(57)【要約】【課題】液滴の吐出に際して、吐出対象物に着弾せずに浮遊する微小な液滴が発生しても、この微小な液滴が電気回路部へ付着するのを防止する。【解決手段】吐出ヘッドユニット２は、箱状のヘッドホルダ２０と蓋２０ａとからなる筐体を備え、その筐体に、液滴を吐出するノズル７を有する吐出ヘッド３と、吐出ヘッド３を駆動するための電気回路部とを支持している。少なくともノズル７から液滴を吐出するとき、筐体内の空間は、気体供給チューブ７３を介して外部のポンプから空気が供給され、外部の圧力よりも高い状態にされる。ノズル７から液滴を吐出するのに付随して霧状に浮遊する微小な液滴が発生しても、筐体内にその微小な液滴が侵入しないようにしている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルを有する吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドを駆動するための電気回路部と、
前記ノズルを外部に露出させて前記吐出ヘッドを支持し、前記電気回路部を内部に収容した箱状の筐体と、
少なくとも前記ノズルから液滴を吐出するとき、前記筐体の内部の圧力を外部の圧力よりも高い状態にする加圧手段と
を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記加圧手段は、前記ヘッドホルダ内に気体を供給するものであり、前記筐体から離れた位置に設置され前記筐体と管路を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記加圧手段は、前記筐体内に気体を供給するものであり、前記筐体は、供給された前記気体を外部へ漏出させる隙間を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記筐体は、吐出対象物に沿って移動可能に設けられ、前記加圧手段は、前記筐体を移動可能に支持する装置本体に支持され、
前記筐体と前記加圧手段とを接続する前記管路の少なくとも一部分は、可撓性を有するチューブで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記吐出ヘッドに供給する前記液体を収容したカートリッジが、前記装置本体に支持され、前記吐出ヘッドと前記カートリッジとが、可撓性を有する液体供給チューブで接続され、
前記管路を構成するチューブと前記液体供給チューブとが、ほぼ平行に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
前記管路を構成するチューブは、その内部に前記液体供給チューブを収容していることを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出する吐出ヘッドユニットを備えた液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出装置、例えば記録装置では、記録動作を行うときに、吐出対象物である用紙にノズルからインクを吐出するが、用紙に着弾するインク滴の吐出だけでなく、霧状に浮遊する微小なインク滴（インクミスト）が発生することが知られている。
【０００３】
このようなインクミストは、用紙に着弾せずに浮遊し、装置内部の各種の部材に付着する。吐出ヘッドとそれを駆動する電気部品とからなるユニットの外の空間は広く、冷却ファン等による空気の流れを利用することにより、インクミストを除去する対策を採りやすい。ユニット内は、そのような対策が採りにくく、吐出ヘッドに近いこともあってインクミストが短期に電気部品に付着しやすく、電気的短絡や腐食等を引き起こす虞がある。
【０００４】
特許文献１では、上面が開放された箱状のヘッドホルダの内部に電気回路基板を搭載し、蓋で覆っているが、ヘッドホルダと蓋との間の隙間などからインクミストが侵入し電気回路基板に付着する虞があるため、電気回路基板上の周縁と蓋との間に枠状の遮蔽部材を挟んで設けている。
【特許文献１】特開２００６−１２３２４６号公報（図２〜図４参照）
【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、特許文献１の構造では、電気回路基板上の電気回路にインクミストが確実に入り込まないようにするためには、隙間を生じさせないように遮蔽部材を強固な力で押圧挟持しなければならない。遮蔽部材に弾性を有する圧縮可能な部材を適用すると、電気回路基板や蓋体に圧縮の反力が掛かり、変形等を生じてしまう。
【０００６】
本発明は、上記問題を解消するものであり、液滴の吐出に際して、吐出対象物に着弾せずに浮遊する微小な液滴が発生しても、この微小な液滴が電気回路部へ付着するのを防止することができる液滴吐出装置の実現を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明における液滴吐出装置は、液滴を吐出するノズルを有する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドを駆動するための電気回路部と、前記ノズルを外部に露出させて前記吐出ヘッドを支持し、前記電気回路部を内部に収容した箱状の筐体と、少なくとも前記ノズルから液滴を吐出するとき、前記筐体の内部の圧力を外部の圧力よりも高い状態にする加圧手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液滴吐出装置において、前記加圧手段は、前記筐体内に気体を供給するものであり、前記筐体から離れた位置に設置され前記筐体と管路を介して接続されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の液滴吐出装置において、前記加圧手段は、前記筐体内に気体を供給するものであり、前記筐体は、供給された前記気体を外部へ漏出させる隙間を有していることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の液滴吐出装置において、前記筐体は、吐出対象物に沿って移動可能に設けられ、前記加圧手段は、前記筐体を移動可能に支持する装置本体に支持され、前記筐体と前記加圧手段とを接続する前記管路の少なくとも一部分は、可撓性を有するチューブで構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の液滴吐出装置において、前記吐出ヘッドに供給する前記液滴を収容したカートリッジが、前記装置本体に支持され、前記吐出ヘッドと前記カートリッジとが、可撓性を有する液体供給チューブで接続され、前記管路を構成するチューブと前記液体供給チューブとが、ほぼ平行に配置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の液滴吐出装置において、前記管路を構成するチューブは、その内部に前記液体供給チューブを収容していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、筐体は、吐出ヘッドのノズルを外部に露出させるように吐出ヘッドを支持し、筐体の内部に電気回路部を収容している。そして、加圧手段は、少なくともノズルから液滴を吐出するとき、筐体の内部の圧力を外部の圧力よりも高い状態にする。ノズルから液滴を吐出するとき、吐出対象物に着弾する液滴の他に、吐出対象物に着弾せずに浮遊する微小な液滴が発生するが、筐体の内部の圧力が高いため、前記微小な液滴が、筐体の内部に入り込むことを防止できる。前記微小な液滴が、筐体の内部に入り込まないため、筐体に収容された電気回路部に付着して、電気的短絡や腐食等を引き起こすことを防止できる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、加圧手段は、筐体から離れた位置に配置されている、換言すれば、加圧手段は、前記微小な液滴が発生するところから離れている。従って、加圧手段がその周囲の空気を用いて筐体に気体を送り込んでも、前記空気に前述の浮遊する微小な液滴が取り込まれる可能性は低く、その結果、微小な液滴が加圧手段によって筐体に送り込まれることを回避できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、加圧手段によって筐体に供給された気体は、筐体の隙間から、外部に漏出する。従って、液滴の吐出にともない浮遊する前記微小な液滴を、漏出した気体によって、移動させることができるから、装置内の吐出ヘッド周辺に微小な液滴が付着することによる汚染も低減できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、装置本体に対して移動可能な筐体と、加圧手段とを接続する管路の少なくとも一部分は、可撓性を有するチューブで構成されている。従って、筐体の移動に沿って、チューブが撓むから、筐体が移動しても、管路における気体の流動に支障を来たす心配がない。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、吐出ヘッドに供給する液体を収容したカートリッジと吐出ヘッドとを接続する液体供給チューブと、管路を構成するチューブとがほぼ平行に配置されている。すなわち、管路を構成するチューブを、液体供給チューブに沿って配置でき、これらを結束することも可能になるから、多数のチューブを装置の内部に整然と配置することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、管路を構成するチューブは、その内部に液体供給チューブを収容しているから、管路を構成するチューブと液体供給チューブを一体的に配置でき、配線スペースを少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の基本的な実施形態を説明する。図１は、本発明の液滴吐出装置としての記録装置１の概略平面図である。この記録装置１は、単独のプリンタ装置に適用しても、あるいは、ファクシミリ機能やコピー機能等の複数の機能を備えた多機能装置のプリンタ機能（記録部）に適用してもよい。
【００２０】
記録装置１には、図１に示すように、キャリッジを構成する吐出ヘッドユニット２が備えられ、この吐出ヘッドユニット２には、吐出ヘッド３がそのノズル７を吐出ヘッドユニット２の下面に露出させて搭載されている。第１ガイド部材５及び第２ガイド部材６は、キャリッジである吐出ヘッドユニット２を主走査方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する部材である。吐出ヘッドユニット２はキャリッジモータ８に連結された駆動プーリ９と、従動プーリ１０とに掛け渡されたタイミングベルト１１によってＹ軸方向に沿って往復移動する。
【００２１】
記録媒体（請求項の吐出対象物に相当）である用紙は、吐出ヘッドユニット２の下方において、主走査方向（Ｙ軸方向）に直交する副走査方向（Ｘ軸方向）に搬送される。
【００２２】
装置本体１２内には、交換式のインクカートリッジ１３が静置されており、ここではインク色の数に応じて、ブラックインク用、シアンインク用、マゼンタインク用、イエローインク用の４つのインクカートリッジ１３が備えられている。各インクカートリッジ１３のインクは、供給管を介して、それぞれ独立して吐出ヘッドユニット２に供給される。ここでは、供給管として、可撓性を有する樹脂製のインク供給チューブ（請求項の液体供給チューブに相当）１５を用いている。
【００２３】
図１に示すように、記録装置１の装置本体１２内で、用紙のＹ軸方向の幅（記録領域）よりも外側における一方の側（図１の右側）には、メンテナンスユニット１７が設けられている。メンテナンスユニット１７は、キャリッジ２の待機位置（ホームポジション）に対応して設けられており、吐出ヘッド３の吐出機能を回復させるための回復動作（パージング）を行う。
【００２４】
メンテナンスユニット１７には、図１に示すように、キャップ体１９が設けられている。キャップ体１９は、図示しない昇降手段により、キャリッジ２の移動方向に直交する方向（上下方向）に沿って、ノズル７の開口面に接触する位置と離隔する位置との間で変位できるように設けられている。
【００２５】
キャップ体１９は、ゴム状の弾性材で形成されている。キャップ体１９には、ノズル７の開口面側に向かって突出するリブ１９ａが、前記開口面に接触したときにノズル群の外周を囲むように形成されており、リブ１９ａの弾性変形でキャップ体１９は前記開口面に密着する。キャップ体１９の底部には排出口７０が形成され、排出口７０はキャップ体１９の下方に配置された吸引ポンプ（図示せず）にチューブで接続されている。
【００２６】
回復動作では、キャップ体１９がノズル７の開口面に密着し、図示しない吸引ポンプによる吸引力で、吐出ヘッド３のノズル７からキャップ体１９の内側にインクが強制的に排出され、このインクが、排出口７０から排出されて、装置本体１２に静置された廃液タンク７１に貯められるように構成されている。
【００２７】
吐出ヘッドユニット２から離れた位置であって、廃液タンク７１の隣には、加圧用のポンプ１８（請求項の加圧手段に相当）が配置されている。ポンプ１８に繋がれた管路７２は、吐出ヘッドユニット２に気体例えば空気を送るように構成されており、送られた気体によって、吐出ヘッドユニット２の内部の圧力が外部よりも高められる。
【００２８】
管路７２のうち、少なくとも、ポンプ１８と吐出ヘッドユニット２とを接続する部分は、可撓性を有する樹脂性の気体供給チューブ（請求項の管路を構成するチューブに相当）７３で構成されている。気体供給チューブ７３の上記部分は、少なくとも吐出ヘッドユニット２の走行に伴い撓む箇所において、図１（ｂ）に示すようにインク供給チューブ１５と平行状に重ねられて、相互に接着またはバンド部材（図示せず）等により結束されている。これによって、装置本体１２の内部において、多数のチューブを整然と配置することができる。
【００２９】
なお、チューブの構成の変形例として、図１（ｃ）に示すように、気体供給チューブ７３の内部に複数のインク供給チューブ１５を収容し、インク供給チューブ１５の周囲を気体例えば空気が流れるように構成してもよい。
【００３０】
吐出ヘッドユニット２には、図２に示すように、上面を開放した略箱状のヘッドホルダ２０と、ヘッドホルダ２０の上面を覆う蓋体２０ａ（図３参照）とが備えられ、ヘッドホルダ２０と蓋体２０ａとは、請求項の筐体を構成し、そのヘッドホルダ２０の底板２１と蓋体２０ａとの間には、側壁７７に囲まれた空間５０が形成されている。ヘッドホルダ２０と蓋体２０ａとの間には、空間５０から気体が漏れ出ることが可能な程度の隙間がある。底板２１の下面側には、補強フレーム２４を介在させて、吐出ヘッド３が固着される。ヘッドホルダ２０の下面には、吐出ヘッド３を囲むように、記録媒体側（下側）に突出するリブ２０ｂが設けられている。換言すれば、吐出ヘッド３は、底板２１の下面側に形成された凹所の内側に配置されている。
【００３１】
ヘッドホルダ２０の下面（記録媒体と対向する面）側における段差（凹凸）を緩和させるために、リブ２０ｂの内側において吐出ヘッド３を囲むようにフロントフレーム２８が設けられ、このフロントフレーム２８は補強フレーム２４の下面に貼着されている。フロントフレーム２８の外周及び吐出ヘッド３の外周と、ヘッドホルダ２０の下縁部２０ａとの間には、全周にわたって隙間２９が形成されている。
【００３２】
ヘッドホルダ２０の底板２１の上面側には、インクカートリッジ１３から供給されたインクを一旦貯留するインク貯留部２２と、回路基板２３とが搭載されている。回路基板２３は、装置本体１２に静置された制御装置（図示せず）からフレキシブルな配線ケーブル（図示せず）を介して駆動信号を受け、コネクタ２３ａに接続されたフレキシブル配線材３３を介して、吐出ヘッド３のアクチュエータ３２に駆動信号を供給する。回路基板２３には、チップ抵抗やコンデンサなどの電気部品２３ｂも実装されている。
【００３３】
ヘッドホルダ２０の底板２１には開口部２１ａが貫通形成されており、この開口部２１ａの内側では、インク貯留部２２のインク流出口２２ａと、吐出ヘッド３のインク取入口３１ａとが、補強フレーム２４の接続穴２４ａを介して接続され、インク貯留部２２から吐出ヘッド３にインクが色毎に独立して供給される。
【００３４】
底板２１には、ヘッドホルダ２０の一方の側壁７７ａ寄りの位置に、フレキシブル配線材３３を挿通させるスリット孔２５が穿設されている。また、底板２１には、その下面側に吐出ヘッド３を固着させるための接着剤２６を流し込むための貫通孔２７が、一方の側壁７７ａとこれに対向する他方の側壁７７ｂの両方に沿って、それぞれ複数個ずつ穿設されている。また、底板２１には、後述する放熱体４１を位置決め固定するためのピン２１ｂが、２本立設されている。
【００３５】
さらに、底板２１には、貫通孔２７の外側であって、貫通孔２７と各側壁７７ａ、７７ｂとの間の領域に、連通口５１がそれぞれ複数個ずつ穿設されている。連通口５１は、底板２１上方の空間５０とリブ２０ｂの内側の凹部内とを連通している。一方の側壁７７ａには、接続口５２が穿設され、接続口５２の外側には、コネクタを介して気体供給チューブ７３が接続されている。すなわち、ポンプ１８から気体供給チューブ７３を介してヘッドホルダ２０内の空間５０に気体が送り込まれ、空間５０の内部の圧力が外部よりも高くなるようにしている。
【００３６】
吐出ヘッド３は、特開２００５−３２２８５０号公報に記載の公知のものと同様で、図４に示すように、下面側にノズル７を開口し且つ上面側に圧力室３５を有するキャビティ部３１と、プレート型のアクチュエータ３２と、フレキシブル配線材３３とを積層して構成されている。
【００３７】
キャビティ部３１は、複数の薄いプレートを積層して形成されており、その内部には、インク貯留部２２からキャビティ部３１のインク取入口３１ａへ導入されたインクを、多数の圧力室３５に分配するインク供給路３４が構成されている。
【００３８】
アクチュエータ３２は、図４に示すように、全ての圧力室３５にわたる大きさを有する扁平形状で且つその扁平な方向と直交する方向に積層された複数のセラミックス層３６と、この複数のセラミックス層３６間に配置された複数の電極とから構成されている。
【００３９】
電極は、圧力室３５毎に形成された個別電極３７と、複数の圧力室３５に跨って形成されたコモン電極３８とを含み、セラミックス層３６間に交互に配置されている。積層方向の各個別電極３７は相互に一体に接続して表面に導き出され、また積層方向の各コモン電極３８も相互に一体に接続して表面に導き出され、それぞれフレキシブル配線材３３の配線パターンに接続されている。
【００４０】
このように電極が設けられたアクチュエータ３２では、公知のように個別電極３７とコモン電極３８との間に電圧を印加することで、両電極に挟まれたセラミックス層３６の部分が伸長し対応する圧力室３５内のインクに圧力を加え、ノズル７からインクを吐出することができる。
【００４１】
フレキシブル配線材３３の中途部には、アクチュエータ３２を駆動するための回路素子３９が実装されている。回路素子３９は、回路基板２３からシリアル伝送された駆動信号を、多数の個別電極３７に対応したパラレル信号に変換し、セラミックス層３６の駆動に適した電圧として出力する。従って、回路素子３９は、記録時には、高い周波数で多数のノズルからインクを吐出するように駆動信号を出力することで発熱する。
【００４２】
回路素子３９の熱を放熱するために、放熱体４１が底板２１の上面側にピン２１ｂで固定されている。フレキシブル配線材３３は、回路素子３９を底板２１と放熱体４１との間に位置させるように引き回されており、放熱体４１と回路素子３９を挟んで対向する位置に、ゴム状の弾性部材４０が配置されている。これにより、回路素子３９を弾性部材４０の弾性力によって放熱体４１に熱伝導可能に密着させるようにしている。
【００４３】
放熱体４１は、底板２１に略平行で回路素子３９と密着する底部４２と、ヘッドホルダ２０の側壁７７ａと略平行でフレキシブル配線材３３を回路基板２３側に案内する側部４３とが側面視Ｌ字状をなすように形成された金属製部材である。放熱体４１の底部４２及び側部４３は、回路素子３９の長手方向（Ｘ軸方向）と同じ方向に長く形成されている。底部４２には、取付穴４１ａが２箇所穿設されており、底板２１に立設されたピン２１ｂを取付穴４１ａに挿通して溶着等を行うことで、放熱体４１がヘッドホルダ２０に固定される。
【００４４】
上記構成によると、記録動作時に、ポンプ１８によって、吐出ヘッドユニット２の空間５０に空気が送られると、空間５０の内圧が高まり、底板２１の連通口５１から隙間２９、またヘッドホルダ２０と蓋２０ｂとの間の隙間、その他吐出ヘッドユニット２の外へ開口するすべての隙間を通って、空気が外部に漏れ出る。吐出ヘッド３が記録動作を行うときには、用紙に着弾する液滴に付随して、霧状に浮遊する微小なインクミストが発生するが、このインクミストは、吐出ヘッドユニット２に隙間があっても、その内圧が高いから吐出ヘッドユニット２内に侵入しない。従って、ヘッドホルダ２０に収容された回路基板２３、回路素子３９などの電気回路部にインクミストが付着せず、その結果、電気回路部が電気的に短絡したり腐食したりする不都合を生じない。
【００４５】
また、ノズル７の周辺において隙間２９から積極的に空気を漏れ出させることで、装置内の吐出ヘッド周辺すなわち用紙を支持するプラテン部分や用紙搬送部に気流を生じさせ、それらにインクミストが付着することを防止することができる。
【００４６】
さらに、吐出ヘッドユニット２内の空間５０では、接続口５２から外部へ空気の流れが生じるから、この空気の流れによって放熱体４１が冷却され、回路素子３９の熱も効率よく放熱される。もちろん、吐出ヘッド自体が発熱するなど、その他の発熱部がある場合にも、空気の流れによって放熱、冷却される。
【００４７】
ポンプ１８は、少なくとも、吐出ヘッドがインクを吐出するとき、すなわち駆動信号が供給されるときに始動され、駆動信号が存在する間、継続して駆動されるように制御される。さらに駆動信号が存在する間の前後に所定の時間を付加して、または記録装置の電源が投入されている間、ポンプを駆動するようにしてもよい。
【００４８】
なお、上述した実施形態では、吐出ヘッドユニット２内の内圧を高めるための気体として空気を利用したが、その他の気体を利用することもできる。また、記録装置を例示して説明したが、本発明は、インク以外の液体、例えば液晶表示装置のカラーフィルタなどを着色する着色液を吐出する液滴吐出装置に適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】（ａ）は本発明の液滴吐出装置としての記録装置の概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線矢視断面図、（ｃ）は（ｂ）の変形例である。
【図２】記録装置の吐出ヘッドユニットの分解斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１        記録装置
２        吐出ヘッドユニット
３        吐出ヘッド
７        ノズル
１３      インクカートリッジ
１５      インク供給チューブ
１８      ポンプ
１９      キャップ体
２０      ヘッドホルダ
２０ａ    蓋体
２３      回路基板
２９      隙間
３３      フレキシブル配線材
３９      回路素子
４１      放熱体
５０      空間
５１      排気口
７２      管路
７３      気体供給チューブ
【図１】
2008290407.tif 000003
【図２】
2008290407.tif 000004
【図３】
2008290407.tif 000005
【図４】
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