(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定ピッチで列状に配列され複数のノズルを備えたノズルプレートと、ノズルプレートに連通し、インクが充填されているインク室と、該インク室のインクを前記ノズルより吐出するための駆動手段と、前記ノズルプレートのノズルを囲むように設けられたエアーダクトと、該エアーダクトに連通したエアー噴射手段からなり、前記エアーダクトから前記ノズルにエアーを送りながら前記ノズルからインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記エアーダクトに可動手段を設け、インクジェット記録時および記録待機時には前記エアーダクトを前記ノズルプレートのノズル形成面より突出させてエアーを噴射し、記録ヘッドの保全動作時には前記エアーダクトを前記ノズルプレート側に後退させてエアーを噴射することを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【請求項２】
前記エアーダクトの可動手段を記録ヘッドのリトラクト機構と連動させたことを特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項３】
前記エアーダクトに、ノズル配列方向に移動することによりノズルをキャッピングするようなキャップ部材を設けたことを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項４】
インクジェット記録時および記録待機時には前記エアーダクトから噴射するエアー風速、風量を小さくし、記録ヘッドの保全動作時には前記エアーダクトから噴射するエアー風速、風量を大きくすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項５】
インクジェット記録時に前記エアーダクトから加湿エアーを噴射することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項６】
前記エアーダクトの前記ノズルプレート側の内壁に保湿材を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項７】
前記エアーダクトを撥インク材とした、あるいは前記エアーダクト表面を撥インク処理したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のインクジェット式記録ヘッドを備えたことを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送される記録用紙にインクジェットインクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドおよびその装置に係わり、特に、記録ヘッドのノズル部周辺への紙粉や塵埃等の付着防止、およびノズル部周辺のインク乾燥防止に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
記録用紙にインクジェット式記録を行う装置の場合、記録ヘッドのノズル部周辺への紙粉や塵埃等の付着や、ノズル部周辺のインク増粘が起因となる、インクの飛翔曲がりや不吐出等による印刷不良を無くすことが重要となる。
【０００３】
これまで、紙粉の発生量を少なくした記録用紙や乾燥しにくいインクも開発されているが性能面で十分とは言えない。従って、インクジェット式記録ヘッドおよびその装置側での対策が必要であり、記録ヘッドのノズル部周辺への紙粉や塵埃等の付着防止及びノズル部のインク乾燥を防止する提案が多くなされている。
【０００４】
例えば、ノズルから連続的に吐出したインク粒子を荷電して、記録に不要なインク粒子を回収する連続式インクジェット記録ヘッドの場合、ノズル先端に設けたエアーダクトからエアーを噴射しながらインクを吐出するため、ノズル部周辺への紙粉や塵埃等の付着が極めて少ない。また、エアーダクト内でインク吐出や回収が行われるので、エアーダクト内を高湿度に保つことができ、ノズル部周辺のインク乾燥を防止することができる。
【０００５】
しかしながら、エアーダクトに覆われたノズル部周辺に付着した増粘インクや塵埃等の清掃性、いわゆる記録ヘッドの保全時の作業性については何も開示されていない。
【０００６】
一方、装置側での対応としては、特開平１１−０３５１８６号公報に記載されているように記録ヘッドの近傍に吸引ファンと連通する紙粉吸引管を配設したり、特許第２７９６７１９号に記載されているように、粘着層を形成した洗浄具で給紙ローラに付着した紙粉を除去する提案がなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
記録ヘッドのノズル部周辺への紙粉や塵埃の付着や、ノズル部周辺のインク増粘が起因となるインクの飛翔曲がりや不吐出等により、印刷不良を招くことになる。紙粉の発生量を少なくした記録用紙や、乾燥しにくいインクも開発されているが性能面で十分とはいえない。
【０００８】
装置側で記録ヘッドの近傍に吸引ファンと連通する紙粉吸引管を配設したり、粘着層を形成した洗浄具で給紙ローラに付着した紙粉を除去することは可能であるが、紙粉や塵埃等の除去性能という面で限界がある。
【０００９】
また、記録ヘッド側でノズル部周辺への紙粉や塵埃の付着を防ぐ対策として、連続式インクジェット記録ヘッドの場合には、ノズル先端に設けたエアーダクトからエアーを噴射しながらインクを吐出して対応しているが、エアーダクトに覆われた狭い領域でのノズル部周辺の清掃性に大きな問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、ノズル部周辺への紙粉や塵埃等の付着が極めて少なく、また、ノズル部周辺のインク乾燥を防止することができ、且つ、ノズル部周辺に付着した増粘インクや紙粉、塵埃等の清掃性にも優れたインクジェット式記録ヘッドとその記録装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、一定ピッチで列状に配列され複数のノズルを備えたノズルプレートと、該ノズルプレートのノズルを囲むように設けられたエアーダクトと、該エアーダクトに連通したエアー噴射手段からなり、前記エアーダクトから前記ノズルにエアーを送りながら前記ノズルからインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記エアーダクトに前記ノズルプレートに対して移動できるような可動手段を設けるようにした。この場合、インクジェット記録時および記録待機時にはエアーダクトをノズルプレートのノズル形成面より突出させてエアーを噴射させるため、ノズル部周辺への紙粉や塵埃等の付着を防止できるばかりでなく、ヘッド保全時にはエアーダクトがノズルプレート側に後退するため、ノズルプレート表面の清掃性を向上させることができる。
【００１２】
また、エアーダクトの可動手段を記録ヘッド、あるいはエアーダクトの可動手段を記録ヘッドのリトラクト動作と連動させて設けたので、エアーダクトの移動を容易に行うことができる。
【００１３】
あるいは、エアーダクトの移動によってノズルプレートのノズル形成面をキャッピングするようなキャップ部材をエアーダクトに設けるようにしたので、ノズル部周辺のインク乾燥を防止することができる。
【００１４】
また、インクジェット記録時および記録待機時にはエアーダクトから噴射するエアー風速、風量を小さくし、記録ヘッドの保全動作時にはエアー風速、風量を大きくするようにしたので、記録時のエアー噴出によるインク飛翔曲がりを防止し、保全動作時にはエアーダクト内へのインクの進入を防ぐことができる。
【００１５】
あるいは、記録時にエアーダクトから加湿エアーを噴射し、エアーダクトの内壁に保湿材を設けるようにしたので、ノズル部周辺のインク乾燥を防止することができる。
【００１６】
また、エアーダクトを撥インク材とし、あるいはエアーダクト表面を撥インク処理するようにしたので、エアーダクトにインクが付着しない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一例を説明する。図１は本発明の一例となるインクジェット式記録ヘッドを示す部分断面図である。
【００１８】
先ず、図１にて構成を説明すれば、１はノズルプレート、１ａはノズルプレート１のノズル形成面１ｂに一定ピッチで列状に配列されたノズル、２はインク室、３は充填インク、４はノズルプレート１のノズル１ａを囲むように設けられた撥インク材からなるエアーダクト、４ａはノズル１ａ位置に対向して設けられたエアー噴出穴、５はエアーダクト４の内壁に設けられた連泡スポンジからなる保湿材、６はエアーダクト４に連通しあらかじめ塵埃等を濾過したきれいなエアー７を送り込むブロア、８はブロア６から送り出されたエアー７を加湿する加湿器、９はエアーダクト４のノズルプレート１を突出、後退させることができる可動手段であるソレノイド、１０は記録用紙である。
【００１９】
次に、記録ヘッドの印刷時における動作を図１にて説明すれば、インク室２内の充填インク３は、図示されない圧電素子が接着された振動板の変位によるインク室２の圧力変化により、ノズル１ａからインク滴３ａとなって一定速度で移動している記録用紙１０上に着地する。この圧電素子の駆動は、記録が必要な時だけ行うため、前記した連続式インクジェット記録ヘッドに対してドロップ・オン・デマンド式インクジェット記録ヘッドと呼ばれる。
【００２０】
尚、インク室２内の充填インク３は図示されないインクタンクから供給されている。また、ノズルプレート１に対するエアーダクト４の停止位置は、エアー噴出穴４ａがノズル形成面１ｂに対して突出した状態になるよう、ソレノイド９により保持されている。一方、複数の矢印で示されるエアー７は、ブロア６から送り出された後に加湿器８によって加湿され、ノズル１ａの両側のエアー流路４ｂを通ってエアー噴出穴４ａから記録用紙１０上の噴射される。このとき、エアー噴出穴４ａから噴射されるエアー７の風速、風量はインク滴３ａのインク飛翔に曲がり等の不具合が生じない程度に小さく設定されている。
【００２１】
従って、ノズル１ａより噴射されたインク滴３ａは、加湿されたエアー７と一緒にエアー噴出穴４ａを通過するため、移動している記録用紙１０によって搬送される紙粉や塵埃等のノズル１ａ周辺部への進入を防止することができる。
【００２２】
また、印刷待機時においてもエアーダクト４の位置やエアー７の噴射状態が印刷時と同じ状態になっているため、紙粉や塵埃等のノズル１ａ周辺部への進入防止やノズル１ａ周辺のインク乾燥防止が可能である。
【００２３】
更に、ノズルプレート１よりエアーダクト４が突出しているため、ノズルプレート１のところで記録用紙１０のジャムが発生しても、記録用紙１０がノズルプレート１に当接することによるノズル１ａへの紙粉や塵埃等の付着を避けることができる。また、エアーダクト４の内壁に設けられた保湿材５があるため、エアーダクト４内の加湿状態が安定化し、記録用紙の温度が高くてもノズル１ａ周辺の乾燥を防ぐことができる。
【００２４】
次に、記録ヘッド保全時における動作を説明する。図２は、本発明の一例となるインクジェット式記録ヘッドの記録ヘッド保全動作状態を説明するための部分断面図である。
【００２５】
ノズルプレート１に対するエアーダクト４の位置は、エアー噴出穴４ａがノズル形成面１ｂ側に後退し、ノズルプレート１に対してエアー噴出穴４ａが僅かに隙間が残るようソレノイド９により保持されている。一方、１１はエアー噴出穴４ａ位置に対向するエアー吸引穴１１ａを有する記録ヘッド保全部であり、図示されない吸引手段を有してエアー吸引穴１１ａからエアーを吸引する機能を有する。また、記録ヘッド保全動作が行われる時は、記録ヘッド保全部１１のエアー吸引穴１１ａが図示されない移動手段により、エアーダクト４のエアー吸引穴１１ａに当接するため、ブロア６から送り出されたエアー７はエアー噴出穴４ａからエアー吸引穴１１ａに流れ込むことが出来る。
【００２６】
ここで、記録ヘッド保全部１１へのエアー７の流れ込みと同時にノズル１ａからはインク滴３ａが吐出されるため、ノズル１ａ先端部にある外気との接触により粘度アップした不要なインクや、ノズル１ａ周辺部の紙粉や塵埃も一緒に記録ヘッド保全部１１に排出することが可能となる。
【００２７】
尚、図１のようにノズルプレート１に対してエアー噴出穴４ａが突出した状態でノズル１ａからインク滴３ａを吐出すると、エアー噴出穴４ａ周辺にインク滴３ａが溢れてしまい記録ヘッド保全部１１にスムーズに排出することが出来ないことは言うまでも無い。特に、ドロップ・オン・デマンド式インクジェット記録ヘッドの場合には、記録ヘッド保全時のインク吐出時においてノズル部周辺にインク滴が付着しやすいため、インク滴の溢れが顕著になる。
【００２８】
従って、記録装置の電源オン時や記録待機時において、ノズル部周辺に付着した増粘インクや紙粉、塵埃等を、記録ヘッド保全部１１のエアー吸引穴１１ａに吸引することが出来る。
【００２９】
また、ブロア６から送り出され、エアー噴出穴４ａから噴射するエアー７の風速、風量が大きいため、ノズル部周辺に付着した紙粉や塵埃やインク等はエアーダクト４内へ進入することは無く、ノズルプレートの清掃性を向上させることが出来る。特に、インク吐出するエネルギが小さいドロップ・オン・デマンド式インクジェット記録ヘッドの場合には効果がある。
【００３０】
次に、記録ヘッド保全時のもう一つの機能である、電源オフ時におけるノズル部周辺のキャッピング動作について、図３および図４にて説明する。
【００３１】
図３は、本発明の一例となるインクジェット式記録ヘッドの記録ヘッドキャップ機構動作を説明するための部分断面図である。
【００３２】
図３において、エアーダクト４の内壁に固着されたキャップ１２がノズル１ａに圧着される状態になるようソレノイド９にて保持されている。この状態においては、ノズル１ａへの紙粉や塵埃の付着を防止するだけでなく、ノズル１ａ部のインク乾燥を防止することができる。このキャップ１２の材質は弾力性があってインクに侵されないゴム類が好ましい。
【００３３】
図４（ａ）は、図３におけるノズルプレート１とエアーダクト４をＡ方向から見たもので、ノズルプレート１に一定ピッチで列状に配列されたノズル１ａには、エアーダクト４の内壁に固着されたキャップ１２がそれぞれ位置合わせされている。また、それぞれのキャップ１２の間にはノズル１ａと対向するエアー噴出穴４ａがそれぞれ設けられている。
【００３４】
図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるノズルプレート１に対するエアーダクト４の位置をノズルの配列方向であるＢ方向に図示されない移動手段によりずらしたものである。ここで、ノズル１ａとエアー噴出穴４ａとはそれぞれ位置合わせされており、図１で示したインクジェット記録時、あるいは図２で示した記録待機時の状態を示している。この状態では、ノズル１ａとキャップ１２とは離れているため、インク吐出等に悪影響は及ぼさない。
【００３５】
本例では、ノズルプレートに対するエアーダクトの可動手段を、記録ヘッド側に設ける構成としたが、この可動手段を記録ヘッドのリトラクト機構と連動させても良い。この記録ヘッドのリトラクト機構は、記録用紙のジャム等が発生した場合に記録用紙から記録ヘッドを遠ざけるような動作を行うもので、記録装置側に記録ヘッドの可動手段を設けている。この記録ヘッドの可動方向は、本例におけるノズルプレートに対するエアーダクトの可動方向と一致しているため、例えば、エアーダクトの一部に突起を設け、この突起を介して記録装置側のヘッド可動力をエアーダクトに伝える構成であっても良い。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、インクジェット記録時および記録待機時にはエアーダクトをノズルプレートのノズル形成面より突出させてエアーを噴射させるため、ノズル部周辺への紙粉や塵埃等の付着を防止できるばかりでなく、ヘッド保全時にはエアーダクトがノズルプレート側に後退するため、ノズルプレート表面の清掃性を向上させることができる。
【００３７】
また、エアーダクトの移動によってノズルプレートのノズル形成面をキャッピングするようなキャップ部材をエアーダクトに設けるため、ノズル部周辺のインク乾燥を防止することができる。
【００３８】
あるいは、エアーダクトから加湿エアーを噴射し、エアーダクトの内壁に保湿材を設けるようにしたので、ノズル部周辺のインク乾燥を防止することができる。
【００３９】
また、インクジェット記録時および記録待機時にはエアーダクトから噴射するエアー風速、風量を小さくし、記録ヘッドの保全動作時にはエアー風速、風量を大きくするようにしたので、記録時のエアー噴出によるインク飛翔曲がりを防止し、保全動作時にはエアーダクト内へのインクの進入を防ぐことができる。
【００４０】
そして、ノズルプレートよりエアーダクトが突出しているため、記録用紙のジャム時に記録用紙がノズルプレートに当接して、ノズル周辺部に紙粉や塵埃等を付着させたり機械的な衝撃を与える恐れはない。
【００４１】
更に、エアーダクトの内壁に設けられた保湿材５があるため、エアーダクト内の加湿状態が安定化し記録用紙の温度が高くてもノズル周辺の乾燥を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一例となるインクジェット式記録ヘッドを示す部分断面図である。
【図２】  本発明の一例となるインクジェット式記録ヘッドの記録ヘッド保全動作状態を説明するための部分断面図である。
【図３】  本発明の一例となるインクジェット式記録ヘッドの記録ヘッドキャップ機構動作を説明するための部分断面図である。
【図４】  図３におけるノズルプレート１とエアーダクト４をＡ方向から見た概略図である。
【符号の説明】
１はノズルプレート、１ａはノズル、１ｂはノズル形成面、２はインク室、３は充填インク、３ａはインク滴、４はエアーダクト、４ａはエアー噴出穴、４ｂはエアー流路、５は保湿材、６はブロア、７はエアー、８は加湿器、９はレノイド、１０は記録用紙、１１は記録ヘッド保全部、１１ａはエアー吸引穴、１２はキャップである。
【図１】
0003781284.tif 000002
【図２】
0003781284.tif 000003
【図３】
0003781284.tif 000004
【図４】
0003781284.tif 000005