JP4774922B2 - 液体吐出装置 - Google Patents
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Description
、バイオチップ製造装置など、液体を吐出して描画等を行う液体吐出装置に関する。
おり、一般的には、一定方向に往復動するキャリッジに、液体(インク)を微小なノズル
から吐出する吐出ヘッドを搭載した構成である。そして、用紙を一方向に送ると共に、用
紙の送り方向に垂直に吐出ヘッドを往復動(走査)させ、用紙上にインク滴を吐出して画
像を形成するものである。
ような微小化されたインク滴は、空気抵抗の影響を受けて速度を失い、浮遊化した状態(
ミスト)になりやすい。そして、発生したミストは、キャリッジの移動によって発生する
気流に乗って機内中に広がり、いわゆる機内汚れという問題を引き起こす原因となる。
インクジェットプリンタも出現し(例えば、特許文献1)、上述したミストの発生がより
顕著になっている。すなわち、縁なし印刷において用紙の外縁にはみ出して吐出されるイ
ンク滴は、用紙の裏面側に配設された吸収体(スポンジ等)で受けるようになっているが
、吸収体面までの到達距離の長さに起因してミスト化しやすくなっている。
ットプリンタが提案されている(例えば、特許文献2)。すなわち、このプリンタにおい
ては、ノズル開口の形成面(ノズル面)と吸収体面との間に電界を発生させることにより
、インク滴を帯電させると共に当該インク滴に静電力を作用させ、インク滴の強制的な誘
引を図っている。
において先導部(メイン滴)と後続部(サテライト滴)とに分裂することがある。そして
、このような場合において上述のような電界を発生させた場合には、メイン滴とサテライ
ト滴とが逆極性に帯電されるという知見が本願発明者らによって得られている。これによ
り、メイン滴には吸収体方向へ向かう加速力が働く反面、サテライト滴にはそれとは逆の
減速力が作用することになり、結果として、サテライト滴のミスト化を招いてしまうとい
う問題がある。
的に切り替えるようにした変形例についても開示がなされている。この場合、電界の向き
を反転させることで、既にミスト化したサテライト滴の誘引効果を期待できなくもない。
なんら示すものではない。とりわけ、ミスト化したサテライト滴が、電界の反転を待たず
して吐出ヘッドの走査後方に生じる気流(上昇気流)に巻き込まれ、機内中に拡散、付着
してしまうのを抑えることはできない。
低減することができる液体吐出装置を提供することを目的としている。
させる走査手段と、前記一面と当該一面の対向領域との間に電界を発生させる電界発生手
段と、を備え、前記吐出ヘッドを走査させつつ、所定の吐出対象領域に前記液体を吐出す
る液体吐出装置であって、前記電界発生手段は、少なくとも前記一面が前記吐出対象領域
を通過する間のタイミングで、前記電界の向きを反転させることを特徴とする。
に帯電した液滴について、吐出ヘッドの走査に係る気流の影響が及ぶ前に、時分割でこれ
を誘引することができる。かくして、液滴がミスト化され、さらに当該ミスト化された液
滴が機内中に拡散されるのを好適に抑えることができる。
設定される前記液体吐出装置において、前記電界発生手段は、前記一面が前記外周領域を
通過する間のタイミングで、前記電界の反転を行うことを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、ミストの発生しやすい外周領域に対して吐出される
液滴について上述の効果を得ることができるので、いわゆる機内汚れをより効果的に低減
することができる。
前記一面の対向領域に、前記液体を収容可能な液体収容手段を備えることを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、外周領域において誘引された液滴を収容して、これ
を保持することができる。
は、導電性を有する吸収体を含んで構成されていることを特徴とする。
この発明の液体吐出装置によれば、液体収容手段を構成する吸収体が電気発生手段の一
部としての機能を有するようになるため、部品の共通化により装置構成を簡素化すること
ができる。
配設された前記液体を収容可能な液体収容手段と、前記吐出ヘッドを走査させる走査手段
と、前記一面と前記液体収容手段との間に電界を発生させる電界発生手段と、を備え、前
記液体収容手段に予備吐出を行う液体吐出装置であって、前記電界反転手段は、少なくと
も予備吐出を行うタイミングで、前記電界の向きを反転させることを特徴とする。
に帯電した液滴について、吐出ヘッドの走査に係る気流の影響が及ぶ前に、時分割でこれ
を誘引することができる。かくして、液滴がミスト化され、さらに当該ミスト化された液
滴が機内中に拡散されるのを好適に抑えることができる。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好まし
い種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
図1は、液体吐出装置の概略構成を示す斜視図である。
としてのインクを吐出して画像等の描画(印刷)を行う装置である。このプリンタ1は、
スチール板等で形成されたフレーム基体6と、インク滴を吐出する吐出ヘッド3と、吐出
ヘッド3を搭載するキャリッジ4と、キャリッジ4を一定の方向に往復動(走査)させる
ための走査機構5と、用紙2を搬送するための搬送ローラ14と、吐出ヘッド3のメンテ
ナンスを行うメンテナンスユニット16と、を備えている。ここで、フレーム基体6は、
その剛性と重量によって装置全体の土台をなすと共に、電気的なアースとしての機能も果
たしている。
ーの4色のものが用いられ、それぞれキャリッジ4上に搭載されたインクカートリッジ7
a〜7d内に収容されている。このインクカートリッジ7a〜7dの底部にはインクを導
出する導出部(図示せず)が設けられており、吐出ヘッド3に設けられたインク導入部(
図示せず)と結合して、吐出ヘッド3にインクを供給するようになっている。
4に当該駆動力を伝達する駆動ベルト8と、キャリッジ4を支持すると共にその移動方向
を規定するガイドロッド10とを備えている。かくして、キャリッジ4に搭載された吐出
ヘッド3は、ガイドロッド10の伸長方向(X軸方向)に沿って用紙2上を往復動(走査
)する。
れており、図示しない給紙機構によって1枚ずつ搬送ローラ14の方へ移送(給紙)され
る。搬送ローラ14は、搬送モータ15の駆動によって回転し、走査方向に直交する方向
(Y軸方向)に用紙2を搬送する。
めのプラテン部11が設けられている。プラテン部11の構造については後で詳しく説明
する。
表面2aに対向させるように、キャリッジ4に搭載されている。吐出ヘッド3は、キャリ
ッジ4の走査と同期したノズル毎の吐出制御により、ノズルからインク(インク滴)を吐
出する。尚、吐出ヘッド3のノズル面3aは、SUS等の導電性部材により形成されてお
り、電界発生(詳細については後述する)のための電極としての機能も果たすようにもな
っている。
材17を備えている。キャップ部材17は、ノズル面3aを覆うことでノズルを粉塵や乾
燥などから保護する役割を果たすほか、ノズル面3aを覆ったまま底面の連通口と接続さ
れた吸引ポンプを作動させて、ノズルからインクを吸引する(吸引動作)際にも用いられ
る。
18を有している。ワイパブレード18は、吸引動作後において、ノズル面3aに付着し
たインク等を払拭するのに用いられる。
図2は、プラテン部の平面構造を示す概略図である。図3は、プラテン部の側断面構造
およびプラテン部周辺の電気的構成を示す図である。
る箱型のケース20と、ケース20に形成された凹部内に収容された液体収容手段として
の吸収体21(便宜上、網掛けで図示)とを備えている。また、吸収体21の露出面上に
は、用紙2に当接してこれを支持するための支持部材22が設けられている。
発泡形成し、導電性を付与したものが用いられている。これにより、吸収体21は、イン
クを吸収する機能と共に、ノズル面3aに対向する電極としての機能も果たすようになっ
ている。
た状態で行われる。このとき、側縁の外側にあたる外周領域23a,23aに対して吐出
されたインク滴は、用紙2の裏面側に位置する吸収体21内に収容されるようになってい
るため、用紙2の支持面を汚すことがない。
ための予備吐出受容領域24が設けられている。予備吐出とは、ノズル内において乾燥し
たインクを排出する目的で用紙2以外の領域に対して行われる吐出のことであり、例えば
、印刷動作中に定期的に行われる。予備吐出されたインク滴は、吸収体21内に収容され
るようになっている。
生成回路30と、負極性電位(−)を出力する電位反転回路31とを備えている。また、
プリンタ1は、高電圧生成回路30および電位反転回路31の出力端子と接続され、正極
性電位(+)および負極性電位(−)のいずれか一方を選択して出力するスイッチ回路3
2を備えている。
れており、これにより、ノズル面3aと吸収体21との間には電界が形成される。また、
形成される電界の向きは、スイッチ回路32の出力切り替えによって反転可能となってい
る。すなわち、ノズル面3a、吸収体21、高電圧生成回路30、電位反転回路31、ス
イッチ回路32は、本発明における電界発生手段を構成している。
図4、図5は、外周領域に係る吐出の様子を示す側断面図である。尚、図中の仮想線の
矢印は電気力線を示し、+、−の符号は、吸収体の電位極性およびインク滴の帯電極性を
示している。
)が移動するときの吐出の様子を時系列で示している。
された状態で、用紙2、外周領域23aに対してノズル3bからインク滴の吐出を行う。
吐出されたインク滴は、図示するように先導部のメイン滴25aと後続部のサテライト滴
25bとに分裂し、それぞれ負極(−)および正極(+)に帯電する。この結果、メイン
滴25aには加速方向の静電力が作用し、用紙2ないし吸収体21に確実に到達する。
て吐出されたサテライト滴25bは、速度を失う前に用紙2に到達することができるが、
外周領域23aに対して吐出されたサテライト滴25bは、吸収体21への到達前に速度
を失ってしまうことになる。
テライト滴25b)の吐出がなされた後、所定の遅延時間を経て、吸収体21の電位極性
の切り替えが行われる。これにより、図4(c)に示すように、ノズル面3aと吸収体2
1との間に形成される電界の向きが反転され、サテライト滴25bには吸収体21に向か
う向きの静電力が作用する。
21内に収容される。尚、図4(c)においては、飛行中のメイン滴25aには減速方向
の静電力が作用することになるが、上述の遅延時間の間に当該メイン滴25aに十分な加
速力を与えておくことで、当該メイン滴25aのミスト化を回避することができる。
)が移動するときの吐出の様子を時系列で示している。
なされた後、所定の遅延時間を経て、吸収体21の電位極性の切り替えがなされ、形成さ
れる電界の向きが反転される。これにより、外周領域23aにおけるメイン滴25aおよ
びサテライト滴25bは、共に吸収体21で捕集される。
後方に発生する気流の影響を受ける前に、その帯電極性に関わらず時分割で誘引され、吸
収体21で捕集される。とりわけ本実施形態では、吐出ヘッド3(ノズル面3a)が外周
領域23aを通過する間のタイミングで電界の切り替えを行うようにしており、ミスト化
の起こりやすい外周領域23aにおけるインク滴が効果的に捕集されるようになっている
。これにより、いわゆる機内汚れが好適に低減される。
吐出を行っている際にも行われており、これにより、予備吐出に係るインク滴のミスト化
も好適に低減されるようになっている。尚、従来技術では、予備吐出に伴って発生したミ
ストの巻き上げを抑えるために予備吐出後にウェイトを設け、ミストの沈静化を待ってか
ら吐出ヘッドの走査を再開するようにしていたが、この実施形態においては、このような
ウェイトを削減して動作の高速化を図ることも可能である。
次に、図6を参照して、本発明の変形例1について、先の実施形態との相違点を中心に
説明する。図6は、変形例1に係るプラテン部の平面構造を示す概略図である。
露出面上に、所定のパターンで配置された導線26を備えている。ここで、導線26は、
線状の導体(金属等)に短絡(ショート)および腐蝕を防止するための絶縁被膜を形成し
たものである。そして、導線26はスイッチ回路32(図3参照)の出力端子と接続され
ている。
間に電界を発生させる電界発生手段の一部としての役割を果たすようになっている。この
変形例のように、電界を発生させるための電極は、吸収体とは別の導体で部分的に形成す
ることもできる。
(変形例2)
次に、図7を参照して、本発明の変形例2について、先の実施形態との相違点を中心に
説明する。図7は、変形例2に係るプラテン部の電気的構成を示す図である。
1のうちの一方を接地電位(GND)、他方を正極性電位(+)として選択的に電位を出
力するスイッチ回路33を備えている。これにより、ノズル面3aと吸収体21との間に
は電界が形成され、当該電界の向きは、スイッチ回路33内の接続パスの切り替えにより
反転可能となっている。すなわち、スイッチ回路33は、本発明の電界発生手段を構成し
ている。
も可能である。
例えば、電界の反転は、一の走査パス中内ないし予備吐出動作内において、周期的に行
われるようになっていてもよい。
また、用紙2をコロナ放電等で帯電させる帯電手段を用いて、ノズル面3aと用紙2と
の間に電界を発生させるように電界発生手段を構成してもよい。
また、各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他
の構成と組み合わせたりすることができる。
…裏面、3…吐出ヘッド、3a…電界発生手段を構成する吐出ヘッドの一面としてのノズ
ル面、3b…ノズル、4…キャリッジ、5…走査手段としての走査機構、6…フレーム基
体、11…プラテン部、20…ケース、21…電界発生手段を構成する液体収容手段とし
ての吸収体、22…支持部材、23…吐出対象領域、23a…外周領域、24…予備吐出
受容領域、25a…メイン滴、25b…サテライト滴、26…電界発生手段を構成する導
線、27…吸収体、30…電界発生手段を構成する高電圧生成回路、31…電界発生手段
を構成する電位反転回路、32…電界発生手段を構成するスイッチ回路、33…電界発生
手段を構成するスイッチ回路。
Claims (3)
- 液体を吐出するノズルが形成されているノズル面を有する吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドを走査させる走査手段と、
前記ノズル面と前記ノズル面に対向する対向領域との間に電界を発生させる電界発生手段と、を備え、
前記対向領域は、前記吐出ヘッドが前記液体を吐出する吐出対象領域を含み、
前記吐出対象領域は、前記吐出ヘッドが吐出対象物に前記液体を吐出する領域と、該領域の走査方向側に位置される外周領域とを含み、
前記電界発生手段は、前記走査手段により走査されている前記吐出ヘッドが前記外周領域を通過する間のタイミングで、前記電界の向きを反転させることを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項1に記載の液体吐出装置であって、
前記対向領域に、前記液体を収容可能な液体収容手段を備えることを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項2に記載の液体吐出装置であって、
前記液体収容手段は、導電性を有する吸収体を含んで構成されていることを特徴とする液体吐出装置。
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