JP2006224386A

JP2006224386A - 液体噴射装置

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Publication number: JP2006224386A
Application number: JP2005039300A
Authority: JP
Inventors: Tsunenobu Endo; 恒延遠藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2025-02-16
Also published as: JP4654706B2

Abstract

【課題】エアロゾルを安定して収集できる液体噴射装置を提供すること。
【解決手段】液体噴射装置であって、導電性のノズルプレート２６０を有する記録ヘッド２１０と、ノズルプレート２６０に対向して配され、液体が通過する通過領域４３５を有する中間電極４３４と、ノズルプレート２６０と中間電極４３４との間に電位差を発生させる中間電位差発生手段７００と、液体が吐出される方向について中間電極４３４よりもノズルプレート２６０から遠くに配された終端電極４３０と、ノズルプレート２６０に対する中間電極４３４と同方向の電位差を中間電極４３４に対して終端電極４３０に発生させて、中間電極４３４の通過領域４３５を通過した液体を電気的に終端電極４３０に引き付ける終端電位差発生手段６００と、終端電極４３０に隣接して配され、終端電極４３０へ引き付けられた液体を吸収して保持する廃液吸収材４２０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。このとき、被記録物に付着し得ない余剰な液体を飛散させないように、液体噴射ヘッドに対して液体が吐出される方向について対向する位置に吸収部材が配置され、余剰の液体はこの吸収部材に吸収される。

なお、液体の付着した被記録物は伸びて皺を生じる場合がある。伸びた被記録物が、その皺による撓みで上記の吸収部材に接触すると、すでに吸収部材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、液体噴射装置では、被記録物の伸びも見込んで、被記録物と吸収部材との間に２〜４ｍｍ程度の間隙が設けられている。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、昨今の液体噴射装置では、記録画像の解像度向上への要求により、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３mm程度の行程を飛翔すると速度がゼロになる。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。更に、液滴がノズルプレートから離脱するときに、サテライト・インクと呼ばれる更に微細な液滴を生じるようになる。

また、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実行される。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るので、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・インクは、液体噴射ヘッドの周囲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て液体噴射装置の周囲に付着する。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。エアロゾルがプラテン等の被記録物の搬送経路に付着した場合は、次に搬送される被記録物が汚染される。エアロゾルが液体噴射装置の電気・電子回路、リニアスケールあるいは各種光学センサ等に付着した場合は、装置自体の誤動作を招くこともある。更に、エアロゾルの付着した部材にユーザが触れると、ユーザの手が汚される場合もある。

下記特許文献には、上記エアロゾルを積極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は、被記録物に付着しなかった余剰な液体を吸収する目的で、ノズルプレートに対向する位置に配置された吸収部材を備えている。更に、一方の電極となる金属部材が上記吸収部材の表面上に配置され、液体を吐出する開口を含む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、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は、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瞬間にノズルプレートと同極に帯電する。エアロゾルとして浮遊する液滴も帯電しているので、自身と電界との間に作用するクーロン力により電極に向かって加速され、最終的に自身と逆極性の電位にある電極に吸着される。

なお、上記のような液体噴射装置において用いられる吸収部材については、到来した液滴の撥ね等を防止する目的で、吸収速度が高い材料、換言すれば空隙率の高い材料が選択される。しかしながら、空隙率の高い材料は液体を保持する力が小さい材料でもある。よって、吸収部材が限界まで液体を吸収してしまうと、吸収部材の表面に液面が形成され、その液面に液滴が衝突したときにミルククラウンによるエアロゾルが発生する。

そこで、上記吸収部材とは別に、吸収容量の大きな廃液吸収材を実装することが提案されている。即ち、吸収部材よりも吸収容量が大きく、且つ、毛細管現象による液体の吸収力が吸収部材よりも大きな材料で形成された廃液吸収材を、吸収部材に接触させた状態で装備することにより、吸収部材が吸収した液体を更に廃液吸収材に誘導し、もって吸収部材の液体による飽和を防止できる。

上記のような装置では、電界を利用して収集したエアロゾルの多くが電極自体に付着する。しかしながら、前述の通り、付着した液体は電極と逆極性で帯電している。このため、電極に多量の液体が付着すると、液体の電荷が電極の発生する電場を打ち消して有効な電界を弱めてしまう。こうして、エアロゾル除去効果は、液体噴射装置の稼働時間の蓄積と共に低下してしまうという問題があった。

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、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、液体が通過する通過領域を有する中間電極と、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中間電極側へ引き付ける中間電位差発生手段と、液体噴射装置における液体が吐出される方向について中間電極よりもノズルプレートから遠くに配された終端電極と、ノズルプレートに対する中間電極の電位差と同方向の電位差を、中間電極に対して終端電極に発生させて、中間電極の通過領域を通過した液体を電気的に終端電極に引き付ける終端電位差発生手段と、終端電極に隣接して配され、終端電極へ引き付けられた液体を吸収して保持する廃液吸収材とを備える。これにより、中間電極付近に吸収部材を設けることなく、中間電極よりも遠くに配された終端電極近傍の廃液吸収部に液体を引き付けることができる。

上記液体噴射装置は、ノズルプレート、中間電位差発生手段および終端電位差発生手段が短絡した場合に抵抗負荷となる短絡保護抵抗を更に備えてもよい。これにより、紙詰まりなどにより、ノズルプレート、中間電極または終端電極のいずれか２つの間が短絡した場合に、過電流が流れることを防ぐことができる。

上記液体噴射装置は、被記録物を支持し、電気的な絶縁性を有するプラテンを更に備え、プラテンは、中間電極、終端電極および廃液吸収材を収容してもよい。これにより、中間電極、終端電極および廃液吸収材が周囲の部材に接触して電気的に短絡することを防ぐことができる。

上記液体噴射装置において、終端電位差発生手段が中間電極に対して終端電極に発生する電位差は、中間電位差発生手段がノズルプレートに対して中間電極に発生する電位差よりも小さくてもよい。これにより、終端電位差発生手段および中間電位差発生手段を併せて駆動するための電力を節約できる。

本発明の第２の形態においては、プラテンユニットであって、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、液体が通過する通過領域を有する中間電極と、液体噴射装置における液体が吐出される方向について中間電極よりもノズルプレートから遠くに配された終端電極と、終端電極に隣接して配され、終端電極へ電気的に引き付けられた液体を吸収して保持する廃液吸収材と、被記録物を支持し、中間電極、終端電極および廃液吸収材を収容するプラテンとを備えた。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、本発明の実施形態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、被記録物３００上の任意の場所で記録動作ができる。

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はキャリッジモータ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、キャリッジモータ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後方の電子回路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には後述する中間電極及び終端電極と廃液吸収材４２０とが収容されている。

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の側面部１１０側の側方に、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、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、ノズルプレート２６０表面に付着したインクを吸引できる。ポンプユニット５１０に吸引されたインクは、図示されていないパイプを介して、キャップ側廃液吸収部材に吸収される。

更に、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。

図３は、図１に示すインクジェット式記録装置１１で用い得るエアロゾル収集機構１３の構造を示す分解斜視図である。また、図３は、後述する終端電極４３０および中間電極４３４とノズルプレート２６０との電気的な関係も併せて示す。なお、図１および図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、深い陥没部４１０を有するプラテン本体４０１と、陥没部４１０に収容された廃液吸収材４２０、終端電極４３０および中間電極４３４とを含む。

プラテン本体４０１の陥没部４１０の中にはいくつかの島部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３００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３００を下方から支持する。更に、陥没部４１０の開口近くには、陥没部４１０の上端側が広くなるような段差４１１が周囲にわたって形成されている。なお、このようなプラテン本体４０１は、例えば射出成形により樹脂等で一体に製造することができる。

廃液吸収材４２０および終端電極４３０は、陥没部４１０の底部と略同じ形状と寸法を有しており、上記段差４１１よりも低い位置で陥没部４１０の内部に重ねて収容されている。これに対して、中間電極４３４は、終端電極４３０よりもわずかに大きく、段差４１１に周縁部を支持されて段差内に収容される。

なお、廃液吸収材４２０、終端電極４３０および中間電極４３４には、プラテン本体４０１の島部４１２を挿通するための島部挿通穴４２２、４３２、４３６がそれぞれに形成されている。また、インクジェット式記録装置が稼働してインクを吸収すると、廃液吸収材４２０は膨潤して高さが増す。このときに終端電極４３０と中間電極４３４とが接触しないように、初期状態では、終端電極４３０と中間電極４３４との間には十分な間隙、具体的には５ｍｍから１０ｍｍ程度の間隙が設けられている。また、廃液吸収材４２０の材料としては、紙パルプまたは合成繊維若しくはこれらに高分子吸収体を含有させたものを吸収部材として用いることができる。

更に、図３中に模式的に示すように、終端電位差発生手段６００及び中間電位差発生手段７００は直列に接続される。終端電位差発生手段６００の一端は、終端電極４３０と電気的に接続され、かつ、中間電位差発生手段７００の一端は、複数の開口２６２を有するノズルプレート２６０に電気的に接続されている。また、終端電位差発生手段６００の他端と中間電位差発生手段７００の他端とが電気的に接続され、さらに、中間電極４３４に接続されている。終端電位差発生手段６００は、終端電極４３０の側がより高電位となる向きに、終端電極４３０と中間電極４３４との間に電位差Ｖ_１を発生させる。また、中間電位差発生手段７００は、中間電極４３４の側がより高電位となる向きに、中間電極４３４とノズルプレート２６０との間に電位差Ｖ_２を発生させる。また、ノズルプレート２６０の電位は接地電位又は負の電位であることが好ましい。電位差の関係についてはさらに図４を用いて説明する。

図４は、図３に示したエアロゾル収集機構１３の、動作中のノズルプレート２６０付近を模式的に拡大して示す概念図である。図４においても、図１から図３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。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および後端において、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、一部の液滴では廃液吸収材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。

このエアロゾル収集機構１３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とインク柱２６４付近Ｂのノズルプレート２６０下面との間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。一方、図４に示すエアロゾル収集機構１３では、まず、ノズルプレート２６０と中間電極４３４との間に印加された電位差Ｖ_２により電界Ｅ_２が形成されている。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）を受けて運動エネルギーを得、減速されること無く中間電極４３４に向かって移動する。

更に、エアロゾル収集機構１３では、中間電極４３４と終端電極４３０との間に印加された電位差Ｖ_１により、中間電極４３４と終端電極４３０との間に電界Ｅ_１が形成されている。ここで、上述の通り、液滴２６６には、中間電極４３４に向かって飛来する過程ですでに電界Ｅ_２により運動エネルギーが付与されている。このため、電界Ｅ_１により液滴２６６に付与されるクーロン力が電界Ｅ_２に基づくクーロン力より小さくても、液滴２６６は中間電極４３４に付着すること無く通過領域４３５を通過して終端電極４３０に向かって移動し、最終的に廃液吸収材４２０に付着、吸収される。また、中間電極４３４は、ノズルプレート２６０に比較的近い位置に配置されているので、電界Ｅ_２を形成するために印加する電圧Ｖ_２も、終端電極４３０がない場合に比べて小さくすることができる。以上により、図４に示す形態において、終端電位差発生手段６００が中間電極４３４に対して終端電極４３０に発生する電位差Ｖ_１は、中間電位差発生手段７００がノズルプレート２６０に対して中間電極４３４に発生する電位差Ｖ_２よりも小さい。

なお、仮に中間電極４３４が無く、ノズルプレート２６０から離れた廃液吸収材４２０の表面に配置された終端電極４３０だけでエアロゾルを収集する場合、ノズルプレート２６０の近傍で発生したエアロゾルに十分なクーロン力を作用させるためには、極めて強い電界が形成されなければならない。中間電極４３４がないとした場合に、本実施形態に係るインクジェット式記録装置１１で中間電極４３４とノズルプレート２６０との間に印加する電圧の３倍程度の電圧が必要になる。

また、仮に終端電極４３０が無く、ノズルプレート２６０に比較的近い位置に配置された中間電極４３４だけでエアロゾルを収集する場合、電荷ｑで帯電した液滴２６６の一部が通過領域４３５を通過せず、中間電極４３４に徐々に付着して堆積し絶縁体となって中間電極４３４表面を覆う。更に電荷ｑで帯電した液滴２６６の一部が通過領域４３５を通過せず、中間電極４３４に付着すると、帯電液滴２６６の電荷ｑが電界Ｅ_２を遮蔽するため、長期にわたる安定したエアロゾル収集が困難になる。

図４に示す形態において、ノズルプレート２６０と中間電極４３４との間に形成させる電界は２５ｋＶ／ｍ以上に、中間電極４３４と終端電極４３０との間に形成する電界は１０ｋＶ／ｍ程度とすることができる。また、廃液吸収材４２０は被記録物３００から十分に遠方に配置されているので、その表面でミルククラウンによるエアロゾルが発生しても、被記録物３００まで到達して付着することはない。従って、インクの吸収速度の速さよりも、吸収容量の大きさを重視して材料を選択できる。

なお、中間電極４３４および終端電極４３０の材料としては、インクジェット式記録装置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等、あるいは、銅等にこれらの金属をメッキしたものを例示することができる。また、中間電極４３４に用いる部材としては、これらの材料で形成された直径０．０８から０．３ｍｍ程度の線材を、０．６ｍｍから２ｍｍ程度の間隔で平行に並べたものあるいは格子状に組み合わせたものを使用できる。更に、終端電極４３０に用いる部材としては、これらの材料で形成された直径０．１から０．５ｍｍ程度の線材を、０．５ｍｍから４ｍｍ程度の間隔で平行に並べたものあるいは格子状に組み合わせたものを使用できる。また、中間電極４３４は、液滴を通過させる大きな通過領域４３５を有していることが好ましい。

図５は、上記のようなインクジェット式記録装置１１における印加電界とエアロゾルの発生量との関係を示すグラフである。なお、ここでは、中間電極４３４と終端電極４３０との間の電界Ｅ_１を１０ｋＶ／ｍに固定する一方、中間電極４３４とノズルプレート２６０の間にさまざまな強さの電界Ｅ_２を形成した上でインクジェット式記録装置１１を稼働させ、その結果発生したエアロゾルの発生量を測定してプロットした。測定に際しては、液滴の大きさを７ｐｌとして、５枚の被記録物に対して印刷開始から７分３８秒の時間をかけて記録動作させ、更に、印刷開始後８分が経過するまでに計数できたエアロゾルの総数を８で割って１分当たりのエアロゾル数とした。同図に示すように、電界Ｅ_２がなかった場合に計測領域で１８００個発生していたエアロゾルは、電界が２５ｋＶ／ｍを越えると顕著に減少し始める。

図６は、他の実施形態であるエアロゾル収集機構１３の構造を模式的に示す図である。なお、この図は図４に対応して描かれており、主に電位差発生手段６００、７００の接続にその特徴がある。

即ち、この実施形態においては、中間電位差発生手段７００は、図４に示した実施形態と同様に、ノズルプレート２６０と中間電極４３４との間に接続されている。これに対して、終端電位差発生手段６００は、ノズルプレート２６０と終端電極４３０との間に接続されている。このような構造により、中間電位差発生手段７００と終端電位差発生手段６００は相互に影響を受けにくくなり、電界の安定性が増す。

図７は、図４に示すインクジェット式記録装置の更に他の実施形態としてのエアロゾル収集機構１３を示す。同図に示すように、この実施形態は、図４に示した実施形態に短絡保護抵抗６１０、７１０が付加されている。即ち、この実施形態では、中間電極４３４は短絡保護抵抗７１０および中間電位差発生手段７００を介してノズルプレート２６０に結合されている。また、終端電極４３０は、短絡保護抵抗６１０および終端電位差発生手段６００を介してノズルプレート２６０に結合されている。

各短絡保護抵抗６１０、７１０は、ノズルプレート２６０および中間電極４３４、または、ノズルプレート２６０および終端電極４３０のいずれかの間が、何らかの理由で短絡したときに過大な電流が流れることを防止する。このような短絡は、ノズルプレート２６０とプラテン４００の間に被記録物３００等が詰まった場合、または、インクジェット式記録装置内部に不用意に物や手が入れられた場合等に発生し得る。更に、この実施形態では、中間電極４３４と終端電極４３０とが何らかの理由で短絡した場合にも、短絡保護抵抗６１０、７１０の作用により両者の間に過大な電流が流れることを防止できる。

図８は、図６に示すインクジェット式記録装置の更に他の実施形態としてのエアロゾル収集機構１３を示す。同図に示すように、この実施形態は、図６に示した実施形態に短絡保護抵抗６１０、７１０が付加されている。即ち、この実施形態では、中間電極４３４は短絡保護抵抗７１０および中間電位差発生手段７００を介してノズルプレート２６０に結合されている。また、終端電極４３０は、短絡保護抵抗６１０および終端電位差発生手段６００を介してノズルプレート２６０に結合されている。

この実施形態では、前述の通り、中間電位差発生手段７００および終端電位差発生手段６００の出力が分離されているので、相互に影響を受けることが少なく、各電界が安定する。また、各短絡保護抵抗６１０、７１０は、ノズルプレート２６０および中間電極４３４、または、ノズルプレート２６０および終端電極４３０のいずれかの間が、何らかの理由で短絡したときに過大な電流が流れることを防止する。

以上詳細に説明したように、本発明の実施形態に係る液体噴射装置は、浮遊するエアロゾルに運動エネルギーを与える電界を形成する中間電極と、中間電極に誘引されたエアロゾルを吸収部材に誘導する終端電極とを組み合わせることにより、中間電極への液体の付着を減少させて長期にわたる安定した動作を実現している。これにより、エアロゾルの収集機能が長期にわたって有効に働くので、被記録物、液体噴射装置自体、液体噴射装置の周囲、液体噴射装置を操作するユーザの手等をエアロゾルで汚染することがない。

以上、本発明を実施の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得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、この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、これらに限定されるわけではない。

本発明の実施形態に係る液体噴射装置の全体を概観する斜視図。図１に示す液体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に示す液体噴射装置のエアロゾル収集機構１３の構造を示す斜視図。液体噴射装置のノズルプレート２６０付近を拡大して示す側面図。液体噴射装置におけるエアロゾル発生数と電界強度との関係を示すグラフ。他の実施形態を模式的に示す図。図４に示した実施形態を変形した実施形態を模式的に示す図。図６に示した実施形態を変形した実施形態を模式的に示す図。

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電子回路、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、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プラテン、４０１プラテン本体、４０２縁部、４０４縁部、４１０陥没部、４１１段差、４１２島部、４１８リブ、４２０廃液吸収材、４２２、４３２、４３６島部挿通穴、４３０終端電極、４３４中間電極、４３５通過領域、５００キャップ部材、５１０ポンプユニット、５２０ワイピング手段、６００終端電位差発生手段、６１０短絡保護抵抗、７１０短絡保護抵抗、７００中間電位差発生手段、

Claims

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、液体が通過する通過領域を有する中間電極と、
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中間電極側へ引き付ける中間電位差発生手段と、
液体噴射装置における液体が吐出される方向について前記中間電極よりも前記ノズルプレートから遠くに配された終端電極と、
前記ノズルプレートに対する前記中間電極と同方向の電位差を、前記中間電極に対して前記終端電極に発生させて、前記中間電極の前記通過領域を通過した液体を電気的に前記終端電極に引き付ける終端電位差発生手段と、
前記終端電極に隣接して配され、前記終端電極へ引き付けられた液体を吸収して保持する廃液吸収材と
を備える液体噴射装置。
前記ノズルプレート、前記中間電位差発生手段および前記終端電位差発生手段が短絡した場合に抵抗負荷となる短絡保護抵抗を更に備える請求項１に記載の液体噴射装置。
前記被記録物を支持し、電気的な絶縁性を有するプラテンを更に備え、
前記プラテンは、前記中間電極、前記終端電極および前記廃液吸収材を収容する請求項１に記載の液体噴射装置。
前記終端電位差発生手段が前記中間電極に対して前記終端電極に発生する電位差は、前記中間電位差発生手段が前記ノズルプレートに対して前記中間電極に発生する電位差よりも小さい請求項１に記載の液体噴射装置。
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、液体が通過する通過領域を有する中間電極と、
前記液体噴射装置における液体が吐出される方向について前記中間電極よりも前記ノズルプレートから遠くに配された終端電極と、
前記終端電極に隣接して配され、前記終端電極へ電気的に引き付けられた液体を吸収して保持する廃液吸収材と、
被記録物を支持し、前記中間電極、前記終端電極および前記廃液吸収材を収容するプラテンと
を備えたプラテンユニット。