JP2023057348A - 液体吐出ユニット、液体吐出装置、液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】フィルム部材の破損を抑制することを課題とする。【解決手段】液体吐出ヘッド１０１と、液体吐出ヘッド１０１に供給する液体を収容するヘッドタンク１とを備えた液体吐出ユニット２００であって、ヘッドタンク１は、孔部２１ｃを有する本体部２１と、本体部２１に固着される固着部２２ａを有し、孔部２１ｃを覆うダンパーフィルム２２と、ダンパーフィルム２２に対してその外面側から接触するカバー部材２３と、を備え、カバー部材２３は、カバー部材２３は、ダンパーフィルム２２の固着部２２ａに隣接した部分に接触する固着部側カバー部２３２を有し、固着部側カバー部２３２のダンパーフィルム２２に対する接触面が曲面状をなすことを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、液体吐出ユニットおよび液体吐出ユニットを備えた液体吐出装置、液体吐出ヘッドに関する。

液体吐出ヘッドに液体を供給するヘッドタンクには、ヘッドタンク内の圧力変動時に、タンクの体積変動を抑制するためのダンパーフィルムが設けられる。

例えば特許文献１（ＷＯ２０１５／１９４４９６号）では、インクヘッドに設けられた共通インク室の壁面の一部を構成する緩衝用フィルムに対して、緩衝用フィルムの変形を規制する規制部材が、緩衝用フィルムの外側に間隔を空けて配置される。規制部材は、平板をＬ字状に形成した形状を有する。

フィルム部材の破損を抑制することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに供給する液体を収容するヘッドタンクとを備えた液体吐出ユニットであって、前記ヘッドタンクは、孔部を有する本体部と、前記本体部に固着される固着部を有し、前記孔部を覆うフィルム部材と、前記フィルム部材に対してその外面側から接触するカバー部材と、を備え、前記カバー部材は、前記フィルム部材の前記固着部に隣接した部分に接触する固着部側カバー部を有し、前記固着部側カバー部の前記フィルム部材に対する接触面が曲面状をなすことを特徴とする。

本発明によれば、フィルム部材の破損を抑制できる。

本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置の概略構成図である。 図１の液体吐出ユニットを拡大して表示した図である。 図２の左方向からヘッドタンクを見た図である。 図３のＡ－Ａ線断面図で、通常状態の図である。 図３のＡ－Ａ線断面図で、ダンパーフィルムが変形した状態の図である。 本実施形態と異なるカバー部材を示す断面図である。 異なる実施形態のカバー部材の断面図である。 さらに異なる実施形態のカバー部材を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 ヘッドユニットの一例を示す平面説明図である。 液体循環装置の一例を示すブロック説明図である。 異なる実施形態の印刷装置の要部平面説明図である。 異なる実施形態の印刷装置の要部側面説明図である。 異なる実施形態の液体吐出ユニットの要部平面説明図である。 異なる実施形態の液体吐出ユニットの要部正面説明図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

図１に示すように、液体吐出装置３００は、液体吐出ユニット２００と、カートリッジ２と、サブタンク３と、送液ポンプ４と、エアポンプ５と、電磁弁６と、大気開放弁７等を有する。液体吐出ユニット２００は、液体吐出ヘッド１０１と、ヘッドタンク１等を有する。以下、液体吐出ヘッド１０１を単にヘッド１０１とも呼ぶ。

ヘッドタンク１は、その上部に供給ポート２１ａを有する。ヘッドタンク１は、供給ポート２１ａの部分でヘッド供給経路８Ｂに接続される。

カートリッジ２はサブタンク供給経路８Ａを介してサブタンク３に接続される。サブタンク供給経路８Ａの途中には送液ポンプ４が設けられる。

サブタンク３は、エア経路８Ｃを介してエアポンプ５に接続される。サブタンク３は、大気開放経路８Ｄを介して大気開放弁７に接続される。サブタンク３は、ヘッド供給経路８Ｂを介してヘッドタンク１に接続される。ヘッド供給経路８Ｂの途中には電磁弁６が設けられる。

送液ポンプ４が駆動することにより、カートリッジ２内の、液体としてのインクが、サブタンク供給経路８Ａを通ってサブタンク３に供給される。また、サブタンク３内のインクが、ヘッド供給経路８Ｂを通ってヘッドタンク１へ供給される。

ヘッド１０１のメンテナンスを行う際には、電磁弁６と大気開放弁７とを閉じた状態で、エアポンプ５を駆動させてサブタンク３内を加圧する。そして、サブタンク３内が所定の圧力になったら電磁弁６を開放し、ヘッド１０１内のインクを外部へ排出する。インクの排出が終わると、大気開放弁７を開放し、サブタンク３内の圧力を大気圧に戻す。

ところで、上記のヘッド１０１のメンテナンス時やサブタンク内のインクをヘッドタンク側へ補充するタイミングなどには、ヘッドタンク１内の圧力が変動する。この圧力変動を吸収するために、ヘッドタンク１内にはダンパーフィルム２２およびカバー部材２３が設けられる。

以下、このダンパーフィルム２２を含むヘッドタンク１内の構造およびヘッド１０１の構造について、図２を用いて説明する。

図２に示すように、ヘッドタンク１は、外装部である本体部２１と、フィルム部材としてのダンパーフィルム２２と、カバー部材２３とを有する。

本体部２１は、供給ポート２１ａと液体導入口２１ｂと、孔部２１ｃとを有する。ヘッドタンク１は、液体導入口２１ｂを介してヘッド１０１の共通流路５１に接続される。

ヘッド１０１は、共通流路５１や複数の圧電素子５３、圧力発生室５４、ノズル孔５５などを有する。

ヘッドタンク１からヘッド１０１へ供給されたインクは、共通流路５１および個別流路５２を通って圧力発生室５４へ供給される。圧力発生室５４の直上に配置された圧電素子５３が信号によって変形することで、圧力発生室５４内の圧力を変化させ、圧力発生室５４内のインクをノズル孔５５から吐出する。

本体部２１の孔部２１ｃを覆うようにして、ダンパーフィルム２２が設けられる。ダンパーフィルム２２は、その端縁側の固着部２２ａが本体部２１に溶着固定される。ただし、ダンパーフィルム２２を本体部２１に対して固着する方法はこれに限らず、例えば接着剤によって接着してもよい。ダンパーフィルム２２は弾性材により形成される。また、ダンパーフィルム２２の外面側（図２の左側の面）に接触するカバー部材２３が設けられる。なお図２では、前述のメンテナンス動作などにより、ダンパーフィルム２２が外側へ膨出した状態を簡略化して示している。ただし、ダンパーフィルム２２やカバー部材２３の詳細な形状やその変形の様子については後述する。

図３は図２の左方向からダンパーフィルム２２およびカバー部材２３を見た図である。図３に示すように、ダンパーフィルム２２は、その端縁側に周状に設けられた固着部２２ａが本体部２１に固定される。

カバー部材２３は、中央側カバー部２３１と固着部側カバー部２３２とを有する。カバー部材２３は弾性材により形成され、本実施形態ではシリコンゴムにより形成される。固着部側カバー部２３２は、中央側カバー部２３１よりもダンパーフィルム２２の固着部２２ａに近い側（固着部２２ａの近傍）に接触する部分であり、本実施形態では特に、ダンパーフィルム２２の固着部２２ａに隣接する部分に接触する部分である。

中央側カバー部２３１は、網の目状の線状部により構成される。固着部側カバー部２３２は、線状部により構成され、中央側カバー部２３１を囲うようにして設けられる。別の言い方をすると、固着部側カバー部２３２は、ダンパーフィルム２２の固着部２２ａに隣接して、固着部２２ａよりもダンパーフィルム２２の内側を囲うようにして設けられる窓枠部である。中央側カバー部２３１を構成する各線状部はその間隔が略均等に設けられる。中央側カバー部２３１を構成する各線状部の端部が、それらを囲う固着部側カバー部２３２の線状部と連結され、中央側カバー部２３１と固着部側カバー部２３２とが一体的に設けられる。

固着部側カバー部２３２は、中央側カバー部２３１よりもその幅が大きく設けられる。なお、ここで言う固着部側カバー部２３２あるいは中央側カバー部２３１の幅とは、その線状部の長手方向に直交する方向である短手方向の長さのことである。

図４および図５は図３の拡大図のＡ－Ａ線断面図で、図４は通常状態、つまり、上記メンテナンス動作などによるヘッドタンク１内の圧力変動が生じていない状態の図で、図５は圧力変動によりダンパーフィルム２２が弾性変形した状態の図である。

図４に示すように、通常状態ではヘッドタンク１内が負圧になっており、ダンパーフィルム２２は内側にへこんだ凹状になっている。

図４の状態からヘッドタンク１内の圧力変動が生じることにより、図５に示すようにダンパーフィルム２２が外側へ膨出する。これにより、中央側カバー部２３１および固着部側カバー部２３２の表面に設けられた曲面部が、それぞれの位置でダンパーフィルム２２に対してその外側から接触する。これにより、ダンパーフィルム２２の変形が抑制される。具体的には、カバー部材２３が設けられていない場合には図５の点線部のようにダンパーフィルム２２が変形するのに対して、カバー部材２３により図５の実線部のようにダンパーフィルム２２の変形を抑制する。なお、固着部側カバー部２３２の曲面部の曲率半径は、ダンパーフィルム２２の短辺の長さＢ（図３参照）よりも大きく設けられる。

ところで、このように固着部２２ａによりダンパーフィルム２２を本体部２１に固定する構成の場合、ヘッドタンク１内の圧力変動によるダンパーフィルム２２の変形時に、固着部２２ａに過度な圧力が加わって、ダンパーフィルム２２のこの部分での破断などの破損が生じてしまうおそれがある。これに対して、上記のようにカバー部材２３を設けてダンパーフィルム２２の変形を抑制することで、ダンパーフィルム２２の破断を抑制できる。

しかし、カバー部材の形状によっては、ダンパーフィルム２２の破断を十分に抑制できなかったり、かえって破断のリスクを高めてしまう。

例えば図６に示す本実施形態と異なる形状のカバー部材２３’は、平面部によりダンパーフィルム２２に接触する。また、カバー部材２３’はダンパーフィルム２２の固着部側に対してのみ接触する。つまりカバー部材２３’は、本実施形態のカバー部材２３の固着部側カバー部２３２に相当する部分のみが設けられる。

このような形態のカバー部材２３’でも、ダンパーフィルム２２の変形を抑制できる。しかし、ダンパーフィルム２２のカバー部材２３’に変形を抑制された部分、つまりカバー部材２３’に接触された部分に加えられる圧力が大きくなり、この部分での破断が生じやすくなってしまう。

これに対して本実施形態では、図５に示すように、ダンパーフィルム２２の固着部２２ａ側に接触する固着部側カバー部２３２が、曲面部により構成される。これにより、固着部側カバー部２３２が接触するダンパーフィルム２２の部分の圧力を抑制できる。つまり、図６のように平面部によりダンパーフィルム２２に接触する場合には、接触部においてダンパーフィルム２２がほとんど変形しない。このため、接触部と非接触部における変形量の落差が大きくなって接触部に加えられる圧力が過大になり、ダンパーフィルム２２の破断の原因になる。これに対して本実施形態のように、カバー部材２３が曲面部によりダンパーフィルム２２に接触することで、接触部分においてダンパーフィルム２２を緩やかに変形させることができる。従って、ダンパーフィルム２２の接触部に加えられる圧力を抑制し、ダンパーフィルム２２の破断などの破損を効果的に抑制できる。

さらに本実施形態では、ダンパーフィルム２２の中央側に対して、中央側カバー部２３１を接触させる。これにより、中央側のダンパーフィルム２２の変形を抑制し、ダンパーフィルム２２の固着部２２ａ側にかかる圧力を低減できる。

ただし、このように中央側カバー部２３１を設ける構成では、中央側のダンパーフィルム２２の変形を抑制しすぎると、ダンパーフィルム２２がヘッドタンク１内の圧力変動を十分に吸収できなくなってしまう。この点本実施形態では、中央側カバー部２３１を網の目状とする。これにより、ヘッドタンク１内の圧力変動時に、ダンパーフィルム２２の中央側で、中央側カバー部２３１に接触されて特にその変形を抑制される部分と中央側カバー部２３１に接触されない部分とを交互に設けることができる。従って、ダンパーフィルム２２の中央側の変形を部分的に許容しつつ、中央側カバー部２３１のダンパーフィルム２２に対する接触面積をより大きくできる。従って、ダンパーフィルム２２によるヘッドタンク１内の圧力変動を吸収する効果を得るとともに、中央側のダンパーフィルム２２の変形を抑制してダンパーフィルム２２の破断などの破損を効果的に抑制できる。

また本実施形態では、前述のように、カバー部材２３が弾性材により形成されることにより、ダンパーフィルム２２のカバー部材２３に接触する部分での変形を柔軟に許容できる。ただし、カバー部材２３は必ずしも弾性材により形成されるものではない。

また本実施形態では、前述のように、固着部側カバー部２３２の幅が中央側カバー部２３１の幅よりも大きく設けられる。これにより、固着部側カバー部２３２のダンパーフィルム２２に対する接触面積を大きくし、固着部２２ａ側でのダンパーフィルム２２が受ける圧力を低減できる。従って、ダンパーフィルム２２の破断を効果的に抑制できる。ただし、必ずしも固着部側カバー部２３２の幅が中央側カバー部２３１の幅よりも大きく設けられる必要はない。

また本実施形態では、前述のように、固着部側カバー部２３２の曲面部の曲率半径は、ダンパーフィルム２２の短辺の長さＢ（図３参照）よりも大きく設けられる。固着部側カバー部２３２が接触するダンパーフィルム２２に対して、固着部側カバー部２３２の曲面部の曲率半径を適切な大きさで設けることにより、ダンパーフィルム２２に加えられる圧力を効果的に抑制できる。従って、ダンパーフィルム２２の破断を効果的に抑制できる。ただし、必ずしも固着部側カバー部２３２の曲面部の曲率半径がダンパーフィルム２２の短辺の長さよりも大きく設けられる必要はない。

以上の実施形態では、中央側カバー部２３１および固着部側カバー部２３２が、各線状部の長手方向に直交する断面で見た時に、全面が曲面状をなす場合について説明した。しかし、中央側カバー部２３１は必ずしも曲面部を有する必要はない。また、固着部側カバー部２３２もダンパーフィルム２２に接触する部分の全てを曲面部とする必要はない。

以上の実施形態では、カバー部材２３の表面が曲面部により構成される場合を示したが、本発明はこれに限らない。例えば図７に示すように、カバー部材２３の固着部側カバー部２３２は、平面部２３２ａ、２３２ｂ，２３３ｃによりダンパーフィルム２２に接触する。また、平面部２３２ａ、２３２ｂにより形成される接触角α１および平面部２３２ｂ、２３２ｃにより形成される接触角α２はその角度が９０度以上で設けられる。接触角α１，α２は、固着部側カバー部２３２のダンパーフィルム２２に対する接触面同士によって形成され、ダンパーフィルム２２に接触する部分である。

このように、固着部側カバー部２３２が３面でダンパーフィルム２２に接触し、かつ、接触角の角度を９０度以上とすることにより、ダンパーフィルム２２の膨張時にその変形を緩やかにすることができ、ダンパーフィルム２２の固着部側カバー部２３２が接触する部分に加えられる圧力を低減できる。従って、ダンパーフィルム２２の破断を効果的に抑制できる。なお、本実施形態の固着部側カバー部２３２が３面で接触する、あるいは、接触角の角度が９０度であるというのは、前述のメンテナンス動作などによりヘッドタンク１内に圧力変動が生じていない状態で、ダンパーフィルム２２に接触する固着部側カバー部の部分（つまり、線状部）の長手方向に直交する断面（図７の断面）あるいは短手方向に直交する断面（図３の上下方向に直交する断面）で見た時に、その接触面が３面であることや、その接触面同士によって形成される角度が９０度以上であることを言う。

また以上の実施形態では、中央側カバー部２３１を構成する各線状部が均等な間隔で配置される場合を示したが、本発明はこれに限らない。例えば図８に示す実施形態では、図８の左右方向であるダンパーフィルム２２の長手方向の中央側に向かうに従って、中央側カバー部２３１を構成する各線状部の間隔が広くなっている。つまり、中央側カバー部２３１を構成する線状部は、その中央側の密度が、固着部側２２ａの側の密度よりも大きくなっている。このような構成により、ダンパーフィルム２２の中央側へ向かうに従って、カバー部材２３のダンパーフィルム２２に対する変形の規制が緩やかになる構成とすることができる。従って、ヘッドタンク１内へインクが補充された際に、ヘッドタンク１で圧力変動を吸収してヘッド１０１への圧力変動の影響を低減でき、ヘッド１０１のノズル孔からインクが漏れ出してしまうことを防止できる。また中央側カバー部２３１を構成する各線状部の間隔が短手方向の中央側へ向かうに従って広くなる構成であってもよい。また中央側カバー部２３１は線状部が不規則に配置されていてもよいし、必ずしも線状部により構成される必要はない。

以上の実施形態では、ヘッドタンクにダンパーフィルム（フィルム部材）やカバー部材を設ける場合を示したが、液体吐出ヘッドに設けられた共通液室などの液体収容部にフィルム部材やカバー部材が設けられていてもよい。つまり、図２のヘッドタンクに代えて、共通流路５１に連通する共通液室を備えた流路部材を液体吐出ヘッドが有した構成において、この共通液室の孔部に前述のフィルム部材やカバー部材を設ける構成であってもよい。このような構成の液体吐出ヘッドにおいても、フィルム部材の破損を抑制できる。

次に、以上のダンパーフィルム（フィルム部材）やカバー部材を有する液体吐出ヘッドあるいは液体吐出ユニット、あるいはこれらを備えた液体吐出装置の例について、図９～図１５を用いて説明する。

図９は液体吐出装置である画像形成装置の異なる例を示すものである。本実施形態では、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の４色の液体吐出ヘッドを有する画像形成装置を説明するが、本発明を適用できる画像形成装置はこれらの吐出ヘッドを有するものに限定されない。すなわち、画像形成装置は、グリーン（Ｇ）、レッド（Ｒ）、ライトシアン（ＬＣ）及び／又はその他の色に対応する吐出ヘッドをさらに有するもの、又は、ブラック（Ｋ）のみの吐出ヘッドを有するものであってもよい。ここで、以後の説明において、添え字Ｋ、Ｃ、Ｍ及びＹを付与された記号は、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの夫々に対応するものとする。

また本実施形態では、液体が付着可能なものである記録媒体として、ロール状に巻かれた連続紙（以下、「ロール紙Ｍｄ」という。）を用いる。ここで、ロール紙とは、切断可能なミシン目が所定間隔で形成された連続紙（連帳紙、連続帳票）である。また、ロール紙におけるページとは、例えば所定間隔のミシン目で挟まれる領域とする。

図９に示すように、本発明の実施形態に係る画像形成装置５００は、搬入手段５１０、前処理液塗布手段５２０、乾燥手段５３０、画像形成手段５４０、プロテクターコート液付与手段５５０、プロテクターコート液乾燥手段５３２、搬出手段５６０等を備えている。搬入手段５１０は、ロール紙Ｍｄを搬入する。前処理液塗布手段５２０は搬入されたロール紙Ｍｄに前処理液を塗布する。言い換えると、前処理液塗布手段５２０はロール紙Ｍｄに前処理を実行する。乾燥手段５３０のうちの前処理液乾燥手段５３１は、前処理されたロール紙Ｍｄを乾燥させる。画像形成手段５４０は、ロール紙Ｍｄの表面に画像を形成する。プロテクターコート液付与手段５５０は、画像が形成されたロール紙Ｍｄの全体又は一部にプロテクターコート液を付与する。言い換えると、プロテクターコート液付与手段５５０は、ロール紙Ｍｄの全体又は一部にプロテクターコート液を吐出する後処理を行う。搬出手段５６０は後処理されたロール紙Ｍｄを搬出する。さらに、画像形成装置５００は、画像形成装置５００の動作を制御する制御手段を有する。

本実施形態に係る画像形成装置５００は、搬入手段５１０によってロール紙Ｍｄを搬入し、前処理液塗布手段５２０及び前処理液乾燥手段５３１によってロール紙Ｍｄの表面を前処理及び乾燥する。また、画像形成装置５００は、画像形成手段５４０によって、前処理及び乾燥した後のロール紙Ｍｄの表面に画像を形成する。さらに、画像形成装置５００は、本実施形態では、プロテクターコート液付与手段５５０によって、画像が形成されたロール紙Ｍｄを後処理する。その後、プロテクターコート液乾燥手段５３２はロール紙Ｍｄ上のプロテクターコート液を乾燥させる。そして、画像形成装置５００は、搬出手段５６０によって、ロール紙Ｍｄを巻き取る。言い換えると、画像形成装置５００は、搬出手段５６０によって、ロール紙Ｍｄを排出する、あるいは搬出する。

なお、本発明を用いることができる画像形成装置は、少なくとも記録媒体に形成される画像部と非画像部の光沢度に基づいて、プロテクターコート液付与手段５５０及びプロテクターコート液乾燥手段５３２の動作を制御する。また、画像形成装置は、後述する前処理液塗布手段５２０等のいずれか一つ又は複数を含まない構成とすることができる。

搬入手段５１０は、記録媒体を前処理液塗布手段５２０等に搬送する手段である。搬入手段５１０は、本実施形態では、給紙部５１１及び複数の搬送ローラ５１２等で構成される。搬入手段５１０は、搬送ローラ５１２等を用いて、給紙部５１１の給紙ロールに巻き付けて保持されたロール紙Ｍｄを搬入し、前処理液塗布手段５２０に搬送する。

前処理液塗布手段５２０は、画像が形成される前の記録媒体を処理する手段である。前処理液塗布手段５２０は、本実施形態では、搬入手段５１０によって搬入されたロール紙Ｍｄの表面を、前処理液で前処理する。ここで、前処理とは、ロール紙Ｍｄ表面に、インクを凝集させる機能を有する前処理液（後述）を均一に塗布する処理である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置５００の前処理液塗布手段５２０は、画像データに基づいて、塗布する前処理液の量を制御することができる。これにより、画像形成装置５００は、インクジェット方式の専用紙以外の記録媒体に画像を形成する場合において、前処理液塗布手段５２０を用いて、記録媒体に画像を形成する前に、インクを凝集させる機能を有する前処理液を記録媒体表面に塗布することができる。このため、画像形成装置５００は、形成される画像の滲み、濃度、色調及び裏写りなどの品質問題、並びに、耐水性、耐候性及びその他画像堅牢性に関する問題が発生することを低減することができる。すなわち、画像形成装置５００は、前処理液塗布手段５２０を用いて、記録媒体に画像を形成する前にインクを凝集させる機能を有する前処理液を塗布することによって、その後形成される画像の品質を向上することができる。

なお、画像形成装置５００は、前処理液塗布手段５２０を用いて、インクジェット方式の専用紙（記録媒体）に画像を形成する前に、インクを凝集させる機能を有する前処理液を塗布してもよい。

図１０に示すように、画像形成手段であるヘッドユニット５４０には、例えば、搬送方向Ｆの上流側から、４色分のフルライン型ヘッドアレイ５４１Ａ、５４１Ｂ、５４１Ｃ、５４１Ｄが配置されている。以下、これらのヘッドアレイの色の区別しないときはヘッドアレイ５４１という。

各ヘッドアレイ５４１は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送されるロール紙Ｍｄ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５４１は、例えば、液体吐出ヘッド１０１をベース部材５４２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１１を参照して説明する。図１１は同循環装置のブロック説明図である。なお、ここでは１つの液体吐出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。

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１０１との間であって、ヘッド１０１の供給ポート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、液体吐出ヘッド１０１と回収タンク６０２との間であって、液体吐出ヘッド１０１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から供給ポートを通ってヘッド１０１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１０１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１０１のノズル孔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できる。

次に、本発明に係る液体吐出装置としての画像形成装置の他の例について図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は同装置の要部平面説明図、図１３は同装置の要部側面説明図である。

この画像形成装置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Ｄ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Ｄに往復移動される。

このキャリッジ４０３には、液体吐出ヘッド１０１及びヘッドタンク１を一体にした液体吐出ユニット２００を搭載している。液体吐出ユニット２００の液体吐出ヘッド１０１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１０１は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向Ｄと直交する副走査方向Ｅ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１０１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。

この画像形成装置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１０１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Ｅに周回移動する。

さらに、キャリッジ４０３の主走査方向Ｄの一方側には搬送ベルト４１２の側方に液体吐出ヘッド１０１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１０１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画像形成装置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Ｅに搬送される。

そこで、キャリッジ４０３を主走査方向Ｄに移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド１０１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１４を参照して説明する。図１４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２００は、前記液体吐出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１０１と、で構成されている。

なお、この液体吐出ユニット２００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１５を参照して説明する。図１５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２００は、流路部品４４４が取り付けられた液体吐出ヘッド１０１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１（図１３参照）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１０１と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。

以上の図９～図１５で説明した液体吐出装置や液体吐出ユニットに設けられた液体吐出ヘッドに前述のダンパーフィルム（フィルム部材）やカバー部材を設けることにより、あるいは、液体吐出ユニットのヘッドタンクに前述のフィルム部材やカバー部材を設けることにより、フィルム部材の破損を抑制できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

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。「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドの他に、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、液体循環装置を上記部材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、嵌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、カバー部材が装着された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り付けられ、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。

本願において、「液体吐出装置」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である。液体吐出装置には、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「液体吐出装置」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、「液体吐出装置」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、「液体吐出装置」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、「液体吐出装置」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、「液体吐出装置」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。

１ ヘッドタンク
２１ 本体部
２１ｃ 孔部
２２ ダンパーフィルム（フィルム部材）
２２ａ 固着部
２３ カバー部材
２３１ 中央側カバー部
２３２ 固着部側カバー部
１０１ 液体吐出ヘッド
２００ 液体吐出ユニット
Ｂ ダンパーフィルムの短手方向の幅
α１，α２ 接触角

ＷＯ２０１５／１９４４９６号

Claims (10)

1. 液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドに供給する液体を収容するヘッドタンクとを備えた液体吐出ユニットであって、
   前記ヘッドタンクは、
   孔部を有する本体部と、
   前記本体部に固着される固着部を有し、前記孔部を覆うフィルム部材と、
   前記フィルム部材に対してその外面側から接触するカバー部材と、を備え、
   前記カバー部材は、前記フィルム部材の前記固着部に隣接した部分に接触する固着部側カバー部を有し、
   前記固着部側カバー部の前記フィルム部材に対する接触面が曲面状をなすことを特徴とする液体吐出ユニット。
2. 前記カバー部材の前記接触面の曲面部の曲率半径が、前記フィルム部材の短手方向の長さよりも大きい請求項１記載の液体吐出ユニット。
3. 液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドに供給する液体を収容するヘッドタンクとを備えた液体吐出ユニットであって、
   前記ヘッドタンクは、
   孔部を有する本体部と、
   前記本体部に固着される固着部を有し、前記孔部を覆うフィルム部材と、
   前記フィルム部材に対してその外面側から接触するカバー部材と、を備え、
   前記カバー部材は、前記フィルム部材の前記固着部に隣接した部分に接触する固着部側カバー部を有し、
   前記固着部側カバー部は、前記フィルム部材に対して３面以上で接触し、かつ、当該接触面同士によって形成される接触角の角度が９０度以上であることを特徴とする液体吐出ユニット。
4. 前記カバー部材は弾性材により構成される請求項１から３いずれか１項に記載の液体吐出ユニット。
5. 前記カバー部材は、前記固着部側カバー部よりも前記フィルム部材の中央側に接触する中央側カバー部を有し、
   前記中央側カバー部が網の目状に形成される請求項１から４いずれか１項に記載の液体吐出ユニット。
6. 前記カバー部材は、前記固着部側カバー部よりも前記フィルム部材の中央側に接触する中央側カバー部を有し、
   前記固着部側カバー部および前記中央側カバー部は複数の線状部を有し、
   前記固着部側カバー部の前記線状部の幅が、前記中央側カバー部の前記線状部の幅よりも大きい請求項１から５いずれか１項に記載の液体吐出ユニット。
7. 前記カバー部材は、前記固着部側カバー部よりも前記フィルム部材の中央側に接触する中央側カバー部を有し、
   前記中央側カバー部は、その前記固着部側の密度が中央側よりも大きい請求項１から６いずれか１項に記載の液体吐出ユニット。
8. 請求項１から７いずれか１項に記載の液体吐出ユニットを備えた液体吐出装置。
9. 液体収容部と、
   前記液体収容部に固着される固着部を有し、前記孔部を覆うフィルム部材と、
   前記フィルム部材に対してその外面側から接触するカバー部材とを有し、
   前記カバー部材は、前記フィルム部材の前記固着部に隣接した部分に接触する固着部側カバー部を有し、
   前記固着部側カバー部の前記フィルム部材に対する接触面が曲面状をなすことを特徴とする液体吐出ヘッド。
10. 液体収容部と、
    前記液体収容部に固着される固着部を有し、前記孔部を覆うフィルム部材と、
    前記フィルム部材に対してその外面側から接触するカバー部材とを有し、
    前記カバー部材は、前記フィルム部材の前記固着部に隣接した部分に接触する固着部側カバー部を有し、
    前記固着部側カバー部は、前記フィルム部材に対して３面以上で接触し、かつ、当該接触面同士によって形成される接触角の角度が９０度以上であることを特徴とする液体吐出ヘッド。

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