JP2018052031A - 液体吐出装置及びヘッドユニット - Google Patents

Abstract

【課題】駆動回路の放熱効率を高めつつ、液体の吐出に影響を与えない送風が可能な液体吐出装置を提供すること。
【解決手段】液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、前記吐出部を駆動させるための駆動信号を生成する駆動回路と、第１ファンと、第２ファンと、前記ヘッドと前記駆動回路と前記第１ファンと前記第２ファンとが搭載されたキャリッジと、前記キャリッジを移動させるためのモーターと、を有し、前記第１ファンと前記第２ファンは、前記駆動回路を冷却し、且つ、前記駆動回路から前記ヘッドへの熱伝達を妨げる気流を作り出すように配置される、液体吐出装置。
【選択図】図６Ａ

Description

本発明は、液体吐出装置及びヘッドユニットに関する。

インクを吐出して画像や文書を印刷するインクジェットプリンターなどの液体吐出装置には、圧電素子（例えばピエゾ素子）を用いたものが知られている。圧電素子は、ヘッドに設けられた複数のノズルのそれぞれに対応して設けられ、それぞれが駆動信号にしたがって駆動する。圧電素子が駆動することで、ノズルから所定のタイミングで所定量のインク（液体）が吐出されて、ドットが形成される。圧電素子は、電気的にみればコンデンサーのような容量性負荷であるので、各ノズルの圧電素子を動作させるためには十分な電流を供給する必要がある。この為、上述の液体吐出装置においては、駆動回路が増幅回路によって増幅した駆動信号をヘッドに供給して、圧電素子を駆動する構成となっている。

例えば、ヘッドが搭載されたキャリッジが走査されて印刷が行われるシリアルプリンターなどの液体吐出装置において、ノイズの影響による駆動波形の歪を低減する為、圧電素子を駆動するための駆動回路をヘッドとともにキャリッジに搭載された構成のものがある。このような構成においては、圧電素子を駆動するための駆動回路の発熱によりインクの吐出特性が変わり、印刷品質の低下を招くといった問題がある。このような問題に対しキャリッジ上にファンを設け、駆動回路を冷却する液体吐出装置が提案されている。

例えば、特許文献１には、キャリッジ上に送風ファンを１つ設け、発熱した駆動回路を冷却する液体吐出装置が提案されている。

特開２００５‐２５４６１９

しかしながら、特許文献１は１つのファンにより発熱体（駆動回路）の冷却を行う為、空気の流れが悪く、発熱体（駆動回路）が十分に冷却されずにヘッドに伝達され、インクの熱による変質や粘性の変化などにより吐出特性が変化し、印刷品質の低下を招く可能性がある。

さらに、特許文献１においては、１つのファンにより気流を生み出し、駆動回路の冷却を行うため、ファンの巡回転か逆回転かの操作しか出来ない。その為、気流を制御する自由度が低く、気流の制御が困難であり、ノズルより吐出されたインク（液体）が冷却ファンにより生じた気流により乱れ、印刷品質の低下を招く可能性がある。

本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、冷却ファンを用い駆動回路の放熱効率を高めつつ、吐出に影響を与えない送風方法を実現することが可能である。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例に係る液体吐出装置は、液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、前記吐出部を駆動させるための駆動信号を生成する駆動回路と、第１ファンと、第２ファンと、前記ヘッドと前記駆動回路と前記第１ファンと前記第２ファンとが搭載されたキャリッジと、前記キャリッジを移動させるためのモーターと、を有し、前記第１ファンと前記第２ファンは、前記駆動回路を冷却し、且つ、前記駆動回路から前記ヘッドへの熱伝達を妨げる気流を作り出すように配置される、

本適用例に係る液体吐出装置によれば、キャリッジ上に第１ファンと第２ファンを設け、第１ファンと第２ファンにより駆動回路を冷却する気流を生み出す。さらに第１ファンと第２ファンにより生じた気流は、駆動回路の発熱がヘッドへ伝達される事を妨げる方向に生じさせる。これにより駆動回路を十分に冷却することが可能となるとともに、駆動回路で生じた熱がヘッドへ伝達される難くすることが可能となり、ヘッドの温度上昇、及びインクの吐出特性の変化が抑制され、印刷品質が向上する可能性がある。

［適用例２］
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第２ファンは、前記第１ファンの前記気流の送風効率を高めるように配置されてもよい。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、第２ファンにより、第１ファンの送風効率を高めることができ、駆動回路の冷却効率を高めることが可能となる。

［適用例３］
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記第１ファンと前記第２ファンは対向配置されてもよい。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、第２ファンは第１ファンから生じた気流の送風効率をさらに高めることが可能となる。

［適用例４］
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記駆動回路は、前記第１ファンと前記第２ファンとが対向する空間に、少なくとも前記駆動回路の一部が配置されてもよい。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、第１ファンと第２ファンとの間で生じた気流により効率よく駆動回路を冷却でき、駆動回路の温度上昇をより効率よく抑制することが可能となる。

［適用例５］
上記適用例に係る液体吐出装置において、前記ヘッドは、前記吐出部の前記液体を吐出するノズルが設けられている第１面と、反対側の第２面とを有し、前記第１ファンは前記第２面と間隙を設け配置され、前記ヘッドから離れる方向に前記気流を発生させてもよい。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、第１ファンにより発生した気流は、ノズル、及び印刷媒体とは逆の方向の気流を生み出し、ヘッドへの熱伝達を妨げることが可能となる。これにより、ヘッドの温度上昇を抑制し、安定した吐出特性を実現することが可能となる。

さらに、第１ファンは、ヘッドの第２面に対し間隙を設け配置されている為、第１ファン、及び第２ファンにより生み出された気流は、ヘッドの吐出部（ノズル）と印刷媒体との間に影響を及ぼさない範囲で対流し、風紋現象を抑制することが可能となる。

［適用例６］
上記適用例に係る液体吐出装置において、さらに、前記吐出部から吐出された前記液体を受けとるためのフラッシングボックスと、を有し、前記第１ファンと前記第２ファンから作り出される前記気流は、少なくとも前記フラッシングボックスとは異なる方向に前記気流を作り出しても良い。

本適用例に係る液体吐出装置によれば、第１ファン、及び第２ファンにより生じた気流にフラッシングボックス付近に浮遊するミストが巻き込まれることを抑制でき、浮遊ミストによる印刷品質の汚損を防止できる可能性がある。

［適用例７］
本適用例に係るヘッドユニットは、キャリッジを移動させるためのモーターと、を有する液体吐出装置に用いられるヘッドユニットであって、液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、 前記吐出部を駆動させるための駆動信号を生成する駆動回路と、第１ファンと、第２ファンと、前記ヘッドと前記駆動回路と前記第１ファンと前記第２ファンとが搭載された前記キャリッジと、を有し、前記第１ファンと前記第２ファンは、前記駆動回路を冷却し、且つ、前記駆動回路から前記ヘッドへの熱伝達を妨げる気流を作り出すように配置される。

本適用例に係るヘッドユニットによれば、キャリッジ上に第１ファンと第２ファンを設け、第１ファンと第２ファンにより駆動回路を冷却する気流を生み出す。さらに第１ファンと第２ファンにより生じた気流は、駆動回路の発熱がヘッドへ伝達される事を妨げる方向に生じさせる。これにより駆動回路を十分に冷却することが可能となるとともに、駆動回路で生じた熱がヘッドへ伝達される難くすることが可能となり、ヘッドの温度上昇、及びインクの吐出特性の変化が抑制され、印刷品質が向上する可能性がある。

液体吐出装置の内部概略構成を示す斜視図である。 液体吐出装置の電気的な構成を示すブロック図である。 ヘッドにおける吐出部の概略構成を示す図である。 ヘッドにおけるノズル配列を示す図である。 図４に示したノズル配列による画像形成の基本解像度を説明するための図である。 第一実施形態におけるキャリッジの正面図である。 第一実施形態におけるキャリッジの上面図である。 第一実施形態におけるキャリッジの側面図である。 図６Ａに示したキャリッジの正面図において、第１ファンの気流の流れを説明する為の拡大図である。 第二実施形態におけるキャリッジの正面図である。 第二実施形態におけるキャリッジの上面図である。 第二実施形態におけるキャリッジの側面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。用いる図面は説明の便宜上のものである。尚、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．第一実施形態
１.１ 液体吐出装置の概要
第一実施形態に係る液体吐出装置の一例としての印刷装置は、外部のホストコンピューターから供給された画像データに応じてインク（本実施形態における液体）を吐出させることによって、紙などの印刷媒体にインクドット群を形成し、これにより、当該画像データに応じた画像（文字、図形等を含む）を印刷するインクジェットプリンターである。

尚、液体吐出装置としては、例えば、プリンター等の印刷装置、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吐出装置、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料吐出装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物吐出装置、立体造形装置（いわゆる３Ｄプリンター）、捺染装置等を挙げることができる。

図１は、液体吐出装置１の内部の概略構成を示す斜視図である。図１に示されるように、液体吐出装置１は、ヘッドユニット２と、ヘッドユニット２を主走査方向に移動（往復動）させる移動機構３を備え、さらに不図示の外部筐体に覆われる。

移動機構３は、ヘッドユニット２の駆動源となるキャリッジモーター３１と、両端が固定されたキャリッジガイド軸３２と、キャリッジガイド軸３２とほぼ平行に延在し、キャリッジモーター３１（本実施形態におけるモーター）により駆動されるタイミングベルト３３と、を有している。

ヘッドユニット２には、キャリッジ２４が搭載され、キャリッジ２４は後述のとおり、液体を吐出する吐出部６００を備えたヘッド２０と、吐出部６００を駆動し液体を吐出させる駆動信号を生成する駆動回路５０と、第１ファン５１と、第２ファン５２と、が搭載される。（図６参照）また、キャリッジ２４にはインクが充填されたインクカートリッジが搭載されても良い。

キャリッジ２４は、キャリッジガイド軸３２に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト３３の一部に固定されている。その為、キャリッジモーター３１によりタイミングベルト３３を正逆走行させると、ヘッドユニット２がキャリッジガイド軸３２に案内されて往復動する。すなわち、キャリッジモーター３１は、キャリッジ２４を移動させるためのモーターである。

また、移動機構３は、ヘッドユニット２の主走査方向における位置を検出するためのリニアエンコーダー９０を備える。ヘッドユニット２の主走査方向における位置は、リニアエンコーダー９０によって検出される。

また、ヘッドユニット２のうち、印刷媒体Ｐと対向する部分にはヘッド２０（記録ヘッド）が設けられる。このヘッド２０は、後述するように、多数のノズル６５１からインク滴（液滴）を吐出させるための液体噴射ヘッドであり、ヘッドユニット２には、フレキシブルケーブル１９０を介して各種の制御信号等が供給される構成となっている。

液体吐出装置１は、印刷媒体Ｐを、副走査方向にプラテン４０上で搬送させる搬送機構４を備える。搬送機構４は、駆動源である搬送モーター４１と、搬送モーター４１により回転して、印刷媒体Ｐを副走査方向に搬送する搬送ローラー４２と、を備える。

印刷媒体Ｐが搬送機構４によって搬送されたタイミングで、ヘッド２０が当該印刷媒体Ｐにインク滴を吐出することによって、印刷媒体Ｐの表面に画像が形成される。

ヘッドユニット２の移動範囲内における端部領域には、ヘッドユニット２の走査の基点となるホームポジションが設定されている。ホームポジションには、ヘッド２０のノズル形成面を封止するキャッピング部材７０と、ノズル形成面を払拭するためのワイパー部材７１とが配置されている。そして、液体吐出装置１は、このホームポジションから反対側の端部へ向けてヘッドユニット２が移動する往動時と、反対側の端部からホームポジション側にヘッドユニット２が戻る復動時との双方向で印刷媒体Ｐの表面に画像を形成する。

プラテン４０の主走査方向の端部には、フラッシング動作の際にヘッド２０の吐出部６００から吐出されたインク滴を受ける（捕集する）ためのフラッシングボックス７２が配置されている。フラッシング動作とは、ノズル６５１に付近のインクの増粘によりノズル６５１が目詰まりしたり、ノズル６５１内に気泡が混入したりし、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、印刷対象の画像データとは関係なく、強制的に各ノズルからインクを吐出させる動作である。詳しくは、プラテン４０における印刷媒体Ｐに対してインク滴が吐出される領域（インク吐出領域）から外れた領域、より詳しくは、インク吐出領域よりも主走査方向の外側に外れた領域であって、液体吐出装置１が対応可能な最大サイズの印刷媒体Ｐがプラテン４０上に配置されたときの当該印刷媒体Ｐの幅方向端部（最大記録幅）よりも外側となる位置にフラッシングボックス７２が配置されている。

ヘッドユニット２は、印刷媒体Ｐの上方、及びフラッシングボックス７２の上方を移動し、印刷媒体Ｐに向けてインク滴を吐出する動作、及びフラッシングボックス７２に向けてインク滴を吐出するフラッシング動作を行う。

１.２ 液体吐出装置の電気的構成
図２は、液体吐出装置１の電気的な構成を示すブロック図である。図２に示されるように、液体吐出装置１では、制御ユニット１０とヘッドユニット２とがフレキシブルケーブル１９０を介して接続される。

制御ユニット１０は、制御部１００と、キャリッジモータードライバー３５と、搬送モータードライバー４５と、を有する。このうち、制御部１００は、ホストコンピューターから画像データが供給されたときに、各部を制御するための各種の制御信号等を出力する。

詳細には、制御部１００は、リニアエンコーダー９０の検出信号（エンコーダーパルス）に基づいてヘッドユニット２の走査位置（現在位置）を把握する。そして、制御部１００は、ヘッドユニット２の走査位置に基づいて、キャリッジモータードライバー３５に対して制御信号Ｃｔｒｌ１を供給し、キャリッジモータードライバー３５は、当該制御信号Ｃｔｒｌ１に従ってキャリッジモーター３１を駆動する。これにより、キャリッジ２４における主走査方向の移動が制御される。

また、制御部１００は、搬送モータードライバー４５に対して制御信号Ｃｔｒｌ２を供給し、搬送モータードライバー４５は、当該制御信号Ｃｔｒｌ２に従って搬送モーター４１を駆動する。これにより、搬送機構４による副走査方向の移動が制御される。

また、制御部１００は、ヘッドユニット２に、クロック信号Ｓｃｋ、データ信号Ｄａｔａ、制御信号ＬＡＴ，制御信号ＣＨ、デジタルのデータｄＡ，デジタルのデータｄＢを供給する。

また、制御部１００は、メンテナンスユニット８０に、吐出部６００におけるインクの吐出状態を正常に回復させるためのメンテナンス処理を実行させる。メンテナンスユニット８０は、メンテナンス処理として、吐出部６００内の増粘したインクや気泡等をチューブポンプ（図示省略）により吸引するクリーニング処理（ポンピング処理）を行うためのクリーニング機構８１を有していてもよい。また、メンテナンスユニット８０は、メンテナンス処理として、吐出部６００のノズル近傍に付着した紙粉等の異物をワイパー部材７１により拭き取るワイピング処理を行うためのワイピング機構８２を有していてもよい。

尚、制御部１００は、上述したフラッシング動作を行う場合は、キャリッジモータードライバー３５に対して所望の制御信号Ｃｔｒｌ１を供給してキャリッジ２４をフラッシングボックス７２の上まで移動させ、ヘッドユニット２に、所望のクロック信号Ｓｃｋ、データ信号Ｄａｔａ、制御信号ＬＡＴ，制御信号ＣＨ、データｄＡ，データｄＢを供給して、フラッシングボックス７２に向けてインク滴を吐出させる。

ヘッドユニット２は、駆動回路５０−ａ，駆動回路５０−ｂと、選択制御部２１０と、複数の選択部２３０と、ヘッド２０と、を有する。

駆動回路５０−ａ、駆動回路５０−ｂは、それぞれ、ヘッド２０が備える吐出部６００を駆動しインク（液体）を吐出させる駆動信号ＣＯＭ−Ａ、駆動信号ＣＯＭ−Ｂを生成する。具体的には、駆動回路５０−ａは、データｄＡをアナログ変換した後に、Ｄ級増幅した駆動信号ＣＯＭ−Ａを生成し、選択部２３０のそれぞれに供給する。同様に、駆動回路５０−ｂは、データｄＢをアナログ変換した後に、Ｄ級増幅した駆動信号ＣＯＭ−Ｂを生成し、選択部２３０のそれぞれに供給する。ここで、データｄＡは、選択部２３０に供給する駆動信号のうち、駆動信号ＣＯＭ−Ａの波形を規定し、データｄＢは、選択部２３０に供給する駆動信号ＣＯＭ−Ｂの波形を規定する。

駆動回路５０−ａ，駆動回路５０−ｂについては、入力するデータ、及び出力する駆動信号が異なるのみであり、回路的な構成は同一である。この為、駆動回路５０−ａ，駆動回路５０−ｂについて「−（ハイフン）」以下を省略し、単に駆動回路５０とする。

選択制御部２１０は、選択部２３０のそれぞれに対して駆動信号ＣＯＭ−Ａ，駆動信号ＣＯＭ−Ｂのいずれかを選択すべきか（または、いずれも非選択とすべきか）を、制御部１００から供給されるクロック信号Ｓｃｋ、データ信号Ｄａｔａ、制御信号ＬＡＴ，及び制御信号ＣＨによって指示する。

選択部２３０のそれぞれは、選択制御部２１０の指示に従って、駆動信号ＣＯＭ−Ａ，駆動信号ＣＯＭ−Ｂを選択し、ヘッド２０が有する圧電素子６０のそれぞれの一端に駆動信号として供給する。尚、図２では、この駆動信号の電圧を駆動電圧Ｖｏｕｔと表記している。圧電素子６０のそれぞれにおける他端は、電圧ＶＢＳが共通に印加されている。

圧電素子６０は、駆動信号が印加されることで変位する。圧電素子６０は、ヘッド２０における複数の吐出部６００のそれぞれに対応して設けられる。そして、圧電素子６０は、選択部２３０により選択された駆動信号の駆動電圧Ｖｏｕｔと電圧ＶＢＳとの差に応じて変位してインクを吐出させる。そこで次に、圧電素子６０への駆動によってインクを吐出させるための構成について簡単に説明する。

１.３ 吐出部の構成
図３は、ヘッド２０において、１つの吐出部６００に対応した概略構成を示す図である。図３に示されるように、ヘッド２０は、吐出部６００と、リザーバー６４１とを含む。

リザーバー６４１は、インクの色毎に設けられており、対応する色のインクが充填されたインクカートリッジの内部に貯留されたインクが供給口６６１からリザーバー６４１に導入される。

吐出部６００は、圧電素子６０と振動板６２１とキャビティー（圧力室）６３１とノズル６５１とを含む。このうち、振動板６２１は、図３において上面に設けられた圧電素子６０によって変位（屈曲振動）し、インクが充填されるキャビティー６３１の内部容積を拡大／縮小させるダイヤフラムとして機能する。ノズル６５１は、ノズルプレート６３２に設けられるとともに、キャビティー６３１に連通する開孔部である。キャビティー６３１は、内部に液体（例えば、インク）が充填され、圧電素子６０の変位により、内部容積が変化する。ノズル６５１は、キャビティー６３１に連通し、キャビティー６３１の内部容積の変化に応じてキャビティー６３１内の液体を液滴として吐出する。

図３で示される圧電素子６０は、圧電体６０１を一対の電極６１１，電極６１２で挟んだ構造である。この構造の圧電体６０１にあっては、電極６１１，電極６１２により印加された電圧に応じて、電極６１１，電極６１２、振動板６２１とともに図３において中央部分が両端部分に対して上下方向に撓む。具体的には、圧電素子６０は、駆動信号の駆動電圧Ｖｏｕｔが高くなると、上方向に撓む一方、駆動電圧Ｖｏｕｔが低くなると、下方向に撓む構成となっている。この構成において、上方向に撓めば、キャビティー６３１の内部容積が拡大するので、インクがリザーバー６４１から引き込まれる一方、下方向に撓めば、キャビティー６３１の内部容積が縮小するので、縮小の程度によっては、インクがノズル６５１から吐出される。

尚、圧電素子６０は、図示した構造に限られず、圧電素子６０を変形させてインクのような液体を吐出させることができる型であればよい。また、圧電素子６０は、屈曲振動に限られず、いわゆる縦振動を用いる構成でもよい。

また、圧電素子６０は、ヘッド２０においてキャビティー６３１とノズル６５１とに対応して設けられ、当該圧電素子６０は、図２において、選択部２３０にも対応して設けられる。この為、圧電素子６０、キャビティー６３１、ノズル６５１、及び選択部２３０のセットは、ノズル６５１毎に設けられることになる。

ここで、図３において、ヘッド２０は、液体を吐出するノズル６５１が設けられている面（図３下側）が本実施形態における第１面２７であり、反対側の供給口６６１が設けられている面（図３上側）が本実施形態における第２面２８である。

１.４ 駆動信号の構成
図４は、ノズル６５１の配列の一例を示す図である。図４に示されるように、ノズル６５１は、例えば２列で次のように配列している。詳細には、１列分でみたとき、複数個のノズル６５１が副走査方向に沿ってピッチＰｖで配置する一方、２列同士では、主走査方向にピッチＰｈだけ離間して、かつ、副走査方向にピッチＰｖの半分だけシフトした関係となっている。

尚、ノズル６５１は、カラー印刷する場合には、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）などの各色に対応したパターンが例えば主走査方向に沿って設けられる。すなわち、カラー印刷に使用する色が増加すれば、色数に応じノズル数が増加する。尚、以下の説明では、簡略化するために、単色で階調を表現する場合について説明する。

図５は、図４に示したノズル配列による画像形成の基本解像度を説明するための図である。尚、この図は、説明を簡易化するために、ノズル６５１からインク滴を１回吐出させて、１つのドットを形成する方法（第１方法）の例であり、黒塗りの丸印がインク滴の着弾により形成されるドットを示している。

ヘッドユニット２が、主走査方向に速度ｖで移動するとき、図５に示されるように、インク滴の着弾によって形成されるドットの（主走査方向の）ドット間隔Ｄと、当該速度ｖとは、次のような関係にある。

すなわち、１回のインク滴の吐出で１ドットが形成される場合、ドット間隔Ｄは、速度ｖを、インクの吐出周波数ｆで除した値（＝ｖ／ｆ）、換言すれば、インク滴が繰り返し吐出される周期（１／ｆ）においてヘッドユニット２が移動する距離で示される。

尚、図４、及び図５の例では、ピッチＰｈがドット間隔Ｄに対して係数ｎで比例する関係にして、２列のノズル６５１から吐出されるインク滴が、印刷媒体Ｐにおいて同一列で揃うように着弾させている。この為、図５に示されるように、副走査方向のドット間隔が、主走査方向のドット間隔の半分となっている。ドットの配列は、図示の例に限られないことは言うまでもない。

ところで、高速印刷を実現するためには、単位時間当たりに形成されるドット数を増やす必要がある。その為、単純には、ヘッドユニット２が主走査方向に移動する速度ｖを高めればよい。ただし、単に速度ｖを高めるだけでは、ドット間隔Ｄが長くなってしまう。この為、ある程度の解像度を確保した上で、高速印刷を実現するためには、インクの吐出周波数ｆを高めて、単位時間当たりに形成されるドット数を増やす必要がある。また、ヘッド２０に搭載されるノズル６５１の数量を増やすことで、同様に単位時間当たりに形成されるドット数を増やす事ができ、同様に高速印刷を実現することが可能である。

また、印刷速度とは別に、解像度を高めるためには、単位面積当たりで形成されるドット数を増やせばよい。ただし、ドット数を増やす場合に、インクを少量にしないと、隣り合うドット同士が結合してしまう可能性がある。

一方、印刷媒体Ｐにドットを形成する方法としては、インク滴を１回吐出させて、１つのドットを形成する方法のほかに、単位期間にインク滴を２回以上吐出可能として、単位期間において吐出された１以上のインク滴を着弾させ、当該着弾した１以上のインク滴を結合させることで、１つのドットを形成する方法（第２方法）や、これら２以上のインク滴を結合させることなく、２以上のドットを形成する方法（第３方法）がある。

１.５ ヘッドユニットの構成
本実施形態に係るヘッドユニット２の構成を図６Ａ，図６Ｂ、図６Ｃ、及び図６Ｄを用いて説明する。

図６Ａは、本実施形態に係るヘッドユニット２の正面図である。図６Ｂは、本実施形態に係るヘッドユニット２の上面図である。図６Ｃは、本実施形態に係るヘッドユニット２の側面図である。図６Ｄは、図６Ａの一点鎖線２４０で囲まれた領域の拡大図である。また、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、及び図６Ｄに示す破線矢印は、本実施形態により生じる気流を示す。

本実施形態において、ヘッドユニット２は、キャリッジ２４と、ヘッド２０と、駆動回路５０と、第１ファン５１と、第２ファン５２と、を含む。

本実施形態に係るキャリッジ２４は、キャリッジ側板２４−１と、キャリッジ底板２４‐２とを含み、断面が略Ｌ字形状に形成されている。さらに、キャリッジ側板２４‐１は、略Ｌ字型のキャリッジ２４の外側の面（図６Ｃの右側）にキャリッジガイド軸３２に支持される為の、挿入孔を有する。

本実施形態に係るキャリッジ２４には、ヘッド２０と、駆動回路５０が実装された基板５３と、第１ファン５１と、第２ファン５２と、が搭載され、第１ファン５１と第２ファン５２は駆動回路５０を冷却する気流を作り出し、更に、駆動回路５０からヘッド２０への熱伝達を妨げる気流を作り出すように配置される。

具体的には、本実施形態では、ヘッド２０は、キャリッジ底板２４‐２の外側の面（図６Ｃの下側）に、そのノズル６５１が配置された第１面２７が印刷媒体Ｐと近接した状態で対向するように配置され、第１面２７と反対側の第２面２８がキャリッジ底板２４‐２に接するように取付けられる。

本実施形態において、駆動回路５０は基板５３上に実装さる。基板５３は、キャリッジ側板２４‐１の内側面であるキャリッジ立上面２４Ａに、キャリッジ底板２４‐２と略平行となるように取り付けられる。尚、駆動回路５０は、基板５３のキャリッジ底板２４−２側、即ちヘッド２０側に実装される。

本実施形態において、第１ファン５１は、キャリッジ立上面２４Ａにキャリッジ底面２４Ｂと略平行に、且つ、基板５３のヘッド２０側に位置するように取り付けられる。このとき、第１ファン５１は、キャリッジ底板２４−２と所定の間隙Ｇを有して取り付けられ、駆動回路５０と対向配置される。

そして、第１ファン５１は、キャリッジ底板２４−２の内側面であるキャリッジ底面２４Ｂに漂う気体を間隙Ｇを介し吸引するように動作することで、気流４００ａを発生せる。さらに、第１ファン５１は吸気した気流４００ａを気流４００ｂとしてヘッド２０から離れる方向、即ち基板５３に向かい排気する。このとき、この第１ファンより発生した気流４００ｂは、ヘッド２０から離れる方向（図６Ａの上側）の気流であり駆動回路５０からヘッド２０への熱伝達を妨げることができ、併せて、第１ファン５１より発生した気流４００ｂは、基板５３、及び駆動回路５０を冷却することもできる。

本実施形態において、第２ファン５２は、キャリッジ立上面２４Ａにキャリッジ底面２４Ｂと略平行に基板５３を介して第１ファンと対向するように配置される。

そして、第２ファン５２は第１ファン５１と対向する面で、気流４００ｂが基板５３の端部より回り込んだ気流４００ｃを吸気し、第１ファン５１と対向しない面に気流４００ｄを排気する。即ち、第２ファン５２は、第１ファン５１から発生した気流４００ｂを導くように動作し、第１ファン５１の送風効率を高める。換言すれば、第２ファン５２は第１ファン５１を補助するように動作する。

さらに、本実施形態において、第２ファン５２より排気された気流４００ｄは、液体吐出装置１の上方に排気される。本実施形態によれば、液体吐出装置１は不図示の外部筐体に覆われている為、気流４００ｄは液体吐出装置１の内部において、気流４００ａに引き込まれるように第１ファン５１に気流４００ａとして再び吸気される。即ち、本実施形態においては、第１ファン５１、及び第２ファン５２により生じた気流４００ａ、気流４００ｂ、気流４００ｃ、及び気流４００ｄは液体吐出装置１の内部において気流の閉ループを形成する。

以上のように、第１ファン５１と第２ファン５２とが協働することにより、気流４００ａは、間隙Ｇを介し第１ファン５１に吸気される。従って、キャリッジ底面２４Ｂ表面に沿って、広範囲にわたって第１ファン５１に向けた気流４００ａが形成され、第１ファン５１に吸い込まれることとなる。第１ファン５１は、気流４００ｂを排気し、基板５３、及び駆動回路５０を冷却する。このとき、気流４００ｂは、基板５３全体を冷却するように基板５３の第１ファン５１に対向する面に沿って広がり、基板５３の端部に回り込む。気流４００ｂは基板５３の端部から、基板５３の第２ファン５２と対向する面に回り込み、第２ファン５２の吸気により気流４００ｃとして第２ファン５２に導かれる。その後、第２ファン５２は気流４００ｄを液体吐出装置１の内部に排気する。第２ファン５２より排気された気流４００ｄは、液体吐出装置１に放出されるが、液体吐出装置１は内部が閉鎖空間であるため、第１ファン５１に導かれ、気流４００ａとして再び第１ファン５１により吸気される。

これにより、本実施形態によれば、第１ファン５１、第２ファン５２により気流は駆動回路５０を効率よく冷却し、ヘッド２０への熱伝達を抑制することができる。さらに、第１ファン５１、及び第２ファン５２により液体吐出装置１の内部で気流は閉ループを形成することとなるため、不本意な地点における気流の発生を抑制することを可能とする。

例えば、本実施形態によれば、第１ファン５１、及び第２ファン５２の双方がヘッド２０の第２面２８側に配置されていることにより、第１ファン５１、及び第２ファン５２により発生した気流の閉ループは、図６Ａにおいてヘッド２０の第２面２８より上側に形成され、ヘッド２０側に気流が回り込むことが抑制される。よって、第１ファン５１、及び第２ファン５２により発生した気流が、ヘッド２０の第１面２７と印刷媒体Ｐとの間の気流を乱れさせることはない。

これより、本実施形態における液体吐出装置１によれば、印刷品質の低下の要因であるヘッド２０の温度上昇によりインクの吐出特性が変化、風紋現象、及び浮遊インク滴による印刷媒体Ｐの汚損による印刷品質の低下を抑制することも可能となる。以下にその詳細を説明する。

まず、印刷品質の低下の要因の一つであるヘッド２０の温度上昇によりインクの吐出特性の変化とは、本実施形態の液体吐出装置１に用いられるインクが、ヘッド２０の温度変化により、粘性を含む物性が変化する現象である。一方で、圧電素子６０の電極６１１、及び電極６１２に与えられる駆動電圧Ｖｏｕｔは温度によらず一定であり、その為、振動板６２１の振動も温度によらず一定であり、その結果、キャビティー６３１の内部容積の変化も温度によらず一定となる。その為、ヘッド２０の温度変化によりインクの粘性等の物性が変化すると、ノズル６５１から吐出されるインク滴の形状（大きさ）に差異が生じ、結果印刷品質の低下につながる。

本実施形態によれば、第１ファン５１と第２ファン５２に発生させた気流は、駆動回路５０を冷却すると共に、第１ファン５１と第２ファン５２は、ヘッド２０が搭載されている方向から駆動回路５０の方向へ気流を発生させる。これにより、駆動回路５０の発熱がヘッド２０に伝達されることを防止する。即ち、第１ファン５１と第２ファン５２に発生させた気流は、駆動回路５０を冷却するとともに、ヘッド２０の温度上昇も抑制する。その為、インクの吐出特性を安定させることが可能となり、印刷品質の低下を抑制することが出来る。

また、印刷品質の低下の要因の一つである風紋現象とは、ノズル６５１と印刷媒体Ｐとの間で気流の乱れが生じた際、生じた気流によりインク滴が印刷媒体Ｐの所望の位置からずれた位置に着弾し、印刷された画像に「風紋」のような濃度斑が生じる現象である。

本実施形態によれば、第１ファン５１、及び第２ファン５２により生じた気流は、ヘッド２０の第２面２８より上側で閉ループが形成される。これにより、第１ファン５１、及び第２ファン５２により生じた気流は、ヘッド２０の第１面２７と印刷媒体Ｐの間に気流の乱れを生じさせることがなく、本実施形態における気流による風紋現象を抑制することが可能となる。

さらに、浮遊インク滴による印刷媒体Ｐの汚損の要因として例えばフラッシングボックス７２付近に浮遊するインク滴によるものが挙げられる。フラッシングボックス７２は、前述のフラッシング動作により、強制的に各ノズルからインクを吐出させる動作であり、フラッシング動作により吐出されたインク滴はフラッシングボックス７２に捕集される。換言すれば、フラッシングボックス７２近傍においては、印刷に寄与しないミストが浮遊している可能性が高い。その為、フラッシングボックス７２の近傍において、気流が生じると、その気流に巻き込まれたインク滴が印刷媒体Ｐに着弾し汚損する恐れがある。

本実施形態によれば、フラッシングボックス７２は、図１に示すように例えば主走査方向の端部に設けられており、印刷媒体Ｐの幅方向端部（最大記録幅）よりも外側となる位置に配置されている。一方で、ノズルよりインク滴を吐出し、フラッシング動作を行う為、フラッシングボックス７２は、図６Ａにおいてヘッド２０の第１面２７より下側に設けられる。

本実施形態では、第１ファン５１、及び第２ファン５２により生じた気流は、ヘッド２０から離れる方向に気流を発生させ、さらに、気流の閉ループは図６Ａにおいてヘッド２０の第２面２８より上側に形成される。即ち、第１ファン５１と第２ファン５２から作り出される気流は、少なくともフラッシングボックス７２とは異なる方向に気流を作り出す。

これにより、本実施形態において、フラッシングボックス７２付近に浮遊するインク滴が気流に巻き込まれることを抑制できる。即ち、本実施形態により生じた気流により、浮遊するミストにより印刷媒体Ｐを汚損することを抑制することが可能となる。

尚、本実施形態において、第１ファン５１と第２ファン５２は、対向し配置したが、第２ファン５２が基板５３の端部に沿って回り込んだ気流４００ｃを導くことが出来ればこの限りではない。

また、駆動回路５０は、第１ファン５１の排気側と対向する面に配置されているが、基板５３の第２ファン５２の吸気側と対向する面に設けられてもよい。さらに、駆動回路５０は、第１ファン５１と第２ファン５２の対向する空間に設けられているが、少なくともその一部が第１ファン５１と第２ファン５２の対向する空間に含まれれば良い。さらに、駆動回路５０は、第１ファン５１、及び第２ファン５２により生じた気流の流路に配置され、第１ファン５１、及び第２ファン５２により生じた気流により冷却される配置であっても良い。

１.６ 作用・効果
以上に説明した本実施形態に係る液体吐出装置１では、キャリッジ２４に搭載された第１ファン５１、第２ファン５２により生じた気流で、駆動回路５０を効率よく冷却することが可能となる。

第１ファン５１、及び第２ファン５２により生成された気流は、駆動回路５０の発熱がヘッド２０への熱伝達を妨げるように働く。これにより、駆動回路５０の発熱によりインク（液体）の吐出特性が影響されること無く、安定して印刷媒体Ｐにインクドット群を形成することが可能となり、印刷品質を向上させることが可能となる。

さらに、第１ファン５１と第２ファン５２により発生した気流は、液体吐出装置１の内部で閉ループを形成する為、ヘッド２０の第１面２７に設けられたノズル６５１と印刷媒体Ｐとの気流が入り込むことなく、風紋現象の発生が抑制される。

さらに、第１ファン５１と第２ファン５２により発生した気流は、液体吐出装置１に設けられたフラッシングボックス７２とは異なる方向に気流を作り出す。これにより、フラッシングボックス付近に浮遊するミストが、第１ファン５１、及び第２ファン５２により発生した気流に巻き込まれ、印刷媒体Ｐに着弾、印刷媒体Ｐを汚損することを防止する。

即ち、本実施形態によれば、駆動回路５０を効率よく放熱し、且つ吐出特性に影響を与えない、即ち印刷品質を悪化させることのない液体吐出装置１が提供できる。

２．第二実施形態
次に、第二実施形態の液体吐出装置１について説明する。第二実施形態の液体吐出装置１は、第一実施形態に係る液体吐出装置と基本的に同様の構成を有するが、キャリッジ２４に搭載された第１ファン５１、及び第２ファンの配置が相違する。以下では、実施形態と重複する説明は省略、又は簡略し、主として実施形態と異なる内容について説明する。尚、同様の構成要素には同じ符号を付し、第一実施形態と重複する説明を省略し、第一実施形態と異なる内容について説明する。

第二実施形態の液体吐出装置の内部概略構成（図１）、電気的構成（図２）、ヘッドの吐出部の構成（図３）、ノズル配列（図４、図５）は、第一実施形態と同様であり、その図示、及び説明を省略する。

図７Ａは、第二実施形態におけるヘッドユニットの構成を示す正面図である。図７Ｂは、第二実施形態におけるヘッドユニットの構成を示す上面図である。図７Ｃは、第二実施形態における、ヘッドユニットの構成を示す側面図である。

第二実施形態において、ヘッドユニット２には、キャリッジ２４と、ヘッド２０と、駆動回路５０と、第１ファン５１と、第２ファン５２と、を含む。

第二実施形態に係るキャリッジ２４には、第一実施形態と同様に、ヘッド２０と、駆動回路５０が実装された基板５３と、第１ファン５１と、第２ファン５２と、が搭載され、第１ファン５１と第２ファン５２は駆動回路５０を冷却する気流を作り出し、第１ファン５１と第２ファン５２は、駆動回路５０からヘッド２０への熱伝達を妨げる気流を作り出すように配置される。

具体的には、第二実施形態において、第１ファン５１、及び第２ファン５２は、駆動基板５０をはさんで対向配置されるようにキャリッジ底面２４Ｂに立設されている。ここで、第１ファン５１は、キャリッジ２４のフラッシングボックス７２側に配置され、第２ファン５２は、キャリッジ２４のフラッシングボックス７２とは異なる側に配置される。

第１ファン５１は、液体吐出装置１のフラッシングボックス側の気体を吸気することで、気流５００ａを発生させ、第１ファン５１は吸気した気流５００ａを気流５００ｂとしてフラッシングボックス７２から離れる方向、即ち基板５３に向かい排気する。気流５００ｂは、基板５３の上面（図７Ａ上側）を沿うように流れる気流と、基板５３に下面（図７Ａ下側）を沿うように流れる気流とに分かれる。このとき、基板５３の下面を沿うように流れる気流により駆動回路５０を冷却する。

第２ファン５２は、基板５３により分離された気流５００ｂを基板５３の第２ファン５２側の端部にて結合し、気流５００ｃとして吸気する。そして、第１ファン５１と対向しない面に気流５００ｄを排気する。即ち、第２ファン５２は、第１ファン５１から発生した気流５００ｂを導くように動作し、第１ファン５１の送風効率を高める。

これにより、第二実施形態においても、第一実施形態と同様に第１ファン５１、第２ファン５２により気流は駆動回路５０を効率よく冷却し、ヘッド２０への熱伝達を抑制する。さらに、第１ファン５１、及び第２ファン５２により液体吐出装置１の内部で気流の閉ループを形成することで、第一実施形態と同様、不本意な地点における気流の発生を抑制することが可能となり、印刷品質の低下を抑制することが可能となる。

尚、第一実施形態、及び第二実施形態の双方において、駆動回路５０が搭載された基板５３は、キャリッジ立上面２４Ａに取り付けられ、キャリッジ底面２４Ｂと略平行に取り付けられているが、第１ファン５１、及び第２ファン５２により生じた気流により駆動回路５０が冷却可能であれば、キャリッジ底面２４Ｂに対し略垂直に取り付けられても良い。

以上、第一実施形態あるいは第二実施形態について説明したが、本発明はこれら第一実施形態あるいは第二実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。例えば、上記の各実施形態の適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的、及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置換えた構成を含む。また、本発明は実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することが出来る構成を含む。また本発明は実施形態で説明した構成に、公知技術を付加した構成を含む。

１…液体吐出装置、２…ヘッドユニット、３…移動機構、４…搬送機構、１０…制御ユニット、２０…ヘッド、２４…キャリッジ、２４−１…キャリッジ側板、２４−２…キャリッジ底板、２４Ａ…キャリッジ立上面、２４Ｂ…キャリッジ底面、２７…第１面、２８…第２面、３１…キャリッジモーター、３２…キャリッジガイド軸、３３…タイミングベルト、３５…キャリッジモータードライバー、４０…プラテン、４１…搬送モーター、４２…搬送ローラー、４５…搬送モータードライバー、５０…駆動回路、５１…第１ファン、５２…第２ファン、５３…基板、６０…圧電素子、７０…キャッピング部材、７１…ワイパー部材、７２…フラッシングボックス、８０…メンテナンスユニット、８１…クリーニング機構、８２…ワイピング機構、９０…リニアエンコーダー、１００…制御部、２１０…選択制御部、２３０…選択部、４００ａ，４００ｂ，４００ｃ，４００ｄ，５００ａ，５００ｂ，５００ｃ，５００ｄ…気流，６００…吐出部、６０１…圧電体、６１１，６１２…電極、６２１…振動板、６３１…キャビティー（圧力室）、６３２…ノズルプレート、６４１…リザーバー、６５１…ノズル、６６１…供給口、Ｐ…印刷媒体、Ｃｔｒｌ１，Ｃｔｒｌ２，Ｌａｔ，ＣＨ…制御信号、Ｓｃｋ…クロック信号、Ｄａｔａ…データ信号、ｄＡ，ｂＢ…（デジタルの）データ、ＣＯＭ−Ａ，ＣＯＭ−Ｂ…駆動信号

Claims (7)

1. 液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、
   前記吐出部を駆動させるための駆動信号を生成する駆動回路と、
   第１ファンと、
   第２ファンと、
   前記ヘッドと前記駆動回路と前記第１ファンと前記第２ファンとが搭載されたキャリッジと、
   前記キャリッジを移動させるためのモーターと、
   を有し、
   前記第１ファンと前記第２ファンは、前記駆動回路を冷却し、且つ、前記駆動回路から前記ヘッドへの熱伝達を妨げる気流を作り出すように配置される、
   ことを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記第２ファンは、
   前記第１ファンの前記気流の送風効率を高めるように配置されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置。
3. 前記第１ファンと前記第２ファンは対向配置されている、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の液体吐出装置。
4. 前記駆動回路は、
   前記第１ファンと前記第２ファンとが対向する空間に、少なくとも前記駆動回路の一部が配置される、
   ことを特徴とする請求項３記載の液体吐出装置。
5. 前記ヘッドは、前記吐出部の前記液体を吐出するノズルが設けられている第１面と、反対側の第２面とを有し、
   前記第１ファンは前記第２面と間隙を設け配置され、前記ヘッドから離れる方向に前記気流を発生させる、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
6. 請求項１記載の液体吐出装置において、
   さらに、前記吐出部から吐出された前記液体を受けとるためのフラッシングボックスと、
   を有し、
   前記第１ファンと前記第２ファンから作り出される前記気流は、
   少なくとも前記フラッシングボックスとは異なる方向に前記気流を作り出す、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５記載のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
7. キャリッジを移動させるためのモーターと、
   を有する液体吐出装置に用いられるヘッドユニットであって、
   液体を吐出する吐出部を備えたヘッドと、
   前記吐出部を駆動させるための駆動信号を生成する駆動回路と、
   第１ファンと、
   第２ファンと、
   前記ヘッドと前記駆動回路と前記第１ファンと前記第２ファンとが搭載された前記キャリッジと、
   を有し、
   前記第１ファンと前記第２ファンは、前記駆動回路を冷却し、且つ、前記駆動回路から前記ヘッドへの熱伝達を妨げる気流を作り出すように配置される、
   ことを特徴とするヘッドユニット。
   

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