊インクが発生した場合や、万一電気接続部８２側の側面にインクが垂れた場合でも、電気接続部８２へのインク付着によるヘッド故障を抑制することができる。

閉塞部材としては、適宜選択することができ、例えば弾性部材を用いることができ、また例えばガスケット等を用いることができる。

閉塞部材を用いた場合の構成例を図６に示す。図６は、本実施形態における開口部周辺の断面図であり、電気接続部８２と接続部材９１を接続した後の状態を図示するものである。図示されるように、開口部８８の開口部分を閉塞部材９３によりふさいでいる。閉塞部材９３の形状、大きさ等は、図示されるものに限られず、適宜変更することができる。

閉塞部材を用いた場合の構成例について、図７を用いて詳細に説明する。図７（Ａ）は、本実施形態における開口部周辺の断面図であり、電気接続部８２と接続部材９１を接続した後の状態を図示するものである。本例では、ヘッドカバー８１には開口部が設けられており、ヘッドカバー８１の内側に電気接続部８２が位置し、電気接続部８２は基板９４に設けられている。

本例において、閉塞部材９３としては、例えばゴム製のパッキンを用いることができる。また接続部材９１としては、例えばＦＦＣ（Flexible Flat Cable）を用いることができる。

図７（Ａ）に示すように接続するには、例えば閉塞部材９３に接続部材９１を通し、電気接続部８２に接続部材９１を差し込み、ヘッドカバー８１の開口部に閉塞部材９３をはめ込む。これにより、図示するように接続することができる。

図７（Ｂ）は図７（Ａ）のａ方向から見た場合の正面図（もしくは側面図）であり、接続部材９１を接続する前の状態を示す図である。例えば、閉塞部材９３には接続部材９１を挿入するためのスリットが設けられており、接続部材９１がスリットを介して電気接続部８２に接続した後に、閉塞部材９３をヘッドカバー８１の開口部にはめこむ。

（第５の実施形態）
次に、本発明の液体吐出ヘッドの他の実施形態について説明する。上記実施形態と同様の事項については説明を省略する。また、上記実施形態における好ましい構成は、本実施形態においても適用することができる。

本実施形態の液体吐出ヘッドは、ヘッドカバーの上面に液体排出口が設けられた循環型のヘッドである。
本実施形態の液体吐出ヘッドの斜視図を図８に示す。図示されるように、ヘッドカバー８１の上面にインク供給口８３とインク排出口８４が設けられている。インク排出口８４は液体排出口の一例である。インク供給口８３とインク排出口８４の数や配置等は、図示されるものに制限されない。

このように、本発明の液体吐出ヘッドは、非循環型のヘッドだけでなく、循環型のヘッドとすることができ、循環型のヘッドにおいても上記実施形態と同様の効果を発揮することができる。循環型のヘッドは非循環型ヘッドに比べてインク供給系に高い圧力が加わるため、インク漏れのリスクが高くなるが、このようなヘッドにおいてもインクが垂れた場合に、電気接続部にインクが垂れるのを抑制でき、ヘッドの故障を抑制することができる。

なお、図８では、ヘッドカバーが開口部を有する場合の例を示しているが、これに限られず、開口部を有していないヘッドカバーであってもよい。また、ここで示される例では段差８５と段差８６を設けているが、本実施形態はこれに限られるものではない。また、上記実施形態と同様に、段差をせき止め部としてもよい。

（ヘッドの基本構成並びに液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置）
次に、本実施形態の液体吐出ヘッドの基本構成について説明する。図１０は本実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（圧力室長手方向）に沿う断面説明図であり、図１１は同じくノズル配列方向に沿う断面説明図である。

本実施形態の液体吐出ヘッド１００は、ノズル板１と、個別流路部材である流路板２と、壁面部材としての振動板部材３とを積層接合している。そして、振動板部材３の振動領域（振動板）３０を変位させる圧電アクチュエータ１１と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通流路部材２０とを備えている。

ノズル板１は、液体を吐出する複数のノズル４を有している。

流路板２は、複数のノズル４に通じる複数の圧力室６と、各圧力室６にそれぞれ通じる個別流路である個別供給流路７と、１又は複数（本実施形態では１つ）の個別供給流路７に通じる液導入部となる中間供給流路８を形成している。

振動板部材３は、流路板２の圧力室６の壁面を形成する変位可能な複数の振動板（振動領域）３０を有する。ここでは、振動板部材３は２層構造（限定されない）とし、流路板２側から薄肉部を形成する第１層３Ａと、厚肉部を形成する第２層３Ｂで構成されている。

そして、薄肉部である第１層３Ａで圧力室６に対応する部分に変形可能な振動領域３０を形成している。振動領域３０内には、第２層３Ｂで圧電アクチュエータ１１と接合する厚肉部である凸部３０ａを形成している。

そして、振動板部材３の圧力室６とは反対側に、振動板部材３の振動領域３０を変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１１を配置している。

この圧電アクチュエータ１１は、ベース部材１３上に接合した圧電部材にハーフカットダイシングによって溝加工をして、ノズル配列方向において、所要数の柱状の圧電素子１２を所定の間隔で櫛歯状に形成している。そして、圧電素子１２は、振動板部材３の振動
領域３０に形成した厚肉部である凸部３０ａに接合している。

この圧電素子１２は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極（端面電極）に接続され、外部電極にフレキシブル配線部材１５が接続されている。

共通流路部材２０は複数の圧力室６に通じる共通供給流路１０を形成している。共通供給流路１０は、振動板部材３に設けた開口部９を介して液導入部となる中間供給流路８に連通し、中間供給流路８を介して個別供給流路７に通じている。

この液体吐出ヘッド１００においては、例えば圧電素子１２に与える電圧を基準電位（中間電位）から下げることによって圧電素子１２が収縮し、振動板部材３の振動領域３０が引かれて圧力室６の容積が膨張することで、圧力室６内に液体が流入する。

その後、圧電素子１２に印加する電圧を上げて圧電素子１２を積層方向に伸長させ、振動板部材３の振動領域３０をノズル４に向かう方向に変形させて圧力室６の容積を収縮させることにより、圧力室６内の液体が加圧され、ノズル４から液体が吐出される。

図１２は、本実施形態における液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（圧力室長手方向）に沿う断面説明図である。本実施形態の液体吐出ヘッド１００は、循環型液体吐出ヘッドであり、ノズル板１と、流路板２と、壁面部材としての振動板部材３とを積層接合している。そして、振動板部材３の振動領域（振動板）３０を変位させる圧電アクチュエータ１１と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通流路部材２０とを備えている。

そして、流路板２は、複数のノズル４に各々ノズル連通路５を介して通じる複数の圧力室６と、複数の圧力室６に各々通じる複数の流体抵抗部を兼ねる個別供給流路７と、２以上の個別供給流路７に通じる１又は複数の液導入部となる中間供給流路８などを形成している。

個別供給流路７は、前記実施形態と同様に、個別供給流路７は、圧力室６よりも流体抵抗が高い２つの第１流路部７Ａ及び第２流路部７Ｂと、第１流路部７Ａと第２流路部７Ｂとの間に配置され、第１流路部７Ａ及び第２流路部７Ｂよりも流体抵抗が低い第３流路部７Ｃとを含む。

なお、流路板２は、複数枚の板状部材２Ａ～２Ｅを積層して構成しているが、これに限るものではない。

また、流路板２は、複数の圧力室６にノズル連通路５を介して各々通じる流路板２の面方向に沿う複数の個別回収流路５７と、２以上の個別回収流路５７に通じる１又は複数の液導出部となる中間回収流路５８を形成している。

個別回収流路５７は、圧力室６よりも流体抵抗が高い２つの第１流路部５７Ａ及び第２流路部５７Ｂと、第１流路部５７Ａと第２流路部５７Ｂとの間に配置され、第１流路部５７Ａ及び第２流路部５７Ｂよりも流体抵抗が低い第３流路部５７Ｃとを含む。個別回収流路５７は、第２流路部５７Ｂよりも循環方向において下流側となる流路部５７Ｄは第３流路部５７Ｃと同じ流路幅にしている。

共通流路部材２０は、共通供給流路１０と共通回収流路５０とを形成している。なお、本実施形態においては、共通供給流路１０は、ノズル配列方向において共通回収流路５０と並ぶ流路部分１０Ａと、共通回収流路５０と並ばない流路部分１０Ｂとで構成している。

共通供給流路１０は、振動板部材３に設けた開口部９を介して液導入部となる中間供給流路８に連通し、中間供給流路８を介して個別供給流路７に通じている。共通回収流路５０は、振動板部材３に設けた開口部５９を介して液導出部となる中間回収流路５８に連通し、中間回収流路５８を介して個別回収流路５７に通じている。

また、共通供給流路１０は例えばインク供給口８３に通じ、共通回収流路５０は例えばインク排出口８４に通じている。

なお、その他の振動板部材３の層構成、圧電アクチュエータ１１の構成などは、上記実施形態と同様である。

この液体吐出ヘッド１００においても、上記実施形態と同様にして、圧電素子１２を積層方向に伸長させ、振動板部材３の振動領域３０をノズル４に向かう方向に変形させて圧力室６の容積を収縮させることにより、圧力室６内の液体が加圧され、ノズル４から液体が吐出される。

また、ノズル４から吐出されない液体はノズル４を通過して個別回収流路５７から共通回収流路５０に回収され、共通回収流路５０から外部の循環経路を通じて共通供給流路１０に再度供給される。また、ノズル４から液体吐出を行っていないときも、共通供給流路１０から圧力室６を経て共通回収流路５０に液体が循環し、外部の循環経路を通じて共通供給流路１０に再度供給される。

本実施形態においても、簡単な構成で、液体吐出に伴う圧力変動を減衰して、共通供給流路１０、共通回収流路５０に対する伝搬を抑制することができる。

次に、本発明に係る液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置について説明する。
本発明の液体吐出ユニットは、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えている。また、本発明の液体吐出ユニットは、前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した構成が好ましい。

本発明に係る液体を吐出する装置は、本発明に係る液体吐出ヘッド、又は、本発明に係る液体吐出ユニットを備えている。

本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は同装置の概略説明図、図１４は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

この液体を吐出する装置である印刷装置５００は、連続体５１０を搬入する搬入手段５０１と、搬入手段５０１から搬入された連帳紙、シート材などの連続体５１０を印刷手段５０５に案内搬送する案内搬送手段５０３と、連続体５１０に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段５０５と、連続体５１０を乾燥する乾燥手段５０７と、連続体５１０を搬出する搬出手段５０９などを備えている。

連続体５１０は搬入手段５０１の元巻きローラ５１１から送り出され、搬入手段５０１、案内搬送手段５０３、乾燥手段５０７、搬出手段５０９の各ローラによって案内、搬送されて、搬出手段５０９の巻取りローラ５９１にて巻き取られる。

この連続体５１０は、印刷手段５０５において、搬送ガイド部材５５９上をヘッドユニット５５０及びヘッドユニット５５５に対向して搬送され、ヘッドユニット５５０から吐出される液体によって画像が形成され、ヘッドユニット５５５から吐出される処理液で後処理が行われる。

ここで、ヘッドユニット５５０には、例えば、搬送方向上流側から、４色分のフルライン型ヘッドアレイ５５１Ａ、５５１Ｂ、５５１Ｃ、５５１Ｄ（以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ５５１」という。）が配置されている。

各ヘッドアレイ５５１は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送される連続体５１０に対してブラックＫ，シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。

ヘッドアレイ５５１は、例えば、本発明に係る液体吐出ヘッド（これを、単に「ヘッド」ともいう。）１００をベース部材５５２上に千鳥状に並べて配置したものであるが、これに限らない。

次に、液体循環装置の一例について図１５を参照して説明する。図１５は同循環装置のブロック説明図である。なお、ここでは１つのヘッドのみ図示しているが、複数のヘッドを配列する場合には、マニホールドなどを介して複数のヘッドの供給側、回収側にそれぞれ供給側液体経路、回収側液体経路を接続することになる。

液体循環装置６００は、供給タンク６０１、回収タンク６０２、メインタンク６０３、第１送液ポンプ６０４、第２送液ポンプ６０５、コンプレッサ６１１、レギュレータ６１２、真空ポンプ６２１、レギュレータ６２２、供給側圧力センサ６３１、回収側圧力センサ６３２などで構成されている。

ここで、コンプレッサ６１１及び真空ポンプ６２１は、供給タンク６０１内の圧力と回収タンク６０２内の圧力とに差圧を生じさせる手段を構成している。

供給側圧力センサ６３１は、供給タンク６０１とヘッド１００との間であって、ヘッド１００の供給ポート７１に繋がった供給側液体経路に接続されている。回収側圧力センサ６３２は、ヘッド１００と回収タンク６０２との間であって、ヘッド１００の回収ポート７２に繋がった回収側液体経路に接続されている。

回収タンク６０２の一方は、第１送液ポンプ６０４を介して供給タンク６０１と接続されており、回収タンク６０２の他方は第２送液ポンプ６０５を介してメインタンク６０３と接続されている。

これにより、供給タンク６０１から供給ポート７１を通ってヘッド１００内に液体が流入し、回収ポート７２から回収タンク６０２へ回収され、第１送液ポンプ６０４によって回収タンク６０２から供給タンク６０１へ液体が送られることによって、液体が循環する循環経路が構成される。

ここで、供給タンク６０１にはコンプレッサ６１１がつなげられており、供給側圧力センサ６３１で所定の正圧が検知されるように制御される。一方、回収タンク６０２には真空ポンプ６２１がつなげられており、回収側圧力センサ６３２で所定の負圧が検知されるよう制御される。

これにより、ヘッド１００内を通って液体を循環させつつ、メニスカスの負圧を一定に保つことができる。

また、ヘッド１００のノズル４から液体を吐出すると、供給タンク６０１及び回収タンク６０２内の液体量が減少していく。そのため、適宜、第２送液ポンプ６０５を用いて、メインタンク６０３から回収タンク６０２に液体を補充する。

なお、メインタンク６０３から回収タンク６０２への液体補充のタイミングは、回収タンク６０２内の液体の液面高さが所定高さよりも下がったときに液体補充を行うなど、回収タンク６０２内に設けた液面センサなどの検知結果によって制御することができる。

次に、本発明に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の他の例について図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は同装置の要部平面説明図、図１７は同装置の要部側面説明図である。

この印刷装置５００は、シリアル型装置であり、主走査移動機構４９３によって、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構４９３は、ガイド部材４０１、主走査モータ４０５、タイミングベルト４０８等を含む。ガイド部材４０１は、左右の側板４９１Ａ、４９１Ｂに架け渡されてキャリッジ４０３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ４０５によって、駆動プーリ４０６と従動プーリ４０７間に架け渡したタイミングベルト４０８を介して、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動される。

このキャリッジ４０３には、本発明に係る液体吐出ヘッド１００及びヘッドタンク４４１を一体にした液体吐出ユニット４４０を搭載している。液体吐出ユニット４４０の液体吐出ヘッド１００は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド１００は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。

液体吐出ヘッド１００は、前述した液体循環装置６００と接続されて、所要の色の液体が循環供給される。

この印刷装置５００は、用紙４１０を搬送するための搬送機構４９５を備えている。搬送機構４９５は、搬送手段である搬送ベルト４１２、搬送ベルト４１２を駆動するための副走査モータ４１６を含む。

搬送ベルト４１２は用紙４１０を吸着して液体吐出ヘッド１００に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト４１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４１３と、テンションローラ４１４との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。

そして、搬送ベルト４１２は、副走査モータ４１６によってタイミングベルト４１７及びタイミングプーリ４１８を介して搬送ローラ４１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。

さらに、キャリッジ４０３の主走査方向の一方側には搬送ベルト４１２の側方に液体吐出ヘッド１００の維持回復を行う維持回復機構４２０が配置されている。

維持回復機構４２０は、例えば液体吐出ヘッド１００のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングするキャップ部材４２１、ノズル面を払拭するワイパ部材４２２などで構成されている。

主走査移動機構４９３、維持回復機構４２０、搬送機構４９５は、側板４９１Ａ，４９１Ｂ、背板４９１Ｃを含む筐体に取り付けられている。

このように構成したこの印刷装置５００においては、用紙４１０が搬送ベルト４１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト４１２の周回移動によって用紙４１０が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ４０３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド１００を駆動することにより、停止している用紙４１０に液体を吐出して画像を形成する。

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図１８を参照して説明する。図１８は同ユニットの要部平面説明図である。

この液体吐出ユニット４４０、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂ及び背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ４０３と、液体吐出ヘッド１００で構成されている。

なお、この液体吐出ユニット４４０の例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０を更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図１９を参照して説明する。図１９は同ユニットの正面説明図である。

この液体吐出ユニット４４０は、流路部品４４４が取付けられた液体吐出ヘッド１００と、流路部品４４４に接続されたチューブ４５６で構成されている。

なお、流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンク４４１を含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には液体吐出ヘッド１００と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。

本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構、液体循環装置の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

８０ ヘッド本体部
８１ ヘッドカバー
８２ 電気接続部
８２ａ 端子面
８３ インク供給口
８４ インク排出口
８５、８６、８７ 段差
８８ 開口部
９１ 接続部材
９２ 保護部材
９３ 閉塞部材
９４ 基板

特開２０１７－１６４９１７号公報 特開２０１８－８６８２７号公報

Claims (12)

1. 液体を吐出するヘッド本体部と、
   前記ヘッド本体部の外側に設けられたカバー部材と、
   前記カバー部材の上面に設けられた液体供給口と、
   前記カバー部材の側面に設けられた電気接続部と、を有し、
   前記カバー部材の上面において、前記電気接続部が設けられた側面側が当該側面側以外の部分よりも高くなっていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記カバー部材の上面において、前記電気接続部が設けられた側面側が高くなる段差を設けていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記液体供給口は、前記カバー部材のうち前記側面側以外の部分に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記カバー部材の上面において、前記電気接続部が設けられた側面側とは異なる側面側に段差が設けられていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記カバー部材の上面において、前記液体供給口の周辺全体に段差が設けられていることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記電気接続部には、該電気接続部に接続部材を接続した後の状態における、該電気接続部の端子面を保護する保護部材が設けられていることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記電気接続部は、前記カバー部材の内側に位置し、
   前記カバー部材は、前記電気接続部に接続部材を接続させるための開口部を有することを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記開口部を介して前記電気接続部に接続部材を接続した後の状態における、前記開口部の開口部分をふさぐ閉塞部材が設けられていることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記カバー部材の上面に液体排出口が設けられた循環型のヘッドであることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
10. 請求項１～９のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液体吐出ユニット。
11. 前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化したことを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出ユニット。
12. 請求項１～９のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項１０若しくは１１に記載の液体吐出ユニットを備えていることを特徴とする液体を吐出する装置。

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