JP5728934B2 - Head recovery device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ヘッド回復装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a head recovery device and an image forming apparatus.
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(液滴吐出ヘッド)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(インクジェット記録装置)が知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙(紙に限定するものではなく、OHPなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。)に対して吐出して、画像形成(記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。)を行うものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。 As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying machine, a plotter, or a complex machine of these, for example, a liquid discharge recording type image forming using a recording head composed of a liquid discharge head (droplet discharge head) that discharges ink droplets. An apparatus (ink jet recording apparatus) is known. This liquid discharge recording type image forming apparatus means that ink droplets are transported from a recording head (not limited to paper, including OHP, and can be attached to ink droplets and other liquids). Yes, it is also ejected to a recording medium or a recording medium, recording paper, recording paper, etc.) to form an image (recording, printing, printing, and printing are also used synonymously). And a serial type image forming apparatus that forms an image by ejecting liquid droplets while the recording head moves in the main scanning direction, and a line type head that forms images by ejecting liquid droplets without moving the recording head There are line type image forming apparatuses using
なお、本願において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。 In the present application, the “image forming apparatus” of the liquid discharge recording method is an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, or the like. In addition, “image formation” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply It also means that a droplet is landed on a medium). “Ink” is not limited to ink, but is used as a general term for all liquids capable of image formation, such as recording liquid, fixing processing liquid, and liquid. DNA samples, resists, pattern materials, resins and the like are also included. In addition, the “image” is not limited to a planar image, and includes an image given to a three-dimensionally formed image and an image formed by three-dimensionally modeling a solid itself.
液体吐出ヘッドとしては、インク滴を吐出する複数の並列されたノズルに個別に対応して配置された複数の個別流路(加圧液室、圧力室などともいう。)内のインクを加圧する圧力を発生するための圧力発生手段(アクチュエータ手段)として圧電素子などで構成される圧電アクチュエータを用いたもの、発熱抵抗体などで構成されるサーマルアクチュエータを用いたもの、静電力を発生する静電アクチュエータを用いたものなどが知られている。 The liquid ejection head pressurizes ink in a plurality of individual flow paths (also referred to as pressure liquid chambers, pressure chambers, etc.) individually arranged corresponding to a plurality of parallel nozzles that eject ink droplets. As a pressure generating means (actuator means) for generating pressure, a piezoelectric actuator composed of a piezoelectric element or the like, a thermal actuator composed of a heating resistor or the like, an electrostatic generating electrostatic force Those using actuators are known.
ところで、液体吐出方式の画像形成装置において、記録ヘッドは、インクをノズルから用紙に吐出させて記録を行う関係上、ノズルからの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などにより吐出不良の状態となり、記録不良を起こすという問題を抱えていることから、記録ヘッドの性能を維持回復する維持回復機構を備えている。 By the way, in the liquid ejection type image forming apparatus, the recording head performs recording by ejecting ink from the nozzles onto the paper, so that the ink viscosity increases due to the evaporation of the solvent from the nozzles, the ink is solidified, the dust In addition, since there is a problem in that a recording failure occurs due to an ejection failure due to adhesion of air bubbles or mixing of bubbles, a maintenance recovery mechanism for maintaining and recovering the performance of the recording head is provided.
例えば、記録ヘッドのノズルを密封するキャップ(キャッピング手段、キャップ部材などとも称する。)を備え、装置の非稼動時には記録ヘッドのキャッピングを行うことで、ノズル内のインクの乾燥、増粘を抑えることができるようにしている。また、記録動作の前後やその最中において、記録動作に寄与しないインク滴の吐出を行い、ノズル内で乾燥、増粘したインクを排出して、吐出性能の回復や維持を図るようにしている。 For example, a cap (also referred to as a capping unit or a cap member) that seals the nozzles of the recording head is provided, and capping of the recording head is performed when the apparatus is not in operation, thereby suppressing drying and thickening of ink in the nozzles. To be able to. In addition, before and after the recording operation and during the recording operation, ink droplets that do not contribute to the recording operation are discharged, and the ink dried and thickened in the nozzles is discharged so that the discharge performance can be recovered and maintained. .
そして、ノズルから滴排出を行ったときには、払拭部材(ワイパ、ワイパブレード、ブレードなどとも称される。)によってヘッドのノズル面を払拭して清浄化するようにしている。 When droplets are discharged from the nozzle, the nozzle surface of the head is wiped and cleaned by a wiping member (also referred to as a wiper, wiper blade, or blade).
従来のヘッド回復装置で使用する払拭部材としては、払拭部材のノズル面接触部分に溝を設け、払拭部材をノズル孔に接触せずに払拭できるようにして、ノズルへの異物付着を防止するものが知られている(特許文献1)。また、払拭部材のノズル側部分に撥水膜を設け、払拭部材の装置との設置側部分に撥水性がノズル側の撥水膜よりも弱い撥水膜が形成された払拭部材を用いて払拭することで、ノズル面のインク付着を防止するものが知られている(特許文献2)。 As a wiping member used in the conventional head recovery device, a groove is provided in the nozzle surface contact portion of the wiping member so that the wiping member can be wiped without contacting the nozzle hole to prevent foreign matter from adhering to the nozzle. Is known (Patent Document 1). Further, the wiping member is provided with a water repellent film on the nozzle side portion, and the wiping member is provided with a water repellency film having a water repellency weaker than the nozzle side water repellent film on the installation side portion of the wiping member. Thus, there is known one that prevents ink adhesion on the nozzle surface (Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1に開示の払拭部材にあっては、払拭部材の溝部内にインクが付着して保持されるため、払拭部材によって保持されたインクが堆積し、ノズル面で引きずられ、ノズル面で引きずられたインクがノズル孔近傍の払拭方向下流域に付着して、正常なメニスカスが形成されなくなるという課題がある。
However, in the wiping member disclosed in
また、特許文献2に開示の払拭部材にあっても、払拭部材がノズル孔内に食い込むときに、払拭部材の先端面及び後面(払拭方向後側面)にインクが付着し、ノズル面で引きずられたインクが選択的にノズル孔近傍のインク払拭方向下流域に付着し、正常なメニスカスが形成されず、吐出不良の原因になるという課題がある。
Further, even in the wiping member disclosed in
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ノズル孔内で払拭部材の天面に付着する液体を払拭部材後面側にスムーズに移動させて、ノズル孔近傍のインク払拭方向下流域への付着を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and smoothly moves the liquid adhering to the top surface of the wiping member within the nozzle hole to the rear surface side of the wiping member, to the downstream area in the ink wiping direction near the nozzle hole. The object is to reduce the adhesion of slag.
上記課題を解決するため、本発明に係るヘッド回復装置は、
液滴を吐出するヘッドのノズル面を払拭するブレード状の払拭部材を備えるヘッド回復装置において、
前記払拭部材には、前記ノズル面側の天面から払拭方向後面にかけて延在する溝部が形成され、
前記溝部の壁面の撥液性が、前記溝部以外の表面の撥液性よりも低く、
前記払拭部材の溝部の深さは、前記天面側において、前記払拭部材の前面側から後面側に向けて徐々に深くなっている
構成とした。
In order to solve the above-described problem, a head recovery device according to the present invention includes:
In a head recovery device comprising a blade-like wiping member that wipes the nozzle surface of a head that discharges droplets,
The wiping member is formed with a groove extending from the top surface on the nozzle surface side to the rear surface in the wiping direction,
Liquid repellency of the wall surface of the groove, rather lower than the liquid repellency of the surfaces other than the groove,
The depth of the groove portion of the wiping member is gradually increased from the front surface side to the rear surface side of the wiping member on the top surface side .
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係るヘッド回復装置を備えているものである。 The image forming apparatus according to the present invention includes the head recovery device according to the present invention.
本発明に係るヘッド回復装置によれば、ノズル孔内で払拭部材の天面に付着する液体を払拭部材後面側にスムーズに移動させて、ノズル孔近傍の払拭方向下流域への付着を低減することができる。 According to the head recovery device according to the present invention, by moving smoothly to the liquid adhering to the top face wiping member rear surface side of the wiping member in Bruno nozzle holes, reducing the adhesion to the wiping direction downstream region of the nozzle hole near can do.
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係るヘッド回復装置を備えているので、ヘッドの吐出性能を維持することができ、安定した滴吐出を行うことができて、高画質画像を形成できる。 According to the image forming apparatus according to the present invention, since the head recovery device according to the present invention is provided, the ejection performance of the head can be maintained, stable droplet ejection can be performed, and a high-quality image can be obtained. Can be formed.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係るヘッド回復装置を備える本発明に係る画像形成装置の一例について図1及び図2を参照して説明する。なお、図1は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図2は同装置の要部平面説明図である。
この画像形成装置は、シリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体1の左右の側板21A、21Bに横架したガイド部材である主従のガイドロッド31、32でキャリッジ33を主走査方向に摺動自在に保持し、後述する主走査モータによってタイミングベルトを介してキャリッジ主走査方向に移動走査する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, an example of an image forming apparatus according to the present invention provided with a head recovery device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory side view for explaining the overall configuration of the image forming apparatus, and FIG. 2 is an explanatory plan view of a main part of the apparatus.
This image forming apparatus is a serial type ink jet recording apparatus, and a
このキャリッジ33には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド34a、34b(区別しないときは「記録ヘッド34」という。)を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列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
The
記録ヘッド34は、それぞれ2つのノズル列を有し、記録ヘッド34aの一方のノズル列はブラック(K)の液滴を、他方のノズル列はシアン(C)の液滴を、記録ヘッド34bの一方のノズル列はマゼンタ(M)の液滴を、他方のノズル列はイエロー(Y)の液滴を、それぞれ吐出する。
Each of the recording heads 34 has two nozzle rows. One nozzle row of the
また、キャリッジ33には、記録ヘッド34のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク35a、35b(区別しないときは「サブタンク35」という。)を搭載している。このサブタンク35には、カートリッジ装填部4に着脱自在に装着される各色のメインタンクであるインクカートリッジ10y、10m、10c、10kから、供給ポンプユニット24によって各色の供給チューブ36を介して、各色の記録液が補充供給される。
The
また、キャリッジ33の主走査方向に沿ってエンコーダスケール91が配設され、キャリッジ33にはエンコーダスケール91を読み取るエンコーダセンサ92が設けられて、これらのエンコーダスケール91とエンコーダセンサ92によってリニアエンコーダ90を構成し、このリニアエンコーダ90の検出信号によってキャリッジ33の主走査方向位置(キャリッジ位置)や移動量を検出するようにしている。
An
一方、給紙トレイ2の用紙積載部(圧板)41上に積載した用紙42を給紙するための給紙部として、用紙積載部41から用紙42を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙コロ)43及び給紙コロ43に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド44を備え、この分離パッド44は給紙コロ43側に付勢されている。
On the other hand, as a paper feeding unit for feeding the
そして、この給紙部から給紙された用紙42を記録ヘッド34の下方側に送り込むために、用紙42を案内するガイド部材45と、カウンタローラ46と、搬送ガイド部材47と、先端加圧コロ49を有する押さえ部材48とを備えるとともに、給送された用紙42を静電吸着して記録ヘッド34に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト51を備えている。
In order to feed the
この搬送ベルト51は、無端状ベルトであり、搬送ローラ52とテンションローラ53との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成している。また、この搬送ベルト51の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ56を備えている。この帯電ローラ56は、搬送ベルト51の表層に接触し、搬送ベルト51の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト51は、図示を省略する副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ52が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。
The
さらに、記録ヘッド34で記録された用紙42を排紙するための排紙部として、搬送ベルト51から用紙42を分離するための分離爪61と、排紙ローラ62及び排紙コロである拍車63とを備え、排紙ローラ62の下方に排紙トレイ3を備えている。
Further, as a paper discharge unit for discharging the
また、装置本体1の背面部には両面ユニット71が着脱自在に装着されている。この両面ユニット71は搬送ベルト51の逆方向回転で戻される用紙42を取り込んで反転させて再度カウンタローラ46と搬送ベルト51との間に給紙する。また、この両面ユニット71の上面は手差しトレイ72としている。
A
さらに、キャリッジ33の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド34のノズルの状態を維持し、回復するための本発明に係るヘッド回復装置を含む維持回復機構81を配置している。この維持回復機構81には、記録ヘッド34の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材(以下「キャップ」という。)82a、82b(区別しないときは「キャップ82」という。)と、ノズル面をワイピング(払拭)するための払拭部材であるワイパ部材(ワイパブレード)を含むヘッド回復装置83と、増粘したインクを排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け84と、キャリッジ33をロックするキャリッジロック87などとを備えている。また、このヘッドの維持回復機構81の下方側には維持回復動作によって生じる廃液を収容するための廃液タンク100が装置本体に対して交換可能に装着される。
Further, a maintenance /
また、キャリッジ33の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け88を配置し、この空吐出受け88には記録ヘッド34のノズル列方向に沿った開口部89などを備えている。
Further, in the non-printing area on the other side of the
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ2から用紙42が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙42はガイド45で案内され、搬送ベルト51とカウンタローラ46との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド37で案内されて先端加圧コロ49で搬送ベルト51に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
In this image forming apparatus configured as described above, the
このとき、帯電ローラ56に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト51が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト51上に用紙42が給送されると、用紙42が搬送ベルト51に吸着され、搬送ベルト51の周回移動によって用紙42が副走査方向に搬送される。
At this time, a positive output and a negative output are alternately repeated with respect to the charging
そこで、キャリッジ33を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド34を駆動することにより、停止している用紙42にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙42を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙42の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙42を排紙トレイ3に排紙する。
Therefore, by driving the
そして、記録ヘッド34のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ33をホーム位置である維持回復機構81に対向する位置に移動して、キャップ部材82によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出などを行い、ヘッド回復装置83でノズル面を払拭するなどの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。
When performing the maintenance and recovery of the nozzles of the
次に、記録ヘッド34を構成する液体吐出ヘッドの一例について図3及び図4を参照して説明する。なお、図3は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向(液室長手方向)に沿う断面説明図、図4は同ヘッドのノズル配列方向(液室短手方向)に沿う断面説明図である。
Next, an example of the liquid discharge head constituting the
この液体吐出ヘッドは、流路板(液室基板、流路部材)101と、この流路板101の下面に接合した振動板部材102と、流路板101の上面に接合したノズル形成部材であるノズル板103とを有し、これらによって液滴(液体の滴)を吐出する複数のノズル孔104がそれぞれノズル連通路105を介して連通する個別流路としての複数の液室(加圧液室、圧力室、加圧室、流路などとも称される。)106、液室106にインクを供給する供給路を兼ねた流体抵抗部107、この流体抵抗部107を介して液室106と連通する連通部108を形成し、連通部108に振動板部材102に形成した供給口109を介して後述するフレーム部材117に形成した共通液室110からインクを供給する。
The liquid discharge head includes a flow path plate (liquid chamber substrate, flow path member) 101, a
流路板101は、シリコン基板をエッチングして連通路105、加圧液室106、流体抵抗部107などの開口をそれぞれ形成している。なお、流路板101は、例えば、SUS基板を、酸性エッチング液を用いてエッチング、あるいは打ち抜き(プレス)などの機械加工することで形成することもできる。
The
振動板部材102は各液室106に対応してその壁面を形成する各振動領域(ダイアフラム部)102aを有し、振動領域102aの面外側(液室106と反対面側)に島状凸部102bが設けられ、この島状凸部102bに振動領域102aを変形させ、液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子(アクチュエータ手段、圧力発生手段)としての積層型圧電素子112、112の各圧電柱112Aの上端面(接合面)を接合している。また、積層型圧電素子112の下端面はベース部材113に接合している。
The
ここで、圧電部材112は、PZTなどの圧電材料層121と内部電極122a、122bとを交互に積層したものであり、内部電極122a、122bをそれぞれ端面、即ち圧電部材112の振動板102に略垂直な側面に引き出して、この側面に形成された端面電極(外部電極)123a、123bに接続し、端面電極(外部電極)123a、123bに電圧を印加することで積層方向の変位を生じる。この圧電部材112は、ハーフカットダイシングによる溝加工を施して1つの圧電部材に対して所要数の圧電柱112A、112Bを形成したものである。
Here, the
なお、圧電部材112の圧電柱112A、112Bは、同じものであるが、駆動波形を与えて駆動させる圧電柱を圧電柱112A、駆動波形を与えないで単なる支柱として使用する圧電柱を圧電柱112Bとして区別している。この場合、図3に示すように、駆動用圧電柱112Aと支柱用圧電柱112Bとを交互に使用するバイピッチ構成でも、あるいは、図示しないが、すべての圧電柱を駆動用圧電柱112Aとして使用するノーマルピッチ構成のいずれでも採用できる。
The
これにより、ベース部材113上に駆動素子としての複数の駆動用圧電柱112Aが並べて配置された駆動素子列(駆動用圧電柱112Aの列)が2列設けられた構成としている。
Thus, two drive element rows (rows of drive
また、積層型圧電部材112の圧電方向としてd33方向の変位を用いて液室106内インクを加圧する構成としているが、積層型圧電素子12の圧電方向としてd31方向の変位を用いて加圧液室106内のインクを加圧する構成とすることもできる。
Further, the ink in the
また、圧電部材として用いる材料についても本実施例に限られるものでなく、一般に圧電材料として用いられるPZT、BaTiO3、PbTiO3、(NaK)NbO3等の強誘電体などの電気機械変換素子を用いることもできる。さらに、圧電素子に積層型のものを用いているが、単板の圧電素子を用いても良い。単板の圧電素子としては切削加工したものや、スクリーン印刷して焼結した厚膜のものや、スパッタや蒸着、或いはゾルゲル法により形成する薄膜のものでも良い。また、1つのベース部材113に設けられる積層型圧電部材112は1列としても、複数列設けられた構造としてもよい。
Further, the material used as the piezoelectric member is not limited to the present embodiment, and an electromechanical transducer such as a ferroelectric material such as PZT, BaTiO3, PbTiO3, or (NaK) NbO3, which is generally used as a piezoelectric material, may be used. it can. Further, although a laminated type piezoelectric element is used, a single-plate piezoelectric element may be used. The single-plate piezoelectric element may be a machined one, a thick film obtained by screen printing and sintering, or a thin film formed by sputtering, vapor deposition, or sol-gel method. Further, the stacked
そして、圧電部材112の各駆動用圧電柱112Aの外部電極123aには駆動信号を与えるために半田部材で配線手段としてのFPC115を直接接続し、このFPC115には圧電部材112の各駆動用圧電柱112Aに対して選択的に駆動波形を印加するための駆動回路(ドライバIC)116が実装されている。なお、すべての圧電柱112Aの外部電極123bは電気的に共通に接続されてFPC115の共通配線に同じく半田部材で接続される。また、ここでは、FPC115の圧電部材112と接合される出力端子部には半田メッキが施されており、半田接合を可能にしているが、FPC115ではなく圧電部材112側に半田メッキを施しても良い。また、接合方法についても半田接合の他に異方導電性膜による接合やワイヤボンディングを用いることもできる
The
ノズル板103は、各液室106に対応して直径10〜35μmのノズル孔104を構成する孔部が形成されたノズル基材131の液滴吐出側面(吐出方向の表面:吐出面、又は液室6側と反対の面、ノズル形成面)に撥液層132を形成して構成している。
The
また、FPC115を実装した(接続した)圧電部材112及びベース部材113などで構成される圧電型アクチュエータユニットの外周側には、エポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成したフレーム部材117を接合している。そして、このフレーム部材117には前述した共通液室110を形成し、更に共通液室110に外部からインクを供給するための供給口119を形成し、この供給口119は更に図示しないサブタンクやインクカートリッジなどのインク供給源に接続される。
Further, a
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば駆動用圧電柱112Aに印加する電圧を基準電位から下げることによって圧電柱112Aが収縮し、振動板部材102の振動領域102aが下降して液室106の容積が膨張することで、液室106内にインクが流入し、その後圧電柱112Aに印加する電圧を上げて圧電柱112Aを積層方向に伸長させ、振動板部材102をノズル孔104方向に変形させて液室106の容積、体積を収縮させることにより、液室106内のインクが加圧され、ノズル孔104からインク滴が吐出(噴射)される。
In the liquid discharge head configured as described above, for example, by lowering the voltage applied to the driving
そして、圧電柱112Aに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材102が初期位置に復元し、液室106が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室110から液室106内にインクが充填される。そこで、ノズル孔104のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
Then, by returning the voltage applied to the
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例(引き−押し打ち)に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行うこともできる。 Note that the driving method of the head is not limited to the above example (drawing-pushing), and striking or pushing can be performed depending on the direction of the drive waveform.
次に、この液体吐出ヘッドのノズル板103の詳細について図5ないし図7を参照して説明する。なお、図5は同ノズル板の平面説明図、図6は同じく断面説明図、図7は1つのノズル部分の拡大断面説明図である。
ノズル板103は、例えばNi金属プレートからなるノズル基材131の吐出面131aに、下地層としてのTi層133、SiO2膜134及び分子内にアルコキシシランを有するパーフルオロポリエーテル膜(この膜を「撥液膜」という。)132の順にノズル基材131表面から成膜されている。そして、ノズル孔104の内壁面104aの出口近傍には、ノズル基材131の液室面131bに形成されたSiO2膜135の上に下地層(Ti層)133が吐出面から連続して成膜されており、かつ、下地層(Ti層)133が最表面に露出している。
Next, details of the
The
なお、ノズル基材131としては、Ni金属プレートで説明しているが、これに限るものではない。
The
ここで、ノズル板103の撥液層132は蒸着によって形成し、ノズル孔104の内壁面の出口近傍には撥液層132を形成する蒸着膜は形成されていない。これにより吐出不良や液体充填性を損なうことがなく、安定した滴吐出を行うことができる。
Here, the
次に、維持回復機構に含まれる本発明に係るヘッド回復装置の第1実施形態について図8ないし図14を参照して説明する。なお、図8は同ヘッド回復装置の記録ヘッドとの関係を説明する正面説明図、図9は同ヘッド回復装置の概略斜視説明、図10は同じく払拭方向前方側から見た正面説明図、図11は図10の左側面説明図、図12は払拭方向後側から見た背面説明図、図13は同じく平面説明図、図14は同じく拡大断面側面説明図である。 Next, a first embodiment of the head recovery device according to the present invention included in the maintenance / recovery mechanism will be described with reference to FIGS. 8 is a front explanatory view for explaining the relationship of the head recovery device with the recording head, FIG. 9 is a schematic perspective view of the head recovery device, and FIG. 10 is a front explanatory view as seen from the front side in the wiping direction. 11 is a left side explanatory view of FIG. 10, FIG. 12 is a rear side explanatory view seen from the rear side in the wiping direction, FIG. 13 is also a plan explanatory view, and FIG.
ヘッド回復装置83は、記録ヘッド34のノズル面103aを払拭するブレード状の払拭部材であるワイパブレード201と、ワイパブレード201の姿勢を維持するワイパホルダ202とを有し、記録ヘッド34に対して進退自在(ここでは矢示方向に昇降可能)に配設されている。
The
ここで、ワイパブレード201は、弾性を有するブレード基材211のノズル面103a側の天面201aから払拭方向後面(後側側面)201bにかけて延在する2本の溝部203が形成されている。この溝部203は、天面201a側では天面201aの払拭方向の途中から始まり、後面201b側ではワイパホルダ202に至るまで形成されている。
Here, the
そして、ブレード基材211の溝部203を除く表面には撥液膜204が形成され、溝部203の壁面には、撥液膜204よりも撥液性が低い撥液膜205が形成されている。例えば、撥液膜204はパーフルオロポリエーテルで形成され、撥液膜205はシリコーン系撥水膜で形成されている。
A
このように構成したワイパブレード201による払拭動作について図15を参照して説明する。なお、図15は払拭動作の説明に供するノズル近傍の拡大説明図である。
払拭動作を行うときには、ワイパブレード201を記録ヘッド34のノズル面103aに当接させた状態でキャリッジ33をワイパブレード201に対して移動させることで、ヘッド34のノズル面103aに対してワイパブレード201を相対的に移動させる(ワイパブレードの移動方向を払拭方向という。)。
The wiping operation by the
When performing the wiping operation, the
これにより、ワイパブレード201の先端部はノズル孔104の上流側から払拭を開始し、同図(a)に示すようにノズル孔104内に一部が食い込み、ノズル孔104内のインク300と接触し、ノズル孔104を通過したときには同図(b)に示すように、ワイパブレード201の天面201aにインク300aが付着する。ここで、ワイパブレード201の溝部203の壁面(撥液膜205)はワイパブレード201の溝部203以外の表面(撥液膜204)よりも撥水性が低いので、同図(c)に示すように、天面201aに付着したインク300aは、天面201aに留まらず、溝部203内に吸い込まれるように移動し、溝部203を通じて後面201b側に移動する。これにより、ノズル孔104近傍の払拭方向下流域にワイパブレード201の天面201aに付着したインクが転移して付着することが防止される。
As a result, the tip of the
このように、ヘッド回復装置の払拭部材には、ノズル面側の天面から払拭方向後面にかけて延在する溝部が形成され、溝部の壁面の撥液性が、溝部以外の表面の撥液性よりも低い構成とすることで、ノズル孔内で払拭部材の天面に付着する液体を払拭部材後面側にスムーズに移動させて、ノズル孔近傍の払拭方向下流域への付着を低減することができる。 Thus, the wiping member of the head recovery device is formed with a groove portion extending from the top surface on the nozzle surface side to the rear surface in the wiping direction, and the liquid repellency of the wall surface of the groove portion is higher than the liquid repellency of the surface other than the groove portion. In addition, the liquid adhering to the top surface of the wiping member within the nozzle hole can be smoothly moved to the rear surface side of the wiping member, thereby reducing adhesion to the downstream area in the wiping direction near the nozzle hole. .
そして、このヘッド回復装置を備えることで、ヘッドの吐出性能を維持することができ、安定した滴吐出を行うことができて、高画質画像を形成できる。 By providing this head recovery device, the ejection performance of the head can be maintained, stable droplet ejection can be performed, and a high-quality image can be formed.
次に、本発明の第2実施形態に係るヘッド回復装置について図16及び図17を参照して説明する。なお、図16は同ヘッド回復装置の払拭部材(ワイパブレード)の平面説明図、図17は同じく払拭方向後側から見た背面説明図である。
ここでは、ワイパブレード201の溝部203の壁面には、天面201a側から撥液膜205a〜205fを天面201aから離れる方向に後面201bまで順次形成している。これらの撥液膜205a〜205eは、撥液性の高い順に、撥液膜205a>撥液膜205b>撥液膜205c>撥液膜205d>撥液膜205e、としている。つまり、ワイパブレード201の溝部203内の撥液性が天面201aから払拭方向後面201bへ徐々に低くなるように撥液膜を形成している。
Next, a head recovery device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 is an explanatory plan view of the wiping member (wiper blade) of the head recovery device, and FIG. 17 is an explanatory back view as seen from the rear side in the wiping direction.
Here, on the wall surface of the
これにより、天面201aに付着して溝部203内に移動したインク300aは、天面側から撥液性の低い後面201bに向かう方向へよりスムーズに移動し、ノズル面103aに接触する部分の清浄度をより保つことができる。
As a result, the
次に、本発明の第3実施形態に係るヘッド回復装置について図18及び図19を参照して説明する。なお、図18は同ヘッド回復装置の払拭部材(ワイパブレード)の平面説明図、図19は同じく払拭方向後側から見た背面説明図である。
ここでは、ワイパブレード201の溝部203の長手方向の幅Lを、天面201a側から後面201b側へ向かうにつれて徐々に狭くなるように溝部203を形成している。この例では、天面201aの部分では直線的に狭くなり、後面201bの部分では段階的に狭くなる形状としているが、これに限るものではない。
Next, a head recovery device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 18 is an explanatory plan view of a wiping member (wiper blade) of the head recovery device, and FIG. 19 is an explanatory back view as seen from the rear side in the wiping direction.
Here, the
これにより、天面201aに付着して溝部203内に移動したインク300aは、溝幅の細くなる方向へ毛細管現象によりスムーズに移動し、ノズル面103aに接触する部分の清浄度をより保つことができる。
As a result, the
次に、本発明の第4実施形態に係るヘッド回復装置について図20を参照して説明する。なお、図20は同ヘッド回復装置の払拭部材(ワイパブレード)の拡大側断面説明図である。
ここでは、ワイパブレード201の溝部203の深さDを、天面201a側から後面201b側へ向かうにつれて徐々に深くなるように溝部203を形成している。
Next, a head recovery device according to a fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 20 is an enlarged side sectional explanatory view of a wiping member (wiper blade) of the head recovery device.
Here, the
これにより、天面201aに付着して溝部203内に移動したインク300aは、溝深さDの深くなる方向へスムーズに移動し、ノズル面103aに接触する部分の清浄度をより保つことができる。
As a result, the
なお、上記各実施形態おいて、ワイパブレード201の溝部203以外の表面の撥液膜204の撥液性は、ノズル面103aに設けられる撥液層(膜)132の撥液性と同じ、または低く形成している。これにより、ノズル面103aに付着しているインクがワイパブレード201側に移動し易くなり、払拭性が向上する。
In each of the above embodiments, the liquid repellency of the
また、撥液膜の形成は、真空下での蒸着であっても良いし、適当な溶媒に溶解させて塗布しても良い。前者については、例えば真空排気ポンプにて真空槽内を所定の真空度まで排気した後、撥液材を気化して真空槽に導入し蒸着させることで撥液膜を形成することができる。また、後者については、例えば、撥液材を有機溶剤に溶解させ、ワイヤーバーやドクターブレードなどの冶具でコーティングすることができるし、スピンコーターによって回転塗布することもできる。また、スプレーによって塗布することや塗工液を満たした容器に浸漬塗工(ディッピング)することもできる。 Further, the liquid repellent film may be formed by vapor deposition under vacuum, or may be applied after being dissolved in an appropriate solvent. As for the former, a liquid repellent film can be formed by, for example, evacuating the inside of a vacuum chamber to a predetermined degree of vacuum with a vacuum exhaust pump, then vaporizing the liquid repellent material, introducing it into the vacuum chamber, and depositing it. As for the latter, for example, a liquid repellent material can be dissolved in an organic solvent and coated with a jig such as a wire bar or a doctor blade, or can be spin-coated with a spin coater. It can also be applied by spraying or can be dip coated (dipped) in a container filled with a coating solution.
また、上記第2実施形態のような複数の撥液性を有する撥液膜の形成は、異なる撥液性を持つ撥液材を用い、払拭部材中のそれぞれの撥液膜形成部分以外にマスキングした上で、前記撥液膜形成方法により形成する。これを複数回行うことで形成することができる。 In addition, the liquid repellent film having a plurality of liquid repellent properties as in the second embodiment is formed by using a liquid repellent material having different liquid repellent properties and masking other than each liquid repellent film forming portion in the wiping member. Then, it is formed by the liquid repellent film forming method. It can form by performing this several times.
次に、本発明に係るヘッド回復装置を備える本発明に係る画像形成装置の他の例について図21を参照して説明する。なお、図21は同装置の機構部全体の概略構成図である。
この画像形成装置は、ライン型画像形成装置であり、装置本体401の内部に画像形成部402等を有し、装置本体401の下方側に多数枚の記録媒体(用紙)403を積載可能な給紙トレイ404を備え、この給紙トレイ404から給紙される用紙403を取り込み、搬送機構405によって用紙403を搬送しながら画像形成部402によって所要の画像を記録した後、装置本体401の側方に装着された排紙トレイ406に用紙403を排紙する。
Next, another example of the image forming apparatus according to the present invention including the head recovery device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a schematic configuration diagram of the entire mechanism unit of the apparatus.
This image forming apparatus is a line type image forming apparatus, has an
また、装置本体401に対して着脱可能な両面ユニット407を備え、両面印刷を行うときには、一面(表面)印刷終了後、搬送機構405によって用紙403を逆方向に搬送しながら両面ユニット407内に取り込み、反転させて他面(裏面)を印刷可能面として再度搬送機構405に送り込み、他面(裏面)印刷終了後排紙トレイ406に用紙403を排紙する。
Also, a
ここで、画像形成部402は、例えばブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色の液滴を吐出する、フルライン型の4個の液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッド411k、411c、411m、411y(色を区別しないときには「記録ヘッド411」という。)を備え、各記録ヘッド411は液滴を吐出するノズルを形成したノズル面を下方に向けてヘッドホルダ413に装着している。
Here, the
また、各記録ヘッド411に対応してヘッドの性能を維持回復するための本発明に係るヘッド回復装置を含む維持回復機構412k、412c、412m、412y(色を区別しないときには「維持回復機構412」という。)を備え、パージ処理、ワイピング処理などのヘッドの性能維持動作時には、記録ヘッド411と維持回復機構412とを相対的に移動させて、記録ヘッド411のノズル面に維持回復機構412を構成するキャッピング部材などを対向させる。
Also, a maintenance /
なお、ここでは、記録ヘッド411は、用紙搬送方向上流側から、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順に各色の液滴を吐出する配置としているが、配置及び色数はこれに限るものではない。また、ライン型ヘッドとしては、各色の液滴を吐出する複数のノズル列を所定間隔で設けた1又は複数のヘッドを用いることもできるし、ヘッドとこのヘッドに記録液を供給する記録液カートリッジを一体とすることも別体とすることもできる。 Here, the recording head 411 is arranged to eject droplets of each color in the order of black, cyan, magenta, and yellow from the upstream side in the paper conveyance direction, but the arrangement and the number of colors are not limited to this. Further, as the line-type head, one or a plurality of heads provided with a plurality of nozzle rows for discharging droplets of each color at predetermined intervals can be used, and a recording liquid cartridge for supplying a recording liquid to the head and the head. Can be integrated or separated.
給紙トレイ404の用紙403は、給紙コロ(半月コロ)421と図示しない分離パッドによって1枚ずつ分離され装置本体401内に給紙され、搬送ガイド部材423のガイド面423aに沿ってレジストローラ425と搬送ベルト433との間に送り込まれ、所定のタイミングでガイド部材426を介して搬送機構405の搬送ベルト433に送り込まれる。
The
また、搬送ガイド部材423には両面ユニット407から送り出される用紙403を案内するガイド面423bも形成されている。更に、両面印刷時に搬送機構405から戻される用紙403を両面ユニット407に案内するガイド部材427も配置している。
In addition, the
搬送機構405は、駆動ローラである搬送ローラ431と従動ローラ432との間に掛け渡した無端状の搬送ベルト433と、この搬送ベルト433を帯電させるための帯電ローラ434と、画像形成部402に対向する部分で搬送ベルト433の平面性を維持するプラテン部材435と、搬送ベルト433から送り出す用紙403を搬送ローラ431側に押し付ける押さえコロ436と、その他図示しないが、搬送ベルト433に付着した記録液(インク)を除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなるクリーニングローラなどを有している。
The
この搬送機構405の下流側には、画像が記録された用紙403を排紙トレイ406に送り出すための排紙ローラ438及び拍車439を備えている。
On the downstream side of the
このように構成した画像形成装置において、搬送ベルト433は矢示方向に周回移動し、高電位の印加電圧が印加される帯電ローラ434と接触することで帯電され、この高電位に帯電した搬送ベルト433上に用紙403が給送されると、用紙403は搬送ベルト433に静電的に吸着される。このようにして、搬送ベルト433に強力に吸着した用紙403は反りや凹凸が校正され、高度に平らな面が形成される。
In the image forming apparatus configured as described above, the
そして、搬送ベルト433を周回させて用紙403を移動させ、記録ヘッド411から液滴を吐出することで、用紙403上に所要の画像が形成され、画像が記録された用紙403は排紙ローラ438によって排紙トレイ406に排紙される。
Then, the
このように、この画像形成装置においては本発明に係るヘッド回復装置を備えているので、ヘッドの吐出性能を維持することができ、安定した滴吐出を行うことができて、高画質画像を形成できる。 As described above, the image forming apparatus includes the head recovery device according to the present invention, so that the ejection performance of the head can be maintained, stable droplet ejection can be performed, and a high-quality image is formed. it can.
33 キャリッジ
34 記録ヘッド
81 維持回復機構
83 ヘッド回復装置
103 ノズル板
103a ノズル面
104 ノズル孔
106 液室
201 ワイパブレード(払拭部材)
202 ワイパホルダ
203 溝部
204、205 撥液膜
411 記録ヘッド
33
202
Claims (5)
前記払拭部材には、前記ノズル面側の天面から払拭方向後面にかけて延在する溝部が形成され、
前記溝部の壁面の撥液性が、前記溝部以外の表面の撥液性よりも低く、
前記払拭部材の溝部の深さは、前記天面側において、前記払拭部材の前面側から後面側に向けて徐々に深くなっている
ことを特徴とするヘッド回復装置。 In a head recovery device comprising a blade-like wiping member that wipes the nozzle surface of a head that discharges droplets,
The wiping member is formed with a groove extending from the top surface on the nozzle surface side to the rear surface in the wiping direction,
Liquid repellency of the wall surface of the groove, rather lower than the liquid repellency of the surfaces other than the groove,
The head recovery device according to claim 1, wherein the depth of the groove portion of the wiping member gradually increases from the front surface side to the rear surface side of the wiping member on the top surface side .
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