JP3909948B2 - Recording head - Google Patents

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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像信号に応じたインク滴を記録媒体に向けて飛翔させて記録媒体上に画像を形成する記録ヘッドに係り、特に、圧電素子から放射される超音波の圧力によってインク滴を吐出させて記録媒体上に画像を形成する記録ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、画像信号に応じたインク滴を記録媒体に向けて吐出させて記録媒体上にインク滴によるドットを形成し、記録媒体上に所望の画像を形成する記録ヘッドとして、超音波をインク液面に集束して超音波の圧力を利用してインク滴を吐出させるものが知られている。
【0003】
この種の超音波を利用した記録ヘッドは、一般に、インクを収容したインクタンクの底部に画像信号に応じた超音波を発生させるための複数の圧電素子を並設し、圧電素子から離間したインクの液面に沿って圧電素子の並び方向に延びたスリットを形成して構成されている。スリットの幅は、インクの蒸発を防止するとともにインク液面を安定させる目的で、100 μmから500 μm程度に設定されている。そして、このスリットの中心に沿った複数の吐出ポイントに各圧電素子から発生される超音波をそれぞれ集束して、超音波の圧力によって所望の吐出ポイントからインク滴を吐出させるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の記録ヘッドでは、スリットに沿って繋がった液面を有する複数の吐出ポイントからインク滴を吐出させるため、吐出されるインク滴の径やインク滴の吐出方向を安定させることが難しい。特に、スリット近傍に記録媒体から発生される埃や屑(紙粉等)が付着され、スリットの部位において安定した液面を形成できない場合、インク滴の径が不安定となるとともに、インク滴の吐出方向が不安定となるといった問題を生じる。
【0005】
このため、従来の記録ヘッドでは、記録動作待機中に、スリットが形成された記録ヘッドの上面にスポンジなどのクリーニング部材を摺接させ、スリット近傍のヘッド上面をクリーニングするようにしている。しかし、このとき、クリーニング部材によって、スリットを介して、記録ヘッド内のインクが不所望に吸い上げられてしまい、インクが浪費されてしまう問題がある。また、ヘッド上面にクリーニング部材を摺接させたとき、スリット近傍のヘッド上面にインクが不所望に付着され、この付着されたインクがスリットを介してヘッド内のインクと繋がり、スリットにおけるインクの液面が不安定となり、インク滴の吐出方向が不安定となってしまう。
【0006】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、インクを不所望に浪費することなく、ヘッド上面を良好にクリーニングでき、安定した記録特性を得ることができる記録ヘッドを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の記録ヘッドは、略水平方向に搬送される記録媒体の下方に所定距離離間した水平面に沿って上記記録媒体の搬送方向を横切る第1の方向に延びたスリットを形成した上面を有し、該スリットによって液面が保持されるように記録液を収容する収容容器と、上記収容容器に隣接して設けられ、供給管を介して該収容容器に連通され、該収容容器へ供給する記録液を貯蔵したタンクと、上記タンクから上記供給管を介して収容容器へ記録液を供給して上記スリットにて液面を保持させる第1位置と、上記収容容器から上記供給管を介して上記タンクへ記録液の一部を回収して上記スリットにて保持されていた液面を下降させる第2位置と、の間で上記タンクを上記収容容器に対して相対的に昇降させる昇降手段と、上記収容容器の底部に上記第1の方向に沿って延設され、上記スリットに向けて記録液中を伝播される音波を画像信号に基づいて発生させる音波発生手段と、上記音波発生手段上に積層して設けられ、記録液に露出された上記第1の方向に延びた複数の溝を有し、該音波発生手段にて発生された音波を上記溝の作用によって上記スリットの中心に向けて上記第1の方向と直交する第2の方向へ集束させ、該スリットから記録媒体に向けて記録液を吐出させる音波集束手段と、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させることにより上記スリット近傍に付着した異物をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、上記昇降手段によって上記タンクが下降される第2位置は、上記音波集束手段の複数の溝から記録液が回収されることのない高さに設定され、上記クリーニング手段は、上記昇降手段によって上記タンクが第2位置へ下降されて上記収容容器へ供給された記録液の一部が上記タンクへ回収され、上記スリットにて保持された液面が下降された状態で、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させて該上面をクリーニングすることを特徴とする。
【0010】
また、この発明の記録ヘッドによると、上記タンクの高さ位置は、上記タンク内に貯蔵された記録液の液面の高さを検知して上記昇降手段を作動させることにより調節されることを特徴とする。
【0011】
また、この発明の記録ヘッドは、略水平方向に搬送される記録媒体の下方に所定距離離間した水平面に沿って上記記録媒体の搬送方向を横切る第1の方向に延びたスリットを形成した上面を有し、該スリットによって液面が保持されるように記録液を収容する収容容器と、上記収容容器に隣接して設けられ、供給管を介して該収容容器に連通され、該収容容器へ供給する記録液を貯蔵したタンクと、上記タンクから上記供給管を介して収容容器へ記録液を供給して上記スリットにて液面を保持させる第1位置と、上記収容容器から上記供給管を介して上記タンクへ記録液の一部を回収して上記スリットにて保持されていた液面を下降させる第2位置と、の間で上記タンクを上記収容容器に対して相対的に昇降させる昇降手段と、上記収容容器の底部に上記第1の方向に沿って延設され、上記スリットに向けて記録液中を伝播される音波を画像信号に基づいて発生させる音波発生手段と、上記音波発生手段上に積層して設けられ、記録液に露出された上面に上記第1の方向に延びた複数の溝を有し、該音波発生手段にて発生された音波を上記溝の作用によって上記スリットの中心に向けて上記第1の方向と直交する第2の方向へ集束させ、該スリットから記録媒体に向けて記録液を吐出させる音波集束手段と、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させることにより上記スリット近傍に付着した異物をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、上記昇降手段によって上記タンクが下降される第2位置は、上記音波集束手段の上面と上記収容容器の上面との間に満たされた記録液が、上記スリットを介して流入される空気によって、上記タンク内に貯蔵された記録液と分断される高さに設定され、上記クリーニング手段は、上記昇降手段によって上記タンクが第2位置へ下降されて記録液が分断された状態で、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させて該上面をクリーニングすることを特徴とする。
【0012】
更に、この発明の記録ヘッドは、略水平方向に搬送される記録媒体の下方に所定距離離間した水平面に沿って上記記録媒体の搬送方向を横切る第1の方向に延びたスリットを形成した上面を有し、該スリットによって液面が保持されるように記録液を収容する収容容器と、上記収容容器に隣接して設けられ、該収容容器の底部に形成された孔に接続された供給管を介して該収容容器に連通され、該収容容器へ供給する記録液を貯蔵したタンクと、上記タンクから上記供給管を介して収容容器へ記録液を供給して上記スリットにて液面を保持させる第1位置と、上記収容容器から上記供給管を介して上記タンクへ記録液の一部を回収して上記スリットにて保持されていた液面を下降させる第2位置と、の間で上記タンクを上記収容容器に対して相対的に昇降させる昇降手段と、上記収容容器の底部であって上記供給管が接続された孔から外れた位置に上記第1の方向に沿って延設され、上記スリットに向けて記録液中を伝播される音波を画像信号に基づいて発生させる音波発生手段と、上記音波発生手段上に積層して設けられ、記録液に露出された上面に上記第1の方向に延びた複数の溝を有し、該音波発生手段にて発生された音波を上記溝の作用によって上記スリットの中心に向けて上記第1の方向と直交する第2の方向へ集束させ、該スリットから記録媒体に向けて記録液を吐出させる音波集束手段と、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させることにより上記スリット近傍に付着した異物をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、上記収容容器の底部に形成された孔は、該収容容器の上面に形成されたスリットの一端に対向する位置に形成され、上記昇降手段によって上記タンクが下降される第2位置は、上記音波集束手段の上面と上記収容容器の上面との間に満たされた記録液が、上記スリットの一端を介して上記孔との間に流入される空気によって、上記タンク内に貯蔵された記録液と分断される高さに設定され、上記クリーニング手段は、上記昇降手段によって上記タンクが第2位置へ下降されて記録液が分断された状態で、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させて該上面をクリーニングすることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1には、この発明の記録ヘッド1を、その周辺部材とともに示してある。記録ヘッド1の上面1aから所定のギャップを介して対向した位置には、プラテンローラ2が配設されている。プラテンローラ2は、記録紙Pをその周囲に巻き掛けた状態で所定方向に回転される。これにより、記録紙Pは、ヘッド上面1aに対して一定のギャップを保持した状態で、プラテンローラ2の回転軸と略直交する方向に搬送される。
【0014】
記録ヘッド1の上面1aには、記録紙Pの搬送方向を横切る方向、すなわちプラテンローラ2の回転軸と平行に延びたスリット10が形成されている。また、記録ヘッド1に隣接した位置には、記録ヘッド1へ供給するインクを収容したインクタンク4が配設されている。インクタンク4は、供給チューブ6を介して、記録ヘッド1に接続されている。
【0015】
図2には、上記記録ヘッド1を部分的に分解した状態の斜視図を概略的に示してある。
記録ヘッド1は、略水平に延びた上面12aを有する矩形板状の基材12を有している。基材12の上面12a上には、記録ヘッド1の副走査方向(図中矢印Y方向)に延びた複数の引き出し電極13がアレイ状に所定ピッチで形成されている。そして、これらの引き出し電極13を介して、超音波を発生するための圧電素子15が基材12の上面12a上に設けられている。また、基材12の圧電素子15が搭載されていない部位には、供給チューブ6を接続するためのインク供給孔12bが形成されている。
【0016】
圧電素子15は、記録ヘッド1の副走査方向に延びてアレイ状に配列された複数の個別電極14(図3参照)、比誘電率が200のチタン酸鉛系圧電セラミックからなる厚さ約50μmの圧電体16、および共通電極17を基材12から離れる方向に順次積層して形成されている。圧電素子15の各個別電極14は、基材12の上面12aに形成された引き出し電極13に対応して設けられ、例えば副走査方向に5.0mmの長さを有するとともに副走査方向と直交する主走査方向(図中矢印X方向)に60μmの幅を有し、主走査方向に25μmのピッチで形成されている。また、共通電極17は、例えば、副走査方向に2.0mmの長さを有し、全ての個別電極をカバーするように設けられている。
【0017】
そして、圧電素子15の各個別電極14と基材12上の各引き出し電極13とが重ねられて位置合せされ、圧電素子15と基材12がエポキシ樹脂を介して圧着されて各電極が電気的に接続される。各引き出し電極13は、それぞれボンディングワイヤ18を介して、圧電素子15を駆動するための駆動IC19に接続されている。また、共通電極17は、駆動IC19の図示しないコモン端子に接続されている。さらに、各引き出し電極13を接続した駆動IC19には、図示しない信号源から入力される画像信号に基づくバースト信号(以下、バースト波と称することもある)を各個別電極14に出力する図示しない信号処理部が接続されている。
【0018】
圧電素子15の上には、圧電素子15から発生される超音波を記録ヘッド1の上面1aに形成されたスリット10の中央に集束させるための略矩形板状のレンズ部材20が積層されている。レンズ部材20の上面には、フレネル輪帯理論に基づいて主走査方向に延設された複数本のレンズ溝20aが形成されている。これらの複数本のレンズ溝20aは、レンズ部材20の副走査方向中心線に対して対称に形成されており、各レンズ溝20aの深さは、インクを伝播する超音波の波長の(2n+1)/4倍(nは0以上の整数)に設定されている。
【0019】
また、基材12の上面12a上には、上記圧電素子15およびレンズ部材20とともにインク供給孔12bをカバーするように、インク室部材11が設けられている。インク室部材11の上面は、記録ヘッド1の上面1aを成し、インク室部材11の上面には副走査方向幅300μmのスリット10が形成されている。インク室部材11の高さは、レンズ部材20による超音波の集束位置がスリット10の高さ位置と正確に一致するように、レンズ溝20aの底からスリット10までの高さが2.5mmになるように設定した。尚、上記レンズ部材20とともにインク室部材11には、圧電体16の音響インピーダンスとインクの音響インピーダンスとの積の平方根に近い音響インピーダンスを有する材料として、例えばアルミナ粉末を分散させたエポキシ樹脂を用いた。
【0020】
次に、上述した記録ヘッド1の製造プロセスについて説明する。
まず、記録ヘッド1の組立に先立ち、基材12の上面12aに複数の引き出し電極13が予め形成され、所定形状に成型されたインク室部材11およびレンズ部材20が用意される。引き出し電極13は、Ti/Auを基材12の上面12aにスパッタリングにより形成し、所定のパターンにエッチングすることにより形成される。
【0021】
また、インク室部材11およびレンズ部材20は、部材を伝播する超音波の速度が3×103 m/sになるように、混合比を調整したアルミナ粉末をエポキシ樹脂に混合して成型され、密度2.20×103 kg/m3 、音速2.95×103 m/sを得た。また、レンズ部材20は、その底面の厚さが45μmとなるように成型した。
【0022】
そして、比誘電率200、厚さ約0.5mm、副走査方向の幅5mmのチタン酸鉛系圧電セラミックからなる圧電体16の両面にTi/Au電極がスパッタリングで形成される。このとき、圧電体16の一方の面には後に個別電極14となる厚さ0.05μmの電極が形成され、他方の面には分極処理のための電極が厚さ0.2μmで形成される。
【0023】
次に、圧電体16の両面に形成された電極間に3kV/mmの電界が形成され、圧電体16が分極処理される。そして、一方の電極がエッチングされて、幅60μm、電極間ピッチ25μmの複数の個別電極14が形成される。そして、各個別電極14が、基材12上に予め形成された引き出し電極13上に重ね合わされるように、圧電体16が基材12の上面12a上に接着剤を介して積層され、両電極が加圧されて圧着される。
【0024】
このように、圧電体が基材12上に接着された状態で、圧電体の上面に形成された分極用の電極ごと圧電体16が研磨される。このとき、圧電体16の厚さが50μmになるように研磨される。さらに、研磨された圧電体16の面上に、Alによる共通電極17が、スパッタリングによって0.3μmの厚さに形成される。共通電極17の副走査方向の幅は、2.0mmに設定されている。
【0025】
そして、予め用意されたレンズ部材20が、上記のように形成された圧電素子15上に積層され、接着剤を介して接着される。
さらに、圧電素子15およびレンズ部材20を覆うように、インク室部材11が基材12上に取付けられる。このとき、インク室部材11のスリット10の中心がレンズ部材20の副走査方向中心と一致するようにインク室部材11が位置決めされ、インク室部材11が基材12上に接着される。また、インク室部材11が基材12上に取付けられる前に、ブラシ等を介してレンズ部材20の上面にインクが供給され、複数のレンズ溝20aが予めインクによって濡らされる。
【0026】
最後に、圧電素子15に駆動電圧を供給するための駆動IC19が基材12の上面12a上に取付けられ、圧電素子15の各個別電極14および共通電極17がボンディングワイヤ18を介してボンディングされ、記録ヘッド1の組み立てが完了される。
【0027】
ここで、図3を参照して、上記記録ヘッド1の駆動原理について説明する。
図示しない信号処理部から出力されるバースト波は、圧電体16の厚さなどによって決定される共振周波数に近い比較的高い周波数を有する正弦波で形成され、信号処理部によって演算される波数、即ちこの波数によって決定されるバースト幅を有するものである。
【0028】
本実施の形態では、隣接した8つの個別電極14を1グループとして、これら8つの個別電極14に対して同じ波数のバースト波を同時に印加して1つのインク滴を吐出させるようにした。この際、波数が同じバースト波のうち位相が互いに180°ずれた0相のバースト波とπ相のバースト波を用意し、8つの電極の並び方向に、0π0000π0の順に位相の異なるバースト波を与えるようにした。これにより、電極の並び方向中央に向けて超音波を集束することができ、8つの電極の中央位置から1つのインク滴を吐出させることができる。このとき、副走査方向の音波の集束は、レンズ部材20のレンズ溝20aの作用による。
【0029】
このように、8つの個別電極14を1グループとしてインク滴を吐出させる場合、同時に吐出できるインク滴の吐出間隔は電極8つ分に相当する。このため、主走査方向に沿った1ライン分のインク滴を吐出させるためには、同一のバースト波を与える個別電極14のグループを電極1つ分ずつずらしながら主走査方向にスキャンし、各グループの電極にそれぞれ8つのバースト波を与える必要がある。
【0030】
次に、上述した記録ヘッド1の動作について、図4乃至図6を参照して説明する。図4は記録動作時における記録ヘッド1内部のインクの状態を示す主走査方向断面図であり、図5は非記録動作時、即ちクリーニング動作時における記録ヘッド1内部のインクの状態を示す主走査方向断面図であり、図6は記録ヘッド1の上面1aをクリーニングするためのクリーニング機構を主に示す副走査方向断面図である。
【0031】
図4に示すように、記録動作時には、インクタンク4内に収容されたインクが、インク供給チューブ6、およびインク供給孔12bを介して、記録ヘッド1内へ供給される。このとき、良好な記録特性を得るためには、スリット10の上端にインクの液面が常に安定して保持されることが重要である。スリット10の上端にインクの液面を安定して形成するため、供給チューブ6を介して記録ヘッド1に接続されたインクタンク4の高さ位置が調節され、インクが静水圧でヘッド1内へ供給される。つまり、スリット10の上端の高さとインクタンク4内のインクの液面の高さとの差Δhを常に一定に保つことにより、スリット10の上端にインクの液面を常に安定して形成できる。
【0032】
Δhを一定にすべくインクタンク4の高さ位置を調節するための昇降機構30は、鉛直方向に離間して配置された一対のローラ31、32、これら一対のローラ31、32に巻回されて張設された昇降ベルト34、この昇降ベルト34を無端走行させるべく一方のローラを正逆両方向に回転駆動させる図示しない駆動モータ、およびインクタンク4内に収容されたインクの液面を検知してインクタンク4の適切な高さ位置を検出するためのインクセンサ36を有している。インクセンサ36は、インクに接触される端部を有する一対の電極を有し、これら電極がインクを介して導通されたことを検知してインク液面を検知するようになっている。
【0033】
インクタンク4は、昇降ベルト34に固設され、昇降ベルト34の走行によって鉛直上下方向に移動される。このとき、インクセンサ36にてインクタンク4内のインクの液面が検知された時点で昇降機構30が停止され、インクタンク4が所定の高さ位置に停止される。つまり、インクセンサ36の電極の端部が予め所定の高さ位置に固設されており、インクセンサ36が液面を検知した時点でインクタンクを停止すれば、インクタンク4内に収容されたインクの液面を常に同じ高さに保持できる。これにより、Δhを常に一定に保持できる。
【0034】
そして、記録動作に応じてインクが消費された場合には、インク液面の下降を補正するようにインクタンク4が徐々に上昇され、インクタンク4内に収容されたインクの液面が常に同じ高さに調節される。
【0035】
ところで、このようにスリット10の上端にインクの液面を安定して形成した状態で記録動作を続けると、スリット10が外気に晒されている時間が長くなり、且つスリット10の上を通過する記録紙Pの枚数が増加し、スリット近傍にインクが固着されたり紙粉や埃が付着されたりしてしまう。このように、紙粉や埃がスリット近傍に付着されると、スリット10の上端にインクの液面を安定して形成できなくなり、インク滴の吐出方向が不安定となったり、インク滴の径が一定しなくなったりするといった不具合を生じてしまう。このため、一定時間継続して記録動作を実行したような場合には、記録動作を一時中断してスリット10近傍の記録ヘッド上面1aをクリーニングする必要がある。
【0036】
しかし、上記のように、スリット10の上端にインクの液面が形成された状態のまま記録ヘッド1の上面1aをクリーニングしようとする場合、例えば、クリーニング部材としてスポンジなどをヘッド上面1aに摺接させると、スリット10を介して記録ヘッド1内のインクが不所望に吸い上げられてしまい、インクが浪費されてランニングコストが増大される。
【0037】
また、このようにスポンジによってインクが吸い上げられると、吸い上げられたインクがスポンジの摺接によって記録ヘッド1の上面1aに不所望に付着され、付着されたインクがヘッド1内のインクと繋がり、インク液面がスリット10の上端で安定して形成できなくなり、上述したような不具合を生じ、記録特性が低下される。
【0038】
このため、本実施の形態では、クリーニング動作を実行する前に、インクタンク4を所定量だけ下降させ、スリット10の上端まで満たされていたインクの液面を所定のレベルまで下降させるようにした。図5には、インクタンク4を下降させて記録ヘッド1内に供給されたインクの一部をインクタンク4側へ回収した状態を示してある。
【0039】
このように、記録ヘッド1内に供給したインクの一部を回収することにより、スリット10の上端まで満たされていたインクの液面が下降され、この状態でスポンジなどのクリーニング部材がヘッド上面1aに摺接されてもスポンジによってインクが吸い上げられることがなくインクを浪費することが防止される。また、少なくとも液面を下降させておけば、スリット10を介してインクが不所望に吸い上げられたとしても、僅かな量のインクが浪費されるだけでインクが多量に浪費されることを防止でき、スポンジの摺接によって記録ヘッド1の上面1aにインクが不所望に付着されることを防止できる。
【0040】
実際には、インクタンク4が下降されて、供給チューブ6およびインク供給孔12bを介して、記録ヘッド1内のインクが吸い出され始めると、まず最初に、インク供給孔12bの上方に位置したスリット10の端部10aから空気が吸い込まれて、この部分でインクの繋がりが分断される。つまり、本実施の形態においては、レンズ部材20からインク室部材11の上面までの距離に対してレンズ部材20の主走査方向長さが十分に長いため、レンズ部材20の図中左側端部よりインク供給孔12b側に近接した位置までスリット端部10aが延長されていれば、レンズ部材20上に溜まったインクの毛管力がスリット端部10aの部分でインクを繋ごうとする力に勝り、この部分でインクが分断されることになる。
【0041】
このように、インクの繋がりが一旦分断されてしまうと、レンズ部材20の上方に溜まっているインクは、そのまま自身の表面張力により回収されずにその場所に留まる。言い換えれば、インク供給孔12bの位置とスリット端部10aを近接して、より具体的には、インク供給孔12bの上方にスリット端部10aがくるように両者の位置を設定することにより、図5の状態を保つことができる。
【0042】
これにより、たとえスリット10を介してクリーニング部材によってインクが吸い上げられたとしても、スリット端部10aの部位でインクが分断されているため、インクタンク4内に収容されたインクまで吸い上げられてしまうことはない。
【0043】
また、上述したようにレンズ部材20上にインクを残すことができるため、レンズ溝20aに入り込んだインクまでもが回収されてしまうことを防止できる。すなわち、レンズ溝20aは、その深さおよび幅が数十μm程度であるため、一旦レンズ溝20aからインクが回収されてしまうと、ヘッドの組立時のようにブラシ等を用いてレンズ溝20a内にインクを強制的に供給しなければならない。もし、レンズ溝20a内に正常にインクを供給できないと、レンズ溝20a内に空気が入り込んだりして、超音波が不所望に吸収されてしまい、超音波の伝達が正常になされなくなり、インク滴が吐出されなくなる。
【0044】
従って、記録ヘッド1内からインクを回収する場合には、本実施の形態のように、レンズ部材20のレンズ溝20a内にインクを残すことが重要である。このため、本実施の形態では、レンズ部材20上にインクを残すため、スリット端部10aをインク供給孔12bの上方まで延出させている。
【0045】
図6に示すように、記録ヘッド1の上面1aをクリーニングするためのクリーニング機構40は、記録ヘッド1の副走査方向に互いに離間された一対のローラ41、42、一対のローラ41、42に巻回されて巻回されて張設されたベルト44、このベルト44に固設され記録ヘッド1の上面1aに対向されたクリーニングユニット45、および一方のローラを回転させることによりベルト44を副走査方向に走行させる図示しない駆動モータを有している。
【0046】
クリーニングユニット45は、記録ヘッド1の上面1aに対向される図中実線で示す閉塞位置へ移動された状態で、ヘッド上面1aの副走査方向両端に当接配置されるクリーニング部材としての一対のスポンジ46、48を有している。このクリーニングユニット45は、クリーニング動作を実行しない通常の記録動作時には、図中破線で示す退避位置へ移動される。また、記録動作終了時には、閉塞位置へ移動される。
【0047】
しかして、ベルト44が走行されてクリーニングユニット45が副走査方向に移動されると、一対のスポンジ46、48が記録ヘッド1の上面1aに摺接され、スリット10近傍のヘッド上面1aに付着された紙粉や埃がクリーニングされる。尚、クリーニングユニット45が閉塞位置へ移動されると、記録ヘッド1の上面1aがクリーニングユニット45によって閉塞されため、インクの蒸発を抑制できるとともに、スリット近傍に埃が付着することを防止できる。
【0048】
尚、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、上述した実施の形態では、クリーニング部材としてスポンジを用いた例を示したが、スポンジの代りにブラシなどを用いることもできる。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の記録ヘッドは、上記のような構成および作用を有しているので、インクを不所望に浪費することなく、ヘッド上面を良好にクリーニングでき、安定した記録特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に係る記録ヘッドおよびその周辺部材を示す斜視図。
【図2】図1の記録ヘッドを部分的に分解した分解斜視図。
【図3】図1の記録ヘッドにおけるインク滴の吐出原理を説明するための動作説明図。
【図4】記録動作時の記録ヘッドの状態を示す概略図。
【図5】非記録動作時の記録ヘッドの状態を示す概略図。
【図6】記録ヘッドのクリーニング機構の動作を説明するための図。
【符号の説明】
1…記録ヘッド、
1a…上面、
2…プラテンローラ、
4…インクタンク、
6…供給チューブ、
10…スリット、
11…インク室部材、
12…基材、
12b…インク供給孔、
13…引き出し電極、
14…個別電極、
15…圧電素子、
16…圧電体、
17…共通電極、
18…ボンディングワイヤ、
19…駆動IC、
20…レンズ部材、
20a…レンズ溝、
30…昇降機構、
40…クリーニング機構、
P…記録紙。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording head that forms an image on a recording medium by ejecting ink drops according to an image signal toward the recording medium, and in particular, ejects ink drops by the pressure of ultrasonic waves emitted from a piezoelectric element. The present invention relates to a recording head that forms an image on a recording medium.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a recording head for ejecting ink droplets corresponding to an image signal toward a recording medium to form dots by the ink droplets on the recording medium and forming a desired image on the recording medium, ultrasonic waves are applied to the ink liquid surface. Ink droplets that are focused on and ejected using the pressure of ultrasonic waves are known.
[0003]
In general, a recording head using this type of ultrasonic wave has a plurality of piezoelectric elements for generating ultrasonic waves corresponding to image signals arranged in parallel at the bottom of an ink tank containing ink, and is separated from the piezoelectric element. A slit extending in the direction in which the piezoelectric elements are arranged along the liquid surface is formed. The width of the slit is set to about 100 μm to 500 μm for the purpose of preventing ink evaporation and stabilizing the ink surface. The ultrasonic waves generated from each piezoelectric element are focused on a plurality of discharge points along the center of the slit, and ink droplets are discharged from the desired discharge points by the pressure of the ultrasonic waves.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional recording head as described above, since the ink droplets are ejected from a plurality of ejection points having liquid levels connected along the slit, the diameter of the ejected ink droplet and the ejection direction of the ink droplet can be stabilized. difficult. In particular, when dust or debris (paper dust or the like) generated from the recording medium adheres in the vicinity of the slit and a stable liquid surface cannot be formed at the slit, the ink droplet diameter becomes unstable and the ink droplet There arises a problem that the discharge direction becomes unstable.
[0005]
For this reason, in a conventional recording head, a cleaning member such as a sponge is slidably brought into contact with the upper surface of the recording head in which the slit is formed during standby for the recording operation, thereby cleaning the upper surface of the head near the slit. However, at this time, there is a problem that the ink in the recording head is undesirably sucked up by the cleaning member through the slit, and the ink is wasted. Further, when the cleaning member is brought into sliding contact with the upper surface of the head, the ink is undesirably attached to the upper surface of the head in the vicinity of the slit, and the attached ink is connected to the ink in the head through the slit. The surface becomes unstable and the ink droplet ejection direction becomes unstable.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a recording head capable of satisfactorily cleaning the upper surface of the head without unnecessarily wasting ink and obtaining stable recording characteristics. There is.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention The recording head has an upper surface formed with a slit extending in a first direction crossing the conveying direction of the recording medium along a horizontal plane spaced a predetermined distance below the recording medium conveyed in a substantially horizontal direction. A storage container for storing the recording liquid so that the liquid level is held by the storage container, and the recording liquid provided adjacent to the storage container and connected to the storage container via a supply pipe to store the recording liquid to be supplied to the storage container A first position for supplying the recording liquid from the tank to the receiving container through the supply pipe and holding the liquid level at the slit, and recording from the receiving container to the tank through the supply pipe. Lifting means for raising and lowering the tank relative to the storage container between the second position for recovering a part of the liquid and lowering the liquid level held by the slit; and the storage container On the bottom of the first A sound wave generating means extending along the direction and generating a sound wave propagating through the recording liquid toward the slit based on an image signal, and a layer on the sound wave generating means are provided and exposed to the recording liquid. A plurality of grooves extending in the first direction, and the second direction orthogonal to the first direction toward the center of the slit by the action of the grooves. And a cleaning means for cleaning the foreign matter adhering to the vicinity of the slit by sliding the cleaning member on the upper surface of the container. And the second position where the tank is lowered by the elevating means is set to a height at which the recording liquid is not recovered from the plurality of grooves of the sound wave focusing means, In the cleaning means, the tank is lowered to the second position by the elevating means, a part of the recording liquid supplied to the storage container is collected into the tank, and the liquid level held in the slit is lowered. In this state, a cleaning member is brought into sliding contact with the upper surface of the storage container to clean the upper surface.
[0010]
In addition, this invention Notation According to the recording head, the height position of the tank is adjusted by detecting the height of the liquid level of the recording liquid stored in the tank and operating the elevating means.
[0011]
In addition, this invention Notation The recording head has an upper surface formed with a slit extending in a first direction crossing the conveyance direction of the recording medium along a horizontal plane spaced a predetermined distance below the recording medium conveyed in a substantially horizontal direction. A storage container for storing the recording liquid so that the liquid level is held by the storage container, and the recording liquid provided adjacent to the storage container and connected to the storage container via a supply pipe to store the recording liquid to be supplied to the storage container A first position for supplying the recording liquid from the tank to the receiving container through the supply pipe and holding the liquid level at the slit, and recording from the receiving container to the tank through the supply pipe. Lifting means for raising and lowering the tank relative to the storage container between the second position for recovering a part of the liquid and lowering the liquid level held by the slit; and the storage container On the bottom of the first A sound wave generating means extending along the direction and generating a sound wave propagating through the recording liquid toward the slit based on an image signal, and being laminated on the sound wave generating means and exposed to the recording liquid. A plurality of grooves extending in the first direction on the upper surface, and the sound waves generated by the sound wave generating means are orthogonal to the first direction toward the center of the slit by the action of the grooves. A sound wave converging means for converging in the second direction and ejecting the recording liquid from the slit toward the recording medium, and a foreign material adhering to the vicinity of the slit are cleaned by sliding a cleaning member on the upper surface of the container. A second position where the tank is lowered by the elevating means. The recording liquid filled between the upper surface of the sound wave focusing means and the upper surface of the container is The cleaning fluid is set at a height that is separated from the recording liquid stored in the tank by the air flowing in through the tank, and the cleaning device lowers the tank to the second position by the elevating device. In a state where the liquid is divided, a cleaning member is slidably brought into contact with the upper surface of the storage container to clean the upper surface.
[0012]
Furthermore, this invention Notation The recording head has an upper surface formed with a slit extending in a first direction crossing the conveyance direction of the recording medium along a horizontal plane spaced a predetermined distance below the recording medium conveyed in a substantially horizontal direction. A storage container for storing the recording liquid so that the liquid level is held by the storage container, and the storage container via a supply pipe provided adjacent to the storage container and connected to a hole formed in the bottom of the storage container A tank that stores the recording liquid to be supplied to the storage container, a first position that supplies the recording liquid from the tank to the storage container via the supply pipe and holds the liquid level at the slit; The tank is placed in the storage container between a second position where a part of the recording liquid is recovered from the storage container to the tank via the supply pipe and the liquid level held by the slit is lowered. Move up and down relatively A lowering means and a sound wave that extends along the first direction and is propagated through the recording liquid toward the slit at a position outside the hole to which the supply pipe is connected at the bottom of the container. And a plurality of grooves extending in the first direction on the upper surface exposed to the recording liquid, and provided on the upper surface exposed to the recording liquid. The sound wave generated by the generating means is focused toward the center of the slit by the action of the groove in a second direction orthogonal to the first direction, and the recording liquid is discharged from the slit toward the recording medium. A cleaning means for cleaning the foreign matter adhering to the vicinity of the slit by sliding a cleaning member on the upper surface of the container, and the hole formed in the bottom of the container is The second position where the tank is lowered by the elevating means is formed between the upper surface of the sound wave focusing means and the upper surface of the receiving container. The recording liquid is set to a height that is separated from the recording liquid stored in the tank by the air flowing between the holes through one end of the slit, and the cleaning means In a state where the tank is lowered to the second position by the elevating means and the recording liquid is divided, the upper surface is cleaned by sliding the cleaning member on the upper surface of the storage container.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a recording head 1 of the present invention together with its peripheral members. A platen roller 2 is disposed at a position facing the upper surface 1a of the recording head 1 via a predetermined gap. The platen roller 2 is rotated in a predetermined direction while the recording paper P is wound around it. As a result, the recording paper P is conveyed in a direction substantially orthogonal to the rotation axis of the platen roller 2 while maintaining a certain gap with respect to the head upper surface 1a.
[0014]
A slit 10 is formed on the upper surface 1 a of the recording head 1 so as to extend in a direction transverse to the conveyance direction of the recording paper P, that is, in parallel with the rotation axis of the platen roller 2. An ink tank 4 that stores ink to be supplied to the recording head 1 is disposed at a position adjacent to the recording head 1. The ink tank 4 is connected to the recording head 1 via the supply tube 6.
[0015]
FIG. 2 schematically shows a perspective view of the recording head 1 in a partially disassembled state.
The recording head 1 has a rectangular plate-like substrate 12 having an upper surface 12a extending substantially horizontally. On the upper surface 12a of the substrate 12, a plurality of lead electrodes 13 extending in the sub-scanning direction (arrow Y direction in the figure) of the recording head 1 are formed in an array at a predetermined pitch. A piezoelectric element 15 for generating ultrasonic waves is provided on the upper surface 12 a of the substrate 12 through these extraction electrodes 13. In addition, an ink supply hole 12b for connecting the supply tube 6 is formed in a portion of the substrate 12 where the piezoelectric element 15 is not mounted.
[0016]
The piezoelectric element 15 has a thickness of about 50 μm made of a plurality of individual electrodes 14 (see FIG. 3) arranged in an array extending in the sub-scanning direction of the recording head 1 and a lead titanate piezoelectric ceramic having a relative dielectric constant of 200. The piezoelectric body 16 and the common electrode 17 are sequentially stacked in a direction away from the base material 12. Each individual electrode 14 of the piezoelectric element 15 is provided corresponding to the lead electrode 13 formed on the upper surface 12a of the substrate 12, and has a length of, for example, 5.0 mm in the sub scanning direction and is orthogonal to the sub scanning direction. It has a width of 60 μm in the main scanning direction (arrow X direction in the figure) and is formed at a pitch of 25 μm in the main scanning direction. The common electrode 17 has a length of 2.0 mm in the sub-scanning direction, for example, and is provided so as to cover all the individual electrodes.
[0017]
Each individual electrode 14 of the piezoelectric element 15 and each extraction electrode 13 on the base material 12 are overlapped and aligned, and the piezoelectric element 15 and the base material 12 are pressure-bonded via an epoxy resin so that each electrode is electrically connected. Connected to. Each extraction electrode 13 is connected to a driving IC 19 for driving the piezoelectric element 15 via a bonding wire 18. The common electrode 17 is connected to a common terminal (not shown) of the drive IC 19. Further, a signal (not shown) for outputting a burst signal (hereinafter also referred to as a burst wave) based on an image signal input from a signal source (not shown) to each individual electrode 14 to the drive IC 19 connected to each lead electrode 13. A processing unit is connected.
[0018]
On the piezoelectric element 15, a substantially rectangular plate-shaped lens member 20 for focusing the ultrasonic wave generated from the piezoelectric element 15 on the center of the slit 10 formed on the upper surface 1 a of the recording head 1 is laminated. . A plurality of lens grooves 20 a extending in the main scanning direction based on the Fresnel zone theory are formed on the upper surface of the lens member 20. The plurality of lens grooves 20a are formed symmetrically with respect to the center line in the sub-scanning direction of the lens member 20, and the depth of each lens groove 20a is (2n + 1) of the wavelength of the ultrasonic wave propagating through the ink. / 4 times (n is an integer of 0 or more).
[0019]
An ink chamber member 11 is provided on the upper surface 12 a of the base 12 so as to cover the ink supply hole 12 b together with the piezoelectric element 15 and the lens member 20. The upper surface of the ink chamber member 11 forms the upper surface 1 a of the recording head 1, and the slit 10 having a width of 300 μm in the sub-scanning direction is formed on the upper surface of the ink chamber member 11. The height of the ink chamber member 11 is 2.5 mm from the bottom of the lens groove 20a to the slit 10 so that the ultrasonic focusing position by the lens member 20 exactly matches the height position of the slit 10. Was set to be. For example, an epoxy resin in which alumina powder is dispersed is used as the ink chamber member 11 together with the lens member 20 as a material having an acoustic impedance close to the square root of the product of the acoustic impedance of the piezoelectric body 16 and the acoustic impedance of the ink. It was.
[0020]
Next, the manufacturing process of the recording head 1 described above will be described.
First, prior to assembling the recording head 1, an ink chamber member 11 and a lens member 20 are prepared in which a plurality of extraction electrodes 13 are formed in advance on the upper surface 12 a of the substrate 12 and molded into a predetermined shape. The extraction electrode 13 is formed by forming Ti / Au on the upper surface 12a of the substrate 12 by sputtering and etching it into a predetermined pattern.
[0021]
The ink chamber member 11 and the lens member 20 have an ultrasonic velocity of 3 × 10 that propagates through the members. Three Alumina powder adjusted to a mixing ratio so as to be m / s is mixed with an epoxy resin and molded to have a density of 2.20 × 10. Three kg / m Three , Speed of sound 2.95 × 10 Three m / s was obtained. The lens member 20 was molded so that the thickness of the bottom surface was 45 μm.
[0022]
Then, Ti / Au electrodes are formed on both surfaces of the piezoelectric body 16 made of a lead titanate piezoelectric ceramic having a relative dielectric constant of 200, a thickness of about 0.5 mm, and a width of 5 mm in the sub-scanning direction. At this time, an electrode having a thickness of 0.05 μm, which will later become an individual electrode 14, is formed on one surface of the piezoelectric body 16, and an electrode for polarization treatment is formed on the other surface with a thickness of 0.2 μm. .
[0023]
Next, an electric field of 3 kV / mm is formed between the electrodes formed on both surfaces of the piezoelectric body 16, and the piezoelectric body 16 is polarized. Then, one electrode is etched to form a plurality of individual electrodes 14 having a width of 60 μm and an inter-electrode pitch of 25 μm. And the piezoelectric material 16 is laminated | stacked via the adhesive agent on the upper surface 12a of the base material 12 so that each individual electrode 14 may be piled up on the extraction electrode 13 previously formed on the base material 12, and both electrodes Is pressed and pressure-bonded.
[0024]
In this manner, the piezoelectric body 16 is polished together with the polarization electrodes formed on the upper surface of the piezoelectric body in a state where the piezoelectric body is bonded onto the substrate 12. At this time, polishing is performed so that the thickness of the piezoelectric body 16 becomes 50 μm. Further, a common electrode 17 made of Al is formed on the polished surface of the piezoelectric body 16 to a thickness of 0.3 μm by sputtering. The width of the common electrode 17 in the sub-scanning direction is set to 2.0 mm.
[0025]
Then, the lens member 20 prepared in advance is laminated on the piezoelectric element 15 formed as described above, and is bonded via an adhesive.
Further, the ink chamber member 11 is attached on the substrate 12 so as to cover the piezoelectric element 15 and the lens member 20. At this time, the ink chamber member 11 is positioned so that the center of the slit 10 of the ink chamber member 11 coincides with the center of the lens member 20 in the sub-scanning direction, and the ink chamber member 11 is bonded onto the substrate 12. In addition, before the ink chamber member 11 is mounted on the substrate 12, ink is supplied to the upper surface of the lens member 20 via a brush or the like, and the plurality of lens grooves 20a are wetted with ink in advance.
[0026]
Finally, a driving IC 19 for supplying a driving voltage to the piezoelectric element 15 is mounted on the upper surface 12a of the substrate 12, and the individual electrodes 14 and the common electrode 17 of the piezoelectric element 15 are bonded via bonding wires 18, The assembly of the recording head 1 is completed.
[0027]
Here, the driving principle of the recording head 1 will be described with reference to FIG.
A burst wave output from a signal processing unit (not shown) is formed as a sine wave having a relatively high frequency close to a resonance frequency determined by the thickness of the piezoelectric body 16 and the like, and the wave number calculated by the signal processing unit, It has a burst width determined by this wave number.
[0028]
In this embodiment, eight adjacent individual electrodes 14 are made into one group, and burst waves having the same wave number are simultaneously applied to these eight individual electrodes 14 to eject one ink droplet. At this time, among the burst waves having the same wave number, a zero-phase burst wave and a π-phase burst wave whose phases are shifted from each other by 180 ° are prepared, and burst waves having different phases in the order of 0π0000π0 are given to the arrangement direction of the eight electrodes. I did it. Thereby, an ultrasonic wave can be focused toward the center of the electrode arrangement direction, and one ink droplet can be ejected from the center position of the eight electrodes. At this time, focusing of sound waves in the sub-scanning direction is caused by the action of the lens groove 20a of the lens member 20.
[0029]
As described above, when ink droplets are ejected with eight individual electrodes 14 as one group, the ejection interval of ink droplets that can be ejected simultaneously corresponds to eight electrodes. For this reason, in order to eject ink droplets for one line along the main scanning direction, the groups of the individual electrodes 14 that give the same burst wave are scanned in the main scanning direction while shifting one electrode at a time. It is necessary to give eight burst waves to each of the electrodes.
[0030]
Next, the operation of the recording head 1 described above will be described with reference to FIGS. 4 is a cross-sectional view in the main scanning direction showing the state of ink inside the recording head 1 during the recording operation, and FIG. 5 is a main scanning showing the state of ink inside the recording head 1 during the non-recording operation, that is, during the cleaning operation. FIG. 6 is a sectional view in the sub-scanning direction mainly showing a cleaning mechanism for cleaning the upper surface 1a of the recording head 1. FIG.
[0031]
As shown in FIG. 4, during the recording operation, the ink stored in the ink tank 4 is supplied into the recording head 1 through the ink supply tube 6 and the ink supply hole 12b. At this time, in order to obtain good recording characteristics, it is important that the ink level is always stably held at the upper end of the slit 10. In order to stably form the ink level at the upper end of the slit 10, the height position of the ink tank 4 connected to the recording head 1 is adjusted via the supply tube 6, and the ink enters the head 1 with hydrostatic pressure. Supplied. In other words, by always keeping the difference Δh between the height of the upper end of the slit 10 and the height of the ink liquid level in the ink tank 4, the ink liquid level can always be stably formed at the upper end of the slit 10.
[0032]
An elevating mechanism 30 for adjusting the height position of the ink tank 4 to make Δh constant is wound around a pair of rollers 31 and 32 that are spaced apart in the vertical direction, and the pair of rollers 31 and 32. A lifting belt 34 that is stretched, a drive motor (not shown) that rotationally drives one roller in both forward and reverse directions to make the lifting belt 34 run endlessly, and a liquid level of ink stored in the ink tank 4. And an ink sensor 36 for detecting an appropriate height position of the ink tank 4. The ink sensor 36 has a pair of electrodes having end portions that come into contact with ink, and detects that the ink liquid level is detected by detecting that these electrodes are conducted through the ink.
[0033]
The ink tank 4 is fixed to the elevating belt 34 and is moved in the vertical vertical direction by the traveling of the elevating belt 34. At this time, when the ink sensor 36 detects the ink level in the ink tank 4, the elevating mechanism 30 is stopped, and the ink tank 4 is stopped at a predetermined height position. That is, the end of the electrode of the ink sensor 36 is fixed in advance at a predetermined height, and if the ink tank is stopped when the ink sensor 36 detects the liquid level, the ink sensor 36 is accommodated in the ink tank 4. The ink level can always be kept at the same height. Thereby, Δh can always be kept constant.
[0034]
When ink is consumed according to the recording operation, the ink tank 4 is gradually raised so as to correct the drop in the ink liquid level, and the liquid level of the ink stored in the ink tank 4 is always the same. Adjusted to height.
[0035]
By the way, if the recording operation is continued in such a state that the ink level is stably formed at the upper end of the slit 10 as described above, the time during which the slit 10 is exposed to the outside air becomes long and passes over the slit 10. The number of recording papers P increases, and ink adheres to the vicinity of the slits or paper dust or dust adheres. As described above, when paper dust or dust adheres to the vicinity of the slit, the ink level cannot be stably formed at the upper end of the slit 10, the ink droplet ejection direction becomes unstable, or the diameter of the ink droplet This will cause problems such as being not constant. For this reason, when the recording operation is executed continuously for a certain time, it is necessary to temporarily interrupt the recording operation and clean the upper surface 1a of the recording head near the slit 10.
[0036]
However, as described above, when the upper surface 1a of the recording head 1 is to be cleaned while the ink liquid level is formed at the upper end of the slit 10, for example, a sponge or the like is slidably contacted with the head upper surface 1a as a cleaning member. As a result, the ink in the recording head 1 is undesirably sucked up through the slit 10, and the ink is wasted and the running cost is increased.
[0037]
Further, when ink is sucked up by the sponge in this way, the sucked ink is undesirably attached to the upper surface 1a of the recording head 1 by the sliding contact of the sponge, and the attached ink is connected to the ink in the head 1 and the ink. The liquid surface cannot be stably formed at the upper end of the slit 10, causing the above-described problems and deteriorating the recording characteristics.
[0038]
For this reason, in this embodiment, before the cleaning operation is performed, the ink tank 4 is lowered by a predetermined amount, and the ink level that has been filled up to the upper end of the slit 10 is lowered to a predetermined level. . FIG. 5 shows a state in which the ink tank 4 is lowered and a part of the ink supplied into the recording head 1 is collected to the ink tank 4 side.
[0039]
In this way, by collecting a part of the ink supplied into the recording head 1, the liquid level of the ink filled up to the upper end of the slit 10 is lowered, and in this state, a cleaning member such as a sponge is moved to the head upper surface 1a. The ink is not sucked up by the sponge even if it is slidably contacted with the ink, and the waste of the ink is prevented. Further, if at least the liquid level is lowered, even if ink is sucked up undesirably through the slit 10, it is possible to prevent a large amount of ink from being wasted only by a small amount of ink being wasted. The ink can be prevented from undesirably adhering to the upper surface 1a of the recording head 1 due to the sliding contact of the sponge.
[0040]
Actually, when the ink tank 4 is lowered and ink in the recording head 1 starts to be sucked out through the supply tube 6 and the ink supply hole 12b, first, the ink tank 4 is positioned above the ink supply hole 12b. Air is sucked from the end portion 10a of the slit 10, and the ink connection is broken at this portion. In other words, in the present embodiment, the length of the lens member 20 in the main scanning direction is sufficiently long with respect to the distance from the lens member 20 to the upper surface of the ink chamber member 11, and therefore, from the left end of the lens member 20 in the drawing. If the slit end portion 10a is extended to a position close to the ink supply hole 12b side, the capillary force of the ink accumulated on the lens member 20 is superior to the force to join the ink at the slit end portion 10a. The ink is divided at the portion.
[0041]
In this way, once the ink connection is broken, the ink accumulated above the lens member 20 remains in place without being collected by its own surface tension. In other words, the position of the ink supply hole 12b and the slit end 10a are brought close to each other, more specifically, the position of both is set so that the slit end 10a is located above the ink supply hole 12b. The state of 5 can be maintained.
[0042]
As a result, even if the ink is sucked up by the cleaning member through the slit 10, the ink is divided at the portion of the slit end 10 a, so that the ink contained in the ink tank 4 is sucked up. There is no.
[0043]
In addition, since the ink can be left on the lens member 20 as described above, even the ink that has entered the lens groove 20a can be prevented from being collected. That is, since the depth and width of the lens groove 20a are about several tens of μm, once ink is collected from the lens groove 20a, the inside of the lens groove 20a is used by using a brush or the like as in assembling the head. The ink must be forcibly supplied. If the ink cannot be normally supplied into the lens groove 20a, air may enter the lens groove 20a and the ultrasonic waves will be absorbed undesirably, and the ultrasonic waves will not be transmitted normally. Will not be discharged.
[0044]
Therefore, when collecting ink from the recording head 1, it is important to leave the ink in the lens groove 20a of the lens member 20 as in the present embodiment. For this reason, in this embodiment, in order to leave ink on the lens member 20, the slit end 10a is extended to above the ink supply hole 12b.
[0045]
As shown in FIG. 6, the cleaning mechanism 40 for cleaning the upper surface 1 a of the recording head 1 is wound around a pair of rollers 41 and 42 that are spaced apart from each other in the sub-scanning direction of the recording head 1 and a pair of rollers 41 and 42. The belt 44 is rotated and wound and stretched, the cleaning unit 45 fixed to the belt 44 and opposed to the upper surface 1a of the recording head 1, and one of the rollers is rotated to rotate the belt 44 in the sub-scanning direction. A drive motor (not shown) that is allowed to travel.
[0046]
The cleaning unit 45 is a pair of sponges as a cleaning member disposed in contact with both ends of the head upper surface 1a in the sub-scanning direction in a state where the cleaning unit 45 is moved to the closed position indicated by the solid line in the figure facing the upper surface 1a of the recording head 1. 46, 48. The cleaning unit 45 is moved to a retracted position indicated by a broken line in the drawing during a normal recording operation in which no cleaning operation is performed. At the end of the recording operation, it is moved to the closing position.
[0047]
Thus, when the belt 44 is run and the cleaning unit 45 is moved in the sub-scanning direction, the pair of sponges 46 and 48 are brought into sliding contact with the upper surface 1a of the recording head 1 and attached to the head upper surface 1a in the vicinity of the slit 10. Paper dust and dust are cleaned. When the cleaning unit 45 is moved to the closing position, the upper surface 1a of the recording head 1 is closed by the cleaning unit 45, so that ink evaporation can be suppressed and dust can be prevented from adhering to the vicinity of the slit.
[0048]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible within the scope of this invention. For example, in the above-described embodiment, an example in which a sponge is used as the cleaning member has been described. However, a brush or the like can be used instead of the sponge.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, since the recording head of the present invention has the above-described configuration and operation, the upper surface of the head can be cleaned well without unnecessarily wasting ink, and stable recording characteristics can be obtained. Obtainable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a recording head and its peripheral members according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view in which the recording head of FIG. 1 is partially disassembled.
FIG. 3 is an operation explanatory diagram for explaining the principle of ink droplet ejection in the recording head of FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a state of a recording head during a recording operation.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a state of a recording head during a non-recording operation.
FIG. 6 is a view for explaining the operation of a recording head cleaning mechanism;
[Explanation of symbols]
1 ... recording head,
1a: top surface,
2 ... Platen roller,
4 ... ink tank,
6 ... supply tube,
10 ... Slit,
11: Ink chamber member,
12 ... base material,
12b ... ink supply hole,
13 ... extraction electrode,
14: Individual electrodes,
15 ... piezoelectric element,
16 ... piezoelectric body,
17 ... Common electrode,
18 ... bonding wire,
19 ... Drive IC,
20 ... Lens member,
20a ... lens groove,
30 ... Lifting mechanism,
40. Cleaning mechanism,
P: Recording paper.

Claims (4)

略水平方向に搬送される記録媒体の下方に所定距離離間した水平面に沿って上記記録媒体の搬送方向を横切る第1の方向に延びたスリットを形成した上面を有し、該スリットによって液面が保持されるように記録液を収容する収容容器と、
上記収容容器に隣接して設けられ、供給管を介して該収容容器に連通され、該収容容器へ供給する記録液を貯蔵したタンクと、
上記タンクから上記供給管を介して収容容器へ記録液を供給して上記スリットにて液面を保持させる第1位置と、上記収容容器から上記供給管を介して上記タンクへ記録液の一部を回収して上記スリットにて保持されていた液面を下降させる第2位置と、の間で上記タンクを上記収容容器に対して相対的に昇降させる昇降手段と、
上記収容容器の底部に上記第1の方向に沿って延設され、上記スリットに向けて記録液中を伝播される音波を画像信号に基づいて発生させる音波発生手段と、
上記音波発生手段上に積層して設けられ、記録液に露出された上記第1の方向に延びた複数の溝を有し、該音波発生手段にて発生された音波を上記溝の作用によって上記スリットの中心に向けて上記第1の方向と直交する第2の方向へ集束させ、該スリットから記録媒体に向けて記録液を吐出させる音波集束手段と、
上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させることにより上記スリット近傍に付着した異物をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、
上記昇降手段によって上記タンクが下降される第2位置は、上記音波集束手段の複数の溝から記録液が回収されることのない高さに設定され、
上記クリーニング手段は、上記昇降手段によって上記タンクが第2位置へ下降されて上記収容容器へ供給された記録液の一部が上記タンクへ回収され、上記スリットにて保持された液面が下降された状態で、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させて該上面をクリーニングすることを特徴とする記録ヘッド。
An upper surface formed with a slit extending in a first direction across the conveying direction of the recording medium along a horizontal plane spaced by a predetermined distance below the recording medium conveyed in a substantially horizontal direction; A storage container for storing the recording liquid to be held;
A tank that is provided adjacent to the storage container, communicates with the storage container via a supply pipe, and stores recording liquid to be supplied to the storage container;
A first position for supplying the recording liquid from the tank to the storage container via the supply pipe and holding the liquid level at the slit; and a part of the recording liquid from the storage container to the tank via the supply pipe And a second position for lowering the liquid level held in the slit and raising and lowering means for raising and lowering the tank relative to the container,
A sound wave generator extending along the first direction at the bottom of the container and generating a sound wave propagating through the recording liquid toward the slit based on an image signal;
A plurality of grooves provided in a stacked manner on the sound wave generating means and extending in the first direction exposed to the recording liquid, and the sound waves generated by the sound wave generating means are generated by the action of the grooves. A sound wave converging means for converging in a second direction orthogonal to the first direction toward the center of the slit, and discharging a recording liquid from the slit toward the recording medium;
Cleaning means for cleaning foreign matter adhering to the vicinity of the slit by sliding a cleaning member on the upper surface of the container; and
The second position where the tank is lowered by the elevating means is set to a height at which the recording liquid is not recovered from the plurality of grooves of the sound wave focusing means,
In the cleaning means, the tank is lowered to the second position by the elevating means, a part of the recording liquid supplied to the storage container is collected into the tank, and the liquid level held in the slit is lowered. A recording head, wherein a cleaning member is slidably brought into contact with the upper surface of the storage container in a state where the upper surface is cleaned.
上記タンクの高さ位置は、上記タンク内に貯蔵された記録液の液面の高さを検知して上記昇降手段を作動させることにより調節されることを特徴とする請求項1記載の記録ヘッド。  2. The recording head according to claim 1, wherein the height position of the tank is adjusted by detecting the height of the recording liquid stored in the tank and operating the elevating means. . 略水平方向に搬送される記録媒体の下方に所定距離離間した水平面に沿って上記記録媒体の搬送方向を横切る第1の方向に延びたスリットを形成した上面を有し、該スリットによって液面が保持されるように記録液を収容する収容容器と、
上記収容容器に隣接して設けられ、供給管を介して該収容容器に連通され、該収容容器へ供給する記録液を貯蔵したタンクと、
上記タンクから上記供給管を介して収容容器へ記録液を供給して上記スリットにて液面を保持させる第1位置と、上記収容容器から上記供給管を介して上記タンクへ記録液の一部を回収して上記スリットにて保持されていた液面を下降させる第2位置と、の間で上記タンクを上記収容容器に対して相対的に昇降させる昇降手段と、
上記収容容器の底部に上記第1の方向に沿って延設され、上記スリットに向けて記録液中を伝播される音波を画像信号に基づいて発生させる音波発生手段と、
上記音波発生手段上に積層して設けられ、記録液に露出された上面に上記第1の方向に延びた複数の溝を有し、該音波発生手段にて発生された音波を上記溝の作用によって上記スリットの中心に向けて上記第1の方向と直交する第2の方向へ集束させ、該スリットから記録媒体に向けて記録液を吐出させる音波集束手段と、
上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させることにより上記スリット近傍に付着した異物をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、
上記昇降手段によって上記タンクが下降される第2位置は、上記音波集束手段の上面と上記収容容器の上面との間に満たされた記録液が、上記スリットを介して流入される空気によって、上記タンク内に貯蔵された記録液と分断される高さに設定され、
上記クリーニング手段は、上記昇降手段によって上記タンクが第2位置へ下降されて記録液が分断された状態で、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させて該上面をクリーニングすることを特徴とする記録ヘッド。
An upper surface formed with a slit extending in a first direction across the conveying direction of the recording medium along a horizontal plane spaced by a predetermined distance below the recording medium conveyed in a substantially horizontal direction; A storage container for storing the recording liquid to be held;
A tank that is provided adjacent to the storage container, communicates with the storage container via a supply pipe, and stores recording liquid to be supplied to the storage container;
A first position for supplying the recording liquid from the tank to the storage container via the supply pipe and holding the liquid level at the slit; and a part of the recording liquid from the storage container to the tank via the supply pipe And a second position for lowering the liquid level held in the slit and raising and lowering means for raising and lowering the tank relative to the container,
A sound wave generator extending along the first direction at the bottom of the container and generating a sound wave propagating through the recording liquid toward the slit based on an image signal;
A plurality of grooves extending in the first direction are provided on the upper surface exposed to the recording liquid and provided on the sound wave generating means, and the sound waves generated by the sound wave generating means are operated by the grooves. A sound wave converging means for converging in a second direction orthogonal to the first direction toward the center of the slit and discharging a recording liquid from the slit toward the recording medium;
Cleaning means for cleaning foreign matter adhering to the vicinity of the slit by sliding a cleaning member on the upper surface of the container; and
The second position where the tank is lowered by the elevating means is that the recording liquid filled between the upper surface of the sound wave converging means and the upper surface of the container is caused by the air flowing in through the slit. It is set to a height that is separated from the recording liquid stored in the tank,
The cleaning means cleans the upper surface by sliding the cleaning member against the upper surface of the storage container in a state where the tank is lowered to the second position by the elevating means and the recording liquid is divided. Recording head.
略水平方向に搬送される記録媒体の下方に所定距離離間した水平面に沿って上記記録媒体の搬送方向を横切る第1の方向に延びたスリットを形成した上面を有し、該スリットによって液面が保持されるように記録液を収容する収容容器と、
上記収容容器に隣接して設けられ、該収容容器の底部に形成された孔に接続された供給管を介して該収容容器に連通され、該収容容器へ供給する記録液を貯蔵したタンクと、
上記タンクから上記供給管を介して収容容器へ記録液を供給して上記スリットにて液面を保持させる第1位置と、上記収容容器から上記供給管を介して上記タンクへ記録液の一部を回収して上記スリットにて保持されていた液面を下降させる第2位置と、の間で上記タンクを上記収容容器に対して相対的に昇降させる昇降手段と、
上記収容容器の底部であって上記供給管が接続された孔から外れた位置に上記第1の方向に沿って延設され、上記スリットに向けて記録液中を伝播される音波を画像信号に基づいて発生させる音波発生手段と、
上記音波発生手段上に積層して設けられ、記録液に露出された上面に上記第1の方向に延びた複数の溝を有し、該音波発生手段にて発生された音波を上記溝の作用によって上記スリットの中心に向けて上記第1の方向と直交する第2の方向へ集束させ、該スリットから記録媒体に向けて記録液を吐出させる音波集束手段と、
上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させることにより上記スリット近傍に付着した異物をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、
上記収容容器の底部に形成された孔は、該収容容器の上面に形成されたスリットの一端に対向する位置に形成され、
上記昇降手段によって上記タンクが下降される第2位置は、上記音波集束手段の上面と上記収容容器の上面との間に満たされた記録液が、上記スリットの一端を介して上記孔との間に流入される空気によって、上記タンク内に貯蔵された記録液と分断される高さに設定され、
上記クリーニング手段は、上記昇降手段によって上記タンクが第2位置へ下降されて記録液が分断された状態で、上記収容容器の上面にクリーニング部材を摺接させて該上面をクリーニングすることを特徴とする記録ヘッド。
An upper surface formed with a slit extending in a first direction across the conveying direction of the recording medium along a horizontal plane spaced by a predetermined distance below the recording medium conveyed in a substantially horizontal direction; A storage container for storing the recording liquid to be held;
A tank that is provided adjacent to the storage container, communicates with the storage container via a supply pipe connected to a hole formed in the bottom of the storage container, and stores a recording liquid supplied to the storage container;
A first position for supplying the recording liquid from the tank to the storage container via the supply pipe and holding the liquid level at the slit; and a part of the recording liquid from the storage container to the tank via the supply pipe And a second position for lowering the liquid level held in the slit and raising and lowering means for raising and lowering the tank relative to the container,
A sound wave that extends along the first direction and is propagated through the recording liquid toward the slit is formed as an image signal at a position at the bottom of the storage container and out of the hole to which the supply pipe is connected. Sound wave generating means for generating based on;
A plurality of grooves extending in the first direction are provided on the upper surface exposed to the recording liquid and provided on the sound wave generating means, and the sound waves generated by the sound wave generating means are operated by the grooves. A sound wave converging means for converging in a second direction orthogonal to the first direction toward the center of the slit and discharging a recording liquid from the slit toward the recording medium;
Cleaning means for cleaning foreign matter adhering to the vicinity of the slit by sliding a cleaning member on the upper surface of the container; and
The hole formed in the bottom of the storage container is formed at a position facing one end of the slit formed in the upper surface of the storage container,
The second position where the tank is lowered by the elevating means is that the recording liquid filled between the upper surface of the sound wave converging means and the upper surface of the container is between the holes through one end of the slit. Is set to a height that is separated from the recording liquid stored in the tank by the air flowing into the tank,
The cleaning means cleans the upper surface by sliding the cleaning member against the upper surface of the storage container in a state where the tank is lowered to the second position by the elevating means and the recording liquid is divided. Recording head.
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