(57)【要約】【課題】部品点数や消費電力の増大を回避すると共に所定位置への液体の噴射を確保し、更に印刷所要時間の短縮を可能とする液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体噴射ヘッド２を複数配設し、各液体噴射ヘッド２のノズルアクチュエータ２２を駆動信号ＣＯＭで駆動することにより該当するノズルから印刷媒体１に向けて液体を噴射するにあたり、液体噴射ヘッド２の夫々に駆動回路を設け、各液体噴射ヘッド２の駆動回路に外部空気を送給する第１空気搬送経路３９、駆動回路を冷却し、その熱交換で加熱された空気を液体噴射ヘッド２よりも印刷媒体搬送方向下流側で印刷媒体１の印刷面に送給する第２空気搬送経路４１、液体の噴射された印刷媒体１の印刷面に沿って流れる空気を外部に排出する第３空気搬送経路４３を備えて、駆動回路を効率的に冷却すると共に印刷媒体１の印刷面に噴射された液体の乾燥を促進する。【選択図】図８
2009214521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体噴射ヘッドに設けられた複数のノズルと、
前記ノズルに対応して設けられたノズルアクチュエータと、
前記ノズルアクチュエータに駆動信号を印加する駆動回路と、
印刷媒体を搬送する搬送ベルトと、
を備えた液体噴射装置であって、
前記液体噴射ヘッドを複数配設し、前記液体噴射ヘッドの夫々に前記駆動回路を設けると共に、
前記駆動回路に外部空気を送給する第１空気搬送経路と、
前記駆動回路を冷却し、その熱交換で加熱された空気を前記液体噴射ヘッドよりも印刷媒体搬送方向下流側で印刷媒体の印刷面に送給する第２空気搬送経路と、
前記印刷媒体の印刷面に沿って流れる空気を外部に排出する第３空気搬送経路と、
を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記第３空気搬送経路は、前記液体噴射ヘッドより印刷媒体搬送方向下流側で、前記印刷媒体の印刷面に沿って流れる空気を吸入するための空気吸入口を、前記搬送ベルトの幅方向両側に備えたことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記第２空気搬送経路と前記第３空気搬送経路との間に、送給される空気の輻射熱で前記印刷媒体の印刷面に噴射された液体を乾燥させるための放熱ダクトを備えたことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記第１空気搬送経路への外部空気の吸入口と、前記第３空気搬送経路から排出される空気の排出口とを異なる向きにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記駆動回路を熱伝導率の低い材料からなる回路ケースで気密に覆い、前記回路ケースの少なくとも２カ所に空気口を設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記回路ケースを、熱伝導率の低い材料からなる連結部材で、前記液体噴射ヘッド自体の筐体に固定支持したことを特徴とする請求項５に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記回路ケースの何れか一方の空気口に外部からの空気を導入し、他方の空気口から外部に空気を排出することを特徴とする請求項５又は６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、微小な液体を複数のノズルから噴射して、その微粒子（ドット）を印刷媒体上に形成することにより、所定の文字や画像等を印刷するようにした液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような液体噴射装置の１つである液体噴射型印刷装置は、一般に安価で且つ高品質なカラー印刷物が容易に得られることから、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及に伴い、オフィスのみならず一般ユーザにも広く普及してきている。
このような液体噴射型印刷装置のうち、液体噴射ノズルの形成された液体噴射ヘッドをキャリッジと呼ばれる移動体に載せて印刷媒体の搬送方向と交差する方向に移動させるものを一般に「マルチパス型印刷装置」と呼んでいる。これに対し、印刷媒体の搬送方向と交差する方向に長尺な液体噴射ヘッドを配置して、所謂１パスでの印刷が可能なものを一般に「ラインヘッド型印刷装置」と呼んでいる。ラインヘッド型の液体噴射ヘッドを構成する場合には、例えば下記特許文献１に記載されるように、複数のノズルが列状に形成されたブロック状の液体噴射ヘッドを印刷媒体搬送方向と交差する方向に複数配設してラインヘッド型の液体噴射ヘッドを構成する場合がある。
【０００３】
ところで、特にラインヘッド型の液体噴射型印刷装置では、搬送される印刷媒体の印刷面に噴射された液体の乾燥時間の短縮が望まれている。そして、その要求に対応するために、例えば下記特許文献１では、遠赤外線ランプなどの加熱手段で加熱した空気を液体の噴射された印刷媒体の印刷面に送給し、当該液体の乾燥を促進している。また、下記特許文献２では、外部からの空気を発熱回路部に送給することで回路部を冷却すると共に熱交換によって空気を加熱し、その加熱された空気を液体噴射ヘッドのノズル近傍から液体の噴射方向に吹き出し、液体と同時に加熱空気を印刷媒体の印刷面に噴射することで当該液体の乾燥を促進している。
【特許文献１】特開２００７−６２１１５号公報
【特許文献２】特開平２−２５２５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１のように、遠赤外線ランプなどの加熱手段を個別に必要とするため、部品点数及び消費電力が増大するという問題がある。また、加熱された空気を液体噴射ヘッドのノズル近傍から印刷媒体の印刷面に噴射する際、渦流が発生して液体の噴射方向に乱れが生じ、所定の位置に液体を噴射することができなくなるという問題がある。
本発明は、これらの諸問題に着目して開発されたものであり、部品点数や消費電力の増大を回避すると共に所定位置への液体の噴射を確保し、更に印刷所要時間の短縮を可能とする液体噴射装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記諸問題を解決するため、本発明の液体噴射装置は、液体噴射ヘッドに設けられた複数のノズルと、前記ノズルに対応して設けられたノズルアクチュエータと、前記ノズルアクチュエータに駆動信号を印加する駆動回路と、印刷媒体を搬送する搬送ベルトと、を備えた液体噴射装置であって、前記液体噴射ヘッドを複数配設し、前記液体噴射ヘッドの夫々に前記駆動回路を設けると共に、前記駆動回路に外部空気を送給する第１空気搬送経路と、前記駆動回路を冷却し、その熱交換で加熱された空気を前記液体噴射ヘッドよりも印刷媒体搬送方向下流側で印刷媒体の印刷面に送給する第２空気搬送経路と、前記印刷媒体の印刷面に沿って流れる空気を外部に排出する第３空気搬送経路と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
而して、本発明の液体噴射装置によれば、液体噴射ヘッドに設けられた駆動回路を効率的に冷却し、その熱交換で加熱された空気によって印刷媒体の印刷面に噴射された液体の乾燥を促進し、液体の霧が混入する恐れのある空気を外部に排出することができるので、部品点数及び消費電力の増大を回避すると共に液体の所定位置への噴射を確保し、更には信号線の短縮化により駆動信号の出力から液体噴射までの所要時間を短縮可能として印刷所要時間そのものの短縮をも可能とする。
【０００７】
また、本発明の液体噴射装置は、前記第３空気搬送経路は、前記液体噴射ヘッドより印刷媒体搬送方向下流側で、前記印刷媒体の印刷面に沿って流れる空気を吸入するための空気吸入口を、前記搬送ベルトの幅方向両側に備えたことを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、第２空気搬送経路から印刷媒体の印刷面に送給される空気が液体噴射ヘッドの方向に流れるのを抑制防止することができ、これにより所定位置への液体の噴射を確保することができる。
【０００８】
また、本発明の液体噴射装置は、前記第２空気搬送経路と前記第３空気搬送経路との間に、送給される空気の輻射熱で前記印刷媒体の印刷面に噴射された液体を乾燥させるための放熱ダクトを備えたことを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、第２空気搬送経路から送給される空気が液体噴射ヘッド方向に流れるのを防止することができ、これにより所定位置への液体の噴射を確保することができる。
【０００９】
また、本発明の液体噴射装置は、前記第１空気搬送経路への外部空気の吸入口と、前記第３空気搬送経路から排出される空気の排出口とを異なる向きにしたことを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、印刷媒体の印刷面に送給された結果、第３空気搬送経路から排出された暖かく、液体の霧の混入している恐れのある空気が第１空気搬送経路に吸入されるのを抑制防止することができる。
【００１０】
また、本発明の液体噴射装置は、前記駆動回路を熱伝導率の低い材料からなる回路ケースで気密に覆い、前記回路ケースの少なくとも２カ所に空気口を設けたことを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、各回路ケースの何れかの空気口から空気を導入し、残りの空気口から空気を排出するようにすれば、回路ケース内の駆動回路を効率的に冷却することができるので、エネルギー損を低減することができると共に、噴射される液体の霧の飛散浮遊や駆動回路への侵入を防止することができる。
【００１１】
また、本発明の液体噴射装置は、前記回路ケースを、熱伝導率の低い材料からなる連結部材で、前記液体噴射ヘッド自体の筐体に固定支持したことを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、回路ケース内の駆動回路から液体噴射ヘッド自体の筐体への熱伝導を抑制防止して液体噴射ヘッドの温度変化を抑制防止し、もって液体噴射特性の変化を抑制防止することができる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記回路ケースの何れか一方の空気口に外部からの空気を導入し、他方の空気口から外部に空気を排出することを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、回路ケース内の駆動回路を効率的に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の液体噴射装置の第１実施形態についてインクジェット式印刷装置を用いて説明する。
図１は、本実施形態の印刷装置の概略構成図であり、図において、印刷媒体１は、図の右から左に向けて矢印方向に搬送され、その搬送途中の印字領域で印字される、ラインヘッド型印刷装置である。
【００１３】
図１中の符号２は、印刷媒体１の搬送ライン上方に設けられた複数の液体噴射ヘッドであり、印刷媒体搬送方向と交差する方向に並べて配設されて、夫々、ヘッド固定プレート１１に固定されている。ヘッド固定プレート１１は、印刷装置の筐体全体を印刷媒体１の搬送ライン上方で区画する大きさで、液体噴射ヘッド２の下端部のみが挿通する凹陥部が形成され、この凹陥部内に液体噴射ヘッド２の下端部が差し込まれるようにして固定されている。各液体噴射ヘッド２の最下面には、多数のノズルが形成されており、この面がノズル面と呼ばれている。ノズルは、一般的に、噴射する液体の色毎に、印刷媒体搬送方向と交差する方向に列状に配設されており、その列をノズル列と呼んだり、その列方向をノズル列方向と呼んだりする。そして、印刷媒体搬送方向と交差する方向に配設された全ての液体噴射ヘッド２のノズル列によって、印刷媒体１の搬送方向と交差する方向の幅全長に及ぶラインヘッドが形成されている。印刷媒体１は、これらの液体噴射ヘッド２のノズル面の下方を通過するときに、ノズル面に形成されている多数のノズルから液体が噴射され、印刷が行われる。
【００１４】
液体噴射ヘッド２には、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクなどの液体が、図示しない各色の液体タンクから液体供給チューブを介して供給される。そして、各液体噴射ヘッド２に形成されているノズルから同時に必要箇所に必要量の液体を噴射することにより、印刷媒体１上に微小な色ドットを形成する。これを各色毎に行うことにより、搬送部４で搬送される印刷媒体１を一度通過させるだけで、所謂１パスによる印刷を行うことができる。
【００１５】
液体噴射ヘッドの各ノズルから液体を噴射する方法としては、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰液体噴射方式などがあり、本実施形態ではピエゾ方式を用いた。ピエゾ方式は、ノズルアクチュエータである圧電素子に駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によって液滴がノズルから噴射されるというものである。そして、駆動信号の波高値や電圧増減傾きを調整することで液滴の噴射量を調整することが可能となる。なお、ピエゾ方式に用いられる圧電素子は容量性負荷である。また、本発明は、ピエゾ方式以外の液体噴射方法にも、同様に適用可能である。
【００１６】
液体噴射ヘッド２の下方には、印刷媒体１を搬送方向に搬送するための搬送部４が設けられている。搬送部４は、駆動ローラ８及び従動ローラ９に搬送ベルト６を巻回して構成され、駆動ローラ８には図示しない電動モータが接続されている。また、搬送ベルト６の内側には、当該搬送ベルト６の表面に印刷媒体１を吸着するための図示しない吸着装置が設けられている。この吸着装置には、例えば負圧によって印刷媒体１を搬送ベルト６に吸着する空気吸引装置や、静電気力で印刷媒体１を搬送ベルト６に吸着する静電吸着装置などが用いられる。従って、図示右方の給紙部３から印刷媒体１を一枚だけ搬送ベルト６上に送給し、電動モータによって駆動ローラ８を回転駆動すると、搬送ベルト６が印刷媒体搬送方向に回転され、吸着装置によって搬送ベルト６に印刷媒体１が吸着されて搬送される。この印刷媒体１の搬送中に、液体噴射ヘッド２から液体を噴射して印刷を行う。印刷の終了した印刷媒体１は、搬送方向下流側、即ち図示左方の排紙部に排紙される。
【００１７】
この印刷装置内には、自身を制御するための制御装置が設けられている。この制御装置は、例えば図２に示すように、例えばパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等のホストコンピュータ６０から入力された印刷データに基づいて、印刷装置や給紙装置等を制御することにより印刷媒体に印刷処理を行うものである。そして、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データや図示しない各種センサで検出された検出データを読込むための入力インタフェース６１と、この入力インタフェース６１から入力された印刷データに基づいて印刷処理等の演算処理を実行する例えばマイクロコンピュータで構成される制御部６２と、前記給紙部３内の給紙ローラに接続されている給紙ローラモータ１７を駆動制御する給紙ローラモータドライバ６３と、後述する２つのファンに接続されている１つの吸入ファンモータ１８ｉ及び２つの排出ファンモータ１８ｏを駆動制御する吸入ファンモータドライバ６４ｉ及び排出ファンモータドライバ６４ｏと、各液体噴射ヘッド２を駆動制御するヘッドドライバ６５と、前記駆動ローラ８に接続されている電動モータ７を駆動制御する電動モータドライバ６６と、各ドライバ６３、６５、６６と外部の給紙ローラモータ１７、液体噴射ヘッド２，３、電動モータ７とを接続するインタフェース６７とを備えて構成される。
【００１８】
制御部６２は、印刷処理等の各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６２ａと、入力インタフェース６１を介して入力された印刷データ或いは当該印刷データ印刷処理等を実行する際の各種データを一時的に格納し、或いは印刷処理等のプログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）６２ｃと、ＣＰＵ６２ａで実行する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Read-Only Memory）６２ｄを備えている。この制御部６２は、インタフェース６１を介してホストコンピュータ６０から印刷データ（画像データ）を入手すると、ＣＰＵ６２ａが、この印刷データに所定の処理を実行して、何れの液体噴射ヘッド２の何れのノズルから液体を噴射するか或いはどの程度の液体を噴射するかという液体噴射ヘッド選択データやノズル選択データ（駆動信号選択データ）を算出し、この印刷データや液体噴射ヘッド選択データ、駆動信号選択データ及び各種センサからの入力データに基づいて、各ドライバ６３、６５、６６に制御信号を出力する。各ドライバ６３、６５、６６からはアクチュエータを駆動するための駆動信号が出力され、給紙ローラモータ１７、電動モータ７が夫々作動して、印刷媒体１の給紙及び搬送及び排紙、並びに印刷媒体１への印刷処理が実行される。なお、本実施形態では、後述するように、各液体噴射ヘッド２に駆動回路が搭載されているので、ヘッドドライバ６５からは制御信号のみが各液体噴射ヘッド２に出力される。また、制御部６２内の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。
【００１９】
図３には、各液体噴射ヘッド２に搭載されている駆動回路の具体的な構成を示す。液体噴射ヘッド２に駆動回路を搭載すると、ノズルアクチュエータを駆動するための駆動信号の信号線が短くなり、損失を低減したり、ノズルアクチュエータのレスポンスを向上したりすることができ、これらにより印刷所要時間を短くすることが可能となる。本実施形態の駆動回路は、マイクロコンピュータなどで構成されて独自の演算処理を行う制御回路２３と、駆動信号を創成出力するための駆動波形データや演算処理のプログラミングを記憶するメモリ２４と、前記駆動波形データに基づいて、駆動信号の元、つまりノズルアクチュエータ２２の駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号ＷＣＯＭを生成する駆動波形信号発生回路２５と、駆動波形信号発生回路２５で生成された駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調する変調回路２６と、変調回路２６でパルス変調された変調信号を電力増幅するデジタル電力増幅器、所謂Ｄ級アンプ２８と、デジタル電力増幅器２８で電力増幅された電力増幅変調信号を平滑化して、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）として選択スイッチ２０１からノズルアクチュエータ２２に供給する平滑フィルタ２９とを備えて構成される。また、この駆動回路には、前記図２の制御装置からの制御信号を入出力する制御信号用接続部１３ｉ，１３ｏ及びノズルアクチュエータ駆動用電力を入出力する電力用接続部１４ｉ，１４ｏが設けられている。
【００２０】
制御回路２３は、メモリ２４に記憶されているデジタル駆動波形データを読出し、所定サンプリング周期で駆動波形信号発生回路２５に出力したり、トランスミッションゲートで構成される選択スイッチ２０１のオンオフ制御を行ったりする。駆動波形信号発生回路２５は、制御回路２３から出力された駆動波形データを電圧信号に変換して所定サンプリング周期分ホールドすると共に、それをＤ／Ａ変換器でアナログ変換して駆動波形信号ＷＣＯＭとして出力する。本実施形態では、この駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調する変調回路２６に、一般的なパルス幅変調（ＰＷＭ）回路を用いた。パルス幅変調は、周知のように、三角波信号発生回路で所定周波数の三角波信号を発生し、この三角波信号と駆動波形信号ＷＣＯＭとをコンパレータで比較して、例えば三角波信号より駆動波形信号ＷＣＯＭが大きいときにオンデューティとなるパルス信号を変調信号として出力する。デジタル電力増幅器２８は、実質的に電力を増幅するためのハイサイドのスイッチング素子Ｑ１及びローサイドのスイッチング素子Ｑ２からなるハーフブリッジＤ級出力段２１と、変調回路２６からの変調信号に基づいて、それらのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲート−ソース間信号ＧＨ、ＧＬを調整するためのゲート駆動回路３０とを備えて構成されている。また、平滑フィルタ２９は例えばコイルとコンデンサの組合せからなるローパスフィルタ（低域通過フィルタ）で構成され、このローパスフィルタによって電力増幅変調信号の変調周期成分、この場合は三角波信号の周波数成分が除去される。
【００２１】
デジタル電力増幅器２８では、変調信号がＨｉレベルであるとき、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１のゲート−ソース間信号ＧＨはＨｉレベルとなり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２のゲート−ソース間信号ＧＬはＬｏレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１はＯＮ状態となり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２はＯＦＦ状態となり、その結果、ハーフブリッジＤ級出力段２１の出力は、供給電力ＶＤＤとなる。一方、変調信号がＬｏレベルであるとき、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１のゲート−ソース間信号ＧＨはＬｏレベルとなり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２のゲート−ソース間信号ＧＬはＨｉレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１はＯＦＦ状態となり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２はＯＮ状態となり、その結果、ハーフブリッジ出力段２１の出力は０となる。
【００２２】
このようにハイサイド及びローサイドのスイッチング素子がデジタル駆動される場合には、ＯＮ状態のスイッチング素子に電流が流れるが、ドレイン−ソース間の抵抗値は非常に小さく、損失は殆ど発生しない。また、ＯＦＦ状態のスイッチング素子には電流が流れないので損失は発生しない。従って、このデジタル電力増幅器２８の損失そのものは極めて小さく、小型のＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を使用することができる。なお、本実施形態の液体噴射装置では、デジタル電力増幅器に代えてアナログ電力増幅器を用いることも可能である。
【００２３】
図４には、本実施形態の印刷装置の制御装置から液体噴射ヘッド２に供給され、圧電素子からなるノズルアクチュエータを駆動するための駆動信号ＣＯＭの一例を示す。本実施形態では、中間電位を中心に電位が変化する信号とした。この駆動信号ＣＯＭは、ノズルアクチュエータを駆動して液体を噴射する単位駆動信号としての駆動パルスＰＣＯＭを時系列的に接続したものであり、各駆動パルスＰＣＯＭの立上がり部分がノズルに連通するキャビティ（圧力室）の容積を拡大して液体を引込む（液体の噴射面を考えればメニスカスを引き込むとも言える）段階であり、駆動パルスＰＣＯＭの立下がり部分がキャビティの容積を縮小して液体を押出す（液体の噴射面を考えればメニスカスを押出すとも言える）段階であり、液体を押出した結果、液滴がノズルから噴射される。
【００２４】
この電圧台形波からなる駆動パルスＰＣＯＭの電圧増減傾きや波高値を種々に変更することにより、液体の引込量や引込速度、液体の押出量や押出速度を変化させることができ、これにより液滴の噴射量を変化させて異なる大きさのドットを得ることができる。従って、複数の駆動パルスＰＣＯＭを時系列的に連結する場合でも、そのうちから単独の駆動パルスＰＣＯＭを選択してアクチュエータに供給し、液滴を噴射したり、複数の駆動パルスＰＣＯＭを選択してアクチュエータに供給し、液滴を複数回噴射したりすることで種々の大きさのドットを得ることができる。即ち、液体が乾かないうちに複数の液滴を同じ位置に着弾すると、実質的に大きな液滴を噴射するのと同じことになり、ドットの大きさを大きくすることができるのである。このような技術の組合せによって多階調化を図ることが可能となる。駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰで駆動信号を選択する仕組みとしては、例えば特開２００３−１８２４号公報に記載されるような形態で実現が可能である。なお、図４の左端の駆動パルスＰＣＯＭ１は、液体を引込むだけで押出していない。これは、微振動と呼ばれ、液滴を噴射せずに、例えばノズルの増粘を抑制防止したりするのに用いられる。
【００２５】
各液体噴射ヘッド２には、前記図２の制御装置から制御信号として、印刷データに基づいて噴射するノズルを選択すると共に圧電素子などのノズルアクチュエータの駆動信号ＣＯＭへの接続タイミングを決定する駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰ、全ノズルにノズル選択データが入力された後、駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰに基づいて駆動信号ＣＯＭと液体噴射ヘッド２のノズルアクチュエータとを接続させるラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨ、駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰをシリアル信号として液体噴射ヘッド２に送信するためのクロック信号ＳＣＫが入力されている。なお、これ以後、ノズルアクチュエータを駆動する駆動信号の最小単位を駆動パルスＰＣＯＭとし、駆動パルスＰＣＯＭが時系列的に連結された信号全体を駆動信号ＣＯＭと記す。即ち、ラッチ信号ＬＡＴで一連の駆動信号ＣＯＭが出力され始め、チャンネル信号ＣＨ毎に駆動パルスＰＣＯＭが出力されることになる。
【００２６】
図５には、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）をノズルアクチュエータ２２に供給するために制御回路２３内に構築されたスイッチングコントローラの具体的な構成を示す。このスイッチングコントローラは、液体を噴射させるべきノズルに対応した圧電素子などのノズルアクチュエータ２２を指定するための駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰを保存するシフトレジスタ２１１と、シフトレジスタ２１１のデータを一時的に保存するラッチ回路２１２と、ラッチ回路２１２の出力をレベル変換して選択スイッチ２０１に供給することにより、駆動信号ＣＯＭをピエゾ素子などのノズルアクチュエータ２２に接続するレベルシフタ２１３を備えて構成されている。
【００２７】
シフトレジスタ２１１には、駆動信号選択データ信号ＳＩ＆ＳＰが順次入力されると共に、クロック信号ＳＣＫの入力パルスに応じて記憶領域が初段から順次後段にシフトする。ラッチ回路２１２は、ノズル数分の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰがシフトレジスタ２１１に格納された後、入力されるラッチ信号ＬＡＴによってシフトレジスタ２１１の各出力信号をラッチする。ラッチ回路２１２に保存された信号は、レベルシフタ２１３によって次段の選択スイッチ２０１をオンオフできる電圧レベルに変換される。これは、駆動信号ＣＯＭが、ラッチ回路２１２の出力電圧に比べて高い電圧であり、これに合わせて選択スイッチ２０１の動作電圧範囲も高く設定されているためである。従って、レベルシフタ２１３によって選択スイッチ２０１が閉じられる圧電素子などのノズルアクチュエータは駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰの接続タイミングで駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）に接続される。また、シフトレジスタ２１１の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰがラッチ回路２１２に保存された後、次の印刷情報をシフトレジスタ２１１に入力し、液体の噴射タイミングに合わせてラッチ回路２１２の保存データを順次更新する。なお、図中の符号ＨＧＮＤは、圧電素子などのノズルアクチュエータのグランド端である。また、この選択スイッチ２０１によれば、圧電素子などのノズルアクチュエータを駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）から切り離した後も、当該ノズルアクチュエータ２２の入力電圧は、切り離す直前の電圧に維持される。
【００２８】
このような駆動回路は、例えば前述したデジタル電力増幅器の使用により損失が低減するとはいえ、発熱そのものは回避できない。一方、液体噴射ヘッド２が発熱によって温度変化すると、ノズル径や液体粘度が変化し、液体噴射特性が変化してしまうので、駆動回路の熱は液体噴射ヘッドに伝導しないようにしなければならない。そのため、本実施形態では、駆動回路を熱伝導率の低い回路ケース３１で気密に密閉した。図６には、液体噴射ヘッド２並びに回路ケース３１の詳細を示す。回路ケース３１には、ポリエステルやポリプロピレン樹脂、望ましくはセラミック材料が好適である。この回路ケース３１は、同じく熱伝導率の低い連結部材３２によって液体噴射ヘッド２自体の筐体に固定支持されている。なお、連結部材３２と回路ケース３１或いは液体噴射ヘッド２の筐体との接触面積を小さくして、回路ケース３１からの熱伝導を低減している。ちなみに、図中の符号３３は、前述した液体流入口である。液体は、図６ｂの最下面であるノズル面から、図の矢印方向に噴射される。
【００２９】
また、回路ケース３１の下部及び上部には、内部に収納されている駆動回路に連通する空気口３４，３５が設けられており、このうち回路ケース３１の下部に設けられた空気口３４が導入空気口、回路ケース３１の上部に設けられた空気口３５が排出空気口である。図７には、複数の液体噴射ヘッド２の夫々に連結された回路ケース３１の導入空気口３４及び排出空気口３５を装置外部の互いに異なる部位に接続する一例を示す。この接続形態は、装置の平面図であり、吸入口３６は図の左側で装置の外部に開口し、その吸入口３６内には吸入ファン３８ｉが設けられ、吸入ファン３８ｉに吸入ファンモータ１８ｉが接続されている。また、吸入口３６からは、熱伝導率の低い材料からなる第１空気搬送経路３９が一連に設けられ、この第１空気搬送経路３９に、同じく熱伝導率の低い材料からなる分岐部４０を介して、各回路ケース３１の導入空気口３４が接続され、各回路ケース３１に外部空気が導入されるようになっている。また、各回路ケース３１の排出空気口３５は、図示しない分岐部を介して、一連の第２空気搬送経路４１に接続され、これにより導入空気口３４から各回路ケース３１内に導入された空気は、銅回路ケース３１内の駆動回路を冷却し、その熱交換で加熱された空気が第２空気搬送経路４９に送給されるようになっている。なお、第１空気搬送経路３９や分岐部４０、第２空気搬送経路４１は熱伝導率の低い材料で構成するのが好ましく、そのような材料としては樹脂製パイプなどが挙げられる。
【００３０】
前記第２空気搬送経路４１は、図８或いは図１に示すように、搬送ベルト６の幅方向中央部で且つ液体噴射ヘッド２の印刷媒体搬送方向下流側で、固定プレート１１に設けられた開口部４２に連通され、当該搬送ベルト６に吸着されて搬送される印刷媒体１の印刷面、即ち液体噴射ヘッド２から液体が噴射された面に、前記加熱された空気を送給する。また、前記固定プレート１１の開口部４２が設けられている位置の搬送ベルト６の幅方向両側には第３空気搬送経路４３が設けられ、印刷媒体搬送ラインの両側には一方の端部である空気吸入口４４が開設されると共に、他方の端部が、印刷装置の筐体に開設された排出口３７に連通され、その排出口３７内に排出ファン３８ｏが設けられ、その排出ファン３８ｏに排出ファンモータ１８ｏが接続されている。ちなみに、図８或いは図１に示すように吸入口３６と排出口３７とは、印刷装置の筐体に開設される向きが異なる。また、２つの排出ファン３８ｏによる排出空気流量を１つの吸入ファン３８ｉによる吸入空気流量より大きくすることで、吸入ファン３８ｉで吸入された外部空気が排出ファン３８ｏまで流れる流れの逆流を防止している。
【００３１】
従って、駆動回路を冷却し、その結果、熱交換によって加熱された空気は第２空気搬送経路４１から印刷媒体１の印刷面、即ち液体噴射ヘッド２によって液体が噴射された面に送給され、開口部４２から印刷媒体１の印刷面に吹き付けられる。この吹き付けられる加熱空気によって印刷媒体１の印刷面に噴射された液体の乾燥が促進される。このように印刷媒体１の印刷面に吹き付けられ、その印刷面に沿って流れる空気は、空気吸入口４４から第３空気搬送経路４３に吸入され、排出口３７から印刷装置の筐体外部に排出される。この空気の流れによって、印刷媒体１の印刷面に吹き付けられた空気が液体噴射ヘッド２側に流れるのを抑制防止することができ、これにより液体噴射ヘッド２から噴射される液体を印刷媒体１の所定位置に着弾させることができる。また、液体噴射ヘッド２から液体を噴射すると、その周囲には液体の霧が発生するが、この液体の霧も第３空気搬送経路４３から印刷装置の外部に排出することが可能となる。
【００３２】
なお、各空気搬送経路の接続方法は、前記に限られるものではなく、例えば図９のように接続しても良い。この接続方法では、図の下方、即ち印刷媒体搬送方向上流側で印刷装置の筐体に吸入口３６が開設され、この吸入口３６に一連の第１空気搬送経路３９が接続され、その第１空気搬送経路３９から分岐部４０を介して複数の液体噴射ヘッド２の回路ケース３１の導入空気口３４が接続されている。一方、各回路ケース３１の排出空気口３５には、個々に第２空気搬送経路４１を接続し、それを印刷媒体搬送方向下流側に向けて配設し、その先端部を連通部４５に接続しており、この連通部４５が、前記固定プレート１１の開口部４２に連通している。このような空気搬送経路接続方法により、例えば液体噴射ヘッド２の１つ１つの保守が容易になる。
【００３３】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、液体噴射ヘッド２に設けられた複数のノズルと、ノズルに対応して設けられたノズルアクチュエータ２２と、ノズルアクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを印加する駆動回路と、印刷媒体１を搬送する搬送ベルトと６と、を備えた液体噴射装置にあって、液体噴射ヘッド２を複数配設し、液体噴射ヘッド２の夫々に駆動回路を設けると共に、駆動回路に外部空気を送給する第１空気搬送経路３９と、駆動回路を冷却し、その熱交換で加熱された空気を液体噴射ヘッド２よりも印刷媒体搬送方向下流側で印刷媒体１の印刷面に送給する第２空気搬送経路４１と、印刷媒体１の印刷面に沿って流れる空気を外部に排出する第３空気搬送経路４３とを備えたことにより、液体噴射ヘッド２に設けられた駆動回路を効率的に冷却し、その熱交換で加熱された空気によって印刷媒体１の印刷面に噴射された液体の乾燥を促進し、液体の霧が混入する恐れのある空気を外部に排出することができるので、部品点数及び消費電力の増大を回避すると共に液体の所定位置への噴射を確保し、更には信号線の短縮化により駆動信号の出力から液体噴射までの所要時間を短縮可能として印刷所要時間そのものの短縮をも可能とする。
【００３４】
また、第３空気搬送経路４３は、液体噴射ヘッド２より印刷媒体搬送方向下流側で、印刷媒体１の印刷面に沿って流れる空気を吸入するための空気吸入口４４を、搬送ベルト６の幅方向両側に備えたことにより、第２空気搬送経路４１から印刷媒体１の印刷面に送給される空気が液体噴射ヘッド２の方向に流れるのを抑制防止することができ、これにより所定位置への液体の噴射を確保することができる。
また、第１空気搬送経路３９への外部空気の吸入口３６と、第３空気搬送経路４３から排出される空気の排出口３７とを異なる向きにしたことにより、印刷媒体１の印刷面に送給された結果、第３空気搬送経路４３から排出された暖かく、液体の霧の混入している恐れのある空気が第１空気搬送経路３９に吸入されるのを抑制防止することができる。
【００３５】
また、駆動回路を熱伝導率の低い材料からなる回路ケース３１で気密に覆い、回路ケース３１の少なくとも２カ所に空気口３４，３５を設けたことにより、各回路ケース３１の導入空気口３４から空気を導入し、排出空気口３５から空気を排出するようにすれば、回路ケース３１内の駆動回路を効率的に冷却することができるので、エネルギー損を低減することができると共に、噴射される液体の霧の飛散浮遊や駆動回路への侵入を防止することができる。
また、回路ケース３１を、熱伝導率の低い材料か蘭留連結部材３２で、液体噴射ヘッド２自体の筐体に固定支持したことにより、回路ケース３１内の駆動回路から液体噴射ヘッド２自体の筐体への熱伝導を抑制防止して液体噴射ヘッド２の温度変化を抑制防止し、もって液体噴射特性の変化を抑制防止することができる。
また、回路ケース３１の導入空気口３４に外部からの空気を導入し、排出空気口３５から外部に空気を排出することにより、回路ケース３１内の駆動回路を効率的に冷却することができる。
【００３６】
次に、本発明の液体噴射装置の第２実施形態について図１０を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成は、前記第１実施形態の図８のものとほぼ同様であり、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、第２空気搬送経路４１の開口部４２と第３空気搬送経路４３との間に放熱ダクト４６が配設されている。この放熱ダクト４６は、第２空気搬送経路４１と第３空気搬送経路４３とを気密に連通するものであり、搬送ベルト６に吸着されて搬送される印刷媒体１の印刷面の上方に広がりを有する方形気密函体からなる。この放熱ダクトは、例えば銅などの金属材料といった、熱伝導性の高い材料からなる。従って、駆動回路を冷却し、その結果、熱交換によって加熱された空気は第２空気搬送経路４１から放熱ダクト４６内に送給され、その熱エネルギーで放熱ダクト４６そのものを加熱する。その結果、放熱ダクト４６からは輻射熱が放射され、その輻射熱で印刷媒体１の印刷面に噴射された液体の乾燥が促進される。液体の乾燥に寄与した空気は、印刷装置の筐体内部に漏れることなく、第３空気搬送経路４３を介して排出口３７から装置筐体外部に排出される。従って、液体噴射ヘッド２から噴射される液体の飛翔には全く影響がない。
【００３７】
このように本実施形態の液体噴射装置によれば、前記第１実施形態の効果に加え、第２空気搬送経路４１と第３空気搬送経路４３との間に、送給される空気の輻射熱で印刷媒体１の印刷面に噴射された液体を乾燥させるための放熱ダクト４６を備えたことにより、第２空気搬送経路４１から送給される空気が液体噴射ヘッド２方向に流れるのを防止することができ、これにより所定位置への液体の噴射を確保することができる。
なお、前記実施形態では、本発明の液体噴射装置をラインヘッド型印刷装置に用いた場合についてのみ詳述したが、本発明の液体噴射装置は、マルチパス型印刷装置にも同様に適用可能である。
【００３８】
また、前記実施形態では、本発明の液体噴射装置をインクジェット式印刷装置に具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の液体（液体以外にも、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルなどの流状体を含む）や液体以外の流体（流体として流して噴射できる固体など）を噴射したり吐出したりする液体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッサンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解の形態で含む液状体を噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられて試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。更に、時計やカメラなどの精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子などに用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するための紫外線硬化樹脂などの透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリなどのエッチング液を噴射する液体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射する流体噴射式記録装置であってもよい。そして、これらのうち何れか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の液体噴射装置を用いた印刷装置の第１実施形態を示す概略構成正面図である。
【図２】図１の液体噴射型印刷装置の制御装置のブロック図である。
【図３】各液体噴射ヘッドに設けられた駆動回路のブロック図である。
【図４】各液体噴射ヘッド内のノズルアクチュエータを駆動する駆動信号の説明図である。
【図５】スイッチングコントローラのブロック図である。
【図６】液体噴射ヘッド及び回路ケースの詳細説明図である。
【図７】回路ケースの導入空気口及び排出空気口を第１空気搬送経路及び第２空気搬送経路に接続する一例の説明図である。
【図８】図１の印刷装置の概略構成側面図である。
【図９】回路ケースの導入空気口及び排出空気口を第１空気搬送経路及び第２空気搬送経路に接続する他の例の説明図である。
【図１０】本発明の液体噴射装置を用いた印刷装置の第２実施形態を示す概略構成側面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１は印刷媒体、２は液体噴射ヘッド、３は給紙部、４は搬送部、５は給紙ローラ、６は搬送ベルト、７は電動モータ、８は駆動ローラ、９は従動ローラ、１０は排紙部、１１は固定プレート、１２はスライドスイッチ、１３ｉ，１３ｏは制御信号用接続部、１４ｉ，１４ｏは電力用接続部、１８ｉ，１８ｏはファンモータ、２１はハーフブリッジＤ級出力段、２２はノズルアクチュエータ、２３は制御回路、２４はメモリ、２５は駆動波形信号発生回路、２６は変調回路、２８はデジタル電力増幅器、２９は平滑フィルタ、３０はゲート駆動回路、３１は回路ケース、３２は連結部材、３４は導入空気口、３５は排出空気口、３６は吸入口、３７は排出口、３８ｉ，３８ｏはファン、３９は第１空気搬送経路、４０は分岐部、４１は第２空気搬送経路、４２は開口部、４３は第３空気搬送経路、４４は空気吸入口、４６は放熱ダクト、６２は制御部、６４ｉ，６４ｏはファンモータドライバ、６５はヘッドドライバ
【図１】
2009214521.tif 000003
【図２】
2009214521.tif 000004
【図３】
2009214521.tif 000005
【図４】
2009214521.tif 000006
【図５】
2009214521.tif 000007
【図６】
2009214521.tif 000008
【図７】
2009214521.tif 000009
【図８】
2009214521.tif 000010
【図９】
2009214521.tif 000011
【図１０】
2009214521.tif 000012