JP4266620B2 - 液体噴射装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体噴射ヘッドに形成されたノズル開口から被処理物に向けて液滴を噴射する液体噴射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の液体噴射装置の代表例としては、画像記録用のインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置がある。その他の液体噴射装置としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ELディスプレー、面発光ディスプレー(FED)等の電極形成に用いられる電極材(導電ペースト)噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。
【0003】
液体噴射装置の代表例であるインクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。
【0004】
このようなインクジェット式記録装置は、一般に、キャリッジ上に搭載されて記録紙等の記録媒体(被処理物)の幅方向(ヘッド走査方向)に往復移動するインクジェット式記録ヘッドと、記録媒体をヘッド走査方向と直交する方向(送り方向)に移動させる送り機構と、を備えており、さらに、記録ヘッドに対向して配置され、送り機構により搬送される記録媒体を裏面から支持して記録ヘッドに対する記録媒体の位置を規定するプラテンを備えている。
【0005】
このインクジェット式記録装置においては、印刷データに対応して記録ヘッドより記録媒体に対してインク滴を吐出させることで印刷が行われる。そして、キャリッジ上に搭載される記録ヘッドを、例えばブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のインクの吐出が可能なものとすることにより、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能としている。
【0006】
このインクジェット式記録装置を用いて記録媒体の縁部に余白を残すことなく記録媒体の表面の全体に対して印刷(いわゆる四辺縁無し印刷)を施す場合、記録媒体及びキャリッジの位置ずれに対する余裕を考慮して、記録媒体のサイズよりもやや広い領域に対して印刷を行うようにしている。
【0007】
すなわち、記録媒体の左右の側縁(送り方向に延在する縁)の部分に余白を残すことなく印刷を施すために、印刷時における記録ヘッドの走査範囲を、記録媒体の側縁よりも外側に外れる位置まで設定可能とされている。
【0008】
さらに、記録媒体の前後縁(ヘッド走査方向に延在する縁)の部分に余白を残すことなく印刷を施す際には、記録媒体の印刷開始時においては記録媒体の前縁よりも前側に外れる領域までを印刷対象領域に指定すると共に、記録媒体の印刷終了時においては記録媒体の後縁よりも後側に外れる領域までを印刷対象領域に指定する。
【0009】
そして、記録媒体から外れた領域に向けて吐出されたインク滴は、記録ヘッドに対向して記録媒体の背面側に配置された吸収部材(スポンジ、ベルイータ等)で吸収するようにしている。
【0010】
【特許文献1】
特開2002−86757号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、記録媒体の縁部に余白を残すことなく印刷を施す場合には、記録媒体の縁部から前後又は左右に外れた領域にまでインク滴が吐出されることになり、記録媒体の裏面側に回り込んだインクミストが記録媒体の裏面縁部に付着して記録媒体を汚損してしまうという問題があった。とくに、記録媒体に両面印刷を施す場合や、葉書のような両面を使用する記録媒体に印刷を施す場合において問題であった。
【0012】
また、一般に、記録媒体を送り方向に送るための送り機構は、記録媒体を挟み込んで送るように互いに対向配置されたローラを備えている。対向配置されたローラの一方は、金属ローラ表面にアルミナを焼き付けて摩擦力を向上させた構造からなる駆動ローラであり、他方のローラはプラスチックで形成された従動ローラである。
【0013】
そして、一般に、これらのローラと記録媒体との接触/剥離や、オートシートフィーダから記録媒体を供給する際の次の記録媒体とのこすり合わせ、或いは記録媒体の供給経路内での構造部材との接触などによって、印刷領域に送られた時点では記録媒体が帯電している。そして、このように記録媒体が帯電していると、上述した記録媒体裏面へのインクミストの付着が起こりやすくなる。
【0014】
このような問題を解消するために、帯電した記録媒体を除電するために除電ブラシ等の除電手段を設ける方法も考えられるが、この場合、除電手段の設置位置が、必然的に、一対のローラからなる送り機構よりも、送り方向の下流側となり、送り機構から印刷領域までの距離が長くなる。このため、記録媒体の送り精度の悪化や、記録媒体の浮き上がり等の問題が発生しやすくなってしまう。また、除電ブラシにより紙等の記録媒体をこすることにより紙粉等が発生してノズルに付着し、インク滴の吐出性能が悪化するという問題もある。
【0015】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであって、その目的とするところは、被処理物の縁部に余白を残すことなく液滴を付与する場合においても、被処理物の裏面縁部への液体ミストの付着を防止することができる液体噴射装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明による液体噴射装置は、ノズル開口に連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせて前記ノズル開口から液滴を吐出させる液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドをヘッド走査方向に走査させる走査機構と、前記液体噴射ヘッドから噴射された液滴が付与される被処理物を前記ヘッド走査方向に対して直交する送り方向に搬送する送り機構と、前記液体噴射ヘッドに対向して配置され、前記送り機構により搬送される前記被処理物をその裏面から支持して前記液体噴射ヘッドに対する前記被処理物の位置を規定するプラテンであって、前記液体噴射ヘッドから吐出された液滴を吸収する吸収部材を有するプラテンと、処理中の前記被処理物の裏面側であって前記液体噴射ヘッドに対向する領域に配置され、前記被処理物の縁からはみ出した領域に向けて吐出された液滴を静電気力によって捕捉する液滴捕捉電極であって、前記被処理物とは接触しないように配置された液滴捕捉電極と、を備え、前記液滴捕捉電極は、金属製の針部材によって構成されており、前記金属製の針部材は、その基端部が前記吸収部材中に埋設されており、その先端部が前記吸収部材の上面から上方に向けて突出している、ことを特徴とする。
【0022】
また、好ましくは、前記液滴捕捉電極の表面に絶縁処理が施されている。
【0023】
また、好ましくは、前記液滴捕捉電極の表面に防錆処理が施されている。
【0025】
また、好ましくは、前記被処理物を帯電させるための帯電手段をさらに備える。
【0026】
また、好ましくは、前記帯電手段は、コロナ放電器又は帯電ブラシを有する。
【0027】
また、好ましくは、前記送り機構は、前記被処理物を前記プラテン上に送るためのローラを有し、前記帯電手段は、前記ローラの表面を清浄にするローラクリーナを有する。
【0028】
また、好ましくは、前記被処理物に高電圧を印加して前記被処理物を高電位に保持するための電圧印加手段をさらに有する。
【0029】
また、好ましくは、前記液滴捕捉電極は接地されている。
【0030】
また、好ましくは、前記液滴捕捉電極に高電圧を印加して前記液滴捕捉電極を高電位に保持するための電圧印加手段をさらに有する。
【0031】
また、好ましくは、前記送り方向における前記液体噴射ヘッドよりも下流側に、前記被処理物から静電気を除去する除電手段を設ける。
【0032】
また、好ましくは、前記除電手段は、除電ブラシを有する。
【0033】
また、好ましくは、前記除電ブラシは、前記被処理物の裏面に当接される。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェット式記録装置について、図面を参照して説明する。
【0035】
本実施形態によるインクジェット式記録装置は、ノズル開口に連通する圧力室に対応して設けられた圧力発生素子により、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせてノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッドの一種)を備えている。圧力発生素子としては、例えば圧電振動子を用いることができる。
【0036】
図1及び図2は、本実施形態によるインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図であり、図3は同インクジェット式記録装置のプラテン及びその周囲を拡大して示した図である。図1中符号1はキャリッジであり、このキャリッジ1はキャリッジモータ2により駆動されるタイミングベルト3を介して、ガイド部材4に案内されてプラテン5の軸方向に往復移動されるように構成されている。プラテン5は、記録紙6(被処理物の一種)をその裏面から支持して記録ヘッド12に対する記録紙6の位置を規定する。
【0037】
キャリッジ1、キャリッジモータ2、タイミングベルト3、及びガイド部材4は、インクジェット式記録ヘッド12をキャリッジ1と共にヘッド走査方向に走査させる走査機構を構成している。
【0038】
インクジェット式記録ヘッド12は、複数のノズル開口12aのそれぞれに連通する複数の圧力室12bを有し、キャリッジ1の記録紙6に対向する側に搭載されている。また、キャリッジ1には、記録ヘッド12にインクを供給するインクカートリッジ7が着脱可能に装着されている。
【0039】
インクジェット式記録装置の非印刷領域であるホームポジション(図1中、右側)にはキャップ部材13が配置されており、このキャップ部材13はキャリッジ1に搭載された記録ヘッド12がホームポジションに移動した時に、記録ヘッド12のノズル形成面に押し当てられてノズル形成面との間に密閉空間を形成するように構成されている。そして、キャップ部材13の下方には、キャップ部材13により形成された密閉空間に負圧を与えるためのポンプユニット10が配置されている。
【0040】
キャップ部材13の印刷領域側の近傍には、ゴムなどの弾性板を備えたワイピング手段11が記録ヘッド12の移動軌跡に対して例えば水平方向に進退できるように配置されていて、キャリッジ1がキャップ部材13側に往復移動するに際して、必要に応じて記録ヘッド12のノズル形成面を払拭することができるように構成されている。
【0041】
本実施形態によるインクジェット式記録装置は、さらに、記録ヘッド12により印刷処理が行われる記録紙6をヘッド走査方向に対して直交する送り方向に間欠的に搬送する送り機構を備えている。
【0042】
図3に示したように送り機構は、記録紙6を挟み込んでプラテン5上へ送るために互いに対向配置された給紙ローラ14a、14bと、印刷された記録紙6を排出するために互いに対向配置された排紙ローラ15a、15bと、を備えている。なお、給紙ローラ14a及び排紙ローラ15aは従動ローラであり、給紙ローラ14b及び排紙ローラ15bは駆動ローラである。
【0043】
図3から分かるようにプラテン5は、給紙方向(送り方向)Fと平行な方向に延びる複数のインク受け縦開口5c、5d、5e、5fと、給紙方向Fに対して直交するヘッド走査方向に延びる複数のインク受け横開口5a、5bとが形成されている。
【0044】
複数のインク受け縦開口5c、5d、5e、5fのうち、一対のインク受け開口5cはA3サイズの記録紙6の左右端がそれぞれ真上を通過するように配置されており、一対のインク受け開口5dはB4サイズの記録紙6の左右端がそれぞれ真上を通過するように配置されており、一対のインク受け開口5eはA4サイズの記録紙6の左右端がそれぞれ真上を通過するように配置されており、一対のインク受け開口5fはB5サイズの記録紙6の左右端がそれぞれ真上を通過するように配置されている。
【0045】
また、複数のインク受け横開口5a、5bは、給紙側に配置されている給紙側インク受け開口5aと、排紙側に配置されている排紙側インク受け開口5bとからなる。
【0046】
これらのインク受け開口5a、5b、5c、5d、5e、5fには、いずれも、記録ヘッド12から吐出されたインクを吸収する吸収部材16が配置されている。吸収部材16は、スポンジ、ベルイータ等で形成することができる。
【0047】
次に、図4乃至図6を参照して、本実施形態の参考例によるインクジェット式記録装置のインク捕捉電極について説明する。
【0048】
図4乃至図6に示したインク捕捉電極20は金属ワイヤで形成されており、印刷中の記録紙6の裏面側に位置するようにして記録ヘッド12に対向する領域に配置されている。より具体的には、インク捕捉電極20は、プラテン5の吸収部材16の上面に載置されている。図4から分かるようにインク捕捉電極20は、ヘッド走査方向に沿って延在する横部分20aと、送り方向に沿って延在する縦部分20bと、を有する。横部分20aと縦部分20bとは連続的に形成されており、インク捕捉電極20は環状をなしている。
【0049】
インク捕捉電極20は接地されている。また、インク捕捉電極20の表面には絶縁処理が施されている。さらに、インク捕捉電極20の表面には防錆処理が施されている。
【0050】
図6に示したようにインク捕捉電極20は、記録紙6の縁6aからはみ出した領域に向けて吐出されたインク滴31を静電気力によって捕捉するものである。つまり、すでに述べたように、一般的に、印刷領域に送られてきた記録紙6は給紙ローラ14a、14bとの接触/剥離等によって帯電しているため、記録紙6の背面側に位置する金属ワイヤからなるインク捕捉電極20と帯電した記録紙6との間には、図6中符号30で示したような電気力線30が存在する。図6に示したようにインク捕捉電極20に向かって密度が高くなる電気力線30が存在することにより、誘電分極を起こしたインクミスト31がインク捕捉電極20の方向に引き寄せられる。
【0051】
そして、インク捕捉電極20側に引き寄せられたインクミスト31は、インク捕捉電極20の表面に付着して吸収部材16上に流れ落ちるか、或いは吸収部材16上に直接付着する。
【0052】
このように本実施形態によれば、記録紙6の縁6aをはみ出した領域に向けて吐出されたインク滴をインク捕捉電極20で引き寄せて吸収部材16で捕集することができるので、記録紙6の縁部に余白を残すことなく印刷を施す場合においても、記録紙6の裏面縁部へのインクミストの付着を防止することができる。
【0053】
なお、インク捕捉電極20の表面には絶縁処理及び防錆処理が施されているので、インクによる電気分解や錆の発生によるインク捕捉電極20の損傷を防止することができる。
【0054】
上記実施形態の参考例の一変形例としては、図7に示したように断面が三角形をなす金属製の細長部材(金属フレーム)によってインク捕捉電極20を形成することができる。この場合、三角形の1つの頂点が記録紙6の裏面側に位置するようにしてインク捕捉電極20を配置する。一般に電極先端が鋭いほど電界が集中するので、本変形例のように三角形断面の金属製細長部材によってインク捕捉電極20を形成することにより、インクミスト31の捕集をより確実に行うことができる。
【0055】
本発明の一実施形態として、図8に示したように複数の金属製針部材によってインク捕捉電極20を構成する。金属製針部材はその基端部が吸収部材16中に埋設されており、その先端部が吸収部材16の上面から上方に向けて突出している。また、複数の金属製針部材は、図4に示したワイヤ部材からなるインク捕捉電極20の延在位置に対応して配置される。本変形例によれば、インク捕捉電極20は鋭い先端を複数備えているので、インクミストの捕集をより確実に行うことができる。
【0056】
また、他の変形例としては、図9に示したように、記録紙6が印刷領域に送られる前に、記録紙6を積極的に帯電させるための帯電手段40をさらに設けることができる。帯電手段40としては、コロナ放電器や、アクリル繊維、塩化ビニル繊維等からなる帯電ブラシを用いることができる。或いは、帯電手段として、図3に示した給紙ローラ14a、14bの表面を清浄にするローラクリーナを設けることにより、給紙ローラ14a、14bと記録紙6との剥離帯電を促進することができる。
【0057】
このように帯電手段40によって記録紙6を積極的に帯電させることにより、図6を用いて説明したインクミスト31の捕集効果を高めることができる。
【0058】
なお、帯電手段40として帯電ブラシを用いる場合、図9に示したように給紙ローラ14a、14bよりも給紙方向F(図3参照)の上流側に帯電ブラシ40を配置することができるので、帯電ブラシの設置によって給紙ローラ14a、14bから印刷領域までの距離が長くなるようなことはない。また、帯電ブラシにより記録紙6をこする際に紙粉が発生した場合でも、帯電した記録紙6の静電気力によって紙粉が記録紙6に吸着されるので、飛び散った紙粉がノズル開口に付着するようなこともない。
【0059】
また、図9に示したように、印刷領域の下流側に、記録紙6の裏面に当接するようにして除電ブラシ45を配置しても良い。この除電ブラシ45によって、印刷終了後の記録紙6を確実に除電することができる。印刷直後はインクが乾燥していない場合があり、印刷面のインク汚れ防止のために、除電ブラシ45は記録紙6の裏面、即ち印刷面の反対側の面に配置することが望ましい。
【0060】
また、他の変形例としては、図10に示したように、記録紙6に高電圧を印加して記録紙6を高電位に保持するための電圧印加手段41を設けても良い。この電圧印加手段41は高電圧源42を有している。
【0061】
本変形例によれば、例えば記録紙6が湿気を帯びており、記録紙6上の電荷が放電されやすく、そのために記録紙6の電位が安定しないような環境下であっても、電圧印加手段41によって記録紙6を安定的に高電位に保持することができるので、静電気力によってインク滴を確実に捕捉することができる。
【0062】
また、他の変形例としては、図11に示したように、インク捕捉電極20に高電圧を印加してインク捕捉電極20を高電位に保持するための電圧印加手段43を設けても良い。この電圧印加手段43は高電圧源44を有している。
【0063】
本変形例によれば、記録紙6が帯電していない場合においても、接地されたメカフレームやノズルプレートと、電圧印加手段43によって高電位に保持されたインク捕捉電極20との間に電位差が発生し、インク捕捉電極20に電界が集中するので、静電気力によってインク滴を確実に捕捉することができる。
【0064】
また、上記実施形態の参考例の他の変形例としては、金属ワイヤ等でインク捕捉電極を構成するかわりに、吸収部材16を捕捉電極として用いても良く、これにより上記と同様の効果を得ることができる。この場合、吸収部材16は、ポリエチレンやポリウレタンにカーボン等の導電性材料を混入させて発泡形成して導電性を付与したものを用いることができる。或いは、四辺縁無し印刷の実施前に、ミストが飛散しない程度の低速で記録ヘッド12を走査させながら吸収部材16にインク滴を吐出して、吸収部材16を湿らすことにより導電性を付与することもできる。前述したようにインク捕捉電極としての吸収部材16の一端は接地され、或いは高圧電源44に電気的に導通されている。本変形例によれば、金属ワイヤ等の専用の捕捉電極が不要となるため、より安価な構成で上記と同様の効果を得ることができる。
【0065】
【発明の効果】
以上述べたように本発明による液体噴射装置によれば、被処理物の縁をはみ出した領域に向けて吐出された液滴を液滴捕捉電極で引き寄せて捕集することができるので、被処理物の縁部に余白を残すことなく液滴を付与する場合においても、被処理物の裏面縁部への液体ミストの付着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図。
【図2】 本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェット式記録装置の概略構成を示した他の斜視図。
【図3】 図1及び図2に示したインクジェット式記録装置のプラテン及びその周囲を拡大して示した図。
【図4】 本発明の参考例として、図1及び図2に示したインクジェット式記録装置のインク捕捉電極及びその周囲を拡大して示した平面図。
【図5】 本発明の参考例として、図1及び図2に示したインクジェット式記録装置のインク捕捉電極及びその周囲を拡大して示した断面図。
【図6】 本発明の参考例として、図4及び図5に示したインク捕捉電極の作用を説明するための図。
【図7】 本発明の参考例として、図4及び図5に示したインク捕捉電極の一変形例を示した断面図。
【図8】 本発明の一実施形態として、図4及び図5に示したインク捕捉電極の他の変形例を示した断面図。
【図9】 図4及び図5に示した実施形態の一変形例を示した断面図。
【図10】 図4及び図5に示した実施形態の他の変形例を示した断面図。
【図11】 図4及び図5に示した実施形態の他の変形例を示した断面図。
【符号の説明】
1 キャリッジ
5 プラテン
6 記録紙(被処理物)
12 インクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)
14a、14b 給紙ローラ
20 インク捕捉電極(液体捕捉電極)
20a インク捕捉電極の横部分
20b インク捕捉電極の縦部分
40 帯電手段
41、43 電圧印加手段
42、44 高圧電源
Claims (12)
- ノズル開口に連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせて前記ノズル開口から液滴を吐出させる液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドをヘッド走査方向に走査させる走査機構と、
前記液体噴射ヘッドから噴射された液滴が付与される被処理物を前記ヘッド走査方向に対して直交する送り方向に搬送する送り機構と、
前記液体噴射ヘッドに対向して配置され、前記送り機構により搬送される前記被処理物をその裏面から支持して前記液体噴射ヘッドに対する前記被処理物の位置を規定するプラテンであって、前記液体噴射ヘッドから吐出された液滴を吸収する吸収部材を有するプラテンと、
処理中の前記被処理物の裏面側であって前記液体噴射ヘッドに対向する領域に配置され、前記被処理物の縁からはみ出した領域に向けて吐出された液滴を静電気力によって捕捉する液滴捕捉電極であって、前記被処理物とは接触しないように配置された液滴捕捉電極と、を備え、
前記液滴捕捉電極は、金属製の針部材によって構成されており、前記金属製の針部材は、その基端部が前記吸収部材中に埋設されており、その先端部が前記吸収部材の上面から上方に向けて突出している、ことを特徴とする液体噴射装置。 - 前記液滴捕捉電極の表面に絶縁処理が施されている請求項1記載の液体噴射装置。
- 前記液滴捕捉電極の表面に防錆処理が施されている請求項1又は2に記載の液体噴射装置。
- 前記被処理物を帯電させるための帯電手段をさらに備えた請求項1乃至3のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
- 前記帯電手段は、コロナ放電器又は帯電ブラシを有する請求項4記載の液体噴射装置。
- 前記送り機構は、前記被処理物を前記プラテン上に送るためのローラを有し、
前記帯電手段は、前記ローラの表面を清浄にするローラクリーナを有する請求項4又は5に記載の液体噴射装置。 - 前記被処理物に高電圧を印加して前記被処理物を高電位に保持するための電圧印加手段をさらに有する請求項1乃至6のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
- 前記液滴捕捉電極は接地されている請求項1乃至7のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
- 前記液滴捕捉電極に高電圧を印加して前記液滴捕捉電極を高電位に保持するための電圧印加手段をさらに有する請求項1乃至7のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
- 前記送り方向における前記液体噴射ヘッドよりも下流側に、前記被処理物から静電気を除去する除電手段を設けた請求項1乃至9のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
- 前記除電手段は、除電ブラシを有する請求項10記載の液体噴射装置。
- 前記除電ブラシは、前記被処理物の裏面に当接される請求項11記載の液体噴射装置。
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