JP2009172834A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動信号生成部の冷却効果を高めること。
【解決手段】駆動信号により液体を吐出するヘッドと、前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記駆動信号を生成することにより発熱した前記駆動信号生成部を冷却するためのファンと、を備える液体吐出装置であって、前記ファンは前記液体吐出装置の外部から空気を吸入することを特徴とする液体吐出装置。
【選択図】図１１

Description

本発明は、液体吐出装置に関する。

液体吐出装置として、駆動信号により駆動素子を駆動し、ノズルからインクを吐出するインクジェットプリンタ（以下、プリンタ）が知られている。駆動信号を生成する駆動信号生成部は、印刷が長時間続くと、過度に発熱し、プリンタの故障の原因となってしまう。

そこで、プリンタ内に冷却ファンを設け、プリンタ内部に空気流を発生させて、この空気流により駆動信号生成部を冷却し、プリンタの故障を回避する方法が提案されている。（例えば、特許文献１を参照）
特開２００３−２８５４３５号公報

しかし、プリンタ内部は、プリンタの外枠（筐体）に囲われているため、駆動信号生成部による熱がこもる。そのため、プリンタ内部の空気全体が加熱されており、加熱された空気にて空気流を発生させても、駆動信号生成部の冷却効果は小さい。
そこで、駆動信号生成部の冷却効果を高めることを目的とする。

前記課題を解決する為の主たる発明は、駆動信号により液体を吐出するヘッドと、前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記駆動信号を生成することにより発熱した前記駆動信号生成部を冷却するためのファンと、を備える液体吐出装置であって、前記ファンは前記液体吐出装置の外部から空気を吸入することを特徴とする液体吐出装置である。

本発明の他の特徴は、本明細書、及び添付図面の記載により、明らかにする。

＝＝＝開示の概要＝＝＝
本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかとなる。

即ち、駆動信号により液体を吐出するヘッドと、前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記駆動信号を生成することにより発熱した前記駆動信号生成部を冷却するためのファンと、を備える液体吐出装置であって、前記ファンは前記液体吐出装置の外部から空気を吸入することを特徴とする液体吐出装置を実現すること。
このような液体吐出装置によれば、駆動信号生成部により加熱された液体吐出装置内の空気よりも低い温度の外部の空気にて、駆動信号生成部を冷却することができ、冷却効果を高めることができる。

かかる液体吐出装置であって、前記ファンが前記外部から吸入した空気を前記液体吐出装置内に吹き出す吹き出し口が、前記ヘッドよりも上方に位置すること。
このような液体吐出装置によれば、駆動信号生成部により加熱された空気がヘッドに直接吹き付けられることが防止され、ヘッドの温度上昇が抑えられ、吐出不良やヘッドの故障を防止できる。

かかる液体吐出装置であって、前記ファンが前記外部から吸入した空気を前記液体吐出装置内に吹き出す方向と交差する方向に、前記吸入した空気を前記液体吐出装置内に吹き出す吹き出し口と前記ヘッドとがずれて位置すること。
このような液体吐出装置によれば、駆動信号生成部により加熱された空気がヘッドに直接吹き付けられることが防止され、ヘッドの温度上昇が抑えられ、吐出不良やヘッドの故障を防止できる。

かかる液体吐出装置であって、前記ヘッドが所定方向に移動しながら、前記ヘッドから媒体に液体が吐出され、前記ファンが前記外部から吸入した空気を前記液体吐出装置内に吹き出す方向は、前記所定方向と等しいこと。
このような液体吐出装置によれば、ファンからの風が、ヘッドが移動する所定方向に吹き出されることで、ヘッド周辺の液体ミスト（微小な液滴・例えばインクミスト）が所定方向と交差する方向に流れることなく、非液体吐出領域の方向に流れ、ヘッド周辺の部材を汚してしまうことを防止できる。その結果、媒体の汚れも防止できる。

かかる液体吐出装置であって、前記吹き出す方向に沿って取り付けられているリニアスケールに基づいて前記ヘッドの位置が検出されること。
このような液体吐出装置によれば、ヘッド周辺の液体ミストが所定方向と交差する方向に流れることがなく、リニアスケールを汚してしまうことを防止できる。その結果、ヘッドの位置制御を確実に行える。

かかる液体吐出装置であって、前記ヘッドは所定方向に複数のノズルが並んだノズル列を有し、前記ノズルから前記所定方向と交差する方向に搬送される媒体に液体が吐出され、前記ファンが前記外部から吸入した空気を前記液体吐出装置内に吹き出す方向は、前記所定方向と等しいこと。
このような液体吐出装置によれば、ファンからの風が所定方向に吹き出されることで、ヘッド周辺の液体ミストが、ヘッドの所定方向の全域に亘って、非液体吐出領域の方向に流れ、ヘッド周辺の部材を汚してしまうことを防止できる。その結果、媒体の汚れも防止できる。

かかる液体吐出装置であって、前記ファンと前記ヘッドとの間に仕切り板を有し、前記仕切り板には、前記吸入した空気が前記吹き出す方向に流れるための隙間が設けられていること。
このような液体吐出装置によれば、ファンからの風が前記吹き出す方向に整流され、ファンからの風が吹き出す方向と交差する方向に広がることが抑えられる。その結果、加熱された空気がヘッドに吹きつけられることが防止される。また、液体ミストがヘッド周辺の部材に付着してしまうことを防止できる。

かかる液体吐出装置であって、前記吸入した空気を前記液体吐出装置内に吹き出す吹き出し口が、前記ヘッドのフラッシングを行うフラッシング部よりも上方に位置すること。
このような液体吐出装置によれば、フラッシング部周辺に発生する液体ミストが、ファンから吹き出される風に巻き込まれてしまうことが防止され、液体吐出装置内に液体ミストが飛散し、内部を汚してしまうことを防止できる。

＝＝＝インクジェットプリンタの構成＝＝＝
以下、液体吐出装置をインクジェットプリンタとし、また、インクジェットプリンタの中のシリアル式プリンタ（プリンタ１）を例に挙げて実施形態を説明する。

図１は、本実施形態のプリンタ１の全体構成ブロック図である。図２Ａは、プリンタ１の斜視図の一部であり、図２Ｂは、プリンタ１の断面図の一部である。外部装置であるコンピュータ６０から印刷データを受信したプリンタ１は、コントローラ１０により、各ユニット（搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０）を制御し、用紙Ｓ（媒体）に画像を形成する。また、プリンタ１内の状況を検出器群５０が監視し、その検出結果に基づいて、コントローラ１０は各ユニットを制御する。

コントローラ１０は、プリンタ１の制御を行うための制御ユニットである。インターフェース部１１は、外部装置であるコンピュータ６０とプリンタ１との間でデータの送受信を行うためのものである。ＣＰＵ１２は、プリンタ１全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリ１３は、ＣＰＵ１２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものである。ＣＰＵ１２は、ユニット制御回路１４により各ユニットを制御する。

搬送ユニット２０は、用紙Ｓを印刷可能な位置に送り込んだ後、印刷時に搬送方向に所定の搬送量で用紙Ｓを搬送させるためのものであり、給紙ローラ２１と、搬送モータと、搬送ローラ２３と、プラテン２４と、排紙ローラ２５とを有する。給紙ローラ２１を回転させ、印刷すべき用紙Ｓを搬送ローラ２３まで送る。紙検出センサ５１が、給紙ローラ２１から送られてきた用紙Ｓの先端の位置を検出すると、コントローラ１０は搬送ローラ２３を回転させ、用紙Ｓを印刷開始位置に位置決めする。用紙Ｓが印刷開始位置に位置決めされたとき、ヘッド４１の少なくとも一部のノズルは、用紙Ｓと対向している。

キャリッジユニット３０は、ヘッド４１を搬送方向と交差する方向（以下、移動方向という）に移動させるためのものである。タイミングベルト３４は一対のプーリ３３に掛け渡され、また、タイミングベルト３４の一部はキャリッジに接続されている。キャリッジモータ３２の回転軸に取り付けられているプーリ３３の回転によって、タイミングベルト３４が移動し、それに伴って、キャリッジ３１とヘッド４１がガイド軸３５に添って移動方向に移動する。キャリッジ３１（ヘッド４１）の移動方向の位置は、キャリッジ３１の背面側のリニア式エンコーダがリニアスケール５２を読み取ることで制御する。

ヘッドユニット４０は、用紙Ｓにインクを吐出するためのものであり、ヘッド４１（１個）と、ヘッド４１を駆動するためのヘッド駆動回路４２とを有する。ヘッド４１の下面には、インク吐出部であるノズルが複数設けられ、各ノズルには、インクが入ったインク室（不図示）と、インク室の容量を変化させてインクを吐出させるための駆動素子（ピエゾ素子）が設けられている。

シリアル式のプリンタ１は、移動方向に沿って移動するヘッド４１からインクを断続的に吐出させ、用紙Ｓ上にドットを形成するドット形成処理と、用紙Ｓを搬送方向に搬送する搬送処理を交互に繰り返すことで、先のドット形成処理により形成されたドットの位置とは異なる位置にドットが形成され、画像が完成する。

＝＝＝ヘッドの駆動について＝＝＝
図３は、駆動信号生成回路７０を示す図であり、図４は、駆動信号生成回路７０とヘッド駆動回路４２を示す図であり、ヘッド駆動回路４２により、各ノズルに対応したピエゾ素子が動作することを示している。図５は、各信号のタイミングチャートである。

〈駆動信号生成回路について〉
図３に示すように、駆動信号生成回路７０は、波形生成回路７１と電流増幅回路７２とを有し、あるノズル群（ピエゾ素子ＰＺＴ）に対して共通に使用される駆動信号ＣＯＭを生成する。まず、波形生成回路７１が、ＤＡＣ値（デジタル信号の波形情報）に基づいて、駆動信号ＣＯＭの基となる電圧波形信号ＣＯＭ’（アナログ信号の波形情報）を生成する。そして、電流増幅回路７２は、電圧波形信号ＣＯＭ’について、その電流を増幅し、駆動信号ＣＯＭとして出力する。

電流増幅回路７２は、駆動信号ＣＯＭの電圧上昇時に動作する上昇用トランジスタＱ１（ＮＰＮ型トランジスタ）と、駆動信号ＣＯＭの電圧下降時に動作する下降用トランジスタＱ２（ＰＮＰ型トランジスタ）を有する。上昇用トランジスタＱ１は、コレクタが電源に接続され、エミッタが駆動信号ＣＯＭの出力信号線に接続されている。下降用トランジスタＱ２は、コレクタが接地（アース）に接続され、エミッタが駆動信号ＣＯＭの出力信号線に接続されている。

波形生成回路７１からの電圧波形信号ＣＯＭ’によって、上昇用トランジスタQ１がON状態になると、駆動信号ＣＯＭが上昇し、ピエゾ素子ＰＺＴの充電が行われる。一方、電圧波形信号ＣＯＭ’によって、下降用トランジスタQ２がON状態になると、駆動信号ＣＯＭが下降し、ピエゾ素子ＰＺＴの放電が行われる。そうして、図５に示すような、繰り返し周期Ｔ内に第１駆動パルスＷ１と第２駆動パルスＷ２を有する駆動信号ＣＯＭが生成される。

〈ヘッド駆動回路について〉
ヘッド駆動回路４２は、１８０個の第１シフトレジスタ４２１と、１８０個の第２シフトレジスタ４２２と、ラッチ回路群４２３と、データセレクタ４２４と、１８０個のスイッチＳＷとを有する。このヘッド駆動回路４２は１８０個のノズルから成るノズル群に対応し、図中のかっこ内の数字は、部材（又は信号）が対応するノズルの番号を示している。

まず、印刷信号ＰＲＴは、１８０個の第１シフトレジスタ４２１に入力され、その後、１８０個の第２シフトレジスタ４２２に入力される。その結果、シリアル伝送された印刷信号ＰＲＴは、１８０個の２ビットデータである印刷信号ＰＲＴ（ｉ）に変換される。この印刷信号ＰＲＴ（ｉ）は、ノズル＃ｉに割り当てられている１画素のデータに対応した信号である。

そして、ラッチ信号ＬＡＴの立ち上がりパルスがラッチ回路群４２３に入力されると、各シフトレジスタの３６０個のデータがラッチ回路群４２３にラッチされる。ラッチ信号ＬＡＴの立ち上がりパルスがラッチ回路群４２３に入力されるとき、データセレクタ４２４にもラッチ信号ＬＡＴの立ち上がりパルスが入力され、データセレクタ４２４は初期状態となる。
また、データセレクタ４２４は、ラッチ前（初期状態となる前）に、各ノズル＃ｉに対応する２ビットの印刷信号ＰＲＴ（ｉ）をラッチ回路群４２３から選択し、各印刷信号ＰＲＴ（ｉ）に応じたスイッチ制御信号ｐｒｔ（ｉ）を各スイッチＳＷ（ｉ）に出力する。

このスイッチ制御信号ｐｒｔ（ｉ）により、ピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）に対応したスイッチＳＷ（ｉ）のオン・オフ制御が行われる。そして、スイッチのオン・オフ動作が、駆動信号生成回路７０から伝送された駆動信号ＣＯＭをピエゾ素子に印加もしくは遮断し（ＤＲＶ（ｉ））、ノズル＃ｉからインクが吐出される、又は、吐出されない。

〈インクの吐出について〉
例えば、スイッチ制御信号ｐｒｔ（ｉ）のレベルが「１」のとき、スイッチＳＷ（ｉ）はオンとなり、駆動信号ＣＯＭが有する駆動パルス（Ｗ１，Ｗ２）をそのまま通過させ、駆動パルスがピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）に印加される。そして、駆動パルスがピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）に印加されると、その駆動パルスに応じてピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）が変形し、インク室の一部を区画する弾性膜（側壁）が変形し、インク室内の既定量のインクがノズル＃ｉから吐出される。一方、スイッチ制御信号ｐｒｔ（ｉ）のレベルが「０」のとき、スイッチＳＷ（ｉ）はオフとなり、駆動信号ＣＯＭが有する駆動パルスを遮断する。

本実施形態では、１つの画素に対する印刷信号ｐｒｔ（ｉ）は２ビットのデータであり、１つの画素は、「大ドットが形成される」「中ドットが形成される」「小ドットが形成される」「ドットが形成されない」の４階調で表現される。図５に示すように、スイッチ制御信号ｐｒｔ（ｉ）が「１１」の場合、ピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）に第１駆動パルスＷ１と第２駆動パルスＷ２が印加される。そして、２つの駆動パルスがピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）に印加されることでノズル＃ｉから大ドットに応じたインク量が吐出され、大ドットが形成される。同様に、スイッチ制御信号ｐｒｔ（ｉ）が「１０」の場合、中ドットが形成され、スイッチ制御信号ｐｒｔ（ｉ）が「０１」の場合、小ドットが形成される。また、スイッチ制御信号ｐｒｔ（ｉ）が「００」の場合、ピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）に駆動パルスが何も印加されないので、ピエゾ素子ＰＺＴ（ｉ）が変形せず、ドットは形成されない。

＝＝＝トランジスタの発熱とファンの送風方向について＝＝＝
図６は、駆動信号生成回路の基板４３上のトランジスタＱ１，Ｑ２と接触するように取り付けられたヒートシンク４４を示す図である。トランジスタを構成する半導体には接合部（不図示）というポイントが有り、トランジスタが駆動信号ＣＯＭを生成するときに、接合部が発熱する。この発熱によって、トランジスタ自身の温度が高温になると、トランジスタが破壊してしまう虞がある。そこで、図示するように、一対のトランジスタに接触するようにヒートシンク４４（放熱部材）を設ける。ヒートシンク４４はトランジスタＱ１，Ｑ２が発熱した熱を外部へ放熱する。そのため、ヒートシンク４４によりトランジスタＱ１，Ｑ２の温度上昇を防止することができる。

更に、本実施形態のヒートシンク４４には、筒状の空洞４６が設けられている。空洞４６が設けられることで、ヒートシンク４４の表面積が大きくなり、その分だけ空気中に放熱される熱量も増加する。また、空洞４６の出入り口となるヒートシンク４４の側面のうちの一方側にはファン４５が設けられている。ファン４５により空気をヒートシンク４４の空洞４６内に強制的に通過させ、ヒートシンク４４の熱を空気に伝達し易くしている。その結果、ヒートシンク４４とトランジスタの冷却効果が高まる。

図７は、比較例のファン４５’の送風方向を示す図であり、図８は、本実施形態のファン４５の送風方向を示す図である。ヒートシンク４４・トランジスタが取り付けられた基板４３やヘッド４１等は、図示するように、プリンタ１の外枠１’（本体部）に囲われている。即ち、ヒートシンク４４、トランジスタ、ヘッド４１等は同じ筐体内に納められていると言える。そのため、駆動信号を生成することによってトランジスタが発熱すると、その熱はプリンタ１’内部にこもりやすい。プリンタ１の使用中は、プリンタ１’の内部温度ｔ＋Δｔの方が、プリンタ１の外気温度ｔ（例えば、１０〜３５℃）よりも高くなる。特に、トランジスタの周辺温度は外気温度ｔに比べて高い。

比較例のファン４５’は（図７）、プリンタ１’内部の空気を外部へ排気している。そのため、プリンタ１’内部の比較的に高い温度ｔ＋Δｔの空気がファン４５’によってヒートシンク４４の空洞４６内部を通過する。一方、本実施形態のファン４５は（図８）、プリンタ１’外部の空気を内部へ吸気している。そのため、プリンタ１’外部の比較的に低い温度ｔの空気がファン４５によってヒートシンク４４の空洞４６内部を通過する。つまり、本実施形態の方が比較例に比べて、ヒートシンク４４の温度が低い。即ち、本実施形態の方が比較例に比べて、ヒートシンク４４の放熱率が高い。その結果、トランジスタの接合部温度も低下し、トランジスタがジャンクション温度まで過熱して破壊してしまうことを防止することができる。

また、比較例のように、プリンタ１’内部の空気をファン４５’によりヒートシンクの空洞内に吸い込もうとすると（図７）、ヘッド４１のノズルからインクが吐出される際に発生するインクミストが、ファン４５’により吸い寄せられる空気と共にヒートシンク４４側に流れてくる。その結果、ヒートシンク４４が設けられた基板４３上にインクミストが付着してしまう。基板４３上にインクミストのような液体が付着すると、基板４３上の電子部品が正常に作動しなくなり、プリンタ１の故障の原因となってしまう。また、プリンタ１’の外にインクミストが排出され、プリンタの機外が汚れてしまう。なお、インクミストとは、ノズルからインクが分離されるとき、または、用紙にインクが到達する前にインクの速度が遅くなってしまったときに、インクの一部がミスト化し、ヘッド４１周辺を浮遊する極微小なインク滴である。

仮に、基板４３の周辺に仕切り板を設けたとしても（不図示）、完全な密閉状態にすることは出来ない。そのため、仕切り板の隙間から、ファン４５により吸い込まれる空気と共にインクミストも吸い込まれ、インクミストが基板４３上に飛び散ってしまう。また、インクミストがファン４５’の吸引力の影響を受けない程に、ヘッド４１と基板４３を離すことで、基板４３上にインクミストが付着してしまうことが防止できたとしても、装置が大型化してしまう。

これに対して、本実施形態のファン４５は、プリンタ１’外部の空気をプリンタ１内部へ吹き出している。そのため、ヘッド４１周辺に浮遊するインクミストがヒートシンク４４側に吸い寄せられる虞がない。逆に、インクミストがヒートシンク４４に近付こうとしても、ファン４５によるヒートシンク４４の空洞４６からの空気の吹き出しにより、インクミストをヒートシンク４４、即ち、基板４３から遠ざけることができる。そのため、基板４３とヘッド４１を仕切板で区切る必要がなく、装置の低コスト化、省スペース化ができる。

つまり、本実施形態のファン４５のように、プリンタ１’外部の空気を吸入することで、トランジスタ及びヒートシンク４４の冷却効果を高め、且つ、トランジスタ、ファン４５、ヒートシンク４４が取り付けられた基板４３にインクミストが付着してしまうことを防止できる。また、比較例のファンのようにプリンタ１’内部から外部に空気を排出すると、排気口の周囲において、プリンタ１’の機外が局所的に汚れてしまう虞がある。しかし、本実施形態のようにファン４５からプリンタ１’外部の空気を吸気し、吸気した空気がプリンタ１’と外部との何れかの連通口から適宜排気される場合には、プリンタ１’の機外が局所的に汚れてしまう虞がない。なお、ファン４５が吸気した空気がスムーズに外部に排出されるように、ファン４５の送風方向の下流側に空気の排気口を設けてもよい。なお、ファン４５は、プリンタ１の電源が入っている間は常に送風してもよく、印刷中や印刷後の所定時間などの特定の時間だけ送風してもよい。

また、ファン４５は図８に示すように、ヒートシンク４４の側面のうちのプリンタ１の外部側の側面に設けて設けてもよいし、ヒートシンク４４の側面のうちのプリンタ１の内部側の側面に設けて設けてもよい。但し、ヒートシンク４４は、表面積を大きくするほど放熱効果を高めることができる。そのため、例えば、ヒートシンク４４の空洞４６内にヒダを設けても良い。このような場合には、本実施形態ではファン４５がプリンタ１外部の空気を空洞４６内に吸気するため、ファン４５は、ヒートシンク４４の側面のうちのプリンタ１の内部側よりも外部側の側面に配置する方が好ましい。その方が、吸い込み風量が大きくなるからである。

また、印刷が長時間続き、ヒートシンク４４とファン４５による放熱だけではトランジスタの発熱を抑えられず、トランジスタの接合部が所定温度（例：１２５℃）以上になり壊れてしまう場合が考えられる。そこで、高温によるトランジスタの破壊を回避すべく、基板４３上に温度センサ５３を設け（図６）、コントローラ１０にトランジスタの周辺温度を管理させるとよい。そして、トランジスタの破壊を事前に防ぐために、閾値（許容温度）を設定し、閾値を超えたことを温度センサ５３が検知した場合には、所定期間だけインク吐出のための駆動信号の生成を待機、または、印刷処理を停止する。そうすることで、トランジスタ温度に関係なく印刷を続行していたら、トランジスタが破壊してしまうところを、トランジスタの温度上昇が抑えられ、トランジスタの破壊を防止できる。なお、インク吐出のための駆動信号の生成を待機（停止）させている間は、インクを吐出させない程度にメニスカスを微振動させる駆動信号を生成させて、ノズルの増粘を防止してもよい。

このように、トランジスタの周辺温度が閾値を越えたときに、インク吐出のための駆動信号の生成を待機（停止）させることで、確実にトランジスタの破壊を防止することができる。但し、インク吐出のための駆動信号の生成を待機させることで、待機させた分だけ、印刷処理時間が長くなってしまう。そこで、本実施形態のように、ファン４５によりプリンタ１’外部からの空気を吸入し、ヒートシンク４４やトランジスタの冷却効果を高めることで、トランジスタの周辺温度が閾値に到達する回数を減らすことができる。その結果、インク吐出のための駆動信号の生成を待機させる期間が短くなり、印刷処理時間を短縮することができる。

＝＝＝ヘッドと基板の配置例１＝＝＝
前述の図８に示すように、ヒートシンク４４に取り付けられたファン４５が、プリンタ１’外部の空気を吸入することで、ヒートシンク４４およびトランジスタの冷却効果を高めることができる。しかし、ファン４５の送風方向をプリンタ１外部から内部にすることで、トランジスタの発熱により加熱された風がプリンタ１’内部に流れることになる。その結果、ヘッド４１が位置するプリンタ１’内部側に加熱された風が流れ、ヘッド温度が高くってしまう。ヘッド温度が高くなり過ぎると、インクの吐出不良が発生したり、ヘッド４１自身が故障したりしてしまう。

図９は、ヘッド４１と基板４３の配置例１の概略図である。配置例１では、トランジスタ（不図示）とヒートシンク４４とファン４５が取り付けられた基板４３をヘッド４１よりも上方に配置する。本実施形態のファン４５が吸い込んだ空気は、ヒートシンク４４の空洞４６内を通過し、プリンタ１’内部（液体吐出装置内に相当）へ吹き出される。本実施形態のヒートシンク４４とファン４５によれば（図６）、ファン４５により吸い込まれた空気の吹き出し口（配置例１では空洞４６の左側側面）とファンの高さ方向の位置は等しい。ゆえに、ファン４５に吸い込まれた空気の吹き出し口はヘッド４１よりも上方に位置する。

仮に、ヘッド４１とファン４５の吹き出し口の高さが同じであるとすると、ファン４５からの加熱された空気（ｔ＋Δｔ）が直接ヘッド４１に吹き付けられ、ヘッド温度が上昇しやすい。また、加熱された空気（暖かい空気）は上方に流れ易いため、ヘッド４１よりも下方にファン４５の吹き出し口を設けると、ファン４５からの加熱された空気が上方に流れる際に、加熱された空気がヘッド４１に吹きつけられてしまう。その結果、ヘッド温度が上昇しやすくなってしまう。

そこで、配置例１のように、ヘッド４１よりも上方にファン４５の吹き出し口を設けることが好ましい。それにより、ファン４５からの加熱された空気が直接ヘッド４１に吹き付けられてしまうことを防止できる。また、加熱された空気は上方に流れ易いため、ファン４５よりも下方に位置するヘッド４１は、加熱された空気と遠ざかることができ、ヘッド４１は加熱された空気の影響を受け難くなる。つまり、ファン４５から吸い込まれた空気がプリンタ１’内部に吹き出す位置を、ヘッド４１の位置よりも上方にすることで、ヘッド４１の温度上昇を抑え、吐出不良やヘッド４１の故障を防止することができる。

＝＝＝ヘッドと基板の配置例２＝＝＝
図１０は、ヘッド４１と基板４３の配置例２の概略図である。配置例２では、配置例１と同様に、ファン４５から吸い込まれた空気がプリンタ１’内部に吹き出す位置をヘッド４１よりも上方に設けている。更に、配置例２では、トランジスタとヒートシンク４４とファン４５とが取り付けられた基板４３をフラッシング部８０の真上に配置している。真上に配置するとは、即ち、基板４３とフラッシング部８０のキャリッジの移動方向における位置が等しい。

フラッシング部８０においてフラッシングが行われる。フラッシングとは、ノズル付近のインクの増粘によりノズルが目詰まりしたり、ノズル内に気泡が混入したりして、適正な量のインクが吐出されなくなってしまうことを防止するために、ノズルを回復する処理（クリーニング処理）である。具体的には、印刷する画像とは関係の無い駆動信号を駆動素子に印加し、強制的にインクを吐出させる動作である。フラッシング時には、印刷とは関係の無いインクが吐出されるため、キャップ状のフラッシング部８０に向けてインクが吐出される。

通常の印刷時には画像データに基づいて選択されたノズルからインクが吐出されるのに対して、フラッシング時には、多くのノズル（全てのノズル又は吐出不良であるノズル）から多量の液体が吐出される。そのため、フラッシング時に最もインクミストが発生し易いといえる。

そこで、この配置例２のように、フラッシングが行われるフラッシング部８０の真上に基板４３を設ける。そうすることで、基板４３に取り付けられたファン４５からの風の吹き出し口（配置例２では空洞４６の左側側面）をフラッシング部８０よりも上方に配置できる。ファン４５が吸気した風はプリンタ１内部に向けてフラッシング部８０よりも上方に吹き出されるため、フラッシング部８０にて発生したインクミストがファン４５から吹き出される風に巻き込まれない。その結果、フラッシング時に印刷時よりも多く発生するインクミストはフラッシング部８０周辺に浮遊する。もし、インクミストがファン４５から吹き出される風に巻き込まれてしまったら、プリンタ１内部全体にインクミストが飛散し、搬送ローラ２３やプラテン２４、用紙などを汚してしまう。

また、基板４３をフラッシング部８０の真上に配置することで、図１０に示すように、基板４３を載置する台８３がフラッシング部８０の真上に位置することになる。そうすることで、フラッシング時にインクミストが舞い上がったとしても、インクミストが基板４３用の台８３の下面に付着し、基板４３に付着することは防止される。

つまり、基板４３用の台８３をフラッシング部８０の真上に設け、ファン４５からの風の吹き出し口をフラッシング部８０よりも上方にすることで、インクミストの飛散を防止でき、基板４３上にインクが付着することを防止できる。

以上をまとめると、配置例２では、ファン４５からの風の吹き出し口をフラッシング部８０よりも上方に配置することで、インクミストがプリンタ１内部に飛散してしまうことを防止できる。

＝＝＝ヘッドと基板の配置例３＝＝＝
図１１は、配置例３におけるプリンタ１の斜視図であり、図１２Ａは、配置例３におけるプリンタ１の上面図であり、図１２Ｂは、配置例３におけるプリンタ１の断面図である。配置例３では、配置例２と同様に、ヒートシンク４４とファン４５とトランジスタが設けられた基板４３が、ヘッド４１の上方に位置し、フラッシング部８０の上方に位置する。配置例３では、更に、図１２Ａに示すように、ファン４５はヘッド４１の用紙搬送方向の下流側に位置している。このため、ファン４５からの加熱された空気がヘッド４１に吹き付けられることが防止され、基板４３上にインクミストが付着することも防止される。

配置例３では、更に、図１２Ｂに示すように、基板４３の周囲を覆う仕切り板８２を設ける。基板４３（トランジスタ、ヒートシンク４４、ファン４５）は、プリンタの外枠１’のうちの右側側面と、その右側側面と対向する仕切り板８２と、プリンタの外枠１’のうちの上面と、その上面と対向し、基板４３を載置する仕切り板８２とに囲われている。そのため、配置例３のようなプリンタ１では、仕切り板によって、プリンタ１内部を基板が位置する「基板領域」とヘッド４１が位置する「ヘッド領域」とに分けることができる。

このように、基板４３とヘッド４１との間に仕切り板８２が設けられることで、ヘッド４１からインクが吐出されることにより発生するインクミストが、より基板４３に付着し難くなる。また、仕切り板８２によってヒートシンク４４やトランジスタの輻射熱を遮ることができるため、よりヘッド温度の上昇を防止できる。但し、ファン４５がプリンタ１外部から吸気した風を、仕切り板８２にて囲われた基板領域から逃がす（排気する）必要がある。そのため、ファン４５からの風の吹き出し口と対向する仕切り板８２、即ち、プリンタの外枠１’の右側側面と対向する仕切り板８２にスリット８１（隙間に相当）を設けている。

前述のように、ヒートシンク４４の冷却効果を高めるために、ファン４５によりプリンタ１外部の空気を吸気すると、ヒートシンク４４により加熱された風が、ヘッド４１が位置するプリンタ１内部に流れ、ヘッド４１が温度上昇するという課題が発生する。そこで、配置例１や配置例２では、ファン４５からの風の吹き出し口がヘッド４１よりも上方となるように、ヘッド４１や基板４３を配置している。この配置例３では、更に、ファン４５からの風の吹き出し口とヘッド４１の用紙の搬送方向の位置をずらしている。

具体的には、ヒートシンク４４（ファン４５）とヘッド４１（キャリッジ３１）の搬送方向の位置をずらす。図１２Ａでは、ヒートシンク４４がヘッド４１よりも搬送方向の下流側に位置する。そして、ファン４５がプリンタ１’外部から吸気した空気が、ヒートシンク４４と、ファン４５の吹き出し口に対向する仕切り板８２に設けられたスリット８１とを通過することで、ヒートシンク４４により加熱された空気がファン４５の送風方向と同じ移動方向に沿って整流される。即ち、ファン４５からの風はスリット８１を通過することで搬送方向に広がることなく搬送方向の下流側を流れる。

このように、配置例３では、ファン４５の吹き出し口とヘッド４１の搬送方向の位置をずらし、また、ヒートシンク４４により加熱された空気をスリット８１に通過させることで、加熱された空気を搬送方向に広がらせることなく移動方向に沿って流す。そうすると、加熱された空気がヘッド４１に直接吹き付けられることがなくなり、ヘッド４１のノズル面から吐出されるインク滴が飛行曲がりすることなく、ヘッド４１の温度上昇も防止される。加熱された空気は搬送方向の下流側の上方に流れるため、搬送方向の上流側の下方に位置するヘッド４１には加熱された空気の影響がおよび難い。このことからも、ヘッド４１の温度上昇が防止されることがいえる。また、ヘッド４１とファン４５の搬送方向の位置がずれており、ファン４５から吹き出される風が搬送方向に広がることなく移動方向に沿って流れるため、ヘッド４１周辺に発生するインクミストが、ファン４５からの風に巻き込まれ難く、インミストをプリンタ１内部に飛散させてしまうことを防止できる。

また、仕切り板８２に設けたスリット８１により、ファン４５からの風を整流し、プリンタ１内部に吹き出す風の方向を移動方向に沿わせることで、プリンタ１内に浮遊するインクミストも、ファン４５からの風の流れにより、移動方向に沿って流れ易くなる。そうすると、ヘッド４１の移動方向に沿って設けられたリニアスケール５２にインクミストが付着し難くなる。リニアスケール５２が汚れ難いということで、キャリッジ３１の移動方向における位置制御を正確に行うことができる。

仮に、ファン４５と対向する仕切り板８２にスリット８１を設けなかったとしたら、ファン４５が吸気した風は、ヒートシンク４４内の空洞４６を通り抜け、ファン４５と対向する仕切り板８２にぶつかった後に、仕切り板８２に囲われた基板領域の何れかの隙間からヘッド領域に流れ出ることになる。そうすると、ファン４５からの風は、移動方向に沿うことなく、乱れた状態でプリンタ１内部に流れる。このような場合、ファン４５からの風がインクミストと共に搬送方向に沿って流れ、リニアスケール５２を汚してしまったり、ヘッド４１の方向に加熱された空気が流れてしまったりする虞がある。

なお、仕切り板８２やスリット８１を設けず、ファンの位置（向き）を調整するだけでも（図１２Ａのようにファン４５を配置するだけでも）、加熱された空気を移動方向に沿って流すことができる。その結果、ファン４５からの加熱された空気がヘッド４１に吹き付けられることが防止され、基板４３上にインクミストが付着することも防止される。

以上をまとめると、配置例３では、基板４３の周囲に仕切り板８２を設けることで、基板４３上にインクミストを付着し難くし、トランジスタやヒートシンク４４の熱をヘッド４１に伝え難くする。また、ファン４５の吹き出し口とヘッド４１の位置を、ファン４５からの風がプリンタ１内部に吹き出す方向である移動方向と交差する方向である搬送方向の位置にずらし、ファン４５と対向する仕切り板８２にスリット８１を設け、ファン４５が吸気した風が移動方向に沿ってプリンタ１内部に排気されるようにすることで、ヘッド４１の温度上昇を防止し、リニアスケール５２の汚れを防止することができる。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上記の各実施形態は、主としてインクジェットプリンタを有する印刷システムについて記載されているが、駆動信号生成部の冷却方法等の開示が含まれている。また、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。

〈配置例について〉
前述の実施形態では、ヘッド４１と基板４３との配置例として、配置例１や配置例２を挙げているが、これに限らない。例えば、ヘッド４１と基板４３が図８のように配置されていても良く、ファン４５がプリンタ１外部からの空気を吸気することで、ヒートシンク（トランジスタ）の冷却効果を高めることができる。

〈ファン４５について〉
実施例３では、仕切り板８２にスリット８１を設けることで、ファン４５からの風がプリンタ１内部に吹き出す方向が、ヘッド４１の移動方向に沿うようにしているがこれに限らない。例えば、ファンの向きを調整するだけでも、ファン４５からの風がプリンタ１内部に吹き出す方向とヘッド４１の移動方向を等しくすることができる。そうすることで、ヘッド４１周辺のインクミストが搬送方向に広がることなく、移動方向に沿って非印刷領域の方へ流れ、リニアスケール５２やヘッド４１周辺の部材にインクミストが付着してしまうことを低減できる。また、前述の実施形態のようなシリアル式のプリンタの場合、ヘッド４１が移動方向に沿って移動するため、ヘッド４１周辺には、移動方向に沿った空間が、ヘッド４１の移動方向の用紙幅に亘って空いている。そのため、シリアル式のプリンタでは、ファン４５からの風がプリンタの部材に衝突して、移動方向に沿った流れが乱れたり、風量が弱まったりすることなく、効率よく流れるため、ヘッド周辺の部材のインクミストの付着をより低減できる。その結果、媒体（用紙）の汚れも防止できる。

言い換えれば、トランジスタを冷却するためのファン４５は、ファン４５からの風をプリンタ１内にヘッド４１の移動方向に沿って流すことで、リニアスケール等のヘッド周辺の部材にインクミストが付着することを防止する役目も果たすといえる。つまり、本実施形態では、トランジスタの冷却用ファンと、インクミスト付着防止のファンとを兼用するため、２つのファンを別に設けるプリンタに比べて、プリンタ１内のスペースの削減、低コスト化、制御の簡略化、消費電力の削減ができる。なお、インクミスト付着防止の効果を高めるためには、前述の配置例のように、ファン４５が外部から吸入した風をプリンタ内部に吹かせる際に、ヘッド４１の上方に吹かせることは必須ではなく、ファン４５からの風をヘッド４１の真横やヘッド４１の下方に吹かせてもよい。また、空気の送風通路の少なくとも一部にヘッド４１等の部材が位置しないことが好ましい。

また、ヘッド４１の移動方向と交差する方向（用紙の搬送方向）にヘッド４１と隣接する位置が、空気の送風通路となることが好ましい。こうすることで、効率よくインクミストの除去ができる。空気の送風通路は、用紙の搬送方向の上流側または下流側にずれてヘッド４１と隣接する位置でもよく、また、搬送方向にヘッド４１と隣接する位置であれば、ヘッド４１よりも上方でも下方でもよい。

このように、トランジスタの冷却用ファンと、インクミスト付着防止のファンを兼用する場合、前述の配置例３（図１２）のように、ファン４５の吹き出し口がヘッド４１の上方に位置し、ファン４５とヘッド４１が搬送方向にずれる配置例に限られない。例えば、ファン４５とヘッド４１の高さ方向をずらすが（ファン４５がヘッド４１よりも上方または下方に位置するが）、ファン４５とヘッド４１の搬送方向の位置が同じであったり、ファン４５とヘッド４１の搬送方向の位置はずらすが（ファン４５がヘッド４１の上流側または下流側に位置するが）、ファン４５とヘッド４１の高さを同じにしたりしてもよい。そうすることで、ファン４５からの加熱された空気がヘッド４１に直接吹き付けられることなく、ヘッド４１の吐出不良を防止でき、且つ、ヘッド４１周辺のインクミストは移動方向に沿って流れ易くなり、ヘッド周辺の部材にインクミストが付着し難くなる。但し、ヘッド４１の温度上昇の点を考慮すると、少なくとも、ファン４５の吹き出し口はヘッド４１よりも上方に位置することが好ましい。

また、前述の配置例３では、トランジスタにより加熱された空気がヘッド４１に直接吹き付けられないように、ヘッド４１とファン４５の位置を用紙の搬送方向にずらしている。但し、トランジスタが過度に発熱しないときには、プリンタ外部の比較的に低い温度の空気がトランジスタによりあまり加熱されずに、プリンタ内部の空気温度よりも低い温度にて、プリンタ内部に吹き付けられる場合も考えられる。このような場合には、プリンタ内部の暖かい空気がプリンタ外部からの冷えた空気に押し出され、ヘッドやプリンタ内部も冷却される。つまり、トランジスタが過度に発熱していない場合には、ファン４５がプリンタ外部の空気を吸気することでプリンタ内部の空気が入れ替えられ、トランジスタの冷却効果だけでなく、ヘッド４１などのプリンタ内部の冷却効果も高まるといえる。この場合には、ファン４５からの風をヘッド４１の移動方向に沿って部材に衝突しないように効率良く流すことで、ファン４５からの風量が弱まることなく流れ、冷却効果がより高まる。

〈ラインヘッドプリンタについて〉
前述の実施形態では、画像形成動作と搬送動作とが交互に行われるシリアル式のプリンタ１を例に挙げているがこれに限らない。例えば、搬送方向と交差する紙幅方向に（移動方向に対応・所定方向に相当）紙幅長さに亘って複数のノズルが並んだノズル列を有するラインヘッドプリンタでもよい。このとき、ファン４５からの風がプリンタ内部に吹き出す方向と紙幅方向とを一致させることで、ラインヘッドの周辺に浮遊するインクミストを紙幅長さの全域に亘って非印刷領域に移動させることができるため、ヘッド周辺の部材のインクミストの付着をより防止できる。もし、ファンからの風がプリンタ内部に吹き出す方向を搬送方向と一致させると、紙幅方向に長いラインヘッドの一部の周辺にのみしかファン４５からの風が流れないため、ラインヘッドの一部の周辺のインクミストのみしか非印刷領域へ移動されない。つまり、トランジスタの冷却のためのファン４５を利用して、ラインヘッド周辺のインクミストの付着を紙幅方向の全域に亘って防止するためには、ファン４５からの風がプリンタ内部に吹き出す方向を紙幅方向にすることが好ましい。

〈ヒートシンクについて〉
前述の実施形態では、ヒートシンクにファンを設けているが、これに限らない。例えば、ヒートシンクがなくとも、トランジスタ周辺にファンを設け、液体吐出装置の外部から内部に吸気することで、比較的に低い温度の空気が、トランジスタ周辺を流れ、トランジスタの熱を奪い、トランジスタの冷却効果を高めることができる。
また、前述の実施形態では、ヒートシンクに筒状の空洞が設けられ、空洞内の空気をファンにより通過させているが、ヒートシンクの形状はこれに限らない。

〈液体吐出装置について〉
前述の実施形態では、液体吐出方法を実施する液体吐出装置（一部）としてインクジェットプリンタを例示していたが、これに限らない。液体吐出装置であれば、プリンタ（印刷装置）ではなく、様々な工業用装置に適用可能である。例えば、布地に模様をつけるための捺染装置、カラーフィルター製造装置や有機ＥＬディスプレイ等のディスプレイ製造装置、チップへＤＮＡを溶かした溶液を塗布してＤＮＡチップを製造するＤＮＡチップ製造装置、回路基板製造装置等であっても、本件発明を適用することができる。
また、液体の吐出方式は、駆動素子（ピエゾ素子）に電圧をかけて、インク室を膨張・収縮させることにより液体を吐出するピエゾ方式でもよいし、発熱素子を用いてノズル内に気泡を発生させ、その気泡によって液体を吐出させるサーマル方式でもよい。

本実施形態のプリンタの全体構成ブロック図である。 図２Ａはプリンタの斜視図であり、図２Ｂはプリンタの断面図である。 駆動信号生成回路を示す図である。 駆動信号生成回路とヘッド駆動回路を示す図である。 各信号のタイミングチャートである。 基板上のトランジスタとヒートシンクを示す図である。 比較例のファンの送風方向を示す図であり、 本実施形態のファンの送風方向を示す図である。 ヘッドと基板の配置例１の概略図である。 ヘッドと基板の配置例２の概略図である。 配置例３におけるプリンタの斜視図であり、 図１２Ａは配置例３のプリンタの上面図であり、図１２Ｂは配置例３のプリンタの断面図である。

符号の説明

１ プリンタ、１０ コントローラ、１１ インターフェース部、１２ ＣＰＵ、
１３ メモリ、１４ ユニット制御回路、２０ 搬送ユニット、２１ 給紙ローラ、
２２ 搬送モータ、２３ 搬送ローラ、２４ プラテン、２５ 排紙ローラ、
３０ キャリッジユニット、３１ キャリッジ、３２ キャリッジモータ、
３３ プーリ、３４ タイミングベルト、３５ ガイド軸、４０ ヘッドユニット、
４１ ヘッド、４２ ヘッド駆動回路、４２１ 第１シフトレジスタ、
４２２ 第２シフトレジスタ、４２３ ラッチ回路群、４２４ データセレクタ、
４３ 基板、４４ ヒートシンク、４５ ファン、４６ 空洞、５０ 検出器群、
５１ 紙検出センサ、５２ リニアスケール、５３ 温度センサ、
６０ コンピュータ、７０ 駆動信号生成回路、７１ 波形生成回路、
７２ 電流増幅回路、８０ フラッシング部、８１ スリット、
８２ 仕切り板、８３ 台

Claims (8)

1. 駆動信号により液体を吐出するヘッドと、
   前記駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
   前記駆動信号を生成することにより発熱した前記駆動信号生成部を冷却するためのファンと、
   を備える液体吐出装置であって、
   前記ファンは前記液体吐出装置の外部から空気を吸入する、
   ことを特徴とする液体吐出装置。
2. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
   前記ファンが前記外部から吸入した空気を前記液体吐出装置内に吹き出す吹き出し口が、前記ヘッドよりも上方に位置する液体吐出装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の液体吐出装置であって、
   前記ファンが前記外部から吸入した空気を前記液体吐出装置内に吹き出す方向と交差する方向に、前記吸入した空気を前記液体吐出装置内に吹き出す吹き出し口と前記ヘッドとがずれて位置する液体吐出装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の液体吐出装置であって、
   前記ヘッドが所定方向に移動しながら、前記ヘッドから媒体に液体が吐出され、
   前記ファンが前記外部から吸入した空気を前記液体吐出装置内に吹き出す方向は、前記所定方向と等しい、
   液体吐出装置。
5. 請求項４に記載の液体吐出装置であって、
   前記吹き出す方向に沿って取り付けられているリニアスケールに基づいて前記ヘッドの位置が検出される、
   液体吐出装置。
6. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の液体吐出装置であって、
   前記ヘッドは所定方向に複数のノズルが並んだノズル列を有し、
   前記ノズルから前記所定方向と交差する方向に搬送される媒体に液体が吐出され、
   前記ファンが前記外部から吸入した空気を前記液体吐出装置内に吹き出す方向は、前記所定方向と等しい、
   液体吐出装置。
7. 請求項３から請求項６のいずれかに記載の液体吐出装置であって、
   前記ファンと前記ヘッドとの間に仕切り板を有し、
   前記仕切り板には、前記吸入した空気が前記吹き出す方向に流れるための隙間が設けられている、
   液体吐出装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の液体吐出装置であって、
   前記ファンが前記外部から吸入した空気を前記液体吐出装置内に吹き出す吹き出し口が、前記ヘッドのフラッシングを行うフラッシング部よりも上方に位置する液体吐出装置。

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