JP2013226683A - 液体吐出装置、記録装置および液体吐出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出電極と対向電極との位置関係に制限されず、吐出電極からの液体の吐出方向を広い範囲で制御する。
【解決手段】駆動電圧発生部８４が各対向電極２１に電圧を印加して吐出電極５との間で電位差を与え、これによって吐出電極５と対向電極２１との間で静電気力が発生し、当該静電気力により吐出電極５から帯電した液体が吐出させられる。しかも、各対向電極２１に印加する電圧は制御部１０により制御され、吐出方向を制御している。このように、対向電極２１への電圧印加によって、単に吐出電極５から液体が吐出されるだけでなく、その吐出方向も制御される。したがって、吐出電極５からの液体の吐出方向を吐出電極５と対向電極２１との位置関係に制限されず、広範囲で制御可能となっている。
【選択図】図２

Description

この発明は、吐出電極と対向電極との間に電位差を与えることで静電気力を発生させ、当該静電気力により吐出電極から対向電極に向けて液体を吐出させる液体吐出技術および当該液体吐出技術を用いた記録装置に関するものである。

特許文献１には、静電気力を用いて液体を吐出させる、いわゆる静電吐出方式の液体吐出装置が記載されている。この液体吐出装置では、液滴吐出ノズルが傾斜配置されるとともに、その先端開口に対してニードル形状の接地電極の先端が一定のギャップで対峙している。そして、液滴吐出ノズルの外周面に形成したノズル側電極に高圧パルスを印加することで静電吸引力を発生させ、当該静電吸引力により液滴吐出ノズルの先端開口から微小液滴が吐出される。

特開２０１０−６４３５９号公報（図１）

特許文献１に記載の装置では、液滴吐出ノズルを傾斜配置し、液滴吐出ノズルの先端開口の直下位置に接地電極としてニードル電極が配置されて電界を集中させている。このため、液滴の吐出方向は、液滴吐出ノズルとニードル電極との位置関係で決まってしまい、当該技術の適用範囲が大幅に制限されてしまう。例えば当該装置では、液滴吐出ノズルの先端開口から吐出される微小液滴は、当該先端開口と対峙するニードル電極に向かってしか吐出せず、着弾位置も液滴吐出ノズルの先端開口の直下位置に制限される。したがって、多数の微小液滴により高解像度の画像を形成するためには、液滴吐出ノズルおよびニードル電極を微小ピッチで配置する必要があるが、それには物理的に一定の限定がある。また、ニードル電極の配列ピッチ以上の解像度で液滴を吐出させ、基板や紙などの被記録体に高解像度で着弾させて記録させることは不可能であった。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、吐出電極と対向電極との位置関係に制限されず、吐出電極からの液体の吐出方向を広い範囲で制御することができる液体吐出装置および液体吐出方法、ならびに当該液体吐出装置を装備して高品質および微細な記録を可能とする記録装置を提供することを目的とする。

この発明にかかる液体吐出装置は、吐出電極と、吐出電極から離間して配置される複数の対向電極と、吐出電極と対向電極との間に電位差を与えて静電気力を発生させ、当該静電気力により吐出電極から帯電した液体を吐出させる電源部と、電源部から各対向電極に印加する電圧を制御して吐出電極からの液体の吐出方向を制御する制御部とを備えることを特徴としている。

また、この発明にかかる液体吐出方法は、複数の対向電極を吐出電極から離間して配置する第１工程と、吐出電極と対向電極との間に電位差を与えて静電気力を発生させ、当該静電気力により吐出電極から帯電した液体を吐出させる第２工程とを備え、第２工程では、各対向電極に印加する電圧を制御して吐出電極からの液体の吐出方向を制御することを特徴としている。

このように構成された発明では、複数の対向電極が吐出電極から離間して配置されている。そして、電源部が各対向電極に電圧を印加して吐出電極との間で電位差を与え、静電気力を発生させ、当該静電気力により吐出電極から帯電した液体を吐出させる。しかも、各対向電極に印加する電圧は制御部により制御され、これによって吐出方向が制御される。このように、対向電極への電圧印加によって、単に吐出電極から液体が吐出されるだけでなく、その吐出方向も制御される。したがって、吐出電極からの液体の吐出方向は吐出電極と複数の対向電極との位置関係に制限されず、広範囲で制御可能となっている。

さらに、本発明にかかる記録装置は、吐出電極と、吐出電極から離間して配置される複数の対向電極と、吐出電極と対向電極との間に電位差を与えて静電気力を発生させ、当該静電気力により吐出電極から帯電した液体を吐出させる電源部と、電源部から各対向電極に印加する電圧を制御することで吐出電極から吐出される帯電した液体の吐出方向を制御して吐出電極と対向電極との間に配置される被記録体に液体を着弾させて記録する制御部とを備えることを特徴としている。

この記録装置は、上記した液体吐出装置を装備するものであり、吐出電極と複数の対向電極との位置関係に制限されず、吐出電極からの液体の吐出方向が広範囲で制御され、それによって着弾位置を高精度および微細に制御することが可能となっている。その結果、高品質および微細な記録を可能となっている。

ここで、微細で高解像度の記録を達成するためのアプローチとして種々の方式がある。例えば、複数の対向電極および被記録体に対して吐出電極を相対的に移動させる移動機構をさらに設け、制御部が、移動機構による吐出電極の相対移動により吐出電極と複数の対向電極との位置関係が変化するのに応じて電源部から各対向電極に印加する電圧を変更して吐出電極から吐出される帯電した液体の吐出方向を一定に維持するように構成してもよい。

また、複数の対向電極および被記録体に対して吐出電極を相対的にステップ移動させる移動機構をさらに設け、制御部が、移動機構により吐出電極を相対的にステップ移動させる毎に、ステップ移動後における吐出電極と複数の対向電極との位置関係を維持しながら電源部から各対向電極に印加する電圧を変更して吐出電極から吐出される帯電した液体の吐出方向を多段階に偏向するように構成してもよい。

また、制御部が、吐出電極と複数の対向電極との位置関係を維持しながら電源部から各対向電極に印加する電圧を変更して吐出電極から吐出される帯電した液体の吐出方向を多段階に偏向するように構成してもよい。

さらに、制御部は各対向電極に印加する電圧を設定して液体を被記録体上の目標位置に着弾させるが、高品質な記録を得るために、次の着弾位置補正を行うように構成してもよい。すなわち、吐出電極からの液体の吐出により各対向電極に流れる誘導電流を検知する検知部をさらに設け、制御部が、検知部により検知された誘導電流に基づいて液体の着弾位置を求め、当該着弾位置と目標位置との誤差に基づいて電源部から各対向電極に印加する電圧を補正するように構成してもよい。このように、各対向電極への印加電圧を補正することで上記誤差が小さくなり、より高品質な記録が得られる。

本発明にかかる液体吐出装置の第１実施形態を装備した記録装置を示す図。 図１に示す記録装置の部分拡大図。 本発明にかかる液体吐出装置の第２実施形態を装備した記録装置の部分拡大図。 本発明にかかる液体吐出装置の第３実施形態を装備した記録装置を示す図。 図４に示す記録装置の部分拡大図。 図４に示す記録装置で実行される印加電圧補正処理を示すフローチャート。 本発明にかかる液体吐出装置の第４実施形態を装備した記録装置を示す図。 本発明にかかる液体吐出装置の第５実施形態を装備した記録装置を示す図。 図８に示す記録装置の部分拡大図。 本発明にかかる液体吐出装置の第６実施形態を装備した記録装置を示す図。 図１０に示す記録装置の部分拡大図。 本発明にかかる液体吐出装置の第７実施形態を装備した記録装置を示す図。 本発明にかかる液体吐出装置の第７実施形態の変形例を示す図。

＜第１実施形態＞
図１は本発明にかかる液体吐出装置の第１実施形態を装備した記録装置を示す図である。また、図２は図１に示す記録装置の部分拡大図である。この記録装置１は、被記録体送り機構（図示省略）により対向電極ブロック２と液体噴射ヘッド３との間に送られてくる用紙や基板などの被記録体４に対して液体の液滴ＬＤ（図２）を、液体噴射ヘッド３に内蔵された吐出電極５から静電気力を利用して対向電極ブロック２に向けて吐出して所定の画像やパターンなどを記録する装置である。なお、各図には方向関係を明確にするため、Ｚ軸を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とする座標系を適宜付している。

液体噴射ヘッド３はキャリッジ６の下面に取り付けられており、キャリッジ移動機構７によりキャリッジ６とともに被記録体４の搬送方向（副走査方向Ｙ）と交差する方向となる幅方向（主走査方向）に往復移動される。この液体噴射ヘッド３の内部には、図２に示すように、複数の吐出電極５がＸ方向に所定ピッチＰ（本実施形態では、２００［μｍ］）で列状に配置されている。

各吐出電極５は、ＸＺ断面で倒立台形形状を有する導電性材料で構成されており、その内部でインクや導電性ペースト等の液体を貯留しながら鉛直方向Ｚの下方先端部に設けられた吐出口５１から液滴ＬＤを吐出可能となっている。このように本実施形態では、図示を省略する液体供給機構により供給される液体を比較的広い貯留空間を有する吐出電極５の内部で貯留する一方、吐出電極５の吐出先端部を細径に絞った形状となっている。このため、対向電極ブロック２に設けられる対向電極２１と吐出電極５との間で電界が発生していない状態では液体は表面張力によって吐出電極５の内部に止まっている。一方、電界発生により吐出電極５から液体が液滴状に吐出されるが、その液滴径は小さくなり、高精細な記録が可能となっている。このように、吐出電極５はノズル構造を有している。

また、各吐出電極５は吐出側電源部８１の吐出側電源８２の正極と接続されている。これにより、吐出電極５の内部に貯留される液体が帯電されるとともに、後で説明するように構成される対向電極ブロック２との間で発生する電界によって帯電した液体が液滴状に吐出される。したがって、次に説明するように構成されたキャリッジ移動機構７による主走査方向Ｘへのキャリッジ６の移動と同期して液滴ＬＤが吐出電極５から吐出されると、各液滴ＬＤが被記録体４の上面に着弾してライン状の画像が形成される。また、当該ライン画像形成を副走査方向Ｙへの被記録体４のピッチ送りに同期させることで被記録体４に２次元画像が記録される。

キャリッジ移動機構７は、主走査方向Ｘに架設されたガイド軸７１と、主走査方向Ｘの一方側（図１の右側）に配設されたキャリッジ移動モーター７２と、このキャリッジ移動モーター７２の回転軸に接続され、キャリッジ移動モーター７２によって回転駆動される駆動プーリー７３と、駆動プーリー７３とは反対側の主走査方向Ｘ他側に配設された遊転プーリー７４と、駆動プーリー７３と遊転プーリー７４との間に掛け渡され、キャリッジ６に接続されたタイミングベルト７５とから構成される。キャリッジ移動モーター７２は、キャリッジ移動機構７における駆動源として機能し、例えば、パルスモーターやＤＣモーターが用いられる。このキャリッジ移動モーター７２は、装置全体を制御する制御部１０により、その回転速度や回転方向等が制御される。そして、キャリッジ移動モーター７２が回転すると、駆動プーリー７３及びタイミングベルト７５が回転し、キャリッジ６がガイド軸７１に沿って被記録体４の幅方向Ｘに移動する。つまり、キャリッジ６は、制御部１０による制御の下で主走査方向Ｘに往復移動される。

一方、対向電極ブロック２は、図２に示すように、液体噴射ヘッド３に設けられる吐出電極５から鉛直方向Ｚの下方に所定距離だけ離間して固定配置されている。対向電極ブロック２は被記録体４の幅（主走査方向Ｘにおける長さ）よりも長く、主走査方向Ｘに延設されている。この対向電極ブロック２では、被記録体４の幅と同一あるいは若干長い範囲にわたってＸ方向に複数の対向電極２１が設けられている。各対向電極２１は、先端が針状形状に仕上げられた導電性材料で構成されており、吐出電極５の配列ピッチＰに対して半分のピッチＬ（＝Ｐ／２）でＸ方向に配列されている。なお、対向電極２１の形状、寸法や配列ピッチＬについては任意であり、例えば記録装置１に要求される解像度などに応じて設定すればよい。

対向電極ブロック２は対向側電源部８３と電気的に接続されている。より詳しくは、対向電極ブロック２の対向電極２１は駆動電圧発生部８４を介して対向側電源８５の負電極と接続されている。駆動電圧発生部８４は対向電極２１と１対１で接続されており、制御部１０の制御の下でＣＰＵ（Central Processing Unit）１１により決定された負電位を対応する対向電極２１に与える。

制御部１０は、図１に示すように、種々の演算処理を行うＣＰＵ１１と、装置各部を制御するためのプログラムや各種データ等を記憶するメモリ１２と、キャリッジ移動機構７に対して種々の動作指令を与えてキャリッジ６の移動動作を制御するキャリッジ移動制御部１３と、被記録体送り機構に対して種々の動作指令を与えて被記録体４の送り動作を制御する被記録体送り制御部１４とを備えている。

メモリ１２には、液滴の吐出動作を制御する吐出制御プログラムが予め記憶されており、当該吐出制御プログラムにしたがってＣＰＵ１１が装置各部を次のように制御して画像データに対応する画像を被記録体４に形成する。すなわち、ＣＰＵ１１は装置１に与えられる画像データを解析して被記録体４に液滴ＬＤを着弾させる目標位置のデータ（以下「着弾位置データ」という）を取得してメモリ１２に一時的に記憶し、着弾位置データ取得部１１１として機能する。そして、被記録体送り制御部１４により被記録体４を副走査方向Ｙに送り、印字先頭位置が対向電極ブロック２と液体噴射ヘッド３との間に送り込まれると、キャリッジ移動制御部１３により液体噴射ヘッド３が主走査方向Ｘに移動される。この液体噴射ヘッド３の移動動作と同期してＣＰＵ１１は各対向電極２１に印加すべき電位を決定し、当該決定情報を各駆動電圧発生部８４に与える。これにより、各駆動電圧発生部８４は決定情報に対応する電位を対向電極２１に印加し、吐出電極５と対向電極２１との間に電位差を与えることで静電気力を発生させ、当該静電気力により吐出電極５から対向電極ブロック２に向けて帯電した液体を液滴状に吐出させて被記録体４に着弾させる。ここでは、図２を参照しつつ、一の吐出電極５（以下「吐出電極５Ａ」という）から液体が被記録体４に吐出されて着弾位置データで示される目標位置に着弾される動作に絞って説明し本実施形態の特徴を明らかにする。

ＣＰＵ１１は、着弾位置データにしたがって吐出電極５Ａから液滴ＬＤを鉛直下方に吐出するのであるが、この吐出タイミングにおける吐出電極５Ａと各対向電極２１との距離（後で説明するＬ１、Ｌ２）を導出する。このようにＣＰＵ１１は距離導出部１１２としての機能を有している。そして、例えば図２（ａ）に示すように、目標位置が対向電極２１Ａの直上であり、吐出電極５Ａの鉛直下方に対向電極２１Ａが位置する場合、ＣＰＵ１１は当該対向電極２１Ａのみにパルス電圧を印加し、吐出電極５Ａから対向電極２１Ａに向けて、つまり鉛直下方に向けて液滴ＬＤを吐出させて被記録体４の表面に着弾させる。

一方、図２（ｂ）に示すように、目標位置が対向電極２１の直上でなく、吐出電極５Ａが２つの対向電極２１Ａ、２１Ｂの間に位置する場合、ＣＰＵ１１は、着弾位置データに基づいて対向電極２１Ａから吐出電極５Ａの鉛直下方までの距離Ｌａを導出し、さらに比（Ｌａ：Ｌ−Ｌａ）から対向電極２１Ａと吐出電極５Ａとの距離Ｌ１および対向電極２１Ｂと吐出電極５Ａとの距離Ｌ２を導出する。そして、ＣＰＵ１１は、比（Ｌ１：Ｌ２）から対向電極２１Ａに印加する電圧ＶＡと対向電極２１Ｂに印加する電圧ＶＢとを決定する。このようにＣＰＵ１１は印加電圧決定部１１３として機能する。ＣＰＵ１１は対向電極２１Ａ、２１Ｂにパルス電圧ＶＡ、ＶＢをそれぞれ印加し、吐出電極５Ａから吐出した液滴ＬＤが鉛直下方で、かつ対向電極２１Ａ、２１Ｂの間に向かって吐出させる。

ここで、対向電極２１のピッチＬの半分で液滴ＬＤのドット列を被記録体４に形成するためには、次のように制御すればよい。つまり、対向電極２１Ａの直上に位置する被記録体４の表面位置に液滴ＬＤのドットを形成した後、液体噴射ヘッド３が主走査方向Ｘにハーフピッチ（＝Ｌ／２）だけ移動した時点で同一の電圧ＶＡ、ＶＢを対向電極２１Ａ、２１Ｂに印加すればよい。

以上のように、第１実施形態によれば、対向側電源部８３の駆動電圧発生部８４が各対向電極２１に電圧を印加して吐出電極５との間で電位差を与えている。これによって、吐出電極５と対向電極２１との間で静電気力が発生し、当該静電気力により吐出電極５から帯電した液体が吐出させられる。しかも、各対向電極２１に印加する電圧は制御部１０により制御され、吐出方向を制御している。このように構成された液体吐出技術を装備しており、対向電極２１への電圧印加によって、単に吐出電極５から液体が吐出されるだけでなく、その吐出方向も制御することが可能となっている。したがって、吐出電極５からの液体の吐出方向を吐出電極５と対向電極２１との位置関係に制限されず、広範囲で制御可能となっている。

また、第１実施形態では、このような技術的特徴を有する液体吐出技術を利用しているため、次のような作用効果が得られる。キャリッジ移動機構７により吐出電極５を主走査方向Ｘに移動させているため、吐出電極５と対向電極２１との位置関係が変化する。しかしながら、第１実施形態では、各位置関係に基づいて対向側電源部８３から各対向電極２１に印加する電圧を変更して吐出電極５から吐出される液滴ＬＤの吐出方向を鉛直下方に維持している。そして、液体噴射ヘッド３が対向電極２１のピッチＬの半分の距離を移動する毎に液滴ＬＤを吐出させているので、高解像度の画像を記録することが可能となっている。つまり、対向電極２１への印加電圧を制御しながら吐出電極５から鉛直直下に液滴ＬＤを吐出して着弾させる方式（以下「ヘッド直下方式」という）により主走査方向Ｘに液滴ＬＤを高解像度で着弾させている。なお、液滴ＬＤの吐出タイミングを変更することで種々の解像度でドット列を形成することが可能となっており、解像度を柔軟に変更することが可能であるという作用効果も併せて有している。

さらに、ヘッド直下方式を採用して吐出電極５から吐出される液滴ＬＤの吐出方向を鉛直下方に維持しているので、被記録体４の種類が異なり、仮に被記録体４の厚みが変動したとしても、着弾位置は一定である。したがって、被記録体４の種類を問わず高品質な記録が可能となっている。

このように、第１実施形態では、吐出側電源部８１および対向側電源部８３が本発明の「電源部」に相当している。また、キャリッジ移動機構７が本発明の「移動機構」として機能している。

＜第２実施形態＞
図３は本発明にかかる液体吐出装置の第２実施形態を装備した記録装置の部分拡大図である。この第２実施形態が第１実施形態と相違する点は、吐出電極５と対向電極２１との位置関係に応じて液滴ＬＤの吐出方向を異ならせている点である。つまり、第１実施形態では、液体噴射ヘッド３の移動によりハーフピッチ（＝Ｌ／２）でドットを形成しているのに対し、第２実施形態では吐出方向の偏向によってハーフピッチ（＝Ｌ／２）でドットを形成している。なお、その他の構成は基本的に同一である。そこで、相違点を中心に説明し、同一構成については、同一符号を付して構成説明を省略する。

この第２実施形態では、ＣＰＵ１１は吐出電極５Ａと対向電極２１Ａ、２１Ｂとの位置関係を導出し、その導出結果および着弾位置データに基づいて対向電極２１Ａ、２１Ｂに印加する電圧を制御する。例えば図３（ａ）に示すように、吐出電極５Ａの鉛直下方に対向電極２１Ａが位置する場合であっても、ＣＰＵ１１は、着弾位置データに基づき対向電極２１Ａから目標位置までの距離Ｌｂを導出する。そして、ＣＰＵ１１は、対向電極２１Ａ、２１Ｂの間の着弾位置の比（Ｌｂ：Ｌ−Ｌｂ）、ならびに対向電極２１Ａと吐出電極５Ａとの距離Ｌ１および対向電極２１Ｂと吐出電極５Ａとの距離Ｌ２の比（Ｌ１：Ｌ２）から対向電極２１Ａ、２１Ｂに対向電極２１Ａに印加する電圧ＶＡと対向電極２１Ｂに印加する電圧ＶＢとを決定する。そして、ＣＰＵ１１は対向電極２１Ａ、２１Ｂにパルス電圧ＶＡ、ＶＢをそれぞれ印加し、吐出電極５Ａから吐出した液滴ＬＤの吐出方向を偏向させ、これによって液滴ＬＤを対向電極２１Ａから（−Ｘ）方向に距離Ｌｂだけ離れた被記録体４の表面に着弾させる。

また、図３（ｂ）に示すように、吐出電極５Ａの鉛直下方に対向電極２１が位置しない、つまり吐出電極５Ａが２つの対向電極２１Ａ、２１Ｂの間に位置する場合、ＣＰＵ１１は、距離Ｌｂを導出するとともに、吐出電極５Ａと対向電極２１Ａ、２１Ｂとの位置関係に基づいて距離Ｌ１、Ｌ２を導出する。そして、ＣＰＵ１１は、図３（ａ）の場合と同様に、電圧ＶＡ、ＶＢとを決定し、対向電極２１Ａ、２１Ｂにパルス電圧ＶＡ、ＶＢをそれぞれ印加する。これによって、吐出電極５Ａから吐出した液滴ＬＤの吐出方向を偏向させ、これによって液滴ＬＤを対向電極２１Ａから（−Ｘ）方向に距離Ｌｂだけ離れた被記録体４の表面に着弾させる。

以上のように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、各対向電極２１に印加する電圧を制御部１０により制御することで、吐出方向を制御しているので、吐出電極５からの液体の吐出方向を吐出電極５と対向電極２１との位置関係に制限されず、広範囲で制御可能となっている。また、このような液体吐出技術を利用して第１実施形態と異なる方式で液滴ＬＤの着弾位置を制御している。つまり、第２実施形態では、対向電極２１への印加電圧を制御することで吐出方向を偏向して着弾させる方式（以下「偏向制御方式」という）を採用している。これによって、吐出電極５と対向電極２１との位置関係に制限されず、優れた精度で液滴ＬＤを被記録体４に着弾させることができる。しかも、対向電極２１のピッチＬの半分の解像度で画像を記録することが可能となっている。なお、偏向制御方式を採用した第２実施形態は、液滴ＬＤの偏向方向を変更することで種々の解像度でドット列を形成することが可能となっており、解像度を柔軟に変更することが可能であるという作用効果も併せて有している。

＜第３実施形態＞
図４は本発明にかかる液体吐出装置の第３実施形態を装備した記録装置を示す図である。また、図５は図４に示す記録装置の部分拡大図である。この第３実施形態にかかる記録装置１は、第１実施形態の記録装置に印加電圧の補正機能を付加したものである。すなわち、図５に示すように各対向電極２１と対向側電源８５との間に誘導電流検知器８６がそれぞれ介挿され、対向電極２１毎に誘導電流を検知可能となっている。各誘導電流検知器８６で検知される誘導電流の値を示す信号は制御部１０に与えられる。そして、ＣＰＵ１１はメモリ１２に予め記憶されている印加電圧の補正プログラムを読み出し、図６に示す印加電圧補正処理を実行する。なお、その他の構成は第１実施形態の各部と同一であるため、ここでは同一符号を付して構成説明を省略する。

図６は図４に示す記録装置で実行される印加電圧補正処理を示すフローチャートである。この記録装置１では、画像データが与えられると、ＣＰＵ１１が画像データを解析し、着弾位置データを取得してメモリ１２に一時的に記憶するとともに、上記第１実施形態と同様にして対向電極２１に電圧を印加して液滴ＬＤの吐出方向を制御しながら液滴ＬＤの吐出を開始する（ステップＳ１）。

液滴ＬＤが被記録体４の表面に着弾すると、各対向電極２１に誘導電流が流れる。各誘導電流検知器８６は誘導電流を検知し、その値を示す信号を制御部１０に伝送する（ステップＳ２）。これらの誘導電流値に基づきＣＰＵ１１は着弾位置を算出する（ステップＳ３）。そして、ＣＰＵ１１は、メモリ１２から着弾位置データを読み出し、当該着弾位置データで示される目標位置と着弾位置との誤差を求める。それに続いて、その誤差が一定未満であり、「誤差無」とＣＰＵ１１が判定すると、印加電圧補正処理を終了する。一方、上記誤差が一定以上であり、「誤差有」と判定すると、誤差分だけ印加電圧を補正した（ステップＳ５）後、ステップＳ２に戻る。このように誤差が存在している間、ステップＳ２〜Ｓ５が繰り返されて着弾位置が目標位置に補正され、より高品質な画像が被記録体４に形成される。

このように、第３実施形態では、誘導電流検知器８６が本発明の「検知部」に相当しており、ＣＰＵ１１が誘導電流検知器８６により検知された誘導電流に基づいて液滴ＬＤの着弾位置を求め、当該着弾位置と目標位置との誤差に基づいて各対向電極２１に印加する電圧を補正する印加電圧補正部１１４として機能している。なお、上記した印加電圧補正技術については、第２実施形態や以下に説明する実施形態に対しても適用可能である。

＜第４実施形態＞
上記第１実施形態では、液体噴射ヘッド３の幅（主走査方向Ｘにおける長さ）は被記録体４の幅に対して短く、キャリッジ移動機構７により大きく主走査方向Ｘに往復移動させる必要がある。これに対し、液体噴射ヘッド３の幅を増大させることで往復移動距離を短縮することができる。例えば図７に示すように、被記録体４と同程度の幅を有する液体噴射ヘッド３を設けることで、液体噴射ヘッド３の往復移動距離を抑えることができる。以下、第４実施形態について、図７を参照しつつ説明する。

図７は本発明にかかる液体吐出装置の第４実施形態を装備した記録装置を示す図である。この第４実施形態では、液体噴射ヘッド３は被記録体４と同程度の幅を有しており、同図への図示を省略しているが、当該幅全体にわたって吐出電極が所定ピッチで一列に配置されている。この液体噴射ヘッド３は主走査方向Ｘに移動自在となっており、例えば図２（ａ）に示すように吐出電極５の鉛直下方に対向電極２１が位置している状態をセンターポジションとしている。また、ヘッド移動制御部１５により移動機構７６が作動すると、対向電極２１の配列ピッチＬの半分の単位で、センターポジションから（＋Ｘ）方向および（−Ｘ）方向に往復移動可能となっている。つまり、液体噴射ヘッド３はハーフピッチ（＝Ｌ／２）単位で移動し、（＋Ｘ）ポジション（図２（ｂ）参照）、センターポジション（図２（ａ）参照）および（−Ｘ）ポジションに位置決めされる。

液体噴射ヘッド３が各ポジションに位置決めされた状態で第１実施形態と同様にヘッド直下方式で液滴ＬＤが吐出されて被記録体４の表面に着弾される。このため、優れた精度で液滴ＬＤを被記録体４に着弾させることができ、対向電極２１のピッチＬの半分の解像度で画像を記録することが可能となっている。また、各位置関係に基づいて対向側電源部８３から各対向電極２１に印加する電圧を変更して吐出電極５から吐出される液滴ＬＤの吐出方向を鉛直下方に維持しているので、被記録体４の厚みを問わず高品質な記録が可能となっている。

＜第５実施形態＞
図８は本発明にかかる液体吐出装置の第５実施形態を装備した記録装置を示す図である。また、図９は、図８に示す記録装置の部分拡大図である。この第５実施形態が第４実施形態と大きく相違する点は、偏向制御方式で液体吐出を行っている、つまり液体噴射ヘッド３をセンターポジションに固定したまま、第２実施形態と同様に対向電極２１への印加電圧を制御することで液滴ＬＤの吐出方向を５方向に切り替えてハーフピッチでドット形成を行っている点である。なお、その他の構成は第４実施形態と同一であるため、同一符号を付して構成説明を省略する。

このように第５実施形態では、各対向電極２１に印加する電圧を制御部１０により制御することで、吐出方向を制御しているので、吐出電極５からの液体の吐出方向を吐出電極５と対向電極２１との位置関係に制限されず、広範囲で制御可能となっている。また、このような液体吐出技術を記録装置１に適用しているため、吐出電極５と対向電極２１との位置関係に制限されず、優れた精度で液滴ＬＤを被記録体４に着弾させることができる。しかも、対向電極２１のピッチＬの半分の解像度で画像を記録することが可能となっている。

＜第６実施形態＞
上記第１実施形態（図２）および第４実施形態（図７）では、ヘッド直下方式により主走査方向Ｘに液滴を高解像度で着弾させている。また、上記第２実施形態（図３）およい第５実施形態（図９）では、偏向制御方式により主走査方向Ｘに液滴を高解像度で着弾させている。このような方式を用いて副走査方向Ｙについても液滴を高解像度で着弾させることが可能である。

図１０は本発明にかかる液体吐出装置の第６実施形態を装備した記録装置を示す図である。また、図１１は図１０に示す記録装置の部分拡大図である。この第６実施形態では、対向電極ブロック２は被記録体４よりも大きな平面サイズを有する平板形状を有しており、被記録体４を水平姿勢で支持可能となっている。この対向電極ブロック２には、複数の対向電極２１が所定のピッチＬでＸＹ方向に２次元的に配置されている。

この対向電極ブロック２の上方位置で、第４実施形態や第５実施形態と同様に、被記録体４と同程度の幅を有する液体噴射ヘッド３が副走査方向Ｙに移動自在に配置されている。液体噴射ヘッド３には副走査移動機構７７が接続されており、ヘッド移動制御部１５からの指令を受けて液体噴射ヘッド３を副走査方向Ｙに移動させる。なお、その他の構成は第１実施形態と同一であるため、同一構成については同一符号を付して構成説明を省略する。

第６実施形態では、図１１（ａ）に示すように、ヘッド直下方式により副走査方向Ｙに液滴を着弾させている。すなわち、液体噴射ヘッド３を副走査方向Ｙに移動させながらも、吐出電極５と対向電極２１との位置関係に基づいて対向側電源部８３から各対向電極２１に印加する電圧を変更して吐出電極５から吐出される液滴ＬＤの吐出方向を鉛直下方に維持している。そして、液体噴射ヘッド３が副走査方向Ｙに一定ピッチ（同図（ａ）では、対向電極２１のピッチＬの半分）だけ移動する毎に、液滴ＬＤを吐出させて被記録体４の表面に着弾させている。その結果、副走査方向Ｙにおいても高い解像度（対向電極２１のピッチＬの半分の解像度）で画像を記録することが可能となっている。

また、ヘッド直下方式の代わりに、偏向制御方式を用いてもよい。例えば図１１（ｂ）に示すように、液体噴射ヘッド３を一定ピッチＰ6で移動させる毎に、第２実施形態と同様に対向電極２１への印加電圧を制御することで液滴ＬＤの吐出方向を多段階（同図では３方向）に切り替えて被記録体４の表面に狭ピッチで着弾させている。その結果、副走査方向Ｙにおいても高い解像度で画像を記録することが可能となっている。

＜第７実施形態＞
上記した第６実施形態では、液体噴射ヘッド３を副走査方向Ｙに移動させながらヘッド直下方式または偏向制御方式により副走査方向Ｙに液滴を高解像度で着弾させているが、液体噴射ヘッド３を固定配置するとともに被記録体４を副走査方向Ｙに送り込んで副走査方向Ｙに液滴を高解像度で着弾させるように構成してもよい。

図１２は本発明にかかる液体吐出装置の第７実施形態を装備した記録装置を示す図である。この記録装置１の対向電極ブロック２では、同図に示すように複数の対向電極２１が副走査方向ＹにピッチＬで配列されている。この点を除き、記録装置１の全体構成は第５実施形態（図８）と同一である。したがって、同一構成については同一符号を付して構成説明を省略する。

第７実施形態では、図１２（ａ）に示すように、ヘッド直下方式により副走査方向Ｙに液滴を着弾させている。すなわち、被記録体送り制御部１４により被記録体４を副走査方向Ｙに一定ピッチ（同図では対向電極２１のピッチＬの半分）だけ送り込む毎に、液滴ＬＤを吐出させて被記録体４の表面に着弾させている。その結果、副走査方向Ｙにおいても高い解像度（対向電極２１のピッチＬの半分の解像度）で画像を記録することが可能となっている。

また、ヘッド直下方式の代わりに、偏向制御方式を用いてもよい。例えば図１２（ｂ）に示すように、被記録体送り制御部１４により被記録体４を副走査方向Ｙに一定ピッチだけ送り込む毎に、第２実施形態と同様に対向電極２１への印加電圧を制御することで液滴ＬＤの吐出方向を多段階（同図では３方向）に切り替えて被記録体４の表面に狭ピッチで着弾させている。その結果、副走査方向Ｙにおいても高い解像度で画像を記録することが可能となっている。

なお、図１２（ａ）、（ｂ）に示す実施形態では直方体形状の対向電極ブロック２に複数の対向電極２１を設けているが、この対向電極ブロック２の代わりに、図１３に示すように対向電極ローラー２０を設けてもよい。この対向電極ローラー２０では、回転軸を中心に対向電極２１が一定の回転角ピッチで放射状に配置されている。また、対向電極ローラー２０に対し、被記録体４が巻き掛けられるとともに、書き掛け部分の上流側および下流側で押さえローラー２２、２２により対向電極ローラー２０に押さ付けられている。そして、被記録体送り制御部１４による被記録体４の送り込みにより対向電極ローラー２０が従動回転する。したがって、被記録体４が対向電極ローラー２０の表面に密接した状態で着弾処理が行われ、画像の記録をさらに良好に行うことが可能となっている。この対向電極ローラー２０については、他の実施形態に対して適用してもよい。

＜その他＞
なお本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、吐出電極５は内部に液体を貯留するとともに先端部に設けられた吐出口５１から液滴ＬＤを吐出するノズル構造を有しているが、吐出電極の構成はこれに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、先端が針状形状に仕上げられ対向電極２１が用いられているが、対向電極２１の形状はこれに限定されるものではなく、例えば対向電極２１から吐出電極５に延びる曲面形状、例えば半球体面を複数個一体化したものを用いてもよい。これらの場合、対向電極２１の頂部に電界が集中し、吐出方向をさらに精密に制御することができ、その結果、被記録体４への液滴ＬＤの着弾位置精度をさらに向上させることができる。

また、上記実施形態では、対向電極２１を露出させているが、対向電極２１を絶縁膜で覆ってもよい。

さらに、上記実施形態では本発明にかかる液体吐出装置を記録装置１に適用しているが本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、例えば接着剤や潤滑剤等を高精度で塗布する装置、三次元立体造形装置、細胞配列を行う装置、人工臓器などを製造する装置などにも本発明を適用することができる。

１…記録装置、 ２…対向電極ブロック、 ３…液体噴射ヘッド、 ４…被記録体、 ５、５Ａ…吐出電極、 １０…制御部、 ２０…対向電極ローラー、 ２１、２１Ａ、２１Ｂ…対向電極、 ８１…吐出側電源部、 ８３…対向側電源部、 ８４…駆動電圧発生部、 ８６…誘導電流検知器（検知部）

Claims (7)

1. 吐出電極と、
   前記吐出電極から離間して配置される複数の対向電極と、
   前記吐出電極と前記対向電極との間に電位差を与えて静電気力を発生させ、当該静電気力により前記吐出電極から帯電した液体を吐出させる電源部と、
   前記電源部から各対向電極に印加する電圧を制御して前記吐出電極からの液体の吐出方向を制御する制御部と
   を備えることを特徴とする液体吐出装置。
2. 複数の対向電極を吐出電極から離間して配置する第１工程と、
   前記吐出電極と前記対向電極との間に電位差を与えて静電気力を発生させ、当該静電気力により前記吐出電極から帯電した液体を吐出させる第２工程とを備え、
   前記第２工程では、各対向電極に印加する電圧を制御して前記吐出電極からの液体の吐出方向を制御することを特徴とする液体吐出方法。
3. 吐出電極と、
   前記吐出電極から離間して配置される複数の対向電極と、
   前記吐出電極と前記対向電極との間に電位差を与えて静電気力を発生させ、当該静電気力により前記吐出電極から帯電した液体を吐出させる電源部と、
   前記電源部から各対向電極に印加する電圧を制御することで前記吐出電極から吐出される帯電した液体の吐出方向を制御して前記吐出電極と前記対向電極との間に配置される被記録体に前記液体を着弾させて記録する制御部と
   を備えることを特徴とする記録装置。
4. 前記複数の対向電極および前記被記録体に対して前記吐出電極を相対的に移動させる移動機構をさらに備え、
   前記制御部は、前記移動機構による前記吐出電極の相対移動により前記吐出電極と前記複数の対向電極との位置関係が変化するのに応じて前記位置関係に基づいて前記電源部から各対向電極に印加する電圧を変更して前記吐出電極から吐出される帯電した液体の吐出方向を一定に維持する請求項３に記載の記録装置。
5. 前記複数の対向電極および前記被記録体に対して前記吐出電極を相対的にステップ移動させる移動機構をさらに備え、
   前記制御部は、前記移動機構により前記吐出電極を相対的にステップ移動させる毎に、ステップ移動後における前記吐出電極と前記複数の対向電極との位置関係を維持しながら前記電源部から各対向電極に印加する電圧を変更して前記吐出電極から吐出される帯電した液体の吐出方向を多段階に偏向する請求項３に記載の記録装置。
6. 前記制御部は、前記吐出電極と前記複数の対向電極との位置関係を維持しながら前記電源部から各対向電極に印加する電圧を変更して前記吐出電極から吐出される帯電した液体の吐出方向を多段階に偏向する請求項３に記載の記録装置。
7. 前記制御部は各対向電極に印加する電圧を設定して液体を前記被記録体上の目標位置に着弾させる請求項３ないし６のいずれか一項に記載の記録装置であって、
   前記吐出電極からの前記液体の吐出により各対向電極に流れる誘導電流を検知する検知部をさらに備え、
   前記制御部は、前記検知部により検知された誘導電流に基づいて前記液体の着弾位置を求め、当該着弾位置と前記目標位置との誤差に基づいて前記電源部から各対向電極に印加する電圧を補正する記録装置。

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