JP2006341526A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電界によるエアロゾルの収集において、電極に引き寄せられる過程でインク滴が記録用紙１５０に付着することを防止する。
【解決手段】導電性のノズルプレート２２０からインクを吐出する記録ヘッド２１０と、記録用紙１５０よりも遠方にノズルプレート２２０に対向して配置された導電性吸収部材３２６、３２８と、導電性吸収部材３２６、３２８に隣接して配置された電極３３６、３３８と、電極３３６、３３８に電圧を印加してノズルプレート２２０および電極３３６、３３８の間に電位差を発生させる電位差発生手段６００とを備えた記録装置であり、電位差が発生したときに、ノズルプレート２２０および電極３３６、３３８の間に記録用紙１５０が存在せず、且つ、ノズルプレート２２０と平行な方向について記録用紙１５０の縁部外側に隣接した領域に電界が形成される。
【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。

液体噴射装置において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、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縁部の近傍では、被記録物の存在しない領域に対しても液体が噴射されることになる。そこで、被記録物よりも遠方で液体噴射ヘッドに対向する位置に吸収部材を配置して、被記録物に付着し得ない余剰の液体をこの吸収部材に吸収させている。これにより、余剰の液体が飛散して周囲を汚染することが防止される。

なお、被記録物に液体が付着すると伸びて皺を生じる場合がある。この皺が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を汚染する。そこで、液体噴射装置では、上記の皺の高さを見込んで被記録物および上記吸収部材の間に２〜４mm程度の間隙を設けている。また、同様に接触による汚染を防止する目的で、ノズルプレートおよび被記録物の間にも１ｍｍ程度の間隔がとられている。

一方、記録解像度を向上させる目的で、ノズルプレートの開口から吐出される液滴は微細化される傾向にあり、今日では数ｐｌ程度にまでなっている。ここまで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。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ことが判っている。このように運動エネルギーを失った微細な液滴で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。その間の液滴は落下するまで空中に浮遊することになり、エアロゾルと呼ばれている。

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液体噴射装置内の各部に付着する。ここで、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、再付着により次に搬送される被記録物が汚染される。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場合もある。また、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。ここ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、液体を噴射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は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。一方、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するので、自身および電界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、最終的に電極に隣接して配置された吸収部材に吸収される。
特開２００４−２０２８６７号公報

上記のように、エアロゾルが帯電していることを利用して、電界によりエアロゾルを誘導して能動的に収集することがすでに提案されている。しかしながら、特許文献１に記載されたエアロゾル収集機構では、エアロゾルが電極に向かって飛翔する行程で被記録物に付着してしまう場合があった。また、被記録物は、エアロゾル収集のために形成した電界の中を搬送される。このため、電界によって被記録物自体が帯電してエアロゾルを吸着してしまうという問題もあった。

上記のように、エアロゾルを収集するために電界を印加すると、被記録物に付着しなかったために浮遊していたエアロゾルがかえって運動エネルギーを保持し続け、結局は被記録物の意図しなかった領域を汚染する場合があった。このような汚損は、特に、本来は全く液体が付着しない被記録物の裏面側において非常に目立つ。また、被記録物の裏面にも記録が行われる場合、裏面の汚損は単なる美観の劣化では済まされない。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態として、導電性を有するノズルプレートの開口から被記録物に向かって液体を噴射する液体噴射ヘッドと、液体が噴射される方向について被記録物よりも遠方にノズルプレートに対向して配置され、液体噴射ヘッドから噴射されながら被記録物に付着しなかった液体を吸収する吸収部材と、吸収部材に隣接して配置された電極と、電極に電圧を印加してノズルプレートおよび電極の間に電位差を発生させる電位差発生手段とを備えた液体噴射装置であって、電位差が発生したときに、ノズルプレートおよび電極の間で前記電極の上に被記録物が存在しない領域であって、且つ、ノズルプレートと平行な方向について被記録物の縁部外側に隣接した領域に電界が形成され、付着しなかった液体が電界により電極に向かって電気的に引き付けられる液体噴射装置が提供される。これにより、被記録物が電界に誘導されて分極しないので、浮遊する液滴が被記録物に付着することが防止される。また、電界を形成する範囲が限定されるので、電界形成のために求められる電力も低減される。

また、ひとつの実施形態として、上記液体噴射装置において、電極が複数の領域に分割して配置され、領域に対して個別に電圧が印加されるように電位差発生手段を制御する制御部を備える。これにより、必要な箇所に容易に電極を配置できる。また、必要箇所に選択的に電圧を印加することにより、必要電力を低減できる。更に、変形した被記録物、移動する被記録物等へも対応できる。

また、他の実施形態として、上記液体噴射装置において、電極が、被記録物の搬送方向に対して被記録物の側方縁部外側に分離して配置された一対の領域を有し、ノズルプレートと平行な方向について被記録物の側方縁部外側に隣接して電界が形成される。これにより、被記録物の側方縁部への液体の付着を防止できると共に、浮遊する液体が被記録物の裏面に回り込むことも防止できる。

また、他の実施形態として、上記液体噴射装置において、電極が、被記録物の搬送方向と直交する方向に分離して配置された３個以上の領域を有し、被記録物の側縁部外側の直近に電界を形成すべく、領域に対して選択的に電圧が印加されるように制御部が制御する。これにより、幅の異なる複数種類の被記録物を取り扱う液体噴射装置においても、それぞれの被記録物に適切に対応して液滴による汚染を防止できる。

また、他の実施形態として、上記液体噴射装置において、吸収部材の一部が、領域相互の間に配置され、領域のいずれからも電気的に遮断されている。これにより、高価な電極、導電性吸収部材等の使用量を低減させることができる。また、電極相互の間を確実に絶縁できる。

また、他の実施形態として、上記液体噴射装置において、電極が被記録物の搬送方向に沿って分割された複数の領域を有し、制御部が被記録物の移動に追従して領域に対して選択的に電圧を印加し、被記録物の搬送中においても搬送方向について被記録物の前縁部および後縁部の外側直近に電界が形成される。これにより、搬送されて移動する被記録物の前縁および後縁においても、常に縁部の直近に電界を形成して浮遊する液滴を除去できる。

また、他の実施形態として、上記液体噴射装置において、電極が、被記録物の搬送制御単位に対応した間隔で分割されている。これにより、被記録物と電界との位置関係を安定させ、良好な液滴収集動作を継続することができる。

更に、他の実施形態として、上記液体噴射装置において、吸収部材の一部が導電性を有する多孔質材料で形成され、且つ、電極に隣接して配置される。これにより、電界を形成するための電極側電位の劣化が少なく、安定した電界を形成できる。また、多孔質部材が直接に液滴に衝突するので、液体の飛沫が生じにくく、飛沫の飛散による２次汚染が防止される。

また、本発明の第２の形態として、導電性を有するノズルプレートの開口から被記録物に向かってインクを吐出する記録ヘッドと、インクが吐出される方向について被記録物よりも遠方にノズルプレートに対向して配置され、記録ヘッドから吐出されながら被記録物に付着しなかったインクを吸収する吸収部材と、吸収部材に隣接して配置された電極と、電極に電圧を印加してノズルプレートおよび電極の間に電位差を発生させる電位差発生手段とを備えた記録装置であって、電位差が発生したときに、電位差が発生したときに、ノズルプレートおよび電極の間に被記録物が存在しない領域であって、且つ、ノズルプレートと平行な方向について被記録物の縁部外側に隣接した領域に電界が形成され、付着しなかったインクが電界により電極に向かって電気的に引き付けられる記録装置が提供される。これにより、記録装置においても、電界に誘導されて電極に向かう液滴の飛翔経路上に被記録物が存在しないので、浮遊する液滴が被記録物に付着することが防止される。

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い。従って、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得る。

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係る発明を限定するものではない。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１０を概観する斜視図であり、カバーとしての上ケース１１０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１０は、装置の基部となる下ケース１２０と、下ケース１２０と共に筐体を形成する上ケース１１０と、下ケース１２０の後部に装着されたペーパサポート１３０と、下ケース１２０の前面に形成された排出トレー１４０とを備えている。また、このインクジェット式記録装置１０は、下ケース１２０の内側に水平に配置されたプラテン３００と、プラテン３００の上方に配置されたキャリッジ２００とを備えている。

上記のようなインクジェット式記録装置１０では、ペーパサポート１３０に収容された記録用紙１５０が、図示されていない給送部および搬送部により１枚ずつプラテン３００上に送り込まれ、更に、図示されていない排出部により排出トレー１４０上に送り出される。また、プラテン３００の上方で、キャリッジ２００が記録用紙１５０の搬送方向と直交する方向に往復移動する。従って、記録用紙１５０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、記録用紙１５０の上面全体をキャリッジ２００で走査でき、記録用紙１５０表面の任意の領域に対して記録動作ができる。

図２は、図１に示したインクジェット式記録装置１０の内部機構２０を、フレーム１６０および側壁部１７０、１８０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２０は、後方に略鉛直に配置されたフレーム１６０と、フレーム１６０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対の側壁部１７０、１８０とによって画成される領域の内側に主に形成されている。

また、図２に示す通り、この内部機構２０において、キャリッジ２００は、自身を貫通するガイド軸２３０に支持されている。ガイド軸２３０は、その両端を側壁部１７０、１８０に支持され、フレーム１６０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２３０に沿って水平に移動できる。

キャリッジ２００の後方には、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２４０がフレーム１６０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２５０により回転駆動される。また、タイミングベルト２４０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２５０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、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有する金属製のノズルプレート２２０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２６０を介して、フレーム１６０後方に設けられた制御部１９０に結合されている。多芯ケーブル２６０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が往復移動する領域の下方には、プラテン３００が配置されている。プラテン３００は、キャリッジ２００の下を通過する記録用紙１５０を下方から支持して、ノズルプレート２２０および記録用紙１５０の間隔を一定に維持する。また、プラテン３００の上面には陥没部３１０が形成されており、陥没部３１０の中に吸収部材３２０が収容されている。

吸収部材３２０は、記録用紙１５０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、記録用紙１５０と吸収部材３２０とが接触して汚染されないように、プラテン３００は、記録用紙１５０および吸収部材３２０の間に２〜４ｍｍ程度の間隙が形成されるように、記録用紙１５０を持ち上げている。また、ノズルプレート２２０の表面および記録用紙１５０の表面の間にも１ｍｍ程度の間隔がある。従って、ノズルプレート２２０と吸収部材３２０の表面との間隔は３〜４ｍｍ程度になる。

また、プラテン３００に内蔵されている吸収部材３２０は、表面における液体の吸収速度を重視して材料を選択されているので吸収容量に限りがある。そこで、吸収容量のより大きな廃液吸収部材３２１をプラテン３００の下方に配置し、これを吸収部材３２０と接触させている。廃液吸収部材３２１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おり、吸収部材３２０から大量のインクを吸収できる。

プラテン３００の後方には搬送駆動ローラ４１０が配置されている。搬送駆動ローラ４１０は、フレーム１６０の後方に配置された搬送モータ４２０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記録用紙１５０をプラテン３００上に送り出す。前述の通り、キャリッジ２００は記録用紙１５０の搬送方向と直交する方向に往復移動できる。従って、記録用紙１５０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、記録用紙１５０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２０では、プラテン３００および側壁部１８０の間に、キャッピング部材５１０が配置されている。キャッピング部材５１０は昇降でき、キャリッジ２００が側壁部１８０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２２０の表面を封止する。キャッピング部材５１０は、その内部を吸引ポンプ５２０に結合されているので、ノズルプレート２２０に付着したインクを吸引できる。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３２１に吸収される。

更に、プラテン３００およびキャッピング部材５１０の間には、ワイピング部材５３０が配置されている。ワイピング部材５３０も昇降させることができ、キャッピング部材５１０から開放されたノズルプレート２２０がプラテン３００に向かってワイピング部材５３０の上方を通過するときに、ノズルプレート２２０の下面を払拭して清浄にする。

図３は、上記内部機構２０に形成されたエアロゾル収集機構３０の構造を模式的に示す図である。同図に示すように、記録用紙１５０に対して、上方に位置する記録ヘッド２１０は、その下面に導電性を有するノズルプレート２２０を備えている。ノズルプレート２２０は、電位差発生手段６００の一端に接続されている。

一方、記録用紙１５０の下方に配置されたプラテン３００は、その陥没部内を仕切る複数の隔壁３０１を備えている。これにより、陥没部内には、記録用紙１５０の直下に対応した区画３０２と、記録用紙１５０縁部の外側に位置する一対の区画３０６、３０８とが互いに独立して形成されている。

区画３０２には、非導電性の多孔質材料により形成された非導電性吸収部材３２２が収容されている。一方、区画３０６、３０８には、その底部に載置された電極３３６、３３８と、その上に隣接して載置された導電性吸収部材３２６、３２８とがそれぞれ収容されている。導電性吸収部材３２６、３２８は電極３３６、３３８にそれぞれ広い面積で接触しているので、電極３３６、３３８に電圧が印加されたときは導電性吸収部材３２６、３２８の表面も実質的に同電位となる。

ここで、電極３３６、３３８は、それぞれ、電位差発生手段６００の他端に接続されている。従って、電位差発生手段６００により、ノズルプレート２２０および電極３３６の間、ノズルプレート２２０および電極３３８の間にそれぞれ電界を形成させることができる。

ただし、電位差発生手段６００の発生する電位差は略一定であるのに対して、ノズルプレート２２０はキャリッジ２００と共に図中に矢印Ｃで示す方向に往復移動する。電界強度は電極間（この場合は、ノズルプレート２２０および各電極３３６、３３８の間）の距離の自乗に反比例するので、後述するようなエアロゾルの収集に有効な強度を有する電界は、ノズルプレート２２０が各電極３３６、３３８の直上に位置するときにノズルプレート２２０と各電極３３６、３３８との間に形成される。従って、電界によるエアロゾルの収集が行われるのは各電極３３６、３３８から略垂直に上方に延在する領域においてである。

なお、図３に示したエアロゾル収集機構３０では、プラテン３００は更にもう一対の区画３０３、３０４と、区画３０３に収容された非導電性吸収部材３２２と、区画３０４に収容された電極３３４および導電性吸収部材３２４を備えている。一方、このインクジェット式記録装置１０の制御部１９０は、被記録物である記録用紙１５０（１５２）の幅に応じて、電極３３４、３３６のいずれかに選択的に電圧を印加するように電位差発生手段６００を制御する。これにより、図中に点線で示すような幅の異なる記録用紙１５２に対しても、その側縁部の外側に電界を形成させることができる。

ここで、上記した区画３０８は、このインクジェット式記録装置１０におけるホームポジション側に配置されている。従って、いかなる種類の記録用紙が装入された場合でも、その一方の側縁部は、区画３０８に隣接した領域を通過する。一方、他の区画３０４、３０６は、特定の記録用紙１５０（１５２）の幅に対応しており、例えば、区画３０６ははがきサイズの記録用紙１５０の側縁部の外側に位置し、区画３０４は日本工業規格のＡ４サイズの記録用紙１５２の側縁部の外側に位置している。

従って、制御部１９０は、区画３０８に収容された電極３３８には常に電圧を印加するように制御する。一方、区画３０４、３０６に収容された電極３３４、３３６に対しては、記録用紙１５０（１５２）の幅に基づいて選択的に電圧を印加するように制御する。この場合、記録用紙１５０（１５２）の幅に関する情報は、このインクジェット式記録装置１０に記録すべき画像を提供している情報処理装置等から、記録画像情報と共に提供される。多くの場合、記録用紙１５０（１５２）に関する情報は、規格に定められた用紙種類、即ち、Ｌ版印画紙サイズ、はがきサイズ、日本工業規格Ａ４版、Ｂ５版等として提供され、制御部１９０は規格に基づいて記録用紙１５０（１５２）の幅を決定する。また、装入された記録用紙１５０（１５２）の幅を計測する手段が実装された記録装置もある。

また、上記エアロゾル収集機構３０において、各区画３０２〜３０８を仕切る隔壁３０１は、これらの区画３０２〜３０８を電気的にも遮断している。従って、区画３０２、３０３に収容されて電界の形成に関与しない非導電性吸収部材３２２として、導電性吸収部材３２４、３２６、３２８と同じ材料を用いても差し支えはない。しかしながら、各電極３３４、３３６、３３８に個別に電圧を印加するという構造に鑑みて、その間に配置される非導電性吸収部材３２２を絶縁性材料で形成することにより、一層確実に絶縁できる。

上記エアロゾル収集機構３０において、電極３３４、３３６、３３８は、インクジェット式記録装置１０のインクに対して耐食性のある金属、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３００の陥没部３１０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３３４、３３６、３３８を形成することもできる。

更に、上記エアロゾル収集機構３０において、非導電性吸収部材３２２および導電性吸収部材３２４、３２６、３２８は、記録用紙１５０に付着しなかったインクを直接に受け止める。このとき、各吸収部材の吸収速度が遅いと、表面にインク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インク滴が生じ、これもまたエアロゾル発生の原因となるので、各吸収部材の材料は、吸収速度の高さを重視して空隙率の高い発泡材料を選択することが好ましい。

非導電性吸収部材３２２の材料としては、ポリエチレン、ポリウレタン等の樹脂材料を発泡させたものを好適に使用できる。また、導電性吸収部材３２４、３２６、３２８としては、表面抵抗が１０^８Ω以下の抵抗値を有する導電性材料が選ばれる。具体的には、ポリエチレン、ポ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、ポ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用いることもできる。

図４は、図３に示したエアロゾル収集機構３０の動作を説明するための模式図であり、一組の電極３３６、導電性吸収部材３２６とその略直上に位置するノズルプレート２２０との間で生じる現象を示している。なお、図２およびと同じ構成要素には応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２２０にはインクを吐出する複数の開口２２２が形成されている。また、図中に矢印Ｘで示すように、ここではノズルプレート２２０は、キャリッジ２００の移動に従って図上の右から左に向かって移動している。

開口２２２の直下に記録用紙１５０が存在しているときは、吐出されたインク滴２２９は記録用紙１５０に付着する。しかしながら、記録用紙１５０の縁部に余白無くインクを付着させようとした場合、記録用紙１５０の側縁部並びに先端および後端において、一部の開口２２２の直下に記録用紙１５０が存在しないことがある。

このような場合、開口２２２から吐出することによってインク滴２２６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、一部のインク滴２２６では導電性吸収部材３２６に到達する遥か前に完全に失われる。インク滴２２６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雰囲気による粘性抵抗力とが殆どつり合い、落下速度は極めて遅くなる。このようにして、ノズルプレート２２０の下方に浮遊するエアロゾル２２８が発生する。また、ノズルプレート２２０の開口２２２からインクが吐出されるときには、インク滴２２６の一部がちぎれて一段と微細なインク滴であるクラスタ・インク２２７が生じ、これもエアロゾル２２８となる。

一方、開口２２２から押し出されるインクは、インク滴２２６となる直前の瞬間に、ノズルプレート２２０から下垂するインク柱２２４となる。このとき、インク柱２２４の先端Ａとインク柱２２４付近の領域Ｂのノズルプレート２２０下面との間に、いわゆる避雷針効果により電荷が蓄積される。即ち、ここでいう避雷針効果とは、インク柱２２４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２２０表面の領域Ｂがインク滴２２６の帯電に寄与する現象をいう。この避雷針効果により、インク滴２２６は、インク柱２２４の水平断面積に対応する電荷よりも大きな電荷ｑで帯電する。

また、このエアロゾル収集機構３０では、電極３３６に電気的に結合された導電性吸収部材３２６の表面とノズルプレート２２０との間には、電位差発生手段６００から印加された電圧により電界Ｅが形成されている。従って、前記のように電荷ｑを有するインク滴２２６は、電界Ｅから受けるクーロン力Fe（ｑＥ）により運動エネルギーを得、減速されることなく下方に移動して最終的に導電性吸収部材３２６に到達する。

このとき、図３を参照して説明したように、電極３３６は記録用紙１５０の側縁部の外側に配置されている。従って、エアロゾル２２８は、記録用紙１５０の外側に位置する導電性吸収部材３２６に向かって移動するので、移動の行程で記録用紙１５０およびその裏面に付着することがない。なお、この実施形態では、図中に示すように、電極３３６を電位差発生手段６００の正極側に、ノズルプレート２２０を電位差発生手段６００の負極側に接続しているが、すべての極性を反転させて接続しても同様の機能が実現できる。

図５は、他の実施形態に係るエアロゾル収集機構５０の構造を模式的に示す図である。同図に示すように、この実施形態では、プラテン３００の陥没部３１０が、記録用紙１５０の搬送方向Ｆに沿って隔壁３０１により仕切られ、互いに独立した区画３０５、３０７、３０９が形成されている。

区画３０５、３０７の内部には、その底部に載置された電極３５４、３５６と、その上に積層された導電性吸収部材３４４、３４６がそれぞれ収容されている。一方、中央の区画３０９には、非導電性吸収部材３４２が収容されている。また、各電極３５４、３５６は、電位差発生手段６００に接続されており、制御部１９０の制御の下に個別に電圧を印加できる。

上記のように形成されたエアロゾル収集機構５０において、図中に示す状態では、搬送駆動ローラ４１０に搬送されてきた記録用紙１５０の前端が、電極３５６および導電性吸収部材３４６の上方に延在する領域の直前にある。このとき、制御部１９０の制御により、電位差発生手段６００は電極３５６に電圧を印加し、電極３５６およびノズルプレート２２０の間に電界が形成されている。

これに対して、記録用紙１５０の下方に位置する電極３５４に対しては電圧が印加されておらず、電界も形成されていない。従って、ノズルプレート２２０から発生したエアロゾルは、電極３５６の上方において、電界によるクーロン力を得て落下速度を減じることなく導電性吸収部材３４６に向かって落下する。また、落下するエアロゾルは、記録用紙１５０の前縁のさらに前方を通って落下するので、その行程で記録用紙１５０に付着することがない。

なお、図５に示した状態から記録用紙１５０が更に搬送され、電極３５６の上方に差しかかったとき、電極３５６への印加電圧は遮断される。従って、電界により記録用紙１５０が帯電して、記録用紙１５０自体がエアロゾルを引き付けることもない。

また、更に搬送されて記録用紙１５０の後端が電極３５４の上方を通り過ぎた直後に、電位差発生手段６００から電極３５４に電圧が印加される。従って、電極３５４の上方の領域で、電極３５４およびノズルプレート２２０の間に電界が形成され、エアロゾルが導電性吸収部材３４４に吸収される。このとき、エアロゾルの行程は、記録用紙１５０の後端縁部よりも後方に形成されるので、記録用紙１５０およびその裏面にエアロゾルが付着することがない。

なお、インクジェット式記録装置１０は、記録用紙１５０の前端が通過したときに信号を発生するマイクロスイッチを給送部の直後に備えている。また、記録用紙１５０の搬送制御のために、搬送駆動ローラ４１０の回転量を計測する手段も備えている。従って、制御部１９０は、前端が上記マイクロスイッチを通過したときから記録用紙１５０の搬送量を計測することにより、搬送中の記録用紙１５０の前端位置を常に検知できる。また、前述のように、用紙種類の情報も取得しているので記録用紙１５０の搬送方向の長さに関する情報も取得している。従って、前端の場合と同様に、記録用紙１５０の後端の位置も検知できる。

図６は、更に他の実施形態に係るエアロゾル収集機構６０の構造を模式的に示す図である。同図に示すように、この実施形態では、隔壁３０１によってプラテン３００の陥没部３１０に形成された区画が、さらに、記録用紙１５０の進行方向Ｆに沿ってプラテン３００の後部と前部において、それぞれ、記録用紙１５０の搬送方向に沿ってさらに細かく分離されている。こうして形成された小さな区画の各々には、電極３７１〜３７４、３７６〜３７９および導電性吸収部材３６１〜３６４、３６６〜３６９が個別に収容されている。また、各電極３７１〜３７４、３７６〜３７９は、電位差発生手段６００から、個別に電圧を印加または遮断できる。

上記のようなエアロゾル収集機構６０では、搬送駆動ローラ４１０による記録用紙１５０の移動に従って、記録用紙１５０の前端縁部または後端縁部の変位に連れて、各電極３７１〜３７４、３７６〜３７９への印加電圧が順次遮断あるいは投入される。これにより、記録用紙１５０の前端直前あるいは後端直後に追従して電界が消滅しあるいは形成される。こうして、記録用紙１５０の前後において、エアロゾルが記録用紙１５０の前縁部あるいは後縁部に付着することが防止される。

なお、印加電圧を個別に断続させるという機能に鑑み、特に導電性吸収部材３６１〜３６４、３６６〜３６９を収容した区画を形成する隔壁３０１は、プラテン３００の陥没部を物理的に分離させるだけではなく、電気的にも分離している。

また、これら小区画の間隔は、搬送駆動ローラ４１０による記録用紙１５０の紙送りの制御単位に対応している。即ち、ノズルプレート２２０には複数のノズルが形成されており、１回の走査により一定の幅の領域にインクを吐出できる。その一方で、主に記録解像度を向上させる目的で、搬送方向について記録ヘッド２１０の位置をずらしながら、記録用紙１５０上のひとつの領域に繰り返しインクを吹きつける動作も行う。この動作における記録用紙１５０の搬送量は、そのときに指定された記録解像度等によっても異なるが、制御部１９０は、例えば０．１ｍｍを１ピッチとしたピッチ単位でこれを管理している。

そこで、図６に示したエアロゾル収集機構６０において、電極３７１〜３７４、３７６〜３７９の間隔をこの制御単位とそろえるか、あるいは制御単位の整数倍の間隔に設定しておくことにより、制御部１９０に課せられる情報処理量を低減させることができる。また、電界が形成される領域を、記録用紙１５０の搬送量に正確に合わせて移動させることができ、記録用紙１５０の前端または後端へのエアロゾルの付着を一層効果的に防止できる。

図７は、図３に示した実施形態と図６に示した実施形態とを複合させたエアロゾル収集機構における、プラテン３００上の電極レイアウト７０を示す平面図である。なお、既に説明した図３に示したプラテン３００の構造は、この図のＸ断面に相当する。また、図６に示したプラテン３００は、はこの図に示すＹ断面に相当する。

同図に示すように、この電極レイアウト７０においては、記録用紙１５０の側方縁部の外側に電界を形成するための電極３３６、３３６とその上に積層された導電性吸収部材３２８、３３８と、記録用紙１５０の前端直前または後端直後に電界を形成するための電極群３７０およびその上に積層された導電性吸収部材群３６０が両方装備されている。これら電極３３６、３３８および電極群３７０への印加電圧を個別に断続させることにより、記録用紙１５０の前縁部、後縁部、側縁部のいずれに対するエアロゾルの付着をも効果的に防止できる。

図８は、プラテン３００側の電極構造８０に関する他の実施形態を示す図であり、機能的には図６に示したエアロゾル収集機構６０と略等しい。この実施形態においては、プラテン３００の陥没部３１０が区画に分割されておらず、単一の非導電性吸収部材３６５が収容されている。また、電極３７１〜３７４、３７６〜３７９は、非導電性吸収部材３６５の上面に分離して配置されている。

上記のような構造では、隔壁が不要になるのでプラテン３００を形成する部材の形状が単純になる。また、吸収部材としては単一の非導電性吸収部材で足りるので、部品点数および組み立て工数も減少する。従って、設計、製造共に簡便になり、製造コストを大幅に低減できる。

以上、詳細に説明したように、このインクジェット式記録装置１０では、記録用紙１５０の前方、後方および側方の外側に電界を形成してエアロゾルを収集する。このため、収集されるエアロゾルが記録用紙１５０の存在する領域を通過せずに吸収部材に到達でき、記録用紙１５０の縁部およびその裏面のエアロゾルによる汚染が防止される。

なお、ここではインクジェット式記録装置を例に挙げて説明したが、液体噴射装置としては、液体噴射ヘッドとして材噴射ヘッドを備えた液晶ディスプレイのカラーフィルタ製造装置、液体噴射ヘッドとして電極材（電導ペースト）噴射ヘッドを備えた有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成装置、液体噴射ヘッドとして生体有機物噴射ヘッドおよび精密ピペットを備えたバイオチップ製造装置等を例示できる。また、被記録物とは、液体噴射ヘッドから噴射された液体を付着され得るものを一般に指し、記録用紙の他に、回路基板、円板形光記録媒体、プレパラート等も含まれる。

更に、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。また、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は、特許請求の範囲の記載から明らかである。

インクジェット式記録装置１０の全体を概観する斜視図。 インクジェット式記録装置１０の内部機構２０を抜き出して示す斜視図。 ひとつの実施形態に係るエアロゾル収集機構３０を示す図。 図４に示したエアロゾル収集機構３０の動作を説明する概念図。 他の実施形態に係るエアロゾル収集機構５０を示す図。 また他の実施形態に係るエアロゾル収集機構６０を示す図。 更に他の実施形態に係る電極レイアウト７０を示す図。 また更に他の実施形態に係る電極構造８０を示す平面図。

符号の説明

１０ インクジェット式記録装置、２０ 内部機構、３０、５０、６０ エアロゾル収集機構、７０ 電極レイアウト、８０ 電極構造、１１０ 上ケース、１２０ 下ケース、１３０ ペーパサポート、１４０ 排出トレー、１５０、１５２ 記録用紙、１６０ フレーム、１７０、１８０ 側壁部、１９０ 制御部、２００ キャリッジ、２１０ 記録ヘッド、２２０ ノズルプレート、２２２ 開口、２２４ インク柱、２２６、２２９ インク滴、２２７ クラスタ・インク、２２８ エアロゾル、２３０ ガイド軸、２４０ タイミングベルト、２４２、２４４ プーリ、２５０ キャリッジモータ、２６０ 多芯ケーブル、３００ プラテン、３０１ 隔壁、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９ 区画、３１０ 陥没部、３２０ 吸収部材、３２４、３２６、３２８、３４４、３４６、３６１、３６２、３６３、３６４、３６６、３６７、３６８、３６９ 導電性吸収部材、３２１ 廃液吸収部材、３２２、３４２、３６５ 非導電性吸収部材、３３４、３３６、３３８、３５４、３５６、３７１、３７２、３７３、３７４、３７６、３７７、３７８、３７９ 電極、３６０ 導電性吸収部材群、３７０ 電極群、４１０ 搬送駆動ローラ、４２０ 搬送モータ、５１０ キャッピング部材、５２０ 吸引ポンプ、５３０ ワイピング部材、６００ 電位差発生手段

Claims (9)

1. 導電性を有するノズルプレートの開口から被記録物に向かって液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
   前記液体が噴射される方向について前記被記録物よりも遠方に前記ノズルプレートに対向して配置され、前記液体噴射ヘッドから噴射されながら前記被記録物に付着しなかった液体を吸収する吸収部材と、
   前記吸収部材に隣接して配置された電極と、
   前記電極に電圧を印加して前記ノズルプレートおよび前記電極の間に電位差を発生させる電位差発生手段と
   を備えた液体噴射装置であって、
   前記電位差が発生したときに、前記ノズルプレートおよび前記電極の間で前記電極の上に前記被記録物が存在しない領域であって、且つ、前記ノズルプレートと平行な方向について前記被記録物の縁部外側に隣接した領域に電界が形成され、前記付着しなかった液体が前記電界により前記電極に向かって電気的に引き付けられる液体噴射装置。
2. 前記電極が複数の領域に分割して配置され、前記領域に対して個別に電圧が印加されるように前記電位差発生手段を制御する制御部を備える請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記電極が、前記被記録物の搬送方向に対して前記被記録物の側方縁部外側に分離して配置された一対の領域を有し、前記ノズルプレートと平行な方向について前記被記録物の側方縁部外側に隣接して前記電界が形成される請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記電極が、前記被記録物の搬送方向と直交する方向に分離して配置された３個以上の領域を有し、前記被記録物の側縁部外側の直近に前記電界を形成すべく、前記領域に対して選択的に電圧が印加されるように前記制御部が制御する請求項２に記載の液体噴射装置。
5. 前記吸収部材の一部が、前記領域の相互の間に配置され、前記領域のいずれからも電気的に遮断されている請求項４に記載の液体噴射装置。
6. 前記電極が前記被記録物の搬送方向に沿って分割された複数の領域を有し、前記制御部が前記被記録物の移動に追従して前記領域に対して選択的に電圧を印加し、前記被記録物の搬送中においても前記搬送方向について前記被記録物の前縁部および後縁部の外側直近に電界が形成される請求項２に記載の液体噴射装置。
7. 前記電極が、前記被記録物の搬送制御単位に対応した間隔で分割されている請求項６に記載の液体噴射装置。
8. 前記吸収部材の一部が導電性を有する多孔質材料で形成され、且つ、前記電極に隣接して配置される請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の液体噴射装置。
9. 導電性を有するノズルプレートの開口から被記録物に向かってインクを吐出する記録ヘッドと、
   前記インクが吐出される方向について前記被記録物よりも遠方に前記ノズルプレートに対向して配置され、前記記録ヘッドから吐出されながら前記被記録物に付着しなかったインクを吸収する吸収部材と、
   前記吸収部材に隣接して配置された電極と、
   前記電極に電圧を印加して前記ノズルプレートおよび前記電極の間に電位差を発生させる電位差発生手段と
   を備えた記録装置であって、
   前記電位差が発生したときに、前記ノズルプレートおよび前記電極の間に前記被記録物が存在しない領域であって、且つ、前記ノズルプレートと平行な方向について前記被記録物の縁部外側に隣接した領域に電界が形成され、前記付着しなかったインクが前記電界により前記電極に向かって電気的に引き付けられる記録装置。

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