JP2004330446A - 液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】噴射される液体滴が着弾位置に正しく到達することを妨害することなく、液体ミストを十分に回収することができる液体噴射装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の液体噴射装置は、ノズル面を有するヘッド部材４と、液体被噴射媒体１２を保持する液体被噴射媒体保持手段と、ヘッド部材４のノズル面と液体被噴射媒体１２との間の所定の間隔を維持しながらヘッド部材４を液体被噴射媒体１２に対して相対的に移動させる走査手段と、ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて液体を噴射させる圧力変動手段と、吐出データに基づいて圧力変動手段を駆動させる制御本体部と、を備える。ヘッド面に対して走査手段によるヘッド部材４の相対的移動方向の下流側に、走査手段によるヘッド部材の相対的移動に伴ってヘッド面上に発生する気流の速度に影響を与えないように、かつ、前記気流を円滑に偏向させるように、整流機構１００が配置されている。
【選択図】 図２
【解決手段】本発明の液体噴射装置は、ノズル面を有するヘッド部材４と、液体被噴射媒体１２を保持する液体被噴射媒体保持手段と、ヘッド部材４のノズル面と液体被噴射媒体１２との間の所定の間隔を維持しながらヘッド部材４を液体被噴射媒体１２に対して相対的に移動させる走査手段と、ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて液体を噴射させる圧力変動手段と、吐出データに基づいて圧力変動手段を駆動させる制御本体部と、を備える。ヘッド面に対して走査手段によるヘッド部材４の相対的移動方向の下流側に、走査手段によるヘッド部材の相対的移動に伴ってヘッド面上に発生する気流の速度に影響を与えないように、かつ、前記気流を円滑に偏向させるように、整流機構１００が配置されている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口から液体滴を吐出させるヘッド部材を備えた液体噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置は、記録ヘッドからインク滴が吐出される際に、微小なインクミストをも発生させてしまう。このようなインクミストは、インクジェット式記録装置の記録ヘッド近傍の各部材を汚し得る。その場合、結果的に、液体被噴射媒体の一例である記録用紙が汚れてしまったりする。更には、インクミストが固化すると、記録用紙の搬送が阻害される場合もある。
【０００３】
特開２００２−３０７７２５は、インクミストを効果的に回収する技術として、ファンを用いて発生させた気流によってインクミストを回収する方法を開示している。
【０００４】
しかしながら、ファンを用いる構成はコスト高を招く。更には、ファンによって発生される気流は、吐出インク滴の軌道に影響し、吐出インク滴が着弾位置に正しく到達することを妨害して、結果的に印字品質を低下させてしまう。
【０００５】
特開平１１−１７９９３０は、記録ヘッドに隣接してミスト回収部を設けて、気流の剥離作用により発生する乱流を利用してインクミストを回収する方法を開示している。この方法は、コスト高を招くこともない。
【０００６】
しかしながら、本件発明者による実験の結果、特開平１１−１７９９３０に開示された構成では、インクミストを十分に回収することができないことが知見された。
【０００７】
特開２０００−２６３８１４は、印字ヘッドの走査時に空気の粘性のために発生する気流を利用してインクミストを回収する方法を開示している。具体的には、インク吐出口（ノズル開口）近傍を通過した気流が印字ヘッドに沿って上昇するように、気流を案内する凸部が設けられている。
【０００８】
しかしながら、本件発明者による実験の結果、特開２０００−２６３８１４に開示された構成では、印字品質が低下してしまうことが知見された。
【０００９】
本件発明者は、この印字品質低下の原因について、凸部の下端部がインク吐出口よりも記録紙に近い位置に配置されているために（特開２０００−２６３８１４に開示された技術では、気流を上向きに確実に案内するために、当該位置関係が不可欠である）、インク吐出口近傍を気流が円滑に通過できないためであると考えた。つまり、特開２０００−２６３８１４に開示された技術では、気流の通過経路についての考察のみがなされていて、気流の実際上の振る舞いについての考察（流体力学的考察）が十分になされていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、吐出インク滴が着弾位置に正しく到達することを妨害することなく、インクミストを十分に回収することができるインクジェット式記録装置、広くは、噴射される液体滴が着弾位置に正しく到達することを妨害することなく、液体ミストを十分に回収することができる液体噴射装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−３０７７２５号公報
【特許文献２】
特開平１１−１７９９３０号公報
【特許文献３】
特開２０００−２６３８１４号公報
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ノズル開口が形成されたノズル面を有するヘッド部材と、ヘッド部材のノズル面から所定の間隔（距離）に平面状の液体被噴射媒体を保持する液体被噴射媒体保持手段と、ヘッド部材のノズル面と平面状の液体被噴射媒体との間の所定の間隔（距離）を維持しながら、ヘッド部材を液体被噴射媒体に対して相対的に所定方向に移動させる走査手段と、ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて液体を噴射させる圧力変動手段と、吐出データに基づいて圧力変動手段を駆動させる制御本体部と、ヘッド面に対して走査手段によるヘッド部材の相対的移動方向の下流側に、走査手段によるヘッド部材の相対的移動に伴ってヘッド面上に発生する気流の速度に影響を与えないように、かつ、前記気流を円滑に偏向させるように配置された整流機構と、を備えたことを特徴とする液体噴射装置である。
【００１３】
本発明によれば、整流機構が、ヘッド面上に発生する気流の速度に影響を与えないように、かつ、前記気流を円滑に偏向させるように配置されているため、整流機構が設けられていない場合と同様の液体噴射制御を実施することで正確な着弾位置に液体滴を噴射することができる一方、発生し得る液体ミストは気流に乗って偏向され、適宜の態様で回収乃至排出され得る。
【００１４】
好ましくは、整流機構は、前記気流を液体被噴射媒体から離れる方向に円滑に偏向させる偏向面を有している。これにより、液体ミストが液体被噴射媒体から遠ざけられるため、液体被噴射媒体が液体によって汚れることが防止される。
【００１５】
この場合、前記偏向面は、略円弧状の断面を有していることが好ましい。偏向面が略円弧状の断面を有する場合、極めて円滑に気流を案内することができる。
【００１６】
特に、前記偏向面の略円弧状の断面が、前記偏向面の前記気流の上流側の端縁において液体被噴射媒体から所定の間隔の面に対して接している場合、気流が偏向面上に極めて円滑に推移できる。
【００１７】
また、整流機構は、液体被噴射媒体から所定の間隔に設けられた気流逃がし面を有しており、前記偏向面と前記気流逃がし面とは、互いに背中合わせに接していることが好ましい。このようにすれば、ヘッド面上に発生する気流の速度に影響を与えない構成を容易に実現することができる。
【００１８】
更に、整流機構は、偏向面によって偏向された気流を更に偏向させる第２偏向面を有していることが好ましい。
【００１９】
この場合、例えば、前記第２偏向面は、前記気流を液体被噴射媒体に向かう方向に円滑に偏向させるようになっている。
【００２０】
また、前記第２偏向面も、略円弧状の断面を有していることが好ましい。この場合、第２偏向面は、極めて円滑に気流を案内することができる。
【００２１】
偏向面及び第２偏向面が、それぞれ略円弧状の断面を有している場合、前記第２偏向面の前記気流の上流側の端縁の断面は、前記偏向面の断面の略円弧を補完して仮想できる円の中心の近傍に位置していることが好ましい。この場合、第２偏向面は、偏向面により偏向される気流を妨げること無く、かつ、偏向面により偏向される気流を円滑に受容することができる。ここで、偏向面及び第２偏向面は、それぞれ同一径の略円弧状の断面を有していることが好ましい。
【００２２】
更に好ましくは、前記第２偏向面の前記気流の下流側の端縁は、前記気流を液体被噴射媒体に向かう方向に案内する案内面に接するように接続される。更に好ましくは、前記案内面に対向するように第２案内面が設けられて、案内面と第２案内面との間に気流通路が形成される。更に好ましくは、前記偏向面と前記第２案内面とは、互いに背中合わせに接する。
【００２３】
ここで、走査手段が、ヘッド部材のノズル面と平面状の液体被噴射媒体との間の所定の間隔を維持しながら、ヘッド部材を液体被噴射媒体に対して相対的に前記所定方向とは逆方向に移動させることが可能である場合、前記気流通路には、走査手段によるヘッド部材の前記逆方向への相対的移動中に当該気流通路を閉鎖する閉鎖機構が設けられていることが好ましい。この場合、気流通路内における逆方向の気流の発生が閉鎖機構によって防止されるため、走査手段によるヘッド部材の前記逆方向への相対的移動中に液体ミストがヘッド部材側へ逆送されることが防止される。
【００２４】
また、走査手段が、ヘッド部材のノズル面と平面状の液体被噴射媒体との間の所定の間隔を維持しながら、ヘッド部材を液体被噴射媒体に対して相対的に前記所定方向とは逆方向に移動させることが可能である場合、ヘッド面に対して走査手段によるヘッド部材の前記逆方向への相対的移動の下流側に、走査手段によるヘッド部材の当該逆方向への相対的移動に伴ってヘッド面上に発生する気流の速度に影響を与えないように、かつ、前記気流を円滑に偏向させるように配置された第２整流機構が設けられていることが好ましい。
【００２５】
すなわち、ヘッド部材が双方向移動可能に構成されている場合には、各方向への相対的移動のそれぞれの下流側に、それぞれ整流機構が設けられていることが好ましい。これにより、双方向の各走査時に液体噴射する場合に、液体ミストを各整流機構によって回収乃至排出することができる。
【００２６】
なお、液体被噴射媒体保持手段は、平面状の液体被噴射媒体を平面状態に保持するようになっていてもよいし、平面状の液体被噴射媒体を円筒面上で保持するようになっていてもよい。前者はシリアル方式と呼ばれる構成であり、後者はドラム方式と呼ばれる構成である。
【００２７】
なお、液体ミストの効果的な回収のために、前記偏向面及び／または前記第２偏向面には、液体ミストを吸収する吸収材が設けられていることが好ましい。
【００２８】
あるいは、ヘッド部材の一部が導電性材料で構成されており、当該ヘッド部材の一部が接地されている場合、前記偏向面及び／または前記第２偏向面には電極部材が設けられて、当該電極部材に所定の電位が印加されることが好ましい。この場合、静電的に液体ミストを回収することが可能である。この場合、電極部材には、１ｋＶ以上、好ましくは２ｋＶ以上の電位が印加されることが好ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００３０】
図１に示すように、本発明の一実施の形態のインクジェット式記録装置（液体噴射装置の一例）は、インクジェット式プリンタ１であり、インクカートリッジ２（液体容器）を保持可能なカートリッジホルダ部４ａを有する記録ヘッド４（ヘッド部材）が、キャリッジ５（キャリッジ部材）に支持されている。キャリッジ５は、ヘッド走査機構によって、主走査方向に沿って往復移動されるようになっている。
【００３１】
ヘッド走査機構は、ハウジングの左右方向に架設されたガイド部材６と、ハウジングの一方側に設けられたパルスモータ７と、パルスモータ７の回転軸に接続されて回転駆動される駆動プーリー８と、ハウジングの他方側に取付けられた遊転プーリー９と、駆動プーリー８及び遊転プーリー９の間に掛け渡されると共にキャリッジ５に結合されたタイミングベルト１０と、パルスモータ７の回転を制御する制御部１１（図４参照）と、から構成されている。これにより、パルスモータ７を作動させることによって、キャリッジ５、即ち、記録ヘッド４を、記録紙１２の幅方向である主走査方向に往復移動させることができる。
【００３２】
また、プリンタ１は、記録紙１２等の記録用媒体（液体被噴射媒体）を紙送り方向（副走査方向）に送り出す紙送り機構を有する。この紙送り機構は、紙送りモータ１３及び紙送りローラ１４等から構成される。記録紙１２等の記録媒体は、記録動作に連動して、順次送り出される。
【００３３】
本実施の形態のプリンタ１は、記録ヘッド４の往動時及び復動時の両方で記録動作を実行する（双方向記録を行う）ように構成されている。
【００３４】
さて、本実施の形態の記録ヘッド４は、図２に示すように、保持機構１１０を介して、当該記録ヘッド４の往動時の移動方向の下流側、図２においては右側、に整流部材１００を支持している（図１においては不図示）。また、保持機構２１０を介して、当該記録ヘッド４の復動時の移動方向の下流側、図２においては左側、に第２整流部材２００を支持している（図１においては不図示）。
【００３５】
ここで、整流部材１００は、記録ヘッド４の往動の主走査（図２において左方向）に伴って記録ヘッド４の記録紙１２側の面（後述するノズルプレート１６の下面）上において発生する気流（空気の粘性のために発生する：図２において右方向）の速度に影響を与えないように設けられている。すなわち、記録ヘッド４の記録紙１２側の面上の気流の状態が整流部材１００の有無によって変化しないように、整流部材１００の形状及び配置位置が調整されている。
【００３６】
同様に、第２整流部材２００は、記録ヘッド４の復動の主走査（図２において右方向）に伴って記録ヘッド４の記録紙１２側の面上において発生する気流（図２において左方向）の速度に影響を与えないように設けられている。すなわち、記録ヘッド４の記録紙１２側の面上の気流の状態が第２整流部材２００の有無によって変化しないように、第２整流部材２００の形状及び配置位置が調整されている。
【００３７】
また、本実施の形態の各整流部材１００、２００は、気流の方向を急激に変えるのでは無く、気流を円滑に偏向させるように形成されている。
【００３８】
まず、整流部材１００について詳細に説明する。
【００３９】
図２に示すように、整流部材１００は、前記気流を記録紙１２から離れる方向に円滑に偏向させる偏向面１０１を有している。本実施の形態の偏向面１０１は、極めて円滑に気流を案内するべく、略円弧状の断面を有している。
【００４０】
一方、整流部材１００は、記録紙１２から所定の間隔に設けられた気流逃がし面１０２を有している。本実施の形態における当該所定の間隔とは、記録ヘッド４の記録紙１２側の面と記録紙１２との間の間隔である。本実施の形態では記録紙１２は平面状態に保持されているため、気流逃がし面１０２は、記録ヘッド４の記録紙１２側の面（ノズルプレート１６の下面）と同一の面内に存在する平面である。
【００４１】
そして、偏向面１０１と気流逃がし面１０２とは、互いに背中合わせに接している。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。本件発明者の知見によれば、このような構成が採用される場合において、記録ヘッド４の記録紙１２側の面上において発生する気流の状態を整流部材１００の配置の有無に関わらず実質的に同一とすることが容易である。
【００４２】
更に、本実施の形態の整流部材１００は、偏向面１０１によって偏向された気流を更に偏向させる第２偏向面１０３を有している。本実施の形態の第２偏向面１０３は、前記気流を記録紙１２に向かう方向に円滑に偏向させる、つまり、折り返させるようになっている。
【００４３】
本実施の形態の第２偏向面１０３も、偏向面１０１と同様に、極めて円滑に気流を案内するべく、略円弧状の断面を有している。本実施の形態では、偏向面１０１及び第２偏向面１０３は、それぞれ同一径の略円弧状の断面を有している。
【００４４】
なお、本実施の形態では、第２偏向面１０３の前記気流の上流側の端縁の断面１０３Ａが、偏向面１０１の断面の略円弧を補完して仮想できる円（図２に点線で記載）の中心の近傍に位置している。本件発明者の知見によれば、このような位置関係が採用される場合において、第２偏向面１０３は、偏向面１０１により偏向される気流を妨げること無く、かつ、偏向面１０１により偏向される気流を円滑に受容することができる。
【００４５】
一方、第２偏向面１０３の前記気流の下流側の端縁１０３Ｂは、前記気流を記録紙１２に向かう方向に案内する平坦な案内面１０４に接するように接続されている。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【００４６】
また、平坦な案内面１０４に対向するように、平坦な第２案内面１０５が設けられている。本実施の形態では、案内面１０４と第２案内面１０５とは、略平行に配置されている。これにより、案内面１０４と第２案内面１０５との間に、気流通路Ｐが形成されている。そして、気流逃がし面１０２と第２案内面１０５とが、互いに背中合わせに接続されている。
【００４７】
なお、インクミストの効果的な回収のために、偏向面１０１及び第２偏向面１０３には、インクミストを吸収する吸収材１０１ｓ、１０３ｓが取り付けられている。
【００４８】
次に、第２整流部材２００について詳細に説明する。第２整流部材２００は、記録ヘッド４を挟んで前述の整流部材１００と鏡面対称の構造を有している。
【００４９】
すなわち、図２に示すように、第２整流部材２００は、記録ヘッド４の復動の主走査に伴って発生する気流を記録紙１２から離れる方向に円滑に偏向させる偏向面２０１を有している。本実施の形態の偏向面２０１は、極めて円滑に気流を案内するべく、略円弧状の断面を有している。
【００５０】
一方、第２整流部材２００は、記録紙１２から所定の間隔に設けられた気流逃がし面２０２を有している。本実施の形態における当該所定の間隔とは、記録ヘッド４の記録紙１２側の面と記録紙１２との間の間隔である。本実施の形態では記録紙１２は平面状態に保持されているため、気流逃がし面２０２は、記録ヘッド４の記録紙１２側の面（ノズルプレート１６の下面）と同一の面内に存在する平面である。
【００５１】
そして、偏向面２０１と気流逃がし面２０２とは、互いに背中合わせに接している。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【００５２】
更に、本実施の形態の第２整流部材２００は、偏向面２０１によって偏向された気流を更に偏向させる第２偏向面２０３を有している。本実施の形態の第２偏向面２０３は、前記気流を記録紙１２に向かう方向に円滑に偏向させる、つまり、折り返させるようになっている。
【００５３】
第２整流部材２００の第２偏向面２０３も、偏向面２０１と同様に、極めて円滑に気流を案内するべく、略円弧状の断面を有している。本実施の形態では、偏向面２０１及び第２偏向面２０３は、それぞれ、整流部材１００の偏向面１０１及び第２偏向面１０３と同一径の略円弧状の断面を有している。
【００５４】
そして、本実施の形態では、第２偏向面２０３の前記気流の上流側の端縁の断面２０３Ａが、偏向面２０１の断面の略円弧を補完して仮想できる円の中心の近傍に位置している。
【００５５】
一方、第２偏向面２０３の前記気流の下流側の端縁２０３Ｂは、前記気流を記録紙１２に向かう方向に案内する平坦な案内面２０４に接するように接続されている。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【００５６】
また、平坦な案内面２０４に対向するように、平坦な第２案内面２０５が設けられている。本実施の形態では、案内面２０４と第２案内面２０５とは、略平行に配置されている。これにより、案内面２０４と第２案内面２０５との間に、気流通路Ｐが形成されている。そして、気流逃がし面２０２と第２案内面２０５とが、互いに背中合わせに接続されている。
【００５７】
そして、インクミストの効果的な回収のために、偏向面２０１及び第２偏向面２０３には、インクミストを吸収する吸収材２０１ｓ、２０３ｓが取り付けられている。
【００５８】
なお、図２は、副走査方向に垂直な面での記録ヘッド４等の断面を示しているが、各整流部材１００、２００の各構成要素は、副走査方向においては当該副走査方向に平行に延在し、その副走査方向の長さは記録ヘッド４のそれに略一致している。
【００５９】
次に、記録ヘッド４の内部機構について説明する。記録ヘッド４は、ブラックインクを吐出可能なブラックヘッドユニットと、シアンインクを吐出可能なシアンヘッドユニットと、マゼンタインクを吐出可能なマゼンタヘッドユニットと、イエローインクを吐出可能なイエローヘッドユニットと、ライトシアンインクを吐出可能なライトシアンヘッドユニットと、ライトマゼンタインクを吐出可能なライトマゼンタヘッドユニットと、を有する。また、各ヘッドユニットの底面には、副走査方向に沿って、複数のノズル開口１７が形成されている。各ヘッドユニット毎のノズル開口１７は、同数であって、互いに１対１に対応して主走査方向に整列している。
【００６０】
次に、各ヘッドユニットについて、図３を用いて説明する。各ヘッドユニットは、共通の構造を有しており、図３に示すように、例えばプラスチックからなる箱体状のケース７１の収納室７２内に、櫛歯状の圧電振動子２１が一方の開口から挿入されて櫛歯状先端部２１ａが他方の開口に臨んでいる。その他方の開口側のケース７１の表面（下面）には流路ユニット７４が接合され、櫛歯状先端部２１ａは、それぞれ流路ユニット７４の所定部位に当接固定されている。
【００６１】
圧電振動子２１は、圧電体２１ｂを挟んで共通内部電極２１ｃと個別内部電極２１ｄとを交互に積層した板状の振動子板を、ドット形成密度に対応させて櫛歯状に切断して構成してある。そして、共通内部電極２１ｃと個別内部電極２１ｄとの間に電位差を与えることにより、各圧電振動子２１は、積層方向と直交する振動子長手方向に伸縮する。
【００６２】
流路ユニット７４は、流路形成板７５を間に挟んでノズルプレート１６と弾性板７７を両側に積層することにより構成されている。
【００６３】
流路形成板７５は、ノズルプレート１６に複数開設したノズル開口１７とそれぞれ連通して圧力発生室隔壁を隔てて列設された複数の圧力発生室２２と、各圧力発生室２２の少なくとも一端に連通する複数の供給部８２と、全供給部８２が連通する細長い共通室８３と、が形成された板材である。例えば、シリコンウエハーをエッチング加工することにより、細長い共通室８３が形成され、共通室８３の長手方向に沿って圧力発生室２２がノズル開口１７のピッチに合わせて形成され、各圧力発生室２２と共通室８３との間に溝状の供給部８２が形成され得る。なお、この場合、圧力発生室２２の一端に供給部８２が接続し、この供給部８２とは反対側の端部近傍でノズル開口１７が位置するように配置されている。また、共通室８３は、インクカートリッジ２に貯留されたインクを圧力発生室２２に供給するための室であり、その長手方向のほぼ中央に供給管８４が連通している。
【００６４】
弾性板７７は、ノズルプレート１６とは反対側の流路形成板７５の面に積層され、ステンレス板８７の下面側にＰＰＳ等の高分子体フィルムを弾性体膜８８としてラミネート加工した二重構造である。そして、圧力発生室２２に対応した部分のステンレス板８７をエッチング加工して、圧電振動子２１を当接固定するためのアイランド部８９が形成されている。
【００６５】
上記の構成を有する各ヘッドユニットでは、圧電振動子２１を振動子長手方向に伸長させることにより、アイランド部８９がノズルプレート１６側に押圧され、アイランド部８９周辺の弾性体膜８８が変形して圧力発生室２２が収縮する。また、圧力発生室２２の収縮状態から圧電振動子２１を長手方向に収縮させると、弾性体膜８８の弾性により圧力発生室２２が膨張する。圧力発生室２２を一旦膨張させてから収縮させることにより、圧力発生室２２内のインクの圧力が高まって、ノズル開口１７からインク滴が吐出される。
【００６６】
すなわち、各ヘッドユニットにおいては、圧電振動子２１に対する充放電に伴って、対応する圧力室２２の容量が変化する。このような圧力室２２の圧力変動を利用して、ノズル開口１７からインク滴を吐出させたり、メニスカス（ノズル開口１７で露出しているインクの自由表面）を微振動させたりすることができる。
【００６７】
なお、上記の縦振動振動モードの圧電振動子２１に代えて、いわゆるたわみ振動モードの圧電振動子を用いることも可能である。たわみ振動モードの圧電振動子は、充電による変形で圧力室を収縮させ、放電による変形で圧力室を膨張させる圧電振動子である。
【００６８】
次に、プリンタ１の電気的構成について説明する。図４に示すように、このインクジェット式プリンタ１は、プリンタコントローラ３０とプリントエンジン３１とを備えている。
【００６９】
プリンタコントローラ３０は、外部インターフェース（外部Ｉ／Ｆ）３２と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ３３と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ３４と、ＣＰＵ等を含んで構成された制御部１１と、クロック信号を発生する発振回路３５と、記録ヘッド４の各ヘッドユニットへ供給するための駆動信号等を発生する駆動信号発生回路３６と、駆動信号や、印刷データに基づいて展開されたドットパターンデータ（ビットマップデータ）等をプリントエンジン３１に送信する内部インターフェース（内部Ｉ／Ｆ）３７と、を備えている。
【００７０】
外部Ｉ／Ｆ３２は、例えば、キャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータ等によって構成される印刷データを、図示しないホストコンピュータ等から受信する。また、ビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）が、外部Ｉ／Ｆ３２を通じて、ホストコンピュータ等に対して出力される。
【００７１】
ＲＡＭ３３は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファ及びワークメモリ（図示せず）を有している。そして、受信バッファは、外部Ｉ／Ｆ３２を介して受信された印刷データを一時的に記憶し、中間バッファは、制御部１１により変換された中間コードデータを記憶し、出力バッファは、ドットパターンデータを記憶する。ここで、ドットパターンデータとは、中間コードデータ（例えば、階調データ）をデコード（翻訳）することにより得られる印字データである。
【００７２】
ＲＯＭ３４には、各種データ処理を行わせるための制御プログラム（制御ルーチン）の他に、フォントデータ、グラフィック関数等が記憶されている。さらにＲＯＭ３４は、メンテナンス情報保持手段として、メンテナンス動作用の設定データをも記憶している。
【００７３】
制御部１１は、ＲＯＭ３４に記憶された制御プログラムに従って各種の制御を行う。例えば、受信バッファ内の印刷データを読み出すと共にこの印刷データを変換して中間コードデータとし、当該中間コードデータを中間バッファに記憶させる。また、制御部１１は、中間バッファから読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ３４に記憶されているフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して、ドットパターンデータに展開（デコード）する。そして、制御部１１は、必要な装飾処理を施した後に、このドットパターンデータを出力バッファに記憶させる。
【００７４】
記録ヘッド４の１回の主走査により記録可能な１行分のドットパターンデータが得られたならば、当該１行分のドットパターンデータが、出力バッファから内部Ｉ／Ｆ３７を通じて順次記録ヘッド４の各インクヘッドユニットの電気駆動系３９に出力され、キャリッジ５が走査されて１行分の印刷が行われる。出力バッファから１行分のドットパターンデータが出力されると、展開済みの中間コードデータが中間バッファから消去され、次の中間コードデータについての展開処理が行われる。
【００７５】
さらに、制御部１１は、記録ヘッド４による記録動作とは別途に実施されるメンテナンス動作（回復動作）をも制御するようになっている。
【００７６】
プリントエンジン３１は、紙送り機構としての紙送りモータ１３と、ヘッド走査機構としてのパルスモータ７と、記録ヘッド４の電気駆動系３９と、を含んで構成してある。
【００７７】
次に、記録ヘッド４の電気駆動系３９について説明する。電気駆動系３９は、図４に示すように、順に電気的に接続されたシフトレジスタ回路４０、ラッチ回路４１、レベルシフタ回路４２、スイッチ回路４３及び圧電振動子２１を備えている。これらのシフトレジスタ回路４０、ラッチ回路４１、レベルシフタ回路４２、スイッチ回路４３及び圧電振動子２１は、それぞれ、記録ヘッド４の各ヘッドユニットの各ノズル開口１７毎に設けられている。
【００７８】
この電気駆動系３９では、スイッチ回路４３に加わる選択データが「１」の場合、スイッチ回路４３は接続状態となって駆動信号が圧電振動子２１に直接印加され、各圧電振動子２１は駆動信号の信号波形に応じて変形する。一方、スイッチ回路４３に加わる選択データが「０」の場合、スイッチ回路４３は非接続状態となって圧電振動子２１への駆動信号の供給が遮断される。
【００７９】
このように、選択データに基づいて、各圧電振動子２１に対して駆動信号を選択的に供給できる。このため、与えられる選択データ次第で、ノズル開口１７からインク滴を吐出させたり、メニスカスを微振動させたりすることができる。
【００８０】
次に、プリンタ１の動作について説明する。
【００８１】
電源が投入されると、まず必要な初期化動作が行われる。その後、記録ヘッド４は待機ポジションで待機する。１行分の印字データがＲＡＭ３３の出力バッファから出力されると、記録ヘッド４は、記録動作に先だって、メンテナンス動作（回復動作）を実施する。
【００８２】
このメンテナンス動作は、記録ヘッド４のインク滴の吐出能力を維持するために行われるもので、例えばインク吸引動作とフラッシング動作と微振動動作とがあり、適宜に選択されて実施される。
【００８３】
そして、メンテナンス動作がなされた後に、印字データに基づく記録動作が行われる。具体的には、記録ヘッド４の主走査方向の移動中に、ノズル開口１７から適宜のタイミングでインク滴が吐出され得る。
【００８４】
本実施の形態では、記録ヘッド４の左右に整流部材１００及び第２整流部材２００が設けられているが、各整流部材１００、２００は、記録ヘッド４の主走査に伴って記録ヘッド４の記録紙１２側の面（ノズルプレート１６の下面）上において発生する気流の速度に影響を与えないように設けられている。従って、インク滴の吐出軌道に対する前記気流の影響が各整流部材１００、２００の存在によって変わらないため、各整流部材１００、２００が設けられていない状態でのインク滴吐出制御に変更を加える必要無く、高精度なインク滴吐出が実現され得る。
【００８５】
一方、インク滴吐出動作に伴って発生し得るインクミストは、前記気流に乗って移動する。インクミストは、主として、インク滴が記録紙１２に着弾した際に跳ね散って生じるため、記録紙１２から遠ざかる方向（図２の上方向）の速度成分を有している場合が多い。従って、インクミストは、記録紙１２と気流逃がし面１０２、２０２との間を通る気流ではなく、偏向面１０１、２０１に案内される気流の方に多く含まれる傾向にある。そして、偏向面１０１、２０１、更には、偏向面１０１、２０１を通過した気流を案内する第２偏向面１０３、２０３において、インクミストを吸収する吸収材１０１ｓ、１０３ｓ、２０１ｓ、２０３ｓが設けられているため、インクミストは偏向面による強い遠心力の作用により、これら吸収材１０１ｓ、１０３ｓ、２０１ｓ、２０３ｓによって効果的に吸収される。これにより、インクミストが記録ヘッド４近傍を含め装置内の各部材を汚すことが防止され得る。
【００８６】
本実施の形態では、断面円弧状の偏向面１０１、２０１が、前記気流を記録紙１２から離れる方向に極めて円滑に偏向させるため、インクミストが記録紙１２から極めて円滑に遠ざけられる。これにより、記録紙１２がインクミストによって汚れることが効果的に防止され得る。
【００８７】
特に、偏向面１０１、２０１と気流逃がし面１０２、２０２とが、互いに背中合わせに「接して」いるため、インクミストを含む気流は、極めて円滑に偏向面１０１、２０２上に案内される。
【００８８】
また、第２偏向面１０３、２０３も略円弧状の断面を有しているために、極めて円滑に気流が案内され得る。
【００８９】
更には、第２偏向面１０３、２０３の前記気流の下流側の端縁１０３Ｂ、２０３Ｂが、前記気流を記録紙１２に向かう方向に案内する案内面１０４，２０４に接するように接続されているため、気流の流れが極めて円滑に保たれ得る。
【００９０】
次に、図５を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５に示す実施の形態では、前述の第１の実施の形態における整流部材１００及び第２整流部材２００が更に改良されている。
【００９１】
すなわち、図５に示す整流部材１００’は、第２案内面１０５’が完全に平坦では無くて、気流逃がし面１０２の側において断面円弧状となっている。そして、第２偏向面１０５’と気流逃がし面１０２とが、互いに背中合わせに「接して」いる。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【００９２】
更に、案内面１０４’が、案内面１０４と比較して短縮され、代わりにシャッタ部材１０６’（閉鎖機構の一例）が設けられている。シャッタ部材１０６’は、案内面１０４’に略連続に設けられ、案内面１０４’の延長方向に延びる開放位置と、第２案内面１０５’に略接触する閉鎖位置と、の間で可動に設けられている。
【００９３】
そして、シャッタ部材１０６’は、整流部材１００’が記録ヘッド４に対して走査方向の上流側となる場合に、第２案内面１０５’に略接触する閉鎖位置に制御され、気流通路Ｐを遮断するようになっている。
【００９４】
また、偏向面１０１及び第２偏向面１０３には、それぞれ吸収材１０１ｓ、１０３ｓの代わりに、電極部材１０１ｅ、１０３ｅが設けられている。そして、当該電極部材１０１ｅ、１０３ｅには、所定の電位が印加されている。なお、この場合、記録ヘッド４の少なくとも一部は、導電性材料で構成されて、接地されている。前記所定の電位とは、この場合、１ｋＶ以上の電位、好ましくは２ｋＶ以上の電位である。
【００９５】
整流部材１００’のその他の構成は、整流部材１００と同一である。同一の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９６】
同様に、図５に示す第２整流部材２００’は、第２案内面２０５’が完全に平坦では無くて、気流逃がし面２０２の側において断面円弧状となっている。そして、第２偏向面２０５’と気流逃がし面２０２とが、互いに背中合わせに「接して」いる。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【００９７】
更に、案内面２０４’が、案内面２０４と比較して短縮され、代わりにシャッタ部材２０６’が設けられている。シャッタ部材２０６’は、案内面２０４’に略連続に設けられ、案内面２０４’の延長方向に延びる開放位置と、第２案内面２０５’に略接触する閉鎖位置と、の間で可動に設けられている。
【００９８】
そして、シャッタ部材２０６’は、第２整流部材２００’が記録ヘッド４に対して走査方向の上流側となる場合に、第２案内面２０５’に略接触する閉鎖位置に制御され、気流通路Ｐを遮断するようになっている。
【００９９】
また、偏向面２０１及び第２偏向面２０３には、それぞれ吸収材２０１ｓ、２０３ｓの代わりに、電極部材２０１ｅ、２０３ｅが設けられている。そして、当該電極部材２０１ｅ、２０３ｅには、所定の電位が印加されている。前記所定の電位とは、この場合、１ｋＶ以上の電位、好ましくは２ｋＶ以上の電位である。
【０１００】
第２整流部材２００’のその他の構成は、第２整流部材２００と同一である。同一の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１０１】
本実施の形態によれば、各整流部材１００’、２００’が記録ヘッド４の走査方向に対して上流側となる場合において、各シャッタ部材１０６’、２０６’が閉鎖位置に制御されることにより、気流通路Ｐ内を記録ヘッド４側に逆流する気流の発生が効果的に防止される。これにより、記録ヘッド４の主走査移動中にインクミストが記録ヘッド４側へ逆送されることが極めて有効に防止される。
【０１０２】
また、本実施の形態によれば、第２案内面１０５’、２０５’と気流逃がし面１０２、２０２とが互いに背中合わせに「接して」いるため、各整流部材１００’、２００’が記録ヘッド４の走査方向に対して上流側となる場合において、気流逃がし面１０２、２０２上の気流の状態がより安定している。
【０１０３】
更に、記録ヘッド４の一部が導電性材料で構成されて、当該記録ヘッドの一部が接地されており、偏向面１０１、２０１及び第２偏向面１０３、２０３にはそれぞれ電極部材１０１ｅ、２０１ｅ、１０３ｅ、２０３ｅが設けられて、当該電極部材１０１ｅ、２０１ｅ、１０３ｅ、２０３ｅに所定の電位が印加されていることにより、インクミストが静電的に回収され得る。
【０１０４】
次に、図６乃至図８を用いて、本発明の第３の実施の形態について説明する。図６乃至図８に示す実施の形態は、ドラム方式のインクジェット記録装置である。前述の実施の形態は、記録紙１２が平面状態に保持されるシリアル方式のインクジェット記録装置であったが、本実施の形態では、記録紙１２はドラム３００の円筒面上に保持される。
【０１０５】
図６及び図７に示すように、ドラム３００は、回転軸３００ａ回りに回転するようになっている。記録紙１２は、ドラム３００の円筒面上に、用紙押さえ部材３０１、３０２を介して、固定されるようになっている。
【０１０６】
ドラム３００の上方には、回転軸３００ａと平行に、記録ヘッド３０４が配置されている。記録ヘッド３０４のドラム３００側の面は、複数のノズル開口が設けられたノズル面として構成されている。本実施の形態では、当該ノズル面は水平面である。ドラム３００の回転に伴って、空気の粘性のために、当該ノズル面上において気流が発生する。
【０１０７】
図７及び図８に示すように、記録ヘッド３０４に対して前記気流の上流側に、ヘッド前方整流部材３１０が設けられている。ヘッド前方整流部材３１０は、記録ヘッド３０４に隣接して設けられており、前記ノズル面と記録紙１２との間の距離に略等しい間隔だけ記録紙１２から離れた気流案内面３１０ａを有している。気流案内面３１０ａは、ドラム３００の回転軸３００ａを中心にした円弧状断面を有している。
【０１０８】
また、ヘッド前方整流部材３１０には、気流案内面３１０ａに「接する」ように、気流を上方側に逃がす円滑な気流逃がし面３１０ｂも形成されている。ここで、両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【０１０９】
一方、記録ヘッド３０４に対して前記気流の下流側に、ヘッド後方整流部材４００が設けられている。ヘッド後方整流部材４００は、記録ヘッド３０４に隣接して設けられており、前記ノズル面と記録紙１２との間の距離に略等しい間隔だけ記録紙１２から離れた気流案内面４００ａを有している。気流案内面４００ａは、ドラム３００の回転軸３００ａを中心にした円弧状断面を有している。
【０１１０】
また、ヘッド後方整流部材４００には、気流案内面４００ａの延長方向に、空洞部４００ｓを挟んで、前記ノズル面と記録紙１２との間の距離に略等しい間隔だけ記録紙１２から離れた気流逃がし面４０２を有している。
【０１１１】
一方、ヘッド後方整流部材４００の空洞部４００ｓには、前記気流を記録紙１２から離れる方向に円滑に偏向させる偏向面４０１が形成されている。本実施の形態の偏向面４０１は、極めて円滑に気流を案内するべく、略円弧状の断面を有している。
【０１１２】
そして、偏向面４０１と気流逃がし面４０２とは、互いに背中合わせに接している。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【０１１３】
更に、ヘッド後方整流部材４００の空洞部４００ｓには、偏向面４０１によって偏向された気流を案内する天井面４０４と、前記気流を更に偏向させる第２偏向面４０３と、が形成されている。本実施の形態の第２偏向面４０３は、前記気流を記録紙１２に向かう方向に円滑に偏向させる、つまり、折り返させるようになっている。
【０１１４】
本実施の形態の第２偏向面４０３も、偏向面４０１と同様に、極めて円滑に気流を案内するべく、略円弧状の断面を有している。本実施の形態では、偏向面４０１及び第２偏向面４０３は、それぞれ同一径の略円弧状の断面を有している。
【０１１５】
そして、第２偏向面４０３と気流案内面４００ａとは、互いに背中合わせに接している。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【０１１６】
本件発明者の知見によれば、以上のような構成が採用される場合において、記録ヘッド３０４の記録紙１２側のノズル面上において発生する気流の状態を、ヘッド前方整流部材３１０及びヘッド後方整流部材４００の配置の有無に関わらず実質的に同一とすることが容易である。
【０１１７】
そして、本実施の形態では記録ヘッド３０４の左右に整流部材３１０、４００が隣接して設けられているが、各整流部材３１０、４００は、記録ヘッド３０４の相対的な走査移動（実際にはドラム３００の回転移動）に伴って記録ヘッド３０４の記録紙１２側の面上において発生する気流の速度に影響を与えないように設けられている。
【０１１８】
なお、インクミストの効果的な回収のために、偏向面４０１、天井面４０４及び第２偏向面４０３には、インクミストを吸収する吸収材４０１ｓ、４０４ｓ、４０３ｓが設けられている。
【０１１９】
本実施の形態によれば、インク滴の吐出軌道に対する前記気流の影響が各整流部材３１０、４００の存在によって変わらない。このため、各整流部材３１０、４００が設けられていない状態でのインク滴吐出制御に変更を加える必要無く、高精度なインク滴吐出が実現され得る。
【０１２０】
一方、インク滴吐出動作に伴って発生し得るインクミストは、前記気流に乗って移動する。そして、インクミストは、ドラム３００近傍において遠心力の作用を受けるため、記録紙１２と気流逃がし面４０２との間を通る気流ではなく、偏向面４０１に案内される気流の方に多く含まれる傾向にある。そして、偏向面４０１、更には、偏向面４０１を通過した気流を案内する天井面４０４及び第２偏向面４０３において、インクミストを吸収する吸収材４０１ｓ、４０４ｓ、４０３ｓが設けられているため、インクミストはこれら吸収材４０１ｓ、４０４ｓ、４０３ｓによって効果的に吸収される。これにより、インクミストが記録ヘッド３０４近傍を含め装置内部の各部材を汚すことが防止され得る。
【０１２１】
本実施の形態では、断面円弧状の偏向面４０１が、前記気流を記録紙１２から離れる方向に極めて円滑に偏向させるため、インクミストが記録紙１２から極めて円滑に遠ざけられる。これにより、記録紙１２がインクミストによって汚れることが効果的に防止され得る。
【０１２２】
特に、偏向面４０１と気流逃がし面４０２とが、互いに背中合わせに「接して」いるため、インクミストを含む気流は、極めて円滑に偏向面４０１上に案内される。偏向面では強い遠心力が作用することにより、インクミストは効率的に吸収材に吸収される。
【０１２３】
なお、以上の説明はインクジェット記録装置についてなされているが、本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものである。液体の例としては、インクの他に、グルー、マニキュア、導電性液体（液体金属）等が用いられ得る。更に、本発明は、液晶等の表示体におけるカラーフィルタの製造用装置にも適用され得る。
【０１２４】
【発明の効果】
本発明によれば、整流機構が、ヘッド面上に発生する気流の速度に影響を与えないように、かつ、前記気流を円滑に偏向させるように配置されているため、整流機構が設けられていない場合と同様の液体噴射制御を実施することで正確な着弾位置に液体滴を噴射することができる一方、発生し得る液体ミストは気流に乗って偏向され、適宜の態様で回収乃至排出され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のインクジェット式記録装置の概略斜視図である。
【図２】本実施の形態の記録ヘッド及び各整流部材を示す概略断面図である。
【図３】本実施の形態の記録ヘッドのヘッドユニットの構成を説明する図である。
【図４】本実施の形態の記録ヘッドの電気的構成を示す概略ブロック図である。
【図５】記録ヘッド及び各整流部材の他の実施の形態を示す概略断面図である。
【図６】ドラム方式のインクジェット式記録装置の要部を示す概略斜視図である。
【図７】図６の概略断面図である。
【図８】図７のＡ部拡大図である。
【符号の説明】
１ インクジェット式プリンタ
２ インクカートリッジ
４ 記録ヘッド
５ キャリッジ
６ ガイド部材
７ パルスモータ
８ 駆動プーリー
９ 遊転プーリー
１０ タイミングベルト
１１ 制御部
１２ 記録紙
１３ 紙送りモータ
１４ 紙送りローラ
１６ ノズルプレート
１７ ノズル開口
２１ 圧電振動子
２１ａ 櫛歯状先端部
２１ｂ 圧電体
２１ｃ 共通内部電極
２１ｄ 個別内部電極
２２ 圧力発生室
３０ プリンタコントローラ
３１ プリントエンジン
３２ 外部インターフェース
３３ ＲＡＭ
３４ ＲＯＭ
３５ 発振回路
３６ 駆動信号発生回路
３７ 内部インターフェイス
３９ 記録ヘッドの電気駆動系
４０ シフトレジスタ回路
４１ ラッチ回路
４２ レベルシフタ回路
４３ スイッチ回路
７１ ケース
７２ 収納室
７４ 流路ユニット
７５ 流路形成板
７７ 弾性板
８０ ノズル開口
８２ 供給部
８３ 共通室
８４ 供給管
８７ ステンレス板
８８ 弾性体膜
８９ アイランド部
１００、１００’ 整流部材
１０１ 偏向面
１０２ 気流逃がし面
１０３ 第２偏向面
１０４、１０４’ 案内面
１０５、１０５’ 第２案内面
１０６’ シャッタ部材
１１０ 保持機構
２００、２００’ 第２整流部材
２０１ 偏向面
２０２ 気流逃がし面
２０３ 第２偏向面
２０４、２０４’ 案内面
２０５、２０５’ 第２案内面
２０６’ シャッタ部材
２１０ 保持機構
１０１ｓ、１０３ｓ、２０１ｓ、３０１ｓ 吸収材
１０１ｅ、１０３ｅ、２０１ｅ、３０１ｅ 電極部材
３００ ドラム
３００ａ 回転軸
３０１、３０２ 用紙押さえ部材
３０４ 記録ヘッド
３１０ ヘッド前方整流部材
３１０ａ 気流案内面
４００ ヘッド前方整流部材
４００ａ 気流案内面
４０１ 偏向面
４０２ 気流逃がし面
４０３ 第２偏向面
４０４ 天井面
４０１ｓ、４０３ｓ、４０４ｓ 吸収材
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口から液体滴を吐出させるヘッド部材を備えた液体噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置は、記録ヘッドからインク滴が吐出される際に、微小なインクミストをも発生させてしまう。このようなインクミストは、インクジェット式記録装置の記録ヘッド近傍の各部材を汚し得る。その場合、結果的に、液体被噴射媒体の一例である記録用紙が汚れてしまったりする。更には、インクミストが固化すると、記録用紙の搬送が阻害される場合もある。
【０００３】
特開２００２−３０７７２５は、インクミストを効果的に回収する技術として、ファンを用いて発生させた気流によってインクミストを回収する方法を開示している。
【０００４】
しかしながら、ファンを用いる構成はコスト高を招く。更には、ファンによって発生される気流は、吐出インク滴の軌道に影響し、吐出インク滴が着弾位置に正しく到達することを妨害して、結果的に印字品質を低下させてしまう。
【０００５】
特開平１１−１７９９３０は、記録ヘッドに隣接してミスト回収部を設けて、気流の剥離作用により発生する乱流を利用してインクミストを回収する方法を開示している。この方法は、コスト高を招くこともない。
【０００６】
しかしながら、本件発明者による実験の結果、特開平１１−１７９９３０に開示された構成では、インクミストを十分に回収することができないことが知見された。
【０００７】
特開２０００−２６３８１４は、印字ヘッドの走査時に空気の粘性のために発生する気流を利用してインクミストを回収する方法を開示している。具体的には、インク吐出口（ノズル開口）近傍を通過した気流が印字ヘッドに沿って上昇するように、気流を案内する凸部が設けられている。
【０００８】
しかしながら、本件発明者による実験の結果、特開２０００−２６３８１４に開示された構成では、印字品質が低下してしまうことが知見された。
【０００９】
本件発明者は、この印字品質低下の原因について、凸部の下端部がインク吐出口よりも記録紙に近い位置に配置されているために（特開２０００−２６３８１４に開示された技術では、気流を上向きに確実に案内するために、当該位置関係が不可欠である）、インク吐出口近傍を気流が円滑に通過できないためであると考えた。つまり、特開２０００−２６３８１４に開示された技術では、気流の通過経路についての考察のみがなされていて、気流の実際上の振る舞いについての考察（流体力学的考察）が十分になされていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、吐出インク滴が着弾位置に正しく到達することを妨害することなく、インクミストを十分に回収することができるインクジェット式記録装置、広くは、噴射される液体滴が着弾位置に正しく到達することを妨害することなく、液体ミストを十分に回収することができる液体噴射装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−３０７７２５号公報
【特許文献２】
特開平１１−１７９９３０号公報
【特許文献３】
特開２０００−２６３８１４号公報
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ノズル開口が形成されたノズル面を有するヘッド部材と、ヘッド部材のノズル面から所定の間隔（距離）に平面状の液体被噴射媒体を保持する液体被噴射媒体保持手段と、ヘッド部材のノズル面と平面状の液体被噴射媒体との間の所定の間隔（距離）を維持しながら、ヘッド部材を液体被噴射媒体に対して相対的に所定方向に移動させる走査手段と、ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて液体を噴射させる圧力変動手段と、吐出データに基づいて圧力変動手段を駆動させる制御本体部と、ヘッド面に対して走査手段によるヘッド部材の相対的移動方向の下流側に、走査手段によるヘッド部材の相対的移動に伴ってヘッド面上に発生する気流の速度に影響を与えないように、かつ、前記気流を円滑に偏向させるように配置された整流機構と、を備えたことを特徴とする液体噴射装置である。
【００１３】
本発明によれば、整流機構が、ヘッド面上に発生する気流の速度に影響を与えないように、かつ、前記気流を円滑に偏向させるように配置されているため、整流機構が設けられていない場合と同様の液体噴射制御を実施することで正確な着弾位置に液体滴を噴射することができる一方、発生し得る液体ミストは気流に乗って偏向され、適宜の態様で回収乃至排出され得る。
【００１４】
好ましくは、整流機構は、前記気流を液体被噴射媒体から離れる方向に円滑に偏向させる偏向面を有している。これにより、液体ミストが液体被噴射媒体から遠ざけられるため、液体被噴射媒体が液体によって汚れることが防止される。
【００１５】
この場合、前記偏向面は、略円弧状の断面を有していることが好ましい。偏向面が略円弧状の断面を有する場合、極めて円滑に気流を案内することができる。
【００１６】
特に、前記偏向面の略円弧状の断面が、前記偏向面の前記気流の上流側の端縁において液体被噴射媒体から所定の間隔の面に対して接している場合、気流が偏向面上に極めて円滑に推移できる。
【００１７】
また、整流機構は、液体被噴射媒体から所定の間隔に設けられた気流逃がし面を有しており、前記偏向面と前記気流逃がし面とは、互いに背中合わせに接していることが好ましい。このようにすれば、ヘッド面上に発生する気流の速度に影響を与えない構成を容易に実現することができる。
【００１８】
更に、整流機構は、偏向面によって偏向された気流を更に偏向させる第２偏向面を有していることが好ましい。
【００１９】
この場合、例えば、前記第２偏向面は、前記気流を液体被噴射媒体に向かう方向に円滑に偏向させるようになっている。
【００２０】
また、前記第２偏向面も、略円弧状の断面を有していることが好ましい。この場合、第２偏向面は、極めて円滑に気流を案内することができる。
【００２１】
偏向面及び第２偏向面が、それぞれ略円弧状の断面を有している場合、前記第２偏向面の前記気流の上流側の端縁の断面は、前記偏向面の断面の略円弧を補完して仮想できる円の中心の近傍に位置していることが好ましい。この場合、第２偏向面は、偏向面により偏向される気流を妨げること無く、かつ、偏向面により偏向される気流を円滑に受容することができる。ここで、偏向面及び第２偏向面は、それぞれ同一径の略円弧状の断面を有していることが好ましい。
【００２２】
更に好ましくは、前記第２偏向面の前記気流の下流側の端縁は、前記気流を液体被噴射媒体に向かう方向に案内する案内面に接するように接続される。更に好ましくは、前記案内面に対向するように第２案内面が設けられて、案内面と第２案内面との間に気流通路が形成される。更に好ましくは、前記偏向面と前記第２案内面とは、互いに背中合わせに接する。
【００２３】
ここで、走査手段が、ヘッド部材のノズル面と平面状の液体被噴射媒体との間の所定の間隔を維持しながら、ヘッド部材を液体被噴射媒体に対して相対的に前記所定方向とは逆方向に移動させることが可能である場合、前記気流通路には、走査手段によるヘッド部材の前記逆方向への相対的移動中に当該気流通路を閉鎖する閉鎖機構が設けられていることが好ましい。この場合、気流通路内における逆方向の気流の発生が閉鎖機構によって防止されるため、走査手段によるヘッド部材の前記逆方向への相対的移動中に液体ミストがヘッド部材側へ逆送されることが防止される。
【００２４】
また、走査手段が、ヘッド部材のノズル面と平面状の液体被噴射媒体との間の所定の間隔を維持しながら、ヘッド部材を液体被噴射媒体に対して相対的に前記所定方向とは逆方向に移動させることが可能である場合、ヘッド面に対して走査手段によるヘッド部材の前記逆方向への相対的移動の下流側に、走査手段によるヘッド部材の当該逆方向への相対的移動に伴ってヘッド面上に発生する気流の速度に影響を与えないように、かつ、前記気流を円滑に偏向させるように配置された第２整流機構が設けられていることが好ましい。
【００２５】
すなわち、ヘッド部材が双方向移動可能に構成されている場合には、各方向への相対的移動のそれぞれの下流側に、それぞれ整流機構が設けられていることが好ましい。これにより、双方向の各走査時に液体噴射する場合に、液体ミストを各整流機構によって回収乃至排出することができる。
【００２６】
なお、液体被噴射媒体保持手段は、平面状の液体被噴射媒体を平面状態に保持するようになっていてもよいし、平面状の液体被噴射媒体を円筒面上で保持するようになっていてもよい。前者はシリアル方式と呼ばれる構成であり、後者はドラム方式と呼ばれる構成である。
【００２７】
なお、液体ミストの効果的な回収のために、前記偏向面及び／または前記第２偏向面には、液体ミストを吸収する吸収材が設けられていることが好ましい。
【００２８】
あるいは、ヘッド部材の一部が導電性材料で構成されており、当該ヘッド部材の一部が接地されている場合、前記偏向面及び／または前記第２偏向面には電極部材が設けられて、当該電極部材に所定の電位が印加されることが好ましい。この場合、静電的に液体ミストを回収することが可能である。この場合、電極部材には、１ｋＶ以上、好ましくは２ｋＶ以上の電位が印加されることが好ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００３０】
図１に示すように、本発明の一実施の形態のインクジェット式記録装置（液体噴射装置の一例）は、インクジェット式プリンタ１であり、インクカートリッジ２（液体容器）を保持可能なカートリッジホルダ部４ａを有する記録ヘッド４（ヘッド部材）が、キャリッジ５（キャリッジ部材）に支持されている。キャリッジ５は、ヘッド走査機構によって、主走査方向に沿って往復移動されるようになっている。
【００３１】
ヘッド走査機構は、ハウジングの左右方向に架設されたガイド部材６と、ハウジングの一方側に設けられたパルスモータ７と、パルスモータ７の回転軸に接続されて回転駆動される駆動プーリー８と、ハウジングの他方側に取付けられた遊転プーリー９と、駆動プーリー８及び遊転プーリー９の間に掛け渡されると共にキャリッジ５に結合されたタイミングベルト１０と、パルスモータ７の回転を制御する制御部１１（図４参照）と、から構成されている。これにより、パルスモータ７を作動させることによって、キャリッジ５、即ち、記録ヘッド４を、記録紙１２の幅方向である主走査方向に往復移動させることができる。
【００３２】
また、プリンタ１は、記録紙１２等の記録用媒体（液体被噴射媒体）を紙送り方向（副走査方向）に送り出す紙送り機構を有する。この紙送り機構は、紙送りモータ１３及び紙送りローラ１４等から構成される。記録紙１２等の記録媒体は、記録動作に連動して、順次送り出される。
【００３３】
本実施の形態のプリンタ１は、記録ヘッド４の往動時及び復動時の両方で記録動作を実行する（双方向記録を行う）ように構成されている。
【００３４】
さて、本実施の形態の記録ヘッド４は、図２に示すように、保持機構１１０を介して、当該記録ヘッド４の往動時の移動方向の下流側、図２においては右側、に整流部材１００を支持している（図１においては不図示）。また、保持機構２１０を介して、当該記録ヘッド４の復動時の移動方向の下流側、図２においては左側、に第２整流部材２００を支持している（図１においては不図示）。
【００３５】
ここで、整流部材１００は、記録ヘッド４の往動の主走査（図２において左方向）に伴って記録ヘッド４の記録紙１２側の面（後述するノズルプレート１６の下面）上において発生する気流（空気の粘性のために発生する：図２において右方向）の速度に影響を与えないように設けられている。すなわち、記録ヘッド４の記録紙１２側の面上の気流の状態が整流部材１００の有無によって変化しないように、整流部材１００の形状及び配置位置が調整されている。
【００３６】
同様に、第２整流部材２００は、記録ヘッド４の復動の主走査（図２において右方向）に伴って記録ヘッド４の記録紙１２側の面上において発生する気流（図２において左方向）の速度に影響を与えないように設けられている。すなわち、記録ヘッド４の記録紙１２側の面上の気流の状態が第２整流部材２００の有無によって変化しないように、第２整流部材２００の形状及び配置位置が調整されている。
【００３７】
また、本実施の形態の各整流部材１００、２００は、気流の方向を急激に変えるのでは無く、気流を円滑に偏向させるように形成されている。
【００３８】
まず、整流部材１００について詳細に説明する。
【００３９】
図２に示すように、整流部材１００は、前記気流を記録紙１２から離れる方向に円滑に偏向させる偏向面１０１を有している。本実施の形態の偏向面１０１は、極めて円滑に気流を案内するべく、略円弧状の断面を有している。
【００４０】
一方、整流部材１００は、記録紙１２から所定の間隔に設けられた気流逃がし面１０２を有している。本実施の形態における当該所定の間隔とは、記録ヘッド４の記録紙１２側の面と記録紙１２との間の間隔である。本実施の形態では記録紙１２は平面状態に保持されているため、気流逃がし面１０２は、記録ヘッド４の記録紙１２側の面（ノズルプレート１６の下面）と同一の面内に存在する平面である。
【００４１】
そして、偏向面１０１と気流逃がし面１０２とは、互いに背中合わせに接している。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。本件発明者の知見によれば、このような構成が採用される場合において、記録ヘッド４の記録紙１２側の面上において発生する気流の状態を整流部材１００の配置の有無に関わらず実質的に同一とすることが容易である。
【００４２】
更に、本実施の形態の整流部材１００は、偏向面１０１によって偏向された気流を更に偏向させる第２偏向面１０３を有している。本実施の形態の第２偏向面１０３は、前記気流を記録紙１２に向かう方向に円滑に偏向させる、つまり、折り返させるようになっている。
【００４３】
本実施の形態の第２偏向面１０３も、偏向面１０１と同様に、極めて円滑に気流を案内するべく、略円弧状の断面を有している。本実施の形態では、偏向面１０１及び第２偏向面１０３は、それぞれ同一径の略円弧状の断面を有している。
【００４４】
なお、本実施の形態では、第２偏向面１０３の前記気流の上流側の端縁の断面１０３Ａが、偏向面１０１の断面の略円弧を補完して仮想できる円（図２に点線で記載）の中心の近傍に位置している。本件発明者の知見によれば、このような位置関係が採用される場合において、第２偏向面１０３は、偏向面１０１により偏向される気流を妨げること無く、かつ、偏向面１０１により偏向される気流を円滑に受容することができる。
【００４５】
一方、第２偏向面１０３の前記気流の下流側の端縁１０３Ｂは、前記気流を記録紙１２に向かう方向に案内する平坦な案内面１０４に接するように接続されている。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【００４６】
また、平坦な案内面１０４に対向するように、平坦な第２案内面１０５が設けられている。本実施の形態では、案内面１０４と第２案内面１０５とは、略平行に配置されている。これにより、案内面１０４と第２案内面１０５との間に、気流通路Ｐが形成されている。そして、気流逃がし面１０２と第２案内面１０５とが、互いに背中合わせに接続されている。
【００４７】
なお、インクミストの効果的な回収のために、偏向面１０１及び第２偏向面１０３には、インクミストを吸収する吸収材１０１ｓ、１０３ｓが取り付けられている。
【００４８】
次に、第２整流部材２００について詳細に説明する。第２整流部材２００は、記録ヘッド４を挟んで前述の整流部材１００と鏡面対称の構造を有している。
【００４９】
すなわち、図２に示すように、第２整流部材２００は、記録ヘッド４の復動の主走査に伴って発生する気流を記録紙１２から離れる方向に円滑に偏向させる偏向面２０１を有している。本実施の形態の偏向面２０１は、極めて円滑に気流を案内するべく、略円弧状の断面を有している。
【００５０】
一方、第２整流部材２００は、記録紙１２から所定の間隔に設けられた気流逃がし面２０２を有している。本実施の形態における当該所定の間隔とは、記録ヘッド４の記録紙１２側の面と記録紙１２との間の間隔である。本実施の形態では記録紙１２は平面状態に保持されているため、気流逃がし面２０２は、記録ヘッド４の記録紙１２側の面（ノズルプレート１６の下面）と同一の面内に存在する平面である。
【００５１】
そして、偏向面２０１と気流逃がし面２０２とは、互いに背中合わせに接している。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【００５２】
更に、本実施の形態の第２整流部材２００は、偏向面２０１によって偏向された気流を更に偏向させる第２偏向面２０３を有している。本実施の形態の第２偏向面２０３は、前記気流を記録紙１２に向かう方向に円滑に偏向させる、つまり、折り返させるようになっている。
【００５３】
第２整流部材２００の第２偏向面２０３も、偏向面２０１と同様に、極めて円滑に気流を案内するべく、略円弧状の断面を有している。本実施の形態では、偏向面２０１及び第２偏向面２０３は、それぞれ、整流部材１００の偏向面１０１及び第２偏向面１０３と同一径の略円弧状の断面を有している。
【００５４】
そして、本実施の形態では、第２偏向面２０３の前記気流の上流側の端縁の断面２０３Ａが、偏向面２０１の断面の略円弧を補完して仮想できる円の中心の近傍に位置している。
【００５５】
一方、第２偏向面２０３の前記気流の下流側の端縁２０３Ｂは、前記気流を記録紙１２に向かう方向に案内する平坦な案内面２０４に接するように接続されている。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【００５６】
また、平坦な案内面２０４に対向するように、平坦な第２案内面２０５が設けられている。本実施の形態では、案内面２０４と第２案内面２０５とは、略平行に配置されている。これにより、案内面２０４と第２案内面２０５との間に、気流通路Ｐが形成されている。そして、気流逃がし面２０２と第２案内面２０５とが、互いに背中合わせに接続されている。
【００５７】
そして、インクミストの効果的な回収のために、偏向面２０１及び第２偏向面２０３には、インクミストを吸収する吸収材２０１ｓ、２０３ｓが取り付けられている。
【００５８】
なお、図２は、副走査方向に垂直な面での記録ヘッド４等の断面を示しているが、各整流部材１００、２００の各構成要素は、副走査方向においては当該副走査方向に平行に延在し、その副走査方向の長さは記録ヘッド４のそれに略一致している。
【００５９】
次に、記録ヘッド４の内部機構について説明する。記録ヘッド４は、ブラックインクを吐出可能なブラックヘッドユニットと、シアンインクを吐出可能なシアンヘッドユニットと、マゼンタインクを吐出可能なマゼンタヘッドユニットと、イエローインクを吐出可能なイエローヘッドユニットと、ライトシアンインクを吐出可能なライトシアンヘッドユニットと、ライトマゼンタインクを吐出可能なライトマゼンタヘッドユニットと、を有する。また、各ヘッドユニットの底面には、副走査方向に沿って、複数のノズル開口１７が形成されている。各ヘッドユニット毎のノズル開口１７は、同数であって、互いに１対１に対応して主走査方向に整列している。
【００６０】
次に、各ヘッドユニットについて、図３を用いて説明する。各ヘッドユニットは、共通の構造を有しており、図３に示すように、例えばプラスチックからなる箱体状のケース７１の収納室７２内に、櫛歯状の圧電振動子２１が一方の開口から挿入されて櫛歯状先端部２１ａが他方の開口に臨んでいる。その他方の開口側のケース７１の表面（下面）には流路ユニット７４が接合され、櫛歯状先端部２１ａは、それぞれ流路ユニット７４の所定部位に当接固定されている。
【００６１】
圧電振動子２１は、圧電体２１ｂを挟んで共通内部電極２１ｃと個別内部電極２１ｄとを交互に積層した板状の振動子板を、ドット形成密度に対応させて櫛歯状に切断して構成してある。そして、共通内部電極２１ｃと個別内部電極２１ｄとの間に電位差を与えることにより、各圧電振動子２１は、積層方向と直交する振動子長手方向に伸縮する。
【００６２】
流路ユニット７４は、流路形成板７５を間に挟んでノズルプレート１６と弾性板７７を両側に積層することにより構成されている。
【００６３】
流路形成板７５は、ノズルプレート１６に複数開設したノズル開口１７とそれぞれ連通して圧力発生室隔壁を隔てて列設された複数の圧力発生室２２と、各圧力発生室２２の少なくとも一端に連通する複数の供給部８２と、全供給部８２が連通する細長い共通室８３と、が形成された板材である。例えば、シリコンウエハーをエッチング加工することにより、細長い共通室８３が形成され、共通室８３の長手方向に沿って圧力発生室２２がノズル開口１７のピッチに合わせて形成され、各圧力発生室２２と共通室８３との間に溝状の供給部８２が形成され得る。なお、この場合、圧力発生室２２の一端に供給部８２が接続し、この供給部８２とは反対側の端部近傍でノズル開口１７が位置するように配置されている。また、共通室８３は、インクカートリッジ２に貯留されたインクを圧力発生室２２に供給するための室であり、その長手方向のほぼ中央に供給管８４が連通している。
【００６４】
弾性板７７は、ノズルプレート１６とは反対側の流路形成板７５の面に積層され、ステンレス板８７の下面側にＰＰＳ等の高分子体フィルムを弾性体膜８８としてラミネート加工した二重構造である。そして、圧力発生室２２に対応した部分のステンレス板８７をエッチング加工して、圧電振動子２１を当接固定するためのアイランド部８９が形成されている。
【００６５】
上記の構成を有する各ヘッドユニットでは、圧電振動子２１を振動子長手方向に伸長させることにより、アイランド部８９がノズルプレート１６側に押圧され、アイランド部８９周辺の弾性体膜８８が変形して圧力発生室２２が収縮する。また、圧力発生室２２の収縮状態から圧電振動子２１を長手方向に収縮させると、弾性体膜８８の弾性により圧力発生室２２が膨張する。圧力発生室２２を一旦膨張させてから収縮させることにより、圧力発生室２２内のインクの圧力が高まって、ノズル開口１７からインク滴が吐出される。
【００６６】
すなわち、各ヘッドユニットにおいては、圧電振動子２１に対する充放電に伴って、対応する圧力室２２の容量が変化する。このような圧力室２２の圧力変動を利用して、ノズル開口１７からインク滴を吐出させたり、メニスカス（ノズル開口１７で露出しているインクの自由表面）を微振動させたりすることができる。
【００６７】
なお、上記の縦振動振動モードの圧電振動子２１に代えて、いわゆるたわみ振動モードの圧電振動子を用いることも可能である。たわみ振動モードの圧電振動子は、充電による変形で圧力室を収縮させ、放電による変形で圧力室を膨張させる圧電振動子である。
【００６８】
次に、プリンタ１の電気的構成について説明する。図４に示すように、このインクジェット式プリンタ１は、プリンタコントローラ３０とプリントエンジン３１とを備えている。
【００６９】
プリンタコントローラ３０は、外部インターフェース（外部Ｉ／Ｆ）３２と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ３３と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ３４と、ＣＰＵ等を含んで構成された制御部１１と、クロック信号を発生する発振回路３５と、記録ヘッド４の各ヘッドユニットへ供給するための駆動信号等を発生する駆動信号発生回路３６と、駆動信号や、印刷データに基づいて展開されたドットパターンデータ（ビットマップデータ）等をプリントエンジン３１に送信する内部インターフェース（内部Ｉ／Ｆ）３７と、を備えている。
【００７０】
外部Ｉ／Ｆ３２は、例えば、キャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータ等によって構成される印刷データを、図示しないホストコンピュータ等から受信する。また、ビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）が、外部Ｉ／Ｆ３２を通じて、ホストコンピュータ等に対して出力される。
【００７１】
ＲＡＭ３３は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファ及びワークメモリ（図示せず）を有している。そして、受信バッファは、外部Ｉ／Ｆ３２を介して受信された印刷データを一時的に記憶し、中間バッファは、制御部１１により変換された中間コードデータを記憶し、出力バッファは、ドットパターンデータを記憶する。ここで、ドットパターンデータとは、中間コードデータ（例えば、階調データ）をデコード（翻訳）することにより得られる印字データである。
【００７２】
ＲＯＭ３４には、各種データ処理を行わせるための制御プログラム（制御ルーチン）の他に、フォントデータ、グラフィック関数等が記憶されている。さらにＲＯＭ３４は、メンテナンス情報保持手段として、メンテナンス動作用の設定データをも記憶している。
【００７３】
制御部１１は、ＲＯＭ３４に記憶された制御プログラムに従って各種の制御を行う。例えば、受信バッファ内の印刷データを読み出すと共にこの印刷データを変換して中間コードデータとし、当該中間コードデータを中間バッファに記憶させる。また、制御部１１は、中間バッファから読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ３４に記憶されているフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して、ドットパターンデータに展開（デコード）する。そして、制御部１１は、必要な装飾処理を施した後に、このドットパターンデータを出力バッファに記憶させる。
【００７４】
記録ヘッド４の１回の主走査により記録可能な１行分のドットパターンデータが得られたならば、当該１行分のドットパターンデータが、出力バッファから内部Ｉ／Ｆ３７を通じて順次記録ヘッド４の各インクヘッドユニットの電気駆動系３９に出力され、キャリッジ５が走査されて１行分の印刷が行われる。出力バッファから１行分のドットパターンデータが出力されると、展開済みの中間コードデータが中間バッファから消去され、次の中間コードデータについての展開処理が行われる。
【００７５】
さらに、制御部１１は、記録ヘッド４による記録動作とは別途に実施されるメンテナンス動作（回復動作）をも制御するようになっている。
【００７６】
プリントエンジン３１は、紙送り機構としての紙送りモータ１３と、ヘッド走査機構としてのパルスモータ７と、記録ヘッド４の電気駆動系３９と、を含んで構成してある。
【００７７】
次に、記録ヘッド４の電気駆動系３９について説明する。電気駆動系３９は、図４に示すように、順に電気的に接続されたシフトレジスタ回路４０、ラッチ回路４１、レベルシフタ回路４２、スイッチ回路４３及び圧電振動子２１を備えている。これらのシフトレジスタ回路４０、ラッチ回路４１、レベルシフタ回路４２、スイッチ回路４３及び圧電振動子２１は、それぞれ、記録ヘッド４の各ヘッドユニットの各ノズル開口１７毎に設けられている。
【００７８】
この電気駆動系３９では、スイッチ回路４３に加わる選択データが「１」の場合、スイッチ回路４３は接続状態となって駆動信号が圧電振動子２１に直接印加され、各圧電振動子２１は駆動信号の信号波形に応じて変形する。一方、スイッチ回路４３に加わる選択データが「０」の場合、スイッチ回路４３は非接続状態となって圧電振動子２１への駆動信号の供給が遮断される。
【００７９】
このように、選択データに基づいて、各圧電振動子２１に対して駆動信号を選択的に供給できる。このため、与えられる選択データ次第で、ノズル開口１７からインク滴を吐出させたり、メニスカスを微振動させたりすることができる。
【００８０】
次に、プリンタ１の動作について説明する。
【００８１】
電源が投入されると、まず必要な初期化動作が行われる。その後、記録ヘッド４は待機ポジションで待機する。１行分の印字データがＲＡＭ３３の出力バッファから出力されると、記録ヘッド４は、記録動作に先だって、メンテナンス動作（回復動作）を実施する。
【００８２】
このメンテナンス動作は、記録ヘッド４のインク滴の吐出能力を維持するために行われるもので、例えばインク吸引動作とフラッシング動作と微振動動作とがあり、適宜に選択されて実施される。
【００８３】
そして、メンテナンス動作がなされた後に、印字データに基づく記録動作が行われる。具体的には、記録ヘッド４の主走査方向の移動中に、ノズル開口１７から適宜のタイミングでインク滴が吐出され得る。
【００８４】
本実施の形態では、記録ヘッド４の左右に整流部材１００及び第２整流部材２００が設けられているが、各整流部材１００、２００は、記録ヘッド４の主走査に伴って記録ヘッド４の記録紙１２側の面（ノズルプレート１６の下面）上において発生する気流の速度に影響を与えないように設けられている。従って、インク滴の吐出軌道に対する前記気流の影響が各整流部材１００、２００の存在によって変わらないため、各整流部材１００、２００が設けられていない状態でのインク滴吐出制御に変更を加える必要無く、高精度なインク滴吐出が実現され得る。
【００８５】
一方、インク滴吐出動作に伴って発生し得るインクミストは、前記気流に乗って移動する。インクミストは、主として、インク滴が記録紙１２に着弾した際に跳ね散って生じるため、記録紙１２から遠ざかる方向（図２の上方向）の速度成分を有している場合が多い。従って、インクミストは、記録紙１２と気流逃がし面１０２、２０２との間を通る気流ではなく、偏向面１０１、２０１に案内される気流の方に多く含まれる傾向にある。そして、偏向面１０１、２０１、更には、偏向面１０１、２０１を通過した気流を案内する第２偏向面１０３、２０３において、インクミストを吸収する吸収材１０１ｓ、１０３ｓ、２０１ｓ、２０３ｓが設けられているため、インクミストは偏向面による強い遠心力の作用により、これら吸収材１０１ｓ、１０３ｓ、２０１ｓ、２０３ｓによって効果的に吸収される。これにより、インクミストが記録ヘッド４近傍を含め装置内の各部材を汚すことが防止され得る。
【００８６】
本実施の形態では、断面円弧状の偏向面１０１、２０１が、前記気流を記録紙１２から離れる方向に極めて円滑に偏向させるため、インクミストが記録紙１２から極めて円滑に遠ざけられる。これにより、記録紙１２がインクミストによって汚れることが効果的に防止され得る。
【００８７】
特に、偏向面１０１、２０１と気流逃がし面１０２、２０２とが、互いに背中合わせに「接して」いるため、インクミストを含む気流は、極めて円滑に偏向面１０１、２０２上に案内される。
【００８８】
また、第２偏向面１０３、２０３も略円弧状の断面を有しているために、極めて円滑に気流が案内され得る。
【００８９】
更には、第２偏向面１０３、２０３の前記気流の下流側の端縁１０３Ｂ、２０３Ｂが、前記気流を記録紙１２に向かう方向に案内する案内面１０４，２０４に接するように接続されているため、気流の流れが極めて円滑に保たれ得る。
【００９０】
次に、図５を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５に示す実施の形態では、前述の第１の実施の形態における整流部材１００及び第２整流部材２００が更に改良されている。
【００９１】
すなわち、図５に示す整流部材１００’は、第２案内面１０５’が完全に平坦では無くて、気流逃がし面１０２の側において断面円弧状となっている。そして、第２偏向面１０５’と気流逃がし面１０２とが、互いに背中合わせに「接して」いる。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【００９２】
更に、案内面１０４’が、案内面１０４と比較して短縮され、代わりにシャッタ部材１０６’（閉鎖機構の一例）が設けられている。シャッタ部材１０６’は、案内面１０４’に略連続に設けられ、案内面１０４’の延長方向に延びる開放位置と、第２案内面１０５’に略接触する閉鎖位置と、の間で可動に設けられている。
【００９３】
そして、シャッタ部材１０６’は、整流部材１００’が記録ヘッド４に対して走査方向の上流側となる場合に、第２案内面１０５’に略接触する閉鎖位置に制御され、気流通路Ｐを遮断するようになっている。
【００９４】
また、偏向面１０１及び第２偏向面１０３には、それぞれ吸収材１０１ｓ、１０３ｓの代わりに、電極部材１０１ｅ、１０３ｅが設けられている。そして、当該電極部材１０１ｅ、１０３ｅには、所定の電位が印加されている。なお、この場合、記録ヘッド４の少なくとも一部は、導電性材料で構成されて、接地されている。前記所定の電位とは、この場合、１ｋＶ以上の電位、好ましくは２ｋＶ以上の電位である。
【００９５】
整流部材１００’のその他の構成は、整流部材１００と同一である。同一の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９６】
同様に、図５に示す第２整流部材２００’は、第２案内面２０５’が完全に平坦では無くて、気流逃がし面２０２の側において断面円弧状となっている。そして、第２偏向面２０５’と気流逃がし面２０２とが、互いに背中合わせに「接して」いる。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【００９７】
更に、案内面２０４’が、案内面２０４と比較して短縮され、代わりにシャッタ部材２０６’が設けられている。シャッタ部材２０６’は、案内面２０４’に略連続に設けられ、案内面２０４’の延長方向に延びる開放位置と、第２案内面２０５’に略接触する閉鎖位置と、の間で可動に設けられている。
【００９８】
そして、シャッタ部材２０６’は、第２整流部材２００’が記録ヘッド４に対して走査方向の上流側となる場合に、第２案内面２０５’に略接触する閉鎖位置に制御され、気流通路Ｐを遮断するようになっている。
【００９９】
また、偏向面２０１及び第２偏向面２０３には、それぞれ吸収材２０１ｓ、２０３ｓの代わりに、電極部材２０１ｅ、２０３ｅが設けられている。そして、当該電極部材２０１ｅ、２０３ｅには、所定の電位が印加されている。前記所定の電位とは、この場合、１ｋＶ以上の電位、好ましくは２ｋＶ以上の電位である。
【０１００】
第２整流部材２００’のその他の構成は、第２整流部材２００と同一である。同一の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１０１】
本実施の形態によれば、各整流部材１００’、２００’が記録ヘッド４の走査方向に対して上流側となる場合において、各シャッタ部材１０６’、２０６’が閉鎖位置に制御されることにより、気流通路Ｐ内を記録ヘッド４側に逆流する気流の発生が効果的に防止される。これにより、記録ヘッド４の主走査移動中にインクミストが記録ヘッド４側へ逆送されることが極めて有効に防止される。
【０１０２】
また、本実施の形態によれば、第２案内面１０５’、２０５’と気流逃がし面１０２、２０２とが互いに背中合わせに「接して」いるため、各整流部材１００’、２００’が記録ヘッド４の走査方向に対して上流側となる場合において、気流逃がし面１０２、２０２上の気流の状態がより安定している。
【０１０３】
更に、記録ヘッド４の一部が導電性材料で構成されて、当該記録ヘッドの一部が接地されており、偏向面１０１、２０１及び第２偏向面１０３、２０３にはそれぞれ電極部材１０１ｅ、２０１ｅ、１０３ｅ、２０３ｅが設けられて、当該電極部材１０１ｅ、２０１ｅ、１０３ｅ、２０３ｅに所定の電位が印加されていることにより、インクミストが静電的に回収され得る。
【０１０４】
次に、図６乃至図８を用いて、本発明の第３の実施の形態について説明する。図６乃至図８に示す実施の形態は、ドラム方式のインクジェット記録装置である。前述の実施の形態は、記録紙１２が平面状態に保持されるシリアル方式のインクジェット記録装置であったが、本実施の形態では、記録紙１２はドラム３００の円筒面上に保持される。
【０１０５】
図６及び図７に示すように、ドラム３００は、回転軸３００ａ回りに回転するようになっている。記録紙１２は、ドラム３００の円筒面上に、用紙押さえ部材３０１、３０２を介して、固定されるようになっている。
【０１０６】
ドラム３００の上方には、回転軸３００ａと平行に、記録ヘッド３０４が配置されている。記録ヘッド３０４のドラム３００側の面は、複数のノズル開口が設けられたノズル面として構成されている。本実施の形態では、当該ノズル面は水平面である。ドラム３００の回転に伴って、空気の粘性のために、当該ノズル面上において気流が発生する。
【０１０７】
図７及び図８に示すように、記録ヘッド３０４に対して前記気流の上流側に、ヘッド前方整流部材３１０が設けられている。ヘッド前方整流部材３１０は、記録ヘッド３０４に隣接して設けられており、前記ノズル面と記録紙１２との間の距離に略等しい間隔だけ記録紙１２から離れた気流案内面３１０ａを有している。気流案内面３１０ａは、ドラム３００の回転軸３００ａを中心にした円弧状断面を有している。
【０１０８】
また、ヘッド前方整流部材３１０には、気流案内面３１０ａに「接する」ように、気流を上方側に逃がす円滑な気流逃がし面３１０ｂも形成されている。ここで、両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【０１０９】
一方、記録ヘッド３０４に対して前記気流の下流側に、ヘッド後方整流部材４００が設けられている。ヘッド後方整流部材４００は、記録ヘッド３０４に隣接して設けられており、前記ノズル面と記録紙１２との間の距離に略等しい間隔だけ記録紙１２から離れた気流案内面４００ａを有している。気流案内面４００ａは、ドラム３００の回転軸３００ａを中心にした円弧状断面を有している。
【０１１０】
また、ヘッド後方整流部材４００には、気流案内面４００ａの延長方向に、空洞部４００ｓを挟んで、前記ノズル面と記録紙１２との間の距離に略等しい間隔だけ記録紙１２から離れた気流逃がし面４０２を有している。
【０１１１】
一方、ヘッド後方整流部材４００の空洞部４００ｓには、前記気流を記録紙１２から離れる方向に円滑に偏向させる偏向面４０１が形成されている。本実施の形態の偏向面４０１は、極めて円滑に気流を案内するべく、略円弧状の断面を有している。
【０１１２】
そして、偏向面４０１と気流逃がし面４０２とは、互いに背中合わせに接している。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【０１１３】
更に、ヘッド後方整流部材４００の空洞部４００ｓには、偏向面４０１によって偏向された気流を案内する天井面４０４と、前記気流を更に偏向させる第２偏向面４０３と、が形成されている。本実施の形態の第２偏向面４０３は、前記気流を記録紙１２に向かう方向に円滑に偏向させる、つまり、折り返させるようになっている。
【０１１４】
本実施の形態の第２偏向面４０３も、偏向面４０１と同様に、極めて円滑に気流を案内するべく、略円弧状の断面を有している。本実施の形態では、偏向面４０１及び第２偏向面４０３は、それぞれ同一径の略円弧状の断面を有している。
【０１１５】
そして、第２偏向面４０３と気流案内面４００ａとは、互いに背中合わせに接している。ここで両面が「接する」とは、両面の実質的な接点における両面の法線方向が一致していることを意味する。
【０１１６】
本件発明者の知見によれば、以上のような構成が採用される場合において、記録ヘッド３０４の記録紙１２側のノズル面上において発生する気流の状態を、ヘッド前方整流部材３１０及びヘッド後方整流部材４００の配置の有無に関わらず実質的に同一とすることが容易である。
【０１１７】
そして、本実施の形態では記録ヘッド３０４の左右に整流部材３１０、４００が隣接して設けられているが、各整流部材３１０、４００は、記録ヘッド３０４の相対的な走査移動（実際にはドラム３００の回転移動）に伴って記録ヘッド３０４の記録紙１２側の面上において発生する気流の速度に影響を与えないように設けられている。
【０１１８】
なお、インクミストの効果的な回収のために、偏向面４０１、天井面４０４及び第２偏向面４０３には、インクミストを吸収する吸収材４０１ｓ、４０４ｓ、４０３ｓが設けられている。
【０１１９】
本実施の形態によれば、インク滴の吐出軌道に対する前記気流の影響が各整流部材３１０、４００の存在によって変わらない。このため、各整流部材３１０、４００が設けられていない状態でのインク滴吐出制御に変更を加える必要無く、高精度なインク滴吐出が実現され得る。
【０１２０】
一方、インク滴吐出動作に伴って発生し得るインクミストは、前記気流に乗って移動する。そして、インクミストは、ドラム３００近傍において遠心力の作用を受けるため、記録紙１２と気流逃がし面４０２との間を通る気流ではなく、偏向面４０１に案内される気流の方に多く含まれる傾向にある。そして、偏向面４０１、更には、偏向面４０１を通過した気流を案内する天井面４０４及び第２偏向面４０３において、インクミストを吸収する吸収材４０１ｓ、４０４ｓ、４０３ｓが設けられているため、インクミストはこれら吸収材４０１ｓ、４０４ｓ、４０３ｓによって効果的に吸収される。これにより、インクミストが記録ヘッド３０４近傍を含め装置内部の各部材を汚すことが防止され得る。
【０１２１】
本実施の形態では、断面円弧状の偏向面４０１が、前記気流を記録紙１２から離れる方向に極めて円滑に偏向させるため、インクミストが記録紙１２から極めて円滑に遠ざけられる。これにより、記録紙１２がインクミストによって汚れることが効果的に防止され得る。
【０１２２】
特に、偏向面４０１と気流逃がし面４０２とが、互いに背中合わせに「接して」いるため、インクミストを含む気流は、極めて円滑に偏向面４０１上に案内される。偏向面では強い遠心力が作用することにより、インクミストは効率的に吸収材に吸収される。
【０１２３】
なお、以上の説明はインクジェット記録装置についてなされているが、本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものである。液体の例としては、インクの他に、グルー、マニキュア、導電性液体（液体金属）等が用いられ得る。更に、本発明は、液晶等の表示体におけるカラーフィルタの製造用装置にも適用され得る。
【０１２４】
【発明の効果】
本発明によれば、整流機構が、ヘッド面上に発生する気流の速度に影響を与えないように、かつ、前記気流を円滑に偏向させるように配置されているため、整流機構が設けられていない場合と同様の液体噴射制御を実施することで正確な着弾位置に液体滴を噴射することができる一方、発生し得る液体ミストは気流に乗って偏向され、適宜の態様で回収乃至排出され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のインクジェット式記録装置の概略斜視図である。
【図２】本実施の形態の記録ヘッド及び各整流部材を示す概略断面図である。
【図３】本実施の形態の記録ヘッドのヘッドユニットの構成を説明する図である。
【図４】本実施の形態の記録ヘッドの電気的構成を示す概略ブロック図である。
【図５】記録ヘッド及び各整流部材の他の実施の形態を示す概略断面図である。
【図６】ドラム方式のインクジェット式記録装置の要部を示す概略斜視図である。
【図７】図６の概略断面図である。
【図８】図７のＡ部拡大図である。
【符号の説明】
１ インクジェット式プリンタ
２ インクカートリッジ
４ 記録ヘッド
５ キャリッジ
６ ガイド部材
７ パルスモータ
８ 駆動プーリー
９ 遊転プーリー
１０ タイミングベルト
１１ 制御部
１２ 記録紙
１３ 紙送りモータ
１４ 紙送りローラ
１６ ノズルプレート
１７ ノズル開口
２１ 圧電振動子
２１ａ 櫛歯状先端部
２１ｂ 圧電体
２１ｃ 共通内部電極
２１ｄ 個別内部電極
２２ 圧力発生室
３０ プリンタコントローラ
３１ プリントエンジン
３２ 外部インターフェース
３３ ＲＡＭ
３４ ＲＯＭ
３５ 発振回路
３６ 駆動信号発生回路
３７ 内部インターフェイス
３９ 記録ヘッドの電気駆動系
４０ シフトレジスタ回路
４１ ラッチ回路
４２ レベルシフタ回路
４３ スイッチ回路
７１ ケース
７２ 収納室
７４ 流路ユニット
７５ 流路形成板
７７ 弾性板
８０ ノズル開口
８２ 供給部
８３ 共通室
８４ 供給管
８７ ステンレス板
８８ 弾性体膜
８９ アイランド部
１００、１００’ 整流部材
１０１ 偏向面
１０２ 気流逃がし面
１０３ 第２偏向面
１０４、１０４’ 案内面
１０５、１０５’ 第２案内面
１０６’ シャッタ部材
１１０ 保持機構
２００、２００’ 第２整流部材
２０１ 偏向面
２０２ 気流逃がし面
２０３ 第２偏向面
２０４、２０４’ 案内面
２０５、２０５’ 第２案内面
２０６’ シャッタ部材
２１０ 保持機構
１０１ｓ、１０３ｓ、２０１ｓ、３０１ｓ 吸収材
１０１ｅ、１０３ｅ、２０１ｅ、３０１ｅ 電極部材
３００ ドラム
３００ａ 回転軸
３０１、３０２ 用紙押さえ部材
３０４ 記録ヘッド
３１０ ヘッド前方整流部材
３１０ａ 気流案内面
４００ ヘッド前方整流部材
４００ａ 気流案内面
４０１ 偏向面
４０２ 気流逃がし面
４０３ 第２偏向面
４０４ 天井面
４０１ｓ、４０３ｓ、４０４ｓ 吸収材
Claims (19)
- ノズル開口が形成されたノズル面を有するヘッド部材と、
ヘッド部材のノズル面から所定の間隔に平面状の液体被噴射媒体を保持する液体被噴射媒体保持手段と、
ヘッド部材のノズル面と平面状の液体被噴射媒体との間の所定の間隔を維持しながら、ヘッド部材を液体被噴射媒体に対して相対的に所定方向に移動させる走査手段と、
ノズル開口部分の液体の圧力を変動させて液体を噴射させる圧力変動手段と、
吐出データに基づいて圧力変動手段を駆動させる制御本体部と、
ヘッド面に対して走査手段によるヘッド部材の相対的移動方向の下流側に、走査手段によるヘッド部材の相対的移動に伴ってヘッド面上に発生する気流の速度に影響を与えないように、かつ、前記気流を円滑に偏向させるように配置された整流機構と、
を備えたことを特徴とする液体噴射装置。 - 整流機構は、前記気流を液体被噴射媒体から離れる方向に円滑に偏向させる偏向面を有している
ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。 - 前記偏向面は、略円弧状の断面を有している
ことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。 - 前記偏向面の略円弧状の断面が、前記偏向面の前記気流の上流側の端縁において液体被噴射媒体から所定の間隔の面に対して接している
ことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。 - 整流機構は、液体被噴射媒体から所定の間隔に設けられた気流逃がし面を有しており、
前記偏向面と前記気流逃がし面とは、互いに背中合わせに接している
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の液体噴射装置。 - 整流機構は、偏向面によって偏向された気流を更に偏向させる第２偏向面を有している
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の液体噴射装置。 - 前記第２偏向面は、前記気流を液体被噴射媒体に向かう方向に円滑に偏向させるようになっている
ことを特徴とする請求項６に記載の液体噴射装置。 - 前記第２偏向面は、略円弧状の断面を有している
ことを特徴とする請求項７に記載の液体噴射装置。 - 前記偏向面は、略円弧状の断面を有しており、
前記第２偏向面の前記気流の上流側の端縁の断面は、前記偏向面の断面の略円弧を補完して仮想できる円の中心の近傍に位置している
ことを特徴とする請求項８に記載の液体噴射装置。 - 前記第２偏向面の前記気流の下流側の端縁は、前記気流を液体被噴射媒体に向かう方向に案内する案内面に接するように接続されている
ことを特徴とする請求項９に記載の液体噴射装置。 - 前記案内面に対向するように第２案内面が設けられて、案内面と第２案内面との間に気流通路が形成されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の液体噴射装置。 - 前記偏向面と前記第２案内面とは、互いに背中合わせに接している
ことを特徴とする請求項１１に記載の液体噴射装置。 - 走査手段は、ヘッド部材のノズル面と平面状の液体被噴射媒体との間の所定の間隔を維持しながら、ヘッド部材を液体被噴射媒体に対して相対的に前記所定方向とは逆方向に移動させることが可能であり、
前記気流通路には、走査手段によるヘッド部材の前記逆方向への相対的移動中に当該気流通路を閉鎖する閉鎖機構が設けられている
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の液体噴射装置。 - 走査手段は、ヘッド部材のノズル面と平面状の液体被噴射媒体との間の所定の間隔を維持しながら、ヘッド部材を液体被噴射媒体に対して相対的に前記所定方向とは逆方向に移動させることが可能であり、
ヘッド面に対して走査手段によるヘッド部材の前記逆方向への相対的移動の下流側に、走査手段によるヘッド部材の当該逆方向への相対的移動に伴ってヘッド面上に発生する気流の速度に影響を与えないように、かつ、前記気流を円滑に偏向させるように配置された第２整流機構が設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の液体噴射装置。 - 液体被噴射媒体保持手段は、平面状の液体被噴射媒体を平面状態に保持するようになっている
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の液体噴射装置。 - 液体被噴射媒体保持手段は、平面状の液体被噴射媒体を円筒面上で保持するようになっている
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液体噴射装置。 - 前記偏向面には、液体ミストを吸収する吸収材が設けられている
ことを特徴とする請求項２乃至１３のいずれかに記載の液体噴射装置。 - ヘッド部材の一部は、導電性材料で構成されており、
前記偏向面には、電極部材が設けられており、
前記ヘッド部材の一部は接地されており、
前記電極部材には、所定の電位が印加されている
ことを特徴とする請求項２乃至１３のいずれかに記載の液体噴射装置。 - 前記電極部材には、２ｋＶ以上の電位が印加されている
ことを特徴とする請求項１８に記載の液体噴射装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060704 |