JP2006224385A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】廃液吸収材６００に保持された液体と、液体噴射装置内の他の部材との短絡を防止する。
【解決手段】液体噴射装置は、導電性のノズルプレート２６０を有しその開口から被記録物へ液体を吐出する液体噴射ヘッドと、液体が吐出される方向についてノズルプレート２６０に対向して配され被記録物へ着弾しなかった液体を吸収する空隙性及び導電性を有する吸収部材４２０と、吸収部材に電気的に接続された電極４３０と、ノズルプレート２６０と電極４３０との間に電位差を発生させて液体を電気的に電極４３０側へ引き付ける電位差発生手段７００と、吸収部材４２０よりも低い空隙性を有し吸収部材４２０と少なくとも一部で接触することにより吸収部材４２０に吸収された液体を保持する廃液吸収材６００と、廃液吸収材６００を周囲から電気的に絶縁して保持する保持部８００とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は液体噴射装置に関する。より詳細には、液体噴射ヘッドに装着されたノズルプレートの開口から吐出させた液体を被記録物に付着させる液体噴射装置に関する。

液体噴射装置では、被記録物の周縁部に余白を残すことなく液体を付着させる場合に、被記録物および液体噴射ヘッドの不可避な位置ずれを見込んで、被記録物の寸法よりもやや広い領域に対して液体が噴射される。このため、被記録物の両側縁部および前後端部の近傍では、被記録物の存在しない領域に対しても液体が吐出されることになる。そこで、液体が吐出される方向について液体噴射ヘッドに対向する位置に吸収部材を配置し、被記録物に付着し得ない余剰な液体をこの吸収部材に吸収させることにより、余剰の液体が飛散して周囲が汚染されることを防止している。

なお、被記録物は液体が付着することによって伸びて皺を生じる場合がある。伸びた被記録物が自身の皺による撓みで上記の吸収部材に接触すると、吸収部材にすでに吸収されていた液体が被記録物に付着して汚染される。そこで、被記録物の伸びを見込んで、液体噴射装置では被記録物と上記吸収部材との間に２〜４mm程度の間隙が設けられる。なお、液体噴射ヘッドと被記録物との間にも１ｍｍ程度のギャップが設けられている。

一方、記録画像の解像度向上への要求により、昨今の液体噴射装置では、ノズルプレートの開口から吐出される液滴が数ｐｌ程度にまで微細化されている。このような微細な液滴は、自身の質量が非常に小さいので、いったん吐出されると雰囲気の粘性抵抗等により運動エネルギーを急速に失う。具体的には、例えば８ｐｌ未満の液滴は、大気中で３mm程度の行程を飛翔すると速度が略ゼロになる。運動エネルギーを失った微細な液滴は、重力加速度による落下運動と雰囲気の粘性抵抗力とが殆どつり合い、落下し切るまでに長い時間を要する。

なお、例えば、上記被記録物と吸収部材との間隔に、ノズルプレートと被記録物とのギャップを加えた３〜５ｍｍ程度の距離について、ノズルプレートから吸収部材表面まで液滴を届かせることを意図して３ｐｌ程度の液滴に対する液体噴射装置の吐出速度を高くしても、液滴に作用する雰囲気の粘性抵抗がさらに上昇して到達距離はかえって短くなる。また、吐出速度を高くすると、液滴がノズルプレートから離脱するときに生じるサテライト・インクと呼ばれる非常に微細な液滴が生じやすくなる。

更に、液体噴射装置では、フラッシングと呼ばれる動作が周期的に繰り返される。フラッシングは、被記録物の存在しない状態で液体噴射ヘッドに駆動信号を送り、液体をいわば空撃ちする動作である。このような動作により、吐出量の少ないノズルにおいて増粘した液体が除去される。ただし、このフラッシングに際して吐出される液体はフラッシングのためだけに消費され、記録動作には寄与しないので、液体の消費を節約すべく小さな液滴が吐出される。また、フラッシングに要する時間は本来の記録動作のスループットを低下させることになるので、フラッシングでは短時間の内にすべてのノズルから液体を吐出させる。このようなフラッシング動作においても、大量のサテライト・インクが生じる。

上記のようなさまざまな現象の結果として生じたサテライト・インクの多くは、液体噴射ヘッド移動領域の周辺に浮遊するエアロゾルとなる。エアロゾルは、一部は液体噴射装置の外部にまで浮遊し、液体噴射装置の周辺に付着する。また、エアロゾルの多くは、やがて液体噴射装置内の各部に付着する。殊に、プラテン等の被記録物の搬送経路にエアロゾルが付着した場合は、次に搬送される被記録物が汚染される。更に、液体噴射装置の電気回路、リニアスケールあるいは各種光学センサ等にエアロゾルが付着した場合は、装置自体の誤動作を招くこともある。また更に、エアロゾルが付着したものにユーザが触れるとユーザの手も汚される。

下記特許文献には、上記エアロゾルを能動的に収集する機能を備えた液体噴射装置が開示されている。
特開２００４−２０２８６７号公報

この文献に開示された液体噴射装置では、被記録物に付着しなかった余剰な液体を吸収させる目的で、ノズルプレートに対向する位置に吸収部材が配置される。また、この吸収部材の表面上に一方の電極となる金属部材が配置され、液体を吐出する開口を有する金属製ノズルプレートが他方の電極とされる。これら電極およびノズルプレートに互いに異なる電圧が印加されると、両者の間に電界が形成される。また、このような液体噴射装置でノズルプレートから吐出される液滴は、ノズルプレートから吐出されるときにノズルプレートと同極に帯電する。このため、エアロゾルとして浮遊する液滴も帯電しているので、自身と電界との間で作用するクーロン力により減速されることなく電極に向かい、自身と逆極性の電位にある電極に吸着される。電極に吸着された液滴は、毛細管現象により吸引されて、最終的には吸収部材に吸収される。

上記のような液体噴射装置において、導電性を有する液体は、電圧を印加する電極と同電位となっている。従って、廃液吸収材に蓄積されている液体も、電極と同電位となっている。一方、液体噴射装置の構造材であるフレームには金属部材が用いられており、更に、この金属部材は通常接地されている。このため、廃液吸収材に蓄積された液体がフレームに触れると両者の間に電流が流れる。このようなフレームと液体の短絡が生じると、吸収部材における電圧が降下し、電界による液体回収の性能が低下する。また、電流により液体が電気分解され、可燃性気体の発生や発煙が生じる場合もある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、液体噴射装置であって、導電性のノズルプレートを有し、ノズルプレートの開口から被記録物へ液体を吐出する液体噴射ヘッドと、液体が吐出される方向についてノズルプレートに対向して配され、被記録物へ着弾しなかった液体を吸収する空隙性、及び、導電性を有する吸収部材と、吸収部材に電気的に接続された電極と、ノズルプレートと電極との間に電位差を発生させて液体を電気的に電極側へ引き付ける電位差発生手段と、吸収部材よりも低い空隙性を有し、吸収部材と少なくとも一部で接触することにより吸収部材に吸収された液体を保持する廃液吸収材と、廃液吸収材を周囲から電気的に絶縁して保持する保持部とを備える。これにより、液体により電極と電気的に接続される場合がある廃液吸収材が、液体噴射装置において電気的に接地されている他の部材と短絡することを防ぐことができる。

上記液体噴射装置は、液体噴射ヘッドのノズルプレートを覆うキャップと、キャップに吐出された液体を搬送するチューブと、チューブにより搬送された液体を吸収して保持するキャップ側吸収材とを更に備え、保持部は、廃液吸収材をキャップ側吸収材から電気的に絶縁してもよい。これにより、チューブ内の液体を介してノズルプレートと廃液吸収材とが短絡することを防ぐことができる。

上記液体噴射装置は、チューブ内の液体を搬送するポンプと、ポンプを駆動するポンプモータとを更に備え、保持部は、廃液吸収材をポンプモータから電気的に絶縁してもよい。これにより、ポンプモータと廃液吸収材とが電気的に短絡することを防ぐことができる。

上記液体噴射装置は、液体噴射ヘッドを支持するガイド部と、ガイド部を支持する導電性のフレームとを更に備え、保持部は、廃液吸収材をフレームから電気的に絶縁してもよい。これにより、フレーム及びガイド部を介してノズルプレートと廃液吸収材とが短絡することを防ぐことができる。

上記液体噴射装置は、液体噴射ヘッドをガイド部に沿って駆動するヘッドモータを更に備え、保持部は、廃液吸収材をヘッドモータから電気的に絶縁してもよい。これにより、ヘッドモータと廃液部材とが電気的に短絡することを防ぐことができる。

上記液体噴射装置は、被記録物を搬送する搬送部と、搬送部を駆動する搬送モータとを更に備え、保持部は、廃液吸収材を搬送モータから電気的に絶縁してもよい。これにより、搬送モータと廃液吸収材とが電気的に短絡することを防ぐことができる。

上記液体噴射装置は、液体噴射ヘッドを制御する電気回路を更に備え、保持部は、廃液吸収材を電気回路から電気的に絶縁してもよい。これにより、電気回路と廃液吸収材とが短絡することを防ぐことができる。

本発明の第２の形態においては、液体噴射装置における、液体が吐出される方向についてノズルプレートに対向して配され、被記録物を支持するプラテンと、液体を吸収する空隙性、及び、導電性を有する吸収部材と、吸収部材に電気的に接続された電極と、吸収部材よりも低い空隙性を有し、吸収部材と少なくとも一部で接触することにより吸収部材に吸収された液体を保持する廃液吸収材と、廃液吸収材を周囲から電気的に絶縁して保持する保持部とを備える。これにより、第１の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の対象となり得る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置１１を概観する斜視図であり、カバーとしての上ケース２２を開いた状態で描かれている。同図に示すように、このインクジェット式記録装置１１は、装置の基部となる下ケース２０と、下ケース２０と共に筐体を形成する上ケース２２と、下ケース２０の後部に装着されたホッパー１０と、下ケース２０の前面に形成された排出トレー３０とを備えている。また、このインクジェット式記録装置１１は、下ケース２０内に水平に配置されたプラテン４００と、プラテン４００の上方に配置されたキャリッジ２００とを筐体の内側に備えている。

上記のようなインクジェット式記録装置１１では、ホッパー１０に収容された被記録物３００が、図示されていない搬送部により１枚ずつプラテン４００上に送り出され、更に、図示されていない排出部により排出トレー３０に送り出される。また、このインクジェット式記録装置１１では、プラテン４００の上方で、キャリッジ２００が被記録物３００の搬送方向と直交する方向に往復移動する。従って、被記録物３００の搬送とキャリッジ２００の往復移動を交互に行うことにより、被記録物３００の上面全体をキャリッジ２００で走査でき、これによって被記録物３００上の任意の領域に記録動作ができる。

図２は、図１に示したインクジェット式記録装置１１の内部機構１２を、フレーム１００および側面部１１０、１１１ごと抜き出して示す斜視図である。同図に示すように、この内部機構１２は、後方に略鉛直に配置されたフレーム１００と、フレーム１００の両側端部から互いに平行に前方に向かって延在する１対の側面部１１０、１１１とによって画成される領域の内側に形成されている。

図２に示す通り、この内部機構１２において、キャリッジ２００は、自身を貫通するガイド軸２２０に支持されている。ガイド軸２２０は、その端部を側面部１１０と側面部１１１とに支持され、フレーム１００に平行に配置されている。従って、キャリッジ２００はガイド軸２２０に沿って水平に移動できる。

キャリッジ２００の後方では、１対のプーリ２４２、２４４と、プーリ２４２、２４４に掛けわたされたタイミングベルト２３０がフレーム１００の前面に配置されている。一方のプーリ２４４はヘッドモータ２４６により回転駆動される。また、タイミングベルト２３０はキャリッジ２００の後部に結合されている。従って、ヘッドモータ２４６の動作に応じてキャリッジ２００を往復移動させることができる。

また、キャリッジ２００は、インクカートリッジ２５０を装荷されると共に、その下面に記録ヘッド２１０を備えている。記録ヘッド２１０は、インクを吐出するための開口を含む金属製のノズルプレート２６０を備えている。従って、インクは、キャリッジ２００から下方に向かって吐出される。

更に、キャリッジ２００は、テープ状の多芯ケーブル２７０を介して、フレーム１００後方の電気回路１２０に結合されている。多芯ケーブル２７０は、キャリッジ２００の移動に従って柔軟に撓むので、キャリッジ２００の往復移動を妨げることはない。

キャリッジ２００が通過する領域の下方には、プラテン４００が配置されている。プラテン４００は、キャリッジ２００の下を通過する被記録物３００を下方から支持して、ノズルプレート２６０と被記録物３００との間隔を一定に維持する。また、プラテン４００の上面には陥没部４１０が形成されており、この陥没部４１０に吸収部材４２０が収容されている。吸収部材４２０は、被記録物３００の存在していない領域に対して記録ヘッド２１０から吐出されたインクを収受する。なお、被記録物３００と吸収部材４２０とが接触して汚染されないように、被記録物３００と吸収部材４２０との間には２〜４ｍｍ程度の間隙が設けられている。また、ノズルプレート２６０の表面と被記録物３００の表面との間にも１ｍｍ程度の間隔がある。

また、プラテン４００に内蔵されている吸収部材４２０は、その表面における吸収速度を重視して空隙率の高い材料で形成されているので吸収容量に限りがある。そこで、より大きな廃液吸収材を収容した保持部８００をプラテン４００の下方に配置し、廃液吸収材と吸収部材４２０と連通させている。廃液吸収材は、その吸収容量が重視されると共に、毛細管現象による吸収力の大きな材料が選択されている。従って、廃液吸収材は、吸収部材４２０から大量のインクを吸収することができる。

プラテン４００の後方には搬送ローラ３１０が配置されている。搬送ローラ３１０は、フレーム１００の後方に配置された搬送モータ３２０により駆動され、図示されていない従動ローラと共働して被記録物３００をプラテン４００上に送り出す。前述の通り、キャリッジ２００は被記録物３００の搬送方向と直交する方向に往復移動できる。従って、被記録物３００の搬送とキャリッジ２００の往復移動を交互に行う一方で、キャリッジ２００下面の記録ヘッド２１０を断続的に作動させて、被記録物３００上の任意の領域に対してインクを吐出させ、付着させることができる。

更に、この内部機構１２では、プラテン４００側方の側面部１１０側に、キャップ部材５００が配置されている。キャップ部材５００は上下に移動可能で、キャリッジ２００が側面部１１０に近いホームポジションで停止したときに上昇してノズルプレート２６０の表面を封止する。また、プラテン４００とキャップ部材５００との間には、ワイピング手段５２０が配置されている。キャップ部材５００から開放されたキャリッジ２００がその上方を通過するとき、ワイピング手段５２０はノズルプレート２６０の下面を払拭して清浄にする。

また、キャップ部材５００の内部はポンプユニット５１０に結合されている。ポンプユニット５１０は、ポンプモータ５１１を内蔵しており、ノズルプレート２６０表面に付着したインクをキャップ部材５００を介して吸引できる。

図３は、図１に示したインクジェット式記録装置１１の内部機構１２の他の実施形態を示す斜視図である。なお、図３において、図２と共通の構成要素には同じ参照符号を付して重複説明を省いている。

この実施形態においても、内部機構１２は、後方に略鉛直に配置されたフレーム１００と、フレーム１００の両側端部から互いに平行に前方に向かって延在する１対の側面部１１０、１１１とによって画成される領域の内側に形成されている。キャリッジ２００は、自身を貫通するガイド軸２２０に支持されており、ガイド軸２２０に沿って水平に往復移動できる。キャリッジ２００の後方には、１対のプーリ２４２（一方は不図示）に掛けわたされたタイミングベルト２３０がキャリッジ２００の後部に結合されている。タイミングベルト２３０の動作に応じてキャリッジ２００を往復移動させることができる。

また、キャリッジ２００が通過する領域の下方には、プラテン４００が配置されている。プラテン４００は、キャリッジ２００の下を通過する被記録物３００を下方から支持して、ノズルプレート２６０と被記録物３００との間隔を一定に維持する。また、プラテン４００の上面には陥没部４１０が形成されており、この陥没部４１０に吸収部材４２０が収容されている。吸収部材４２０は、被記録物３００の存在していない領域に対して記録ヘッド２１０から吐出されたインクを受け止める。

プラテン４００の後方には搬送ローラ３１０が配置され、従動ローラ３１１と共働して被記録物３００をプラテン４００上に送り出す。前述の通り、キャリッジ２００は被記録物３００の搬送方向と直交する方向に往復移動できる。従って、被記録物３００の搬送とキャリッジ２００の往復移動を交互に行う一方で、キャリッジ２００下面の記録ヘッド２１０を断続的に作動させて、被記録物３００上の任意の領域に対してインクを吐出させ、付着させることができる。

また、この内部機構１２でも、プラテン４００側方の側面部１１０側に、キャップ部材５００が配置されている。キャップ部材５００は上下に移動可能で、キャリッジ２００が側面部１１０に近いホームポジションで停止したときに上昇してノズルプレート２６０の表面を封止する。また、プラテン４００とキャップ部材５００との間には、ワイピング手段５２０が配置されている。キャップ部材５００から開放されたキャリッジ２００がその上方を通過するとき、ワイピング手段５２０はノズルプレート２６０の下面を払拭して清浄にする。なお、キャップ部材５００の内部はポンプユニット５１０に結合されている。ポンプユニット５１０は、ポンプモータ５１１を内蔵しており、ノズルプレート２６０表面に付着したインクをキャップ部材５００を介して吸引できる。

図３に示す実施形態において、キャップ部材５００およびポンプユニット５１０により吸引されたインクを収容するための独立した吸収部材９００が装備されている。即ち、プラテン４００側の吸収部材４２０の下方には、保持部材８００に収容された廃液吸収材が装備されている。この廃液吸収材は、絶縁性の保持部材８００によって周囲と絶縁されている。更に、保持部材８００の下方には、もうひとつの廃液吸収材９００が配置されている。廃液吸収材９００は、ポンプユニット５１０がキャップ部材５００内から吸引したインクを、パイプ５１２を介して吸収し、収容できる。

なお、キャップ部材５００からキャップ側の廃液吸収材９００までのインク（廃液）の経路は、それ自体が導電性を有するインクによって濡れている。従って、キャリッジ２００がホームボジションに在り、キャップ部材５００がノズルプレート２６０を封止しているときには、ノズルプレート２６０、キャップ部材５００、ポポンプユニット５１０、パイプ５１２および廃液吸収材９００を含むインク（廃液）の経路がすべて同電位となる。一方、プラテン４００の吸収部材４２０と保持部８００に収容された廃液吸収材も、吸収したインクのために電気的に結合されており、両者は同電位にある。従って、吸収部材側の廃液とキャップ側の廃液とが電気的に結合すると、ノズルプレート２６０と吸収部材４２０とが短絡することになる。

これに対して、この実施形態では、吸収部材４２０側の廃液吸収材は絶縁性の保持部材８００に収容されており、キャップ部材５００側の廃液吸収材９００は、保持部材８００の外側に配置されている。従って、両者が電気的に導通することはなく、キャップ部材５００側を経由してノズルプレート２６０と吸収部材４２０とが短絡することがない。

図４は、図１に示すインクジェット式記録装置１１で用い得る、廃液吸収材６００を含むプラテン４００の構造を示す分解斜視図である。なお、図１及び図２に示した構成要素と同じ部材には同じ参照符号を付して、重複する説明を省いている。

同図に示すように、このプラテン４００は、電極４３０及び吸収部材４２０を収容したプラテン本体４０１と、廃液吸収材６００を収容した保持部８００とを重ねて形成されている。ここで、保持部８００は、その上端がプラテン本体４０１の底面と相補的な形状を有しており、廃液吸収材６００を収容した状態で、プラテン本体４０１と一体化できる。なお、保持部８００は、射出成形した樹脂により一体に形成することができる。

一方、プラテン本体４０１の上面に陥没部４１０が形成されており、更に陥没部４１０の中にいくつかの島部４１２が形成されている。また、陥没部４１０の前後に細長く延在する縁部４０２、４０４の上面と、島部４１２の頂面には、それぞれにリブ４１８が形成されている。リブ４１８は、被記録物の搬送方向に沿って互いに平行に形成されており、その先端で被記録物を下方から支持する。

また、陥没部４１０の底面端部には、後述する電極部材４３０の端子部４３６を挿通するための端子部挿通穴４１６が形成されている。同様に、陥没部４１０の底面の島部４１２近傍には、後述する吸収部材４２０の足部４２４を挿通するための足部挿通穴４１４も形成されている。これら島部４１２、リブ４１８、端子部挿通穴４１６、足部挿通穴４１４を含むプラテン本体４０１は、射出成形した樹脂により一体に形成できる。

電極部材４３０は、プラテン本体４０１の陥没部４１０の底面と略同形状の導電体板であり、プラテン本体４０１の島部４１２を挿通するための島部挿通穴４３２と、後述する吸収部材４２０の足部４２４を挿通するための足部挿通用切欠き４３４とを有する。更に、電極部材４３０の一端には、後述する電位差発生手段７００に結合するための端子部４３６が形成されている。端子部４３６は、電極部材４３０自体から下方に延在している。従って、電極部材４３０が陥没部４１０に収容されたとき、端子部４３６は端子部挿通穴４１６を通って、プラテン本体４０１の外部に露出される。

上記のような電極部材４３０は、インクジェット式記録装置１１のインクに対して耐蝕性のある金属、例えば金、ステンレスまたはニッケルの線材、板材または箔材、あるいは、これらの金属でメッキした線材、板材または箔材、若しくは、これらの材料を組み合わせた網状または格子状の部材で形成できる。また、他の態様として、プラテン本体４０１の陥没部に直接形成した導電性の塗膜層、メッキ層、厚膜層、薄膜層等で電極部材４３０を形成することもできる。

プラテン本体４０１は、その陥没部４１０の内部に、上記電極部材４３０の上に重ねて吸収部材４２０を収容している。吸収部材４２０も、陥没部４１０と略同じ外形を有している。また、プラテン本体４０１の島部４１２を挿通させるための島部挿通穴４２２を、島部４１２の配置に対応した位置に有している。

更に、吸収部材４２０は、各島部挿通穴４２２の縁から下方に延在する足部４２４を備えている。足部４２４は、島部挿通穴４２２を形成するために不要になる部分の一部を利用して、吸収部材４２０自体を整形した後下方に折り曲げて形成されている。足部４２４は、電極部材４３０の足部挿通用切欠き４３４及びプラテン本体４０１の足部挿通穴４１４を挿通されてプラテン本体４０１の下方に延在しており、その下端は、図２で示した廃液吸収材６００に接する。

なお、この吸収部材４２０は、ノズルプレート２６０から吐出されながら被記録物３００に付着しなかった液滴を直接に収受する。このとき、吸収部材４２０の吸収速度が遅いと、吸収部材４２０の表面に液滴が衝突する衝撃でいわゆるミルククラウンを生じる。ミルククラウンの周縁からは微細な液滴が生じ、これもまたエアロゾル発生の原因となる。そこで、吸収部材４２０の材料は、吸収速度の高さを重視して空隙率の高い発泡材料が選択される。

また、この吸収部材４２０は表面抵抗が１０^８Ω以下の抵抗値を有する導電性材料で形成される。具体的には、ポリエチレン、ボリウレタン等の樹脂に金属、炭素等の導電性材料を混入した上で発泡させたもの、ポリエチレン、ポリウレタン等の樹脂発泡材に金属、炭素等の導電性材料を付着させたもの、または、メッキしたもの等を用いることができる。また、ポリエチレン、ボリウレタン等の樹脂発泡材に電解質溶液を含浸させたものを吸収部材４２０として用いることもできる。

図４に示した一連の部材において、電極部材４３０は、図中に模式的に示すように、電位差発生手段７００を介してノズルプレート２６０に結合されている。従って、ノズルプレート２６０と電極部材４３０の間には、例えば２５ｋＶ／ｍ以上の電界が形成される。図４に示す形態において、電位差発生手段７００の負極側がノズルプレート２６０と電気的に接続され、かつ、電位差発生手段７００の正極側が電極部材４３０に電気的に接続されている。ただし、正負極の接続は逆であってもよい。

また、吸収部材４２０は多くの足部４２４で廃液吸収材６００に接しているので、吸収部材４２０に吸収されたインクは各足部４２４を介して廃液吸収材６００に速やかに導かれる。従って、吸収部材４２０の下層に配置された電極部材４３０に付着するインクはわずかであり、インクの付着による電極部材４３０側の電界の劣化も少ない。

更に、電極部材４３０はプラテン本体４０１の陥没部４１０の底部を略全面にわたって覆っており、その上に略同形状の吸収部材４２０が重ねて収容されている。このように吸収部材４２０の下面全体が電極４３０に触れているので、吸収部材４２０の内部構造に不連続部分があったとしても、吸収部材４２０全体は電極部材４３０と略等しい均一な電位となる。

図５は、図４に示すプラテン４００の断面図である。即ち、図４においては分解して示したプラテン４００を一体に組み立たてた状態で、図４中の矢印Ａを含む鉛直面によって切った切断面を示している。

同図に示すように、このプラテン４００を組み立てた状態では、廃液吸収材６００は、プラテン本体４０１と保持部８００とによって画成された空間内に封止されている。この空間は、プラテン本体４０１の底部に形成された足部挿通穴４１４を介してのみ外部と連通しており、ここには吸収部材４２０の足部４２４が挿通されている。また、プラテン本体４０１及び保持部８００はいずれも絶縁材料により形成されている。従って、廃液吸収材６００に吸収されたインクが、プラテン４００外部の部材と電気的に結合することはない。

即ち、インクジェット式記録装置１１の内部には、電極４３０並びに吸収部材４２０及び廃液吸収材６００内のインクとは異なる電位を有する部位が、ノズルプレート２６０の他にもある。代表的なものとしては、電気回路１２０、ヘッドモータ２４６、搬送モータ３２０、ポンプモータ５１１等の電気・電子回路が挙げられる。また、これらの電気・電子回路の多くはフレーム１００の金属部分に接地されていることが多く、記録ヘッド２１０周りの電気部品も例外ではない。更に、インクジェット式記録装置１１では多くの金属製部材が使用されている。代表的なものとしては、フレーム１００、ガイド軸２２０、搬送ローラ３１０等に金属製パーツが使用される場合がある。一方、既に述べた通り、廃液吸収材６００に吸収されているインクは導電性を有する。従って、このインクが上記の種々の部材と廃液吸収材６００との間に入り込んだ場合、電位差発生手段７００を短絡させたときと同じ状態になってしまう。しかしながら、本実施形態に係るインクジェット式記録装置１１では、絶縁体である保持部８００によって廃液吸収材６００が電気的に封止されている。これにより、廃液吸収材６００は、ポンプモータ５１１、フレーム１００、ヘッドモータ２４６、搬送モータ３２０、電子回路１２０等の周囲の部材から電気的に絶縁されている。よって、廃液吸収材６００と周囲の部材との電気的な短絡が防止される。

図６は、図1から図５までに示したインクジェット式記録装置における、エアロゾル収集機構１３を示す概念図である。図６においても、図１から図５までに示したものと同じ構成要素には同じ参照符号を付して重複する説明を省いている。

同図に示すように、ノズルプレート２６０にはインクを吐出する複数の開口２６２が形成されている。通常、ノズルプレート２６０の直下には、プラテン本体４０１のリブ４１８が下方から支持する被記録物３００が存在している。従って、ノズルプレート２６０から吐出された液滴２６８は被記録物３００に付着する。

しかしながら、被記録物３００の縁部に余白無くインクを付着させようとした場合、被記録物３００の側縁部並びに先端及び後端において、一部の開口２６２の直下に被記録物３００が存在しないことがある。このような場合、開口２６２から吐出することによって液滴２６６に与えられた運動エネルギーは雰囲気の粘性抵抗により急速に失われ、一部の液滴では吸収部材４２０に到達する遥か前に完全に失われる。また、液滴２６６の質量は非常に小さいので、重力加速度による落下運動と前記粘性抵抗力とが殆どつり合い、液滴２６６の落下速度は極めて遅くなる。こうして、ノズルプレート２６０の下方に浮遊するエアロゾルが発生する。

しかしながら、図６に示すエアロゾル収集機構１３では、ノズルプレート２６０と吸収部材４２０との間に電界Ｅが形成されている。即ち、図４を参照して既に説明したように、このインクジェット式記録装置では、電位差発生手段７００の一端がノズルプレート２６０に、電位差発生手段７００他端が端子部４３６を介して電極部材４３０に、それぞれ接続されている。また、電極部材４３０は、その上面全体で吸収部材４２０の下面全体に接触している。更に、吸収部材４２０は導電性を有している。従って、吸収部材４２０の上面は、電極４３０と略同電位であり、更に、その電位は全体に均一である。

このインクジェット式記録装置１１において開口２６２から押し出されるインクは、液滴２６６となる直前の瞬間に、ノズルプレート２６０から下垂するインク柱２６４となる。このとき、インク柱２６４の先端Ａでいわゆる避雷針効果が生じる。即ち、ここでいう避雷針効果とは、インク柱２６４の先端Ａ（図中では下端）を頂点とする頂角５０°から６０°の円錐形で包囲されるノズルプレート２６０表面の領域Ｂが液滴２６６の帯電に寄与することをいう。この避雷針効果により、液滴２６６は、インク柱２６４の水平断面積に対応する電荷よりも大きな電荷で帯電する。

インク柱２６４は、やがてノズルプレート２６０から離れて液滴２６６となるが、この液滴２６６は上記のような避雷針効果により蓄積された電荷ｑで帯電している。従って、電荷ｑを有する液滴２６６は、電界Ｅからクーロン力Ｆｅ（ｑＥ）により運動エネルギーを得て減速されること無く下方に移動し、最終的に吸収部材４２０に到達できる。

更に、吸収部材４２０は、その足部４２４を介して廃液吸収材６００に連通している。従って、吸収部材４２０に吸収されたインクは、廃液吸収材６００に順次吸収される。ここで、廃液吸収材６００の周囲は、絶縁体である保持部８００によって包囲されている。従って、廃液吸収材６００に吸収されたインクが、インクジェット式記録装置１１の内部の他の部位と電気的に結合することはない。

図７は、図１に示すインクジェット式記録装置１１で用い得る、廃液吸収材６１０を含むプラテン４００Ａの構造を示す分解斜視図である。なお、図６までに示した構成要素と同じ部材には同じ参照符号を付して、重複する説明を省いている。

同図に示すように、この実施形態では、プラテン本体４０１が省略されて部品点数が削減されている。ただし、プラテン本体４０１の島部４１２が担っていた被記録物３００の支持を受け持つために、保持部８１０の底部に島部８１２が形成されている。また、被記録物３００の搬送方向に対して前後にあたる保持部８１０の縁部８０２、８０４に、被記録物３００を支持するリブ８１８が形成されている。更に、この保持部８１０に収容される廃液吸収材６１０には、島部挿通穴６１２が形成されている。また更に、保持部８１０の側壁内面には、電極部材４３０を所定の高さで支持するための段差８１６が形成されている。なお、この保持部８１０は、その島部８１２及びリブ８１８を併せて、射出成形した樹脂により一体に形成できる。

図８は、図７に示すプラテン４００Ａの断面図である。即ち、図７においては分解して示した部材を組み立たてた状態で、図７中の矢印Ａを含む鉛直面によって切った切断面を示している。

同図に示すように、このプラテン４００Ａを組み立てた状態では、廃液吸収材６１０は、保持部８１０と電極部材４３０とによって画成された空間内に封止されている。この空間は、電極部材４３０に形成された島部挿通穴４３２を介してのみ外部と連通しており、しかも島部挿通穴４３２には吸収部材４２０の足部４２４が挿通されている。また、保持部８１０は絶縁材料により形成されていると同時に、電極部材４３０の表面は吸収部材４２０が覆っている。従って、廃液吸収材６１０に吸収されているインクが、インクジェット式記録装置１１内の他の部材と電気的に結合することはない。

図９は、図１に示すインクジェット式記録装置１１で用い得る、廃液吸収材６１０を含むプラテン４００Ｂの構造を示す分解斜視図である。なお、図６までに示した構成要素と同じ部材には同じ参照符号を付して、重複する説明を省いている。

同図に示すように、この実施形態では、図７に示したプラテン４００Ａと同じ形状の保持部８２０が、インクジェット式記録装置１１の下ケース２０と一体に形成されている点に特徴がある。このような構造により、単に部品点数が削減されるだけでなく、組み立て工数も削減される。なお、この保持部８２０は、その島部８２２及びリブ８２８並びに下ケース２０を併せて、射出成形した樹脂により一体に形成できる。

図１０は、図９に示す部材の断面図である。即ち、図９において分解して示した部材を一体に組み立たてた状態で、図９中の矢印Ａを含む鉛直面によって切った切断面を示している。

同図に示すように、このプラテン４００Ｂを組み立てた状態では、廃液吸収材６１０は、保持部８２０と電極部材４３０とによって画成された空間内に封止されている。この空間は、電極部材４３０に形成された島部挿通穴４３２を介してのみ外部と連通しており、ここには吸収部材４２０の足部４２４が挿通されている。また、保持部８２０は絶縁材料により形成されていると同時に、電極部材４３０の表面は吸収部材４２０が覆っている。従って、廃液吸収材６１０に吸収されたインクが、インクジェット式記録装置１１内の他の部材と電気的に結合することはない。また、この構造では、下ケース２０の下面からプラテン４００Ｂの最上部までの高さを抑えることができるので、インクジェット式記録装置１１の小型化にも寄与する。

このように、液体噴射装置の吸収部材側には、エアロゾルを収集するための電界を形成する目的で一定の電圧が印加されている場合がある。また、廃液吸収材に吸収された液体は、それ自体が導電性を有すると共に吸収部材と同電位にある。一方、液体噴射装置の内部には、吸収部材側とは異なる電位を有する部材が多くある。このため、廃液吸収材に吸収された液体が噴射装置内部の他の部材に触れると、吸収部材の電位が変化して電界による液体回収機能が劣化する。これに対して、本発明に係る液体噴射装置では、廃液吸収材が絶縁体で形成された保持部内に収容されているので、液体噴射装置内の他の部材に廃液が触れることがない。従って、吸収部材の電位が安定し、エアロゾルを収集する所期の性能が安定に維持される。

以上、本発明の実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

また、本発明が適用できる液体噴射装置の具体例として、液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造における色材噴射装置、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の製造における電極形成装置またはバイオチップ製造に使用する試料噴射ヘッド等をあげられるが、本発明の対象がこれらに限定されるわけではない。

本発明に係る液体噴射装置の全体を概観する斜視図。 図１に示す噴射装置の内部機構１２近傍を抜き出して示す斜視図。 図１に示す噴射装置の内部機構１２の他の実施形態を示す斜視図。 図１に示す噴射装置で用い得るプラテンの構造を示す分解斜視図。 図４に示すプラテンを組み立てた状態で示す縦断面図。 図1に示す噴射装置のノズルプレート付近を拡大して示す側面図。 図１に示す噴射装置で用い得るプラテンの他の形態を示す斜視図。 図７に示すプラテンを組み立てた状態で示す縦断面図。 図１に示す噴射装置で用い得るプラテンの更に他の形態を示す斜視図。 図９に示すプラテンを組み立てた状態で示す縦断面図。

符号の説明

１０ ホッパー、１１ インクジェット式記録装置、１２ 内部機構、１３ エアロゾル収集機構、２０ 下ケース、２２ 上ケース、３０ 排出トレー、１００ フレーム、１１０、１１１ 側面部、１２０ 電気回路、２００ キャリッジ、２１０ 記録ヘッド、２２０ ガイド軸、２４２、２４４ プーリ、２３０ タイミングベルト、２４６ ヘッドモータ、２５０ インクカートリッジ、２６０ ノズルプレート、２６２ 開口、２６４ インク柱、２６６、２６８ 液滴、２７０ 多芯ケーブル、３００ 被記録物、３１０ 搬送ローラ、３２０ 搬送モータ、４００、４００Ａ、４００Ｂ プラテン、４０１ プラテン本体、４０２、４０４ 縁部、４１０ 陥没部、４１２、８１２、８２２ 島部、４１４ 足部挿通穴、４１６ 端子部挿通穴、４１８ リブ、８１８ リブ、８２８ リブ、４２０ 吸収部材、４２２ 島部挿通穴、４２４ 足部、４３０ 電極部材、４３２ 島部挿通穴、４３４ 足部挿通用切欠き、４３６ 端子部、５００ キャップ部材、５１０ ポンプユニット、５１１ ポンプモータ、５１２ パイプ、５２０ ワイピング手段、６００ 廃液吸収材、７００ 電位差発生手段、８００、８１０、８２０ 保持部、８１６ 段差、８２６ 段差、９００ 廃液吸収材

Claims (8)

1. 導電性のノズルプレートを有し、前記ノズルプレートの開口から被記録物へ液体を吐出する液体噴射ヘッドと、
   液体が吐出される方向について前記ノズルプレートに対向して配され、前記被記録物へ着弾しなかった液体を吸収する空隙性、及び、導電性を有する吸収部材と、
   前記吸収部材に電気的に接続された電極と、
   前記ノズルプレートと前記電極との間に電位差を発生させて液体を電気的に電極側へ引き付ける電位差発生手段と、
   前記吸収部材よりも低い空隙性を有し、前記吸収部材と少なくとも一部で接触することにより前記吸収部材に吸収された液体を保持する廃液吸収材と、
   前記廃液吸収材を周囲から電気的に絶縁して保持する保持部と
   を備える液体噴射装置。
2. 前記液体噴射ヘッドのノズルプレートを覆うキャップと、
   前記キャップに吐出された液体を搬送するチューブと、
   前記チューブにより搬送された液体を吸収して保持するキャップ側吸収材と
   を更に備え、
   前記保持部は、前記廃液吸収材を前記キャップ側吸収材から電気的に絶縁する請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記チューブ内の液体を搬送するポンプと、
   前記ポンプを駆動するポンプモータと
   を更に備え、
   前記保持部は、前記廃液吸収材を前記ポンプモータから電気的に絶縁する請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記液体噴射ヘッドを支持するガイド部と、
   前記ガイド部を支持する導電性のフレームと
   を更に備え、
   前記保持部は、前記廃液吸収材を前記フレームから電気的に絶縁する請求項１に記載の液体噴射装置。
5. 前記液体噴射ヘッドを前記ガイド部に沿って駆動するヘッドモータを更に備え、
   前記保持部は、前記廃液吸収材を前記ヘッドモータから電気的に絶縁する請求項４に記載の液体噴射装置。
6. 前記被記録物を搬送する搬送部と、
   前記搬送部を駆動する搬送モータと
   を更に備え、
   前記保持部は、前記廃液吸収材を前記搬送モータから電気的に絶縁する請求項１に記載の液体噴射装置。
7. 前記液体噴射ヘッドを制御する電気回路を更に備え、
   前記保持部は、前記廃液吸収材を前記電気回路から電気的に絶縁する請求項１に記載の液体噴射装置。
8. 液体噴射装置における、液体が吐出される方向についてノズルプレートに対向して配され、被記録物を支持するプラテンと、
   液体を吸収する空隙性、及び、導電性を有する吸収部材と、
   前記吸収部材に電気的に接続された電極と、
   前記吸収部材よりも低い空隙性を有し、前記吸収部材と少なくとも一部で接触することにより前記吸収部材に吸収された液体を保持する廃液吸収材と、
   前記廃液吸収材を周囲から電気的に絶縁して保持する保持部と
   を備えるプラテンユニット。

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