(57)【要約】【課題】本発明は偏向電極を備えたインクジェット記録装置に関し、特に汚れがひどくなる前に新規偏向電極部に交換可能で、ノズル孔清掃やキャッピング機能もシンプルに実現できる、高品位な画像を高信頼で記録可能な高速インクジェットプリンタを提供することを課題とする。【課題を解決するための手段】ノズル孔列が形成されたオリフィス面に、ノズル孔列に沿って端面部を配した樹脂製多孔質シートを配置し、樹脂製多孔質シートにインクを含浸させることで導電性を向上させて電極と成す手段、前記樹脂製多孔質シート面をインク受けとする手段、前記ノズル孔列に沿う樹脂製多孔質シートの端面部が、該樹脂製多孔質シートの移動により新たな端面部に交換可能とする手段を備える。【選択図】          図１
2004345266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル孔から吐出したインクがインク粒子として分離する近傍に設置された電極と、記録用紙の背面に設けられた背面電極とよりなり、前記インク粒子の吐出方向と垂直な方向に前記インク粒子に偏向力を与えるような傾斜偏向電場を形成して吐出されたインク粒子を任意の位置に偏向するインクジェット記録装置において、前記ノズル孔が複数配列されたノズル孔列が形成されたオリフィス面上に、前記ノズル孔列に沿って端面部を配するよう構成された樹脂製多孔質シートを設置し、該樹脂製多孔質シートにインクを含浸させて電極となしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記樹脂製多孔質シートは、記録に不要なインク滴を着弾させるインク受けを兼ねることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、前記樹脂製多孔質シートを供給する供給部と、使用済みの樹脂製多孔質シートを回収する巻取り部を設け、前記樹脂製多孔質シートを移動することにより交換可能となしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項３記載のインクジェット記録装置において、前記樹脂製多孔質シートを移動する時に、該樹脂製多孔質シートでノズル面を摺動し、ノズル孔近辺を清掃することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
請求項１または２のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、樹脂製多孔質シートの端面部は、該樹脂製多孔質シートに形成された窓部の一辺であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
請求項５記載のインクジェット記録装置において、前記樹脂製多孔質シートの非窓部でノズル孔列を塞ぎ、ノズル孔をキャッピングすることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】
ノズル孔から吐出したインクがインク粒子として分離する近傍に設置された電極と、記録用紙の背面に設けられた背面電極とよりなり、前記インク粒子の吐出方向と垂直な方向に前記インク粒子に偏向力を与えるような傾斜偏向電場を形成して吐出されたインク粒子を任意の位置に偏向するインクジェット記録装置において、前記ノズル孔が複数配列されたノズル孔列が形成されたオリフィス面上に、前記ノズル孔列に沿って端面部を配するよう構成された樹脂製多孔質シート及び金属薄膜を設置し、該樹脂製多孔質シートにインクを含浸させて電極となしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項８】
ノズル孔から吐出したインクがインク粒子として分離する近傍に設置された電極と、記録用紙の背面に設けられた背面電極とよりなり、前記インク粒子の吐出方向と垂直な方向に前記インク粒子に偏向力を与えるような傾斜偏向電場を形成して吐出されたインク粒子を任意の位置に偏向するインクジェット記録装置において、前記ノズル孔が複数配列されたノズル孔列が形成されたオリフィス面上に、前記ノズル孔列に沿って、金属ベース板及び端面部を配するよう構成された樹脂製多孔質シート積層し、該樹脂製多孔質シートにインクを含浸させて電極となしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はインクジェット記録装置に関し、特に高品位な画像を高信頼で記録可能な高速インクジェットプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続記録用紙に高速印刷する高速インクジェットプリンタとして、ライン走査型インクジェットプリンタが提案されている。この装置では、インク滴吐出用のノズル孔を列状に配置した長尺インクジェット記録ヘッドを、連続記録用紙の幅方向に、幅いっぱいに紙面に対向して配置し、ノズル孔から吐出するインク滴の紙面への着弾を記録信号に応じて選択的に制御する。同時に連続記録用紙を長手方向に高速移動させて主走査する。この主走査とインク滴の記録用紙への着弾制御で走査線への記録ドット形成の制御を行い、記録画像を記録用紙上に得る。
【０００３】
このライン走査型インクジェットプリンタとしては、記録ヘッドにコンティニュアスインクジェット方式の記録ヘッドを使用する装置や、オンデマンドインクジェット方式の記録ヘッドを使用する装置が多く提案されている。このうちオンデマンドインクジェット方式のライン走査型インクジェットプリンタはコンティニュアスインクジェット方式の装置に比べて記録速度では及ばないが、高精細記録性能に優れ、またインクシステムが簡単である等のため、普及型の高精細高速プリンタを提供するのに適している。
【０００４】
このオンデマンドインクジェット方式のライン走査型インクジェットプリンタ用の記録ヘッドは、圧電素子や発熱素子等の駆動素子へ駆動電圧を印加することにより、ノズル孔を開口とするインク室中のインクに圧力を加えてインク滴を吐出するよう構成されているノズルを、列状に多数配置したライン型記録ヘッドである（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一方、本発明者らは、ライン型記録ヘッドのノズル列に沿って荷電偏向電極を設置し、吐出したインク滴を偏向し、記録用紙上の各画素位置に隣接ノズルから吐出された複数のインク滴が多重に配置出来るようにし、ノズル故障による記録欠陥を防止し、記録の信頼性を飛躍的に向上させ、また記録ムラを改善することが可能な、粒子偏向型オンデマンドインクジェットプリンタを提案した（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、荷電偏向電極のインク濡れによる絶縁不良故障の問題を原理的に対策する方式として、各ノズル列に沿ってインク滴に偏向電界を作用させる傾斜電界発生式偏向電極を提案した（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
更に、インク滴の吐出信頼性を確保するため、予備吐出させたインク滴を前記傾斜電界でＵターン飛行制御し、傾斜電界発生式偏向電極に予備吐出用インク受け作用を兼ねさせ、予備吐出用インク滴を回収する偏向Ｕターン予備吐出装置を提案した（例えば、特許文献４参照）。
【０００８】
この傾斜電界発生式偏向電極は、前述したように、インク濡れによる絶縁不良故障の問題は大幅に改善されるが、電極にインク凝集物や紙粉等が付着して汚れると偏向電界が乱れ、偏向動作不良を起こすことがある。また、電極が予備吐出用インク受け作用を兼ねる場合には、インクの回収に支障が出ることがある。
【０００９】
このような問題点を解決する従来技術として、本発明者らは電極の汚れた部分に負圧が作用する吸引口を接近させ、汚れを吸い取る清掃装置を提案した（例えば、特許文献５参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−４７６２２号公報
【特許文献２】
国際公開第０１／４７７１３号パンフレット
【特許文献３】
特開２００２−２７３８９０号公報
【特許文献４】
国際公開第０２／０８３４２５号パンフレット
【特許文献５】
特開２００３−３９７１０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の傾斜電界発生式偏向電極と清掃装置を組み合わせる方法では以下の問題が生ずる。
（１）インク凝集物や紙粉等による電極の汚れを清掃するために多くの時間をかける必要があり、記録のスループットを低下させてしまう。
（２）清掃で汚れが取り切れない場合には、偏向動作不良やインク回収不良を起こし記録の信頼性を低下させる。
（３）汚れが強固に付着している場合には、擦ったりあるいは洗浄液を使って清掃する必要がある。
【００１２】
以上を鑑み、本発明においては、ノズル孔の清掃やキャッピング機能もシンプルに実現できる、高品位な画像を高信頼で記録可能な高速インクジェットプリンタを提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明によるインクジェット記録装置は、ノズル孔から吐出したインクがインク粒子として分離する近傍に設置された電極と、記録用紙の背面に設けられた背面電極とよりなり、前記インク粒子の吐出方向と垂直な方向に前記インク粒子に偏向力を与えるような傾斜偏向電場を形成して吐出されたインク粒子を任意の位置に偏向するインクジェット記録装置において、前記ノズル孔が複数配列されたノズル孔列が形成されたオリフィス面上に、前記ノズル孔列に沿って端面部を配するよう構成された樹脂製多孔質シートを設置し、該樹脂製多孔質シートにインクを含浸させて電極となしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載のインクジェット記録装置は、請求項１の構成において、前記樹脂製多孔質シートは、記録に不要なインク滴を着弾させるインク受けを兼ねることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載のインクジェット記録装置は、請求項１または２のいずれかの構成において、前記樹脂製多孔質シートを供給する供給部と、使用済みの樹脂製多孔質シートを回収する巻取り部を設け、前記樹脂製多孔質シートを移動することにより交換可能となしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載のインクジェット記録装置は、請求項３の構成において、前記樹脂製多孔質シートを移動する時に、該樹脂製多孔質シートでノズル面を摺動し、ノズル孔近辺を清掃することを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載のインクジェット記録装置は、請求項１または２のいずれかの構成において、樹脂製多孔質シートの端面部は、該樹脂製多孔質シートに形成された窓部の一辺であることを特徴とする。
【００１８】
請求項６記載のインクジェット記録装置は、請求項５の構成において、前記樹脂製多孔質シートの非窓部でノズル孔列を塞ぎ、ノズル孔をキャッピングすることを特徴とする。
【００１９】
前記課題を解決するため、本発明によるインクジェット記録装置は、ノズル孔から吐出したインクがインク粒子として分離する近傍に設置された電極と、記録用紙の背面に設けられた背面電極とよりなり、前記インク粒子の吐出方向と垂直な方向に前記インク粒子に偏向力を与えるような傾斜偏向電場を形成して吐出されたインク粒子を任意の位置に偏向するインクジェット記録装置において、前記ノズル孔が複数配列されたノズル孔列が形成されたオリフィス面上に、前記ノズル孔列に沿って端面部を配するよう構成された樹脂製多孔質シート及び金属薄膜を設置し、該樹脂製多孔質シートにインクを含浸させて電極となしたことを特徴とする。
【００２０】
前記課題を解決するため、本発明によるインクジェット記録装置は、ノズル孔から吐出したインクがインク粒子として分離する近傍に設置された電極と、記録用紙の背面に設けられた背面電極とよりなり、前記インク粒子の吐出方向と垂直な方向に前記インク粒子に偏向力を与えるような傾斜偏向電場を形成して吐出されたインク粒子を任意の位置に偏向するインクジェット記録装置において、前記ノズル孔が複数配列されたノズル孔列が形成されたオリフィス面上に、前記ノズル孔列に沿って、金属ベース板及び端面部を配するよう構成された樹脂製多孔質シート積層し、該樹脂製多孔質シートにインクを含浸させて電極となしたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一例について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の偏向電極を備えた偏向型オンデマンド方式ライン型インクジェットプリンタの概略構成を示す斜視図及び制御ブロック図である。また、図２は、記録ヘッドユニット１０のノズル孔側からの斜視拡大図である。
【００２２】
本例による偏向電極を備えたライン型記録ヘッドは、複数の記録ヘッドユニット１０がヘッドマウンタ２０に搭載されたライン記録ヘッド本体１を備える。一方、ライン記録ヘッド本体１のノズル孔列１２１の記録用紙側の面には樹脂製多孔質シート２１１が設けられている。後述するように、この樹脂製多孔質シート２１１は記録ヘッド本体１０のオリフィス板１１の所定位置に密着して設置される。また、この樹脂製多孔質シート２１１には、少なくとも各ノズル孔列１２１から吐出されるインク滴が記録用紙へ着弾できるように、インク滴の通過可能な窓部２２がアレー状に設けられている。更に、この樹脂製多孔質シート２１１は窓部２２が繰り返しアレー状に形成してある連続シートとなっており、記録ヘッド本体１の近傍に設置された多孔質シートロール供給部２１２に巻きつけられている。そして、この多孔質シートロール供給部２１２から引き出された樹脂製多孔質シート２１１は、駆動モータ２１４を駆動源とし、記録ヘッド本体１を介して反対側に設置された多孔質シートロール巻取り部２１３にて巻き取られる。
【００２３】
樹脂製多孔質シート２１１は偏向電極２１としての機能を有する。すなわち、樹脂製多孔質シート２１１に形成された窓部２２の少なくとも一辺にインク含浸させ、樹脂製多孔質シート２１１の導電性を向上させて電極となしている。
【００２４】
樹脂製多孔質シート２１１で構成されている偏向電極２１をオリフィス板１１表面に密着させたライン型記録ヘッド本体１は記録用紙６０に対向して設置される。記録用紙６０の背面には用紙背面電極３０が配置されており、用紙背面電極３０に荷電偏向信号を供給する荷電偏向制御信号発生回路４０が接続されている。一方、各記録ヘッドユニット１０にはインク滴吐出制御信号作成装置５０からの吐出信号が供給されている。
【００２５】
インク粒子吐出制御信号作成装置５０は記録信号入力データに応じて、タイミング信号発生回路５２からのタイミングをもとに記録制御信号を作成する記録信号作成回路５１と、この制御信号を受けて記録ヘッドモジュール１０の各ノズルの駆動素子を駆動するための駆動用パルス信号を発生する駆動パルス作成回路５３、駆動用パルス信号を駆動するのに好適な電力に増幅するドライバ回路５４を備える。そして、記録信号入力データや記録信号作成回路５１からの情報信号をもとに、各記録ヘッドモジュール１０の各ノズル孔１２からの記録ドット形成用インク粒子の吐出状態を監視し、記録ドット非形成の状態が続く場合に予備吐出用のインク粒子を吐出させるための予備吐出信号作成回路５６を備える。
【００２６】
荷電偏向制御信号発生回路４０は、タイミング信号発生回路５２からのタイミングと記録信号作成回路５１からの制御信号をもとに、所定の荷電偏向信号を発生する荷電偏向信号作成回路４１、これからの信号を所定電圧に増幅する背面電極ドライバ回路４２よりなる。
【００２７】
用紙背面電極３０は金属等の導電性部材で形成された平板であり、各記録ヘッドユニット１０のオリフィス板１１に対向し、オリフィス面から約１．５ｍｍ離れた位置に、オリフィス面と平行に設置される。そして、用紙背面電極３０には荷電偏向制御信号発生回路４０からの荷電偏向信号が印加される。
【００２８】
このような構成により、本発明による偏向電極を備えたラインプリンタでは、記録ヘッドユニット１０のノズル孔１２から、記録信号入力データに応じて吐出したインク滴が荷電偏向され、矢印Ａの方向に移動する記録用紙６０上に着弾し、記録ドット７０から構成される所望の記録を行うことができる。また、ノズル孔１２から予備吐出させたインク滴は荷電偏向され、Ｕターン飛行して多孔質シート２１１の電極２１に着地して回収される。
【００２９】
記録ヘッドユニット１０はオンデマンドインクジェット方式のリニア記録ヘッドユニットであり、ｎ個のノズルから構成されている。各ノズルは、図２に示すように、金属等の導電部材よりなるオリフィス板１１に所定ピッチで列状に配置されたｎ個のノズル孔１２を開口としている。図示してはいないが、各ノズルはノズル孔１２を開口端とするインク加圧室と、インク加圧室にインクを導くインク流入孔と、インク流入孔にインクを供給するマニホールドとを備えている。また、インク加圧室には、インク加圧室の体積を記録信号に応じて変化させる圧電素子や発熱素子等の駆動素子が取り付けられている。各ノズルの構造は同一構造である。各ノズルの駆動素子にはインク粒子吐出制御信号作成装置５０からの駆動信号が供給されるようになっており、記録信号に応じて各ノズル孔１２からインク粒子が吐出される。例えば、直径約３０μｍのノズル孔であれば、１０ｎｇ程度のインク粒子が５ｍ／ｓで記録用紙に向けて吐出される。
【００３０】
前述したように、樹脂製多孔質シート２１１には複数の窓部２２が設けられており、これらが傾斜電界を発生する偏向用の電極２１となる。例えば、０．５ｍｍ厚さ程度の樹脂製多孔質シート２１１であれば、窓部２２はインク滴の通過が可能な２ｍｍ幅程度で、ノズル孔列１２１が全て露出するような矩形状とするとよい。また、窓部２２の一辺はノズル列１２１と３００μｍ程度離し、かつオリフィス板１１の表面に密着して設置される。すなわち、図２に示すように、ノズル孔列１２１に沿って端面部２１１１を配して樹脂製多孔質シート２１１を設置し、オリフィス板１１の表面に密着して設置されるとよい。
【００３１】
樹脂製多孔質シートの材料としては、例えば超高分子量ポリエチレンの焼結体が使用可能であり、孔径数μｍ〜数十μｍの気孔が数十％の割合で形成され、表面粗さを数μｍ以下程度に加工したものが使用可能である。具体的な材料としては、例えば日東電工株式会社の「サンマップ」が使用可能ある。
【００３２】
また、記録動作開始の初期時や、ノズル孔１２の清掃時等において、負圧を発生するポンプ等（図示せず）に連通しているパージ用吸引管３３の吸引孔部を、ノズル孔１２及びその近辺の樹脂製多孔質シート２１１の表面上からノズル孔列１２１に沿って摺動する。これにより、樹脂製多孔質シート２１１の電極２１にはノズル孔１２から引き出されたインクが含浸される。このようにインクが樹脂製多孔質シート２１１に含浸されると、樹脂製多孔質シート２１１が絶縁物であっても、インクが導電性であるため、電極２１は金属製のオリフィス板１１を通じて接地ポテンシャルになっている。
【００３３】
また、電極２１のオリフィス板１１の表面への固定は、全ての記録ヘッドユニット１０に備えられたオリフィス板１１の吸引孔１１１を開口とする吸引路１１２をポンプ等の負圧発生源に接続することにより、樹脂製多孔質シート２１１を吸引して行なわれる。更に、樹脂製多孔質シート２１１がインクによって濡れることで、オリフィス板２１に密着することもあり、充分な強度を確保できる。なお、吸引孔１１１は、ノズル孔１２から予備吐出され、Ｕターン飛行して樹脂製多孔質シート２１１に回収されるインクが、樹脂製多孔質シート２１１の飽和吸収量を越えないように、適宜、インクを吸引・回収している。
【００３４】
続いて、図３及び図４により、本発明の偏向電極を備えたインクジェットプリンタ用記録ヘッドの動作をより詳しく説明する。図３は記録ヘッドユニット１０を含む記録部を、図１のＸ−Ｘ’断面で記録用紙に垂直に切断した状態を示す部分断面図である。
【００３５】
図１、図２で先に説明したように、樹脂製多孔質シート２１１の電極２１は、金属製オリフィス板１１を通じて接地ポテンシャルになっている。そして、用紙背面電極３０には荷電偏向制御信号発生回路４０からの荷電信号電圧が印加されているので、これら電極２１と用紙背面電極３０との間には電界が形成される。
【００３６】
図４は、図３の構成において、樹脂製多孔質シート２１１の電極２１を具備するオリフィス板１１と、用紙背面電極３０の間の等電位面８０を示したものである。この図から分かるように、電界が作用しないときのノズル孔から吐出したインク滴の飛行軌道、すなわち非偏向インク滴飛行軌道９０は、電極２１の近辺においては電界の方向が傾斜しており、傾斜電界８５を形成している。従って、インク滴吐出制御信号作成装置５０からの駆動パルスが、各ノズルの駆動素子に印加されることで、ノズル孔から吐出したインク滴１４を荷電偏向制御信号発生回路４０で荷電すれば、帯電インク滴１４は傾斜電界８５により非偏向インク滴飛行軌道９０と垂直な方向、すなわちインクの吐出方向と垂直な方向に偏向されることになる。例えば、インク滴の帯電極性が正極性（インク滴が負電荷を有する）の場合には、α地点での傾斜電界８５αの非偏向インク滴飛行軌道９０と垂直な方向の電界成分８５αｘにより、図３に示すインク滴飛行軌道９１（正帯電偏向インク滴飛行軌道）を辿って記録用インク滴１４１が偏向される。一方、インク滴の帯電極性が負極性の場合（インク滴が正電荷を有する）には、図３に示すインク滴飛行軌道９２（負帯電偏向インク滴飛行軌道）を辿って記録用インク滴１４１が偏向される。
【００３７】
また、予備吐出用インク滴１４２として、インク滴の重量及び吐出速度を記録用インク滴１４１より小さめ設定して吐出させ、負極性に帯電させるようにする。これにより、予備吐出用インク滴１４２は、傾斜電界のインクの吐出方向と垂直な方向成分による静電力作用により、樹脂製多孔質シート２１１の電極２１の方向に大きく偏向するとともに、傾斜電界のインク吐出方向成分の作用により、減速されて記録用紙６０と反対方向に戻す力を受ける。これにより予備吐出用インク滴１４２は、図３に示す予備吐出インク滴Ｕターン飛行軌道９３をとって、樹脂製多孔質シート２１１に着弾する。着弾したインクは即座に樹脂製多孔質シート２１１内に染み込み、染み込んだインクは吸引孔１１１から負圧で吸引回収されることとなる。
【００３８】
なお、予備吐出用インク滴用の荷電偏向信号の荷電電圧値を、記録ドット形成用インク滴用の荷電偏向信号の荷電電圧値より高くして、予備吐出用インク滴の帯電量を大きくすれば、予備吐出用インク滴は更にＵターンし易くなり、予備吐出用インク滴１４２の重量や吐出速度を記録用インク滴１４１と区別なく同量に設定することも可能である。このように、予備吐出及びインク滴のＵターン回収により、記録ドット形成を暫く休んでいるノズルについても、ノズル孔の近傍でのインク粘度の上昇が押さえられるため、再度、記録ドットを形成する場合であっても記録用インク滴も正常安定に発生し、正規の所望位置に記録ドットを形成することができる。
【００３９】
なお、樹脂製多孔質シート２１１の電極２１に着弾させるインク滴としては、ノズル孔でのインク粘度の上昇を押さるための予備吐出用インク滴に限定するものではない。記録ドット形成に不要のインク滴を吐出させることが必要な場合には、このインク滴をＵターン飛行制御して、樹脂製多孔質シート２１１の電極２１に着弾させればよい。
【００４０】
以上の動作説明からわかる様に、樹脂製多孔質シート２１１の電極２１に、インク凝集物や紙粉等の異物が付着すると傾斜電界８５が乱れることとなる。このような傾斜電界の乱れは記録用インク滴１４１や予備吐出用インク滴の着弾点を狂わせ、記録乱れや予備吐出用インク滴の回収不良を起こしてしまう。従来、このような不具合を回避するには、清掃を念入りに時間をかけて行い、異物を取り除いていた。従って、記録の実効速度を低下させてしまったり、あるいは記録の信頼性や品質を充分に確保することが難しかった。これに対し、本発明の構成では、樹脂製多孔質シート２１１をＢ方向（図１参照）に移動させて、定期的に新しい樹脂製多孔質シート２１１に入れ替えるようになっている。多孔質シートは樹脂製であり、かつインクを含むため、シート移動に際し、ノズル孔１２やオリフィス板１１を傷付けることなく、また摩擦が少なくスムーズに交換可能である。従って、本発明によれば、電極２１の汚れがひどくなる前に交換でき、清掃時間が短縮できるため実質的な記録速度を低下させることがない。また、記録の品位や信頼性を良好な状態に維持可能である。更に、電極２１を非常にシンプルに構成できる。
【００４１】
図１２は、図１の構成において、オリフィス１１のワイプ清掃動作、及びノズル孔１２１のキャッピング動作を行う場合の動作説明するための図であり、記録用紙３０の紙面からライン記録ヘッド本体１側を見た図である。
【００４２】
図１２（ａ）は、記録動作状態の時における、記録ヘッドユニット１０、ノズル孔列１２１、樹脂製多孔質シート２１１及び窓部２２の位置関係を示したものである。この状態で記録動作終了後、電極交換時と同様に矢印のＢ方向に樹脂製多孔質シート２１１を移動させ、図１２（ｂ）の位置まで移動させる。この移動過程で、ノズル孔１２やオリフィス板１１面上を、樹脂製多孔質シート２１１の面で擦りながら移動する。これによりノズル孔１２の近傍に付着したり紙粉等のゴミやインク凝集物等の異物を樹脂製多孔質シート２１１で拭い取ることができる。なお、樹脂製多孔質シート２１１の移動速度を変動させたり、移動方向を矢印Ｂと反対方向に移動させる過程を追加することで、清掃効果を向上させることも可能である。
【００４３】
また、非印刷時においては、図１２（ｂ）に示す状態、すなわちノズル孔１２を樹脂製多孔質シート２１１の表面で塞いだ状態となるようにする。このときのＸ−Ｘ’断面におけるノズル孔１２近辺の部分断面図が図１３である。この状態においては、ノズル孔１２の近傍はインクを含んだ樹脂製多孔質シート２１１で塞がれた状況になっている。このため、ノズル孔１２の乾燥によるノズル孔の目詰まりもなく、良好にキャッピング動作が可能である。キャッピング時、インクがノズル孔から樹脂製多孔質シート２１１に染み出しが多すぎる場合は、記録ヘッドユニット１０へのインク供給経路を遮断しても良い。そして、印刷を再開する時には、図１２（ｃ）の位置まで樹脂製多孔質シート２１１をＢ方向に移動し、新しい窓部２２が記録ヘッドユニット１０に対して設置される。なお、以前記録に使用した電極窓部２２がまだ使用可能な場合には、矢印Ｂと反対方向に樹脂製多孔質シート２１１を移動させ、図１２（ａ）の位置に戻し印刷することも可能である。
【００４４】
図５は本発明の第２の例を説明するための図であり、図１の記録用紙６０よりも上部の構成のみを示す斜視図である。本例と図１に示す例との違いは、樹脂製多孔質シート２１１の窓部２２の樹脂製多孔質シート端面部２１１１において、ノズル列に対する位置決め微調整手段を備える点にある。
【００４５】
位置決め微調整手段の構成としては、窓部２２の樹脂製多孔質シート端面部２１１１に対するノズル孔列１２１の位置を検知する位置検出手段と、この位置検知手段からの情報をもとに、ノズル孔列１２１に対して、樹脂製多孔質シート端面部２１１１の位置を微調整移動させる移動手段を備える。ここで樹脂製多孔質シート端面部２１１１に対するノズル孔列１２１の位置を検知する位置検出手段は、樹脂製多孔質シート２１１の多孔質シート端面部２１１１の両側に形成された電極位置マーカ２２１と、電極位置マーカ２２１を読み取るための電極位置マーカ読取り用発光素子２２２と、電極位置マーカ読取り用受光素子２２３を備える。また、ノズル孔列１２１に対して、樹脂製多孔質シート端面部２１１１の位置を微調整移動させる手段は、ライン記録ヘッド本体１に対向する、樹脂製多孔質シート２１１の面の両側の四箇所に設置された多孔質シート位置微動用ローラ２１６と、これを駆動する多孔質シート位置微動用モータ２１５よりなる。
【００４６】
本構成の動作は次の通りである。ライン記録ヘッド本体に対する窓部２２の樹脂製多孔質シート端面部２１１１の位置を多孔質シート移動用モータ２１４を駆動して概ね合わせた後、電極位置マーカ２２１を電極位置マーカ読取り用発光素子２２２と電極位置マーカ読取り用受光素子２２３で読み取りながら、多孔質シート位置微動用モータ２１５を駆動し、多孔質シートの移動と張力調整を行う。これにより、窓部２２の多孔質シート端面部２１１１に対するノズル孔列２１の位置を、先に説明した所定位置関係になるように、精度を確保して設置することができる。特に、樹脂製多孔質シート２１１の材質が伸縮素材である場合であっても、四隅の微調ローラを独立して駆動制御し、樹脂製多孔質シート２１１に加える張力を調整し、樹脂製多孔質シート２１１の伸縮を調整することで、所望の設置精度を確保可能である。
【００４７】
図６及び図７は本発明の第３の例を説明するための図である。図６は、記録用紙３０の紙面からライン記録ヘッド本体１側を見た平面図であり、図７は、図６のＸ−Ｘ’断面におけるノズル孔１２近辺の部分断面図である。本例と図１に示す例との違いは、樹脂製多孔質シート２１１の表面にステンレス製等の金属薄板２１８が張り合わされ、窓部２２の樹脂製多孔質シート端面部２１１１側の電極２１に相当する部分のみが露出して、樹脂製多孔質シート２１１のみで形成されている点である。
【００４８】
本例によれば、図１の例で説明した本発明による偏向電極動作やインク回収動作が可能な上に、樹脂製多孔質シート２１１の電極２１相当部分以外に金属薄板２１８が貼り付けられているため、樹脂製多孔質シート２１１が補強されると共に、張力や温度変化による寸法変化を減少させることが出来るため、ノズル孔１２に対する樹脂製多孔質シート端面部２１１１の設定精度を向上させることが可能である。
【００４９】
なお、以上説明した図６及び図７に示した樹脂製多孔質シートと金属薄板が貼り合わせられた場合においても、図１２及び図１３にて説明したワイプ動作及びキャッピング動作を行なわせることが可能である。本構成の方が、樹脂製多孔質シート２１１が金属薄板２１８で補強されているため、樹脂製多孔質シート２１１を強くオリフィス板面に押し付けたり、擦りながら移動させる速度や加速度を大きくすることができる。更には、図１４及び図１５に示すように、キャップ時にも密閉性を上げることが可能である。
【００５０】
図８及び図９は本発明の第４の例を説明するための図である。図８は、記録用紙３０の紙面からライン記録ヘッド本体１側を見た平面図であり、図９は、図８のＸ−Ｘ’断面におけるノズル孔１２近辺の部分断面図である。本例においては、オリフィス板１１にはステンレス製等の金属ベース板２１７とが当接した状態となっており、樹脂製多孔質シート２１１４がステンレス製等の金属ベース板２１７上に重ね合わされた構成となっている。なお、金属ベース板２１７はオリフィス板１１上に密着した状態で取り付けられており、樹脂製多孔質シート２１１４のみがＢ方向に移動して取り替えられる。傾斜電界８５は、窓部２２の金属ベース窓端面部２１１３と樹脂製多孔質シート端面部２１１２により形成される。そして、予備吐出用のインク滴は、端面部２１１２の近辺の樹脂製多孔質シート２１１４に着弾し、金属ベース板２１７を貫通している吸引路１１４、更にはインクジェットヘッドの吸引路１１２を介して図示しない負圧発生源にて発生させた負圧により吸引回収される。本例によれば、金属ベース窓端面部２１１３に対して樹脂製多孔質シート端面部２１１１がＢと反対方向に多少ずれても、樹脂製多孔質シート２１１４の厚みを金属ベースより薄く設定しているため、傾斜電界８５の変動を少なくすることが可能である。このため、図１の例に比べて、偏向精度を向上させることが可能である。
【００５１】
図１０は本発明の第５の例を説明するための記録ヘッドユニット近傍の斜視図である。本例では、金属ベース板２１７と樹脂製多孔質シート３１１に形成された電極窓２２がここの記録ヘッドユニット１０毎に独立して取り付けられており、樹脂製多孔質シート３１１の交換は記録ヘッドユニット１０毎に行われる点にある。樹脂製多孔質シート３１１には金属ベース３１７が重ね合されて固定されている。そして、ノズル列１２１に対する樹脂製多孔質シート端面部３１１１及び金属ベース窓端面部３１１３の配置の精度は、オリフィス板１１及び金属ベース３１７、樹脂製多孔質シート３１１に形成された位置決め用ピン穴２３と位置決めピン２４で確保されている。本例によれば、シートロール状の樹脂製多孔質シートの場合に対して、樹脂製多孔質シート交換時の消耗品費用を少なく抑えることが出来るため、記録ヘッドユニットの搭載数が少なく、稼働率の少ないプリンタに好適である。なお、本例では１本の記録ヘッドユニット１０に対して窓部２２が１つだけ設けられている樹脂製多孔質シートの１つが対応するように構成されているが、２〜１０本の記録ヘッドユニット１０に対して窓部２２が必要個数設けられた樹脂製多孔質シートを作製すれば、複数個分への拡張が可能である。
【００５２】
図１１は本発明の第６の例を説明するための記録ヘッドユニット近傍の斜視図である。本例は、第５の例の変形例であり、その相違点は、電極４１が窓部の一辺として形成されるのではなく、電極兼インク受け板２１９をノズル列１２１に沿って配置した点にある。この電極兼インク受け板２１９は、オリフィス板１１に当接する金属ベース窓端面部４１１３、及び樹脂製多孔質シート端面部４１１１よりなり、これらが傾斜電界を形成している。ノズル列１２１に対する樹脂製多孔質シート端面部４１１１及び金属ベース窓端面部４１１３の配置の精度は、オリフィス板に形成された位置決め用ピン穴２３に装着された位置決めピン２４に、金属ベース窓端面部４１１３や樹脂製多孔質シート端面部４１１１を突き当てることで確保されている。本例の偏向電極はシンプルであるため、安価に提供可能である。
【００５３】
図１６は、樹脂製多孔質シートの構成の他の例を示す平面図である。樹脂製多孔質シート５１１の記録ヘッドユニット１０の本数分に相当する窓部２２が形成された領域の両側に、多孔部を無くした非多孔質シート部５１１２が設けてある。これにより、多孔質シートに染み込んだインクの広がりが大きい場合でもこの広がりを食い止めることができ、樹脂製多孔質シート５１１の未使用部分を保護できる。また、樹脂製多孔質シート５１１のオリフィス板１１への当接面側にはワイプ清掃用窓部２５が形成されている。この窓部は窓部２２よりも狭い幅間隔で形成されている。これにより、オリフィス板１１を擦る効果強くなり、オリフィス板１１の表面の清掃の効果を上げることが可能である。
【００５４】
以上、本発明の各例では、多孔質シートの材質を樹脂として説明したが、樹脂と同様のインク吸収性、硬度、強度や加工性を有する素材であれば、同様に本発明のへの適用が可能である。また、セラミックス製多孔質シートのように硬い材質の多孔質シートでは、多孔質シートでノズル面を摺動すると、ノズル面を傷付けるなど損傷を与える可能性があるため、多孔質シートでノズル面を摺動してノズル孔近辺を清掃する本発明による実施例には適さないが、多孔質シートにインクを含浸させて電極となす本発明の例や、ノズル孔列を塞ぎ、ノズル孔をキャッピングする本発明の実施例には適用可能である。このように硬い材質の多孔質シートで、本発明を実施する場合には、多孔質シート移動時には、ノズル面から離して移動させることにより、ノズル面の損傷を避けることが可能である。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、電極の汚れがひどい場合に容易に新しい電極に交換でき、清掃時間が短縮できるため実質的な記録速度を低下させることがない、また記録の品位や信頼性を良好な状態に維持可能である。また、電極が非常にシンプルに構成できる。更に、ノズル孔清掃機能やキャッピング機能がシンプルの実現できるため、高品位な画像を高信頼で記録可能な高速インクジェットプリンタが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の偏向電極を備えた偏向型オンデマンド方式ライン型インクジェットプリンタの概略構成を示す斜視図及び制御ブロック図。
【図２】記録ヘッドユニットのノズル孔側からの斜視拡大図。
【図３】記録ヘッドユニットを含む記録部を、図１のＸ−Ｘ’断面で記録用紙に垂直に切断した状態を示す部分断面図。
【図４】図３の記録ヘッドユニットの、等電位面を示す説明図。
【図５】本発明の第２の例となる偏向型オンデマンド方式ライン型インクジェットプリンタの記録用紙６０よりも上部の構成のみを示す斜視図。
【図６】本発明の第３の例となる記録用紙の紙面からライン記録ヘッド本体側を見た平面図。
【図７】図６のＸ−Ｘ’断面におけるノズル孔近辺の部分断面図。
【図８】本発明の第４の例となる記録用紙３０の紙面からライン記録ヘッド本体側を見た平面図。
【図９】図８のＸ−Ｘ’断面におけるノズル孔１２近辺の部分断面図。
【図１０】本発明の第５の例を説明するための記録ヘッドユニット近傍の斜視図。
【図１１】図１１は本発明の第６の例を説明するための記録ヘッドユニット近傍の斜視図。
【図１２】ワイプ清掃動作、及びキャッピング動作を行う場合の動作説明図。
【図１３】図１２（ｂ）のＸ−Ｘ’断面図。
【図１４】図６の構成におけるキャッピング状態を示す説明図。
【図１５】図１４（ｂ）のＸ−Ｘ’断面図。
【図１６】樹脂製多孔質シートの構成の他の例を示す平面図。
【符号の説明】
１  ライン記録ヘッド本体
１０  記録ヘッドユニット
１１  オリフィス板
１１１  吸引孔
１１２  吸引路
１１４  金属ベース板吸引路
１２  ノズル孔
１２１  ノズル孔列
１３  オリフィス板ピン穴
１４  インク滴
１４１  記録用インク滴
１４２  予備吐出用インク滴
２０  ヘッドマウンタ
２１  電極
２１１  樹脂製多孔質シート
２１１１  樹脂製多孔質シート端面部
２１１２  非多孔質シート部
２１１３  金属ベース窓端面部
２１２  多孔質シートロール供給部
２１３  多孔質シートロール巻取り部
２１４  多孔質シート移動用モータ
２１５  多孔質シート位置微動用モータ
２１６  多孔質シート位置微動用ロール
２１７  金属ベース板
２１８  金属薄板
２１９  偏向電極兼インク受け板
２２  窓部
２２１  電極窓位置マーカ
２２２  電極位置マーカ読取り用発光素子
２２３  電極位置マーカ読取り用受光素子
２３  電極窓位置決めピン穴
２４  電極窓位置決めピン
２５  ワイプ清掃用窓部
２７  インク受け吸収体
３０  用紙背面電極
３３  パージ用吸引管
４０  荷電偏向制御信号発生回路
４１  荷電偏向信号作成回路
４２  背面電極ドライバ回路
４３  予備吐出信号作成回路
５０  インク滴吐出制御信号作成装置
５１  記録信号作成回路
５２  タイミング信号発生回路
５３  駆動パルス作成回路
５４  ドライバ回路
５６  予備吐出信号作成回路
６０  記録用紙
７０  記録ドット
８０  等電位面
８５  傾斜電界
９０  非偏向インク滴飛行軌道
９１  正帯電偏向インク滴飛行軌道
９２  負帯電偏向インク滴飛行軌道
９３  予備吐出インク滴Ｕターン飛行軌道
Ａ  記録用紙送り方向
Ｂ  多孔質シート移動方向
Ｃ  パージ吸引管移動方向
Ｄ  パージ負圧吸引方向
Ｅ  インク回収及び多孔質シート吸引方向
【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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