WO2005021273A1

WO2005021273A1 - 静電吸引型流体吐出方法およびその装置

Info

Publication number: WO2005021273A1
Application number: PCT/JP2004/012027
Authority: WO
Inventors: Hidetsugu Kawai; Shigeru Nishio; Haruhiko Deguchi; Shigeaki Kakiwaki; Kazuhiro Murata
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha; National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2004-08-20
Publication date: 2005-03-10
Also published as: TW200520979A; JP2005074634A; US20070195152A1; US7922295B2; JP4044012B2; TWI245709B

Abstract

　インクジェット装置は、ノズル（４）内のインク（２）を帯電させ、ノズル（４）から記録媒体（８）に達する第１の電界により、インク（２）をインク吐出孔（４ｂ）から記録媒体（８）に吐出させる。インクジェット装置は、ノズル（４）の近傍位置に配置されたインク捕集部（１４）を有し、ノズル（４）から吐出された吐出物を捕集するためのインク捕集装置（１３）と、インク（２）またはインク（２）の粘度が変化したものからなる吐出物をノズル（４）から吐出させ、かつこの吐出物をインク捕集部により吸引する第２の電界を生じさせる電圧を、ノズル（４）とインク捕集部（１４）との間に印加する。これにより、静電気力を利用して流体を吐出させる構成において、吐出ヘッドの目詰まりを任意の位置で迅速に取り除くことができ、さらには初期吐出変動が少なく吐出信頼性を高めることができる。

Description

明細書

静電吸引型流体吐出方法およびその装置

技術分野

[0001] 本発明は、ノズル内に供給されたインク等の流体を帯電させて静電吸引することで

、対象物上に吐出する静電吸引型流体吐出方法およびその装置に関する。

背景技術

[0002] 一般に、インク等の流体を対象物（記録媒体)上に吐出する流体ジェット方式には種々の方式がある。ここでは、流体としてインクを用いたインクジェット方式について説明する。

[0003] オンデマンドタイプのインクジェット方式としては、圧電現象を利用したピエゾ方式、インクの膜沸騰現象を利用したサーマル方式、および静電気現象を利用した静電吸引方式等が開発されている。特に近年では、インクジェット方式の高解像度化の要求が強くなつている。高解像度のインクジェット記録を実現するには、吐出したインク液滴の微小化が不可欠である。

[0004] ここで、ノズルから吐出したインク液滴が記録媒体に着弾するまでの挙動は、

ink - (4/3· π -d³) -dv/dt

= - Cd-(l/2- ρ_&ίΓ·ν)·(π -d²/4) (1)

で示される運動方程式によって表すことができる。

[0005] 上記 p inkはインクの体積密度、 Vは液滴体積、 Vは液滴速度、 Cdは抗カ係数、 p airは空気の密度、 dはインク液滴半径であり、 Cdは、

Cd = 24/Re- (1+3/16 -Re⁰⁶²) (2)

によって表すことができる。

[0006] 上記（2)式に記載の Reはレイノルズ数であり、 r?を空気の粘度として、

Re = 2-d- ink- ν/ η (3)

によって表すことができる。

[0007] 上記（1)式にぉ、て、液滴半径の影響は、左辺のインク液滴の運動エネルギーに対する影響の方が、右辺の空気の粘性抵抗に対する影響よりも大きい。このため、同一速度の場合、液滴が小さくなればなるほど液滴速度の減速が早ぐ所定の距離離れた記録媒体に到達できな、か、あるいは到達しても着弾精度が悪くなつてしまう。

[0008] このような事態を防ぐには、液滴の吐出初速度を大きくすること、すなわち単位体積当たりの吐出エネルギーを大きくすることが必要である。

[0009] しかしながら、従来のピエゾ方式およびサーマル方式のインクジェットヘッドでは、吐出液滴を微少化した場合、すなわち吐出液滴の単位体積当たりの吐出エネルギ一を大きくした場合に、以下に示す (A)—（C)の問題点を有する。このため、吐出液滴量を lpl以下とすること、すなわち液滴の直径 (以下、液滴径と称する）を φ 10 m 以下にすることが特に難し力つた。

[0010] 問題点（A)：ピエゾ方式のインクジェットヘッドの吐出エネルギーは、駆動する圧電素子の変位量および発生圧力と関わっている。一方、圧電素子の変位量は、インク吐出量すなわちインク液滴サイズと密接に関わっており、液滴サイズを小さくするには、圧電素子の変位量を小さくする必要がある。このため、吐出液滴の単位体積当たりの吐出エネノレギ一の向上が困難である。

[0011] 問題点（B)：サーマル方式のインクジェットヘッドでは、インクの膜沸騰現象を利用しているので、バブル形成時の圧力には物理的な限界があり、インクの吐出エネルギ一は加熱素子の面積によりほぼ定まってしまう。この加熱素子の面積は、発生バブルの体積、すなわちインク吐出量にほぼ比例する。このため、インク液滴サイズを小さくすれば、発生バブルの体積が小さくなり、これに比例して吐出エネルギーが小さくなる。したがって、吐出液滴の単位体積当たりの吐出エネルギーの向上が困難である。

[0012] 問題点（C)：ピエゾ方式およびサーマル方式とも駆動 (加熱）素子の駆動量が吐出量に密接に関わるため、特に微少な液滴サイズを吐出する場合、そのバラツキを抑えることが非常に難しい。

[0013] そこで、上記の各問題点を解消するための方式として、静電吸引方式による微小液滴の吐出方法の開発が行われている。

[0014] 静電吸引方式では、ノズルから吐出したインク液滴の運動方程式は、

ink - (4/3 · π -d³) -dv/dt

= q'E— Cd^,(l/2 ^> p air'v ·( π•d²/4) · · · · · (4) で示される。なお、 qは液滴の電荷量、 Eは周囲の電界強度である。

[0015] 上記 (4)式から、静電吸引方式では、吐出された液滴は吐出エネルギーとは別に飛翔中にも静電力を受ける。このため、単位体積当たりの吐出エネルギーを軽減でき、微小液滴の吐出への適用が可能となる。

[0016] このような静電吸引方式のインクジェット装置（以下、静電吸引型インクジェット装置と称する）として、例えば特開平 8— 238774号公報 (特許文献 1)には、ノズルより内部に電圧印加用の電極を設けたインクジェット装置が開示されている。また、特開 20 00— 127410号公報 (特許文献 2)には、ノズルをスリットとして、ノズルより突出した針電極を設け微粒子を含むインクを吐出するインクジェット装置が開示されている。

[0017] 上記特許文献 1に開示されたインクジェット装置について、図 21を参照しながら以下に説明する。図 21はインクジェット装置を模式的に示す断面である。

[0018] 図 21において、 101はインク噴射室、 102はインク、 103はインク室、 104はノズル孔、 105はインクタンク、 106はインク供給路、 107は回転ローラ、 108は記録媒体、 110は制御素子部、 111はプロセス制御部を示して、る。

[0019] さらに、 114はインク噴射室 101のインク室 103内に配設された静電界印加用電極部、 115は回転ローラ 107に設置された金属ドラム力もなる対向電極部、 116は対向電極部 115に数千 Vの負電圧を印加するバイアス電源部である。 117は静電界印加用電極部 114に数百 Vの高電圧を供給する高圧電源部、 118は接地部である。

[0020] ここで、静電界印加用電極部 114と対向電極部 115との間において、対向電極部 1 15に印加されて!、る数千 Vの負電圧のバイアス電源部 116と数百 Vの高圧電源部 1 17の高圧電圧とが重畳されて、重畳電界が形成されており、この重畳電界によってノズル孔 104からのインク 102の吐出が制御されている。また、 119は対向電極部 115 に印加された数千 Vのバイアス電圧によってノズル孔 104に形成される凸状のメニスカスである。

[0021] 以上のように構成された静電吸引方式のインクジェット装置の動作について、以下に説明する。

[0022] まず、インクタンク 105内のインク 102は、毛細管現象により、インク供給路 106を伝わってインク噴射室 101のノズル孔 104まで移送される。このとき、ノズル孔 104に対向配置された電極部 115におけるノズル孔 104との対向面には記録媒体 108が配置されている。

[0023] ノズル孔 104まで達したインク 102は、対向電極部 115に印加された数千 Vのバイァス電圧によって凸状のインクメニスカス 119に形成される。また、インク室 103内に配設された静電界印加用電極部 114に数百 Vの高圧電源部 117から信号電圧を印加すると、この電圧と対向電極部 115に印加されたバイアス電源部 116からの電圧とが重畳され、重畳電界によってインク 102は記録媒体 108に吐出され、印字画像が形成される。

[0024] 次に、上記特許文献 1に開示されたインクジェット装置における液滴の飛翔までのメニスカスの挙動を、図 22 (a)—図 22 (c)を参照しながら以下に説明する。

[0025] 駆動電圧を印加する前は、図 22 (a)に示すように、インクに加えられて!/、るバイアス電圧による静電力とインクの表面張力の釣り合いにより、ノズル孔 104におけるインク表面に盛り上がったメニスカス 119aが形成された状態となっている。

[0026] 上記の状態で駆動電圧を印加すると、図 22 (b)に示すように、メニスカス 119bは、液表面に発生した電荷が液面の盛り上がりの中心に寄り初め、それにより液面の盛り上がりの中心が高くなる。

[0027] その後、駆動電圧を印加し続けると、図 22 (c)に示すように、液表面に発生した電荷が更に中心に集中することによりテーラーコーンとよばれる半月状のメニスカス 11 9cが形成され、該テーラーコーンの頂部に集中した電荷量による静電力がインクの表面張力を超えた段階で液滴の分離が行われ吐出される。

[0028] 次に、上記特許文献 2に開示されたインクジェット装置について、図 23を参照しな力以下に説明する。図 23は、インクジェット装置の概略構成図である。

[0029] インクジェット装置の保持部材内部には、図 23に示すように、インクジェットヘッドとして低誘電体材料 (アクリル榭脂、セラミックス等)で形成されたライン型の記録ヘッド 211、該記録ヘッド 211のインク吐出口に対向するように配置された金属または高誘電体製の対向電極 210、非導電性のインク媒体に帯電顔料粒子を分散させたインクを蓄えておくためのインクタンク 212、インクタンク 212と記録ヘッド 211との間でインクを循環させるインク循環系（ポンプ 214a,214b、パイプ 215a, 215b)、記録画像の 1画素を形成するインク液滴を引くためのパルス電圧を各吐出電極 21 laにそれぞれ印加するパルス電圧発生装置 213、画像データに応じてパルス電圧発生装置 213 を制御する駆動回路 (図示せず)、記録ヘッド 211と対向電極 210との間に設けられた間隙に記録媒体 Aを通過させる記録媒体搬送機構 (図示せず)、装置全体を制御するコントローラ (図示せず)等が収容されている。

[0030] 上記インク循環系は、記録ヘッド 211とインクタンク 212との間をつなぐ 2本のパイプ 215a,215b、コントローラの制御によって駆動される 2台のポンプ 214a,214bによつて構成されている。

[0031] そして、上記インク循環系は、記録ヘッド 211にインクを供給するためのインク供給系と、記録ヘッド 211からインクを捕集するためのインク捕集系とに分けられている。

[0032] インク供給系では、インクタンク 212内力もインクがポンプ 214aで吸い上げられ、それがパイプ 215aを介して記録ヘッド 211のインク供給部へと圧送される。一方、インク捕集系では、記録ヘッド 211のインク捕集部からインクがポンプ 214bで吸引され、それがパイプ 215bを介してインクタンク 212へと強制的に捕集される。

[0033] また、上記記録ヘッド 211には、図 24に示すように、インク供給系のパイプ 215aから送り込まれたインクをライン幅に広げるインク供給部 220a、インク供給部 220aからのインクを山形に導くインク流路 221、インク流路 221とインク回収系の前記パイプ 21 5bとをつなぐインク回収部 220b、インク流路 221の頂上部を前記対向電極 210側に開放する適当な幅 (約 0.2mm)のスリット状インク吐出口 222、所定のピッチ (約 0.2m m)でインク吐出口 222内に配列された複数の吐出電極 21 la、各吐出電極 21 laの両側および上面にそれぞれ配置された低誘電体製 (例えば、セラミック製)の仕切り壁 223力設けられている。

[0034] 上記各吐出電極 21 laは、それぞれ、銅、ニッケル等の金属で形成され、その表面には、濡れ性のよい顔料付着防止用低誘電体膜 (例えば、ポリイミド膜)が形成されている。また、各吐出電極 21 laの先端は、三角錐形状に成形されており、それぞれが適当な長さ（70 μ m— 80 μ m)だけインク吐出口 222力ら対向電極 210側に向力つて突出している。

[0035] 上記の構成において、上述した図示しない駆動回路は、コントローラの制御に応じて、画像データに含まれている階調データに応じた時間だけ制御信号をパルス電圧発生装置 213に与える。これにより、パルス電圧発生装置 213は、その制御信号の種類に応じたパルストップのパルス Vpをバイアス電圧 Vbにのせた高電圧信号をバイァス電圧 Vbに重畳して出力する。

[0036] そして、コントローラは、画像データが転送されてくると、インク循環系の 2台のボンプ 214a,214bを駆動する。これにより、インク供給部 220aからインクが圧送されるとともにインク回収部 220bが負圧となり、インク流路 221を流れているインク力各仕切り壁 223の隙間を毛細管現象で這い上がり、各吐出電極 21 laの先端にまで濡れ広がる。このとき各吐出電極 21 laの先端付近のインク液面には負圧が力かっているため、各吐出電極 21 laの先端には、それぞれ、インクメニスカスが形成される。

[0037] さらに、コントローラによって、記録媒体搬送機構が制御されることで、所定の方向に記録媒体 Aが送られるとともに、駆動回路を制御することによって、吐出電極 21 la との間に前述の高電圧信号が印加される。

[0038] 次に、上記特許文献 2に開示されたインクジェット装置における液滴の飛翔までのメニスカスの挙動を、図 25—図 28を参照しながら以下に説明する。

[0039] 図 25に示すように、パルス電圧発生装置 213からのパルス電圧が記録ヘッド 211 内の吐出電極 21 laに印加されると、吐出電極 21 la側から対向電極 210側に向力う電場が発生する。ここでは、先端の鋭利な吐出電極 21 laを用いているため、その先端付近に最も強ヽ電場が発生してヽる。

[0040] このような電場が発生すると、図 26に示すように、インク溶媒中の個々の帯電顔料粒子 201aは、それぞれ、この電場力及ぼされる力 fE (図 25)によってインク液面に向かって移動する。これにより、インク液面付近の顔料濃度が濃縮される。

[0041] このように顔料濃度が濃縮されると、図 27に示すように、インク液面付近に複数の帯電顔料粒子 201aが、電極の反対側によせられて凝集しはじめる。そして、インク液面付近に顔料凝集体 201が球状に成長しはじめると、個々の帯電顔料粒子 201aには、それぞれ、この顔料凝集体 201からの静電反発力 fconが作用し始める。すなわち、個々の帯電顔料粒子 201aには、それぞれ、顔料凝集体 201からの静電反発力 f conと、パルス電圧による電場 Eからの力 fEとの合力 ftotalが作用する。 [0042] したがって、帯電顔料粒子間の静電反発力が互いの凝集力を超えない範囲内にぉヽては、顔料凝集体 201に向、た合力 ftotalが作用する帯電顔料粒子 201a (吐出電極 21 laの先端と顔料凝集体 201の中心とを結ぶ直線上にある帯電顔料粒子 2 Ola)に電界カゝら及ぼされる力 fEが、顔料凝集体 201からの静電反発力 fconを上回れば (fE≥fcon)、帯電顔料粒子 201aは顔料凝集体 201に成長する。

[0043] n個の帯電顔料粒子 201aから形成された顔料凝集体 201は、パルス電圧による電場 E力静電反発力 FEを受ける一方で、インク溶媒力拘束力 Fescを受けて、る。静電反発力 FEと拘束力 Fescとが釣り合うと、顔料凝集体 201は、インク液面からやや突出した状態で安定する。

[0044] さらに、顔料凝集体 201が成長し、静電反発力 FEが拘束力 Fescを上回ると、図 28

(a)—図 28 (c)に示すように、顔料凝集体 201は、インク液面 200aから脱出する。

[0045] ところで、従来の静電吸引方式の原理では、メニスカスの中心に電荷を集中させてメニスカスの***を発生する。この***したテーラーコーン先端部の曲率半径は、電荷の集中量により定まり、集中した電荷量と電界強度による静電力がそのときメニスカスの表面張力より勝った時に液滴の分離が始まる。

[0046] メニスカスの最大電荷量は、インクの物性値とメニスカスの曲率半径により定まるため、最小の液滴のサイズはインクの物性値 (特に表面張力）とメニスカス部に形成される電界強度により定まる。

[0047] 一般的に、液体の表面張力は純粋な溶媒よりも溶剤を含んだ方が表面張力は低くなる傾向があり、実際のインクにおいても種々の溶剤を含んでいるため、表面張力を高くすることは難しい。このため、インクの表面張力を一定と考え、電界強度を高くすることにより液滴サイズを小さくする方法がとられていた。

[0048] したがって、上記の特許文献 1、 2に開示されたインクジェット装置では、両者とも吐出原理として、吐出液滴の投影面積よりはるかに広い面積のメニスカス領域に強い電界強度のフィールドを形成することにより該メニスカスの中心に電荷を集中させ、該集中した電荷と形成している電界強度力もなる静電力により吐出を行うため、 2000V に近い非常に高い電圧を印加する必要があり、駆動制御が難しいとともに、インクジエツト装置を操作する上での安全性の面からも問題があった。 [0049] (特許文献 1)

特開平 8— 238774号公報（平成 8年 9月 17日公開）

(特許文献 2)

特開 2000— 127410号公報（平成 12年 5月 9日公開）

(特許文献 3)

特開昭 58— 31757号公報（昭和 58年 2月 24日公開）

(特許文献 4)

特開平 4 189548号公報（平成 4年 7月 8日公開）

(特許文献 5)

特開平 11— 268304号公報（平成 11年 10月 5日公開）

高電圧を印加することなく電界強度を高めるためには、インク滴が吐出される部分（吐出開始部）の幅あるいは径を小さくする必要がある。このことにより、広範囲に必要であった電場の形成を狭くすることができ、電荷の移動に必要な電圧、すなわち流体を静電吸引させるのに必要な帯電量を該流体に付与するために必要な電圧を大幅に低減させることが可能となる。また、ノズルの流体吐出孔の直径が φ 8 m以下の場合、電界強度分布が該流体吐出孔の吐出面近傍に集中すると共に、対向電極からノズルの流体突出孔までの距離の変動が電界強度分布に影響することがなくなり、従来のように、 2000Vといった高電圧を必要としなくなる。そのため、流体ジェット装置を使用する際の安全性の向上を図ることができる。

[0050] また、上記のように、電場を狭くできることにより、狭い領域に強い電場を形成することが可能となり、この結果、形成できる液滴を微小なものにすることが可能となる。これにより、液滴をインクとした場合に、印字画像を高解像度にすることが可能となる。

[0051] さらに、上述のように、電荷の集中領域と流体のメニスカス領域とがほぼ同等のサイズになることから、メニスカス領域内での電荷の移動時間が吐出応答性に影響を与えることがなくなり、液滴の吐出速度 (液滴力インクである場合の印字速度）の向上を図ることが可能となる。

[0052] し力しながら、吐出開始部（ノズル孔）を小さくすれば、インクの流路が狭くなり、インクを保持した状態のまま放置されれば、インクの乾燥 ·固化あるいは溶液内に存在する粒子の凝集によりノズル孔の目詰まりが発生することとなる。また、凝集体は固着し易いために、インク流路内面に固着し、流路断面積が小さくなることによる吐出開始部に対する供給不安定が生じ、吐出が不安定になる。このような目詰まりや吐出不安定は、形成されるドットの寸法を変動させ、欠損を生じ、画像の質を損なう主要な要因となる。

[0053] そこで、目詰まり防止あるいは解消する方法が必要である。目詰まり防止法としては溶媒蒸気を供給する方式 (例えば特開昭 58-31757)や洗浄する方式 (例えば特開平 4— 189548)が挙げられる力前者の場合、例えばマルチチャネルタイプの吐出ヘッドを使用し、特定のノズルのみ長時間吐出しな力つた場合において目詰まりが生じたときに対処できず、後者の場合、使用するヘッドの吐出径が小さいため洗浄が難し、と、つた問題点がある。

[0054] 一方、目詰まり解消法としては、メンテナンス部において高電圧を印加することで、詰まったインクを吐出させる方式 (特開平 11-268304)がある。この方式にっヽて図 29を参照しながら以下に説明する。図 29はインクジェット記録装置の概略構成図である。

[0055] このインクジェット記録装置は、支持軸 306に支持された記録ヘッド 305、記録へッド 305に対向し記録紙 302を保持する円筒形の対向電極 301に加え、対向電極 30 1に隣接する位置に配置されたパージングヘッド 307と、記録ヘッド 305を描画位置とパージングヘッド 307に対向する位置に移動させる移動手段を備えている。同装置において、付着物が記録ヘッド 305のインク吐出部に付着して、記録ヘッド 305に目詰まりが発生した際、以下のように記録ヘッド 305のパージングを行うことができる。

[0056] すなわち、記録ヘッド 305を対向電極 301の前面から支持軸 306に沿って移動させてパージングヘッド 307に対向させ、この状態で、記録ヘッド 305とパージングへッド 307との間に、記録ドットの形成の際よりも強い電界を発生させる。これによつて、より強い静電気力でインク滴をパージングヘッド 307に向けて吐出させ、記録ヘッド 30 5のインク吐出部に付着した前記付着物を取り除く。

[0057] し力しながら、この特許文献 5に開示された手法においては、目詰まり解消後に記録ヘッド 305を描画場所に移動させる必要があり、この際の移動時間が長ければ例えば描画を開始する前に再び目詰まりが発生することになる。このため、移動時間が短時間となる円筒状の記録媒体 302にしか描画できず、移動時間が長時間を要する平面媒体への描画は困難である。さらに、記録ヘッド 305の移動中に乾燥してしまうような、乾燥速度の速い物質力もなるインクについては吐出ができない。また、吐出物質 (インク）の増粘等の原因により、吐出初期に起こる吐出量変動を抑えることができなヽとヽつた問題がある。

[0058] 本発明は、上記の各問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、静電気力を利用して流体を吐出させる構成において、吐出ヘッドの目詰まりを任意の位置で迅速に取り除くことができ、さらには初期吐出変動が少なく吐出信頼性の高い静電吸引型流体吐出方法およびその装置を提供することにある。

発明の開示

[0059] 上記の課題を解決するために、本発明の静電吸引型流体吐出装置は、ノズル内に供給された流体を帯電させ、前記ノズルから吐出先部材に達する第 1の電界により、前記流体をノズル孔から吐出先部材に吐出させる静電吸引型流体吐出装置において、前記ノズルの近傍位置に配置され、導電部を有し、前記ノズルから吐出された吐出物を捕集するための捕集手段と、前記流体または前記流体の粘度が変化したもの力なる吐出物を前記ノズルから吐出させ、かっこの吐出物を前記導電部により吸引する第 2の電界を生じさせる電圧を、前記ノズルと前記捕集手段の導電部との間に印加する電圧印加手段とを備えてヽることを特徴としてヽる。

[0060] また、本発明の静電吸引型流体吐出方法は、正規吐出動作として、ノズル内に供給された流体を帯電させ、前記ノズルから吐出先部材に達する第 1の電界により、前記流体をノズル孔から吐出先部材に吐出させる静電吸引型流体吐出方法において、予備吐出動作またはメンテナンス動作として、導電部を有し、前記ノズルから吐出された吐出物を捕集するための捕集手段を前記ノズルの近傍位置に配置し、前記流体または前記流体の粘度が変化したものからなる吐出物を前記ノズルから吐出させ、かっこの吐出物を前記導電部により吸弓 Iする第 2の電界を生じさせる電圧を、前記ノズルと前記捕集手段の導電部との間に印加することを特徴としている。

[0061] 上記の構成によれば、ノズルから吐出先部材に達する第 1の電界により、ノズル内の流体をノズルから吐出先部材に吐出させて、流体による吐出先部材への微細パターンの形成すなわち描画が行われる。

[0062] また、ノズルにおいて、ノズル内の流体の乾燥による粘度増加あるいは固化等の粘度変化によりノズルの目詰まりが発生した場合には、電圧印加手段から第 2の電界を生じさせる電圧をノズルと捕集手段の導電部との間に印加することにより、ノズルの目詰まりの原因となっていた、流体または流体の粘度が変化したものからなる吐出物をノズルから吐出させ、かっこの吐出物を捕集手段の導電部により吸引することができる。

[0063] 上記の動作は、ノズルの例えば初期動作において、ノズルからの流体の吐出量安定ィ匕のために、予備吐出動作を行う場合にも同様であり、電圧印加手段力も第 2の電界を生じさせる電圧をノズルと捕集手段の導電部との間に印加することにより、流体力なる吐出物をノズルから吐出させ、かっこの吐出物を捕集手段の導電部により吸引することができる。

[0064] これ〖こより、ノズルの目詰まりを容易に解消すること、およびノズルからの流体の予備吐出を容易に行うことができ、またノズルからの上記吐出物を捕集手段の導電部により適切に捕集することができる。

[0065] また、捕集手段はノズルの近傍位置に配置されてヽるので、ノズルによる描画動作中においても、目詰まり解消のためのメンテナンス動作、およびノズルからの吐出量調整等のための予備吐出動作をノズルの任意の位置において、随時にかつ迅速に行うことができる。これにより、静電吸引型流体吐出装置の信頼性を高めることができる。

[0066] また、ノズルの目詰まりを解消するためのメンテナンス動作時にぉ、て、別途設定したメンテナンス位置へノズルを移動させるとヽつた動作が不要となり、従来の静電吸引型流体吐出装置では不可能であった、平面状に配置した記録媒体への描画や乾燥速度の速い流体を使用しての描画が可能となる。

[0067] 上記の静電吸引型流体吐出装置において、前記捕集手段は、前記ノズルの先端部に対向する側の面が開口された容器状をなしかつ前記導電部を有する捕集部を備え、前記捕集部は、前記ノズルからの吐出物を捕集する捕集位置において、前記捕集部の底面の中心点の法線方向が前記ノズルの先端部を通るように配置される構成である。

[0068] 上記の構成によれば、捕集手段の捕集部は、ノズルからの吐出物を捕集する捕集位置にお、て、捕集部の底面の中心点の法線方向がノズルの先端部を通るように配置されるので、メンテナンス動作時および予備吐出時において、ノズルからの吐出物を確実に捕集することができる。これにより、ノズルからの吐出物により、他の構成要素が汚損する事態を防止することができる。

[0069] 上記の静電吸引型流体吐出装置において、前記捕集手段は、前記ノズルの先端部に対向する側の面が開口された容器状をなしかつ前記導電部を有する捕集部を備え、前記導電部は前記捕集部の底壁部に設けられている構成である。なお、捕集部における電極部以外の部分は低誘電材料にて形成されて、ることが好まし、。この場合、例えば比誘電率 keが 10以下のものとすることができる。

[0070] 上記の構成によれば、導電部は容器状をなす捕集部の底壁部に設けられているので、流体または流体の粘度が変化したもの力なるノズル力の吐出物を、捕集部の底壁部付近に適切に集積させることができる。これにより、上記吐出物が捕集部の外壁面に付着し、その付着物がノズルやその他、静電吸引型流体吐出装置を含む例えば描画システムの構成要素と干渉して、静電吸引型流体吐出装置による描画動作が不安定になる事態を防止することができる。

[0071] さらに、ノズルからの吐出物を捕集部の内部に確実に捕集することができるので、上記吐出物が捕集部の外壁面に付着した後、その位置力剥離して記録媒体上等に落下する事態を確実に防止でき、記録媒体や描画システムの構成要素が上記吐出物により汚損されることがない。

[0072] 上記の静電吸引型流体吐出装置において、前記捕集部の内部における前記導電部の上には、前記流体についての吸収性を有する吸収性部材が設けられている構成である。

[0073] 上記の構成によれば、メンテナンス動作時および予備吐出動作時におけるノズルからの吐出物が捕集部や導電部に衝突することによりこれら部材が損傷する事態や汚損する事態を防止することができ、さらには上記吐出物の飛沫が捕集部の外部へ飛散する事態を抑制することができる。

[0074] なお、上記吸収性部材の材料は、低誘電体であっても十分に機能を得ることができるものの、導電性材料を用いることがさらに好ましい。この場合には、ノズルからの電気力線が吸収性部材におけるノズルとの対向面に到達するため、これに伴って、吐出物が吸収部材の側面に付着することを低減でき、吸収部材の吸収安定性をさらに向上することができる。

[0075] 上記の静電吸引型流体吐出装置において、前記捕集手段は、前記ノズルの先端部に対向する側の面が開口された容器状をなしかつ前記導電部を有する捕集部を備え、前記導電部は前記捕集部の底壁部における一部の領域力前記開口部分に向かって突出状に設けられている構成である。なお、捕集部における電極部以外の部分は低誘電材料にて形成されていることが好ましい。この場合、例えば比誘電率 keが 10以下のものとすることができる。

[0076] 上記の構成によれば、導電部は捕集部の底壁部における一部の領域力前記開口部分に向力つて突出状に設けられているので、流体または流体の粘度が変化したものからなるノズルからの吐出物を、捕集部の底壁部における一部の領域力突出した部分 (導電部の部分）に適切に集積させることができる。これにより、上記吐出物が捕集部の外壁面に付着し、その付着物がノズルやその他、静電吸引型流体吐出装置を含む例えば描画システムの構成要素と干渉して、静電吸引型流体吐出装置による描画動作が不安定になる事態を防止することができる。

[0077] さらに、ノズルからの吐出物を捕集部の内部に確実に捕集することができるので、上記吐出物が捕集部の外壁面に付着した後、その位置力剥離して記録媒体上等に落下する事態を確実に防止でき、記録媒体や描画システムの構成要素が上記吐出物により汚損されることがない。

[0078] 上記の静電吸引型流体吐出装置において、前記捕集手段は、前記導電部を有する捕集部と、この捕集部を移動可能に支持する支持部と、前記捕集部を、前記ノズル力の吐出物を捕集する捕集位置、およびこの捕集位置力前記ノズルに対して離れた方向の位置である退避位置に移動移動させる移動部とを備えて、る構成である [0079] 上記の構成によれば、メンテナンス動作時および予備吐出動作時には、捕集部をノズル力もの吐出物を適切に捕集可能な捕集位置に配置することができる。また、描画動作時には、捕集部をノズルカゝら離れた退避位置に移動させることができるので、捕集部の存在が描画動作における電界に影響する事態を防止して、高精度の描画動作を行うことができる。

[0080] また、捕集部を移動可能であることから、記録媒体の材料形状に対する自由度が増大する。つまり、静電吸引型流体吐出装置の用途の自由度が増大する。この結果、材料形状や厚みに影響されず、従来、使用が困難であった記録媒体に対して印字することが可能となる。さらに、吐出物質の材料に対する自由度が増大する。つまり、静電吸引型流体吐出装置の用途の自由度が増大する。この結果、溶媒蒸発速度やインク増粘速度に影響されず、従来、使用が困難であった速乾性の吐出物質を用いて印字することが可能となり、汎用性の高い静電吸引型流体吐出装置を実現することがでさる。

[0081] 上記の静電吸引型流体吐出装置において、前記捕集手段は、前記ノズルの先端部に対向する側の面が開口された容器状をなしかつ前記導電部を有する捕集部を備え、前記捕集部には、一端部が捕集部の外面に開口し、他端部が捕集部の内面に開口する溶媒通路、および捕集部内の溶媒を排出する排出口が形成され、前記溶媒通路の前記一端部には、捕集部に捕集された前記吐出物を溶解させるための溶媒を供給する溶媒供給手段が接続されてヽる構成である。

[0082] 上記の構成によれば、捕集部内を溶媒にて洗浄し、メンテナンス動作時および予備吐出動作時において捕集したノズル力の吐出物を捕集部力排出することができる。これにより、捕集部による吐出物の捕集能力や捕集部の耐久性を高めることができる。

[0083] 上記の静電吸引型流体吐出装置において、溶媒供給手段は前記捕集部内への溶媒の供給量の管理機能を有し、前記排出口に前記溶媒供給手段力の指示に基づき、前記捕集部内の溶媒を回収する回収手段が接続されている構成である。

[0084] 上記の構成によれば、捕集部に供給された溶媒が捕集部から溢れ出す事態を防止して、溶媒による捕集部の洗浄動作、および捕集部からの溶媒の回収動作を適切に行うことができる。

[0085] 上記の静電吸引型流体吐出装置において、前記捕集手段は、前記導電部を有する捕集部と、この捕集部を移動可能に支持する支持部と、前記捕集部を、前記ノズル力の吐出物を捕集する捕集位置、およびこの捕集位置力前記ノズルに対して離れた方向の位置であって、捕集部の底面が捕集部内に供給された溶媒の液面とほぼ平行なる退避位置に移動させる移動部とを備えている構成である。

[0086] 上記の構成によれば、捕集部から溶媒が溢れ出す事態をさらに確実に防止でき、かつ捕集部の洗浄をさらに良好に行うことができる。

[0087] 上記の静電吸引型流体吐出装置において、前記電圧印加手段は、電界の強さが第 1の電界よりも第 2の電界が強くなるような電圧印加動作を行う構成である。

[0088] 上記の構成によれば、ノズルの目詰まりを解消するメンテナンス動作を確実の行うことがでさる。

[0089] 上記の静電吸引型流体吐出装置は、前記吐出先部材の背面に位置する対向電極を備え、前記電圧印加手段は、前記ノズルと対向電極との間に第 1の電界を生じさせるための電圧を印加するものであり、前記ノズルと捕集手段の導電部との間に第 2の電界を生じさせる場合には、前記対向電極に印加する電圧をノズルに印加する電圧と同極性とする構成である。

[0090] 上記の構成によれば、メンテナンス動作時および予備吐出動作時にお!ヽて、ノズルと捕集手段の導電部との間に、ノズルからの吐出物を前記導電部が吸引するための第 2の電界を生じさせる場合には、対向電極にノズルと同極性の電圧が印加される。したがって、ノズルからの上記吐出物が対向電極により捕集される事態を確実の防止することができる。また、本発明の静電吸引型流体ジェット装置を使用することにより、従来の静電吸引型流体ジェット装置ではできな力つた記録媒体近傍での予備吐出が可能となり、これによつて吐出物質の増粘によって生じる吐出初期の吐出量変動を軽減することができる。したがって、描画の際の吐出安定性を向上することができる。よって、上記の構成の静電吸引型流体ジェット装置によれば、吐出安定性を満足させ、汎用性の高い装置を実現することができる。

[0091] 本発明の静電吸引型流体吐出方法は、正規吐出動作として、ノズル内に供給された流体を帯電させ、前記ノズルから吐出先部材に達する第 1の電界により、前記流体をノズル孔から吐出先部材に吐出させる静電吸引型流体吐出方法において、前記正規吐出動作を行う前に、予備吐出動作として、導電部を有し、前記ノズルカゝら吐出された吐出物を捕集するための捕集手段を前記ノズルの近傍位置に配置し、前記流体力なる吐出物を前記ノズルから吐出させ、かっこの吐出物を前記導電部により吸引する第 2の電界を生じさせる電圧を、前記ノズルと前記捕集手段の導電部との間に印加することを特徴として、る。

[0092] 上記の構成によれば、正規吐出動作すなわち描画動作を行う前には、ノズルから流体を吐出させ、その流体を捕集手段の導電部により捕集する予備吐出動作が行われる。このように、正規吐出動作の前に例えば所定時間、予備吐出動作を行うことにより、流体の粘度上昇等に起因した、ノズルからの吐出初期に起こる吐出量変動を抑え、吐出安定性を向上させることができる。なお、予備動作を行う時間は、静電吸引型流体吐出装置の特性等に応じて適宜変更してもよい。

[0093] 上記の静電吸引型流体吐出方法は、前記予備吐出動作を行う前に、メンテナンス動作として、導電部を有し、前記ノズルカゝら吐出された吐出物を捕集するための捕集手段を前記ノズルの近傍位置に配置し、前記流体の粘度が変化したものからなる吐出物を前記ノズルから吐出させ、かっこの吐出物を前記導電部により吸引する第 2の電界を生じさせる電圧を、前記ノズルと前記捕集手段の導電部との間に印加する構成である。

[0094] 上記の構成によれば、予備吐出動作の前に、流体の粘度が変化したものからなる吐出物をノズルから吐出させ、その吐出物を捕集手段の導電部により捕集するメンテナンス動作が行われる。これにより、正規吐出動作の前にはノズル力の吐出が不安定となる要因を適切に排除することができ、良好な正規吐出動作をさらに確実に行うことができる。

[0095] 本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分わ力るであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。

図面の簡単な説明 [図 1]本発明の実施の一形態におけるインクジェット装置の概略構成図である。

[図 2]図 1に示したインク捕集部の捕集位置の説明図である。

[図 3]図 1に示したインクジェット装置におけるノズルのメンテナンス動作の状態を示す概略構成図である。

[図 4]図 1に示したインクジェット装置のメンテナンス動作時、予備吐出動作時および描画動作時における各部の電位関係の例を示す説明図である。

[図 5]図 1に示したインクジェット装置における描画動作に至るまでの一連の動作手順を示すフローチャートである。

[図 6(a)]図 1に示したインク捕集部の他の例を示す平面図である。

[図 6(b)]同縦断面図である。

[図 7(a)]図 1に示したインク捕集部のさらに他の例を示す平面図である。

[図 7(b)]同縦断面図である。

[図 8]図 7 (b)に示したインク捕集部の他の例を示す縦断面図である。

[図 9(a)]図 1に示したインク捕集部のさらに他の例を示す平面図である。

[図 9(b)]同縦断面図である。

[図 10(a)]図 1に示したインクジェット装置における描画動作時であって、インク捕集部を退避位置に配した状態を示す説明図である。

[図 10(b)]同インクジェット装置におけるメンテナンス動作時および予備吐出動作時であって、同インク捕集部を捕集位置に配した状態を示す説明図である。

[図 11(a)]図 1に示したインク捕集部のさらに他の例を示す平面図である。

[図 11(b)]同底面図である。

[図 11(c)]同縦断面図である。

[図 11(d)]同側面図である。

[図 12(a)]図 11に示したインク捕集部の製造に使用する容器内側部材の平面図である。

[図 12(b)]同容器内側部材の縦断面図である。

[図 12(c)]前記インク捕集部の製造工程における注入孔の形成動作を示す斜視図である。圆 12(d)]上記インク捕集部の製造に使用する容器外側部材の平面図である。

圆 12(e)]同容器外側部材の縦断面図である。

[図 12(£)]前記容器内側部材と容器外側部材とを重ねた状態を示す平面図である。圆 13(a)]図 11に示したインク捕集部の製造に使用する上蓋部材の平面図である。圆 13(b)]同下蓋部材の平面図である。

圆 13(c)]前記インク捕集部の製造工程における容器内側部材および容器外側部材への上蓋部材および下蓋部材の接着動作を示す斜視図である。

圆 13(d)]インク捕集部の平面図である。

圆 13(e)]レーザー光照射による前記容器内側部材および容器外側部材への上蓋部材および下蓋部材の溶接工程を示す斜視図である。

[図 14(a)]図 11に示したインク捕集部を備えるインクジェット装置における描画動作の状態を示す説明図である。

圆 14(b)]同インクジェット装置におけるインク捕集部の洗浄動作時の状態を示す説明図である。

圆 15]本発明の前提技術におけるノズルの電界強度の説明図である。

圆 16]本発明の前提技術における、表面張力圧力と静電的圧力のノズル径依存性のモデル計算結果を示したグラフである。

圆 17]本発明の前提技術における、吐出圧力のノズル径依存性のモデル計算結果を示したグラフである。

圆 18]本発明の前提技術における、吐出限界電圧のノズル径依存性のモデル計算結果を示したグラフである。

圆 19]本発明の前提技術における、荷電液滴と基板との間に働く鏡像力とノズル-基板間距離との相関を示したグラフである。

[図 20]本発明の前提技術における、ノズル力も流出する流量と印加電圧との相関関係のモデル計算結果を示したグラフである。

[図 21]従来の静電吸引型インクジェット装置の概略構成断面図である。

[図 22(a)]図 21に示したインクジェット装置におけるインクのメニスカスの挙動を示すものであって、インク表面に盛り上がったメニスカスが形成された状態を示す説明図である。

[図 22(b)]図 22(a)に示した状態から、液表面に発生した電荷により、液面の盛り上がりの中心が高くなつた状態を示す説明図である。

[図 22(c)]図 22 (b)に示した状態から、液表面に発生した電荷の更なる集中により、テ一ラーコーン状のメニスカスが形成された状態を示す説明図である。

[図 23]従来の他の静電吸引型インクジェット装置の概略構成図である。

[図 24]図 23に示すインクジェット装置のノズル部分の概略断面斜視図である。

[図 25]図 23に示すインクジェット装置のインク吐出原理を説明する図である。

[図 26]図 23に示すインクジェット装置のノズル部分での電圧印加時における微粒子の状態を説明する図である。

[図 27]図 23に示すインクジェット装置のノズル部分における微粒子体形成の原理を説明する図である。

[図 28(a)]図 23に示したインクジェット装置におけるインクのメニスカスの挙動を示すものであって、インク液面力も顔料凝集体が成長した状態を示す説明図である。

[図 28(b)]図 28(a)に示した状態後であって、インク液面力も顔料凝集体が吐出される前の状態を示す説明図である。

[図 28(c)]図 28(b)の状態カゝら顔料凝集体が吐出された状態を示す説明図である。

[図 29]従来の他の静電吸引型インクジェット装置の概略構成図である。

発明を実施するための最良の形態

[0097] 〔前提技術〕

先ず、本発明の前提技術について、図面を参照して以下に説明する。本発明の前提技術に係る静電吸引型流体吐出装置は、そのノズル径を 0. Ol ^ m 一 25 mとしており、かつ、 1000V以下の駆動電圧にて吐出流体の吐出制御を可能としている。

[0098] ここで、従来のインク吐出モデルにおいては、ノズル径の減少は駆動電圧の上昇に繋がるため、 50— 70 m以下のノズル径では、吐出インクに背圧を与えるなどの他の工夫を行わない限り、 1000V以下の駆動電圧でのインク吐出は不可能と考えられていた。し力しながら、あるノズル径以下では、従来のインク吐出モデルとは異なる吐出モデルでの吐出現象が起こることを突き止められた。本前提技術は、このインク吐出モデルにおける新たな知見に基づヽて、る。

[0099] 先ずは、本願の前提技術において究明されたインク吐出モデルについて説明する

[0100] 直径 d (以下の説明においては、特に断らない限りノズル孔の内径を指す）のノズルに導電性インクを注入し、無限平板導体力 hの高さに垂直に位置させたと仮定する。この様子を図 15に示す。このとき、ノズル先端 (ノズル孔:流体吐出孔）に誘起される電荷 Qは、ノズル先端の吐出流体によって形成される半球部に集中すると仮定し、以下の式で近似的に表される。

Q = 27 s。aV₀d

… ）

[0101] ここで、 Q：ノズル先端に誘起される電荷 (C)、 ε 0 :真空の誘電率 (FZm)、 d：ノズル径 (直径）（m)、 V：ノズルに印加する総電圧である。また、 aは、ノズル形状など

0

に依存する比例定数であり、 1- 1. 5程度の値を取る力特に d< < h (h:ノズル (ノズル孔) -基板間距離 (m) )の時はほぼ 1となる。

[0102] また、基板として導電基板を用いた場合、ノズルと対向して基板内の対称位置に、上記電荷 Qと反対の極性を持つ鏡像電荷 Q 'が誘導されると考えられる。基板が絶縁体の場合は、誘電率によって定まる対称位置に同様に電荷 Qと逆極性の映像電荷 Q 'が誘導される。

[0103] ノズル先端部における集中電界強度 Elocは、先端部の曲率半径を Rと仮定すると

E

l^oe " k

ー(6)

で与えられる。ここで、 kは、ノズル形状などに依存する比例定数であり、 1. 5-8. 5 程度の値を取る力多くの場合 5程度と考えられる（P.J. Birdseye and D.A. Smith, Surface Science, 23(1970), p.198- 210)。また、ここでは、インク吐出モデルを簡単にするため、 R=dZ2と仮定する。これは、ノズル先端部において表面張力によって導電性インクがノズル径 dと同じ曲率径を持つ半球形状に盛り上がつている状態に相当する。

[0104] 次に、ノズル先端の吐出流体に働く圧力のバランスを考える。まず、静電的な圧力

Pは、ノズル先端部の液面積、すなわちノズル先端孔の開口面積を sとすると、 e

P ¾ ¾

S ^ - 〖。^C

… ）

となる。 (5)—（7)式より、圧力 Pは、ひ = 1とおいて、

e p 2% 8s₀V₀ ²

e ~ d kd " kd²

…

と表される。

[0105] 一方、ノズル先端部における吐出流体の表面張力による圧力 Pとすると、

s

s 一 d

…ゆ）

となる。ここで、 γ：表面張力である。静電的な力により吐出が起こる条件は、静電的な力が表面張力を上回ることなので、静電的な圧力 Ρと表面張力による圧力 Ρとの e s 関係は、

…ひ。）

となる。

[0106] 図 16に、ある直径 dのノズルを与えた時の、表面張力による圧力 Pと静電的な圧力 s

Pとの関係を示す。吐出流体の表面張力としては、吐出流体が水（γ = 72mNZm) e

の場合を仮定している。ノズルに印加する電圧を 700Vとした場合、ノズル直径 dが 2 5 /z mにおいて静電的な圧力 Pが表面張力による圧力 Pを上回ることが示唆される。このことより、 Vと dとの関係を求めると、

ー（11)

が吐出の最低電圧を与える。

[0107] また、その時の吐出圧力 Δ Ρは、

ΔΡ = Ρ₆ P_s

- (12)

より、

kd² d

•••(13)

となる。

[0108] ある直径 dのノズルに対し、局所的な電界強度によって吐出条件を満たす場合の吐出圧力 Δ Ρの依存性を図 17に、吐出臨界電圧 (すなわち吐出の生じる最低電圧) Vc の依存性を図 18に示す。

[0109] 図 17から、局所的な電界強度によって吐出条件を満たす場合 (V = 700V, γ =

0

72mNZmと仮定した場合）のノズル径の上限が 25 μ mであることが分力る。

[0110] 図 18の計算では、吐出流体として水（γ = 72mNZm)および有機溶剤（γ = 20 mNZm)を想定し、 k= 5の条件を仮定した。この図より、微細ノズルによる電界の集中効果を考慮すると、吐出臨界電圧 Vcはノズル径の減少に伴い低下することが明らかであり、吐出流体が水の場合においてノズル径が 25 mの場合、吐出臨界電圧 V cは 700V程度であることが分かる。

[0111] 従来の吐出モデルにおける電界の考え方、すなわちノズルに印加する電圧 Vとノ

0 ズルー対向電極間距離 hとによって定義される電界のみを考慮した場合では、ノズル径が微小になるに従、、吐出に必要な駆動電圧は増加する。

[0112] これに対し、本前提技術において提案する新たな吐出モデルのように、局所電界強度に注目すれば、微細ノズルィ匕により吐出における駆動電圧の低下が可能となる。このような駆動電圧の低下は、装置の小型化およびノズルの高密度化において極めて有利となる。もちろん、駆動電圧を低下させることで、コストメリットの高い低電圧駆動ドライバの使用をも可能にする。

[0113] さらに、上記吐出モデルでは、吐出に必要な電界強度は、局所的な集中電界強度に依存することになるため、対向電極の存在が必須とならない。すなわち、従来の吐出モデルでは、ノズル一基板間に電界を印加するため、絶縁体の基板に対してはノズルと反対側に対向電極を配置するか、あるいは基板を導電性とする必要があった。そして、対向電極を配置する場合、すなわち基板が絶縁体の場合では、使用できる基板の厚さに限界があった。

[0114] これに対し、本前提技術の吐出モデルでは、対向電極を要さずに絶縁性基板などに対しても印字を行うことが可能となり、装置構成の自由度が増す。また、厚い絶縁体に対しても印字を行うことが可能となる。なお、ノズルから吐出される液体は帯電しているので、この液体と基板との間には鏡像力が働く。この鏡像力の大きさと基板からのノズルの距離 hとの相関を図 19に示す。

[0115] 次に、上記吐出流量の精密制御について考えて見る。円筒状の流路における流量 Qは、粘性流の場合、以下のハーゲン 'ポアズイユの式によって表される。いま、円筒形のノズルを仮定し、このノズルを流れる流体の流量 Qは、次式で表される。

[0116]

Qニ^ _d4

•••(14)

[0117] ここで、 7?：流体の粘性係数 (Pa' s)、 L :流路すなわちノズルの長さ（m)、 d :流路すなわちノズルの径 (m)、 ΔΡ :圧力差（Pa)である。上式より、流量 Qは、流路の半径の 4乗に比例するため、流量を制限するためには、微細なノズルの採用が効果的である。この（14)式に、（13)式で求めた吐出圧力 ΔΡを代入し、次式を得る。

[0118] Q

kd ー（15)

[0119] この式は、直径 d、長さ Lのノズルに電圧 Vを引加した際に、ノズル力流出する流体の流出量を表している。この様子を、図 20に示す。計算には L= 10mm、 η = 1 ( mPa' s)、 γ = 72 (mNZm)の値を用いた。いま、ノズル径を先行技術の最小値 50 μ mと仮定する。電圧 Vを徐々に印加していくと、電圧 V= 1000Vで吐出が開始する。この電圧は、図 18でも述べた吐出開始電圧に相当する。そのときのノズルからの流量が Y軸に示されている。吐出開始電圧 Vc直上で流量は急速に立ち上がつている。このモデル計算上では、電圧を Vcより少し上で精密に制御することで微小流量が得られそうに思えるが、片対数で示される図からも予想されるように実際上それは不可能で、特に 10— ^1C)m³Zs以下、微小量の実現は困難である。また、ある径のノズルを採用した場合には、（11)式で与えられたように、最小駆動電圧が決まってしまう。このため、先行技術のように、直径 50 m以上のノズルを用いる限り、 10— ^1Gm³Zs以下の微小吐出量や、 1000V以下の駆動電圧にすることは困難である。

[0120] 図力分かるように、直径 25 μ mのノズルの場合 700V以下の駆動電圧で充分であり、直径 10 μ mのノズルの場合 500V以下でも制御可能である。また、直径 1 μ m のノズルの場合 300V以下でも良いことが分力る。

[0121] 以上の考察は、連続流を考えた場合であるが、ドットを形成するためには、スィッチングの必要性がある。次にそれに関して述べる。

[0122] 静電吸引による吐出は、ノズル端部における流体の帯電が基本である。帯電の速度は誘電緩和によって決まる時定数程度と考えられる。

[0123]

ε

τ =―

σ

•••(16)

[0124] ここで、 ε：流体の比誘電率、 σ：流体の導電率（S .m ¹)である。流体の比誘電率を 10、導電率を 10— ⁶S/mを仮定すると、 τ = 1. 854 X 10— ⁵secとなる。あるいは、臨界周波数を fcとすると、 f

ε

- (17)

となる。この fcよりも早い周波数の電界の変化に対しては、応答できず吐出は不可能になると考えられる。上記の例について見積もると、周波数としては 10kHz程度となる。

[0125] 次に、ノズル内における表面張力の低下について考える。電極の上に絶縁体を配置し、その上に滴下した液体と電極の間に電圧を印加すると液体と絶縁体の接触面積が増す、すなわちぬれ性がよくなることが見いだされ、エレクトロウエツティング (Ele ctrowetting)現象と呼ばれている。この効果は、円筒形のキヤビラリ一形状においても成り立ち、エレクト口キヤピラリー（Electrocpapillary)と呼ばれることもある。エレタトロウエツティング効果による圧力と、印加電圧、キヤビラリ一の形状、溶液の物性値との間に以下の関係がある。

[0126]

= 2s₀s_{r Q}

e^c t d

•••(18)

[0127] ここで、 ε ：真空の誘電率、 ε ：絶縁体の誘電率、 t :絶縁体の厚さ、 d :キヤビラリ

0 r 一の内径である。流体として、水を考えてこの値を計算してみると、上述の特許文献 1の実施例の場合を計算してみると、高々 30000Pa (0. 3気圧）にすぎないが、本前提技術の場合、ノズルの外側に電極を設けることにより 30気圧相当の効果が得られることがわかった。これにより、微細ノズルを用いた場合でもノズル先端部への流体の供給は、この効果により速やかに行われる。この効果は、絶縁体の誘電率が高いほど、またその厚さが薄いほど顕著になる。エレクト口キヤピラリー効果を得るためには、厳密には絶縁体を介して電極を設置する必要があるが、十分な絶縁体に十分な電場がかかる場合、同様の効果が得られる。

[0128] 以上の議論において、注意すべき点は、これらの近似理論は従来のように電界強度として、ノズルに印加する電圧 Vと、ノズルと対向電極間の距離 hとで決まる電界ではなぐノズル先端における局所的な集中電界強度に基づいている。また、本前提技術において重要なのは、局所的な強電界と、流体を供給する流路が非常に小さなコンダクタンスを持つことである。そして、流体自身が微小面積において十分に帯電することである。帯電した微小流体は、基板などの誘電体、または導体を近づけると、鏡像力が働き基板に対し直角に飛翔する。このために、実施例ではノズルは作成の容易さからガラスキヤピラリーを使っている力これに限定されるものではない。

[0129] 〔実施の形態 1〕

本発明の一実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、流体としてインクを用いた静電吸引型流体吐出装置としての静電吸引型のインクジェット装置について説明する。

[0130] 図 1は、本発明の実施の一形態に係るインクジェット装置の概略構成図である。このインクジェット装置は、図 1に示すように、インク室 1に貯蔵した流体としてのインク 2を吐出するためのノズル 4を備えている。このノズル 4は、インク室 1に対してパッキン 5 を介して連結されている。これにより、インク室 1内のインク 2が、ノズル 4とインク室 1との連結部分力外部に漏れな、ように封止されて、る。

[0131] また、上記ノズル 4は、インク室 1との連結部とは反対側、すなわちインクの吐出側となる先端部 4aに向かって内径が小さくなるように絞り込まれた形状となっている。上記ノズル 4の先端部 4aのインク吐出孔 4bの内径（直径）は、例えば、ノズル 4力も曳き糸状に吐出されたインク 2の曳き糸径を考慮して設定される。

[0132] なお、ノズル 4から吐出されたインク 2と、インク室 1に貯蔵されているインク 2とを区別するために、以降、ノズル 4から吐出されたインク 2を吐出インク 3と称する。

[0133] さらに、上記ノズル 4の内部には、インク 2に対して静電界を印加するための静電界印加用電極 9が設けられている。この静電界印加用電極 9は、プロセス制御部 10に接続され、このプロセス制御部 10によって、図示しない駆動回路からの印加電圧による電界強度が制御されるようになっている。プロセス制御部 10がこの電界強度を制御することで、ノズル 4からの吐出インク 3の吐出量が調整される。すなわち、プロセス制御部 10は、静電界印加用電極 9を介してインク 2に印加する電圧を制御する印加電圧制御手段としての機能を有して、る。 [0134] 上記ノズル 4のインク吐出孔 4bの対向面側には、所定の距離離れた位置に対向電極 7が配設されている。この対向電極 7は、ノズル 4と対向電極 7との間に搬送される記録媒体 8の表面を、ノズル 4のインク吐出孔 4bからの吐出インク 3の帯電電位の逆極性の電位に帯電させるものである。これにより、ノズル 4のインク吐出孔 4bからの吐出インク 3を、記録媒体 8の表面に安定して着弾させている。対向電極 7にはプロセス制御部 11から上記電位が供給されて、る。

[0135] このように、吐出インク 3は帯電している必要があるので、ノズル 4の少なくとも先端部 4aのインク吐出面は絶縁部材で形成されていることが望ましぐかつインク吐出孔 4bの内径 (以下、ノズル径と称する)を微細に形成する必要があるため、本実施の形態では、ノズル 4としてガラスのキヤビラリ一チューブを使用して、る。

[0136] したがって、上記ノズル 4は、流体であるインク 2の静電吸引の過程において、ノズル 4のインク吐出孔 4bに形成されるテーラーコーン形状のインク 2のメニスカス部 12 に相当する形状に形成されると共に、該ノズル 4のノズル径カ上記メニスカス部 12 のインク吐出直前の先端部の直径と略同一に設定されている。

[0137] また、上記インク室 1には、上記ノズル 4の他に、インク 2を図示しないインクタンクから供給するためのインク供給路 6が接続されている。ここでは、インク室 1内およびノズル 4内にインク 2が満たされた状態で保持されているので、インク 2には負圧がかかつている。

[0138] ノズル 4は、超微細液体を吐出可能とするために、低コンダクタンスの流路がノズル 4の近傍に設けられている力、もしくはノズル 4自身が低コンダクタンスのものとなっている。このために、ノズル 4は、上記のようにガラス製キヤビラリ一が好適である力導電性物質に絶縁材でコーティングしたものでも可能である。

[0139] ノズル 4をガラス製とする理由は、容易に数 μ m程度のノズル孔を形成できること、ノズル孔の閉塞時にはノズル端を破砕することにより新しいノズル端を再生できること、ガラスノズルの場合、テーパー角がついているために、不要な溶液が表面張力によつて上方 (ノズル孔が下端に位置するようにノズル 4を配置した場合におけるノズル孔側とは反対側）へと移動し、ノズル端に滞留せず、ノズル詰まりの原因にならないこと、およびノズル 4が適度な柔軟性を持っため、可動ノズルの形成が容易であること等による。

[0140] 具体的には、芯入りガラス管（商品名：株式会社ナリシゲ製 GD— 1)を用い、キヤピラリーブラーにより作成することができる。芯入りガラス管を用いた場合には次のような禾 IJ点がある。

[0141] ( 1)芯側ガラス力インク 2に対し濡れやすいために、インク 2の充填が容易になる。 ( 2)芯側ガラスが親水性で、外側ガラスが疎水的であるためにノズル端部において、ィンク 2の存在領域が芯側のガラスの内径程度に限られ、電界の集中効果がより顕著となる。（3)微細ノズルィ匕が可能となる。（4)十分な機械的強度が得られる。

[0142] ノズル径の下限値は、制作上の都合から 0. 01 μ mが好ましぐまた、ノズル径の上限値は、図 16に示した静電的な力が表面張力を上回る時のノズル径の上限が 25 μ mであること、および図 17に示した局所的な電界強度によって吐出条件を満たす場合のノズル径の上限が 25 μ mであること力 25 μ mが好ましぐ 15 μ mがより好ましい。特に、局所的な電界集中効果をより効果的に利用するには、ノズル径は 0. 01— 8 mの範囲が望ましい。

[0143] また、ノズル 4は、キヤビラリ一チューブに限らず、微細加工により形成される 2次元パターンノズルでも力まわない。ノズル 4を成形性の良いガラスとした場合、ノズル 4を電極として利用することはできないから、ノズル 4内には、金属線 (例えばタングステン線)を静電界印加用電極 9として挿入する。なお、ノズル 4内にメツキにて静電界印加用電極 9を形成しても良い。また、ノズル 4自体を導電性物質で形成した場合には、その上に絶縁材をコーティングする。

[0144] ここで、本実施の形態で使用するノズル 4のノズル径は、 φ 5 μ mとして!/、る。このように、ノズル 4のノズル径が微小である場合、従来の様にメニスカス先端部の曲率半径が表面電荷の集中により除々に小さく変化していくことなくほぼ一定と見なすことができる。

[0145] したがって、インクの物性値が一定であれば、吐出インク 3の分離時の表面張力は、電圧印加による吐出状態ではほぼ一定であり、また集中可能な表面電荷の量もィンク 2の表面張力を超える値、すなわちレイリー***値以下であることから最大量は一義的に定義される。 [0146] なお、ノズル径が微小であるため電界強度は、メニスカス部 12のごく近傍のみ非常に強、値となり、このように極小領域での高、電場での放電破壊強度は非常に高、値となるため、問題とならない。

[0147] 本実施の形態に力かるインクジェット装置において使用されるインク 2としては、純水を含め染料系インクおよび微粒子を含有したインクを使用することができる。ここで、微粒子を含有したインクとしては、ノズル径が従来と比較して非常に小さいため含有する微粒子の粒径も小さくする必要があり、一般的にノズル径の 1Z20から 1Z10 0程度であれば目詰まりが発生しにくい。

[0148] 本実施の形態のインクジェット装置は、上記ノズル 4の近傍にインク捕集装置 13を備えている。このインク捕集装置 13は、ノズル 4のインク吐出孔 4bがインク 2の乾燥による固化あるいは粘度上昇により詰まった場合に、その固化物等のインク変性物を捕集するためのもの、あるいは記録媒体 8への描画開始前に予備吐出させたインク 2を捕集するためのものである。

[0149] すなわち、ノズル 4は微細な描画パターンを形成可能とするため、従来のものと比較してノズル径が φ 5 μ mと非常に小さくなつている。このため、インク吐出孔 4bの目詰まりを生じ易くなつている。そこで、本インクジェット装置では、ノズル 4に描画時よりも強い静電力を作用させて、インク吐出孔 4bに詰まったインク 2の塊を吐出させ、これをインク捕集装置 13にて捕集するようにしている。

[0150] インク捕集装置 13は、インク捕集部 14、このインク捕集部 14をノズル 4の近傍位置に支持する支持部 15およびプロセス制御部 16等を備えて、る。

[0151] インク捕集部 14にはプロセス制御部 16が接続され、このプロセス制御部 16によつて図示しない駆動回路からの印加電圧による電界強度が制御されるようになっている。プロセス制御部 16がこの電界強度を制御することで、ノズル 4からの吐出インク 3、乾燥により固化あるいは粘度が増したインク塊であるインク変性物をインク捕集部 14 が電気的に吸引して捕集可能となっている。すなわち、プロセス制御部 16は、上記ィンク捕集部 14に印加する電圧を制御する印加電圧制御手段としての機能を有している。

[0152] 支持部 15は、例えば複数の支持部材 17が可動部 18を介して連結された構造である。したがって、支持部 15により支持されたインク捕集部 14は、例えば可動部 18を中心とした支持部材 17の回転動作により、図 1に示す、ノズル 4からの吐出インク 3を捕集可能な捕集位置と、この捕集位置カゝら退避した退避位置との間を移動可能となつている。このインク捕集部 14の移動は、インク捕集部 14を移動させる移動装置 19 により行われる。すなわち、移動装置 19は、インク捕集部 14を移動させ、かつノズル 4に対してのインク捕集部 14の相対位置を制御する。

[0153] なお、支持部 15は、ノズル 4とインク捕集部 14とを支持し、対向電極 7に対して移動可能な構成としてもよい。この場合、支持部 15が図示しない支持部移動手段に駆動されて移動することにより、対向電極 7に固定された記録媒体 8に対して、ノズル 4力ら吐出されたインク 2にて描画を行うことができる。

[0154] 本実施の形態において、インク捕集部 14は、例えば Cu, A1あるいは SUSなどの導電性の金属材料からなり、ノズル 4側の面が開放された容器状に形成されている。具体的には、例えば、外径 500 m、内径 400 m、厚さ 150 mの円筒容器形状である。

[0155] 上記の捕集位置（図 1に示す位置）において、上記円筒容器状のインク捕集部 14 は、図 2に示すように、円筒形状の中心を通る法線 H力ノズル 4のインク吐出孔 4bを通過するように配置されている。具体的には、ノズル 4のインク吐出口 4bとインク捕集部 14との距離 L1を 300 μ m、インク吐出口 4bと記録媒体 8との距離 L2を 500 μ m、インク捕集部 14の中心を通る法線 Hとインク吐出孔 4bの中心樹とのなす角を 45° としている。

[0156] また、図 2において、インク捕集部 14は、ノズル 4のインク吐出孔 4bと記録媒体 8との距離を L2としたとき、インク捕集部 14の形状においてインク吐出孔 4bからもっとも離れた部位とインク吐出孔 4bとの距離 Lが、 Lく L2の関係を満足する位置に配置することが好ましい。

[0157] このように設定することにより、インク捕集部 14によるインク吸引効率が高ぐノズル 4のインク吐出孔 4bより除去されたインク変性物を記録媒体 8方向に飛翔させることなぐ全てインク捕集部 14にて捕集することができる。

[0158] なお、図 2の例では、インク捕集部 14の中心を通る法線 Hとインク吐出孔 4bの中心樹とのなす角を 45° としている力上記 L<L2の関係を満たす範囲にインク捕集部 14の前記捕集位置を設定すれば、インク捕集部 14がノズル 4、記録媒体 8あるいは支持部 15などのヘッドユニット構成部材と機械的に干渉することを防止可能である。また、インク捕集部 14の前記捕集位置は、記録媒体 8への描画の際に、その動作を妨げな、、位置であることは勿論である。

[0159] 次に、本インクジェット装置におけるノズル 4のメンテナンス動作、描画動作および予備吐出動作について説明する。

[0160] 本インクジェット装置では、ノズル 4において、インク 2の乾燥あるいは増粘によってノズル 4の先端部（例えばインク吐出孔 4b)あるいはノズル 4内にインク変性物が生じた場合、ノズル 4からの良好な吐出動作を維持するため、これを除去する。図 3には、このメンテナンス動作時におけるインクジェット装置の概略構成図を示す。この場合のノズル 4とインク捕集部 14との位置関係は、図 1により前述したとおりであり、インク捕集部 14は捕集位置に配される。

[0161] メンテナンス動作においては、描画動作の場合と同様、電界による吸引力を利用する。すなわち、描画動作の場合には、ノズル 4と対向電極 7との間にインク 2を対向電極 7方向に吸引する電界を生じさせていたのに対し、メンテナンス動作では、ノズル 4 とインク捕集部 14との間に、前記インク変性物 20 (図 3参照）をインク捕集部 14方向に吸引する電界を生じさせる。また、この電界の強さは、メンテナンス動作がノズル 4 力も上記のインク変性物 20を離脱させてインク捕集部 14に捕集するものであるため、描画動作の場合よりも強力なものが要求される。

[0162] このメンテナンス動作時における各部の電位関係（各部への印加電圧）の例を図 4 に示す。なお、同図には、描画動作時および予備吐出動作時における各部の電位関係も示している。

[0163] 図 4において一例を説明すると、ノズル 4の静電界印加用電極 9には静電界印加用電圧としてプロセス制御部 10から 1000Vが印加され、インク捕集部 14にはプロセス制御部 16から 500Vが印加される。これにより、ノズル 4とインク捕集部 14との間に、ノズル 4からインク変性物 20を離脱させ、かっこのインク変性物 20をインク捕集部 1 4が吸引して捕集するための電界が生じる。すなわち、ノズル 4の先端部力も生じる電気力線のほとんど力 Sインク捕集部 14に到達し、ノズル 4内に凝集した目詰まりの原因であるインク変性物 20が上記両電圧の電位差によってノズル 4から吐出され、電気力線に沿って加速されながら、インク捕集部 14に到達する。

[0164] インク捕集部 14に到達したインク変性物 20は、直接にあるいはインク捕集部 14の内壁面を伝いながら、インク捕集部 14の底面に達し、そこに蓄積される。この場合、インク変性物 20は、未固化状態のものであれば、そこで固化される。

[0165] また、このメンテナンス動作においては、インク捕集部 14力インク変性物 20を容易に捕集できるようにするため、対向電極 7への印加電圧をノズル 4の静電界印加用電極 9と同極性の電圧（例えば 500V)とすること、あるいは OVとすること、さらには 0— 5 OOVの範囲の!/、ずれ力とすることが好まし!/、。

[0166] 対向電極 7に静電界印加用電極 9と同極性の電圧を印加した場合には、ノズル 4の先端から出る電気力線が記録媒体 8と交わることがない。これにより、インク変性物 20 は、対向電極 7方向に吸引されることがないので記録媒体 8に付着せず、確実にインク捕集部 14に捕集される。

[0167] メンテナンス動作時における静電界印加用電極 9、対向電極 7およびインク捕集部 14への印加電圧の組み合わせにおける他の例は、図 4に示した通りである。

[0168] 次に、本インクジェット装置における予備吐出動作について説明する。

本インクジット装置では、描画開始前、メンテナンス動作の終了後の描画開始前、あるいはノズル 4からのインク 2の吐出量調整後の描画開始前において、ノズル 4力らのインク 2の予備吐出動作を行う。この予備吐出動作は、描画動作時のインク 2の吐出初期において、インク 2の吐出が不安定となる状態を防止するためのものである。

[0169] この予備吐出動作においては、インク捕集部 14がノズル 4に対して図 1および図 3 に示した捕集位置に配され、ノズル 4とインク捕集部 14との間に、ノズル 4からインク 2 を吐出させかつ吐出インク 3をインク捕集部 14に吸引する電界を生じさせる。この場合の電界の方向はメンテナンス動作の場合と同様であるものの、電界の強さはメンテナンス動作の場合よりも弱、ものでょ、。

[0170] 図 4において一例を説明すると、ノズル 4の静電界印加用電極 9には静電界印加用電圧としてプロセス制御部 10から 250Vが印加され、インク捕集部 14にはプロセス制御部 16から 50Vが印加される。これにより、ノズル 4とインク捕集部 14との間に、ノズル 4からインク 2を吐出させ、かっこの吐出インク 3をインク捕集部 14が吸引して捕集するための電界が生じる。

[0171] 上記電界により、ノズル 4からインク 2が図 1に示した場合と同様、曳き糸状となって吐出し、インク捕集部 14に吸引される。インク捕集部 14に到達したインク 2は、直接にあるいはインク捕集部 14の内壁面を伝いながら、インク捕集部 14の底面に達し、そこに蓄積され、固化する。

[0172] また、この予備吐出動作においては、インク捕集部 14がノズル 4からの吐出インク 3 を容易に捕集できるようにするため、対向電極 7への印加電圧をノズル 4の静電界印加用電極 9と同極性の電圧（例えば 50V)とすること、あるいは OVとすること、さらには 0— 50Vの範囲の!/、ずれ力とすることが好まし!/、。

[0173] 対向電極 7に静電界印加用電極 9と同極性の電圧を印加した場合には、ノズル 4の先端から出る電気力線が記録媒体 8と交わることがない。これにより、吐出インク 3は、対向電極 7方向に吸引されることがないので記録媒体 8に付着せず、確実にインク捕集部 14に捕集される。

[0174] 予備吐出動作時における静電界印加用電極 9、対向電極 7およびインク捕集部 14 への印加電圧の組み合わせにおける他の例は、図 4に示した通りである。

[0175] 上記のように、描画動作前に予備吐出動作を行うことにより、描画動作時の吐出初期における吐出不安定な状態を解消することができ、解像度を向上させることができる。本実施の形態において、予備吐出動作は所定時間行うものとし、その時間を例えば 1秒とした。この予備吐出時間は描画システムの特性に応じて適宜変更することができる。

[0176] 次に、本インクジェット装置における記録媒体 8への描画動作について説明する。

描画動作においては、インク捕集部 14がノズル 4に対して図 1に示した捕集位置に配され、ノズル 4と対向電極 7との間に、ノズル 4からインク 2を吐出させかつ吐出インク 3を対向電極 7方向に吸引する電界を生じさせる。

[0177] 図 4において一例を説明すると、ノズル 4の静電界印加用電極 9には静電界印加用電圧としてプロセス制御部 10から 150Vが印加され、対向電極 7にはプロセス制御部 11に— 50Vが印加される。これにより、ノズル 4のインク吐出孔 4bからインク 2は、曳き糸状となって記録媒体 8に達し、記録媒体 8において吐出インク 3による描画が行われる。

[0178] また、この描画動作においては、ノズル 4とインク捕集部 14との間にノズル 4からの吐出インク 3を吸引する電界が生じないようにするため、インク捕集部 14への印加電圧をノズル 4の静電界印加用電極 9と同極性の電圧（例えば 50V)とすること、あるいは OVとすること、さらには 0— 50Vの範囲の!/、ずれ力とすることが好まし!/、。

[0179] インク捕集部 14に静電界印加用電極 9と同極性の電圧を印加した場合には、ノズル 4力もの吐出インク 3はインク捕集部 14方向へ吸引されることなぐ確実に対向電極 7前面の記録媒体 8に到達する。描画動作時における静電界印加用電極 9、対向電極 7およびインク捕集部 14への印加電圧の組み合わせにおける他の例は、図 4に示した通りである。

[0180] なお、予備吐出動作力描画動作への各電極への印加電圧の切り替えは、同時に行うことが好ましい。

[0181] また、図 4は、メンテナンス動作時、描画動作時および予備吐出動作時における各電極の電位の大小関係および極性関係を示すものであって、各電圧値は一例であり、これに限定されるものではない。さらに、各電圧は例えば目安の電圧としてもよぐ各動作が良好に行われるように適宜調整するようにしてもょヽ。

[0182] 次に、メンテナンス動作、予備吐出動作および描画動作を含むインクジェット装置の一連の動作を図 5のフローチャートに基づいて説明する。

[0183] 描画動作を行う場合には、ノズル 4を対向電極 7上に配された記録媒体 8上の描画位置に移動させる（S 11)。

[0184] 次に、ノズノレ 4からの吐出が可能であるか吐出が不可（不吐出）であるかを判定し（ S12)、吐出が不可 (不吐出）であればメンテナンス動作を行い（S13)、吐出が可能であれば予備吐出動作 (予備吐出 B)を行う（S 16)。

[0185] なお、上記の吐出、不吐出の判定は、インク捕集部 14へ実際に予備吐出を行い、レーザーを用いた光学的検知システムにより、インク捕集部 14へのインク 2の吐出の有無を確認して行ってもよい。この場合には、レーザーをノズル 4の先端部付近に照射し、ノズル 4力の吐出物力の反射光の有無を例えば光電変にて検出することにより、吐出、不吐出を検出する。これは通常のインクジェット装置に使用されているものである。

[0186] S 13でのメンテナンス動作は前述のようにして行う。この場合、インク捕集部 14は捕集位置に配される。

[0187] メンテナンス動作が終了すると、インクジェット装置では、例えば一定時間だけ、前述のようにして予備吐出動作 (予備吐出 A)を行う（S 14)。この予備吐出動作にお！、ては、各部への印加電圧を図 4に示した値力も適宜調整してもよい。

[0188] この予備吐出動作が終了すると、各部への印加電圧を図 4に示した描画動作時のものに切り替え、描画動作を行う (S15) ₀その後、描画動作が終了すれば、インクジエツト装置は動作を終了する。

[0189] 一方、 S16での予備吐出動作 (予備吐出 B)は、前述のようにして行う。ただし、ここでの予備吐出動作では (予備吐出 B)、予備吐出動作 (予備吐出 A)の場合と異なり、インク捕集部 14が捕集位置に配されていない場合、インク捕集部 14を捕集位置に配する動作が必要となる。他の動作は予備吐出 Aの場合と同一である。 S 16での予備吐出が終了すると、 S15へ移行し、描画動作を行う。

[0190] なお、上記の実施の形態において、インク捕集部 14の形状は、円筒容器状（円柱容器状）に限定されるものではなぐ任意の形態をなす容器状であってもよい。さらには、容器状であることは必須ではなぐ例えば平板状のものでも可能である。

[0191] また、本実施の形態において、インク捕集部 14は、支持部 15の動作によりノズル 4 に対して捕集位置とその位置力退、た退避位置とに移動可能な構成として、るが、ノズル 4に対して一定の捕集位置に固定されている構成であってもよい。

[0192] 〔実施の形態 2〕

本発明の実施の他の形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、前記の実施の形態と同一構成部分については、その説明を省略する。

[0193] 本実施の形態のインクジェット装置は、前記インク捕集部 14に代えて図 6 (a) (b)に示すインク捕集部 31を備えている。図 6 (a)はインク捕集部 31の平面図、図 6 (b)はインク捕集部 31の縦断面図である。 [0194] 上記のインク捕集部 31は、外形や大きさが例えば前記インク捕集部 14とほぼ同一となっている。このインク捕集部 31は、例えば円筒容器形状の容器部 32と吸引電極部 33とを備えている。吸引電極部 33には前記プロセス制御部 16が接続されている。

[0195] 容器部 32は、有機榭脂、ガラスあるいは石英などの低誘電体力もなる。吸引電極部 33は、導電性材料カゝらなり、容器部 32の底壁部に設けられている。

[0196] 上記構成のインク捕集部 31は、容器部 32が低誘電体で構成されているため、メンテナンス動作の際にノズル 4の先端カゝら生じる電気力線は、容器部 32ではなく導電性材料カゝらなる吸引電極部 33に到達する。したがって、メンテナンス動作時におけるノズル 4力飛来するインク変性物 20、あるいは予備吐出動作時におけるノズル 4からの吐出インク 3は、容器部 32に付着せず、容器部 32内における吸引電極部 33の上面に付着する。

[0197] これにより、インク変性物 20や吐出インク 3がインク捕集部 31の外周部に付着し、その付着物がノズル 4やその他、インクジェット装置を含む描画システムの構成要素と干渉して、インクジェット装置による描画動作が不安定になる事態を防止することができる。

[0198] さらに、インク変性物 20や吐出インク 3をインク捕集部 31における容器部 32の内部に確実に捕集することができるので、インク変性物 20や吐出インク 3が容器部 32に付着した後、容器部 32から剥離して記録媒体 8上等に落下する事態を確実に防止でき、記録媒体 8や描画システムの構成要素力インク変性物 20や吐出インク 3の付着により汚損することがない。

[0199] 〔実施の形態 3〕

本発明の実施のさらに他の形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、前記の実施の形態と同一構成部分については、その説明を省略する。

[0200] 本実施の形態のインクジェット装置は、前記インク捕集部 14に代えて図 7 (a) (b)に示すインク捕集部 35を備えている。図 7 (a)はインク捕集部 35の平面図、図 7 (b)はインク捕集部 35の縦断面図である。図 8はインク捕集部 35の他の構造例を示す縦断面である。

[0201] インク捕集部 35は、前記インク捕集部 31と同一構成力もなる容器部 32および吸引電極部 33を備えるとともに、容器部 32の内部に絶縁材料カゝらなる吸収体 36が設けられている。なお、吸引電極部 33には前記プロセス制御部 16が接続されている。

[0202] 上記の吸収体 36は、例えば、容器部 32の内部空間と同サイズに形成され、インク捕集部 35による捕集物に対する吸収性を備えている。なお、吸収体 36の形状は、図 8に示すように、容器形状に形成されて、てもよ、。

[0203] 本実施の形態において、吸収体 36は、低誘電材料力もなる直径 400 m、厚さ 10 O /z mの円柱形状（図 8の場合は円筒容器形状)の多孔質体を使用し、吸引電極部 3 3として直径 400 μ m、厚さ 50 μ mの円板形状の導電性材料を使用した。

[0204] また、吸収体 36は多孔質体に限定されることなぐ例えば繊維状の物質でも同様の機能を得ることができる。

[0205] また、吸収体 36にはスチールウール等の導電性材料を使用してもよい。この場合には、インク捕集部 35における導電性部分（吸収体 36)とノズル 4の先端部との良好な対向状態が得られ、ノズル 4力もの電気力線力インク捕集部 35におけるノズル 4との対向面（吸収体 36におけるノズル 4との対向面）に到達することになる。これにより、ノズル 4から吐出された上記捕集物が上記対向面に到達することになり、すなわち上記捕集物がインク捕集部 35の側面に付着することを低減できるため、吸収体 36による上記捕集物の吸収安定性をさらに向上することができる。

[0206] 上記のように、吸収体 36を備えたインク捕集部 35では、メンテナンス動作および予備吐出動作においてノズル 4から吐出されたインク変性物 20や吐出インク 3等の捕集物が容器部 32や吸引電極部 33に衝突することによるこれら容器部 32や吸引電極部 33の損傷や汚損を防止し、さらには上記捕集物の飛沫がインク捕集部 35の外部へ飛散する事態を抑制することができる。

[0207] また、インク捕集部 35により捕集された捕集物は、吸収体 36により速やかに吸収されるので、容器部 32に付着した上記捕集物が容器部 32から剥離して記録媒体 8上等に落下する事態の防止機能をさらに高めることができる。

[0208] また、インク捕集部 35は、吸収体 36がインク捕集部 35の内壁の一部を覆うような構成であってもよぐこの場合にも、吸収体 36による上記の各機能を得ることができる。

[0209] 〔実施の形態 4〕本発明の実施のさらに他の形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、前記の実施の形態と同一構成部分については、その説明を省略する。

[0210] 本実施の形態のインクジェット装置は、前記インク捕集部 14に代えて図 9 (a) (b)に示すインク捕集部 40を備えている。図 9 (a)はインク捕集部 40の平面図、図 9 (b)はインク捕集部 40の縦断面図である。

[0211] インク捕集部 40は、有機榭脂、ガラスあるいは石英などの低誘電体力もなる例えば円筒容器状の容器部 41、およびこの容器部 41の内部の例えば中心位置において、容器部 41の底面力垂直方向に立ち上がった棒状をなす導電性の吸引電極部 42 を備えて、る。上記容器部 41には前記プロセス制御部 16が接続されて、る。

[0212] 本実施の形態において、容器部 41は、外径 500 /ζ πι、内径 400 /ζ πι、厚さ 150 mの円筒形容器形状をなし、吸引電極部 42は、直径 50 m、長さ 100 mの円柱棒状をなしている。

[0213] 本インクジェット装置において、インク捕集部 40は容器部 41が低誘電体で構成されているため、メンテナンス動作および予備吐出動作の際に、ノズル 4の先端から生じる電気力線は導電性材料カゝらなる吸弓 I電極部 42の先端部に到達する。これにより、ノズル 4から吐出されたインク変性物 20や吐出インク 3等のインク捕集部 40による捕集物は、吸引電極部 42に付着する。

[0214] したがって、このようなインク捕集部 40を備えた構成においても、上記捕集物がインク捕集部 40の外周部に付着し、その付着物がノズル 4やその他、インクジェット装置を含む描画システムの構成要素と干渉して、インクジェット装置による描画動作が不安定になる事態を防止することができる。

[0215] さらに、上記捕集物をインク捕集部 40における容器部 41の内部に確実に捕集することができるので、上記捕集物が容器部 41に付着した後、容器部 41から剥離して記録媒体 8上等に落下する事態を確実に防止でき、記録媒体 8や描画システムの構成要素がインク変性物 20や吐出インク 3の付着により汚損することがない。

[0216] また、インク捕集部 40にて捕集された捕集物は吸引電極部 42に付着するので、上記捕集物が容器部 41の内壁に衝突することによる、容器部 41の内壁の損傷や汚損を防止することができる。 [0217] 本実施の形態においては、インク捕集部 40の容器部 41および吸引電極部 42の寸法を一例として上記のように挙げたが、インク捕集部 40の内部に上記捕集物を蓄積する空間があり、インク捕集部 40がその他の装置構成要素と機械的に干渉しない構造であれば、各部の形状、サイズおよび配置、並びに吸引電極部 42の本数によらず、上述の各機能を得ることができる。

[0218] また、本実施の形態において、インク捕集部 40の棒状をなす吸引電極部 42の先端部を先鋭ィ匕することにより、吸引電極部 42の先端部における電界集中を強めることができ、上記捕集物を吸引電極部 42の先端部に付着させる機能をさらに高めることがでさる。

[0219] さらには、吸引電極部 42を交換可能とした構成が好ましい。このような構成では、上記捕集物と吸引電極部 42との衝突による、吸引電極部 42の損傷、変形等により吸弓 I電極部 42の吸弓 I能力が減少した場合、吸弓 I電極部 42を交換することでその吸引能力を回復させることができる。

[0220] 〔実施の形態 5〕

[0221] 本実施の形態のインクジェット装置は、例えば前記インク捕集部 14を備えており、描画動作時とメンテナンス動作時および予備吐出動作時とに応じて、インク捕集部 1

4を移動装置 19により退避位置と前記捕集位置とに移動させる構成となっている。

[0222] 図 10 (a)はインクジェット装置における描画動作時の状態を示す構成図であり、図

10 (b)はメンテナンス動作時および予備吐出動作時の状態を示す構成図である。

[0223] すなわち、インク捕集部 14は、描画動作時には使用されないので、図 10 (a)に示すように、ノズル 4から離れた退避位置に配される。これにより、ノズル 4からの吐出ィンク 3は、インク捕集部 14による静電的影響を受けることなぐまたインク捕集部 14と干渉する恐れがなく、適切に記録媒体 8上に到達する。

[0224] 一方、インク捕集部 14は、メンテナンス動作時および予備吐出動作時には使用されるので、図 10 (b)に示すように、ノズル 4と近接した所定の捕集位置に配される。これにより、メンテナンス動作および予備吐出動作において、ノズル 4から吐出されるィンク変性物 20や吐出インク 3を適切に捕集することができる。

[0225] 〔実施の形態 6〕

[0226] 本実施の形態のインクジェット装置は、前記インク捕集部 14に代えて図 11 (a)—図

11 (d)に示すインク捕集部 50を備えている。図 11 (a)はインク捕集部 50の平面図、図 11 (b)はインク捕集部 50の底面図、図 11 (c)はインク捕集部 50の縦断面図、図 1

1 (d)はインク捕集部 50の側面図である。

[0227] インク捕集部 50は、例えば円筒状の容器部 51およびこの容器部 51の底壁部を構成する吸引電極部 52を有している。容器部 51は前記容器部 32と同様の低誘電体からなり、吸引電極部 52は前記吸引電極部 33と同様の導電性材料力もなる。

[0228] 容器部 51の側壁内部には流路 53が形成されている。この流路 53は、容器部 51の筒形状の軸方向に延びるとともに、一端部が側壁の下面に開口し、他端部が側壁部の例えば上部位置力容器部 51の内面に開口している。

[0229] 流路 53の上記一端部には溶液供給装置 55が接続され、この溶液供給装置 55から流路 53を通じてインク捕集部 50内に溶液 (溶媒） 54を注入できるようになって、る

。上記溶液 54は、インク捕集部 50に捕集され、固化したインク変性物 20を溶解することができるちのである。

[0230] また、インク捕集部 50の底壁部には図 11 (c)に示すように、排出口 56が形成されており、この排出口 56には開閉部 57が設けられている。この開閉部 57による排出口

56の開閉動作は、開閉駆動装置 58により行われる。

[0231] 流路 53の一端部から注入された溶液 54は、流路 53の他端部からインク捕集部 50 の内部に吐出される。この溶液 54は、インク捕集部 50の側壁内面を伝ってインク捕集部 50の底面に達し、そこに貯留される。この溶液 54により、インク捕集部 50内に捕集された前記捕集物が溶解する。

[0232] インク捕集部 50内への溶液 54の注入量は溶液供給装置 55にて管理されており、溶液 54の注入量が所定量に達すると、溶液供給装置 55にて制御される開閉駆動装置 58により開閉部 57が開放され、溶液 54が排出口 56から排出される。排出された溶液 54は、排出口 56に接続された溶液回収装置 59により回収される。これにより、インク捕集部 50内が溶液 54により適切に洗浄され、また、インク捕集部 50内の捕集物を適宜排出することが可能となる。

[0233] なお、上記溶液 54は、インク 2に含有されて、る溶媒成分を有することが望ま、。

[0234] 以下に上記インク捕集部 50の作成方法について説明する。

まず、図 12 (a) (b)に示すように、アルミナ力もなるセラミックス材料 (絶縁材料)を研肖 IJ加工して、円筒状の容器内側部材 61を作成する。なお、図 12 (a)は容器内側部材 61の平面図、図 12 (b)は容器内側部材 61の縦断面図である。

[0235] 次に、図 12 (c)に示すように、容器内側部材 61に容器内部に流路 53からの溶液を流し込むための注入孔 62を形成する。この注入孔 62は、例えば、容器内側部材 61 内に遮蔽部材 63を挿入し、容器内側部材 61の外面にエキシマレーザーを照射することにより行う。これにより、例えば φ 10 mの注入孔 62を形成することができる。なお、図 12 (c)は、注入孔 62の形成動作を示す斜視図である。

[0236] 次に、図 12 (d) (e)に示すように、容器内側部材 61と同じ材料にて、容器外側部材 64を作成する。作成方法は容器内側部材 61の場合と同様である。この容器外側部材 64の内径は容器内側部材 61の外形よりも大きいなっている。なお、図 12 (d)は容器外側部材 64の平面図、図 12 (e)は容器外側部材 64の縦断面図である。

[0237] 上記のようにして作成した容器内側部材 61と容器外側部材 64は、図 12 (f)に示すように、重ねて配置される。これら両者間の空間は流路 53となる。なお、図 12 (f)は、容器内側部材 61と容器外側部材 64とを重ねた状態を示す平面図である。

[0238] 次に、図 13 (a)に示す上蓋部材 65と図 13 (b)に示す下蓋部材 66とを作成する。

上蓋部材 65は、ドーナツ形をなし、容器内部を露出できるように、中央部に開口部 6 7を有する。すなわち、上蓋部材 65は流路 53の上面を塞ぐものである。下蓋部材 66 は、流路 53への液体の流入孔 68と容器からの液体の排出口 56を有する。これら、流入孔 68および排出口 56は、レーザー加工により形成することができる。なお、図 1 3 (a)は上蓋部材 65の平面図、図 13 (b)は下蓋部材 66の平面図である。

[0239] 次に、図 13 (c)に示すように、図 12 (f)に示した容器内側部材 61および容器外側部材 64に対して、これら両者間に流路 53を形成した状態で、上蓋部材 65および下蓋部材 66を貼着する。この貼着には、例えば絶縁性のエポキシ系接着剤を使用する。なお、接着剤は、上蓋部材 65および下蓋部材 66における接着側の面の全面に塗布されてもよぐこの場合には接着剤に上蓋部材 65および下蓋部材 66を漬けることでの塗布も可能である。なお、図 13 (c)は容器内側部材 61および容器外側部材 6 4への上蓋部材 65および下蓋部材 66の接着動作を示す斜視図である。

[0240] 次に、図 13 (d)に示すように、上記の組み立て物における容器内側部材 61内の下蓋部材 66上に、吸引電極部 52を配置する。なお、図 13 (d)はインク捕集部 50の平面図である。

[0241] 最後、排出口 56に流量制御用の開閉部 57 (開閉蓋)を設け、インク捕集部 50の作成を終了する。なお、開閉部 57は、排出口 56に設けた構成に限定されず、例えば図 11 (d)に示した排出口 56と溶液回収装置 59との間の排出流路内に設けた構成（弁からなるもの）としてもよ、。

[0242] なお、上述のような方法によるインク捕集部 50の作成は、現存の精密機械を使用することにより、容易に作成可能である。また、容器の部材を金属製とする場合には、容器内側部材 61および容器外側部材 64に対する上蓋部材 65および下蓋部材 66 の接合を接着剤の代わりにレーザー光照射による局所融解 (溶接）にて行うこともできる。また、上記のような容器構造の作成は、その他、光造形技術を使用して行うことも可能である。

[0243] また、インク捕集部 50内の洗浄機能を有する本実施の形態のインクジェット装置にお!ヽては、インク捕集部 50の洗浄工程を設けることが好ま、。

[0244] 洗浄工程においては、図 14 (a)に示すように、例えば描画動作時に捕集位置に配されているインク捕集部 50を、図 14 (b)に示すように、インク捕集部 50の内面底部とインク捕集部 50内に貯留された溶液 54の液面とが平行となるように、前記移動装置 19によりインク捕集部 50を移動、回転させる。これにより、溶液 54によりインク捕集部 50の内面、とくに底部を適切に洗浄することができる。

[0245] このような洗浄工程を設けることにより、インク捕集部 50からの溶液 54の漏れによるノズル 4を含むヘッド構成要素の汚染を防ぐとともに、インク捕集部 50の洗浄効果を向上させることができる。 [0246] 以上のように、本実施の形態では、説明の簡単ィ匕のため円筒形状のインク捕集部を備えたインクジヱット装置について説明を行った。し力しながら、インク捕集部は、これに限定されるものではなぐノズル 4とインク捕集部との間の電界を考慮した設計を行えば、例えば球状や多角体形状のものであっても適用可能である。

[0247] また、本実施の形態では、説明の簡単化のために、単一のノズル 4を備えたインクジェット装置について説明を行った力これに限定されるものではなぐ隣接ノズルでの電界強度の影響を考慮した設計を行えば、複数のノズル 4を備えたマルチヘッドのインクジェット装置にも適用可能である。

[0248] また、本実施の形態では、図 1に示したように、対向電極 7を備えたインクジェット装置について説明した力対向電極 7とノズル 4のインク吐出孔 4bとの間の距離（ギヤップ）は、記録媒体 8とノズル 4との間の電界強度にほとんど影響しないため、記録媒体 8とノズル 4との間の距離が近ぐ記録媒体 8の表面電位が安定しているならば、対向電極 7は不要となる。

[0249] また、本実施の形態では、ノズル 4と記録媒体 8との間の電界を形成するために、プロセス制御部 10とプロセス制御部 11とを備えた構成としている力上記電界は、ノズル 4と記録媒体 8との間の電位差によって形成することができるので、プロセス制御部 11を省、た構成とすることも可能である。

[0250] 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなぐ請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

[0251] また、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなぐ本発明の精神と次に記載する特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである産業上の利用の可能性

[0252] 本発明の静電吸引型流体吐出方法およびその装置は、ノズル力の吐出物によるノズルの目詰まりを容易に解消でき、かつ目詰まりの原因となる吐出物を捕集手段の導電部により適切に捕集することができる。また、目詰まり解消のためのメンテナンス動作、およびノズルからの吐出量調整等のための予備吐出動作をノズルの任意の位置において、随時にかつ迅速に行うことができる。したがって、液滴を微小化した高解像度のインクジェット方式の流体吐出方法および流体吐出装置に好適に利用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] ノズル内に供給された流体を帯電させ、前記ノズルから吐出先部材に達する第 1の電界により、前記流体をノズル孔から吐出先部材に吐出させる静電吸引型流体吐出装置において、

前記ノズルの近傍位置に配置され、導電部を有し、前記ノズルから吐出された吐出物を捕集するための捕集手段と、

前記流体または前記流体の粘度が変化したもの力なる吐出物を前記ノズルから吐出させ、かっこの吐出物を前記導電部により吸引する第 2の電界を生じさせる電圧を、前記ノズルと前記捕集手段の導電部との間に印加する電圧印加手段とを備えていることを特徴とする静電吸引型流体吐出装置。

[2] 前記捕集手段は、前記ノズルの先端部に対向する側の面が開口された容器状をなしかつ前記導電部を有する捕集部を備え、

前記捕集部は、前記ノズルからの吐出物を捕集する捕集位置において、前記捕集部の底面の中心点の法線方向が前記ノズルの先端部を通るように配置されることを特徴とする請求項 1に記載の静電吸引型流体吐出装置。

[3] 前記捕集手段は、前記ノズルの先端部に対向する側の面が開口された容器状をなしかつ前記導電部を有する捕集部を備え、前記導電部は前記捕集部の底壁部に設けられていることを特徴とする請求項 1に記載の静電吸引型流体吐出装置。

[4] 前記捕集部の内部における前記導電部の上には、前記流体についての吸収性を有する吸収性部材が設けられていることを特徴とする請求項 3に記載の静電吸引型流体吐出装置。

[5] 前記捕集手段は、前記ノズルの先端部に対向する側の面が開口された容器状をなしかつ前記導電部を有する捕集部を備え、前記導電部は前記捕集部の底壁部における一部の領域力前記開口部分に向かって突出状に設けられていることを特徴とする請求項 1に記載の静電吸引型流体吐出装置。

[6] 前記捕集手段は、前記導電部を有する捕集部と、この捕集部を移動可能に支持する支持部と、前記捕集部を、前記ノズル力ゝらの吐出物を捕集する捕集位置、およびこの捕集位置カゝら前記ノズルに対して離れた方向の位置である退避位置に移動させる移動部とを備えていることを特徴とする請求項 1に記載の静電吸引型流体吐出装置

[7] 前記捕集手段は、前記ノズルの先端部に対向する側の面が開口された容器状をなしかつ前記導電部を有する捕集部を備え、

前記捕集部には、一端部が捕集部の外面に開口し、他端部が捕集部の内面に開口する溶媒通路、および捕集部内の溶媒を排出する排出口が形成され、前記溶媒通路の前記一端部には、捕集部に捕集された前記吐出物を溶解させるための溶媒を供給する溶媒供給手段が接続されて！ヽることを特徴とする請求項 1に記載の静電吸引型流体吐出装置。

[8] 溶媒供給手段は前記捕集部内への溶媒の供給量の管理機能を有し、

前記排出口に前記溶媒供給手段力もの指示に基づき、前記捕集部内の溶媒を回収する回収手段が接続されていることを特徴とする請求項 7に記載の静電吸引型流体吐出装置。

[9] 前記捕集手段は、前記導電部を有する捕集部と、この捕集部を移動可能に支持する支持部と、前記捕集部を、前記ノズル力ゝらの吐出物を捕集する捕集位置、およびこの捕集位置力前記ノズルに対して離れた方向の位置であって、捕集部の底面が捕集部内に供給された溶媒の液面とほぼ平行なる退避位置に移動させる移動部とを備えていることを特徴とする請求項 8に記載の静電吸引型流体吐出装置。

[10] 前記電圧印加手段は、電界の強さが第 1の電界よりも第 2の電界が強くなるような電圧印加動作を行うことを特徴とする請求項 1に記載の静電吸引型流体吐出装置。

[11] 前記吐出先部材の背面に位置する対向電極を備え、前記電圧印加手段は、前記ノズルと対向電極との間に第 1の電界を生じさせるための電圧を印加するものであり、前記ノズルと捕集手段の導電部との間に第 2の電界を生じさせる場合には、前記対向電極に印加する電圧をノズルに印加する電圧と同極性とすることを特徴とする請求項 1に記載の静電吸引型流体吐出装置。

[12] 正規吐出動作として、ノズル内に供給された流体を帯電させ、前記ノズルから吐出先部材に達する第 1の電界により、前記流体をノズル孔から吐出先部材に吐出させる静電吸引型流体吐出方法において、予備吐出動作またはメンテナンス動作として、導電部を有し、前記ノズルから吐出された吐出物を捕集するための捕集手段を前記ノズルの近傍位置に配置し、前記流体または前記流体の粘度が変化したものからなる吐出物を前記ノズルから吐出させ、かっこの吐出物を前記導電部により吸弓 Iする第 2の電界を生じさせる電圧を、前記ノズルと前記捕集手段の導電部との間に印加することを特徴とする静電吸引型流体吐出方法。

[13] 正規吐出動作として、ノズル内に供給された流体を帯電させ、前記ノズルから吐出先部材に達する第 1の電界により、前記流体をノズル孔から吐出先部材に吐出させる静電吸引型流体吐出方法において、

前記正規吐出動作を行う前に、予備吐出動作として、導電部を有し、前記ノズルから吐出された吐出物を捕集するための捕集手段を前記ノズルの近傍位置に配置し、前記流体力なる吐出物を前記ノズルから吐出させ、かっこの吐出物を前記導電部により吸引する第 2の電界を生じさせる電圧を、前記ノズルと前記捕集手段の導電部との間に印加することを特徴とする静電吸引型流体吐出方法。

[14] 前記予備吐出動作を行う前に、メンテナンス動作として、導電部を有し、前記ノズルカゝら吐出された吐出物を捕集するための捕集手段を前記ノズルの近傍位置に配置し、前記流体の粘度が変化したもの力なる吐出物を前記ノズルから吐出させ、かっこの吐出物を前記導電部により吸弓 Iする第 2の電界を生じさせる電圧を、前記ノズルと前記捕集手段の導電部との間に印加することを特徴とする請求項 13に記載の静電吸引型流体吐出方法。