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JP2007106010A - 液体噴射装置及び記録装置 - Google Patents

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JP2007106010A JP2005299775A JP2005299775A JP2007106010A JP 2007106010 A JP2007106010 A JP 2007106010A JP 2005299775 A JP2005299775 A JP 2005299775A JP 2005299775 A JP2005299775 A JP 2005299775A JP 2007106010 A JP2007106010 A JP 2007106010A
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Kazuo Saito
一夫 斉藤
Tomo Shinagawa
友 品川
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Abstract

【課題】被噴射媒体が帯電しても液体による汚染を防止することができる液体噴射装置及びその液体噴射装置を備えた記録装置を提供すること。
【解決手段】ノズル開口が形成されたノズル部材162aを有し、被噴射媒体に対して前記ノズル開口から液体を噴射する噴射手段162と、前記液体の噴射領域外に配設されて前記ノズル部材と接続されている電極部材171を有し、前記ノズル部材と前記電極部材との間に電位差を発生させる電位差発生手段170とを備える。これにより、ノズル部材から噴射された液体がエアロゾル化しても、それらは液体の噴射領域外に配設されている電極部材へと被噴射媒体と干渉することなく誘導されるので、液体による被噴射媒体の汚染を防止することができる。
【選択図】図4

Description

本発明は、被噴射媒体に対して液体を噴射する液体噴射装置及びその液体噴射装置を備えた記録装置に関する。
記録装置の1つであるインクジェット式プリンタには、被記録媒体である用紙の縁部に余白を残すことなく記録を施すことができる、所謂縁無し記録可能な機種がある。このようなインクジェット式プリンタでは、用紙の位置ずれや記録ヘッドを搭載したキャリッジの位置ずれに対する余裕を考慮して、用紙のサイズよりも若干広い領域に対して記録を行うようにしている。
即ち、用紙の左右側端縁部や上下端縁部に余白を残すことなく記録を行う際には、用紙の縁部から左右や上下に外れた領域にまでインク滴が吐出される。そして、それらのインク滴は、記録ヘッドに対向して用紙の背面側に配置されたインク吸収部で吸収され、廃インクとしてインク吸収部下部に設けられた廃インク回収部で回収されるようになっている。
近年、高画質記録を行うためにインク滴の粒径が極小化しており、インク滴がエアロゾル化し易くなっている。そこで、記録ヘッドのノズルプレートとインク吸収部との間に電位差を発生させ、上記エアロゾル化したインクを静電誘導によりインク吸収部に引き寄せて吸収するインクジェット式プリンタが提案されている(特許文献1参照)。
特開2004−202867号公報
上述したインクジェット式プリンタでは、記録ヘッドのノズルプレートとインク吸収部との間に電位差を発生させると、記録ヘッドのノズルプレートとインク吸収部との間に存在する用紙が帯電することになる。このため、特に用紙の縁部付近においてインク吸収部に引き寄せられるはずのエアロゾル化したインクの一部が用紙に引き寄せられ、用紙の縁部の背面側に回り込んで用紙を汚染させる場合がある。
本発明は、上記のような種々の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、被噴射媒体の帯電を低減し、液体による汚染を防止することができる液体噴射装置及びその液体噴射装置を備えた記録装置を提供することにある。
上記目的達成のため、本発明の液体噴射装置では、ノズル開口が形成されたノズル部材を有し、被噴射媒体に対して前記ノズル開口から液体を噴射する噴射手段と、前記ノズル部材と接続された電極部材を有し、前記ノズル部材と前記電極部材との間に電位差を発生させる電位差発生手段とを備えた液体噴射装置であって、前記電極部材が、前記液体の噴射領域外に配設されていることを特徴としている。これにより、ノズル部材から噴射された液体がエアロゾル化しても、それらは液体の噴射領域外に配設されている電極部材へと被噴射媒体と干渉することなく誘導されるので、液体による被噴射媒体の汚染を防止することができる。
また、前記電極部材は、少なくとも搬送されてくる前記被噴射媒体の上端縁側及び/又は下端縁側に配設されていることを特徴としている。これにより、被噴射媒体の搬送方向と直交する方向、即ち幅方向に移動しながら液体を噴射する噴射手段を備えている場合、液体による被噴射媒体の汚染をより効果的に防止することができる。また、前記電極部材は、搬送されてくる前記被噴射媒体の上端縁側及び/又は下端縁側と、前記被噴射媒体の両側端縁側に配設されており、前記電位差発生手段は、前記被噴射媒体の上下端縁側の電極部材の電位差発生と両側端縁側の電極部材の電位差発生のオン/オフが切替可能に構成されていることを特徴としている。これにより、被噴射媒体の両側部に液体を噴射する際に上下端縁側の電極部材の電位差発生をオフにすることで被噴射媒体の両側部の帯電状態を解消することができ、液体による被噴射媒体の両側端縁部の背面側の汚染を防止することができる。
また、前記電極部材上に導電性を付与した液体吸収材が配設されていることを特徴としている。これにより、ノズル部材と液体吸収材との間にも電位差が発生するので、エアロゾル化した液体をより効率良く吸収することができる。上記目的達成のため、被記録媒体に記録する記録装置であって、上記各液体噴射装置を備えたことを特徴としている。これにより、上記各作用効果を奏する記録装置を提供することが可能である。
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本発明の一実施の形態に係る記録装置の1つであるインクジェット式プリンタの外観構成の全体を示す斜視図、図2は、その内部構造を示す斜視図、図3は、その内部構造を示す概略側面図である。このインクジェット式プリンタ100は、例えば名刺、カード、L判/2L判、ハガキ、六切やJIS規格のA6判からA4判までのサイズの単票紙と、例えばCD−R(Compact Disc−Recordable)やDVD−R(Digital Versatile Disc−Recordable)等の光ディスクのレーベル面に記録することができる機能を備えている。
このインクジェット式プリンタ100は、図1に示すように、全体が略直方体状のハウジング101で覆われている。そして、ハウジング101の上面における前面側には操作部110が配設され、前面における図示右側にはメモリカードスロット部120が配設され、上面における背面側には給紙部130が配設され、前面側には排紙部140が配設されている。更に、このインクジェット式プリンタ100の内部には、図2及び図3に示すように、用紙搬送部150、記録部160及びディスク搬送部200と、本発明の特徴的な部分である電極171a、171cを含むプラテン163が配設されている。
操作部110は、図1に示すように、略矩形状の操作パネル111を備え、この操作パネル111の略中央部に操作状態等を表示する液晶パネル112が配設され、この液晶パネル112の両側にパワーをオン・オフするパワー系、用紙の頭出し等を操作したりインクのフラッシング等を操作する操作系、画像処理等を行う処理系等のボタン113が配設されている。ユーザは、液晶パネル112を見て確認しながらボタン113を操作することができるので、誤操作を防止することができる。
メモリカードスロット部120は、図1に示すように、図示矢印a方向に開閉自在なカバー121で覆われている。このメモリカードスロット部120は、例えば3つのスロットが形成された図示しないスロット部を備え、13種類のメモリカード(装着物)に対応可能に構成されている。ユーザは、インクジェット式プリンタ100をパーソナルコンピュータに接続しなくても、インクジェット式プリンタ100単独の状態でスロット部のスロットにメモリカードを差し込むのみで、メモリカードに格納されている画像等を記録することができる。
給紙部130は、図1に示すように、上方に向かって矩形状に開口した給紙口131を開閉する機能と、給紙する用紙を1枚もしくは複数枚サポートする機能を併せ持ったペーパーサポート132を備えている。このペーパーサポート132は、後端の回転軸を中心に図示矢印b方向に回動可能に取り付けられている。ユーザは、インクジェット式プリンタ100を使用又は不使用のときは、ペーパーサポート132の図示左側のハウジング101に設けられた穴133に指を差し込んでペーパーサポート132の図示左側を持ってペーパーサポート132を開閉することができるので、用紙の差し入れを容易に行うことができ、また給紙口131内への埃の侵入を防止することができる。
このペーパーサポート132は、図2に示すように、用紙の裏面をサポートする第1サポート31及び第2サポート32と、用紙の両サイドエッジをガイドする固定エッジガイド33と可動エッジガイド34等を備えている。第1サポート31は、平板状に形成されて後端の回転軸を中心に図示矢印b方向に回動可能に取り付けられている。第2サポート32は、平板状に形成されて第1サポート31に格納・引出自在に配設されている。これにより、使用時は種々のサイズの用紙を確実にサポートすることができ、また不使用時は第2サポート32を第1サポート31に格納し、第1サポート31を給紙口131に被せているので、コンパクトに格納しておくことができる。
また、固定エッジガイド33は、図示右側壁に沿う形状でホッパ51と一体形成され、可動エッジガイド34は、図示左側壁に沿う形状に形成され、左側壁と右側壁の間を後壁と略平行に移動可能なように取り付けられている。固定エッジガイド33と可動エッジガイド34は、用紙のサイズが異なっても確実に用紙の両側縁をガイドすることができるので、給送を高精度に行うことができる。
排紙部140は、図1に示すように、前方に向かって矩形状に開口した排紙口141を開閉する機能と、排紙される用紙を1枚もしくは複数枚スタックする機能を併せ持ったスタッカ142を備えている。このスタッカ142は、下端の回転軸を中心に図示矢印c方向に回動可能に取り付けられている。ユーザは、インクジェット式プリンタ100を使用又は不使用のときは、スタッカ142の上部に設けられた取っ手143に指を掛けてスタッカ142を開閉することができるので、セッティングを容易に行うことができ、また排紙口141内への埃の侵入を防止することができる。更に、記録後の用紙は常に前面側から排紙されるので、ユーザは用紙を容易に取り出すことができる。
このスタッカ142は、図2に示すように、第1スタッカ41及び第2スタッカ42を備えている。第1スタッカ41は、平板状に形成されて後端の回転軸を中心に図示矢印c方向に回動可能に取り付けられている。第2スタッカ42は、平板状に形成されて第1スタッカ41に格納・引出自在に配設されている。これにより、使用時は種々のサイズの排紙される用紙を確実に積層載置することができ、また不使用時は第2スタッカ42を第1スタッカ41に格納し、第1スタッカ41を排紙口141に被せているので、コンパクトに格納しておくことができる。
用紙搬送部150は、給紙部130から排紙部140に掛けて配設されており、自動給紙機構151、搬送機構152、排紙機構153を備えている。自動給紙機構151は、ペーパーサポート132にサポートされている用紙を給送するために持ち上げるホッパ51、このホッパ51により持ち上げられた用紙を取り出す給紙ローラ52、この給紙ローラ52により重送された用紙を1枚のみに分離するリタードローラ53、このリタードローラ53により分離された残りの用紙をホッパ51へ戻す紙戻しレバー54等を備えている。
ホッパ51は、用紙が載置可能な平板状に形成されて後壁と略平行に配設されており、下端が給紙ローラ52の近傍に位置し、上端が後壁頂部に近接して位置するように配設されている。そして、ホッパ51は、後壁に一端が取り付けられた図示しない圧縮バネの他端が下端側の裏面に取り付けられており、この圧縮バネの伸縮により上端側を中心に下端側が旋回するように配設されている。
給紙ローラ52は、断面の一部が切り欠かれたD字状に形成されてホッパ51の下端近傍に配設されており、間欠的に回転してホッパ51により持ち上げられた用紙を摩擦給送するようになっている。リタードローラ53は、給紙ローラ52と当接可能に配設されており、給紙ローラ52により用紙が重送されたときに最上層の用紙のみを下層の用紙から摩擦分離するようになっている。紙戻しレバー54は、爪状に形成されて給紙ローラ52の近傍に配設されており、リタードローラ53により分離された下層の用紙を爪に掛けてホッパ51へ戻すようになっている。
搬送機構152は、記録動作に同期して副走査方向に用紙を送る紙送りローラ55とその従動ローラ56等が配設されている。紙送りローラ55は、プラテン163の搬送上流側に配設されており、給紙ローラ52により給送される用紙を従動ローラ56と共に挟持してプラテン163へ送り出すようになっている。
排紙機構153は、排紙ローラ57と第1ギザローラ58a及び第2ギザローラ58b等を備えている。第1ギザローラ58aは、プラテン163の搬送下流側に配設され、第2ギザローラ58bと排紙ローラ57は、第1ギザローラ58aの搬送下流側に対向配設されており、プラテン163を通過してくる用紙を先ず第1ギザローラ58aで排送し、続いて第2ギザローラ58bと排紙ローラ57で挟持してスタッカ142上へ排紙するようになっている。尚、第1ギザローラ58a及び第2ギザローラ58bは、図示しない同一の保持部材により保持されている。
記録部160には、記録動作に同期して主走査方向に移動するキャリッジ161、記録動作に同期してインクを吐出する記録ヘッド162、記録時の用紙を平坦に保持するプラテン163等が配設されている。キャリッジ161は、プラテン163の上方でキャリッジガイド軸164に貫装されてキャリッジベルト165に連結されており、図示しないキャリッジモータによってキャリッジベルト165が作動すると、キャリッジベルト165の動きに連行され、キャリッジガイド軸164に案内されて往復移動するようになっている。このキャリッジ161には、複数のインクカートリッジが抜き差し可能なカートリッジ収納部61が形成されている。
記録ヘッド162は、プラテン163と所定の間隔が空くようにしてキャリッジ161に搭載されており、例えばブラックインクを吐出するブラックインク用記録ヘッドと、イエロー、シアン、ライトシアン、マゼンタ、ライトマゼンタの5色のインクをそれぞれ吐出する複数のカラーインク用記録ヘッドとを備えている。そして、記録ヘッド162は、圧力発生室とそれに繋がるノズル開口がノズルプレートに設けられており、圧力発生室内にインクを貯留して所定圧で加圧することにより、ノズル開口から用紙に向けてコントロールされた大きさのインク滴を吐出するようになっている。次に、本発明の特徴的な部分である電位差発生手段170について図を参照して説明する。
図4は、上記電位差発生手段170とその周辺部を示す平面図、図5は、電位差発生による作用を示す図である。この電位差発生手段170は、プラテン163に配設された電極部材171と、この電極部材171と記録ヘッド162のノズルプレート(ノズル部材)162aとに接続された電位差発生部172を備えている。ここで、先ず、プラテン163とその周辺部について説明し、次に、電位差発生手段170について説明する。
プラテン163は、主走査方向に延びる細長略矩形平板状に形成されたプラテン本体630と、プラテン本体630の搬送方向上流側の下面より垂直下方向に延びる複数のプラテン垂直部631とにより略構成されている。プラテン本体630の搬送方向上流側の上面には、縁無し記録の際に用紙の端縁部より外れたインク滴を打ち捨てるための打ち捨て溝穴632が形成されている。また、プラテン垂直部631の内部には、打ち捨て溝穴632に打ち捨てられた廃インクを図示しない廃インク回収部へ直に流れ落とすための廃インク誘導通路が形成されている。
打ち捨て溝穴632は、主走査方向に細長く延びる平行配置された2本の横溝穴632a、632cと、横溝穴632a、632cとの間を直交方向(用紙搬送方向)へ延びる縦溝穴632bとから成る。横溝穴632aは、プラテン本体630の搬送方向上流側にプラテン本体630と平行に形成され、主に、用紙の終端(下端縁)の縁無し記録の際に、用紙の上端縁から外れたインク滴を打ち捨てるためのものである。横溝穴632cは、プラテン本体630の搬送方向下流側にプラテン本体630と平行に形成され、主に、用紙の始端(上端縁)の縁無し記録の際に、用紙の下端縁から外れたインク滴を打ち捨てるためのものである。そして、横溝穴632a、632cには、廃インク誘導通路に連通する複数の誘導孔633が形成されている。
一方、縦溝穴632bは、記録可能な各用紙の左右側端(両側端縁)に対応する位置に局在的に形成され、主に、用紙の両側端縁の縁無し記録の際に、用紙の両側端縁から外れたインク滴を打ち捨てるためのものである。そして、縦溝穴632bの間には、用紙搬送方向に延びる複数のリブ634が所定の間隔を有して配列されている。各リブ634は、主走査方向の断面が略台形状であってレール状に形成されており、搬送されてくる用紙を背面側から支持するようになっている。そして、打ち捨て溝穴632内、廃インク誘導通路内及び廃インク回収部内には、図5に示すインク吸収材164が充填されている。このインク吸収材164の材料としては、高いインク吸収性を有し、インクによって冒されにくい(耐インク性が高い)性能を有し、且つ、弾力性・柔軟性に優れたスポンジ状のポリウレタン、ポリエチレン等の多孔質材が用いられる。
電位差発生手段170は、縁無し記録の際に電極部材171と記録ヘッド162のノズルプレート162aとの間に電位差を発生させて、エアロゾル化したインクを静電誘導により電極部材171側に引き寄せる機能を有している。この電極部材171は、プラテン163上であって記録ヘッド162による記録領域外(図5のクロス線で示す部分)、即ちプラテン163の四辺に沿ったロの字状であって打ち捨て溝穴632を囲むように配設されている。これにより、縁無し記録の際の用紙の縁部は、上下、左右それぞれの印刷時において、電極部材171とノズルプレート162aとの間に位置しないことになるので帯電を低減させることができ、エアロゾル化したインクによる用紙の縁部の背面側の汚染を防止することができる。
この電極部材171は、用紙の上端縁を縁無し記録する際に有効である上端縁側電極171cと、用紙の下端縁を縁無し記録する際に有効である下端縁側電極171aと、用紙の両側端縁を縁無し記録する際に有効である側端縁側電極171bとに分割されている。そして、上端縁側電極171cと側端縁側電極171bとの間及び下端縁側電極171aと側端縁側電極171bとの間には、図示しない絶縁材がそれぞれ介されている。電位差発生部172は、上下端縁側電極171c、171aの電位差発生のオン/オフと、側端縁電極171bの電位差発生のオン/オフとを任意に切り替えることができるようになっている。
上端縁側電極171c、側端縁側電極171b及び下端縁側電極171aは金属板であるが、金鍍金、ステンレス、ニッケル等の耐腐食性を有する金属の電線が格子状に組まれた形状を成しているものでも良い。そして、上端縁側電極171c、側端縁側電極171b及び下端縁側電極171aの上には、図6に示すインク吸収材(液体吸収材)173が充填されている。このインク吸収材173の材料としては、高いインク吸収性を有し、インクによって冒されにくい(耐インク性が高い)性能を有し、且つ、弾力性・柔軟性に優れ、更に導電性が付与された材料が用いられる。
このようなインク吸収材173は、例えばカーボン等の導電性の粉体をポリウレタン、ポリエチレン等の原料に混入してスポンジ状の多孔質体としたり、導電性の金属薄膜等を上記多孔質体にメッキすることにより導電性を付与することができる。更には、塩化ナトリウムや塩化カリウム等の電解質水溶液あるいは水、インク等を多孔質体に含有させるようにしても良い。水やインクの場合は大気中の二酸化炭素等を取り込んで導電性を有する電解質となる。尚、インクの場合は初回の記録前に記録ヘッド162からインク吸収材173に向けてインクを吐出しておく。
このような構成において、電位差発生部172が上端縁側電極171c、側端縁側電極171b及び下端縁側電極171aと記録ヘッド162のノズルプレート162aとの間に電位差を発生させると、図6に示すようにインク吸収材173の表面とノズルプレート162aとの間に少なくとも25kV/m以上の電界Eが発生する。この状態で、ノズルプレート162aから吐出されエアロゾル化したインクIは、電荷qが付与されているのでインク吸収材173方向へ向かうクーロン力Fが作用する。従って、エアロゾル化したインクIは、空気粘性抵抗によって急激に減速されること無く、また帯電が低減された用紙Pとも干渉せずに、ノズルプレート162aから3mm〜5mm以上離れたインク吸収材173に達して吸収される。
ここで、インクのエアロゾル化は、用紙の両側端縁の縁無し記録を行うときの記録ヘッド162の動作よりも、用紙の上下端縁の縁無し記録を行うときの記録ヘッド162の動作による影響が大きい。そこで、用紙の両側端縁の縁無し記録を行う際は、側端縁側電極171bの電位差発生はオンのままで、上端縁側電極171c及び下端縁側電極171aの電位差発生をオフにすることで用紙の両側部の帯電状態を解消することができ、エアロゾル化したインクによる用紙の両側端縁部の背面側の汚染を防止することができる。
尚、上述した実施形態では、上端縁側電極171c及び下端縁側電極171aと側端縁側電極171bが配設されたインクジェット式プリンタ100について説明したが、少なくとも上端縁側電極171c及び下端縁側電極171aが配設されていれば良い。また、電極部材171は、金属線を使用したが、金属板もしくは導電性プラスチックの線や板等であっても良い。また、インク吸収材173は、絶縁性の材料に導電性の材料を付与するようにしたが、高いインク吸収性を有し、インクによって冒されにくい(耐インク性が高い)性能を有し、且つ、弾力性・柔軟性に優れた材料であれば、当初から導電性を有する金属等の材料を使用するようにしても良い。また、導電性を持たないインク吸収材も使用可能である。
インクに代えてその用途に対応する液体を噴射手段から被噴射媒体に噴射して液体を被噴射媒体に付着させる液体噴射装置の意味として、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタ製造に用いる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイや面発光ディスプレイ(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、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド、精密ピペットとしての試料噴射ヘッド等を備えた装置にも適用可能である。また、液体噴射装置を備えた記録装置であれば、例えばファクシミリ装置、コピー装置、スキャナ等であっても適用可能である。
本発明の一実施の形態に係る記録装置の1つであるインクジェット式プリンタの外観構成の全体を示す斜視図である。 図1のプリンタの内部構造を示す斜視図である。 図2のプリンタの内部構造を示す概略側面図である。 図1のプリンタの電位差発生手段とその周辺部を示す平面図である。 図1のプリンタの電位差発生手段の電位差発生による作用を示す図である。
符号の説明
100 インクジェット式プリンタ、110 操作部、120 メモリカードスロット部、130 給紙部、140 排紙部、150 用紙搬送部、160 記録部、162 記録ヘッド、162a ノズルプレート、163 プラテン、170 電位差発生手段、171 電極部材、171c 上端縁側電極、171a 下端縁側電極、171b 側端縁側電極、172 電位差発生部、173 インク吸収材、200 ディスク搬送部

Claims (5)

  1. ノズル開口が形成されたノズル部材を有し、被噴射媒体に対して前記ノズル開口から液体を噴射する噴射手段と、
    前記ノズル部材と接続された電極部材を有し、前記ノズル部材と前記電極部材との間に電位差を発生させる電位差発生手段とを備えた液体噴射装置であって、
    前記電極部材が、前記液体の噴射領域外に配設されていることを特徴とする液体噴射装置。
  2. 前記電極部材は、少なくとも搬送されてくる前記被噴射媒体の上端縁側及び/又は下端縁側に配設されていることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。
  3. 前記電極部材は、搬送されてくる前記被噴射媒体の上端縁側及び/又は下端縁側と、前記被噴射媒体の両側端縁側に配設されており、前記電位差発生手段は、前記被噴射媒体の上下端縁側の電極部材の電位差発生と両側端縁側の電極部材の電位差発生のオン/オフが切替可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。
  4. 前記電極部材上に導電性を付与した液体吸収材が配設されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の液体噴射装置。
  5. 被記録媒体に記録する記録装置であって、
    請求項1〜4の何れか一項に記載の液体噴射装置を備えたことを特徴とする記録装置。
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