JP2004202803A - 液滴吐出装置及び該液滴吐出装置を用いた記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液滴とともに発生した液ミストをいち早く捕集することで、装置内部に浮遊する液ミストを減少し、装置内部及び用紙が汚損されるのを防止する。
【解決手段】各色のインク吐出口列３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｂが並んだ主走査方向の両外方端には、インク吐出口列３４Ｙ，３４Ｂに隣接して吸入孔３５ａ，３５ｂが形成され、吸入孔３５ａ，３５ｂ内部の空間には液ミストを吸着する吸着体３１ａ，３１ｂが収納されている。また、吸入孔３５ａ，３５ｂのさらに外方には、吸入孔３５ａ，３５ｂに沿ってじゃま板５０ａ，５０ｂが形成されている。インクジェットヘッド１１が矢印Ａ方向に移動し、インクを吐出するとき、じゃま板５０ａによって吸入孔３５ａ周囲の空気が圧縮され、吸着体３１内に上向きの空気流が発生し、この空気流とともにインクミストも吸入孔３５ａに吸引され、吸着体３１に直ちに吸着除去される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出装置及び該液滴吐出装置を用いた記録装置に関し、さらに詳しくは、記録媒体上に液滴を飛翔させ記録を行うインクジェット記録装置、ＤＮＡチップ製造装置、カラーフィルタ製造装置等に用いられ、液滴吐出時に発生する液ミストを除去することができる液滴吐出装置及び該液滴吐出装置を用いた記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
少量の液を移送するマイクロポンプを使用した液滴吐出装置の例として、インクジェット記録装置、レジスト塗布装置、ＤＮＡチップ製造装置、カラーフィルタ製造装置等が知られている。以下、従来の液滴吐出装置について、インクジェット記録装置を例にして説明する。
今日、一般的に用いられているインクジェット記録方式のインク吐出方法には、インク滴を吐出するために用いられる吐出エネルギー発生素子として電気熱変換素子を利用する方法と、圧電素子を利用する方法があり、いずれも電気的な信号によってインク滴の吐出を制御することが可能である。
【０００３】
電気熱変換素子を用いるインク滴吐出方法の原理は、電気熱変換素子に電気信号を与えることにより、電気熱変換素子近傍のインクを瞬時に沸騰させ、そのときのインクの相変化により生じる急激な気泡の成長によってインク滴を高速に吐出させるものである。一方、圧電素子を用いるインク滴の吐出方法の原理は、圧電素子に電気信号を与えることにより、圧電素子を変位させ、この変位時の圧力によってインク滴を吐出させるものである。
【０００４】
今日では、より高品位印字を達成するため、数ｐｌといったインク滴の小液滴化とそれに伴う吐出装置の高密度化が著しい。ところが、これらの記録装置では、小液滴化、高密度化に伴い、印字時に記録媒体に付着せず、雰囲気中に浮遊するインクミストが多く発生し、それが記録装置内部に飛散する。発生したインクミストは、記録装置内部のあらゆる所に付着し汚損する。その結果、記録媒体搬送系の汚れが直接記録媒体を汚すことで、画質を低下させるばかりか、電気部品への付着によるショート等の電気的トラブルや、摺動部等メカ部品への付着による機能劣化等の可能性がある。
【０００５】
このため、記録装置本体には専用のファンとフィルタが設けられ、記録装置内の空気循環でインクミストの除去を行っているものもある。例えば、特許文献１に開示されたような、送風機を用いたインクミスト除去方法では、その風圧によって微小なインクミストが拡散してしまい、かえってインクミストの捕集効果を減ずることになる可能性がある。
また、特許文献２に開示されたような、インクジェットヘッドの動きによって発生する気流で、インクミストが記録装置内部に拡散することを防止する方法も提案されているが、インクジェットヘッド全体を気流確保のための筐体に納めなくてはならず、装置が大げさなものとなってしまう可能性がある。
【０００６】
また一方で、特許文献３、４に開示されるような、記録ヘッド下の気流を一定に保つような工夫は、今日の微細化したインク滴、インクミストに対しては、過大な気流発生によるインク滴着弾位置のずれを引き起こし、印字品質を劣化させる原因になる等の可能性がある。
これに対し、特許文献５に開示されたものは、インクジェットヘッドのインク吐出口近くにインク吸入口を設けることで、効率よくインクミストを吸入しようとしているが、吸引ポンプを使用しているため、インク吐出ノズル部の気流を増速させてしまう可能性がある。
【０００７】
図９は、特許文献５に開示された従来のインク吐出ヘッドを用いたインクジェット記録装置を破断して示す斜視図である。
従来のインクジェット方式の液滴吐出装置を用いたインクジェットプリンタは、ケーシング８内に長手方向に沿って設けられた記録媒体としての用紙２８を矢印Ｃ方向（副走査方向）に間欠的に搬送する搬送装置３０と、記録部１０を用紙２８の搬送方向に直交する矢印Ｓ方向（主走査方向）に往復移動させる記録部移動駆動部６とを備えている。ケーシング８には、送風ファン４８とフィルタ４９が設けられており、ケーシング内部の空気を外部へ導くようになっている。
【０００８】
搬送装置３０は、一対のローラユニット２２ａ，２２ｂと、一対のローラユニット２４ａ，２４ｂと、これらのローラユニットを駆動させる駆動部２０とを備えている。これにより、用紙２８が矢印Ｃ方向にそれぞれのローラユニットにより狭持されて間欠送りで搬送される。
記録部移動駆動部６は、所定の間隔をもって対向配置される回転軸に配されるプーリ２６ａ，２６ｂに巻掛けられるベルト１６と、ローラユニット２２ａ，２２ｂに平行に配置され記録部１０のキャリッジ部材１０ａの移動を平行に案内するガイドシャフト１４と、キャリッジ部材１０ａに連結されるベルト１６を順方向及び逆方向に駆動するモータ１８とを備えている。モータ１８が作動状態とされ、ベルト１６が矢印Ｓ方向に回転されるとき、キャリッジ部材１０ａが同方向に所定の移動量だけ移動され、また、モータ１８が作動状態とされてベルト１６が失印Ｓ方向とは反対の方向に所定の移動量だけ移動される。
【０００９】
さらに、記録部移動駆動部６の一端部には、キャリッジ部材１０ａのポームポジションとなる位置に、記録部１０の吐出回復処理を行うための回復ユニット２６が記録部１０のインク吐出口配列に対向して設けられている。記録部１０は図示しないフルカラー記録用の各色用に４個のインクジェットヘッドが設けられ、また各インクジェットヘッドにそれぞれ各色用のインクを供給するインクタンク１２（１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｂ）が着脱自在に備えられている。
【００１０】
図１０は、従来のインクジェットヘッドの要部を示す斜視図、図１１は、同じく平断面図、図１２は、図１１のＸ−Ｘ断面図である。
インクジェットヘッド１１は、インクタンクからのインク供給路としてのサブインクタンク４０に固定される。図１２に示す駆動基板３２と、駆動基板３２上に固定されるインク吐出口形成面部としてのオリフィスプレート部材３４と、駆動基板３２にフレキ３８によって電気的に接続される電極プレート部材３６とを備えている。フルカラー記録用のインクジェットヘッドの場合、サブインクタンク４０、駆動基板３２、オリフィスプレート部材３４、電極プレート部材３６等は、各色用に４組のヘッドが隣接して備えられる。また、インクジェットヘッド１１は、例えば画素ピッチが４２.３５（μｍ）、１秒当たり最大８０００画素の記録を行う場合、主走査方向の走査速度は、３３８.８（ｍｍ／ｓ）とされる。電極プレート部材３６には、インクジェットヘッド１１が記録部１０に装着されるとき、記録部１０の電極部にそれぞれ電気的に接続される複数の電極部３６ａが配列されている。
【００１１】
オリフィスプレート部材３４には、図１０における矢印Ａ，Ｂ方向、すなわち主走査方向に直交する方向に沿って、ｎ個のインク吐出口３４ａｉ（ｉ＝１〜ｎ）、及び３４ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ）が、それぞれ所定の間隔をもって２列平行に設けられている。また、インク吐出口３４ａｉとインク吐出口３４ｂｉとは、互いに対向する２つのインク吐出口間の中央に、例えば８４.７／２（μｍ）ずれて配置される。すなわち、インク吐出口３４ａｉとインク吐出口３４ｂｉが互いに千鳥状に配置されている。各インク吐出口３４ａｉ，３４ｂｉの形状は、例えば走査方向に沿う短辺（２０μｍ）及び長辺（２１μｍ）を有する長方形、楕円形とされる。もちろん円形であっても良い。
【００１２】
各色のインク吐出口列３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｂが並んだ主走査方向の端部には、スリット状の開口部をもつ吸入孔３５ａ，３５ｂが設けられ、吸入孔３５ａ，３５ｂ内部の空間にはインクを吸収する吸着体３１ａ，３１ｂが収納され、どちらの吸入孔も流路３７と連通している。また、流路３７はチューブを介して吸引ポンプ等の負圧発生装置及びインクトラップに接続されている。
【００１３】
駆動基板３２は、例えばシリコンから形成され、図１１、図１２に示されるように、各色毎にサブインクタンク４０の内側にテーパ状に開口する開口部としてのインク供給口３２ａが、オリフィスプレート部材３４におけるｎ個のインク吐出口３４ａｉとｎ個のインク吐出口３４ｂｉとの間に対応した位置に、インク吐出口３４ａｉの配列に沿って伸びて設けられている。インク供給口３２ａは、例えば、異方性のエッチングにより形成される。また、駆動基板３２におけるオリフィスプレート部材３４が固定される表面全体には、例えば窒化珪素（ＳｉＮ）で作られた保護膜３２ｆが形成されている。保護膜３２ｆは、例えば、厚さ０.６μｍに形成されている。
【００１４】
駆動基板３２における保護膜３２ｆにより覆われる表面には、図１２に示されるように、ヒータ部３２ａｉ及び３２ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ）が所定のピッチ間隔、例えば８４.７μｍ間隔でオリフィスプレート部材３４におけるｎ個のインク吐出口３４ａｉ及び３４ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対向した位置に、それぞれ配されている。また、オリフィスプレート部材３４のインク吐出口３４ａｉ，３４ｂｉと保護膜３２ｆとの間には、インク供給口３２ａを通じて供給されるインクをそれぞれ各ヒータ部３２ａｉ及び３２ｂｉに導くインク分岐供給路４２ａｉ及び４２ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ）がインク供給口３２ａを挟んで対称的に対向してオリフィスプレート部材３４と一体に形成されて設けられている。
【００１５】
従来のインクジェットヘッドにおいては、用紙２８上に画像を形成するための吐出を行う際、インクジェットヘッド１１と用紙２８の間の空間では、インク滴とは別にインクミストが発生し、またインクジェットヘッド１１の移動とともに、ミストを含む新たな空間が作られていく。ミスト発生の原因としては、インク滴の用紙２８からのはね返りによるものと、インク滴と同時に吐出されるが用紙２８に到達しない微細なインク滴が考えられる。
【００１６】
図１０に示す従来のインクジェットヘッドにおいては、インク滴吐出時に吸引ポンプ等の負圧発生手段を使用して吸入孔３５ａ，３５ｂから周囲の空気を吸引し、インクミストを空気とともに吸入孔３５ａ，３５ｂへ吸引し、インクミストを吸入孔内部の吸着体３１ａ，３１ｂ、及び流路３７、チューブを経てインクトラップに捕捉するものである。これにより、発生したインクミスは直ちに吸引され、ケーシング内に浮遊するインクミストは減少するものであるが、吸引ポンプ等の負圧発生手段を使用しているため、インク吐出部の気流を増速させ、インク滴の着弾点を不安定にする可能性があるといった問題がある。
【００１７】
【特許文献１】
特開２０００−２３８２９０号公報
【特許文献２】
特開平１０―１５１７３１号公報
【特許文献３】
特開平７−２５００７号公報
【特許文献４】
特開２００１−１３８５４８号公報
【特許文献５】
特開２０００−２５５０８３号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記した実情に鑑みてなされたもので、液滴吐出装置の液滴吐出時に、液滴とともに発生し雰囲気中に浮遊した液ミストをいち早くトラップすることで、装置内部に浮遊する液ミストを減少し、装置内部が汚損されるのを防止し、液滴が吐出される媒体を汚損することがない液滴吐出装置及び該液滴吐出装置を用いた記録装置を提供することを目的とする。
また、簡単な構成のミスト捕集機構によって、液ミストを高い捕集率で捕集することができ、メンテナンスが容易な液滴吐出装置及び該液滴吐出装置を低コストで提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を達成するため、液滴吐出装置及びインクジェット記録装置を、以下のように構成したことを特徴とするものである。
請求項１の発明は、液供給路と、該液供給路に連通する複数の液室と、該液室内の液を液滴として吐出するためのエネルギーを発生する複数の吐出エネルギー発生素子と、前記液滴を吐出する複数の液滴吐出口を有する液滴吐出装置において、前記複数の液滴吐出口の近傍に液ミストを吸入する吸入孔を設け、該吸入孔に前記液ミストを吸着する吸着体を充填するとともに、前記液ミストを前記吸入孔に導入する導入部材を設けることを特徴とする。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１記載の液滴吐出装置において、前記導入部材は、前記吸入孔の近傍に設けられたじゃま板であることを特徴とする。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項２記載の液滴吐出装置において、前記じゃま板は、被液滴吐出媒体に対し主走査方向に移動する前記液滴吐出装置の移動方向上流側に設けられることを特徴とする。
【００２２】
請求項４の発明は、請求項２記載の液滴吐出装置において、前記じゃま板は、被液滴吐出媒体が副走査方向に移動する前記液滴吐出装置の移動方向下流側に設けられることを特徴とする。
【００２３】
請求項５の発明は、請求項１記載の液滴吐出装置において、前記導入部材は、前記吐出エネルギー発生素子と兼用し、該吐出エネルギー発生素子が発生する熱を前記吸入孔の周囲及び前記吸着体に伝達し、該吸着体内に上昇気流を発生させることを特徴とする。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項１乃至５記載の液滴吐出装置において、前記吸着体内を流動する液ミストの流速は、１ｍ／秒以下、０.０１ｍ／秒以上であることを特徴とする。
【００２５】
請求項７の発明は、請求項１乃至６記載の液滴吐出装置において、前記吸入孔は、前記複数の液滴吐出口の列状の並びと平行なスリット状に形成され、前記吸入孔の中央部の幅は端部の幅より広いことを特徴とする。
【００２６】
請求項８の発明は、請求項１乃至６記載の液滴吐出装置において、前記吸入孔は、前記複数列の液滴吐出口の列状の並びと平行な複数のスリット状に形成され、前記吸入孔の中央部は端部より列数が多いことを特徴とする。
【００２７】
請求項９の発明は、請求項１乃至８記載の液滴吐出装置において、前記複数の液滴吐出口の列は吐出液種毎に複数設けられるとともに、吐出液種毎に前記吸入孔及び前記じゃま板が設けられ、液ミスト同士の混合を起こさないことを特徴とする。
【００２８】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９記載の液滴吐出装置において、前記吸着体は、前記吸入孔の液ミスト流入側から流出側に順に密度が粗から密に連続的または段階的に配列されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項１１の発明は、請求項１乃至１０記載の液滴吐出装置において、前記吸着体は、ＭＥＰＡフィルタまたはＨＥＰＡフィルタ、あるいはその組み合わせからなることを特徴とする。
【００３０】
請求項１２の発明は、請求項１乃至５記載の液滴吐出装置において、前記吐出エネルギー発生素子は、電気熱変換体であることを特徴とする。
【００３１】
請求項１３の発明は、請求項１乃至４記載の液滴吐出装置において、吐出エネルギー発生素子は、電気機械変換体であることを特徴とする。
【００３２】
請求項１４の発明は、請求項１乃至１３いずれかに記載の液滴吐出装置を用いた記録装置であることを特徴とする。
【００３３】
本発明は、前記した構成に基づき、液滴吐出時に雰囲気中に浮遊した液ミストをいち早くトラップすることが可能となり、装置内部を浮遊する液ミストを減らし、装置内部が汚されるのを防止して、液ミストによる汚れの影響のない高品位な液滴吐出装置及び該液滴吐出装置を用いた記録装置を実現することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図８に示す実施例のインクジェット記録装置に基づいて説明する。
（実施例１）
図１は、本発明を適用した実施例１のサーマル方式の液滴吐出装置を用いたインクジェットヘッドの主要部を示す斜視図である。
図２は、同じくインクジェットヘッドの主要部を示す断面図で、図１１のＸ−Ｘ断面図に相当する図である。なお、図１はフルカラーのインクジェットヘッドを示しているが、図２においては任意の１色のインクジェットヘッドについて示している。また、サーマル式のインクジェットヘッド１１の主要部は、図１０〜図１２に示す従来のインクジェットヘッドと同様であるので、共通する部分については一部の説明を省略する。
実施例１のインクジェットヘッド１１は、タンクからのインク供給路としてのサブインクタンク４０に固定され、駆動基板３２と、駆動基板３２上に固定されるインク吐出口形成面部としてのオリフィスプレート部材３４と、駆動基板３２にフレキ３８によって電気的に接続される電極プレート部材３６とを備えている。
【００３５】
オリフィスプレート部材３４には、主走査方向に直交する方向に沿って、ｎ個のインク吐出口３４ａｉ及び３４ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ）が、それぞれ所定の間隔をもって２列平行に設けられている（なお、図２は図１１のＸ−Ｘ断面図に相当するため、インク吐出口３４ｂｉについては図示されていない）。また、インク吐出口３４ａｉ，３４ｂｉは、互いに列方向に、例えば、８４.７／２（μｍ）ずれて配置される。すなわち、インク吐出口３４ａｉ，３４ｂｉが互いに千鳥状に配置されている。各インク吐出口３４ａｉ，３４ｂｉの形状は、例えば、走査方向に沿う短辺（２０μｍ）および長辺（２１μｍ）を有する長方形、楕円形とされる。もちろん円形であっても良い。
【００３６】
図１において、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）のインク吐出口列３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｂが並んだ主走査方向の両外方端には、インク吐出口列３４Ｙ，３４Ｂに隣接して平行であって、略同様の長さのスリット状の開口部を有する吸入孔３５ａ，３５ｂが形成されている。吸入孔３５ａ，３５ｂ内部の空間には液ミストを吸着する吸着体３１ａ，３１ｂが収納されている。
また、吸入孔３５ａ，３５ｂのさらに外方には、吸入孔３５ａ，３５ｂに平行で吸入孔３５ａ，３５ｂを十分に覆う長さのじゃま板５０ａ，５０ｂが形成されている。
【００３７】
図２に示す単色のインクジェットヘッド１１においては、矢印Ａ方向においてのみインク滴を吐出して記録を行うので、インクジェットヘッド１１の移動方向上流側にのみ吸入孔３５とじゃま板５０が設けられている。
インクジェットヘッド１１が主走査方向の矢印Ａ方向に移動し、用紙２８上にインクを吐出して記録を行うとき、吸入孔３５の近傍であって、移動方向の上流側にじゃま板５０が形成されているので、じゃま板５０の吸入孔３５側の周囲の空気が圧縮される。したがって、吸入孔３５の用紙２８側（インク吐出口側）と吸入孔３５の上側との間に圧力差が生じ、吸入孔３５に収納された吸着体３１内に空気の流れが発生する。
このとき、吸入孔３５から周囲の空気が吸引されることになり、インクジェットヘッド１１と用紙２８の間の空間に発生したインク滴とは別のインクミストも空気流にしたがって吸引され、吸入孔３５内部の吸収体３１に、インクミストのほとんどが直ちに吸着除去されて、ケーシング８内に浮遊するインクミストは大きく減少するとともに、他色との混色を防止できる。
【００３８】
図３は、フルカラー記録装置のインクジェットヘッドに設けられた吸入孔がインクミストを吸引する様子を示す図である。
図３（Ａ）に示すように、インクジェットヘッド１１が矢印Ａ方向（主走査方向）に移動する場合、じゃま板５０は吸入孔３５に対しインクジェットヘッド１１の移動方向の上流側となる位置に設置されている。また、インクジェットヘッドが記録装置本体に固定され、用紙２８が矢印Ｃ方向（副走査方向）に移動するライン型のインクジェット記録装置の場合、じゃま板５０は吸入孔３５に対し用紙２８の移動方向の下流側となる位置に設置される。
また、図３（Ｂ）は、シャトル型と呼ばれ、インクジェットヘッドが主走査方向の往復方向移動時に液を吐出するインクジェットヘッドに関するもので、インクジェットヘッド１１が矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に移動する際は、インクジェットヘッド１１に往復動用のそれぞれのじゃま板５０ａ及び５０ｂを設ける。これにより、インクジェットヘッド１１が矢印Ａ方向に移動する際は、じゃま板５０ａによってインクミストを吸入孔３５ａに吸入し、矢印Ｂ方向に移動する際は、じゃま板５０ｂによってインクミストを吸入孔３５ｂに吸入することになる。
【００３９】
一般に、用紙２８とインクジェットヘッド１１とが干渉することは好ましくなく、インクジェットヘッドの用紙との対向面を船底形状にした例が多いが、このような形状では、ヘッドと用紙の相対的な移動によって発生した気流が、液吐出口（ノズル）と用紙の最も狭い部分に向かって圧縮されることになり、この狭いギャップでの気流の流速が大きくなってしまう。このため、微小な液滴は気流の影響を受け、ミストの多発、着弾位置のずれによる品質の劣化を引き起こす。
これをさけるために、気流整流体を液吐出ノズル面と用紙との間に入る長さで設置しておくことで、ノズル面近傍の気流の乱れを防ぐことができる。最も単純には、板状の突起物を設けることで効果が出るが、用紙との対抗端を丸めることで、用紙と干渉した際の装置ダメージを小さくすることも可能である。
【００４０】
（実施例２）
図４は、実施例２のサーマル方式の液滴吐出装置を用いたインクジェットヘッドの主要部を示す断面図である。
サーマル方式のインクジェットヘッドでは、そのヒータが発する熱がヘッド自体に蓄積してゆくため、吐出特性の変化やヒータ自体の劣化等様々な影響が発生する。そのため、熱伝導性の良い基板上にヘッドを形成し、放熱効果を上げるようにしている。本発明では、そのヒータが発する熱を利用し、多孔質部材からなる吸着体３１自体を加熱する（ヘッドは冷却される）。インクジェットヘッドの発する熱を矢印Ｈ方向に伝達して吸入孔３５の周囲及び吸着体３１それ自体を加熱することによって、ミストの吸着体３１に矢印に示すような上昇気流を発生させ、ミストの捕集効果をあげている。さらに、捕集されたミストは暖められ吸着しやすくすることで、たれ落ち等の影響も防止できる。
図には示してないが、ライン型と呼ばれるような大型の直線状インクジェットヘッドを用いる場合は、インクジェットヘッドから発する熱を、記録装置本体に固定されるフィルタ４９部まで、ヒートパイプのような熱伝導性の高い部材で廃熱を運び放熱させることで、冷却性の向上に加えてフィルタ４９でのミスト捕集効果を高めることも可能である。
【００４１】
図５は、実施例３及び４のインクジェットヘッドの液吐出口列、吸入孔、じゃま板の配置を示す図、及び従来のインクジェットヘッドによるインクミストの発生分布を示す図である。
（実施例３）
図５（Ａ）は、本発明の実施例３のインクジェットヘッドの部分を液吐出口側からみた底面図である。スリット状の吸入孔３５の形状が中央部で幅広く、両端部で狭くなっている。図５（Ｃ）は、ミスト吸収機構を備えていない従来のインクジェットヘッドの液吐出口側からみた図である。図５（Ａ）と図５（Ｃ）を比較することで理解されるように、インクジェットヘッド１１と用紙２８の間で発生する気流の影響でインクジェットヘッド中央付近でミストが巻き込まれてミストの密度が上昇していることがわかる。したがって、この中央付近の吸入口幅を図５（Ａ）に示すように広くすることで、液ミストの捕集効果が向上する。
【００４２】
（実施例４）
図５（Ｂ）は、実施例４のインクジェットヘッドの部分を液吐出口側からみた底面図である。
実施例４のインクジェットヘッド１１で、図５（Ａ）に示す実施例３のインクジェットヘッドと異なるのは、吸入孔３５を１本のスリットで形成するのに代えて、複数本スリットで構成する点である。この場合でも実施例３で述べたインクジェットヘッドと組み合わせることでさらなる効果がある。各色のヘッド列間にも吸入孔３５及びじゃま板５０を設けることで、インクの混色を防ぎ、印字品質を向上することができる。この場合は、ライン型インクジェット記録装置との組み合わせや、定着液を使うような反応性液を使う場合ではさらなる効果がある。
【００４３】
（実施例５）
図６は、本発明の実施例５の液滴吐出装置に用いる液ミストの吸着体を示す図である。
液ミストを吸引する吸入孔３５には複数の吸着体が充填されるが、吸入孔３５の流入側で吸着体３１の密度が粗く、流出側にいく程吸着体の密度が密になっている。このような構成にすることで、吸着体内部の気流の流速を損ねることなく、液ミストを捕集できる。吸着体３１の密度が粗であると、ミストの捕集効果が低く、ミストがそのまま筐体内あるいは、装置外へ流出してしまう。また密であると、吸入口近傍でミストが多量に捕集され、詰まりやすくなり吸着体の寿命が短くなる。
【００４４】
図６（Ａ）は、ＩＥＳ（Institute of Environmental Sciences）規格に規定されるＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタ、ＭＥＰＡ（Middle Efficiency Particulate Air）フィルタを組み合わせて吸着体３１とした例で、吸入側からプレフィルタ３１ａ₁、ＭＥＰＡフィルタ３１ａ₂、ＨＥＰＡフィルタ３１ａ₃の順に収納され、順に吸着体の密度が大となっている。
図６（Ｂ）は、グラスウール、フッ素樹脂ウール等の不織布フィルタからなり、吸入側に粗フィルタ３１ｂ₁を配置し、密フィルタ３１ｂ₂まで順次連続的あるいは段階的に密度を変化させて配置されている。
図６（Ｃ）は、発泡樹脂を用いたスポンジ状吸着体３１ｃを利用した例である。多孔質体として、活性炭等との組み合わせでも同様の効果が得られる。
図６（Ｄ）は、開口サイズの異なる微細なハニカムメッシュを組み合わせて吸着体とした例である。ここでは３層の例３１ｄ₁，３１ｄ₂，３１ｄ₃の積層状となっているが、より多層としても良いことは言うまでもない。また、金属材料を用いることでヘッドの放熱効果も向上する。これらは単独で使用する必要はなく、各構成の組み合わせであっても効果が変わることはない。
【００４５】
（実施例６）
実施例６のインクジェットヘッドにおいては、ミストの吸着体３１を通過する気流の速度を１ｍ／秒以下、０.０１ｍ／秒以上としている。１ｍ／秒以下の流速は、極微小なミストを高い捕捉率で捕集するために必要な流速である。今日のような微細な液滴を噴射する吐出装置においては、そのミストは粒径が１μｍを下回るような微細なミストとなり、これを捕集するためには、高性能な捕集装置が必要となる。
【００４６】
図７は、ミスト吸着体がミストを捕集する態様を示す図である。
吸着体３１がミストＭを捕集するメカニズムは、図７（Ａ）に示すような、ミストの慣性による接触吸着、図７（Ｂ）に示すような、ミストが拡散することでの接触吸着、図７（Ｃ）に示すような、ミストの衝突による接触吸着があるが、粒径の小さいミストではその捕集メカニズムは拡散によるものが主となり、粒径の大きいものは慣性によるものが主となる。したがって、微細なミストＭを吸着させるには拡散による捕集を効率よく行う必要があるので、吸着層を流れる気流の流速が重要となる。
【００４７】
図８は、ミストの粒子径と透過率の関係を示す図である。
粒子径１μｍ程度のミストの捕集率を９９.９％以上とするためには、１ｍ／秒以下の流速でなくてはならない。より高清浄度が求められるようなクリーンルームや病院のような環境では、さらに遅い０.５ｍ／秒以下の流速とすることが望ましい。ここで、流速は低いほど捕集率は高くなるが、一方ミストを含んだ空気の流量は少なくなるから、全体としてミストの捕集量が最も大きくなるような流速となるように流速の下限値を決定しなければならないが、一般的な濾材の場合０.０１ｍ／秒以下の流速では吸着効率が悪くなったり、吸入孔の開口面積を大きくしなければならなくなったりするので好ましくない。
【００４８】
【発明の効果】
以上の記載から明らかなように、本発明によれば次のような効果を奏する。
（１）複数の液滴吐出口の近傍に液ミストを吸入する吸入孔を設け、吸入孔に液ミストを吸着する吸着体を充填するとともに、液ミストを吸入孔に導入する液ミスト導入部材を設けるので、液滴吐出時に雰囲気中に浮遊した液ミストをいち早くトラップすることが可能となり、装置内部を浮遊する液ミストを減らし、装置内部が汚されるのを防止して、液ミストによる汚れの影響のない高品質な液滴吐出装置を実現することができる。
【００４９】
（２）液ミストを吸入孔に導入する手段として、吸入ポンプ等の負圧発生手段を用いず、じゃま板による空気圧縮を利用するので、構造が簡単で動作が確実であるとともに、長期にわたって保守が容易な液滴吐出装置及び記録装置を低コストで実現することができる。
【００５０】
（３）液ミストを吸入孔に導入する手段として、吸入ポンプ等の負圧発生手段を用いず、液滴を吐出するために用いられるエネルギー発生手段が発生する熱を利用するので、構造が簡単で動作が確実であるとともに、長期にわたって保守が容易な液滴吐出装置及び記録装置を低コストで実現することができる。
【００５１】
（４）液ミストの導入部材により前記吸入孔に導入される液ミストの流速は、１ｍ／秒以下、０.０１ｍ／秒以上であるので、粒径が１μｍを下回るような微細なミストを９９.９％以上の高い捕捉率で捕集することができるとともに、０.０１ｍ／秒以上の流速であるため、一般的な濾材の場合においても吸着効率が悪くなることがない。
【００５２】
（５）スリット状の吸入孔は、中央部の幅が端部の幅よりも広い、または中央部のスリット数が端部のスリット数より多いので、液滴吐出装置が液滴を吐出する際に付随的に発生する液ミストの発生分布と合致し、液ミストをスムーズに導入することができ、液ミストの捕集効果が向上する。
【００５３】
（６）複数の液種を吐出する液滴吐出ヘッドが隣接して設置されている液滴吐出装置において、吸入孔及びじゃま板は、吐出液種毎につまり液滴吐出ヘッド毎に設けられているので、液ミスト同士の混合を起こさず、反応性の液ミストでも捕集した液ミストを容易に処理することができる。
【００５４】
（７）液ミストを吸着する吸着体は、吸入孔のミスト流入側から流出側に順に密度が粗から密に無段階または段階的に配列されているので、吸着体内部の気流の流速を減殺することなくミストを捕集することができ、またミストの詰まりを防止することができ、吸着体の寿命を延ばすことができる。
また、吸着体としてＭＥＰＡフィルタやＨＥＰＡフィルタを使用することにより、１μｍを下回る極めて微細な粒径のミストを高い捕集率で捕集することができる。
【００５５】
（８）液滴吐出装置の構成要素である電気熱変換体（抵抗体素子）や電気機械変換体（ピエゾ素子）は、半導体形成技術を流用して作成することができ、小型高密度の液滴吐出装置を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のサーマル方式の液滴吐出装置を用いたインクジェットヘッドの主要部を示す斜視図である。
【図２】インクジェットヘッドの主要部を示す断面図である。
【図３】インクジェットヘッドに設けられた吸引孔がインクミストを吸引する様子を示す図である。
【図４】実施例２のサーマル方式の液滴吐出装置を用いたインクジェットヘッドの主要部を示す断面図である。
【図５】実施例３，４の液滴吐出装置の液吐出口列、吸入孔、じゃま板の配置を示す図、及び従来のインクジェットヘッドによるインクミストの発生分布を示す図である。
【図６】実施例５の液滴吐出装置を用いる液ミストの吸着体を示す図である。
【図７】ミスト吸着体がミストを捕集する態様を示す図である。
【図８】ミストの粒子径と透過率の関係を示す図である。
【図９】従来のインク吐出ヘッドを用いたインクジェット記録装置を破断して示す斜視図である。
【図１０】従来のインクジェットヘッドの要部を示す斜視図である。
【図１１】従来のインクジェットヘッドの要部を示す平断面図である。
【図１２】従来のインクジェットヘッドの要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
６…記録部移動駆動部、８…ケーシング、１０…記録部、１０ａ…キャリッジ部材、１１…インクジェットヘッド、１２…インクタンク、１４…ガイドシャフト、１６…ベルト、１８…モータ、２２ａ，２２ｂ…ローラユニット、２４ａ，２４ｂ…ローラユニット、２６…回復ユニット、２６ａ，２６ｂ…プーリ、２８…用紙、３０…搬送装置、３１…吸着体、３２…駆動基板、３２ａ…インク供給口、３２ａｉ，３２ｂｉ…ヒータ部、３２ｆ…保護膜、３４…オリフィスプレート部材、３４ａｉ，３４ｂｉ…インク吐出口、３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｂ…インク吐出口列、３４ａｉ，３４ｂｉ…インク吐出口、３５，３５ａ，３５ｂ…吸入孔、３６…電極プレート部材、３６ａ…電極部、３７…流路、３８…フレキ、４０…サブインクタンク、４２ａｉ，４２ｂｉ…インク分岐供給路、８…送風ファン、４９…フィルタ、５０，５０ａ，５０ｂ…じゃま板。

Claims (14)

1. 液供給路と、該液供給路に連通する複数の液室と、該液室内の液を液滴として吐出するためのエネルギーを発生する複数の吐出エネルギー発生素子と、前記液滴を吐出する複数の液滴吐出口を有する液滴吐出装置において、前記複数の液滴吐出口の近傍に液ミストを吸入する吸入孔を設け、該吸入孔に前記液ミストを吸着する吸着体を充填するとともに、前記液ミストを前記吸入孔に導入する導入部材を設けることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記導入部材は、前記吸入孔の近傍に設けられたじゃま板であることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
3. 前記じゃま板は、被液滴吐出媒体に対し主走査方向に移動する前記液滴吐出装置の移動方向上流側に設けられることを特徴とする請求項２記載の液滴吐出装置。
4. 前記じゃま板は、被液滴吐出媒体が副走査方向に移動する前記液滴吐出装置の移動方向下流側に設けられることを特徴とする請求項２記載の液滴吐出装置。
5. 前記導入部材は、前記吐出エネルギー発生素子と兼用し、該吐出エネルギー発生素子が発生する熱を前記吸入孔の周囲及び前記吸着体に伝達し、該吸着体内に上昇気流を発生させることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
6. 前記吸着体内を流動する液ミストの流速は、１ｍ／秒以下、０.０１ｍ／秒以上であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の液滴吐出装置。
7. 前記吸入孔は、前記複数の液滴吐出口の列状の並びと平行なスリット状に形成され、前記吸入孔の中央部の幅は端部の幅より広いことを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の液滴吐出装置。
8. 前記吸入孔は、前記複数の液滴吐出口の列状の並びと平行な複数列のスリット状に形成され、前記吸入孔の中央部は端部より列数が多いことを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の液滴吐出装置。
9. 前記複数の液滴吐出口の列は吐出液種毎に複数設けられるとともに、吐出液種毎に前記吸入孔及び前記じゃま板が設けられ、液ミスト同士の混合を起こさないことを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の液滴吐出装置。
10. 前記吸着体は、前記吸入孔の液ミスト流入側から流出側に順に密度が粗から密に連続的または段階的に配列されていることを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載の液滴吐出装置。
11. 前記吸着体は、ＭＥＰＡフィルタまたはＨＥＰＡフィルタ、あるいはその組み合わせからなることを特徴とする請求項１乃至１０いずれかに記載の液滴吐出装置。
12. 前記吐出エネルギー発生素子は、電気熱変換体であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の液滴吐出装置。
13. 吐出エネルギー発生素子は、電気機械変換体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液滴吐出装置。
14. 請求項１乃至１３いずれかに記載の液滴吐出装置を用いたことを特徴とする記録装置。

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