JP2006231635A

JP2006231635A - 液体噴射装置

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Publication number: JP2006231635A
Application number: JP2005047895A
Authority: JP
Inventors: Tsunenobu Endo; 恒延遠藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2006-09-07

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】導電性のノズルプレート２６０を有し、ノズルプレート２６０の開口２６２から被記録物３００へ液体を吐出する記録ヘッド２１０と、液体が吐出される方向についてノズルプレート２６０に対向して被記録物３００よりも遠方に配された被記録物側電極４３０と、ノズルプレート２６０と被記録物側電極４３０との間に電位差を発生させて液体を電気的に電極側へ引き付ける電位差発生手段７００と、少なくとも記録ヘッド２１０、吸収部材４２０および被記録物側電極４３０を覆うケースの開閉を検出する開閉検出部９００と、開閉検出部９００によりケースが開かれたことが検出された場合に、ノズルプレート２６０と被記録物側電極４３０との間の電位差の発生を停止する電位差停止手段８００とを備える。
【選択図】図３

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たり周囲を汚染す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損される。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程度の間隙が設けられている。

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。

また、液体噴射ヘッドと被記録物との間隙および被記録物と吸収部材との間隙を合わせた３〜５ｍｍの距離を届かせることを意図して液体噴射装置の吐出速度を高くしても、３ｐｌ程度の液滴に作用する雰囲気の粘性抵抗の影響は更に上昇し、結局、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本来の記録用途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を汚損する。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瞬間に、いわゆる避雷針効果により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。

しかしながら、上記のような液体噴射装置においてノズルプレートと吸収部材との間に有効な電界を形成するためには、両者の間に相応の電圧、例えば数百Ｖ以上をかける。液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の場合、サテライト・インクの収集に有効な８０ｋＶ／ｍ程度の電界を形成するときには、ノズルプレートと被記録物側電極との間に３５０Ｖ程度の電位差を印加する。仮にノズルプレートをグラウンドレベルとすれば、被記録物側電極には３５０Ｖの電圧が印加されることになる。従って、例えば、詰まった被記録物を取り除こうとした人が装置内に手を差し入れ、被記録物側電極に触れてしまった場合には感電する可能性が高い。また、液体カートリッジを交換する場合等にも、ケースの中に手を入れなければならない場合があり、この場合も同様に高電圧の印加された電極に不用意に触れて感電することがあり得る。

そこで、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被記録物よりも遠方に配された電極と、吸収部材に隣接した電極と、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、少なくとも液体噴射ヘッド、吸収部材及び電極を覆うケースの開閉を検出する開閉検出部と、開閉検出部によりケースが開かれたことが検出された場合に、ノズルプレートと電極との間の電位差の発生を停止する電位差停止手段とを備える。これにより、ノズルプレートや電極にユーザが接触した場合でも、ユーザが感電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、電位差停止手段は、電位差発生手段とノズルプレートとの間、及び、電位差発生手段と電極との間の少なくとも一方を電気的に遮断してもよい。これにより、ケースが開かれた後に早急に電位差の発生を停止することができる。

上記液体噴射装置において、電位差停止手段は、電位差発生手段が電位差を発生することを禁止してもよい。これによっても、やはり、ユーザの感電を防止できる。

上記液体噴射装置は、液体噴射装置の動作エラーを検出するエラー検出部を更に備え、電位差停止手段は、エラー検出部により動作エラーが検出された場合にも、ノズルプレートと電極との間の電位差の発生を停止してもよい。これにより、紙詰まり等によりノズルプレートと電極とが短絡するおそれがある場合に、電位差の発生を停止して、短絡による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、液体噴射ヘッドにインクを供給する着脱可能なインクカートリッジが着脱作業中であるか否かを検出する着脱検出部を更に備え、電位差停止手段は、着脱検出部により着脱作業中であることが検出された場合にも、ノズルプレートと電極との間の電位差の発生を停止してもよい。これにより、ユーザが感電することをより確実に防ぐことができる。

更に、上記液体噴射装置は、前記電位差停止手段が動作したときに、前記電極および前記電位差発生手段の少なくとも一方に蓄積された電荷を放電する放電手段を更に備える。これにより、電位差発生手段により印加された電圧に起因する感電だけではなく、装置内に蓄積された電荷の放電による感電も防止される。

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、本発明の実施形態のひとつ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。

この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入部により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で走査して、被記録物３００上の任意の領域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を含めて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一対の側面部１１０、１１１とによって画成される領域の概ね内側に形成されている。

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および側面部１１１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。

また、キャリッジ２００の後方には、一対のプーリ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を適宜動作させることにより、キャリッジ２００を往復移動させることができる。

なお、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。また、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が記録ヘッド２１０に装着されている。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。

一方、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。

また、プラテン４００の後方には搬入ローラ３１０が配置されている。搬入ローラ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。

更に、プラテン４００の側面部１１０側には、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、廃液吸収部材６００に吸収される。

また更に、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。

なお、上記のようなインクジェット式記録装置１１において、稼働時間が経過するにつれて吸収部材４２０にはインクが付着する。この状態で吸収部材４２０が被記録物３００に接触すると、被記録物３００はインクにより汚染される。そこで、プラテン４００の上面に突起状の部位を形成して被記録物３００を下方から支持させることにより、両者の間隔を保って接触を防止している。

また、プラテン４００に内蔵されている吸収部材４２０の材料は、表面におけるインクの吸収速度を重視して選択されているので、吸収容量に限りがある。そこで、インクジェット式記録装置１１では、より大きな廃液吸収部材６００をプラテン４００の下方に配置し、これを吸収部材４２０と部分的に接触させている。廃液吸収部材６００は、吸収容量と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、廃液吸収部材６００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。

図３は、図１に示すインクジェット式記録装置１１におけるサテライト・インク収集機構１３を示す分解斜視図である。また、図３は、被記録物側電極４３０とノズルプレート２６０との電気的な関係も併せて示す。

同図に示すように、電位差発生手段７００の一端は、ノズルプレート２６０に接続されている。ノズルプレート２６０には複数の開口２６２が形成されており、インクはこの開口から吐出される。一方、電位差発生手段７００の他端は、一対の保護抵抗７１０と、この保護抵抗７１０にはさまれた電位差停止手段８００を介して、吸収部材４２０上に配置された被記録物側電極４３０に接続されている。ここで、電位差停止手段８００は、開閉検出部９００の発生する停止信号により制御されている。

なお、上記のような被記録物側電極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。一方、吸収部材４２０は、ポリエチレン、ポリウレタン等の樹脂を発泡させたものを用いることができる。

また、電位差停止手段８００は、停止信号を受けたときに、一対の保護抵抗７１０の間の電気的導通を遮断する。従って、電位差発生手段７００によってノズルプレート２６０と被記録物側電極４３０との間に形成されていた電位差も解消される。なお、このような電位差停止手段８００は、リレー、半導体スイッチ等の、制御信号（停止信号）により回路を開く素子または回路で実現することができる。また、これらの素子または回路の動作は可逆的なので、電位差発生を再開するときには停止信号を止めれば足りる。

更に、開閉検出部９００は、インクジェット式記録装置１１のケースが開かれたときに停止信号を発生する。このような開閉検出部９００は、例えば、メカニカル・スイッチ、半導体スイッチ、光源と光センサの組み合わせ、永久磁石とホール素子の組み合わせ等、種々の形態で実現できる。これらの素子または回路の動作は可逆的なので、ケースの開放を検出するためだけではなく、ケースが閉じられたことを検出するための手段としても利用できる。

また更に、各短絡保護抵抗７１０は、ノズルプレート２６０と被記録物側電極４３０と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１１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。なお短絡保護抵抗７１０は、電位差停止手段８００の両側一対若しくは、電位差停止手段８００と電位差停止手段８００の間か、被記録物側電極４３０と電位差停止手段８００の間の何れか一方のみでもよい。

上記のようなインクジェット式記録装置１１では、記録動作時にはノズルプレート２６０と被記録物側電極４３０との間に電界が形成されている。また、ノズルプレート２６０から吐出されるインクは、ノズルプレート２６０と同極性に帯電しているので、逆極性になる被記録物側電極４３０に向かって加速されるようなクーロン力を電界から受ける。従って、被記録物３００に付着しなかったインクは、被記録物側電極４３０に吸引され、やがて吸収部材４２０に吸収される。

更に、インクジェット式記録装置１１の内部にアクセスする場合には、まず上ケース２２が開かれる。そこで、開閉検出部９００は上ケース２２の開放を検知して、電位差停止手段８００に対して停止信号を出力する。停止信号を受けた電位差停止手段８００は、被記録物側電極４３０と電位差発生手段７００との間の導通を遮断するので、被記録物側電極４３０に人が触れたとしても電流が流れることはなく、感電を防ぐことができる。なお、更に、上ケース２２が閉じられたときにそれを検出して電圧印加を再開するように構成することもできる。

また、上記の記載では、「開閉検出部９００が、上ケース２２が開かれたことを検出する」として説明しているが、液体噴射装置の機種によっては、内部に手が入れられるような開閉部が他にもある場合がある。即ち、一部の装置では、詰まった被記録物３００を除去するための上ケース２２とインクカートリッジ２５０を交換するためのふたが別になっている場合、一部の印刷条件（被記録物３００の厚さ等）を変更するための操作部がケース内に設置されている場合、液体噴射装置内部の保守を行うための開閉カバーが設けられている場合等がある。また、特定の形状の被記録物３００を装入するための開閉式のふたが別途設けられている場合もある。これらのような場合に、それぞれのふた、カバー、ケース、蓋等の開放を検知する開閉検出部を設けて、これらのいずれかの開放が検知された場合に電圧印加を停止してもよい。

図４は、インクジェット式記録装置１１における電位差停止手段１４の他の実施形態を模式的に示すブロック図である。ここでは、電位差発生手段７５０からノズルプレート２６０に至る回路は図示を省略している。

この実施形態では、電位差発生手段７５０は、保護抵抗７１０を介して被記録物側電極４３０に結合されている。また、開閉検出部９００の出力である停止信号は、電位差発生手段７５０に直接入力されている。

すでに図３に示した実施形態では、電位差停止手段８００は、電位差発生手段７５０と被記録物側電極４３０との間の電気的接続を遮断することにより被記録物側電極４３０への電圧の印加を止めていた。これに対して、図４に示す実施形態では、開閉検出部９００が発生した停止信号により、電位差発生手段７５０自体の動作が停止される。これにより電圧源が無くなるので、被記録物側電極４３０への印加電圧も消滅する。なお、この実施形態で使用される電位差発生手段７５０は、それ自体が制御信号によって動作を停止する機能を備えている。

図５は、図４に示した実施形態で使用し得る、電位差停止手段８００を内蔵した電位差発生手段７５０の実施形態を示す図である。同図に示すように、この電位差発生手段７５０は、自励型昇圧式の電圧源回路７６０と、一端を電位差発生手段７５０全体の入力に、他端を電圧源回路７６０の入力端に接続され、制御端子に停止信号を受けるトランジスタＱを備えている。このトランジスタＱは、制御端子に停止信号を受けると導通しなくなるので、電位差発生手段７５０全体の出力電圧も消滅する。

図６は、図４に示した実施形態で使用し得る、電位差停止手段８００を内蔵した電位差発生手段７５０の実施形態を示す図である。同図に示すように、この電位差発生手段７５０は、自励型昇圧式の電圧源回路７６０と、一対のトランジスタＱ_１およびＱ_２とから形成されている。ここで、トランジスタＱ_１は、一端を電位差発生手段７５０全体の入力に、他端を接地に接続され、制御端子に停止信号を受けている。また、トランジスタＱ_２は、一端を電圧源回路７６０の帰還回路に接続され、他端を接地され、制御端子は電位差発生手段７５０全体の入力とトランジスタＱ_１の一端との間に結合されている。この回路に停止信号が印加されると、トランジスタＱ_１の両端子間の導通が絶たれるので、トランジスタＱ_２の制御端子に入力電圧が印加され、その両端子間が導通する。このため、電圧源回路７６０内部のトランジスタがバイパスされ、電圧源として動作しなくなる。

図７は、図６に示した電位差発生手段７５０の変形例である。この電位差発生手段７５０は、その電圧源回路７６０の内蔵するトランジスタの極性が異なり、それに伴ってトランスの２次側の接続が異なることを除けば、図６に示したものと同じ構造と機能を有する。

図８は、図４に示した実施形態で使用し得る、電位差停止手段８００を内蔵した電位差発生手段７５０の他の実施形態を示す図である。同図に示すように、この電位差発生手段７５０は、他励チョッパ型昇圧式の電圧源回路７７０における発振器の出力にＡＮＤゲートＡが挿入され、ＡＮＤゲートの一方の入力に停止信号が接続されて形成されている。このため、停止信号が発生すると、発振器の出力状態の如何にかかわらずＡＮＤゲートＡの出力が固定され、フリップフロップの状態が遷移しなくなるので電圧源回路７７０として動作しなくなる。

図９は、図８に示した実施形態の変形例であり、他励型昇圧式の電圧源回路７７０の発振器の出力にＡＮＤゲートＡが挿入され、ＡＮＤゲートＡの一方の入力に停止信号が接続されて形成されている。即ち、電圧源回路７７０の構成が他励型昇圧式であることを除けば、図８に示した回路と同じ構造と機能を有しており、停止信号を印加することにより電位差発生手段７５０としての動作を止めさせることができる。

図１０は、さらに他の電位差停止手段１４の実施形態を模式的に示すブロック図である。ただし、図４の場合と同様に、電位差発生手段７００からノズルプレート２６０に至る回路は図示を省略している。

即ち、この電位差停止手段１４は、図３に示したサテライト・インク収集機構１３に放電手段８１０を付加している。放電手段８１０は、その一端が保護抵抗７１０を介して被記録物側電極４３０に接続されており、他端は接地されている。また、放電手段８１０は、開閉検出部９００の出力する停止信号を受けることができる。停止信号を受けた放電手段８１０は、その両端を導通させるので、被記録物側電極４３０が保護抵抗７１０を介して接地に結合される。なお、停止信号を受けていないときは、放電手段８１０は回路を開いて被記録物側電極４３０と接地との接続を遮断している。

上記のように構成された電位差停止手段１４では、開閉検出部９００が停止信号を発生すると、それを受けた電位差停止手段８００は回路を開いて電位差発生手段７００の出力を遮断する。また、放電手段８１０も停止信号を受け、こちらは回路を閉じて、被記録物側電極４３０を接地に接続する。従って、被記録物側電極４３０と外部との間に生じる静電容量に蓄積された電荷が保護抵抗７１０を介して放電され、仮に被記録物側電極４３０にユーザが触れたとしても、電流は一切流れない。即ち、電位差発生手段７００をはじめとする電気回路には一般に内部インピーダンスがあり、動作を停止してもそれぞれの静電容量に応じた電荷が残留している。従って、この状態では被記録物側電極４３０と異なる電位を有するものとが接触すると、両者の間に電流が流れる場合があり得る。なお、放電手段８１０としては、継電器、トランジスタ等を用いることができる。

図１１は、図４に示した実施形態に放電手段８１０を付加した電位差停止手段１４の形態を示すブロック図であり、図４の場合と同様に、電位差発生手段７５０からノズルプレート２６０に至る回路は図示を省略している。即ち、この実施形態では、図４に示した電位差停止手段１４に対して、一対の保護抵抗７１０の中間点と接地との間に挿入された放電手段８１０を付加している。また、放電手段８１０は、開閉検出部９００の出力する停止信号を受けることができる。停止信号を受けた放電手段８１０は、その両端を導通させるので保護抵抗７１０を介して被記録物側電極４３０を接地に結合させる。停止信号を受けていないときは、放電手段８１０は回路を開いて被記録物側電極４３０と接地との接続を遮断している。

上記のように構成された電位差停止手段１４では、開閉検出部９００が停止信号を発生すると、それを受けた電位差発生手段７００は動作を停止し、被記録物側電極４３０に対する電圧の印加は停止される。また、放電手段８１０も停止信号を受け、こちらは回路を閉じて、保護抵抗７１０の中間点を接地に接続する。従って、被記録物側電極４３０および電位差発生手段７５０の両方が、それぞれ保護抵抗７１０を介して接地に接続され、それぞれの電荷を放電する。

図１２は、図１１に示す電位差停止手段１４の実施形態の変形例である。同図に示すように、この実施形態では、電位差発生手段７５０は、開閉検出部９００の発生する停止信号で動作を止める。また、放電手段８１０に替えて放電抵抗７２０が用いられ、保護抵抗７１０の一端と接地とを結合している。ここで、放電抵抗７２０の抵抗値は、保護抵抗７１０の抵抗値に比較して十分に大きく、通常は放電抵抗７２０には殆ど電流が流れない。一方、開閉検出部９００が停止信号を発生して電位差発生手段７００の動作が停止すると、電位差発生手段７００に蓄積された電荷も、被記録物側電極４３０に蓄積された電荷も、いずれもが放電抵抗７２０を介して接地に放電される。

図１３は、図１２に示した放電機能を具備したインクジェット式記録装置１１において、停止信号が発生した直後の被記録物側電極４３０における電圧の遷移を測定したオシロスコープ波形を示す図である。同図に示すように、停止信号の発生から３１０ミリ秒後には４０Ｖ以下まで電圧が低下しており、さらに、６００ミリ秒後には略０Ｖとなっている。ユーザが記録装置のケースを開き始めてから開いたケースの中に手を入れるまでにかかる時間が５００ミリ秒程度であることを勘案すれば、記録装置の内部に手を触れるときには十分に電圧が降下していることが確認された。

ところで、インクジェット式記録装置１１には、種々の機能を総合的に制御する電子回路１２０が実装されている。電子回路１２０は、被記録物３００の不足や搬送不良、インク切れ等の何らかの障害を検知すると、エラーメッセージを発行すると共に、出力停止制御信号を発生して記録動作を停止する。このような障害発生時はユーザがインクジェット式記録装置１１内に手を入れようとする可能性が非常に高いので、障害が発生した場合にも電位差発生を停止する機能を付加することにより、インクジェット式記録装置１１の安全性をより向上させることができる。

図１４は、既に図１０に示した電位差停止手段１４において、更に、出力停止制御信号による制御を導入した実施形態を示す図である。即ち、この電位差停止手段１４では、図１０で示した構成にける開閉検出部９００の出力は、この実施形態で導入された論理和回路９１０の一方の入力に接続されている。また、論理和回路９１０の他方に入力には、インクジェット式記録装置１１全体を制御する電子回路１２０から供給される出力停止制御信号が入力されている。更に、論理和回路９１０の出力が、電位差停止手段８００および放電手段８１０へ、停止信号として供給されている。

以上のように構成された電位差停止手段１４では、開閉検出部９００の出力信号および電子回路１２０による出力停止制御信号の少なくとも一方が発生すると、論理和回路９１０が停止信号を出力し、それを受けた電位差停止手段８００が回路を開いて電位差発生手段７００の出力を遮断する。また、放電手段８１０は回路を閉じて、被記録物側電極４３０を接地に接続する。従って、被記録物側電極４３０に対する電圧印加が停止されると共に、被記録物側電極４３０と外部との間に生じる静電容量に蓄積された電荷が保護抵抗７１０を介して放電され、仮に被記録物側電極４３０にユーザが触れたとしても、電流は一切流れなくなる。なお、電子回路１２０は、インクジェット式記録装置１１の動作が一定期間以上実行されなかったときにも出力停止制御信号を発生するように構成されている場合がある。このような場合には、上記の電位差停止手段１４も電位差の発生を止めることになるので、安全性向上と電力の節約に一層寄与することになる。

図１５は、図１１に示した電位差停止手段１４において、更に、前記のような出力停止制御信号による制御を導入した実施形態を示す図である。即ち、この電位差停止手段１４では、図１１で示した構成において開閉検出部９００が出力する信号は論理和回路９１０の一方の入力に接続されている。また、論理和回路９１０の他方に入力には、インクジェット式記録装置１１全体を制御する電子回路１２０から供給される出力停止制御信号が入力されている。更に、論理和回路９１０の出力は、電位差発生手段７５０および放電手段８１０へ、停止信号として供給されている。

上記のように構成された電位差停止手段１４では、開閉検出部９００の出力信号および電子回路１２０による出力停止制御信号の少なくとも一方が発生すると、それを受けた論理和回路９１０が停止信号を発生するので電位差発生手段７５０が動作を停止し、被記録物側電極４３０に対する電圧の印加は停止される。また、放電手段８１０も停止信号を受け、こちらは回路を閉じて、保護抵抗７１０の中間点を接地に接続する。従って、被記録物側電極４３０および電位差発生手段７５０の両方が、それぞれ保護抵抗７１０を介して接地に接続され、それぞれの蓄積していた電荷を放電する。

図１６は、図１２に示した電位差停止手段１４において、更に、前記のような出力停止制御信号による制御を導入した実施形態を示す図である。即ち、この電位差停止手段１４では、図１２で示した構成における開閉検出部９００の出力は論理和回路９１０の一方の入力に接続されている。また、論理和回路９１０の他方に入力には、インクジェット式記録装置１１全体を制御する電子回路１２０から供給される出力停止制御信号が入力されている。更に、論理和回路９１０の出力は、電位差発生手段７５０へ停止信号として供給されている。

上記のように構成された電位差停止手段１４では、開閉検出部９００の出力信号および電子回路１２０による出力停止制御信号の少なくとも一方が発生すると論理和回路９１０から停止信号が出力され、それを受けた電位差発生手段７５０は動作を停止し、被記録物側電極４３０に対する電圧の印加は停止される。このとき、電位差発生手段７５０に蓄積された電荷も、被記録物側電極４３０に蓄積された電荷も、いずれもが放電抵抗７２０を介して接地に放電される。

以上詳細に説明したように、本発明の実施形態によると、液体噴射装置のケースを開くと速やかに印加電圧が取り除かれる。即ち、単に電位差発生手段の動作が停止されるだけではなく、電極や回路の静電容量に蓄積されていた電荷も放電される。従って、サテライト・インク収集機構を装備した液体噴射装置において、電極等の内部部材にユーザが触れても感電することがない。

また、本発明の実施形態たり得る液体噴射装置として、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。

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は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。

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に示す噴射装置のサテライト・インク収集機構１３を示す分解斜視図。電位差停止手段１４の実施形態を示すブロック図。図４の実施形態で用い得る電位差発生手段７５０の例を示す回路図。図４の実施形態で用い得る電位差発生手段７５０の例を示す回路図。図４の実施形態で用い得る電位差発生手段７５０の例を示す回路図。図４の実施形態で用い得る電位差発生手段７５０の例を示す回路図。図４の実施形態で用い得る電位差発生手段７５０の例を示す回路図。電位差停止手段１４の他の実施形態を示すブロック図。電位差停止手段１４の他の実施形態を示すブロック図。電位差停止手段１４の他の実施形態を示すブロック図。停止信号発生直後の電極電圧の遷移を測定した結果を示す図。電位差停止手段１４の他の実施形態を示すブロック図。電位差停止手段１４の他の実施形態を示すブロック図。電位差停止手段１４の他の実施形態を示すブロック図。

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サテライト・インク収集機構、１４電位差停止手段、２０下ケース、２２上ケース、３０排出トレー、１００フレーム、１１０側面部、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プーリ、２４４プーリ、２３０タイミングベルト、２４６キャリッジモータ、２５０インクカートリッジ、２６０ノズルプレート、２６２開口、２７０多芯ケーブル、３００被記録物、３１０搬入ローラ、３２０搬送モータ、４００プラテン、４１０陥没部、４２０吸収部材、４３０被記録物側電極、５００キャップ部材、５１０ポンプユニット、５２０ワイピング手段、６００廃液吸収部材、７００、７５０電位差発生手段、７１０保護抵抗、７２０放電抵抗、７６０、７７０電圧源回路、８００電位差停止手段、８１０放電手段、９００開閉検出部、９１０論理和回路

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前記被記録物よりも遠方に配された被記録物側電極と、
前記ノズルプレートと前記被記録物側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、
少なくとも前記液体噴射ヘッドおよび前記被記録物側電極を覆うケースの開閉を検出する開閉検出部と、
前記開閉検出部により前記ケースが開かれたことが検出された場合に、前記ノズルプレートと前記被記録物側電極との間の電位差の発生を停止する電位差停止手段と
を備える液体噴射装置。
前記電位差停止手段は、前記電位差発生手段と前記ノズルプレートとの間、及び、前記電位差発生手段と前記被記録物側電極との間の少なくとも一方を電気的に遮断する請求項１に記載の液体噴射装置。
前記電位差停止手段は、前記電位差発生手段が電位差を発生することを禁止する請求項１に記載の液体噴射装置。
前記液体噴射装置の動作エラーを検出するエラー検出部を更に備え、
前記電位差停止手段は、前記エラー検出部により動作エラーが検出された場合にも、前記ノズルプレートと前記被記録物側電極との間の電位差の発生を停止する請求項１に記載の液体噴射装置。
前記液体噴射ヘッドにインクを供給する着脱可能なインクカートリッジが着脱作業中であるか否かを検出する着脱検出部を更に備え、
前記電位差停止手段は、前記着脱検出部により着脱作業中であることが検出された場合にも、前記ノズルプレートと前記被記録物側電極との間の電位差の発生を停止する請求項１に記載の液体噴射装置。
前記電位差停止手段が動作したときに、前記被記録物側電極および前記電位差発生手段の少なくとも一方に蓄積された電荷を放電する放電手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。