(57)【要約】【課題】記録ヘッドと媒体との間に外部からの気流を生成して記録ヘッドと媒体との間であるヘッド下空間における渦の発生を抑制してヘッド下空間に浮遊する小液滴による風紋等の発生を抑制し、媒体の汚損を可及的に低減し得る液体噴射装置を提供する。【解決手段】  複数のノズル開口１１を並設させたノズル列１Ａを備えた液体噴射ヘッドを有するとともに、ノズル開口１Ａから印刷対象である媒体に向けて吐出される液滴のうち主滴の着弾には影響を与えることなく、前記液滴の吐出に起因して形成される気流により生成される渦を抑制するようにノズルプレートと媒体との間に気流Ｗを発生させる気流発生手段を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズル開口を並設させたノズル列を備えた液体噴射ヘッドを備えたヘッドユニットと、前記ヘッドユニットを搭載し、キャリッジ軸に沿って走査されるキャリッジと、前記キャリッジ軸に沿って走査される前記キャリッジ及び当該キャリッジに搭載される前記ヘッドユニットを囲むように設けられたトンネル状のカバー部材とを具備し、前記カバー部材の内面と前記ヘッドユニットとの距離が、前記液体噴射ヘッドの吐出面と記録シートとの距離であるギャップよりも小さいことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記カバー部材の内側には、前記ヘッドユニット及び前記キャリッジの走査を阻害しない弾性部材が設けられ、当該弾性部材が内面を形成していることを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記弾性部材がブラシ形状であり、先端が前記ヘッドユニット及び前記キャリッジに接触していることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記ヘッドユニットの前記走査方向両側は、走査時の空気を下方に整流する形状となっていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体噴射装置に関し、特に隣接するノズル開口の間隔が狭い高密度のノズル列を有する液体噴射ヘッドを搭載する液体噴射装置に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置に搭載されノズル開口を介して液体を吐出する液体噴射ヘッドの代表例として、例えば圧電アクチュエーターの変位による圧力を利用してノズルからインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド（以下、「記録ヘッド」ともいう）が知られている。この種の記録ヘッドでは、一般に、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成基板の一方面側に圧電アクチュエーターを設け、この圧電アクチュエーターを変形させることで圧力発生室内のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させている。
【０００３】
液体噴射装置には、紙などの記録シート等である被噴射媒体に対して液体噴射ヘッドを主走査方向に移動させながら印刷を行うシリアル型の液体噴射装置と、被記録媒体の幅方向に亘ってノズル開口が設けられた液体噴射ヘッドを固定し、被記録媒体を搬送するだけで印刷を行うライン型の液体噴射装置とが実用化されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、シリアル型およびライン型の何れの液体噴射装置であっても、隣接するノズル開口の間隔が狭い、高密度のノズル列を有する記録ヘッドにおいては、ノズル開口を介してのインク滴の吐出により発生する気流が、隣接ノズル開口との間の相乗効果で渦流を形成する。一方、ノズル開口からインク滴を吐出した場合には、媒体に着弾されて目的の印字等を構成する主滴（メイン液滴）の他に、この主滴から分離した小液滴（以下、「サテライト滴」とも呼称する）が発生し、ノズルプレートと媒体との間に浮遊している。この結果、前記渦で前記サテライト滴が巻上げられ、媒体上に不規則に付着することで風紋と呼称される印刷汚れが発生し、印刷品質の低下を招来する。かかる風紋の形成は、媒体と液体噴射ヘッドとが相対的に移動することに伴い発生する気流によっても助長される。
【０００５】
かかる問題を解決するために、記録ヘッドのインクを吐出する液体噴射面側に、ノズル開口から被噴射対象である媒体近傍までを覆うフードを設け、被噴射媒体と記録ヘッドとの相対的な移動によって発生した気流によってサテライト滴が主滴とは異なる位置に着弾する現象を抑制するようにした描画ヘッド装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１６３７０号公報
【特許文献２】特開２０００−６２１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２のように、記録ヘッドにフードを設けただけでは、逆にフードによって巻き込まれた乱気流が発生し、サテライト滴が被噴射媒体の主滴とは異なる位置に着弾し、印刷品質が低下してしまうとともに、メニスカスの破壊が発生してしまうという問題がある。かかる問題は、特に記録ヘッドと被噴射媒体との相対的な移動速度が高速化され、またインク滴の吐出周期を規定する駆動信号の高周波化による高速印刷を行う場合に顕著に表れる。
【０００８】
なお、このような問題はインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に鑑み、記録ヘッドと媒体との間に外部からの気流を生成して記録ヘッドと媒体との間であるヘッド下空間における渦の発生を抑制してヘッド下空間に浮遊する小液滴による風紋等の発生を抑制し、媒体の汚損を可及的に低減し得る液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の態様は、複数のノズル開口を並設させたノズル列を備えた液体噴射ヘッドを備えたヘッドユニットと、前記ヘッドユニットを搭載し、キャリッジ軸に沿って走査されるキャリッジと、前記キャリッジ軸に沿って走査される前記キャリッジ及び当該キャリッジに搭載される前記ヘッドユニットを囲むように設けられたトンネル状のカバー部材とを具備し、前記カバー部材の内面と前記ヘッドユニットとの距離が、前記液体噴射ヘッドの吐出面と記録シートとの距離であるギャップよりも小さいことを特徴とする液体噴射装置にある。
本態様によれば、ヘッドユニットが走査される際に、カバー部材内の空気が、抵抗が最も小さい、吐出面と記録シートとの間に流れこみ、吐出面と記録シートとの間の空間に気流を流すことで液滴の吐出に伴うヘッド下空間における渦の発生を可及的に防止し得る。この結果、本来的に媒体に向けて吐出される主滴の着弾には影響を与えず、ヘッド下空間に浮遊する小液滴の媒体上への着弾に伴う風紋等、印刷汚れの発生を良好に抑制し得る。
【００１１】
ここで、前記カバー部材の内側には、前記ヘッドユニット及び前記キャリッジの走査を阻害しない弾性部材が設けられ、当該弾性部材が内面を形成していることが好ましい。これによれば、カバー部材とヘッドユニットとの間の隙間は弾性部材で埋められ、これにより、カバー部材内の空気が、抵抗が最も小さい、吐出面と記録シートとの間に流れこみ、吐出面と記録シートとの間の空間に気流を流すことで液滴の吐出に伴うヘッド下空間における渦の発生を可及的に防止し得る。
【００１２】
また、前記弾性部材がブラシ形状であり、先端が前記ヘッドユニット及び前記キャリッジに接触していることが好ましい。これによれば、空気の流れの抵抗が、吐出面側で最も小さくなり、カバー部材内の空気が、吐出面と記録シートとの間に確実に流れこみ、吐出面と記録シートとの間の空間に気流を流すことで液滴の吐出に伴うヘッド下空間における渦の発生を可及的に防止し得る。
【００１３】
また、前記ヘッドユニットの前記走査方向両側は、走査時の空気を下方に整流する形状となっていることを特徴とする。これによれば、カバー部材内の空気が、吐出面と記録シートとの間に確実に流れこみ、吐出面と記録シートとの間の空間に気流を流すことで液滴の吐出に伴うヘッド下空間における渦の発生を可及的に防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態に係る液体噴射装置の構成を示す模式的斜視図。
【図２】キャリッジの移動方向に交差する方向の模式的断面図。
【図３】キャリッジの移動方向に沿って切断した模式的断面図。
【図４】他の実施形態の模式的断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る液体噴射装置の構成を示す模式的斜視図である。同図に示すように、本形態に係るインクジェット式記録装置（以下、「記録装置」ともいう）Ｉは、主走査方向Ｘに沿い移動して所定の印刷を行う記録ヘッド１を搭載した、いわゆるシリアル型の装置である。ここで、記録ヘッド１は、インク供給手段を構成するインクカートリッジ２が着脱可能に設けられてヘッドユニット１０を構成する。ヘッドユニット１０は、キャリッジ３に搭載されて、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向（主走査方向Ｘ）に移動可能に設けられている。この記録ヘッド１は、例えば、ブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００１６】
装置本体４は、図１中においては一部を点線により示してその内部の様子を示すようにしているが、中空箱状形状であり、印刷媒体である記録シートＳが給紙される給紙口および排紙口が設けられている。
【００１７】
また、インクジェット式記録装置Ｉには、詳しくは後述するが、当該記録装置Ｉの動作を制御する制御手段である制御部１１０が設けられている。
【００１８】
そして、駆動モーター６の駆動力が、プーリー６ａ，６ｂ、図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッド１を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。他方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿って搬送ローラー８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳが搬送ローラー８に巻き掛けられて副走査方向Ｙに搬送されるようになっている。
【００１９】
図２は、キャリッジの移動方向に交差する方向で切断した断面、図３には、移動方向に沿った断面を模式的に示す。図２、図３に示すように、キャリッジ３に搭載されたヘッドユニット１０が走査される空間を囲むようにカバー部材２０が設けられている。カバー部材２０の内側、すなわち、内上面及び内側面には、ブラシ状弾性部材２１が密に設けられ、ブラシ状弾性部材２１の先端がカバー部材２０の内面を形成している。すなわち、カバー部材２０内のヘッドユニット１０が走査される際に移動する移動空間を残し、カバー部材２０とヘッドユニット１０の移動空間との間の空間は、ブラシ状弾性部材２１により埋められている。ブラシ状弾性部材２１は、空間を埋めるように密に設けられ、ブラシ状弾性部材２１が存在する空間には、気流が流れ込み難い。つまり、ブラシ状弾性部材２１の存在する領域は空気の流れ込みに対する抵抗が大きくなっており、ヘッドユニット１０が走査されると、その前方にある空気はブラシ状弾性部材２１が存在しないヘッドユニット１０の吐出面と記録シートとのギャップ空間Ｇに流れ込むことになる。
【００２０】
このようにヘッドユニット１０が走査される際に、カバー部材２０内の空気が、抵抗が最も小さい、吐出面と記録シートＳとの間に流れこみ、吐出面と記録シートＳとの間の空間に気流を積極的に流すことで液滴の吐出に伴うヘッド下空間における渦の発生を可及的に防止し得る。この結果、本来的に媒体に向けて吐出される主滴の着弾には影響を与えず、ヘッド下空間に浮遊する小液滴の媒体上への着弾に伴う風紋等、印刷汚れの発生を良好に抑制し得る。
【００２１】
ここで、ブラシ状弾性部材２１は、ヘッドユニット１０とカバー部材２０との間の空間を埋めてヘッドユニット１０に近接してカバー部材２０の内面を形成しているが、これに限定されず、走査方向に交差する方向に延設される板状部材を走査方向に複数併設して本発明の弾性部材としてもよいし、棒状部材を密に立設して弾性部材としてもよい。何れにしても、ヘッドユニット１０とカバー部材２０との間の空間を埋めて当該空間への空気の流入抵抗を大きくして、ヘッドユニット１０の吐出面と記録シートＳとの間のギャップ空間Ｇへの空気の流入抵抗が相対的に小さくなるようにすればよい。これにより、ヘッドユニット１０の吐出面と記録シートＳとの間のギャップ空間Ｇへ空気が優先的に流入し、液滴の吐出に伴うヘッド下空間における渦の発生を可及的に防止し得る。この結果、本来的に媒体に向けて吐出される主滴の着弾には影響を与えず、ヘッド下空間に浮遊する小液滴の媒体上への着弾に伴う風紋等、印刷汚れの発生を良好に抑制し得る。
【００２２】
記録ヘッド１は、内部にノズル開口１１と連通する流路が設けられており、図示しない圧力発生室の内部に充填されたインクに圧力発生手段によって圧力変化を生じさせることでノズル開口１１からインク滴を吐出する。ここで、圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段としては、例えば電気機械変換機能を呈する圧電材料を有する圧電素子を用いた圧電アクチュエーターや、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口１１からインク滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させて圧力発生室内に圧力変化を生じさせてノズル開口１１からインク滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを用いることができる。
【００２３】
＜第２の実施の形態＞
図４は本発明の第２の実施の形態に係る液体噴射装置の要部断面を示す模式的構成図である。同図に示すように、本形態ではカバー部材２０Ａは、キャリッジ３に搭載されて走査されるヘッドユニット１０に近接して設けられ、カバー部材２０Ａとヘッドユニット１０との隙間は、記録ヘッド１の吐出面と記録シートＳとの間のギャップ空間Ｇより小さく設定されている。これにより、ヘッドユニット１０の上面及び側面とカバー部材２０Ａと隙間への空気の流れ込みに対する抵抗が大きくなり、ヘッドユニット１０が走査されると、その前方にある空気はヘッドユニット１０の吐出面と記録シートＳとのギャップ空間Ｇに優先的に流れ込むことになる。
【００２４】
（他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。
例えば、ヘッドユニットの走査方向両側を流線形とし、特に下方の記録シートＳとのギャップ方向に気流をよりよく整流するようにしてもよい。
【００２５】
また、上記実施の形態では、液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【符号の説明】
【００２６】
Ｉ  記録装置（インクジェット式記録装置）、  Ｓ  記録シート、  １  記録ヘッド、  ３  キャリッジ、  １０  ヘッドユニット、  １１  ノズル開口、  ２０  カバー部材、  ２１  ブラシ状弾性部材、  １１０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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