説明

液体吐出ヘッドユニット及び画像形成装置

【課題】電気回路基板の電子部品をミストから保護して信頼性を向上しつつ、ヘッドの小型化を図ることができる液体吐出ヘッドユニットの提供。
【解決手段】液体吐出ヘッドユニット1は、液滴を吐出するヘッド2と、ヘッド2と接続する電子部品が実装された電気回路基板3と、ヘッド2に供給するインクを収容するタンク4とを備え、ヘッド2のフレーム部材17と電気回路基板3とタンク4とは積層構造をなして一体化され、ヘッド2のフレーム部材17と電気回路基板3との間及び電気回路基板3とタンク4との間に空間6、7がそれぞれ設けられ、電気回路基板3の電子部品32が空間6、7に収容されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する液体吐出ヘッドユニット及び同ユニットを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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としてインクジェット記録装置などが知られている。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。)を行なうものであり、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。
【0003】
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3次元的に造形して形成された像も含まれる。
【0004】
ところで、液体吐出ヘッドを記録ヘッドに用いる画像形成装置にあっては、滴吐出に伴うミストの発生が避けられず、このミストがヘッドを駆動するための電子部品などを実装した電気回路基板に付着すると、誤動作や電子部品の破損を生じるおそれがある。
【0005】
そこで、例えば、インク滴を吐出するヘッド本体と、ヘッド本体にインクを供給しかつ保持するヘッドケースと、ヘッドケースにインクを供給するカートリッジケースと、ヘッド本体に電気信号を伝達する回路基板からなり、ヘッドケースとカートリッジケースにより回路基板を挟み込み、更にカートリッジケースに設けられたリブにより電気回路の移動を規制するものがある(特許文献1)。
【0006】
また、液滴を吐出するヘッドユニットをヘッドホルダで覆い、ヘッドホルダの開口をヘッドユニットと接続され片面を絶縁した電気回路基板で気密的に閉鎖するように固定するものがある(特許文献2)。
【0007】
また、印字手段と、印字手段にインクを供給するインク貯蔵手段と、印字手段に電気信号を印加する電気回路からなる小型印字装置において、電気回路は少なくとも一部表面が絶縁素材で覆われ、覆われた部分がインク貯蔵手段内部に配置されるものがある(特許文献3)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2003−25562号公報
【特許文献2】特開2009−000978号公報
【特許文献3】特開平10−58756号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、液体吐出ヘッドにおいては、小型化の要求が強く、ヘッドを構成する部品は、小型化、高密度化が進んでいる。また、ヘッドを駆動するため信号を与える電気回路基板も高密度化されてきており、配線パターンと電子部品が隙間無く実装されるようになっている。また、電子部品などの実装部品が基板の両面に配置されることもあり、周辺部材もそれを考慮して、隙間やギャップを設けた構成をとる必要があるが、上述したように、液滴吐出によって生じるインクミストなどが電子部品に付着することによって電子部品が破損するという問題が生じることになる。
【0010】
この場合、特許文献1に開示の構成にあっては、電気回路はヘッドケースにもカートリッジケースにも固定されないので、部品間に隙間が残ることになり、ミストによる電気回路の破損を防止することはできない。また、特許文献2に開示の構成にあっては、電気回路基板は片面を絶縁処理しなければならず、コスト高になるとともに、実装部品を両面に配置した場合には絶縁処理が困難となるだけでなく、ヘッド全体を収納するためのヘッドホルダが大型化し、装置の大型化につながるという課題がある。さらに、特許文献3に開示の構成にあっては、絶縁した電気回路基板でインク流路の一部を封止しなければならず、接合が難しくなるとともに、一方向の面の実装部品はすべて絶縁しなければならず、その評価・検査が難しいという課題がある。
【0011】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、電気回路基板の電子部品をミストから保護して信頼性を向上しつつ、ヘッドの小型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記の課題を解決するため、液体吐出ヘッドユニットは、
液滴を吐出するヘッドと、前記ヘッドと接続する電子部品が実装された電気回路基板と、前記ヘッドに供給する液体を収容するタンクとを備える液体吐出ヘッドユニットであって、
前記ヘッドのフレーム部材と、前記電気回路基板と、前記タンクとは積層構造をなし、
前記ヘッドのフレーム部材と前記電気回路基板との間及び前記電気回路基板と前記タンクとの間の少なくともいずれかには内部に空間が設けられ、
前記電気回路基板の前記電子部品が前記空間に収容されている
構成とした。
【0013】
ここで、前記ヘッドのフレーム部材と前記タンクとが当接している部分を有している構成とできる。
【0014】
また、前記電気回路基板と前記タンクとの間には液体を遮蔽する遮蔽部材が設けられている構成とできる。
【0015】
また、前記タンクは、側面に弾性変形可能な部材が設けられ、前記遮蔽部材は前記弾性変形可能な部材の外面に隙間を開けて配置され、かつ、前記タンクには前記遮蔽部材を前記弾性変形可能な部材に干渉しない位置に保持する手段が設けられている構成とできる。
【0016】
また、前記ヘッドと前記電気回路基板との間及び前記電気回路基板と前記タンクとの間の少なくともいずれかを封止する封止材が設けられている構成とできる。
【0017】
また、前記電気回路基板の前記電子部品が収容される空間の外周を形成する中間部材が配置されている構成とできる。
【0018】
また、前記ヘッドと前記タンクとは前記電気回路基板を通じて流路が接続されている構成とできる。
【0019】
本発明に係る液体吐出ヘッドユニットは、
液滴を吐出するヘッドと、前記ヘッドと接続する電子部品が実装された電気回路基板と、前記ヘッドに供給する液体を収容するタンクと、フィルタユニットとを備える液体吐出ヘッドユニットであって、
前記ヘッドのフレーム部材と、前記電気回路基板と、前記フィルタユニットと、前記タンクとは積層構造をなし、
前記ヘッドのフレーム部材と前記電気回路基板との間及び前記電気回路基板と前記フィルタユニットとの間の少なくともいずれかには内部に空間が設けられ、
前記電気回路基板の前記電子部品が前記空間に収容されている
構成とした。
【0020】
これらの本発明に係る液体吐出ヘッドユニットにおいては、
前記ヘッドは、4列以上の圧力発生手段と、各圧力発生手段に接続されたフレキシブル配線基板とを有し、
前記電気回路基板は、基板本体上に複数のコネクタ及び前記電子部品が配置され、
前記フレキシブル配線基板は、前記電気回路基板に形成された開口部を通じて前記電気回路基板と接続する側に引き出され、各フレキシブル基板の前記入力端子側は対面方向に互いに対向しない位置で折り曲げられて前記電気回路基板に接続され、
前記電気回路基板の前記複数のコネクタは基板本体の長手方向に並べて配置されている
構成とできる。
【0021】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備えたものである。
【発明の効果】
【0022】
本発明に係る液体吐出ヘッドユニットによれば、ヘッドのフレーム部材と、電気回路基板と、タンクとは積層構造をなし、ヘッドのフレーム部材と電気回路基板との間及び電気回路基板とタンクとの間の少なくともいずれかには内部に空間が設けられ、電気回路基板の電子部品が空間に収容されている構成としたので、電気回路基板の電子部品をミストから保護しつつ、ヘッドの小型化を図ることができる。
【0023】
本発明に係る液体吐出ヘッドユニットによれば、ヘッドのフレーム部材と、電気回路基板と、フィルタユニットと、タンクとは積層構造をなし、ヘッドのフレーム部材と電気回路基板との間及び電気回路基板とフィルタユニットとの間の少なくともいずれかには内部に空間が設けられ、電気回路基板の電子部品が空間に収容されている構成としたので、電気回路基板の電子部品をミストから保護して信頼性を向上しつつ、ヘッドの小型化を図ることができる。
【0024】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備えているので、信頼性が向上し、装置の小型化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第1実施形態の外観斜視説明図である。
【図2】同ヘッドユニットの分解斜視説明図である。
【図3】同じくフレーム部材と電気回路基板の説明に供する斜視説明図である。
【図4】同じくタンクと電気回路基板の説明に供する斜視説明図である。
【図5】同じく側面説明図である。
【図6】同じく正面説明図である。
【図7】同じく側断面説明図である。
【図8】同じくヘッドの要部断面説明図である。
【図9】本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第2実施形態の側断面説明図である。
【図10】本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第3実施形態の側断面説明図である。
【図11】本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第4実施形態の側断面説明図である。
【図12】ヘッドのフレキシブル配線基板と電気回路基板との接続構造の説明に供する斜視説明図である。
【図13】同じく平面説明図である。
【図14】同じく複数の液体吐出ヘッドユニットを並べてラインヘッドアレーの一例を示す平面説明図である。
【図15】本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
【図16】同じく要部平面説明図である。
【図17】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す機構部全体の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
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。本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第1実施形態について図1ないし図5を参照して説明する。なお、図1は同ヘッドユニットの外観斜視説明図、図2は同じく分解斜視説明図、図3は同じくフレーム部材と電気回路基板の説明に供する斜視説明図、図4は同じくタンクと電気回路基板の説明に供する斜視説明図、図5は同じく側面説明図、図6は同じく正面説明図、図7は同じく側断面説明図、図8はヘッドの要部断面説明図である。
【0027】
この液体吐出ヘッドユニット(以下、単に「ヘッドユニット」という。)1は、液滴を吐出するヘッド2と、ヘッド2と接続する電子部品が実装された電気回路基板3と、ヘッド2に供給するインクを収容するタンク4とを備え、ヘッド2のフレーム部材と電気回路基板3とタンク4とは積層構造をなして一体化され、ヘッド2のフレーム部材17と電気回路基板3との間及び電気回路基板3とタンク4との間に空間6、7がそれぞれ設けられ、電気回路基板3の電子部品32が空間6、7に収容されている。
【0028】
ここで、ヘッド2は、液滴を吐出するノズル11が形成されたノズル板12と、ノズル11が連通する液室13を形成する流路板14と、液室13の壁面の一部を形成する振動板15aを形成する振動板部材15と、振動板15aを変位させる2つの圧電アクチュエータ16と、各液室13にインクを供給する共通液室18を形成し、圧電アクチュエータ16を内部に収納し、ノズル板12、流路板14及び振動板部材15を前面側に保持するフレーム部材17とを備えている。
【0029】
各圧電アクチュエータ16は、基板21に接合された2列の圧力発生手段である積層型圧電素子部材22を有し、圧電素子部材22にはスリット加工が施されて各液室13に対応する圧電素子柱22aが形成されている。そして、各圧電素子部材22には、各圧電素子柱22aと電気回路基板3とを電気的に接続するFPCなどのフレキシブル配線基板23が接合されて接続されている。
【0030】
フレーム部材17には、前述した共通液室18の他、圧電アクチュエータ16を収納する開口部17a及び空間6を形成する開口部17bがそれぞれ形成されている。このフレーム部材17はSUSなどの金属部材で形成されているが、これに限るものではなく、樹脂部材でもよい。
【0031】
なお、振動板部材15には共通液室18と液室13との間に液供給口部となるフィルタ部19が形成されている。また、共通液室18と振動板15を挟んで反対側にダンパ室20が形成されている。
【0032】
電気回路基板3には、基板本体31の両面に、圧電アクチュエータ16とフレキシブル配線基板23及び基板3上の配線パターンを介して接続される電子部品32が実装され、また、このヘッドユニット1と画像形成装置本体のコントローラなどの制御ボードと接続するためのFFCコネクタ33などが搭載されている。さらに、フレキシブル配線基板23を通す開口部34が形成されている。ここで、実装密度を上げて小型化を行うためには、このような両面実装が望ましいが、フレーム部材17側、もしくはタンク4側のいずれか一方にのみ電子部品32を実装してもよい。
【0033】
タンク4は、2分割されたインク室41、41を形成するポリスチレン、ポリプロピレンなどからなるタンクケース42の各開口部に弾性変形可能な部材(可撓性フィルム部材や弾性部材:以下「可撓性フィルム」という。)43が設けられ、各インク室41、41に外部からインクを供給するための供給径路と接続される連結部(ポート)45が設けられている。そして、タンクケース42は空間7を形成する凹部46が設けられている。
【0034】
このように、液滴を吐出するヘッド2と、ヘッド2と接続する電子部品が実装された電気回路基板3と、ヘッド2に供給するインクを収容するタンク4とを備え、ヘッド2のフレーム部材17と電気回路基板3とタンク4とは積層構造をなして一体化され、ヘッド2のフレーム部材17と電気回路基板3との間及び電気回路基板3とタンク4との間に空間6、7がそれぞれ設けられ、電気回路基板3の電子部品32が空間6、7に収容されている構成とすることで、ミストから電気回路基板3の電子部品32などを保護することができて信頼性が向上し、フレーム部材又はタンク内に電子部品が収容されていることでヘッドユニットの小型化を図ることができる。
【0035】
また、上記実施形態において、フレーム部材17と電気回路基板3との間には絶縁シート51が介在されている。これにより、フレーム部材17を金属(例えばSUS)などの導電性部材で形成した場合でも、電気回路基板3の基板本体31の面に配線パターンを形成することができて、電気回路基板3をより高密度にして、ヘッドユニット1の小型化を図ることができる。なお、絶縁シート51は電気回路基板3を固定する領域は逃げて配置されている。
【0036】
また、電気回路基板3とタンク4との間には、電気回路基板3とタンク4との間に残る隙間を外部から遮蔽することで液体を遮蔽する遮蔽部材52が設けられている。この遮蔽部材52は、略L字状の樹脂フィルム部材で形成している。これにより、電気回路基板3とタンク4との間の隙間からのミストの侵入をより効果的に防止できる。なお、遮蔽部材52に代えて、あるいは遮蔽部材52とともに、電気回路基板3とタンク4との間を封止材によって封止することもできる。
【0037】
そして、この遮蔽部材52はタンク4の可撓性フィルム部材43の外面を囲んで配置されている。これにより可撓性フィルム部材43の外壁面へのミストの付着を防止している。
【0038】
この場合、タンク4のタンクケース42には、遮蔽部材52を可撓性フィルム43に干渉しない位置に保持する手段である突起部(隙間保持手段)53が設けられている。これにより、可撓性フィルム43と遮蔽部材52が干渉して、可撓性フィルム43の動作が妨げられることを防止でき、更にコネクタ33と装置本体側のコネクタの着脱時にコネクタが可撓性フィルム43に接触してフィルム43が損傷することをも防止できる。
【0039】
また、フレーム部材17の共通液室18は供給ポート71と排出ポート72を有し、同様にタンク4にも供給ポート73と排出ポート74を有している。これらのフレーム部材17の供給ポート71及び排出ポート72とタンク4の供給ポート73及び排出ポート74とは、電気回路基板3の貫通穴75、絶縁シート51の貫通穴76を介して各接続され、各接続部分はゴムパッキンなどで封止されている。これにより、タンク4からヘッド2のフレーム部材17の共通液室18へのインク供給は電気回路基板3の貫通穴65を通じて行われる。このように、タンク4とヘッド2との間のインク供給、インク排出を電気回路基板3を通じて行うことで、電気回路基板3のフレーム部材17との接合面側と反対側の面をタンク4で覆うことができる。
【0040】
ここで、電気回路基板3の貫通穴75を介した接続は、前記貫通穴75をインクが直接通る必要はなく、たとえばフレーム部材17の供給ポート71及び排出ポート72を突出して形成し、前記貫通穴75の中を通して、タンク4の供給ポート73及び排出ポート74と接続される構成でもよい。このような構成では、電気回路基板3とのフレーム部材17、タンク4との封止が必要なく、フレーム部材17とタンク4間の封止だけでよい。また逆に、タンク側の供給ポート73及び排出ポート74を突出する構成としてもよい。
【0041】
また、電気回路基板3及びフレーム部材17の位置決めは位置決めピン77と位置決め穴(切り欠きを含む)78にて行い、紫外線硬化性接着剤などで接合している。
【0042】
また、タンク4とヘッド2のフレーム部材17とは、図6に示すように、タンク4のタンクケース42の一部4aが直接当接する構成としている。これにより、タンク4とヘッド2のフレーム部材17とが直接接触する構造となり、電気回路基板3に負荷をかけることなく、タンク4とフレーム部材17との間にはさむことができる。これにより、取り付け時の電気回路基板へのダメージの低減、絶縁シート51への過剰負荷による破れ等の防止が可能となる。
【0043】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第2実施形態について図9を参照して説明する。
この実施形態は、電気回路基板3の片面(ヘッド1側の面)に電子部品32を実装して、ヘッド2のフレーム部材17側の空間6に収容し、タンク4側には前記第1実施形態の空間7を設けていない例である。なお、電気回路基板3の片面(タンク4側の面)に電子部品32を実装して、タンク4側の空間7内に収容し、ヘッド2のフレーム部材17側の前記第1実施形態の空間6を設けない(圧電アクチュエータ16用の開口部17aは形成する)構成とすることもできる。
【0044】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第3実施形態について図10を参照して説明する。
この実施形態は、タンク4と電気回路基板3との間にフィルタユニット81を介在させ、フィルタユニット81に電気回路基板3の電子部品32を収容する空間7を形成する凹部81aを設けた例である。
【0045】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第4実施形態について図11を参照して説明する。
この実施形態は、ヘッド1のフレーム部材17と電気回路基板3との間に空間16を形成するための中間部材82を介在させた例である。同様に、タンク4と電気回路基板3との間に空間7を形成する中間部材を設けることもできる。なお、本願における、電気回路基板とフレーム部材との間の空間、電気回路基板とタンクとの間の空間は、いずれもこのような中間部材(スペーサ部材)を介在させて形成する空間を含む意味である。
【0046】
前述したとおり、このような空間はフレーム部材17やタンク4に設けることが好ましいが、圧電アクチュエータ16の設置スペースの確保やタンク4の筐体の強度確保のために設置できる空間の大きさが制限される場合がある。このような場合に、この中間部材82はヘッドの大きさをほとんど変えることなく、電子部品32を収納する空間を広げることができるため有効である。
【0047】
次に、上記各実施形態におけるヘッド2のフレキシブル配線基板と電気回路基板との接続構成の一例について図12及び図13を参照して説明する。
ヘッド2は、上述したように、2つの圧電アクチュエータ16、16にそれぞれ2列の駆動圧電素子柱22aを形成した圧電素子部材22を有し、各圧電素子部材22にはそれぞれ2枚のフレキシブル配線基板23、23が接続されている。また、電気回路基板3は、基板本体31上に複数のコネクタ33及び電子部品32が配置されて、図示しない配線パターンが形成されている。
【0048】
そして、フレキシブル配線基板23は、電気回路基板3に形成された開口部34を通じて電気回路基板3の配線パターンと接続する側に引き出され、各フレキシブル配線基板23の入力端子23a側は対面方向に互いに対向しない位置で折り曲げられて電気回路基板3の配線パターンに接続され、電気回路基板3の複数のコネクタ33は電気回路基板3の長手方向に並べて配置されている。
【0049】
このように、フレキシブル配線基板23の入力端子23aを一方に寄せ、対面方向に互いに対向しない位置に配置することにより、電気回路基板3の中央部にヘッド短手方向を貫く領域Aを確保することができる。これにより、電気回路基板3を大きくすることなく、入力端子23aへの配線パターンを容易にヘッド短手方向に引き出すことが可能となり、複数のコネクタ33をヘッド長手方向に沿って配置することができるようになる。
【0050】
また、このようにヘッド長手方向に沿ってコネクタ33を配置することにより、図14に示すように、ベース部材101上にヘッドユニット1を複数列配置してラインヘッドアレー(ライン型液体吐出ヘッドユニット)とした場合でも、ヘッドアレーの外周側にコネクタ33を配置できるので、容易に電気接続の着脱が容易となり、交換性が向上することができる。なお、図14はヘッドアレーを上方から見た説明図である(ただし、タンク4についは見易くするために図示を省略している。)。
【0051】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備える本発明に係る画像形成装置の一例について図15及び図16を参照して説明する。なお、図15は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図16は同機構部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画像形成装置であり、左右の側板221A、221Bに横架したガイド部材である主従のガイドロッド231、232でキャリッジ233を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向(キャリッジ主走査方向)に移動走査する。
【0052】
このキャリッジ233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本発明に係る液体吐出ヘッドユニットからなる記録ヘッド234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。
【0053】
記録ヘッド234は、それぞれ2つのノズル列を有する液体吐出ヘッドユニット234a、234bを1つのベース部材に取り付けて構成したもので、一方のヘッド234a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、他方のヘッド234b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。なお、ここでは2ヘッド構成で4色の液滴を吐出する構成としているが、前述したように、1ヘッド当たり4ノズル列配置として、1個のヘッドで4色の各色を吐出させることもできる。
【0054】
また、記録ヘッド234のタンク4a、4bには各色の供給チューブ236を介して、供給ユニット224によって各色のインクカートリッジ210から各色のインクが補充供給される。
【0055】
一方、給紙トレイ202の用紙積載部(圧板)241上に積載した用紙242を給紙するための給紙部として、用紙積載部241から用紙242を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙コロ)243及び給紙コロ243に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド244を備え、この分離パッド244は給紙コロ243側に付勢されている。
【0056】
そして、この給紙部から給紙された用紙242を記録ヘッド234の下方側に送り込むために、用紙242を案内するガイド部材245と、カウンタローラ246と、搬送ガイド部材247と、先端加圧コロ249を有する押さえ部材248とを備えるとともに、給送された用紙242を静電吸着して記録ヘッド234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251を備えている。
【0057】
この搬送ベルト251は、無端状ベルトであり、搬送ローラ252とテンションローラ253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251の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ256を備えている。この帯電ローラ256は、搬送ベルト251の表層に接触し、搬送ベルト251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251は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ252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。
【0058】
さらに、記録ヘッド234で記録された用紙242を排紙するための排紙部として、搬送ベルト251から用紙242を分離するための分離爪261と、排紙ローラ262及び排紙コロ263とを備え、排紙ローラ262の下方に排紙トレイ203を備えている。
【0059】
また、装置本体の背面部には両面ユニット271が着脱自在に装着されている。この両面ユニット271は搬送ベルト251の逆方向回転で戻される用紙242を取り込んで反転させて再度カウンタローラ246と搬送ベルト251との間に給紙する。また、この両面ユニット271の上面は手差しトレイ272としている。
【0060】
さらに、キャリッジ233の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド234のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む本発明に係るヘッドの維持回復装置である維持回復機構281を配置している。この維持回復機構281には、記録ヘッド234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。)282a、282b(区別しないときは「キャップ282」という。)と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード283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284などを備えている。
【0061】
また、キャリッジ233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288を配置し、この空吐出受け288には記録ヘッド234のノズル列方向に沿った開口部289などを備えている。
【0062】
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202から用紙242が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙242はガイド245で案内され、搬送ベルト251とカウンタローラ246との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド237で案内されて先端加圧コロ249で搬送ベルト251に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
【0063】
このとき、帯電ローラ256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251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251上に用紙242が給送されると、用紙242が搬送ベルト251に吸着され、搬送ベルト251の周回移動によって用紙242が副走査方向に搬送される。
【0064】
そこで、キャリッジ233を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド234を駆動することにより、停止している用紙242にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙242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242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242を排紙トレイ203に排紙する。
【0065】
このように、この画像形成装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを記録ヘッドとして備えるので、信頼性が向上し、ヘッドの小型化による装置の小型化を図れる。
【0066】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッド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17を参照して説明する。なお、図17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。
【0067】
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。
【0068】
ここで、画像形成部402は、例えばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C),ブラック(K)の各色の液滴を吐出する、例えば前述した図14で示すように本発明に係る液体吐出ヘッドユニット1を複数個並べて配置して構成したフルライン型記録ヘッド411y、411m、411c、411k(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。
【0069】
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維持回復機構412y、412m、412c、412k(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。
【0070】
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。
【0071】
また、搬送ガイド部材443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。
【0072】
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。なお、搬送機構としては例えばエアー吸引によって搬送ベルトに被記録媒体を吸着させるものなども使用できる。
【0073】
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。
【0074】
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、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。
【0075】
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。
【0076】
このように、この画像形成装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを記録ヘッドとして備えるので、信頼性が向上し、ヘッドの小型化による装置の小型化を図れる。
【0077】
なお、上記実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、前述したように、例えば、プリンタ/ファックス/コピア複合機などの画像形成装置に適用することができ、また、狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【0078】
1 液体吐出ヘッドユニット
2 ヘッド
3 電気回路基板
4 タンク
6、7 空間
11 ノズル
12 ノズル板
13 液室
14 流路板
15 振動板部材
16 圧電アクチュエータ
17 フレーム部材
32 電子部品
33 コネクタ
233 キャリッジ
234a、134b 記録ヘッド(液体吐出ヘッドユニット)
411y、411m、411c、411k 記録ヘッド(液体吐出ヘッドユニット)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
液滴を吐出するヘッドと、前記ヘッドと接続する電子部品が実装された電気回路基板と、前記ヘッドに供給する液体を収容するタンクとを備える液体吐出ヘッドユニットであって、
前記ヘッドのフレーム部材と、前記電気回路基板と、前記タンクとは積層構造をなし、
前記ヘッドのフレーム部材と前記電気回路基板との間及び前記電気回路基板と前記タンクとの間の少なくともいずれかには内部に空間が設けられ、
前記電気回路基板の前記電子部品が前記空間に収容されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。
【請求項2】
前記ヘッドのフレーム部材と前記タンクとが当接している部分を有し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ユニット。
【請求項3】
前記電気回路基板と前記タンクとの間には液体を遮蔽する遮蔽部材が設けられてい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ユニット。
【請求項4】
前記タンクは、側面に弾性変形可能な部材が設けられ、前記遮蔽部材は前記弾性変形可能な部材の外面に隙間を開けて配置され、かつ、前記タンクには前記遮蔽部材を前記弾性変形可能な部材に干渉しない位置に保持する手段が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の液体吐出ヘッドユニット。
【請求項5】
前記ヘッドと前記電気回路基板との間及び前記電気回路基板と前記タンクとの間の少なくともいずれかを封止する封止材が設けられてい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ユニット。
【請求項6】
前記電気回路基板の前記電子部品が収容される空間の外周を形成する中間部材が配置されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニット。
【請求項7】
前記ヘッドと前記タンクとは前記電気回路基板を通じて流路が接続されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニット。
【請求項8】
液滴を吐出するヘッドと、前記ヘッドと接続する電子部品が実装された電気回路基板と、前記ヘッドに供給する液体を収容するタンクと、フィルタユニットとを備える液体吐出ヘッドユニットであって、
前記ヘッドのフレーム部材と、前記電気回路基板と、前記フィルタユニットと、前記タンクとは積層構造をなし、
前記ヘッドのフレーム部材と前記電気回路基板との間及び前記電気回路基板と前記フィルタユニットとの間の少なくともいずれかには内部に空間が設けられ、
前記電気回路基板の前記電子部品が前記空間に収容されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。
【請求項9】
前記ヘッドは、4列以上の圧力発生手段と、各圧力発生手段に接続されたフレキシブル配線基板とを有し、
前記電気回路基板は、基板本体上に複数のコネクタ及び前記電子部品が配置され、
前記フレキシブル配線基板は、前記電気回路基板に形成された開口部を通じて前記電気回路基板と接続する側に引き出され、各フレキシブル基板の前記入力端子側は対面方向に互いに対向しない位置で折り曲げられて前記電気回路基板に接続され、
前記電気回路基板の前記複数のコネクタは基板本体の長手方向に並べて配置されている
ことを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニット。
【請求項10】
請求項1ないし9のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【公開番号】特開2011−5833(P2011−5833A)
【公開日】平成23年1月13日(2011.1.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−154211(P2009−154211)
【出願日】平成21年6月29日(2009.6.29)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】