(57)【要約】【課題】両面同時に印刷する流体噴射装置において、確実に所定の密閉性を得られるキャッピング機能をもたせ、ヘッドの噴射口の詰まり等の不具合発生を防止する流体噴射装置を提案する。【解決手段】搬送経路２中を移動する被流体噴射材Ｐに対して複数のノズルから流体を噴射する流体噴射ヘッド３１，３２を有する流体噴射装置１００において、前記流体噴射ヘッド３１，３２は、前記被流体噴射材Ｐの表面ｐ１に流体を噴射する表側ヘッド３１と、前記搬送経路２を挟んで前記表側ヘッド３１に対向すると共に前記被流体噴射材Ｐの裏面ｐ２に流体を噴射する裏側ヘッド３２とからなり、前記表側ヘッド３１及び前記裏側ヘッド３２は、互いの流体噴射面３１ａ，３２ａを対向させた状態で密着可能に構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送経路中を移動する被流体噴射材に対して複数のノズルから流体を噴射する流体噴射ヘッドを有する流体噴射装置において、
前記流体噴射ヘッドは、前記被流体噴射材の表面に流体を噴射する表側ヘッドと、前記搬送経路を挟んで前記表側ヘッドに対向すると共に前記被流体噴射材の裏面に流体を噴射する裏側ヘッドとからなり、
前記表側ヘッド及び前記裏側ヘッドは、互いの流体噴射面を対向させた状態で密着可能に構成されていることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
前記表側ヘッド及び前記裏側ヘッドの両方又は一方を、該表側ヘッドと該裏側ヘッドとが接離する方向に移動させるヘッド移動機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置。
【請求項３】
前記表側ヘッド及び前記裏側ヘッドは、前記流体噴射面同士を密着可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体噴射装置。
【請求項４】
前記表側ヘッド及び前記裏側ヘッドの両方又は一方は、前記流体噴射面の外周部に突設された枠状のシール部材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体噴射装置。
【請求項５】
前記表側ヘッド及び前記裏側ヘッドは、同一種類流体を噴射する前記ノズル同士が対向するように密着可能に構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の流体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタ等の流体噴射装置は、ヘッドが備える噴射口からインク等の流体を被流体噴射材に噴き付けることにより、印刷を行っている。
このような従来の流体噴射装置は、両面印刷にあたっては、一方の面を印刷した後に他方の面を印刷するものが多いが、例えば下記特許文献１のように、用紙の搬送経路を挟んで相対向する一対の印字ユニットを設け、用紙の両面に同時に印刷するようにしているものがある。
【０００３】
ところで、印刷後、上記ヘッドの噴射口及びその付近には、インクやその飛沫が残る。このインク汚れは、時間の経過に従って乾燥して固着すると、噴射口を詰まらせたり噴射方向を狂わせたりする原因となる。このため、流体噴射装置は、一般に、ヘッドのクリーニングを行う機能を有している。
【０００４】
上記のようなインク汚れの固着を軽減するため、流体噴射装置には、キャップを備えるものがある。
このキャップは、非印刷時に、ヘッドの噴射口が設けられた部分、いわゆるノズル面を覆うことにより、インク汚れの乾燥・固着を遅らせ、上記の噴射口を詰まらせる等の不都合の発生を防いでいる。
【特許文献１】特開２００２−１１８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１には、キャッピングについての記載がない。
仮に、この特許文献１の構成においてキャップを設けるならば、下記のような観点から、装置の大型化ないし複雑化をまねくおそれがある。
【０００６】
即ち、長いヘッドをキャッピングする構成を実現するにあたり、例えば、ヘッドを搬送経路の脇へ退けて、即ち用紙幅方向に移動させてキャッピングするようにすると、装置が用紙最大幅の２倍以上の幅を有することになり、大型化してしまう。
また、装置が大型化しないよう、ヘッドを用紙幅方向には移動させずにキャッピングするためには、キャップの配置やヘッドへの被せ方に工夫が必要であり、これを実現する機構が複雑化すると考えられる。
【０００７】
更に、上記キャップは、ヘッドを隙間なく密閉するものでなければならない。密閉性が得られなければ、キャップに所望の機能、即ちインク汚れの乾燥・固着の進行を遅らせる機能をもたせることができず、噴射口の詰まりを防ぐことはできない。ところが、用紙最大幅以上の長さを有するライン型ヘッドのように長いものは特に、ヘッド及びキャップの両方又は一方が撓んでしまうため、キャッピングにおいて上記所定の密閉性を得ることが困難になるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、両面同時に印刷する流体噴射装置において、確実な密閉性を得られるキャッピング機能をもたせ、ヘッドの噴射口の詰まり等の不具合発生を防止する流体噴射装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る流体噴射装置では、以下の手段を採用した。
第１の発明としては、搬送経路中を移動する被流体噴射材に対して複数のノズルから流体を噴射する流体噴射ヘッドを有する流体噴射装置において、前記流体噴射ヘッドは、前記被流体噴射材の表面に流体を噴射する表側ヘッドと、前記搬送経路を挟んで前記表側ヘッドに対向すると共に前記被流体噴射材の裏面に流体を噴射する裏側ヘッドとからなり、前記表側ヘッド及び前記裏側ヘッドは、互いの流体噴射面を対向させた状態で密着可能に構成されていることを特徴とするものを採用した。
これによれば、表側ヘッド及び裏側ヘッドを、互いの流体噴射面を対向させた状態で密着させることができるので、両ヘッドの流体噴射面を相互に覆うことができるため、流体噴射面に配設された噴射口及びその周囲に付着した流体が乾燥して固着することを防止することができる。
【００１０】
次に、上記流体噴射装置において、前記表側ヘッド及び前記裏側ヘッドの両方又は一方を、該表側ヘッドと該裏側ヘッドとが接離する方向に移動させるヘッド移動機構を備えるものを採用した。
これによれば、ヘッド移動機構によって表側ヘッドと裏側ヘッドとを接離させることにより、非流体噴射時には表側ヘッド及び裏側ヘッドの互いの流体噴射面を密着させ、流体噴射時には表側ヘッドと裏側ヘッドとの間に搬送経路を開放することができる。
【００１１】
また、上記流体噴射装置において、前記表側ヘッド及び前記裏側ヘッドは、前記流体噴射面同士を密着可能に構成されているものを採用した。
これによれば、流体噴射面同士が密着するので、流体の乾燥・固着を更に確実に防止できる。
【００１２】
更に、上記流体噴射装置において、前記表側ヘッド及び前記裏側ヘッドの両方又は一方は、前記流体噴射面の外周部に突設された枠状のシール部材を備えるものを採用した。
これによれば、両流体噴射面間にシール部材が介在することによって、対向するノズルの噴射口同士が接触しないので、流体が混ざり合うことがなく、且つ、各ノズルの流体噴射面を確実に密閉できる。
【００１３】
そして、上記流体噴射装置において、前記表側ヘッド及び前記裏側ヘッドは、同一種類流体を噴射する前記ノズル同士が対向するように密着可能に構成されているものを採用した。
これによれば、対向するノズルが噴射する流体が同一種類であるので、対向するノズルの噴射口同士が接触して各ノズルの流体が混ざり合ったとしても、流体が混ざり合うことによる不都合をなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る流体噴射装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。本実施形態では、本発明に係る流体噴射装置として、インクジェット式のプリンタを例示する。
図１は、本実施形態におけるインクジェット式のプリンタ（以下、インクジェットプリンタ１００という）の概略構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１００は、給紙部１、搬送経路２、印刷部３、ヘッド移動機構４、制御部５及び排紙部６を備えている。
【００１５】
給紙部１は、給紙トレイ１ａ及び給紙ローラ１ｂを備えている。
給紙トレイ１ａには、記録紙Ｐ（被流体噴射材）が載積される。給紙ローラ１ｂは、最も上に位置する記録紙Ｐ（最上位紙）を給紙トレイ１ａから繰り出して搬送経路２へと送り出す。
【００１６】
搬送経路２は、記録紙Ｐが搬送される経路であって、一部分が、略鉛直に設けられた鉛直搬送路２ａとされている。鉛直搬送路２ａには、印刷部３が配設されている。
搬送経路２には、適当な間隔で、複数対の搬送ローラ対（一部を図示する）２１，２２が配設されている。特に、印刷部３手前の搬送ローラ対２１は、印刷前の記録紙Ｐの蛇行修正や、印刷部３との印刷タイミング合わせにも用いられる。
【００１７】
印刷部３は、一対のライン型プリントヘッド３１，３２（流体噴射ヘッド）を有している。これらのライン型プリントヘッド３１，３２は、鉛直搬送路２ａを挟んで配設され、各々のノズル面３１ａ，３２ａ（流体噴射面）を相対向させている。ノズル面３１ａ，３２ａについては、後述する。
ライン型プリントヘッド３１（表側ヘッド）は、記録紙Ｐの表面ｐ１にインク（流体）を噴射するものである。ライン型プリントヘッド３２（裏側ヘッド）は、記録紙Ｐの裏面ｐ２にインクを噴射するものである。
【００１８】
図２（ａ）は、ノズル面３１ａ，３２ａを示す図である。ライン型プリントヘッド３１，３２は、各々のノズル面３１ａ，３２ａに、インクジェットプリンタ１００が対象とする最大サイズの記録紙Ｐの少なくとも一辺を越える長さ（最大記録紙幅Ｗ）に亘ってノズルＮが多数配列されたものであり、いわゆる「一体型」のものである。
一方、図２（ｂ）は、いわゆる「千鳥型」のライン型プリントヘッドであって、複数の単位ヘッドＴｈを千鳥格子状に組み合わせたものである。実施にあたっては、こちらのライン型プリントヘッドを採用してもよい。
【００１９】
ライン型プリントヘッド３１，３２は、上記のようなノズルＮからインク滴を噴射する。
本実施形態では、ノズルＮは、少なくとも、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｃｙａｎ、黒１、黒２の各色に対応して、５種類のノズル群に分類されて整列され配置されている。そして、各ノズル群には、各色のインクタンク（図示せず）よりインクが供給される。
なお、ライン型プリントヘッド３１，３２の各ノズルは、同色のインク（同一種類流体）を噴射するもの同士が対向するように配置されている。
【００２０】
次に、図３を参照してライン型プリントヘッド３１の構成について詳述する（ライン型プリントヘッド３２も同様である）。図３は、ライン型プリントヘッド３１の一部の構成を示す断面図である。
ライン型プリントヘッド３１は、合成樹脂製の筐体３００内に、流路形成ユニット３１０、収容空間３２０、駆動ユニット３３０及び内部流路３４０を収納して、構成されている。
【００２１】
流路形成ユニット３１０は、振動板３１１、流路基板３１２及びノズル基板３１３を積層し、接着剤等で接合して一体としたものである。
また、流路形成ユニット３１０は、共通インク室３１４、インク供給口３１５及び圧力室３１６を備えている。これらの共通インク室３１４、インク供給口３１５及び圧力室３１６は、上記振動板３１１、流路基板３１２及びノズル基板３１３によって形成されている。
共通インク室３１４は、内部流路３４０に連通している。インク供給口３１５は、共通インク室３１４に接続されている。圧力室３１６は、インク供給口３１５と接続されている。また、圧力室３１６は、各ノズルＮに対応するように複数設けられており、各ノズルＮに接続されている。
【００２２】
振動板３１１は、例えばステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工したものである。
振動板３１１の圧力室３１６に対応する部分には、圧電素子３３１（後述する）の一端と接合される島部３１１ａが形成されている。そして、振動板３１１の少なくとも一部は、圧電素子３３１の駆動に応じて弾性変形する。
【００２３】
流路基板３１２は、シリコンを異方性エッチングすることにより、共通インク室３１４、インク供給口３１５及び圧力室３１６が形成されたものである。
ノズル基板３１３は、例えばステンレス鋼等の金属で形成された板状の部材であって、外側の一面が上述のノズル面３１ａとされ、ノズルＮが所定方向に所定間隔（ピッチ）で複数形成されたものである。
【００２４】
収容空間３２０は、筐体３００内に形成された空間であって、駆動ユニット３３０を収容している。
駆動ユニット３３０は、複数の圧電素子３３１、固定部材３３２及びケーブル３３３を備えている。
圧電素子３３１は、各ノズルＮに対応させて設けられている。固定部材３３２は、重ねられた複数の圧電素子３３１の一端を支持するものである。ケーブル３３３は、柔軟な素材で形成され、駆動信号を圧電素子３３１に供給するものである。
【００２５】
内部流路３４０は、筐体３００内に形成された流路であって、インクタンク（図示せず）から供給されたインクを共通インク室３１４へ排出する流路である。
【００２６】
図１に戻って他の部分の説明を続ける。
一方のライン型プリントヘッド３２は、他方のライン型プリントヘッド３１に対して接離する方向に移動自在に構成されている。この移動自在なライン型プリントヘッド３２の位置決めは、ヘッド移動機構４が行う。
【００２７】
ヘッド移動機構４は、ソレノイドにより構成されている。
ソレノイドは、周知のように、筐体４ａから鉄心４ｂを出し入れするものであって、通電時と非通電時とで、筐体４ａからの鉄心４ｂの突出長さが、短状態から長状態へ、或いは長状態から短状態へ、変化するものである。
本実施形態においては、鉄心４ｂの突出長さが、通電時に短状態（図１参照）、非通電時に長状態（図４参照）となるソレノイドでヘッド移動機構４を構成し、鉄心４ｂの先端をライン型プリントヘッド３２に固定する。
【００２８】
そして、印刷時にはソレノイドに通電して鉄心４ｂを短状態にし、これによりライン型プリントヘッド３２をもう一方のライン型プリントヘッド３１から離れる方向に移動させて、両ヘッド３１，３２間に搬送経路２が開放されるようにする。
また、非印刷時にはソレノイドへの通電を停止して鉄心４ｂを長状態にし、これによりライン型プリントヘッド３２をもう一方のライン型プリントヘッド３１に接する方向に移動させて、両ヘッド３１，３２を密着させる。
【００２９】
制御部５は、印刷すべき画像を印刷するために、他の各部、即ち、搬送ローラ対２１，２２、印刷部３及びヘッド移動機構４を統括的に制御する。
排紙部６は、印刷部３により印刷されて排出された記録紙Ｐを、載積し保持するものである。
【００３０】
次に、上記構成のインクジェットプリンタ１００の動作について説明する。
各インクタンクから供給されたインクは、内部流路３４０に流入し、内部流路３４０を流れた後、共通インク室３１４に供給される。
共通インク室３１４に供給されたインクは、インク供給口３１５を介して、複数の圧力室３１６のそれぞれに分配されるように供給される。
【００３１】
制御部５は、印刷すべき画像に基づいて、ケーブル３３３を介して圧電素子３３１に駆動信号を入力する。
ケーブル３３３を介して制御部５から圧電素子３３１に駆動信号が入力されると、圧電素子３３１が伸縮する。これにより、振動板３１１が圧力室３１６に接近する方向及び離れる方向に変形（移動）する。
振動板３１１の変形に伴い、圧力室３１６の容積が変化し、インクを収容した圧力室３１６の圧力が変動する。この圧力の変動によって、ノズルＮから、インクが噴射される。
そして、ノズルＮから噴射されたインクによって、記録紙Ｐに所望の画像が形成される。
【００３２】
インクジェットプリンタ１００において、上記の如き印刷時には、制御部５は、図１に示すように、ヘッド移動機構４を構成するソレノイドに通電して鉄心４ｂを短状態にし、これによりライン型プリントヘッド３２をもう一方のライン型プリントヘッド３１から離れる方向に移動させて、両ヘッド３１，３２間に搬送経路２が開放されるようにする。
【００３３】
非印刷時には、制御部５は、図４に示すように、ヘッド移動機構４を構成するソレノイドへの通電を停止して鉄心４ｂを長状態にし、これによりライン型プリントヘッド３２をもう一方のライン型プリントヘッド３１に接する方向に移動させて、両ヘッド３１，３２を密着させる。
【００３４】
ここで、制御部５が、「非印刷時である」と判定し上記の制御を行うのは、例えば以下のような場合である。
（１）ユーザによるインクジェットプリンタ１００の電源断操作を受けた場合
（２）最後の印刷が完了してからの経過時間が所定値を上回った場合
（３）順番待ちの印刷タスクがなくなった場合
上記は例であって、実施にあたっては、もちろん他の場合であっても、制御部５は、非印刷時であると判定して、ヘッド移動機構４によりライン型プリントヘッド３２をもう一方のライン型プリントヘッド３１に接する方向に移動させて、両ヘッド３１，３２を密着させるようにしてもよい。
【００３５】
上記構成により、各ライン型プリントヘッド３１，３２の両ノズル面３１ａ，３２ａが外気から断絶されるので、ノズルＮ及びその周囲に付着したインクが乾燥して固着することが防止される。
また、同色のインクを噴射するノズルＮ同士を対向させてライン型プリントヘッド３１，３２が密着するので、仮に対向したノズルＮ間でインクが混ざることがあっても、それによる不都合がない。
更に、同色のインクでなくとも、溶媒が同一のインクであれば、仮に対向したノズルＮ間でインクが混ざることがあっても、変質等による不都合は発生しない。
【００３６】
次に、上記実施形態における細部の変形例について、図５及び図６をも参照して説明する。図５及び図６は、図２（ａ）で示したライン型プリントヘッド３１のノズル面３１ａの変形例である。
【００３７】
まず、図２（ａ）に示すように、上記実施形態のノズルＮは、平面状のノズル面３１ａに設けられているが、図５に示すように、ノズルＮは、ノズル面３１ａに形成した窪み部３１ｂ内に設けてもよい。
図２（ａ）に示す上記実施形態の場合と図５に示す変形例の場合との相違点は、ライン型プリントヘッド３１，３２が密着する際に、各ノズル面３１ａ，３２ａのノズルＮ同士が密着するか否かである。これらの構造のいずれを採用するかは、インク（流体）の性質によって選択する。
【００３８】
続いて、図６に示すように、ノズル面３１ａにシール部材Ｓを設けてもよい。
シール部材Ｓは、弾性を有する材料で形成された枠状の部材であって、ノズル面３１ａの外周部に、ノズル面３１ａから突出するように取り付けられる。
【００３９】
これにより、ライン型プリントヘッド３１，３２が密着する際には、ノズル面３１ａ，３２ａ同士が直接触れず、両ノズル面３１ａ，３２ａの間にシール部材Ｓが介在した状態になる。この状態では、シール部材Ｓが枠状であるので、両ノズル面３１ａ，３２ａに形成されているノズルＮは、シール部材Ｓと両ノズル面３１ａ，３２ａとで密閉された空間に面することとなる。したがって、ノズルＮ及びその周囲におけるインクの乾燥及び固着を防止することができる。
なお、シール部材Ｓは、ノズル面３１ａではなく他方のノズル面３２ａに設けるようにしてもよく、或いは、両ノズル面３１ａ，３２ａに設けてもよい。
【００４０】
なお、上記実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ、或いは動作・操作手順等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４１】
上記実施形態では、搬送経路２の通紙方向を下から上へとしたが、実施にあたってはこれに限らず、逆に上から下としてもよい。
また、上記実施形態では、流体噴射ヘッドをライン型プリントヘッド３１，３２に具現化したが、実施にあたってはこれに限らず、流体噴射ヘッドは、例えば、キャリッジにより被流体噴射材の幅方向に移動しながら流体を噴射するシリアル型のヘッドであってもよい。
【００４２】
更に、上記実施形態では、ヘッド移動機構４は、裏側ヘッドであるライン型プリントヘッド３２を移動させているが、実施にあたってはこれに限らず、ヘッド移動機構４が、表側ヘッドを、或いは表側ヘッド及び裏側ヘッドの両方を移動させることにより、表側ヘッドと裏側ヘッドとを接離させるように構成されていてもよい。
また、上記実施形態では、ヘッド移動機構４は、ソレノイドにより構成されているが、実施にあたってはこれに限らず、他の構成とされていてもよい。
【００４３】
更に、上記実施形態では、流体噴射装置として、インクジェットプリンタ１００に具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の流体（機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような流状体）を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に具体化することもできる。
例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する流体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する流体噴射装置であってもよい。
【００４４】
また、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する流体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する流体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する流体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置であってもよい。更に、トナー等の粉体を例とする固体を噴射するトナージェット式記録装置であってもよい。
そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置において、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る流体噴射装置の第１の実施形態であるインクジェットプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】上記実施形態におけるノズル面を示す図である。
【図３】上記実施形態におけるライン型プリントヘッドの一部の構成を示す断面図である。
【図４】上記実施形態におけるインクジェットプリンタの非印刷時のライン型プリントヘッドの状態を示す図である。
【図５】図２で示したライン型プリントヘッドのノズル面の変形例である。
【図６】図２で示したライン型プリントヘッドのノズル面の変形例である。
【符号の説明】
【００４６】
１００…インクジェットプリンタ、  ２…搬送経路、  ２ａ…鉛直搬送路、  ４…ヘッド移動機構、  ３１，３２…ライン型プリントヘッド（流体噴射ヘッド）、３１…表側ヘッド、３２…裏側ヘッド、  ３１ａ，３２ａ…ノズル面（流体噴射面）、  Ｎ…ノズル、  Ｐ…記録紙（被流体噴射材）、ｐ１…表面、ｐ２…裏面、  Ｓ…シール部材
【図１】
2008307707.tif 000003
【図２】
2008307707.tif 000004
【図３】
2008307707.tif 000005
【図４】
2008307707.tif 000006
【図５】
2008307707.tif 000007
【図６】
2008307707.tif 000008