(57)【要約】【課題】  インク吐出時に発生するミストを廉価な構成で捕集することにより、記録装置内部の汚染を防止し、画像劣化の少ない記録ヘッドを提供すること。【解決手段】  整流板１及び２を有した整流装置10が回転自在に記録ヘッドに固定されており、記録ヘッドの移動とともにこれらが所定量回転し、生じる気流を記録ヘッド内に設けられた吸収体へ導くことでミストを記録ヘッド内に捕集するようにした。【選択図】  図１
2006103036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット記録装置に搭載され、インクを吐出して被記録媒体に記録を行う記録ヘッドにおいて、記録ヘッドの移動にともなって生じる気流を捕捉する気流捕捉手段を備えたことを特徴とする記録ヘッド。
【請求項２】
前記気流捕捉手段は、開口部及び整流装置からなり、該開口部の内部にはミストを吸着する吸収体を備えるとともに、記録ヘッドの移動にともなって生じる気流を該整流装置によって該開口部へと導くことで、インク吐出時に記録ヘッド近傍に発生するインクミストを捕集することを特徴とした請求項１に記載の記録ヘッド。
【請求項３】
前記開口部はインク吐出部に対し、記録ヘッドの移動方向前後にそれぞれ一つずつ配されるとともに、前記整流装置は二つの整流板を持ち、それぞれがインク吐出部に対し、記録ヘッドの移動方向前後に配され、さらにこの二つの整流板は一体に形成され、記録ヘッドに回転自在に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッド。
【請求項４】
前記整流板は、記録ヘッドの往動作時、復動作時、停止時においてそれぞれ異なる位置に設置されることを特徴とする請求項３に記載の記録ヘッド。
【請求項５】
前記整流板において、記録ヘッドの移動方向前方にある整流板はインク吐出部及び被記録媒体より離れた位置に、記録ヘッドの移動方向後方にある整流板はインク吐出部及び被記録媒体に近づく位置に設置されることを特徴とする請求項４に記載の記録ヘッド。
【請求項６】
前記整流板の上面及び下面はそれぞれ異なった曲率をもつことを特徴とする請求項５に記載の記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にインクと呼ばれる記録液を微細口から小滴として吐出、飛翔させて被記録媒体に記録を行う記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置はプリンタ、複写機、ファクシミリ等に広く応用され、記録情報に基づいて紙や布等の被記録媒体に画像を記録するもので、インク滴を吐出する記録ヘッド、記録ヘッドを移動する手段、被記録媒体を搬送する手段、インク吐出面の汚れを除去する手段、記録情報より吐出信号を形成する制御手段などから構成される。
【０００３】
特にシリアルタイプと言われる記録装置においては、被記録媒体の搬送方向（副走査方向）に交差する方向（主走査方向）に記録ヘッドを往復移動する移動手段を有し、１行分を記録した後所定量被記録媒体を送って再度１行分記録するということを繰り返して被記録媒体全体の記録を行う。
【０００４】
記録ヘッドには、インクを吐出するためのエネルギ発生素子として電気熱変換体（ヒータ）や電気機械変換体（圧電素子）を用いたものが広く一般的に使用されている。
【０００５】
これらの中でも、電気熱変換体を利用してインク滴を吐出するタイプの記録ヘッドは、液体吐出部（吐出口）を高密度に配列することができ、高い解像力の記録が可能であるほか、全体的にコンパクト化も容易であるなどの利点がある。
【０００６】
いずれの形態においても、インク滴を吐出する際、主に記録に関わる主滴に伴い細かい霧状の液滴（ミスト）を生じる場合がある。
【０００７】
ミストは主滴に比較して微小な液滴でありかつ移動速度が著しく小さく、その大部分は被記録媒体に到達せず雰囲気中を浮遊する。
【０００８】
とりわけ近年、写真並みの高画質記録を実現するためにインク滴の微小化傾向が強まっている。
【０００９】
主滴自体が小さくなるためミストはさらに小さくなり浮遊の度合いが高まる。
【００１０】
さらに記録速度を向上するためには多くのインク滴を吐出することになり、これも浮遊するミストの増大につながっている。
【００１１】
さらには被記録媒体から跳ね返ったインク滴が雰囲気中に浮遊しミストとなることも確認されている。
【００１２】
ミストが記録装置機内に浮遊していると、被記録媒体にミストが付着し、画像品位を著しく低下させることが大きな問題となっている。
【００１３】
また、記録ヘッド移動手段の摺動部分に付着した場合、固化することで摺動抵抗が増大し、移動手段が動作不良を起こしたり、金属、電気部品にミストが固着して腐食、劣化を起こすなどして記録装置の信頼性低下を招くおそれもある。
【００１４】
これに対して従来ではファンを設けてミストを外部に排出するよう構成したもの、記録ヘッドの外側面に吸収材を設置し、記録ヘッド移動時に周囲にあるミストを吸着回収するものなどが提案されている。
【００１５】
公知例として、特開平１０−１６２３１号公報がある。
【特許文献１】特開平１０−１６２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながらこれらの方法は、記録装置内部のミストの量は低減できるものの、結局は記録装置内部へ一度排出したものを再度回収するということであり、ミストの浮遊はさけきれず根本的な解決に至っていない。
【００１７】
そこで、本発明では、廉価な構成で、ミスト発生源に可能な限り近い位置でミストを捕集し、かつ記録ヘッド内にミストを吸着することで、記録装置内部の汚染を最小限にするとともに、画像品位の劣化を防止する記録ヘッドを提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、
請求項１に記載の発明は、インクジェット記録装置に搭載され、インクを吐出して被記録媒体に記録を行う記録ヘッドにおいて、記録ヘッドの移動にともなって生じる気流を捕捉する気流捕捉手段を備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明について、気流捕捉手段が、開口部及び整流装置とからなり、該開口部にはミストを吸着する吸収体を備えるとともに、記録ヘッドの移動にともなって生じる気流を該整流装置によって該開口部へと導くことで、インク吐出時に記録ヘッド近傍に発生するインクミストを捕集することを特徴とする。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明について、開口部はインク吐出部に対し、記録ヘッドの移動方向前後にそれぞれ一つずつ配されるとともに、前記整流装置は二つの整流板を持ち、それぞれがインク吐出部に対し、記録ヘッドの移動方向前後に配され、この二つの整流板は一体に形成され、記録ヘッドに回転自在に固定されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明について、整流板が記録ヘッドの往動作時、復動作時、停止時においてそれぞれ異なる位置に設置されることを特徴とする。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明について、記録ヘッドの移動方向前方にある整流板はインク吐出部及び被記録媒体より離れた位置に、記録ヘッドの移動方向後方にある整流板はインク吐出部及び被記録媒体に近づく位置に設置されることを特徴とする。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明ついて、前記整流板の上面及び下面でそれぞれ異なった曲率をもつことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明では、廉価な構成で、ミスト発生源に可能な限り近い位置でミストを捕集し、かつ記録ヘッド内にミストを吸着することで、記録装置内部における汚染を最小限にするとともに、画像品位の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
【実施例１】
【００２６】
図２は本発明に係る記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置の斜視図である。
【００２７】
図において、インクジェット記録装置300は、被記録媒体400を間欠的に搬送する搬送装置310と、記録ヘッド100を被記録媒体400の搬送方向に対して略直交する方向に往復移動せしめる移動装置320と、移動装置320の一端、記録ヘッド100のホームポジションとなる位置に設けられ記録ヘッド100のインク吐出面の汚れを除去する回復装置330より構成されている。
【００２８】
搬送装置310は、略平行に対向配置される一対のローラユニット311a及び311bと、これらを駆動する駆動部312a及び312bを有している。
【００２９】
駆動部312a及び312bが動作すると、ローラユニット311a及び311bに挟持された被記録媒体400が間欠送りでＢ方向（副走査方向）に搬送される。
【００３０】
移動装置320は、ローラユニット311aと略平行に配置され記録ヘッド100を略平行に案内するガイドシャフト322と、該ガイドシャフト322に略平行に設けられボールねじよりなるドライブシャフト321と、該ドライブシャフト321を駆動するモータ323を有している。
【００３１】
記録ヘッド100には不図示のナットが設けられ、モータ323の回転により所定の速度パターンでA-A'方向（主走査方向）に往復移動される。
【００３２】
記録ヘッド100は、チップタンク107と、チップタンク107に固定され、吐出信号に基づいてインク滴を吐出するインク吐出部104と、インクを供給するための複数のインクタンク106Y、106M、106C、106Bkが着脱自在に設けられている。
【００３３】
図３はチップタンク107にインク吐出部104が結合された状態を示す断面図である。
【００３４】
図においてチップタンク107に設けられたインク流路55は前記インクタンクとインク吐出部を各色毎に連結している。
【００３５】
また、導入口61が設けられたベースプレート60上には半導体素子基板51が接合されている。
【００３６】
さらに個々の半導体素子基板51上には複数の電気熱変換体52が形成されている。
【００３７】
オリフィスプレート56は中央部をのぞいて半導体素子基板51に結合されており、空隙部分が液室59となるよう構成されている。
【００３８】
オリフィスプレート56には複数の吐出口53が電気熱変換体52の位置に対応して配置されている。
【００３９】
インクタンクより供給されたインクはインク流路55、供給口58、導入口61、半導体素子基板51に設けられた開口部57を通して液室59に蓄えられている。
【００４０】
不図示の制御部より印加された吐出信号に基づいて対応する電気熱変換体52に通電することで液室59内のインクを膜沸騰せしめ、その際発生する圧力によって吐出口53よりインク滴54を飛翔させるよう構成されている。
【００４１】
図４を用いて記録ヘッドに備えられた整流装置を説明する。
【００４２】
整流装置10は第一整流板1、第二整流板2、第一支持部3、第二支持部4、軸受部5、アーム6、カウンタウェイト7より構成されている。
【００４３】
チップタンク107に設けられた固定ピン105に軸受部5が勘合し整流装置10は回転自在に固定されている。
【００４４】
第一整流板1と第二整流板2とはインク吐出部104を挟んで主走査方向（矢印Ａ方向）前後の位置にくるよう設置されている。
【００４５】
カウンタウェイト7及びアーム6の慣性モーメントの合計はその他の部位（整流板及び支持部）の合計よりも大きくなるように質量、長さ等が設定されている。
【００４６】
第一整流板1と第二整流板2、第一支持部3と第二支持部4とはそれぞれ同じ慣性モーメントを持ち、また第一支持部3と第二支持部4はどちらもアーム6に対する角度が同じであるよう設定されており、記録ヘッドが静止しているときは図のような中立姿勢、すなわち、アーム6が鉛直方向に向かうよう構成され、例えばホームポジションにおいて回復装置330が動作しているときなどにおいて回復装置330の動作に支障を及ぼさないよう構成されている。
【００４７】
図４における切断面（図中二点鎖線で示す）を矢印Ｘ方向からみたものが図１であり、本発明の特徴を最もよく表す図である。
【００４８】
同図を用いてインク吐出時つまり記録ヘッド移動時における整流装置の動作を説明する。
【００４９】
チップタンク107の内部にはミスト溜め101a及び101bが形成され、ミスト導路102a及び102bを通じて外気に通じている。
【００５０】
また、ミスト溜め101a及び101bにはミストを吸着するための吸収体103a及び103bが所定位置に形成されている。
【００５１】
ミスト200は被記録媒体400上に画像を記録するためにインクを吐出した場合にインク吐出部104と被記録媒体400との空間において発生する。
【００５２】
（ａ）において、記録ヘッド100が矢印Ａ方向に移動したとき、前出の通りアーム6及びカウンタウェイト7の慣性モーメントが他の部材のそれより大きいので、整流装置10は慣性によりθ方向に回転した状態となる。
【００５３】
第二整流板2はインク吐出部104に対して走査方向前方に離れかつ被記録媒体400に対して上方に離れることで、気流のインク吐出部近傍への流入を妨げない。
【００５４】
一方第一整流板1はインク吐出部104に対して走査方向前方に近づきかつ被記録媒体400に対して近づくことになる。
【００５５】
第二整流板2の下面はインク吐出部へ気流をなめらかに導く曲率を有し、また第一整流板1の上面はミストを含む気流をミスト導路102aへ導く曲率を有しており、かくして気流は曲線Ｃのような流線となり、その流れにミスト200が乗って、ミスト導路102aを通してミスト溜め101aに導かれる。
【００５６】
さらにミスト200は吸収体103aに吸着され外に漏れることがない。
【００５７】
また（ｂ）において、A'方向に記録ヘッド100が移動したときは、整流装置10は-θ方向に回転し、上記と同様な仕組みでミスト200がミスト導路102bを通してミスト溜め101bに導かれ、吸収体103bに吸着される。
【００５８】
ここで、整流装置10のインク吐出時の姿勢（角度）は各部材の慣性モーメントの割合でいかほどにも調整できるが、できるだけ吐出口近傍に整流板が存在することが望ましい。
【００５９】
また、整流装置が回転方向に振動するような場合を考慮して、固定ピン105と軸受部5との間にトルクダンパを付加してもよい。
【実施例２】
【００６０】
実施例２は、上記実施例で説明した整流装置10の構成に代えて、アクチュエータを用い、記録ヘッドの主走査方向への動作に同期した信号をアクチュエータに印加して整流装置に所定量の回転を与えるよう構成したものである。
【００６１】
図５で実施例２を説明する。
【００６２】
図において、整流装置10は第一整流板1、第二整流板2、第一支持部3、第二支持部4、軸受部5より構成されている。
【００６３】
1001はチップタンク107に設けられたモータで、その出力軸端には整流装置10の軸受部5が固定されている。
【００６４】
記録ヘッド100が矢印Ａ方向に移動するときには、同時に整流装置10を矢印θ方向に所定量回転させる信号を不図示の制御部から印加することで所望の姿勢を得るようにしたもので、実施例１で述べた整流装置に代えて搭載することで同様の効果がある。
【実施例３】
【００６５】
図６は実施例３を示す図である。
【００６６】
図において、整流装置10は第一整流板1、第二整流板2、第一支持部3、第二支持部4、軸受部5、アーム2006より構成され、チップタンク107に設けられた固定ピン105に回転自在に固定されている。
【００６７】
また、2001はゴム等で形成された可撓板で、一部または全体を磁性体で形成されたアーム6に固定されている。
【００６８】
2002は突起部材でアーム6の所定位置に設置されている。
【００６９】
2003及び2004は磁石で受け面が所定の角度を有してチップタンク107に設置されている。
【００７０】
図７は整流装置の動作を説明する図である。
【００７１】
図においてピン301、ピン302、スロープ部材303はインクジェット記録装置300の背板に設けられている（図２参照）。
【００７２】
ピン301及びピン302は所定の距離だけ印字領域端よりも外側でかつ記録ヘッドの移動範囲よりも内側に設けられている。
【００７３】
またスロープ部材303はホームポジション近傍に設置されている。
【００７４】
（ｂ）は記録ヘッドがＡ方向に移動する際に可撓板2001がピン301と接触して撓んだ状態を示す。
【００７５】
このとき、可撓板2001が撓むと同時に整流装置10は軸受部5を中心に回転し、さらにアーム2006が磁石2004に吸着固定される。
【００７６】
この後記録ヘッドがさらに左へ移動すると、可撓板2001はさらに撓み、最終的にはピン301を通過し元の形状に戻るが磁石2004に吸着された整流装置10はそのままの姿勢を保つ。
【００７７】
同様に、記録ヘッドがＡ'方向に印字するときは、可撓板2001がピン302を左から右に通過して（ａ）のような姿勢となる。
【００７８】
記録ヘッド100が印字を終え、ホームポジションに帰るときは、ピン301を左から右に通過するので整流装置10は（ｃ）の姿勢となるが、（ｄ）に示すように記録ヘッドの移動とともに突起部材2002がスロープ部材303の斜面にそって上方へ持ち上げられるので整流装置が中立姿勢に戻り、回復装置330の動作を妨げない構成となっている。
【００７９】
上記のように構成された整流装置を実施例１で述べた整流装置に代えても同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施例１に係わる整流装置の動作を説明する図である。
【図２】本発明に係わる記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置の斜視図である。
【図３】本発明に係わる記録ヘッドに搭載されるインク吐出部の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例１に係わる整流装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施例２に係わる整流装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例３に係わる整流装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施例３に係わる整流装置の動作を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
1  第一整流板
2  第二整流板
3  第一支持部
4  第二支持部
5  軸受部
6  アーム
7  カウンタウェイト
51  半導体素子基板
52  電気熱変換体
53  吐出口
54  インク滴
55  インク流路
56  オリフィスプレート
57  開口部
58  供給口
59  液室
60  ベースプレート
61  導入口
100  記録ヘッド
101a、101b  ミスト溜め
102a、102b  ミスト導路
103a、103b  吸収体
104  インク吐出部
105  固定ピン
106  インクタンク
107  チップタンク
300  インクジェット記録装置
301  ピン
302  ピン
303  スロープ部材
310  搬送装置
311  ローラユニット
312  駆動部
320  移動装置
321  ドライブシャフト
322  ガイドシャフト
323  モータ
330  回復装置
1001  モータ
2001  可撓板
2002  突起部材
2003  磁石
2004  磁石
2006  アーム
【図１】
2006103036.tif 000003
【図２】
2006103036.tif 000004
【図３】
2006103036.tif 000005
【図４】
2006103036.tif 000006
【図５】
2006103036.tif 000007
【図６】
2006103036.tif 000008
【図７】
2006103036.tif 000009