(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略水平方向に搬送される記録媒体の下方に所定距離離間した水平面に沿って上記記録媒体の搬送方向を横切る第１の方向に延びたスリットを形成した上面を有し、該スリットによって液面が保持されるように記録液を収容する収容容器と、
上記収容容器に隣接して設けられ、供給管を介して該収容容器に連通され、該収容容器へ供給する記録液を貯蔵したタンクと、
上記タンクから上記供給管を介して収容容器へ記録液を供給して上記スリットにて液面を保持させる第１位置と、上記収容容器から上記供給管を介して上記タンクへ記録液の一部を回収して上記スリットにて保持されていた液面を下降させる第２位置と、の間で上記タンクを上記収容容器に対して相対的に昇降させる昇降手段と、
上記収容容器の底部に上記第１の方向に沿って延設され、上記スリットに向けて記録液中を伝播される音波を画像信号に基づいて発生させる音波発生手段と、
上記音波発生手段上に積層して設けられ、記録液に露出された上記第１の方向に延びた複数の溝を有し、該音波発生手段にて発生された音波を上記溝の作用によって上記スリットの中心に向けて上記第１の方向と直交する第２の方向へ集束させ、該スリットから記録媒体に向けて記録液を吐出させる音波集束手段と、
上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させることにより上記スリット近傍に付着した異物をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、
上記昇降手段によって上記タンクが下降される第２位置は、上記音波集束手段の複数の溝から記録液が回収されることのない高さに設定され、
上記クリーニング手段は、上記昇降手段によって上記タンクが第２位置へ下降されて上記収容容器へ供給された記録液の一部が上記タンクへ回収され、上記スリットにて保持された液面が下降された状態で、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させて該上面をクリーニングすることを特徴とする記録ヘッド。
【請求項２】
上記タンクの高さ位置は、上記タンク内に貯蔵された記録液の液面の高さを検知して上記昇降手段を作動させることにより調節されることを特徴とする請求項１記載の記録ヘッド。
【請求項３】
略水平方向に搬送される記録媒体の下方に所定距離離間した水平面に沿って上記記録媒体の搬送方向を横切る第１の方向に延びたスリットを形成した上面を有し、該スリットによって液面が保持されるように記録液を収容する収容容器と、
上記収容容器に隣接して設けられ、供給管を介して該収容容器に連通され、該収容容器へ供給する記録液を貯蔵したタンクと、
上記タンクから上記供給管を介して収容容器へ記録液を供給して上記スリットにて液面を保持させる第１位置と、上記収容容器から上記供給管を介して上記タンクへ記録液の一部を回収して上記スリットにて保持されていた液面を下降させる第２位置と、の間で上記タンクを上記収容容器に対して相対的に昇降させる昇降手段と、
上記収容容器の底部に上記第１の方向に沿って延設され、上記スリットに向けて記録液中を伝播される音波を画像信号に基づいて発生させる音波発生手段と、
上記音波発生手段上に積層して設けられ、記録液に露出された上面に上記第１の方向に延びた複数の溝を有し、該音波発生手段にて発生された音波を上記溝の作用によって上記スリットの中心に向けて上記第１の方向と直交する第２の方向へ集束させ、該スリットから記録媒体に向けて記録液を吐出させる音波集束手段と、
上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させることにより上記スリット近傍に付着した異物をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、
上記昇降手段によって上記タンクが下降される第２位置は、上記音波集束手段の上面と上記収容容器の上面との間に満たされた記録液が、上記スリットを介して流入される空気によって、上記タンク内に貯蔵された記録液と分断される高さに設定され、
上記クリーニング手段は、上記昇降手段によって上記タンクが第２位置へ下降されて記録液が分断された状態で、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させて該上面をクリーニングすることを特徴とする記録ヘッド。
【請求項４】
略水平方向に搬送される記録媒体の下方に所定距離離間した水平面に沿って上記記録媒体の搬送方向を横切る第１の方向に延びたスリットを形成した上面を有し、該スリットによって液面が保持されるように記録液を収容する収容容器と、
上記収容容器に隣接して設けられ、該収容容器の底部に形成された孔に接続された供給管を介して該収容容器に連通され、該収容容器へ供給する記録液を貯蔵したタンクと、
上記タンクから上記供給管を介して収容容器へ記録液を供給して上記スリットにて液面を保持させる第１位置と、上記収容容器から上記供給管を介して上記タンクへ記録液の一部を回収して上記スリットにて保持されていた液面を下降させる第２位置と、の間で上記タンクを上記収容容器に対して相対的に昇降させる昇降手段と、
上記収容容器の底部であって上記供給管が接続された孔から外れた位置に上記第１の方向に沿って延設され、上記スリットに向けて記録液中を伝播される音波を画像信号に基づいて発生させる音波発生手段と、
上記音波発生手段上に積層して設けられ、記録液に露出された上面に上記第１の方向に延びた複数の溝を有し、該音波発生手段にて発生された音波を上記溝の作用によって上記スリットの中心に向けて上記第１の方向と直交する第２の方向へ集束させ、該スリットから記録媒体に向けて記録液を吐出させる音波集束手段と、
上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させることにより上記スリット近傍に付着した異物をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、
上記収容容器の底部に形成された孔は、該収容容器の上面に形成されたスリットの一端に対向する位置に形成され、
上記昇降手段によって上記タンクが下降される第２位置は、上記音波集束手段の上面と上記収容容器の上面との間に満たされた記録液が、上記スリットの一端を介して上記孔との間に流入される空気によって、上記タンク内に貯蔵された記録液と分断される高さに設定され、
上記クリーニング手段は、上記昇降手段によって上記タンクが第２位置へ下降されて記録液が分断された状態で、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させて該上面をクリーニングすることを特徴とする記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像信号に応じたインク滴を記録媒体に向けて飛翔させて記録媒体上に画像を形成する記録ヘッドに係り、特に、圧電素子から放射される超音波の圧力によってインク滴を吐出させて記録媒体上に画像を形成する記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像信号に応じたインク滴を記録媒体に向けて吐出させて記録媒体上にインク滴によるドットを形成し、記録媒体上に所望の画像を形成する記録ヘッドとして、超音波をインク液面に集束して超音波の圧力を利用してインク滴を吐出させるものが知られている。
【０００３】
この種の超音波を利用した記録ヘッドは、一般に、インクを収容したインクタンクの底部に画像信号に応じた超音波を発生させるための複数の圧電素子を並設し、圧電素子から離間したインクの液面に沿って圧電素子の並び方向に延びたスリットを形成して構成されている。スリットの幅は、インクの蒸発を防止するとともにインク液面を安定させる目的で、100 μｍから500 μｍ程度に設定されている。そして、このスリットの中心に沿った複数の吐出ポイントに各圧電素子から発生される超音波をそれぞれ集束して、超音波の圧力によって所望の吐出ポイントからインク滴を吐出させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の記録ヘッドでは、スリットに沿って繋がった液面を有する複数の吐出ポイントからインク滴を吐出させるため、吐出されるインク滴の径やインク滴の吐出方向を安定させることが難しい。特に、スリット近傍に記録媒体から発生される埃や屑（紙粉等）が付着され、スリットの部位において安定した液面を形成できない場合、インク滴の径が不安定となるとともに、インク滴の吐出方向が不安定となるといった問題を生じる。
【０００５】
このため、従来の記録ヘッドでは、記録動作待機中に、スリットが形成された記録ヘッドの上面にスポンジなどのクリーニング部材を摺接させ、スリット近傍のヘッド上面をクリーニングするようにしている。しかし、このとき、クリーニング部材によって、スリットを介して、記録ヘッド内のインクが不所望に吸い上げられてしまい、インクが浪費されてしまう問題がある。また、ヘッド上面にクリーニング部材を摺接させたとき、スリット近傍のヘッド上面にインクが不所望に付着され、この付着されたインクがスリットを介してヘッド内のインクと繋がり、スリットにおけるインクの液面が不安定となり、インク滴の吐出方向が不安定となってしまう。
【０００６】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、インクを不所望に浪費することなく、ヘッド上面を良好にクリーニングでき、安定した記録特性を得ることができる記録ヘッドを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の記録ヘッドは、略水平方向に搬送される記録媒体の下方に所定距離離間した水平面に沿って上記記録媒体の搬送方向を横切る第１の方向に延びたスリットを形成した上面を有し、該スリットによって液面が保持されるように記録液を収容する収容容器と、上記収容容器に隣接して設けられ、供給管を介して該収容容器に連通され、該収容容器へ供給する記録液を貯蔵したタンクと、上記タンクから上記供給管を介して収容容器へ記録液を供給して上記スリットにて液面を保持させる第１位置と、上記収容容器から上記供給管を介して上記タンクへ記録液の一部を回収して上記スリットにて保持されていた液面を下降させる第２位置と、の間で上記タンクを上記収容容器に対して相対的に昇降させる昇降手段と、上記収容容器の底部に上記第１の方向に沿って延設され、上記スリットに向けて記録液中を伝播される音波を画像信号に基づいて発生させる音波発生手段と、上記音波発生手段上に積層して設けられ、記録液に露出された上記第１の方向に延びた複数の溝を有し、該音波発生手段にて発生された音波を上記溝の作用によって上記スリットの中心に向けて上記第１の方向と直交する第２の方向へ集束させ、該スリットから記録媒体に向けて記録液を吐出させる音波集束手段と、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させることにより上記スリット近傍に付着した異物をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、上記昇降手段によって上記タンクが下降される第２位置は、上記音波集束手段の複数の溝から記録液が回収されることのない高さに設定され、上記クリーニング手段は、上記昇降手段によって上記タンクが第２位置へ下降されて上記収容容器へ供給された記録液の一部が上記タンクへ回収され、上記スリットにて保持された液面が下降された状態で、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させて該上面をクリーニングすることを特徴とする。
【００１０】
また、この発明の記録ヘッドによると、上記タンクの高さ位置は、上記タンク内に貯蔵された記録液の液面の高さを検知して上記昇降手段を作動させることにより調節されることを特徴とする。
【００１１】
また、この発明の記録ヘッドは、略水平方向に搬送される記録媒体の下方に所定距離離間した水平面に沿って上記記録媒体の搬送方向を横切る第１の方向に延びたスリットを形成した上面を有し、該スリットによって液面が保持されるように記録液を収容する収容容器と、上記収容容器に隣接して設けられ、供給管を介して該収容容器に連通され、該収容容器へ供給する記録液を貯蔵したタンクと、上記タンクから上記供給管を介して収容容器へ記録液を供給して上記スリットにて液面を保持させる第１位置と、上記収容容器から上記供給管を介して上記タンクへ記録液の一部を回収して上記スリットにて保持されていた液面を下降させる第２位置と、の間で上記タンクを上記収容容器に対して相対的に昇降させる昇降手段と、上記収容容器の底部に上記第１の方向に沿って延設され、上記スリットに向けて記録液中を伝播される音波を画像信号に基づいて発生させる音波発生手段と、上記音波発生手段上に積層して設けられ、記録液に露出された上面に上記第１の方向に延びた複数の溝を有し、該音波発生手段にて発生された音波を上記溝の作用によって上記スリットの中心に向けて上記第１の方向と直交する第２の方向へ集束させ、該スリットから記録媒体に向けて記録液を吐出させる音波集束手段と、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させることにより上記スリット近傍に付着した異物をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、上記昇降手段によって上記タンクが下降される第２位置は、上記音波集束手段の上面と上記収容容器の上面との間に満たされた記録液が、上記スリットを介して流入される空気によって、上記タンク内に貯蔵された記録液と分断される高さに設定され、上記クリーニング手段は、上記昇降手段によって上記タンクが第２位置へ下降されて記録液が分断された状態で、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させて該上面をクリーニングすることを特徴とする。
【００１２】
更に、この発明の記録ヘッドは、略水平方向に搬送される記録媒体の下方に所定距離離間した水平面に沿って上記記録媒体の搬送方向を横切る第１の方向に延びたスリットを形成した上面を有し、該スリットによって液面が保持されるように記録液を収容する収容容器と、上記収容容器に隣接して設けられ、該収容容器の底部に形成された孔に接続された供給管を介して該収容容器に連通され、該収容容器へ供給する記録液を貯蔵したタンクと、上記タンクから上記供給管を介して収容容器へ記録液を供給して上記スリットにて液面を保持させる第１位置と、上記収容容器から上記供給管を介して上記タンクへ記録液の一部を回収して上記スリットにて保持されていた液面を下降させる第２位置と、の間で上記タンクを上記収容容器に対して相対的に昇降させる昇降手段と、上記収容容器の底部であって上記供給管が接続された孔から外れた位置に上記第１の方向に沿って延設され、上記スリットに向けて記録液中を伝播される音波を画像信号に基づいて発生させる音波発生手段と、上記音波発生手段上に積層して設けられ、記録液に露出された上面に上記第１の方向に延びた複数の溝を有し、該音波発生手段にて発生された音波を上記溝の作用によって上記スリットの中心に向けて上記第１の方向と直交する第２の方向へ集束させ、該スリットから記録媒体に向けて記録液を吐出させる音波集束手段と、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させることにより上記スリット近傍に付着した異物をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、上記収容容器の底部に形成された孔は、該収容容器の上面に形成されたスリットの一端に対向する位置に形成され、上記昇降手段によって上記タンクが下降される第２位置は、上記音波集束手段の上面と上記収容容器の上面との間に満たされた記録液が、上記スリットの一端を介して上記孔との間に流入される空気によって、上記タンク内に貯蔵された記録液と分断される高さに設定され、上記クリーニング手段は、上記昇降手段によって上記タンクが第２位置へ下降されて記録液が分断された状態で、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させて該上面をクリーニングすることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１には、この発明の記録ヘッド１を、その周辺部材とともに示してある。記録ヘッド１の上面１ａから所定のギャップを介して対向した位置には、プラテンローラ２が配設されている。プラテンローラ２は、記録紙Ｐをその周囲に巻き掛けた状態で所定方向に回転される。これにより、記録紙Ｐは、ヘッド上面１ａに対して一定のギャップを保持した状態で、プラテンローラ２の回転軸と略直交する方向に搬送される。
【００１４】
記録ヘッド１の上面１ａには、記録紙Ｐの搬送方向を横切る方向、すなわちプラテンローラ２の回転軸と平行に延びたスリット１０が形成されている。また、記録ヘッド１に隣接した位置には、記録ヘッド１へ供給するインクを収容したインクタンク４が配設されている。インクタンク４は、供給チューブ６を介して、記録ヘッド１に接続されている。
【００１５】
図２には、上記記録ヘッド１を部分的に分解した状態の斜視図を概略的に示してある。
記録ヘッド１は、略水平に延びた上面１２ａを有する矩形板状の基材１２を有している。基材１２の上面１２ａ上には、記録ヘッド１の副走査方向（図中矢印Ｙ方向）に延びた複数の引き出し電極１３がアレイ状に所定ピッチで形成されている。そして、これらの引き出し電極１３を介して、超音波を発生するための圧電素子１５が基材１２の上面１２ａ上に設けられている。また、基材１２の圧電素子１５が搭載されていない部位には、供給チューブ６を接続するためのインク供給孔１２ｂが形成されている。
【００１６】
圧電素子１５は、記録ヘッド１の副走査方向に延びてアレイ状に配列された複数の個別電極１４（図３参照）、比誘電率が２００のチタン酸鉛系圧電セラミックからなる厚さ約５０μｍの圧電体１６、および共通電極１７を基材１２から離れる方向に順次積層して形成されている。圧電素子１５の各個別電極１４は、基材１２の上面１２ａに形成された引き出し電極１３に対応して設けられ、例えば副走査方向に５．０ｍｍの長さを有するとともに副走査方向と直交する主走査方向（図中矢印Ｘ方向）に６０μｍの幅を有し、主走査方向に２５μｍのピッチで形成されている。また、共通電極１７は、例えば、副走査方向に２．０ｍｍの長さを有し、全ての個別電極をカバーするように設けられている。
【００１７】
そして、圧電素子１５の各個別電極１４と基材１２上の各引き出し電極１３とが重ねられて位置合せされ、圧電素子１５と基材１２がエポキシ樹脂を介して圧着されて各電極が電気的に接続される。各引き出し電極１３は、それぞれボンディングワイヤ１８を介して、圧電素子１５を駆動するための駆動ＩＣ１９に接続されている。また、共通電極１７は、駆動ＩＣ１９の図示しないコモン端子に接続されている。さらに、各引き出し電極１３を接続した駆動ＩＣ１９には、図示しない信号源から入力される画像信号に基づくバースト信号（以下、バースト波と称することもある）を各個別電極１４に出力する図示しない信号処理部が接続されている。
【００１８】
圧電素子１５の上には、圧電素子１５から発生される超音波を記録ヘッド１の上面１ａに形成されたスリット１０の中央に集束させるための略矩形板状のレンズ部材２０が積層されている。レンズ部材２０の上面には、フレネル輪帯理論に基づいて主走査方向に延設された複数本のレンズ溝２０ａが形成されている。これらの複数本のレンズ溝２０ａは、レンズ部材２０の副走査方向中心線に対して対称に形成されており、各レンズ溝２０ａの深さは、インクを伝播する超音波の波長の（２ｎ＋１）／４倍（ｎは０以上の整数）に設定されている。
【００１９】
また、基材１２の上面１２ａ上には、上記圧電素子１５およびレンズ部材２０とともにインク供給孔１２ｂをカバーするように、インク室部材１１が設けられている。インク室部材１１の上面は、記録ヘッド１の上面１ａを成し、インク室部材１１の上面には副走査方向幅３００μｍのスリット１０が形成されている。インク室部材１１の高さは、レンズ部材２０による超音波の集束位置がスリット１０の高さ位置と正確に一致するように、レンズ溝２０ａの底からスリット１０までの高さが２．５ｍｍになるように設定した。尚、上記レンズ部材２０とともにインク室部材１１には、圧電体１６の音響インピーダンスとインクの音響インピーダンスとの積の平方根に近い音響インピーダンスを有する材料として、例えばアルミナ粉末を分散させたエポキシ樹脂を用いた。
【００２０】
次に、上述した記録ヘッド１の製造プロセスについて説明する。
まず、記録ヘッド１の組立に先立ち、基材１２の上面１２ａに複数の引き出し電極１３が予め形成され、所定形状に成型されたインク室部材１１およびレンズ部材２０が用意される。引き出し電極１３は、Ｔｉ／Ａｕを基材１２の上面１２ａにスパッタリングにより形成し、所定のパターンにエッチングすることにより形成される。
【００２１】
また、インク室部材１１およびレンズ部材２０は、部材を伝播する超音波の速度が３×１０3 ｍ／ｓになるように、混合比を調整したアルミナ粉末をエポキシ樹脂に混合して成型され、密度２．２０×１０3 ｋｇ／ｍ3 、音速２．９５×１０3 ｍ／ｓを得た。また、レンズ部材２０は、その底面の厚さが４５μｍとなるように成型した。
【００２２】
そして、比誘電率２００、厚さ約０．５ｍｍ、副走査方向の幅５ｍｍのチタン酸鉛系圧電セラミックからなる圧電体１６の両面にＴｉ／Ａｕ電極がスパッタリングで形成される。このとき、圧電体１６の一方の面には後に個別電極１４となる厚さ０．０５μｍの電極が形成され、他方の面には分極処理のための電極が厚さ０．２μｍで形成される。
【００２３】
次に、圧電体１６の両面に形成された電極間に３ｋＶ／ｍｍの電界が形成され、圧電体１６が分極処理される。そして、一方の電極がエッチングされて、幅６０μｍ、電極間ピッチ２５μｍの複数の個別電極１４が形成される。そして、各個別電極１４が、基材１２上に予め形成された引き出し電極１３上に重ね合わされるように、圧電体１６が基材１２の上面１２ａ上に接着剤を介して積層され、両電極が加圧されて圧着される。
【００２４】
このように、圧電体が基材１２上に接着された状態で、圧電体の上面に形成された分極用の電極ごと圧電体１６が研磨される。このとき、圧電体１６の厚さが５０μｍになるように研磨される。さらに、研磨された圧電体１６の面上に、Ａｌによる共通電極１７が、スパッタリングによって０．３μｍの厚さに形成される。共通電極１７の副走査方向の幅は、２．０ｍｍに設定されている。
【００２５】
そして、予め用意されたレンズ部材２０が、上記のように形成された圧電素子１５上に積層され、接着剤を介して接着される。
さらに、圧電素子１５およびレンズ部材２０を覆うように、インク室部材１１が基材１２上に取付けられる。このとき、インク室部材１１のスリット１０の中心がレンズ部材２０の副走査方向中心と一致するようにインク室部材１１が位置決めされ、インク室部材１１が基材１２上に接着される。また、インク室部材１１が基材１２上に取付けられる前に、ブラシ等を介してレンズ部材２０の上面にインクが供給され、複数のレンズ溝２０ａが予めインクによって濡らされる。
【００２６】
最後に、圧電素子１５に駆動電圧を供給するための駆動ＩＣ１９が基材１２の上面１２ａ上に取付けられ、圧電素子１５の各個別電極１４および共通電極１７がボンディングワイヤ１８を介してボンディングされ、記録ヘッド１の組み立てが完了される。
【００２７】
ここで、図３を参照して、上記記録ヘッド１の駆動原理について説明する。
図示しない信号処理部から出力されるバースト波は、圧電体１６の厚さなどによって決定される共振周波数に近い比較的高い周波数を有する正弦波で形成され、信号処理部によって演算される波数、即ちこの波数によって決定されるバースト幅を有するものである。
【００２８】
本実施の形態では、隣接した８つの個別電極１４を１グループとして、これら８つの個別電極１４に対して同じ波数のバースト波を同時に印加して１つのインク滴を吐出させるようにした。この際、波数が同じバースト波のうち位相が互いに１８０°ずれた０相のバースト波とπ相のバースト波を用意し、８つの電極の並び方向に、０π００００π０の順に位相の異なるバースト波を与えるようにした。これにより、電極の並び方向中央に向けて超音波を集束することができ、８つの電極の中央位置から１つのインク滴を吐出させることができる。このとき、副走査方向の音波の集束は、レンズ部材２０のレンズ溝２０ａの作用による。
【００２９】
このように、８つの個別電極１４を１グループとしてインク滴を吐出させる場合、同時に吐出できるインク滴の吐出間隔は電極８つ分に相当する。このため、主走査方向に沿った１ライン分のインク滴を吐出させるためには、同一のバースト波を与える個別電極１４のグループを電極１つ分ずつずらしながら主走査方向にスキャンし、各グループの電極にそれぞれ８つのバースト波を与える必要がある。
【００３０】
次に、上述した記録ヘッド１の動作について、図４乃至図６を参照して説明する。図４は記録動作時における記録ヘッド１内部のインクの状態を示す主走査方向断面図であり、図５は非記録動作時、即ちクリーニング動作時における記録ヘッド１内部のインクの状態を示す主走査方向断面図であり、図６は記録ヘッド１の上面１ａをクリーニングするためのクリーニング機構を主に示す副走査方向断面図である。
【００３１】
図４に示すように、記録動作時には、インクタンク４内に収容されたインクが、インク供給チューブ６、およびインク供給孔１２ｂを介して、記録ヘッド１内へ供給される。このとき、良好な記録特性を得るためには、スリット１０の上端にインクの液面が常に安定して保持されることが重要である。スリット１０の上端にインクの液面を安定して形成するため、供給チューブ６を介して記録ヘッド１に接続されたインクタンク４の高さ位置が調節され、インクが静水圧でヘッド１内へ供給される。つまり、スリット１０の上端の高さとインクタンク４内のインクの液面の高さとの差Δｈを常に一定に保つことにより、スリット１０の上端にインクの液面を常に安定して形成できる。
【００３２】
Δｈを一定にすべくインクタンク４の高さ位置を調節するための昇降機構３０は、鉛直方向に離間して配置された一対のローラ３１、３２、これら一対のローラ３１、３２に巻回されて張設された昇降ベルト３４、この昇降ベルト３４を無端走行させるべく一方のローラを正逆両方向に回転駆動させる図示しない駆動モータ、およびインクタンク４内に収容されたインクの液面を検知してインクタンク４の適切な高さ位置を検出するためのインクセンサ３６を有している。インクセンサ３６は、インクに接触される端部を有する一対の電極を有し、これら電極がインクを介して導通されたことを検知してインク液面を検知するようになっている。
【００３３】
インクタンク４は、昇降ベルト３４に固設され、昇降ベルト３４の走行によって鉛直上下方向に移動される。このとき、インクセンサ３６にてインクタンク４内のインクの液面が検知された時点で昇降機構３０が停止され、インクタンク４が所定の高さ位置に停止される。つまり、インクセンサ３６の電極の端部が予め所定の高さ位置に固設されており、インクセンサ３６が液面を検知した時点でインクタンクを停止すれば、インクタンク４内に収容されたインクの液面を常に同じ高さに保持できる。これにより、Δｈを常に一定に保持できる。
【００３４】
そして、記録動作に応じてインクが消費された場合には、インク液面の下降を補正するようにインクタンク４が徐々に上昇され、インクタンク４内に収容されたインクの液面が常に同じ高さに調節される。
【００３５】
ところで、このようにスリット１０の上端にインクの液面を安定して形成した状態で記録動作を続けると、スリット１０が外気に晒されている時間が長くなり、且つスリット１０の上を通過する記録紙Ｐの枚数が増加し、スリット近傍にインクが固着されたり紙粉や埃が付着されたりしてしまう。このように、紙粉や埃がスリット近傍に付着されると、スリット１０の上端にインクの液面を安定して形成できなくなり、インク滴の吐出方向が不安定となったり、インク滴の径が一定しなくなったりするといった不具合を生じてしまう。このため、一定時間継続して記録動作を実行したような場合には、記録動作を一時中断してスリット１０近傍の記録ヘッド上面１ａをクリーニングする必要がある。
【００３６】
しかし、上記のように、スリット１０の上端にインクの液面が形成された状態のまま記録ヘッド１の上面１ａをクリーニングしようとする場合、例えば、クリーニング部材としてスポンジなどをヘッド上面１ａに摺接させると、スリット１０を介して記録ヘッド１内のインクが不所望に吸い上げられてしまい、インクが浪費されてランニングコストが増大される。
【００３７】
また、このようにスポンジによってインクが吸い上げられると、吸い上げられたインクがスポンジの摺接によって記録ヘッド１の上面１ａに不所望に付着され、付着されたインクがヘッド１内のインクと繋がり、インク液面がスリット１０の上端で安定して形成できなくなり、上述したような不具合を生じ、記録特性が低下される。
【００３８】
このため、本実施の形態では、クリーニング動作を実行する前に、インクタンク４を所定量だけ下降させ、スリット１０の上端まで満たされていたインクの液面を所定のレベルまで下降させるようにした。図５には、インクタンク４を下降させて記録ヘッド１内に供給されたインクの一部をインクタンク４側へ回収した状態を示してある。
【００３９】
このように、記録ヘッド１内に供給したインクの一部を回収することにより、スリット１０の上端まで満たされていたインクの液面が下降され、この状態でスポンジなどのクリーニング部材がヘッド上面１ａに摺接されてもスポンジによってインクが吸い上げられることがなくインクを浪費することが防止される。また、少なくとも液面を下降させておけば、スリット１０を介してインクが不所望に吸い上げられたとしても、僅かな量のインクが浪費されるだけでインクが多量に浪費されることを防止でき、スポンジの摺接によって記録ヘッド１の上面１ａにインクが不所望に付着されることを防止できる。
【００４０】
実際には、インクタンク４が下降されて、供給チューブ６およびインク供給孔１２ｂを介して、記録ヘッド１内のインクが吸い出され始めると、まず最初に、インク供給孔１２ｂの上方に位置したスリット１０の端部１０ａから空気が吸い込まれて、この部分でインクの繋がりが分断される。つまり、本実施の形態においては、レンズ部材２０からインク室部材１１の上面までの距離に対してレンズ部材２０の主走査方向長さが十分に長いため、レンズ部材２０の図中左側端部よりインク供給孔１２ｂ側に近接した位置までスリット端部１０ａが延長されていれば、レンズ部材２０上に溜まったインクの毛管力がスリット端部１０ａの部分でインクを繋ごうとする力に勝り、この部分でインクが分断されることになる。
【００４１】
このように、インクの繋がりが一旦分断されてしまうと、レンズ部材２０の上方に溜まっているインクは、そのまま自身の表面張力により回収されずにその場所に留まる。言い換えれば、インク供給孔１２ｂの位置とスリット端部１０ａを近接して、より具体的には、インク供給孔１２ｂの上方にスリット端部１０ａがくるように両者の位置を設定することにより、図５の状態を保つことができる。
【００４２】
これにより、たとえスリット１０を介してクリーニング部材によってインクが吸い上げられたとしても、スリット端部１０ａの部位でインクが分断されているため、インクタンク４内に収容されたインクまで吸い上げられてしまうことはない。
【００４３】
また、上述したようにレンズ部材２０上にインクを残すことができるため、レンズ溝２０ａに入り込んだインクまでもが回収されてしまうことを防止できる。すなわち、レンズ溝２０ａは、その深さおよび幅が数十μｍ程度であるため、一旦レンズ溝２０ａからインクが回収されてしまうと、ヘッドの組立時のようにブラシ等を用いてレンズ溝２０ａ内にインクを強制的に供給しなければならない。もし、レンズ溝２０ａ内に正常にインクを供給できないと、レンズ溝２０ａ内に空気が入り込んだりして、超音波が不所望に吸収されてしまい、超音波の伝達が正常になされなくなり、インク滴が吐出されなくなる。
【００４４】
従って、記録ヘッド１内からインクを回収する場合には、本実施の形態のように、レンズ部材２０のレンズ溝２０ａ内にインクを残すことが重要である。このため、本実施の形態では、レンズ部材２０上にインクを残すため、スリット端部１０ａをインク供給孔１２ｂの上方まで延出させている。
【００４５】
図６に示すように、記録ヘッド１の上面１ａをクリーニングするためのクリーニング機構４０は、記録ヘッド１の副走査方向に互いに離間された一対のローラ４１、４２、一対のローラ４１、４２に巻回されて巻回されて張設されたベルト４４、このベルト４４に固設され記録ヘッド１の上面１ａに対向されたクリーニングユニット４５、および一方のローラを回転させることによりベルト４４を副走査方向に走行させる図示しない駆動モータを有している。
【００４６】
クリーニングユニット４５は、記録ヘッド１の上面１ａに対向される図中実線で示す閉塞位置へ移動された状態で、ヘッド上面１ａの副走査方向両端に当接配置されるクリーニング部材としての一対のスポンジ４６、４８を有している。このクリーニングユニット４５は、クリーニング動作を実行しない通常の記録動作時には、図中破線で示す退避位置へ移動される。また、記録動作終了時には、閉塞位置へ移動される。
【００４７】
しかして、ベルト４４が走行されてクリーニングユニット４５が副走査方向に移動されると、一対のスポンジ４６、４８が記録ヘッド１の上面１ａに摺接され、スリット１０近傍のヘッド上面１ａに付着された紙粉や埃がクリーニングされる。尚、クリーニングユニット４５が閉塞位置へ移動されると、記録ヘッド１の上面１ａがクリーニングユニット４５によって閉塞されため、インクの蒸発を抑制できるとともに、スリット近傍に埃が付着することを防止できる。
【００４８】
尚、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、上述した実施の形態では、クリーニング部材としてスポンジを用いた例を示したが、スポンジの代りにブラシなどを用いることもできる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の記録ヘッドは、上記のような構成および作用を有しているので、インクを不所望に浪費することなく、ヘッド上面を良好にクリーニングでき、安定した記録特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る記録ヘッドおよびその周辺部材を示す斜視図。
【図２】図１の記録ヘッドを部分的に分解した分解斜視図。
【図３】図１の記録ヘッドにおけるインク滴の吐出原理を説明するための動作説明図。
【図４】記録動作時の記録ヘッドの状態を示す概略図。
【図５】非記録動作時の記録ヘッドの状態を示す概略図。
【図６】記録ヘッドのクリーニング機構の動作を説明するための図。
【符号の説明】
１…記録ヘッド、
１ａ…上面、
２…プラテンローラ、
４…インクタンク、
６…供給チューブ、
１０…スリット、
１１…インク室部材、
１２…基材、
１２ｂ…インク供給孔、
１３…引き出し電極、
１４…個別電極、
１５…圧電素子、
１６…圧電体、
１７…共通電極、
１８…ボンディングワイヤ、
１９…駆動ＩＣ、
２０…レンズ部材、
２０ａ…レンズ溝、
３０…昇降機構、
４０…クリーニング機構、
Ｐ…記録紙。
【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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