液体吐出装置
【課題】液滴による機内汚れを好適に低減することができる液体吐出装置を提供すること。
【解決手段】ノズル面３ａとプラテン部１１における吸収体２１との間には電界が形成され、電界の向きは一の走査パス内において所定のタイミングで反転される。用紙２の外縁領域２４に吐出され、負極および正極にそれぞれ帯電されたメイン滴２５ａ、サテライト滴２５ｂには、吸収体２１に向かう向きの静電力が時分割で作用し、そのミスト化が好適に抑えられる。
【解決手段】ノズル面３ａとプラテン部１１における吸収体２１との間には電界が形成され、電界の向きは一の走査パス内において所定のタイミングで反転される。用紙２の外縁領域２４に吐出され、負極および正極にそれぞれ帯電されたメイン滴２５ａ、サテライト滴２５ｂには、吸収体２１に向かう向きの静電力が時分割で作用し、そのミスト化が好適に抑えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ、ディスプレー製造装置、電極形成装置、あるいは、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。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体吐出装置として、紙への印刷に適したインクジェットプリンタ等が知られており、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。
【０００３】
インクジェットプリンタから吐出されるインク滴は近年その微小化が進んでおり、この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。
【０００４】
また、近年では、用紙の外縁部に余白を設けずに印刷をするいわゆる縁なし印刷を行う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。
【０００５】
このような課題に鑑みて、静電力の作用でミストの発生を抑えるようにしたインクジェ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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１０３５８６号公報
【特許文献２】特開２００４−２１６８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ノズルから吐出されるインク滴は、その吐出制御方法によっては、飛翔過程において先導部（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。
【０００８】
ところで、特許文献２には、ノズル面と吸収体面との間に発生させる電界の向きを周期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。
【０００９】
しかしながら当該変形例は、サテライト滴の回収を効果的に行うための積極的な手段を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。
【００１０】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、液滴による機内汚れを好適に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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、液体を吐出するノズルを一面に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。
【００１２】
この発明の液体吐出装置によれば、電界の反転の直近において吐出された正負の両極性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。
【００１３】
また好ましくは、前記吐出対象領域が前記吐出対象物の配置領域およびその外周領域に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。
【００１４】
また好ましくは、前記外周領域を前記吐出対象領域に含む前記液体吐出装置において、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。
【００１５】
また好ましくは、液体収容手段を備える前記液体吐出装置において、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。
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。
【００１６】
本発明は、液体を吐出するノズルを一面に有する吐出ヘッドと、前記一面の対向領域に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。
【００１７】
この発明の液体吐出装置によれば、電界の反転の直近において吐出された正負の両極性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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】液体吐出装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】プラテン部の平面構造を示す概略図。
【図３】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。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、外周領域に係る吐出の様子を示す側断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、外周領域に係る吐出の様子を示す側断面図。
【図６】変形例１に係るプラテン部の平面構造を示す概略図。
【図７】変形例２に係るプラテン部の電気的構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
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。
【００２０】
まず、図１を参照して液体吐出装置の全体構成について説明する。
図１は、液体吐出装置の概略構成を示す斜視図である。
【００２１】
図１において、液体吐出装置としてのプリンタ１は、吐出対象物としての用紙２に液体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。
【００２２】
吐出ヘッド３から吐出するインクには、例えば、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの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７ａ〜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。
【００２３】
走査手段としての走査機構５は、駆動力を発生するモータ（図示せず）と、キャリッジ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。
【００２４】
用紙２は、フレーム基体６の裏側に設けられている図示しない用紙トレーにストックされており、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。
【００２５】
吐出ヘッド３のノズル面３ａと対向する位置には、用紙２を裏面２ｂ側から支持するためのプラテン部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。
【００２６】
吐出ヘッド３は、所定の配列でノズルが形成された一面であるノズル面３ａを用紙２の表面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。
【００２７】
メンテナンスユニット１６は、ノズル面３ａの一定領域を囲んで封止可能なキャップ部材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。
【００２８】
メンテナンスユニット１６はまた、ゴム等で形成された板状部材であるワイパブレード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。
【００２９】
次に、図２、図３を参照して、プラテン部の周辺構成について説明する。
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。
【００３０】
図２、図３に示すように、プラテン部１１は、ノズル面３ａと対向する側に開口を有する箱型のケース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。
【００３１】
吸収体２１には、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、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。
【００３２】
いわゆる縁なし印刷は、図示するように、吐出対象領域２３を用紙２の外側に拡張させた状態で行われる。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。
【００３３】
プラテン部１１における吐出対象領域２３の脇には、予備吐出に係るインク滴を受ける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。
【００３４】
プリンタ１は、接地電位（ＧＮＤ）を基準として、正極性電位（＋）を出力する高電圧生成回路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３２を備えている。
【００３５】
ノズル面３ａはアースに、吸収体２１はスイッチ回路３２の出力端子にそれぞれ接続されており、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。
【００３６】
次に、図４、図５を参照して、インク滴に作用する静電力について説明する。
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。
【００３７】
図４（ａ）〜（ｃ）は、用紙２の内側から外側に向かって吐出ヘッド３（ノズル面３ａ）が移動するときの吐出の様子を時系列で示している。
【００３８】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、吐出ヘッド３は、吸収体２１が正極性電位（＋）とされた状態で、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。
【００３９】
一方、サテライト滴２５ｂには減速方向の静電力が作用する。この場合、用紙２に対し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。
【００４０】
そこで、本実施形態では、外周領域２３ａに対するインク滴（メイン滴２５ａおよびサテライト滴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２１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。
【００４１】
かくして、サテライト滴２５ｂは、ミスト化することなく吸収体２１に到達し、吸収体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。
【００４２】
図５（ａ）〜（ｃ）は、用紙２の外側から内側に向かって吐出ヘッド３（ノズル面３ａ）が移動するときの吐出の様子を時系列で示している。
【００４３】
図５に示す場合においても、吐出ヘッド３が外周領域２３ａに対するインク滴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。
【００４４】
上述のように、電界の反転の直近において吐出されたインク滴は、吐出ヘッド３の走査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。
【００４５】
また、上述のような電界の反転は、吐出ヘッド３が予備吐出受容領域２４において予備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。
【００４６】
（変形例１）
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。
【００４７】
図６に示すように、この変形例１におけるプラテン部１１は、非導電性の吸収体２７の露出面上に、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。
【００４８】
かくして、導線２６は電極として機能し、ノズル面３ａ（図３参照）と吸収体２７との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。
【００４９】
図７に示すように、この変形例２におけるプリンタ１は、ノズル面３ａおよび吸収体２１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。
【００５０】
この変形例のように、本発明の電界発生手段は、電位反転回路を用いずに構成することも可能である。
【００５１】
本発明は上述の実施形態に限定されない。
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。
【符号の説明】
【００５２】
１…液体吐出装置としてのプリンタ、２…吐出対象物としての用紙、２ａ…表面、２ｂ…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。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ、ディスプレー製造装置、電極形成装置、あるいは、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。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体吐出装置として、紙への印刷に適したインクジェットプリンタ等が知られており、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。
【０００３】
インクジェットプリンタから吐出されるインク滴は近年その微小化が進んでおり、この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。
【０００４】
また、近年では、用紙の外縁部に余白を設けずに印刷をするいわゆる縁なし印刷を行う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。
【０００５】
このような課題に鑑みて、静電力の作用でミストの発生を抑えるようにしたインクジェ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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１０３５８６号公報
【特許文献２】特開２００４−２１６８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ノズルから吐出されるインク滴は、その吐出制御方法によっては、飛翔過程において先導部（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。
【０００８】
ところで、特許文献２には、ノズル面と吸収体面との間に発生させる電界の向きを周期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。
【０００９】
しかしながら当該変形例は、サテライト滴の回収を効果的に行うための積極的な手段を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。
【００１０】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、液滴による機内汚れを好適に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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、液体を吐出するノズルを一面に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。
【００１２】
この発明の液体吐出装置によれば、電界の反転の直近において吐出された正負の両極性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。
【００１３】
また好ましくは、前記吐出対象領域が前記吐出対象物の配置領域およびその外周領域に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。
【００１４】
また好ましくは、前記外周領域を前記吐出対象領域に含む前記液体吐出装置において、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。
【００１５】
また好ましくは、液体収容手段を備える前記液体吐出装置において、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。
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。
【００１６】
本発明は、液体を吐出するノズルを一面に有する吐出ヘッドと、前記一面の対向領域に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。
【００１７】
この発明の液体吐出装置によれば、電界の反転の直近において吐出された正負の両極性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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】液体吐出装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】プラテン部の平面構造を示す概略図。
【図３】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。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、外周領域に係る吐出の様子を示す側断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、外周領域に係る吐出の様子を示す側断面図。
【図６】変形例１に係るプラテン部の平面構造を示す概略図。
【図７】変形例２に係るプラテン部の電気的構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
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。
【００２０】
まず、図１を参照して液体吐出装置の全体構成について説明する。
図１は、液体吐出装置の概略構成を示す斜視図である。
【００２１】
図１において、液体吐出装置としてのプリンタ１は、吐出対象物としての用紙２に液体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。
【００２２】
吐出ヘッド３から吐出するインクには、例えば、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの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７ａ〜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。
【００２３】
走査手段としての走査機構５は、駆動力を発生するモータ（図示せず）と、キャリッジ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。
【００２４】
用紙２は、フレーム基体６の裏側に設けられている図示しない用紙トレーにストックされており、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。
【００２５】
吐出ヘッド３のノズル面３ａと対向する位置には、用紙２を裏面２ｂ側から支持するためのプラテン部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。
【００２６】
吐出ヘッド３は、所定の配列でノズルが形成された一面であるノズル面３ａを用紙２の表面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。
【００２７】
メンテナンスユニット１６は、ノズル面３ａの一定領域を囲んで封止可能なキャップ部材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。
【００２８】
メンテナンスユニット１６はまた、ゴム等で形成された板状部材であるワイパブレード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。
【００２９】
次に、図２、図３を参照して、プラテン部の周辺構成について説明する。
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。
【００３０】
図２、図３に示すように、プラテン部１１は、ノズル面３ａと対向する側に開口を有する箱型のケース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。
【００３１】
吸収体２１には、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、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。
【００３２】
いわゆる縁なし印刷は、図示するように、吐出対象領域２３を用紙２の外側に拡張させた状態で行われる。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。
【００３３】
プラテン部１１における吐出対象領域２３の脇には、予備吐出に係るインク滴を受ける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。
【００３４】
プリンタ１は、接地電位（ＧＮＤ）を基準として、正極性電位（＋）を出力する高電圧生成回路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３２を備えている。
【００３５】
ノズル面３ａはアースに、吸収体２１はスイッチ回路３２の出力端子にそれぞれ接続されており、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。
【００３６】
次に、図４、図５を参照して、インク滴に作用する静電力について説明する。
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。
【００３７】
図４（ａ）〜（ｃ）は、用紙２の内側から外側に向かって吐出ヘッド３（ノズル面３ａ）が移動するときの吐出の様子を時系列で示している。
【００３８】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、吐出ヘッド３は、吸収体２１が正極性電位（＋）とされた状態で、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。
【００３９】
一方、サテライト滴２５ｂには減速方向の静電力が作用する。この場合、用紙２に対し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。
【００４０】
そこで、本実施形態では、外周領域２３ａに対するインク滴（メイン滴２５ａおよびサテライト滴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２１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。
【００４１】
かくして、サテライト滴２５ｂは、ミスト化することなく吸収体２１に到達し、吸収体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。
【００４２】
図５（ａ）〜（ｃ）は、用紙２の外側から内側に向かって吐出ヘッド３（ノズル面３ａ）が移動するときの吐出の様子を時系列で示している。
【００４３】
図５に示す場合においても、吐出ヘッド３が外周領域２３ａに対するインク滴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。
【００４４】
上述のように、電界の反転の直近において吐出されたインク滴は、吐出ヘッド３の走査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。
【００４５】
また、上述のような電界の反転は、吐出ヘッド３が予備吐出受容領域２４において予備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。
【００４６】
（変形例１）
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。
【００４７】
図６に示すように、この変形例１におけるプラテン部１１は、非導電性の吸収体２７の露出面上に、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。
【００４８】
かくして、導線２６は電極として機能し、ノズル面３ａ（図３参照）と吸収体２７との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。
【００４９】
図７に示すように、この変形例２におけるプリンタ１は、ノズル面３ａおよび吸収体２１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。
【００５０】
この変形例のように、本発明の電界発生手段は、電位反転回路を用いずに構成することも可能である。
【００５１】
本発明は上述の実施形態に限定されない。
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。
【符号の説明】
【００５２】
１…液体吐出装置としてのプリンタ、２…吐出対象物としての用紙、２ａ…表面、２ｂ…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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するノズルを一面に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液体吐出装置。
【請求項２】
前記吐出対象領域が前記吐出対象物の配置領域およびその外周領域に設定される請求項１に記載の液体吐出装置であって、
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液体吐出装置。
【請求項３】
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請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
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請求項３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
液体を吐出するノズルを一面に有する吐出ヘッドと、
前記一面の対向領域に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液体吐出装置。
【請求項１】
液体を吐出するノズルを一面に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液体吐出装置。
【請求項２】
前記吐出対象領域が前記吐出対象物の配置領域およびその外周領域に設定される請求項１に記載の液体吐出装置であって、
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液体吐出装置。
【請求項３】
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請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
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請求項３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
液体を吐出するノズルを一面に有する吐出ヘッドと、
前記一面の対向領域に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液体吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−６００２３（Ｐ２０１３−６００２３Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２７９２７０（Ｐ２０１２−２７９２７０）
【出願日】平成２４年１２月２１日（２０１２．１２．２１）
【分割の表示】特願２０１１−６３９０３（Ｐ２０１１−６３９０３）の分割
【原出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月２１日（２０１２．１２．２１）
【分割の表示】特願２０１１−６３９０３（Ｐ２０１１−６３９０３）の分割
【原出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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