JP2012240256A - Liquid jet device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット式記録装置などの液体噴射装置に関し、特に、圧力発生手段の駆動により圧力室内の液体をノズルから噴射する液体噴射装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus such as an ink jet recording apparatus, and more particularly to a liquid ejecting apparatus that ejects liquid in a pressure chamber from a nozzle by driving a pressure generating unit.
液体噴射装置は液体噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。 The liquid ejecting apparatus includes a liquid ejecting head and ejects various liquids from the ejecting head. As this liquid ejecting apparatus, for example, there is an image recording apparatus such as an ink jet printer or an ink jet plotter, but recently, various types of manufacturing have been made by taking advantage of the ability to accurately land a very small amount of liquid on a predetermined position. It is also applied to devices. For example, a display manufacturing apparatus for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode forming apparatus for forming an electrode such as an organic EL (Electro Luminescence) display or FED (surface emitting display), a chip for manufacturing a biochip (biochemical element) Applied to manufacturing equipment. The recording head for the image recording apparatus ejects liquid ink, and the color material ejecting head for the display manufacturing apparatus ejects solutions of R (Red), G (Green), and B (Blue) color materials. The electrode material ejecting head for the electrode forming apparatus ejects a liquid electrode material, and the bioorganic matter ejecting head for the chip manufacturing apparatus ejects a bioorganic solution.
上記のプリンター等で使用される記録ヘッドでは、近年、画像向上等の要求に応えるため、ノズルから噴射されるインクの液量を小さくする傾向がある。このような微量の液滴を記録媒体に対して確実に着弾させるために、液滴の初速が比較的高く設定される。これにより、ノズルから噴射された液滴は、飛翔中に引き伸ばされて、先頭のメイン液滴（主液滴）とそれよりも後のサテライト液滴（副液滴）に分離する。このサテライト液滴の一部又は全部は、空気の粘性抵抗により速度が急激に低下し、記録媒体に到達することなくミスト化してしまうことがある。このことより、ミスト化したサテライト液滴（インクミスト）は、装置内を汚染し、記録ヘッドや電気回路等の帯電しやすい部材への付着によって動作不良を発生させたりする問題があった。例えば、記録動作中の記録紙を支持するプラテンの支持部（リブ）にインクが付着した場合、記録紙の背面（画像等が記録される側とは反対側の面）にインクが移って汚染してしまう問題がある。 In recent years, recording heads used in the above printers tend to reduce the amount of ink ejected from nozzles in order to meet demands for image improvement and the like. In order to land such a small amount of droplets reliably on the recording medium, the initial velocity of the droplets is set to be relatively high. As a result, the droplets ejected from the nozzle are stretched during the flight, and separated into a leading main droplet (main droplet) and a satellite droplet (sub-droplet) after that. Some or all of the satellite droplets may suddenly decrease in speed due to the viscous resistance of air, and may become mist without reaching the recording medium. For this reason, the mist-like satellite droplets (ink mist) contaminate the inside of the apparatus and cause a malfunction due to adhesion to easily charged members such as a recording head and an electric circuit. For example, when ink adheres to the support (rib) of the platen that supports the recording paper during the recording operation, the ink moves to the back of the recording paper (the surface opposite to the side on which images are recorded) and becomes contaminated. There is a problem.
このような不具合を防止すべく、記録ヘッドを搭載したキャリッジが移動する際に、当該キャリッジとの摺接によりキャリッジの表面に静電気を帯電させる静電気発生部材が設けられた構成のプリンターが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構成は、キャリッジの表面を帯電させることにより、キャリッジの表面にミストを静電気力により吸着させて回収するというものである。 In order to prevent such problems, there has been proposed a printer having a configuration in which a static electricity generating member is provided on the surface of the carriage by sliding contact with the carriage when the carriage on which the recording head is mounted moves. (For example, refer to Patent Document 1). In this configuration, the mist is attracted to the surface of the carriage by electrostatic force and collected by charging the surface of the carriage.
しかしながら、上記構成では、静電気発生部材を設けるための設置スペースが別途必要となる問題があった。 However, the above configuration has a problem that a separate installation space for providing the static electricity generating member is required.
なお、このような問題は、上記のプリンターに限らず、駆動電圧の印加により圧力発生手段を駆動させることで圧力室内の液体に圧力変動を生じさせてノズルから液体を噴射させる他の液体噴射装置においても同様に存在する。 Such a problem is not limited to the printer described above, and other liquid ejecting apparatuses that cause pressure fluctuations in the liquid in the pressure chamber by ejecting the liquid from the nozzles by driving the pressure generating means by applying a driving voltage. It exists in the same way.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体の噴射時に生じるミストによる支持部材等の汚染を簡単且つより確実に防止することが可能な液体噴射装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a liquid ejecting apparatus that can easily and more reliably prevent contamination of a support member and the like due to mist generated during liquid ejection. There is to do.
本発明の液体噴射装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、液体を噴射するノズル、当該ノズルに連通する圧力室、および、駆動信号の印加により駆動して前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段を有し、当該圧力発生手段の駆動により前記ノズルから着弾対象に向けて液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
噴射動作を行う際の前記液体噴射ヘッドのノズル形成面に対して間隔を空けて配置され、前記着弾対象を支持する支持手段と、を備え、
前記支持手段は、噴射動作を行う際の前記液体噴射ヘッドのノズル形成面に対向する本体部と、当該本体部に突設された支持部と、を有し、
前記支持部は、帯電列において、前記駆動信号の極性と同極性側の順位にある材料から作製される一方、前記本体部の少なくとも一部は、帯電列において前記支持部よりも前記駆動信号の極性とは反対極性側の順位にある材料から作製されたことを特徴とする。
The liquid ejecting apparatus of the present invention has been proposed to achieve the above-described object, and includes a nozzle that ejects liquid, a pressure chamber that communicates with the nozzle, and a drive signal that is driven by applying a drive signal. A liquid ejecting head having pressure generating means for causing pressure fluctuation in the liquid, and ejecting the liquid from the nozzle toward the landing target by driving the pressure generating means;
Drive signal generating means for generating a drive signal for driving the pressure generating means;
A support unit that is disposed at an interval with respect to the nozzle formation surface of the liquid jet head when performing the jetting operation, and supports the landing target,
The support means includes a main body portion facing a nozzle forming surface of the liquid jet head when performing a jetting operation, and a support portion protruding from the main body portion,
The support portion is made of a material in the same order as the polarity of the drive signal in the charge train, while at least a part of the main body portion of the drive signal is more in the charge train than the support portion. It is characterized by being made from a material in the order of the polarity opposite to the polarity.
本発明によれば、液体噴射ヘッドの移動時や着弾対象の搬送時に生じる気流や他の部材との摩擦により、支持部は駆動信号の極性と同極性に帯電する一方、本体部における少なくとも一部は駆動信号の極性とは反対極性に帯電する。また、液体噴射ヘッドのノズルから噴射された液体は、静電誘導により駆動信号の極性と同極性に帯電する。さらに、この液体の噴射に伴って生じるミストも駆動信号の極性と同極性に帯電する。これにより、支持部については、ミストとの間に斥力が作用するため、当該支持部に対するミストの付着が防止される。その結果、着弾対象に対するミストの汚染が抑制される。また、ミストは、本体部における少なくとも一部に静電気力によって捕集される。これにより、浮遊ミストが低減される。その結果、支持部や、装置内の他の構成部品（例えば、駆動モーター、駆動ベルト、リニアスケールなど）にミストが付着することがより確実に低減される。また、支持部等を帯電させるための部材を別途設ける必要がないため、省スペース化に寄与することができる。 According to the present invention, the support portion is charged with the same polarity as the polarity of the drive signal due to the airflow generated when the liquid ejecting head is moved or when the landing target is transported and friction with other members, while at least a part of the main body portion is charged. Is charged to a polarity opposite to that of the drive signal. Further, the liquid ejected from the nozzle of the liquid ejecting head is charged to the same polarity as the polarity of the drive signal by electrostatic induction. Further, the mist generated by the liquid ejection is also charged with the same polarity as the polarity of the drive signal. Thereby, about a support part, since repulsive force acts between mist, adhesion of the mist with respect to the said support part is prevented. As a result, contamination of mist on the landing target is suppressed. Moreover, mist is collected by electrostatic force at least in part in the main body. Thereby, floating mist is reduced. As a result, it is more reliably reduced that mist adheres to the support part and other components in the apparatus (for example, a drive motor, a drive belt, a linear scale, etc.). Further, it is not necessary to separately provide a member for charging the support portion and the like, which can contribute to space saving.
上記構成において、前記本体部の前記ノズル形成面に対向する側の面を構成する部分が、液体を吸収する吸収材である構成を採用する構成を採用することが望ましい。 In the above-described configuration, it is desirable to employ a configuration in which a portion constituting a surface of the main body portion facing the nozzle forming surface is an absorbent that absorbs liquid.
当該構成によれば、ミストが吸収材に吸収・保持されるので、回収されたミストの流れ出しが抑制される。その結果、支持部や装置内部のその他の構成部品へのミストの付着がさらに確実に防止される。 According to the said structure, since mist is absorbed and hold | maintained at an absorber, the flowing out of the collect | recovered mist is suppressed. As a result, it is possible to more reliably prevent mist from adhering to the support part and other components inside the apparatus.
上記構成において、前記支持部が、帯電列で前記着弾対象よりも前記駆動信号の極性と同極性側の順位にある材料から作製された構成を採用することが望ましい。 In the above-described configuration, it is preferable that the support portion is formed of a material that is in the same order as the polarity of the drive signal with respect to the landing target in the charging train.
当該構成によれば、簡単な構成でより確実に支持部を駆動信号の極性と同極性に帯電させることが可能となる。 According to this configuration, the support portion can be more reliably charged with the same polarity as the polarity of the drive signal with a simple configuration.
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、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、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式記録装置（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following, an ink jet recording apparatus (hereinafter referred to as a printer) will be described as an example of the liquid ejecting apparatus of the invention.
図１はプリンター１の構成を示す斜視図である。このプリンター１は、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド２が取り付けられると共に、液体供給源の一種であるインクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられるキャリッジ４と、記録動作時の記録ヘッド２の下方に配設されたプラテン５と、キャリッジ４を記録紙６（記録媒体および着弾対象の一種）の紙幅方向、即ち、主走査方向に往復移動させるキャリッジ移動機構７と、主走査方向に直交する副走査方向に記録紙６を搬送する搬送機構８と、を備えている。
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the
キャリッジ４は、主走査方向に架設されたガイドロッド９に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構７の作動により、ガイドロッド９に沿って主走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ４の主走査方向の位置は、リニアエンコーダー１０によって検出され、その検出信号、即ち、エンコーダーパルス（位置情報の一種）が、プリンター１のプリンターコントローラー５１（図５参照）に送信される。リニアエンコーダー１０は位置情報出力手段の一種であり、記録ヘッド２の走査位置に応じたエンコーダーパルスを、主走査方向における位置情報として出力する。
The carriage 4 is attached while being supported by a
キャリッジ４の移動範囲内における記録領域よりも外側の端部領域には、キャリッジの走査の基点となるホームポジションが設定されている。本実施形態におけるホームポジションには、記録ヘッド２のノズル形成面（ノズルプレート２４：図３参照）を封止するキャッピング部材１１と、ノズル形成面を払拭するためのワイパー部材１２とが配置されている。そして、プリンター１は、このホームポジションから反対側の端部へ向けてキャリッジ４が移動する往動時と、反対側の端部からホームポジション側にキャリッジ４が戻る復動時との双方向で記録紙６上に文字や画像等を記録する。
A home position serving as a base point for scanning of the carriage is set in an end area outside the recording area within the movement range of the carriage 4. In the home position in the present embodiment, a capping
図２は、プラテン５の構成を説明する図であり、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は長手方向の部分断面図である。主走査方向に長尺な板状の本体部１３と、当該本体部１３の上面（記録動作時における記録ヘッド２のノズル形成面に対向する側の面）の長手方向に沿って所定の間隔で突設された複数の支持突起１４（本発明における支持部に相当）と、を備えている。
2A and 2B are diagrams for explaining the configuration of the
各支持突起１４は、リブ状の突起である。各支持突起１４の上面は記録紙６を支える当接面となり、記録紙６の背面（インクが着弾する側の面とは反対側の面）を部分的に支える。また、各支持突起１４は、圧電振動子４６の駆動電極（後述する個別外部電極４３）に印加される駆動信号（噴射駆動パルスＤＰ（図６参照））と同極性に帯電しやすい材料から成る。本実施形態においては、駆動信号の噴射駆動パルスがプラス極性の電圧であるため、支持突起１４は、帯電列でよりプラス側に帯電しやすい材料から作製されている。プラス側に帯電しやすい材料としては、ナイロン系樹脂やＡＢＳ樹脂等が挙げられる。ＡＢＳ樹脂は、帯電列で記録紙６よりもプラス側の順位であるため、各支持突起１４は、記録紙６との摩擦によりプラスに帯電しやすくなっている。
Each
本実施形態における本体部１３の上面であって、各支持突起１４から外れた部分には、インク吸収材１３ａ（本発明における吸収材の一種）が配設されている。このインク吸収材１３ａは、例えばフェルトやスポンジ等で作製された吸液性を有する多孔質部材から成り、記録動作時の記録ヘッド２のノズル形成面（ノズルプレート２４）に対向する面を構成する。そして、インク吸収材１３ａは、帯電列で支持突起１４よりもマイナス側の順位にある材料から作製されている。マイナス側に帯電しやすい材料としては、ポリウレタン系樹脂等が挙げられる。ポリウレタン系樹脂は、帯電列で記録紙６よりもマイナス側の順位である。なお、樹脂材料は、ベースとなる樹脂に加えて必要とする機能（プラテン５に関わる機能としては帯電列や表面抵抗率、或いは耐摩耗性や耐熱性など）を満たすべく添加剤を加える事が多く、これによって樹脂材料の機能・性質は容易に変わる。このため、支持突起１４と本体部１３の材料の組み合わせは例示したものには限られない。要するに、帯電列で相対的に支持突起１４がプラス側８（駆動信号と同極性側）の順位、インク吸収材１３ａがマイナス側（駆動信号と反対極性側）の順位であれば、任意の組み合わせを採用することができる。なお、この構成によるミストの回収については後述する。
An
搬送機構８は、モーターによって回転駆動される給送駆動ローラー８ａと、この給送駆動ローラー８ａに圧接して従動回転する給送従動ローラー８ｂと、を備えている（図７参照）。図示しない給紙トレイから搬送機構８に到達した記録紙６は、給送駆動ローラー８ａと給送従動ローラー８ｂとによって挟持（ニップ）された状態で給送駆動ローラー８ａが回転することによりプラテン５側へと搬送される。記録面に画像等が記録された記録紙６は、図示しない排紙トレイ側に排出される。
The
図３は、記録ヘッド２の構成を説明する要部断面図である。この記録ヘッド２は、ケース１５と、このケース１５内に収納される振動子ユニット１６と、ケース１５の底面（先端面）に接合される流路ユニット１７と、カバー部材４５等を備えている。上記のケース１５は、例えば、エポキシ系樹脂により作製され、その内部には振動子ユニット１６を収納するための収納空部１８が形成されている。振動子ユニット１６は、圧力発生手段の一種として機能する圧電振動子２０と、この圧電振動子２０が接合される固定板２１と、圧電振動子２０に駆動信号を供給するフレキシブルケーブル２２とを備えている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part for explaining the configuration of the
図４は、振動子ユニット１６の構成を説明する素子長手方向の断面図である。同図に示すように、この圧電振動子２０は、共通内部電極３９と個別内部電極４０とで、圧電体４１を挟んで交互に積層して形成された積層型の圧電振動子である。ここで、共通内部電極３９は、全ての圧電振動子２０に共通な電極であり、接地電位に設定される。また、個別内部電極４０は、印加される駆動信号の噴射駆動パルス（図６参照。）に応じて電位が変動する電極である。そして、本実施形態では、圧電振動子２０における振動子先端から振動子長手方向（積層方向とは直交する方向）の半分程度まで若しくは３分の２程度までの部分が自由端部２０ａとなっている。また、圧電振動子２０における残りの部分、即ち、自由端部２０ａの基端から振動子基端までの部分が基端部２０ｂとなっている。
FIG. 4 is a cross-sectional view in the element longitudinal direction for explaining the configuration of the
自由端部２０ａには、共通内部電極３９と個別内部電極４０とが重なり合った活性領域（オーバーラップ部分）Ａが形成されている。これらの内部電極３９，４０に電位差を与えると、活性領域Ａの圧電体４１が作動して変形し、自由端部２０ａが振動子長手方向に変位して伸縮する。そして、共通内部電極３９の基端は、圧電振動子２０の基端面部で共通外部電極４２に導通している。一方、個別内部電極４０の先端は、圧電振動子２０の先端面部で個別外部電極４３に導通している。なお、共通内部電極３９の先端は圧電振動子２０の先端面部よりも少し手前（基端面側）に位置しており、個別内部電極４０の基端は自由端部２０ａと基端部２０ｂの境界に位置している。
An active region (overlap portion) A in which the common
個別外部電極４３（本発明における駆動電極に相当）は、圧電振動子２０の先端面部と、圧電振動子２０における積層方向の一側面である配線接続面（図４における上側の面）とに一連に形成された電極であり、配線部材としてのフレキシブルケーブル２２の配線パターンと各個別内部電極４０とを導通する。そして、この個別外部電極４３の配線接続面側の部分は、基端部２０ｂ上から先端側に向けて連続的に形成されている。共通外部電極４２は、圧電振動子２０の基端面部と、上記の配線接続面と、圧電振動子２０における積層方向の他側面である固定板取付面（図４における下側の面）とに一連に形成された電極であり、フレキシブルケーブル２２の配線パターンと各共通内部電極３９との間を導通する。そして、この共通外部電極４２における配線接続面側の部分は個別外部電極４３の端部よりも少し手前から基端面部側に向けて連続的に形成されており、固定部取付面側の部分は振動子の先端面部よりも少し手前の位置から基端側に向けて連続的に形成されている。
The individual external electrodes 43 (corresponding to drive electrodes in the present invention) are arranged in series on the tip surface portion of the
上記の基端部２０ｂは、活性領域Ａの圧電体４１の作動時においても伸縮しない非作動部である。この基端部２０ｂの配線接続面側にはフレキシブルケーブル１８が配置されており、基端部２０ｂ上で個別外部電極４３及び共通外部電極４２とフレキシブルケーブル２２とが電気的に接続される。そして、このフレキシブルケーブル２２を通して駆動信号が各個別外部電極４３に印加される。
The
流路ユニット１７は、流路形成基板２３の一方の面にノズルプレート２４を、流路形成基板２３の他方の面に振動板２５をそれぞれ接合して構成されている。この流路ユニット１７には、リザーバー２６（共通液室）と、インク供給口２７と、圧力室２８と、ノズル連通口２９と、ノズル３０とが設けられている。そして、インク供給口２７から圧力室２８及びノズル連通口２９を経てノズル３０に至る一連のインク流路が、各ノズル３０に対応して形成されている。
The
上記ノズルプレート２４は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル３０が列状に穿設されたステンレス等の金属製の薄いプレートである。このノズルプレート２４には、ノズル３０を列設してノズル列（ノズル群）が複数設けられており、１つのノズル列は、例えば１８０個のノズル３０によって構成される。このノズルプレート２４のノズル３０からインクが噴射される側の面が、本発明におけるノズル形成面に相当する。
The
上記振動板２５は、支持板３１の表面に弾性体膜３２を積層した二重構造である。本実施形態では、金属板の一種であるステンレス板を支持板３１とし、この支持板３１の表面に樹脂フィルムを弾性体膜３２としてラミネートした複合板材を用いて振動板２５を作製している。この振動板２５には、圧力室２８の容積を変化させるダイヤフラム部３３が設けられている。また、この振動板２５には、リザーバー２６の一部を封止するコンプライアンス部３４が設けられている。
The
上記のダイヤフラム部３３は、エッチング加工等によって支持板３１を部分的に除去することで作製される。即ち、このダイヤフラム部３３は、圧電振動子２０の自由端部２０ａの先端面が接合される島部３５と、この島部３５を囲む薄肉弾性部３６とからなる。上記のコンプライアンス部３４は、リザーバー２６の開口面に対向する領域の支持板３１を、ダイヤフラム部３３と同様にエッチング加工等によって除去することにより作製され、リザーバー２６に貯留された液体の圧力変動を吸収するダンパーとして機能する。
The diaphragm 33 is produced by partially removing the
そして、上記の島部３５には圧電振動子２０の先端面が接合されているので、この圧電振動子２０の自由端部２０ａを伸縮させることで圧力室２８の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力室２８内のインクに圧力変動が生じる。そして、記録ヘッド２は、この圧力変動を利用してノズル３０からインクを噴射させるようになっている。
Since the tip surface of the
カバー部材４５は、流路ユニット１７の側面やヘッドケース４１の側面を保護する部材であり、ステンレス鋼等の導電性を有する板材から作製されている。本実施形態におけるカバー部材４５の一部は、ノズルプレート２４のノズル３０を露出させた状態でノズル形成面の周縁部に当接しており、当該ノズルプレート２４に対して電気的に導通している。カバー部材４５は接地されており、ノズルプレート２４に接触して導通することで、例えば、記録紙６等から発生した静電気がノズルプレート２４を通じて伝達することによる駆動ＩＣ等の損傷やノズルプレート２４の帯電を防止するようになっている。
The
次に、プリンター１の電気的構成を説明する。
図５は、プリンター１の電気的な構成を説明するブロック図である。外部装置５０は、例えばコンピューターやデジタルカメラなどの画像を取り扱う電子機器である。この外部装置５０は、プリンター１と通信可能に接続されており、プリンター１において記録紙等の記録媒体に画像やテキストを印刷させるため、その画像等に応じた印刷データをプリンター１に送信する。
Next, the electrical configuration of the
FIG. 5 is a block diagram illustrating the electrical configuration of the
本実施形態におけるプリンター１は、搬送機構８、キャリッジ移動機構７、リニアエンコーダー１０、記録ヘッド２、及び、プリンターコントローラー５１を有する。
The
プリンターコントローラー５１は、プリンターの各部の制御を行うための制御ユニットである。プリンターコントローラー５１は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部５４と、ＣＰＵ５５と、記憶部５６と、駆動信号生成部５７と、を有する。インターフェース部５４は、外部装置５０からプリンター１へ印刷データや印刷命令を送ったり、外部装置５０がプリンター１の状態情報を受け取ったりする等プリンターの状態データの送受信を行う。ＣＰＵ５５は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。記憶部５６は、ＣＰＵ５５のプログラムや各種制御に用いられるデータを記憶する素子であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ（不揮発性記憶素子）を含む。ＣＰＵ５５は、記憶部５６に記憶されているプログラムに従って、各ユニットを制御する。
The
ＣＰＵ５５は、リニアエンコーダー１０から出力されるエンコーダーパルスＥＰからタイミングパルスＰＴＳを生成するタイミングパルス生成手段として機能する。そして、ＣＰＵ５５は、このタイミングパルスＰＴＳに同期させて印刷データの転送や、駆動信号生成部５７による駆動信号ＣＯＭの生成等を制御する。また、ＣＰＵ５５は、タイミングパルスＰＴＳに基づいて、ラッチ信号ＬＡＴ等のタイミング信号を生成して記録ヘッド２のヘッド制御部５３に出力する。ヘッド制御部５３は、プリンターコントローラー５１からのヘッド制御信号（印刷データおよびタイミング信号）に基づき、記録ヘッド２の圧電振動子２０に対する駆動信号ＣＯＭの噴射駆動パルスＤＰ（図６参照）の印加制御等を行う。
The
駆動信号生成部５７は、駆動信号の波形に関する波形データに基づいて、アナログの電圧信号を生成する。また、駆動信号生成部５７は、上記の電圧信号を増幅して駆動信号ＣＯＭを生成する。この駆動信号ＣＯＭは、記録媒体に対する印刷処理（記録処理或いは噴射処理）時に記録ヘッド２の圧力発生部である圧電振動子２０に印加されるものであり、繰り返し周期である単位期間内に、例えば図６に示す噴射駆動パルスＤＰを少なくとも１つ以上含む一連の信号である。ここで、噴射駆動パルスＤＰとは、記録ヘッド２のノズル３０から液滴状のインクを噴射させるために、圧電振動子２０に所定の動作を行わせるものである。
The
図６は、駆動信号ＣＯＭに含まれる噴射駆動パルスＤＰの構成の一例を示す波形図である。なお、図６において、縦軸は電位であり、横軸は時間である。また、噴射駆動パルスＤＰは、基準電位（中間電位）Ｖｂから最大電位（最大電圧）Ｖｍａｘまでプラス側に電位が変化して圧力室２８を膨張させる膨張要素ｐ１と、最大電位Ｖｍａｘを一定時間維持する膨張維持要素ｐ２と、最大電位Ｖｍａｘから基準電位Ｖｂよりも低い最小電位（最小電圧）Ｖｍｉｎまでマイナス側に電位が変化して圧力室２８を急激に収縮させる収縮要素ｐ３と、最小電位Ｖｍｉｎを一定時間維持する収縮維持（制振ホールド）要素ｐ４と、最小電位Ｖｍｉｎから基準電位Ｖｂまで電位が復帰する復帰要素ｐ５と、を含んでいる。
FIG. 6 is a waveform diagram showing an example of the configuration of the ejection drive pulse DP included in the drive signal COM. In FIG. 6, the vertical axis represents potential and the horizontal axis represents time. In addition, the ejection drive pulse DP has an expansion element p1 that expands the
噴射駆動パルスＤＰが圧電振動子２０に印加されると次のように作用する。まず、膨張要素ｐ１により圧電振動子２０が収縮し、これに伴って圧力室２８が基準電位Ｖｂに対応する基準容積から最大電位Ｖｍａｘに対応する最大容積まで膨張する。これにより、ノズル３０内で露出しているメニスカスが圧力室側に引き込まれる。この圧力室２８の膨張状態は、膨張維持要素ｐ２の印加期間中に亘って一定に維持される。膨張維持要素ｐ２の後に続いて収縮要素ｐ３が圧電振動子２０に印加されると、当該圧電振動子２０が伸長し、これにより、圧力室２８が上記最大容積から最小電位Ｖｍｉｎに対応する最小容積まで急激に収縮する。この圧力室２８の急激な収縮によって圧力室２８内のインクが加圧され、これにより、ノズル３０からは数ｐｌ〜数十ｐｌのインクが噴射される。この圧力室２８の収縮状態は、収縮維持要素ｐ４の印加期間に亘って短時間維持され、その後、制振要素ｐ５が圧電振動子２０に印加されて、圧力室２８が最小電位Ｖｍｉｎに対応する容積から基準電位Ｖｂに対応する基準容積まで復帰する。
When the ejection drive pulse DP is applied to the
ここで、本発明に係るプリンター１は、記録ヘッド２のノズル５６から噴射されるインクが、圧電振動子４６の駆動電極（個別外部電極４３）に印加される駆動電圧（噴射駆動パルスＤＰ）と同極性に帯電することを利用して、プラテン５の支持突起１４にミストが付着することを抑制すると共に、インク吸収材１３ａに当該ミストを回収する点に特徴を有している。
Here, in the
図７は、ミストの捕集について説明する模式図であり、（ａ）は、プラテン５上の記録紙６に対して記録ヘッド２のノズル３０からインクを噴射している状態（印刷処理が実行されている状態）、（ｂ）は、記録紙６がプラテン５を通過した後、記録ヘッド２の近傍に浮遊していたミストがプラテン５に捕集される状態、をそれぞれ示している。
本実施形態において、図７（ａ）に示すように、プラテン５上に記録紙６が搬送されて、当該記録紙６と支持突起１４とが摩擦することで、支持突起１４がプラスに帯電する。一方、インク吸収材１３ａは、記録紙６の搬送時や記録ヘッド２（キャリッジ４）の移動時に生じる気流との摩擦によりマイナスに帯電する。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the collection of mist. FIG. 7A is a state in which ink is ejected from the
In the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the recording paper 6 is conveyed on the
記録ヘッド２のノズル３０からインクが噴射される際、圧電振動子２０の個別外部電極４３に対して駆動信号ＣＯＭの駆動パルスＤＰ、即ち、プラスの電圧が入力されたとき、圧電振動子２０と圧力室２８との間は振動板２５の弾性体膜３２により絶縁されているので、圧力室２８内のインクにおける圧電振動子２０の近傍には、静電誘導によりマイナスの電荷が誘導される。また、これとは反対側となるノズル３０の近傍のインクには、プラスの電荷が誘導される。このプラス電荷はノズルプレート２４側に移動するが、ノズル３０から噴射されたインクにも僅かにプラス電荷が残る。ノズル３０から噴射されたインクは、記録紙６に向けて飛翔している間、レナード効果によりプラスの帯電が強まる。
When ink is ejected from the
ノズル３０から噴射されたインク滴は、記録紙６に着弾するまでの間、先頭のメイン液滴（主液滴）Ｍｄとそれよりも後のサテライト液滴（副液滴）Ｓｄに分離する。このサテライト液滴の一部又は全部は、空気の粘性抵抗により速度が低下し、記録紙６に到達することなくミスト化する。メイン液滴Ｍｄから分離したサテライト液滴ＳｄやミストＭｓもプラスに帯電する。記録紙６に着弾しなかったミストＭｓは、記録ヘッド２のノズルプレート２４の近傍で浮遊する。
The ink droplet ejected from the
上述したように、支持突起１４がプラスに帯電し、インク吸収材１３ａがマイナスに帯電する。プラスに帯電した支持突起１４に関しては、同じくプラスに帯電したミストとの間に斥力が作用するため、当該ミストの付着が抑制される。その結果、記録紙６の裏面にインクが付着することが防止される。一方、当該ミストＭｓは、図２（ｂ）および図７（ｂ）に示すように、マイナスに帯電したインク吸収材１３ａに静電気力によって吸着されて回収されて保持される。これにより、浮遊ミストが低減されると共に、回収されたミストの流れ出しが抑制される。その結果、支持突起１４やプリンター１の内部のその他の構成部品へのミストの付着がより確実に防止される。また、支持突起１４やインク吸収材１３ａを帯電させるための部材を別途設ける必要がないため、省スペース化に寄与することができる。
As described above, the
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。 By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the description of the scope of claims.
例えば、上記第１の実施形態では、プラテン５において、インク吸収材１３ａを、記録ヘッド２のノズル形成面に対向する側の面とした構成を例示したが、これには限られない。例えば、インク吸収材１３ａを設けることなく、プラテン５の本体部１３の少なくとも一部を、帯電列で支持突起１４よりもマイナス側の順位にある材料から作製する構成を採用することもできる。当該構成においても、ミストは支持突起１４を避けて本体部１３に付着するので、支持突起１４に対するインクの汚染を防止することができる。
For example, in the first embodiment, the configuration in which the
また、上記実施形態では、インクが噴射される際に生じるミストがプラスに帯電する構成を例示したが、これには限られない。例えば、圧電振動子に印加される駆動信号（噴射駆動パルスＤＰ）の極性がマイナスの構成では、条件によってはミストがマイナスに帯電する場合も考えられる。この場合、支持突起１４をマイナスに帯電しやすい材料で構成し、本体部１３の少なくとも一部をプラスに帯電しやすい材料で構成することもできる。この構成においても、ミストが支持突起１４に付着することが抑制される。
In the above embodiment, the configuration in which the mist generated when ink is ejected is positively charged is exemplified, but the present invention is not limited to this. For example, when the polarity of the drive signal (ejection drive pulse DP) applied to the piezoelectric vibrator is negative, the mist may be negatively charged depending on conditions. In this case, the
さらに、上記各実施形態では、圧力発生手段として、所謂縦振動型の圧電振動子２０を例示したが、これには限られず、例えば、所謂撓み振動型の圧電振動子を採用することも可能である。この場合、図６に例示した駆動信号（噴射駆動パルス）の波形に関し、電位の変化方向、つまり上下が反転した波形となる。その他、圧力発生手段としては、発熱によりインクを突沸させることで圧力変動を生じさせる発熱素子や、静電気力により圧力室の区画壁を変位させることで圧力変動を生じさせる静電アクチュエーターなど、電圧の印加により駆動される圧力発生手段を採用する構成においても本発明を適用することが可能である。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the so-called longitudinal vibration type
そして、本発明は、圧力発生手段を用いて液体の噴射制御が可能な液体噴射装置であれば、プリンターに限らず、プロッター、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置や、記録装置以外の液体噴射装置、例えば、ディスプレイ製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。そして、ディスプレイ製造装置では、色材噴射ヘッドからＲ（Ｒｅｄ）・Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）・Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各色材の溶液を噴射する。また、電極製造装置では、電極材噴射ヘッドから液状の電極材料を噴射する。チップ製造装置では、生体有機物噴射ヘッドから生体有機物の溶液を噴射する。 The present invention is not limited to a printer as long as it is a liquid ejecting apparatus capable of controlling the ejection of liquid using a pressure generating means, and various ink jet recording apparatuses and recording apparatuses such as a plotter, a facsimile machine, and a copying machine. The present invention can also be applied to other liquid ejecting apparatuses such as a display manufacturing apparatus, an electrode manufacturing apparatus, and a chip manufacturing apparatus. In the display manufacturing apparatus, a solution of each color material of R (Red), G (Green), and B (Blue) is ejected from the color material ejecting head. Moreover, in an electrode manufacturing apparatus, a liquid electrode material is ejected from an electrode material ejection head. In the chip manufacturing apparatus, a bioorganic solution is ejected from a bioorganic ejecting head.
１…プリンター，２…記録ヘッド，５…プラテン，６…記録紙，８…搬送機構，１３…本体部，１３ａ…インク吸収材，１３…支持突起，８ａ…給送駆動ローラー，２０…圧電振動子，２４…ノズルプレート，２８…圧力室，３０…ノズル，４２…共通外部電極，４３…個別外部電極，５７…駆動信号生成部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記圧力発生手段を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
噴射動作を行う際の前記液体噴射ヘッドのノズル形成面に対して間隔を空けて配置され、前記着弾対象を支持する支持手段と、を備え、
前記支持手段は、噴射動作を行う際の前記液体噴射ヘッドのノズル形成面に対向する本体部と、当該本体部に突設された支持部と、を有し、
前記支持部は、帯電列において、前記駆動信号の極性と同極性側の順位にある材料から作製される一方、前記本体部の少なくとも一部は、帯電列において前記支持部よりも前記駆動信号の極性とは反対極性側の順位にある材料から作製されたことを特徴とする液体噴射装置。 A nozzle that ejects liquid, a pressure chamber that communicates with the nozzle, and a pressure generation unit that is driven by application of a drive signal to cause a pressure fluctuation in the liquid in the pressure chamber. A liquid ejecting head that ejects liquid from a nozzle toward a landing target;
Drive signal generating means for generating a drive signal for driving the pressure generating means;
A support unit that is disposed at an interval with respect to the nozzle formation surface of the liquid jet head when performing the jetting operation, and supports the landing target,
The support means includes a main body portion facing a nozzle forming surface of the liquid jet head when performing a jetting operation, and a support portion protruding from the main body portion,
The support portion is made of a material in the same order as the polarity of the drive signal in the charge train, while at least a part of the main body portion of the drive signal is more in the charge train than the support portion. A liquid ejecting apparatus manufactured from a material having a polarity opposite to a polarity.
Priority Applications (1)
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2011
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