JP2006205434A - 液体噴射装置及び処理液ミストの回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置の小型化やコスト削減を妨げずに、装置ケース内に浮遊するミストの回収性能をキャリッジの移動範囲の全域に渡って均等に発揮させることであり、浮遊ミストの回収による処理品質の向上を安価に実現し、かつ、装置の小型化を図る。
【解決手段】 本発明のプリンタ１は、用紙Ｐにインクを噴射する記録ヘッドが、用紙Ｐの搬送方向（副走査方向）と直交する主走査方向に往復移動するキャリッジ１３に搭載されており、キャリッジ１３の移動時にキャリッジ１３との摺接によりキャリッジ１３の外表面に静電気を帯電させる静電気発生部材３１を備えている。これにより、キャリッジ１３の外表面に浮遊インクミストを吸着させて回収することができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、被処理物に処理液を噴射する処理液噴射ヘッドが、被処理物の搬送方向と直交する方向に往復移動するキャリッジに搭載された液体噴射装置、及びその液体噴射装置における処理液ミストの回収方法に関する。

液体噴射装置の一例として、用紙等の被記録媒体に記録用インクの微少粒を噴射する記録ヘッドが、被記録媒体の搬送方向と直交する方向に往復移動するキャリッジに搭載された構成のインクジェット式プリンタを挙げることができる。
このインクジェット式プリンタにおいて、記録ヘッドのインク吐出ノズルから吐出された微少なインク滴には、被記録媒体の記録面に付着せずに微小なインクミストとして装置ケース内に浮遊するものがある。

このような浮遊インクミストの発生は、近年のインク吐出ノズルの高精度化による吐出インク滴のさらなる微小化や、縁なし印刷等の普及に伴って、増加する傾向になっている。
しかし、浮遊インクミストが装置内に多量に残存したりあるいは装置内に付着すると、次に処理する被記録媒体を汚損したり、あるいは記録品質を低下させる原因となる。また、キャリッジの移動をガイドするガイド軸等にインクが付着すると、キャリッジの駆動抵抗が増して正確なキャリッジ制御が行いにくくなったり、キャリッジ駆動電力が増加してしまうことにもなる。

そこで、従来、装置ケース内の浮遊インクミストを速やかに回収または除去する機構として、インクミストを吸引するダクトに電動ファンや回収タンクを接続して、装置ケース内のインクミストを含んだ雰囲気を回収タンクに強制循環させる機構（例えば、特許文献１参照）が提案されている。
また、搬送される被記録媒体を挟んでインク吐出ノズルと対向する側に、静電気を発生させる回転ブラシとこの回転ブラシに接触する静電気帯電部材とを具備して、静電気による吸着によりインクミストを回収する機構（例えば、特許文献２参照）なども提案されている。

特開２００４−２３７６９１号公報 特開２００３−３４１１０９号公報

ところが、特許文献１に記載された技術の場合は、例えば、インクミストを吸引するダクトの吸い込み口を、キャリッジの移動範囲の一端側に設定すると、キャリッジが他端側に移動している時に発生したインクミストに対しては吸引力が下がって、十分な回収ができない。したがって、ミストの回収性能をキャリッジの移動範囲の全域に渡って均等に発揮させることが難しかった。また、ダクト等の大型の部品が必要となるため、装置の小型化も難しくなる。

一方、特許文献２に記載された技術の場合は、回転ブラシ及び静電気帯電部材にキャリッジの移動範囲に相応する十分な長さ寸法を付与しておけば、ミストの回収性能をキャリッジの移動範囲の全域に渡って均等に発揮させることが理論上可能である。しかし実際には、そのように大きな常設部品を追加することは、装置の大型化を招く原因となってしまうため、実用性に乏しい。

さらに、上記従来のミスト回収機構は、いずれも、電動ファンや回転ブラシの駆動のために、給電用の配線や、配線を固定するクランプ部品が必要であるため、これらの部品のために構成部品点数が増大して、コストアップを招いてしまう。

本発明の目的は、装置の小型化やコスト削減を妨げずに、装置ケース内に浮遊するミストの回収性能をキャリッジの移動範囲の全域に渡って均等に発揮させることであり、浮遊ミストの回収による処理品質の向上を安価に実現し、かつ、装置の小型化を図ることができる液体噴射装置及び処理液ミストの回収方法を提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明に係る液体噴射装置は、被処理物に処理液を噴射する処理液噴射ヘッドが、前記被処理物の搬送方向と直交する方向に往復移動するキャリッジに搭載された液体噴射装置であって、前記キャリッジの移動時に前記キャリッジとの摺接により前記キャリッジの外表面に静電気を帯電させる静電気発生部材を備えていることを特徴としている。

このような構成の液体噴射装置は、被処理物の搬送方向と直交方向に往復移動するキャリッジの外表面が静電気の帯電部位となって静電気による吸着により処理液ミストを回収する。そのため、ミストの回収性能をキャリッジの移動範囲の全域に渡って均等に発揮させることができる。
また、キャリッジに帯電させるための静電気発生部材は、例えば、キャリッジの移動時にこのキャリッジと摺接するように、キャリッジの往復移動経路に臨むフレーム等に貼付した合成繊維による布等で良いため、部品の小型化、取り付けスペースの節約を図ることができる。さらに、ミストの回収機構自体は、回転駆動部等がないため、給電のための配線も必要とならず、構成部品の増加によるコスト増は僅かで済むこととなる。
すなわち、上記構成の液体噴射装置によれば、装置の小型化やコスト削減を犠牲にせずに、装置ケース内に浮遊するミストの回収性能をキャリッジの移動範囲の全域に渡って均等に発揮させることができるため、浮遊ミストの回収による処理品質の向上を安価に実現し、かつ、装置の小型化を図ることができる。

また、本発明に係る液体噴射装置において、前記キャリッジの帯電部位に接触して、前記キャリッジの帯電部位に付着している処理液を拭き取る処理液吸収材を備えていることが好ましい。

このような構成の液体噴射装置では、キャリッジに吸着した処理液ミストが処理液吸収材によって拭き取られて回収されることで、キャリッジは処理液ミストの付着による汚損が適時解消され、キャリッジの外観悪化を防ぐことができる。
そして、処理液吸収材は、静電気発生部材の場合と同様に、キャリッジの往復移動経路に臨むフレーム等に貼付する構成でよく、重厚な支持構造が不要なため、低コスト化、小型化を図ることができる。
なお、処理液吸収材としては、例えば、処理液を吸収し易い多孔質材料が良く、不織布や、スポンジ等を使用して安価に構成することができる。

また、本発明に係る液体噴射装置において、前記キャリッジの移動に伴って変形する可撓性ケーブルの外表面に、前記キャリッジの移動時に当該液体噴射装置の本体と接触及び離反して静電気を帯電する基材が設けられていることが好ましい。

このような構成の液体噴射装置では、可撓性ケーブルの外表面に設けられた基材が前記キャリッジの移動時に静電気を帯電して処理液ミストを回収することができる。可撓性ケーブルは、キャリッジの往復移動の分だけ余長を持ってキャリッジの外側に湾曲した状態で配置されるため、キャリッジの帯電部位で回収しにくい位置の処理液ミストも積極的に回収できるようになる。

また、上記課題を解決することのできる本発明に係る処理液ミストの回収方法は、被処理物の搬送方向と直交する方向に往復移動するキャリッジに搭載された処理液噴射ヘッドから前記被処理物に処理液を噴射する液体噴射装置における、処理液ミストの回収方法であって、前記キャリッジの移動時に前記キャリッジと静電気発生部材との摺接により前記キャリッジの外表面に静電気を帯電させ、その静電気によって前記液体噴射装置内の浮遊処理液ミストを前記キャリッジに吸着させることを特徴としている。

このような構成の処理液ミストの回収方法は、被処理物の搬送方向と直交方向に往復移動するキャリッジの外表面を静電気の帯電部位として静電気による吸着により処理液ミストを回収する。そのため、処理液ミストの回収性能をキャリッジの移動範囲の全域に渡って均等に発揮させることができる。
また、キャリッジの外表面に帯電させるには、例えば、キャリッジの移動時にこのキャリッジと摺接するように、キャリッジの往復移動経路に臨むフレーム等に静電気発生部材としての布等を設ければ良いため、液体噴射装置の構成部品の増加によるコスト増は僅かで済むこととなる。
すなわち、上記構成の処理液ミストの回収方法によれば、液体噴射装置の小型化やコスト削減を犠牲にせずに、装置ケース内に浮遊するミストの回収性能をキャリッジの移動範囲の全域に渡って均等に発揮させることができるため、浮遊ミストの回収による処理品質の向上を安価に実現し、かつ、装置の小型化を図ることができる。

また、本発明に係る処理液ミストの回収方法において、前記キャリッジの移動によって、処理液吸収材を前記キャリッジの帯電部位に接触させて、前記キャリッジの帯電部位に付着している処理液ミストを拭き取ることが好ましい。

このような構成の処理液ミストの回収方法では、キャリッジに吸着した処理液ミストを処理液吸収材によって拭き取って回収することで、キャリッジは処理液ミストの付着による汚損が適時解消され外観悪化が防がれる。
そして、処理液吸収材は、静電気発生部材の場合と同様に、キャリッジの往復移動経路に臨むフレーム等に貼付する構成でよく、重厚な支持構造が不要なため、低コスト化、小型化を図ることができる。

また、本発明に係る処理液ミストの回収方法において、前記キャリッジの移動に伴って変形する可撓性ケーブルを、前記キャリッジの移動によって前記液体噴射装置の本体と接触及び離反させて、前記可撓性ケーブルの外表面に静電気を帯電させることが好ましい。

このような構成の処理液ミストの回収方法は、可撓性ケーブルの外表面が前記キャリッジの移動時に静電気を帯電して処理液ミストを回収することができる。可撓性ケーブルは、キャリッジの往復移動の分だけ余長を持ってキャリッジの外側に湾曲した状態で配置されるため、キャリッジの帯電部位で回収しにくい位置の処理液ミストも積極的に回収できるようになる。

本発明に係る液体噴射装置及び処理液ミストの回収方法によれば、被処理物の搬送方向と直交方向に往復移動するキャリッジに搭載された部品を静電気の帯電部位として、静電気による吸着により処理液ミストを回収することができるため、液体噴射装置の小型化やコスト削減を犠牲にせずに、装置ケース内に浮遊する処理液ミストの回収性能をキャリッジの移動範囲の全域に渡って均等に発揮させることができる。これにより、長期堆積した処理液ミストによってキャリッジの駆動抵抗が増すことを抑制して処理品質の向上を安価に実現し、かつ、装置の小型化を図ることができる。

以下、本発明に係る液体噴射装置及び処理液ミストの回収方法の実施形態の一例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
なお、本実施形態では、液体噴射装置として、用紙（被処理物）にインク（処理液）を噴射して印刷処理を行うインクジェット式プリンタを例示している。

図１は本発明に係る液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタを前面側斜め上方から見た斜視図であり、図２は図１に示したインクジェット式プリンタの排紙トレイを取り外した状態の斜視図であり、図３は図２に示したインクジェット式プリンタの上部ケースを取り外して、装置ケース内の印刷処理機構を露出させた状態を前面側斜め上方から見た斜視図であり、図４は図３に示したインクジェット式プリンタを後面側斜め上方から見た斜視図であり、図５は図３に示したキャリッジの往復移動部の拡大平面図であり、図６は図５に示したキャリッジの往復移動部を、その後面側斜め上方から見た斜視図である。

本実施形態のプリンタ１は、フロント給・排紙タイプの業務用プリンタであり、図１及び図２に示すように、下部ケース２と上部ケース３とから構成される装置ケース４の前面中央に、被搬送物である用紙Ｐを装填した略箱形の用紙カセット５が着脱自在に挿着されている。
また、用紙カセット５の上面開放部を覆うように、印刷が終了した用紙を受ける排紙トレイ６が設けられている。また、装置ケース４の前面の両側には、動作状態を表示する表示部７や操作部８が設けられている。

装置ケース４内には、図３に示すように、用紙繰り出し機構のピックアップローラによって用紙カセット５から一枚ずつ繰り出される用紙ＰをＵ字状搬送経路に沿って搬送する搬送機構１１と、この搬送経路１１の途中に用紙Ｐの搬送方向と直交する方向へ往復移動自在に装備されたキャリッジ１３と、このキャリッジ１３の下面に搭載されて用紙Ｐに記録用インクの微少粒を噴射する処理液噴射ヘッドとしての記録ヘッド（図示省略）と、記録ヘッドに供給する記録用インクを貯留したインクタンク１５と、搬送機構１１による用紙Ｐの搬送速度やキャリッジ１３の移動速度や記録ヘッドのインク噴射動作等を制御する制御部（図示省略）とが備えられている。
このプリンタ１は、用紙Ｐの搬送方向を副走査方向、キャリッジ１３の移動方向を主走査方向として、キャリッジ１３に搭載された記録ヘッドからのインク吐出を制御することで、用紙Ｐに文字や図形等の画像記録（印刷）処理を行う。

本実施形態のプリンタ１の場合、Ｕ字状搬送経路の一部である円弧状搬送経路を構成する搬送ローラ等は、図４に示す後部開閉カバー１７を開くことで露出させることができ、紙ジャム等の発生時に、詰まった紙の除去が容易になっている。

キャリッジ１３は、図５及び図６に示すように、用紙Ｐの搬送方向と直交する方向に延在する２本のガイド軸２１，２２によって、用紙Ｐの搬送方向と直交する方向に往復移動自在に支持されている。２本のガイド軸２１，２２は、用紙搬送機構１１を支持する筐体に固定されるガイド支持フレーム２４に固定されている。
ガイド軸２１，２２上のキャリッジ１３は、ガイド支持フレーム２４の後壁２４ａに取り付けられたキャリッジモータ２６によりガイド軸２１，２２に沿って走行駆動される歯付きベルト等に連結されて、ガイド軸２１，２２上を往復移動可能にされている。

ガイド支持フレーム２４の前壁２４ｂの内面には、インクタンク１５からキャリッジ１３の記録ヘッドへインクを供給するインクチューブとしての機能を備えた複合ケーブル２８が、キャリッジ１３の往復移動を許容するように、余長を付与して配設されている。

この複合ケーブル２８は、記録ヘッドから吐出する各色のインクに対応した複数本のインクチューブを一列に接合して、フラットケーブル状に成形するとともに、さらに、記録ヘッドに制御信号を送る制御信号線を一体化した、キャリッジ１３とプリンタ本体側とを繋ぐ可撓性ケーブルである。
複合ケーブル２８は、略Ｕ字状に余長を持たせた形態で配設され、キャリッジ１３の往復移動に追従して可撓変形するように、復元性及び耐久性を持たせるために、薄肉のステンレス板や銅箔の表面をポリエステルフィルムの基材で覆った構造を有している。

ガイド支持フレーム２４の前壁２４ｂの内面には、キャリッジ１３の移動時にキャリッジ１３の外表面の前面との摺接によりキャリッジ１３の前面に静電気を帯電させる静電気発生部材３１が設けられている。キャリッジ１３が主走査方向に往復移動を行うと、この静電気発生部材３１との摺接により、キャリッジ１３の前面に静電気が帯電し、この静電気によって装置内の浮遊インクミストはキャリッジ１３の前面に吸着される。そして、キャリッジ１３が主走査方向へ往復移動することに伴い、キャリッジ１３の移動範囲の全域に渡って浮遊インクミストを吸着していくことができる。

静電気発生部材３１には、耐久性や取り付け性を考慮して、前壁２４ｂに簡単に貼付することができる織布、または不織布を使用すると良い。例えば、キャリッジ１３との摩擦接触で効率良く静電気を発生できるように、摩擦帯電列でキャリッジ１３の材質（例えばＡＢＳ樹脂）に対して離間距離の大きい、ナイロン、ウール等の繊維素材を選ぶと良い。

さらに、本実施形態のプリンタ１には、キャリッジ１３の移動時にキャリッジ１３の前面との摺接によりキャリッジ１３の前面を拭き取る処理液吸収材としてのインク吸収材３３が設けられている。キャリッジ１３の前面に吸着されたインクは、キャリッジ１３が主走査方向へ往復移動することに伴って、インク吸収材３３により拭き取られ、回収される。キャリッジ１３の前面に吸着されたインクをインク吸収材３３によって拭き取って回収することで、キャリッジ１３はインクミストの付着による汚損がキャリッジ１３の往復移動毎に解消され、キャリッジ１３の外観悪化を防ぐことができる。また、インク吸収材３３は、静電気発生部材３１の場合と同様に、キャリッジ１３の往復移動経路に臨むガイド支持フレーム２４に貼付する構成でよく、重厚な支持構造が不要なため、インクミストを回収するための部材の低コスト化、及び装置の小型化を図ることができる。

インク吸収材３３は、大きさが小さくても高いインク吸収性能を発揮できる多孔質材料により形成されていることが望ましく、例えば、超微小繊維による不織布や目の細かい吸湿性スポンジ等を挙げることができる。

また、複合ケーブル２８は、キャリッジ１３の位置に応じて前壁２４ｂに沿って接触する部分と接触していない部分の長さが変化する。つまり、キャリッジ１３が移動すると、複合ケーブル２８の外表面を構成するポリエステルフィルムの基材が金属の前壁２４ｂに対して接触及び離反することを繰り返し、静電気を帯電するようになる。そして、静電気を帯びた基材に対してインクミストが吸着される。これにより、上記の静電気発生部材３１による静電気の吸着効果に加えて、キャリッジ１３からより遠く離れた位置のインクミストも素早く吸着して回収することができる。

なお、インクミストを吸着した上記のインク吸収材３３や基材は、その吸着度合に応じて適時新たなものと交換することで、インクミストの吸着作用を常に良好に発揮することができる。

以上説明したプリンタ１では、静電気による吸着作用によりインクミストを回収するが、静電気の帯電部位が、用紙Ｐの搬送方向と直交方向に往復移動するキャリッジ１３であるため、インクミストの回収性能をキャリッジ１３の移動範囲の全域に渡って均等に発揮させることができる。
また、キャリッジ１３に帯電させるための静電気発生部材３１は、上記実施形態で図示したように、キャリッジ１３の往復移動経路に臨むガイド支持フレーム２４の内面に貼付した合成繊維による布等で良いため、部品の小型化、取り付けスペースの節約を図ることができる。
さらに、インクミストの回収機構自体は、回転駆動部等がないため、給電のための配線も必要とならず、構成部品の増加によるコスト増を解消することができる。

また、本発明において採用された処理液ミストを回収するための構成及び方法が適用される液体噴射装置は、上記実施形態に示したインクジェット式プリンタに限らない。
本発明が適用可能なその他の液体噴射装置としては、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドをキャリッジに搭載した装置、有機ＥＬディスプレイや面発光ディスプレイ（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッドをキャリッジに搭載した装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドをキャリッジに搭載した装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドをキャリッジに搭載した装置等が挙げられる。

また、上記実施形態では噴射する液体のメインタンク（カートリッジ）をキャリッジとは別の箇所に装着し、そこからインクチューブによりキャリッジの記録ヘッドへインクを供給するオフキャリッジ型のプリンタを例示して説明したが、本発明はインク等の処理液のカートリッジを直接キャリッジに搭載するオンキャリッジ型であっても同様に適用可能である。

本発明に係る液体噴射装置としてのインクジェット式プリンタを前面側斜め上方から見た斜視図である。 図１に示したインクジェット式プリンタの排紙トレイを取り外した状態の斜視図である。 図２に示したインクジェット式プリンタの上部ケースを取り外して、装置ケース内の印刷処理機構を露出させた状態を装置の前面側斜め上方から見た斜視図である。 図３に示したインクジェット式プリンタを、装置の後面側斜め上方から見た斜視図である。 図３に示したキャリッジの往復移動部の拡大平面図である。 図５に示したキャリッジの往復移動部を、その後面側斜め上方から見た斜視図である。

符号の説明

１：インクジェット式プリンタ（液体噴射装置）、２：下部ケース、３：上部ケース、４：装置ケース、５：用紙カセット、６：排紙トレイ、１１：搬送機構、１３：キャリッジ、１５：インクタンク、２１，２２：ガイド軸、２４：ガイド支持フレーム、２４ｂ：前壁、２６：キャリッジモータ、２８：複合ケーブル、３１：静電気発生部材、３３：インク吸収材（処理液吸収材）

Claims (6)

1. 被処理物に処理液を噴射する処理液噴射ヘッドが、前記被処理物の搬送方向と直交する方向に往復移動するキャリッジに搭載された液体噴射装置であって、
   前記キャリッジの移動時に前記キャリッジとの摺接により前記キャリッジの外表面に静電気を帯電させる静電気発生部材を備えていることを特徴とする液体噴射装置。
2. 請求項１に記載の液体噴射装置であって、
   前記キャリッジの帯電部位に接触して、前記キャリッジの帯電部位に付着している処理液を拭き取る処理液吸収材を備えていることを特徴とする液体噴射装置。
3. 請求項１または２に記載の液体噴射装置であって、
   前記キャリッジの移動に伴って変形する可撓性ケーブルの外表面に、前記キャリッジの移動時に当該液体噴射装置の本体と接触及び離反して静電気を帯電する基材が設けられていることを特徴とする液体噴射装置。
4. 被処理物の搬送方向と直交する方向に往復移動するキャリッジに搭載された処理液噴射ヘッドから前記被処理物に処理液を噴射する液体噴射装置における、処理液ミストの回収方法であって、
   前記キャリッジの移動時に前記キャリッジと静電気発生部材との摺接により前記キャリッジの外表面に静電気を帯電させ、その静電気によって前記液体噴射装置内の浮遊処理液ミストを前記キャリッジに吸着させることを特徴とする処理液ミストの回収方法。
5. 請求項４に記載の処理液ミストの回収方法であって、
   前記キャリッジの移動によって、処理液吸収材を前記キャリッジの帯電部位に接触させて、前記キャリッジの帯電部位に付着している処理液を拭き取ることを特徴とする処理液ミストの回収方法。
6. 請求項４または５に記載の処理液ミストの回収方法であって、
   前記キャリッジの移動に伴って変形する可撓性ケーブルを、前記キャリッジの移動によって前記液体噴射装置の本体と接触及び離反させて、前記可撓性ケーブルの外表面に静電気を帯電させることを特徴とする処理液ミストの回収方法。

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