(57)【要約】【課題】  液滴吐出装置（インクジェット記録装置）において、浮遊ミストの捕集機構をもつヘッドを提供すること。【解決手段】  ヘッド、あるいは、キャリッジを、インク通過口を有した付属部材（ミスト捕集部材）で覆う。ヘッドフェイス面近傍に浮遊するミストをミスト捕集部材の中で吸収し、ミストの機内への拡散を防ぐ。また、ミスト捕集部材に通気口を設けることで、キャリッジ動作で生ずる気流をミスト捕集部材に流入させ、主滴とサテライト質量の差を利用して、サテライトのみを捕集部材内に捕える。さらに、ミスト捕集部材の一端に、ミスト吸引ファンやミスト吸収フィルタを連結することで、ミスト捕集機能を高める。以上の構成により、吐出後の早い段階でサテライトを捕集し、インクミストの発生を低減でき、より高品質な高精細記録装置を提供することができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数の吐出口が設けられた液滴吐出ヘッドにおいて、該ヘッド、あるいは、キャリッジが、インク通過口を有した付属部材で覆われていることを特徴とする、液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記付属部材において、前記通過口近傍および付属部材内壁に液滴吸収部材が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記付属部材において、前記通過口が略円形をしており、吐出口と一対一対応していることを特徴とする、請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記付属部材において、前記通過口がノズル列方向に開口したスリット形状をしていることを特徴とする、請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記液滴吸収部材が帯電部材であることを特徴とする、請求項３あるいは請求項４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記付属部材の少なくとも一端が、空気吸引ファンおよびインク吸収フィルタと連結していることを特徴とする、請求項３あるいは請求項４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
液滴を吐出する複数の吐出口が設けられた液滴吐出ヘッドにおいて、該ヘッド、あるいは、キャリッジが、少なくとも一つの通気口と空気流路およびインク通過口を有した付属部材で覆われていることを特徴とする、液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
前記ヘッド付属部材において、前記通過口近傍および付属部材内壁に液滴吸収部材が設けられていることを特徴とする、請求項７記載の液滴吐出ヘッド。  
【請求項９】
前記付属部材において、前記通過口が略円形をしており、吐出口と一対一対応していることを特徴とする、請求項７に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記付属部材において、前記通過口がノズル列方向に開口したスリット形状をしていることを特徴とする、請求項７に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記液滴吸収部材が帯電部材であることを特徴とする、請求項９あるいは請求項１０のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記付属部材の少なくとも一端が、空気吸引ファンおよびインク吸収フィルタと連結していることを特徴とする、請求項９あるいは請求項１０のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１３】
液滴を吐出する複数の吐出口が設けられた液滴吐出ヘッドにおいて、該ヘッド、あるいは、キャリッジが、インク通過口を有した付属部材で覆われていることを特徴とする、液滴吐出装置。
【請求項１４】
前記付属部材において、前記通過口近傍および付属部材内壁に液滴吸収部材が設けられていることを特徴とする、請求項１３記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１５】
前記付属部材において、前記通過口が略円形をしており、吐出口と一対一対応していることを特徴とする、請求項１４に記載の液滴吐出装置。
【請求項１６】
前記付属部材において、前記通過口がノズル列方向に開口したスリット形状をしていることを特徴とする、請求項１４に記載の液滴吐出装置。
【請求項１７】
前記液滴吸収部材が帯電部材であることを特徴とする、請求項１５あるいは請求項１６のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項１８】
前記付属部材の少なくとも一端が、空気吸引ファンおよびインク吸収フィルタと連結していることを特徴とする、請求項１５あるいは請求項１６のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項１９】
液滴を吐出する複数の吐出口が設けられた液滴吐出ヘッドにおいて、該ヘッド、あるいは、キャリッジが、少なくとも一つの通気口と空気流路およびインク通過口を有した付属部材で覆われていることを特徴とする、液滴吐出装置。
【請求項２０】
前記ヘッド付属部材において、前記通過口近傍および付属部材内壁に液滴吸収部材が設けられていることを特徴とする、請求項１９記載の液滴吐出装置。  
【請求項２１】
前記付属部材において、前記通過口が略円形をしており、吐出口と一対一対応していることを特徴とする、請求項１９に記載の液滴吐出装置。
【請求項２２】
前記付属部材において、前記通過口がノズル列方向に開口したスリット形状をしていることを特徴とする、請求項１９に記載の液滴吐出装置。
【請求項２３】
前記液滴吸収部材が帯電部材であることを特徴とする、請求項２１あるいは請求項２２のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項２４】
前記付属部材の少なくとも一端が、空気吸引ファンおよびインク吸収フィルタと連結していることを特徴とする、請求項２１あるいは請求項２２のいずれか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、液滴吐出装置に関して、詳しくは、インク滴を吐出することで記録媒体に記録を行う、インクジェット記録装置ヘッド及び該記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今までに多くの記録装置が提案されてきているが、その中に、ドロップオンデマンド(Drop-on-demand)・インクジェット記録方式がある。インクジェット記録方式は、単純にインク滴を物理的な力（急激に熱せられることによるインクの膜沸騰現象）で吐出し、記録媒体に着弾させて記録するため、種々の記録媒体に記録可能であり、また、インクの定着の為に特別な処理を必要とせず、かつ高精細な画像が廉価に得られるという特徴を持っている。このような利点から、インクジェット記録方式は安価で容易な記録装置の一つとして、コンピュータ周辺機器としてのプリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録手段として用いられ、家庭及びオフィスにおける画像文書の出力手段として広く普及している。近年ではデジタルカメラの普及により、家庭でのデジタル画像出力として用いられており、高精細出力が求められている。そのため、吐出液滴の小液滴化を行い、画像形成ドットを小さくする試みや、印字速度を上げるために吐出周波数を増大する試みがなされている。
【０００３】
従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開平07-101082号公報
【特許文献２】特開平10-016231号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような吐出液滴の微小化に伴い、今まで生じていなかった問題が顕在化してきており、その一つにインクミストの問題がある。それは、吐出された液滴の主滴に追随して発生する副滴（以下、サテライト）が、キャリッジ動作によって引き起こされる気流によって、機内で浮遊しインクミストとなり、記録媒体、ヘッドおよび機内の不特定な部分に付着し、印字品位の低下や記録装置の動作不良など引き起こすことである。
【０００５】
印字品位の低下は、第一に、インクミストが直接的に記録媒体に付着することや部材に付着したインクミストが間接的に記録媒体を汚すことによる。具体的には、部材の中でも、ピックアップローラ（給紙部）やピンチローラ（排紙部）など印字動作中に記録媒体と直接的に接する部材は、記録媒体との摩擦により電荷が生じ、電荷が帯電したこれら部材に引き寄せられ、インクミストが堆積する。堆積したインクミストが印字中に記録媒体と接触し、記録媒体の印字面および裏面を汚すことになる。印字品位低下の第二の原因は、インクミストが吐出口付近に付着することによる、吐出の乱れである。吐出口付近に付着したインクミストと吐出液滴の間に働く相互作用の影響で、吐出液滴の飛翔軌道が予定した軌道から外れ、吐出液滴の着弾精度が悪化し、すなわち、印字品位の低下につながる。この吐出口付近に付着したインクからの影響は、吐出液滴の質量が小さくなるほど大きくなる傾向があり、近年のインクジェットプリンタの高性能化に伴う、インク滴の小液滴化により、この問題が顕在化することが予想される。
【０００６】
さらに、インクミストはインクジェット記録装置の動作不良を起こす原因にもなる。インクミストがキャリッジ位置を検知するエンコーダフィルムやセンサーの受光部に付着すると、キャリッジ位置を正確に検知できなくなり、印字不良やキャリッジエラーによりプリンタの動作が停止することがある。また、記録装置の基盤配線にインクミストが付着し、配線がショートすることがある。
【０００７】
このように、インクミストは記録装置の品質を低下させる原因になるため、インクミストの低減は重要な課題である。
【０００８】
これらに対する対策として、インクミストが付着しやすい部材の除電作業や、エンコーダ部の形状の改良などがなされ、部分的な効果を上げている。また、インクミストを積極的に回収する方法としては、ヘッドとプリント媒体との間へ空気流を起こし、インクミストの滞留を防ぐためのファンを設置することや、吐出するインク滴に電荷を与え、記録媒体まで電気的に引っ張ることなどが考案されてはいるが、実用上困難な点も多く、機内ミストを減らす効果的な方法は見つかっていない。
【０００９】
本発明は、上述した諸問題を引き起こすインクミストを効果的に回収し、小液滴を吐出できるインクジェット記録ヘッドを搭載した、高精細高画質のインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、請求項第１項においては、液滴を吐出する複数の吐出口が設けられた液滴吐出ヘッドにおいて、液滴吐出ヘッド、あるいは、そのキャリッジが、インク通過口を有した付属部材（以下、インクミスト捕集部材）で覆われていることを特徴とする。
【００１１】
このように、ヘッドやキャリッジをインクミスト捕集部材で覆うことで、キャリッジ動作により生ずる気流の影響を排除し、ヘッドフェイス面近傍に浮遊するインクミストを捕集し、機内に拡散するのを防ぐ効果がある。また、請求項第２項では、インクミスト捕集部材のインク通過口近傍および前記部材の内壁に液滴吸収部材を設けることで、インクの吸収量を増やすことができる。捕集部材の通過口形状は、吐出口に一対一対応して略円形をしている（請求項第３項）とサテライトのトラップを行いやすい。捕集部材のアライメント精度の観点からすれば、通過口が略ノズル列方向に開口したスリット形状であってもよい（請求項第４項）。さらに、インクミストの捕集効果を高めるために、液滴吸収部材を帯電部材にすること（請求項第５項）や、前記付属部材の少なくとも一端が、空気吸引ファンおよびインク吸収フィルタと連結（請求項第６項）して、ヘッドフェイス面近傍に漂うインクミストを積極的に吸引してもよい。
【００１２】
また、請求項第７項においては、液滴を吐出する複数の吐出口が設けられた液滴吐出ヘッドにおいて、該ヘッド、あるいは、キャリッジが、少なくとも一つの通気口と空気流路およびインク通過口を有したインクミスト捕集部材で覆われていることを特徴とする。このように、前記付属部材の一部（キャリッジ走査方向の両端面）に通気口を設け、通気口から空気を流入させ、吐出直後の飛翔液滴に横風を当てることで、主滴とサテライトの質量の違いを利用し、サテライトのみをインク捕集部材の中でトラップすることができる（図８）。そのため、吐出口近傍に浮遊する小さなサテライトだけでなく、画像に悪影響を与える大きなサテライトまで捕集することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、液滴を吐出する複数の吐出口が設けられた液滴吐出ヘッドにおいて、該ヘッド、あるいは、キャリッジが、インク通過口を有した付属部材（ミスト捕集部材）で覆われていることを特徴とする。これにより、ヘッド吐出口面近傍に浮遊するミストを捕集し、ミストの拡散を防ぐ効果がある。付属部材の内壁を液滴吸収部材とすることで、ミストの吸着を促進し、ミスト捕集効果を高めることができる。また、ミスト捕集部材に通気口を設け、キャリッジ動作で生ずる気流を流入させることで、主滴とサテライトの質量差を利用し、ミスト捕集部材でサテライトをトラップできる。これにより、滴形成直後で、ミストの発生原因となるサテライトを効果的に捕集することができる。さらに、ミスト捕集部材の少なくとも一端に空気吸引ファンおよびインク吸収フィルタを連結することで、ミスト捕集効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の具体的な実施形態、特にインクジェット記録装置について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
（インクジェット記録装置の構成概略）
図１は、本発明に適したインクジェット記録装置１の模式図である。記録媒体は、給紙トレイ２に設置し、記録媒体搬送方向へ搬送される。それに合わせて、シャフト３に固定されたキャリッジ４が記録媒体搬送方向に垂直な方向へ往復しながら、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させ、記録媒体へ印字していく。
【００１６】
以下に、本発明の主要部となるキャリッジ４に設けられた、ミスト捕集機能について種々の形態例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００１７】
第一の実施例を図２に示す。図２は、本発明に適したインクジェット記録装置１のキャリッジ４断面の模式図が描かれている。液滴を吐出する複数の吐出口が設けられた液滴吐出ヘッド５において、吐出口表面および上記吐出ヘッド５がインク通過口６を有した付属部材７（以下、インクミスト捕集部材）で覆われており、通過口近傍に液滴吸収部材８が設けられている。本実施例では、ミスト捕集部材７がキャリッジ４を覆い、キャリッジ４と一体になっている。
【００１８】
上述したように、インクミスト発生の主原因は、吐出された液滴のサテライトであり、これらの大きさは直径２μｍ−１０μｍ、速度１０m/s以下の液滴である。従来、これらの小さな液滴は、空気抵抗のために紙面に到達することができず、ヘッドフェイス面近傍に漂い浮遊ミストとなり、キャリッジ動作によって生ずる気流の影響により、機内に拡散されていた。図２に示した本発明のミスト捕集部材７は、キャリッジを覆うことで、キャリッジ動作により生ずる気流の浮遊ミストへの影響を排除し、浮遊ミストが機内に拡散するのを防ぐ効果がある。また、インク通過口近傍に備えられたインク吸収部材８が、浮遊ミストの吸収を促進し、インクミスト捕集部材７からのインク漏れを防ぐ効果がある。
【００１９】
インクミスト捕集部材７には、軽量で強度に優れた低吸水性のＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）樹脂やそれらにガラス繊維入れたものなど、インク吸収部材には、電解質からなる吸収性ポリマーなどの材料から形成されることが望ましい。
【００２０】
ここで、実施例１のバリエーションとして、液滴吐出ヘッド５自体にインクミスト捕集部材が形成されているもの（図３）や、インクミスト捕集部材７がキャリッジ４やヘッド５と分離でき、簡易的に直脱可能である形態を含む。インク通過口６の形状については、図９に示すように、記録ヘッド５の吐出口に対応した略円形のものに限ったものでなく、楕円などの略円形や多角形などであってよい。また、図１０に示すように、ノズル列方向に開口したスリット形状をしていてもよい。さらに、通気口９とは別にインクミスト捕集部材７に開放面を設け（キャリッジの主走査方向と垂直な方向が望ましい）ることで、ヘッドフェイス面のキャピングやワイピングを行うようにしてもよい。
【実施例２】
【００２１】
第二の実施例として、上述した第一の実施例に加えて、インクミスト捕集部材の一部に少なくとも一つの通気口を有しているものを挙げる。
【００２２】
図４に示すように、本実施例のインクミスト捕集機構の基本的な構成は実施例１と同様であるが、インクミスト捕集部材７のキャリッジの走査方向面に通気口９を設けることを特徴とする。通気口９を設けて、キャリッジ動作により生ずる気流を通気口９から流入させることで、インク通過口６におけるサテライトの捕集効率を上げることができる。図８に示すように、サテライトは、主滴と比較して質量が小さく外部気流の影響を受けやすい。そこで、通気口９から空気を流入させ、飛翔液滴に横風をあてると、主滴に比べてサテライトの軌道のずれが大きく、インク通過口６を通過できないため、ミスト化するサテライト（図１１）をトラップすることができる。これにより、インクミストの発生を抑え、かつ、効率よく捕集し、ミストの発生量を低減することができる。ここで、インク通過口６の口径を小さくし、液滴吐出ヘッド５の吐出口径に近づけるほど、ミスト捕集効果が高まる。インク通過口６の形状については、図９に示すように、記録ヘッド５の吐出口に対応した略円形のものに限ったものでなく、楕円などの略円形や多角形などであってよい。また、図１０に示すように、ノズル列方向に開口したスリット形状をしていてもよい。
【００２３】
ここで、実施例２のバリエーションとして、液滴吐出ヘッド５自体にインクミスト捕集部材が形成されているもの（図５）や、インクミスト捕集部材７がキャリッジ４やヘッド５に一体となっているものに加え、簡易的に直脱可能である形態があってもよい。また、通気口９とは別にインクミスト捕集部材７に開放面を設け（キャリッジの主走査方向と垂直な方向が望ましい）ることで、ヘッドフェイス面のキャピングやワイピングを行うようにしてもよい。
【実施例３】
【００２４】
第三の実施例として、図６に示すように、インク捕集部材７の少なくとも一端が、空気吸引ファン１０およびインク吸収フィルタ１１と連結しているものを挙げる。上述した実施例とは異なり、インクを吸引するためのファンを設けて、積極的にインクミストを回収することを特徴とする。これにより、インクミストの発生を抑えることができる。
【００２５】
ここで、実施例３のバリエーションとして、実施例２のように、インク捕集部材７に通気口９があいているものがあってよい。（図７）インク通過口６の形状については、図９に示すように、記録ヘッド５の吐出口に対応した略円形のものに限ったものでなく、楕円などの略円形や多角形などであってよい。また、図１０に示すように、ノズル列方向に開口したスリット形状をしていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に好適な液滴吐出装置の実施の概略模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による、液滴吐出装置のキャリッジおよびミスト捕集部材断面の概略模式図の一つである。キャリッジ全体がミスト捕集部材で覆われている。
【図３】本発明の第１の実施形態による、液滴吐出装置のキャリッジおよびミスト捕集部材断面の概略模式図の一つである。液滴吐出ヘッド全体がミスト捕集部材で覆われている。
【図４】本発明の第２の実施形態による、液滴吐出装置のキャリッジおよびミスト捕集部材断面の概略模式図の一つである。キャリッジ全体がミスト捕集部材で覆われている。
【図５】本発明の第２の実施形態による、液滴吐出装置のキャリッジおよびミスト捕集部材断面の概略模式図の一つである。液滴吐出ヘッド全体がミスト捕集部材で覆われている。
【図６】本発明において、サテライトをミスト捕集部材で捕えるメカニズムを、模式的に書いた図である。
【図７】本発明の第３の実施形態による、液滴吐出装置のキャリッジおよびミスト捕集部材断面の概略模式図の一つである。キャリッジ全体がミスト捕集部材で覆われており、ミスト捕集部材の一端がミスト吸引ファンとミスト吸収フィルタに連結されている。
【図８】サテライトを捕えるメカニズムを説明するための図である。
【図９】ミスト捕集部材の通過口形状を示す図である。
【図１０】ミスト捕集部材の通過口形状を示す図である。
【図１１】吐出液滴の液滴分布を説明するための図である。
【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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