(57)【要約】      （修正有）【課題】短時間に、かつ効率良くインクを除去することができるインク除去装置及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明のインク除去装置は、突起と、突起を支える支持部材とを有する除去部材と、突起とインク又はノズル部材との間に電界を加える電界付加手段とを有する。【選択図】        図３
2004160911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するノズル孔が形成されたノズル部材を有するインクジェットヘッドに対して相対的に移動可能に配置され、前記ノズル孔の内部も含めてその近傍に余分に付着あるいは固着したインクを除去するインク除去装置において、
突起と、該突起を支える支持部材とを有する除去部材と、
前記突起とインク又は前記ノズル部材との間に電界を加える電界付加手段と
を有し、
前記電界付加手段によって前記突起とインク又は前記ノズル部材との間に電界を加えて前記突起側に余分なインクを静電吸引して除去することを特徴とするインク除去装置。
【請求項２】
前記突起は前記ノズル孔の内径よりも小さい請求項１記載のインク除去装置。
【請求項３】
複数の前記突起が前記ノズル孔に対応してアレイ状に配置される請求項１又は２に記載のインク除去装置。
【請求項４】
前記突起は針状形状をしている請求項１〜３のいずれかに記載のインク除去装置。
【請求項５】
前記突起は複数の微小突起の集合体である請求項１〜４のいずれかに記載のインク除去装置。
【請求項６】
前記突起は管状の微細な穴を有する請求項１〜５のいずれかに記載のインク除去装置。
【請求項７】
前記突起は微細な気孔を複数有するポーラス体である請求項１〜６のいずれかに記載のインク除去装置。
【請求項８】
前記気孔がインク吸引方向に配向している請求項７記載のインク除去装置。
【請求項９】
前記除去部材を複数設ける請求項１〜８のいずれかに記載のインク除去装置。
【請求項１０】
前記突起を振動させる加振手段を設け、該振動よって余分なインクを除去する請求項１〜９のいずれかに記載のインク除去装置。
【請求項１１】
前記インク除去部材と前記ノズル部材との短絡状態を検出する短絡検出手段と、短絡時には前記インク除去部材とインクあるいはノズル部材との間に電界が印加できないようにする保護回路とを設けた請求項１〜１０のいずれかに記載のインク除去装置。
【請求項１２】
前記ノズル孔と前記突起との間を所定の間隔に保つ間隔保持部材を設けた請求項１〜１１のいずれかに記載のインク除去装置。
【請求項１３】
前記ノズル孔と前記突起との相対位置を計測する測定手段と、前記間隔保持部材に前記所定の間隔を調整する調整機構とを設け、前記測定手段からの計測値信号に応じて前記ノズル孔と前記突起との間隔を調整する請求項１２記載のインク除去装置。
【請求項１４】
前記突起は、導体、低抵抗のシリコン又は高融点金属で作製される請求項１〜１３のいずれかに記載のインク除去装置。
【請求項１５】
前記突起あるいは前記支持部材のインクと接する面を親水性にする請求項１〜１４のいずれかに記載のインク除去装置。
【請求項１６】
前記突起あるいは前記支持部材のインクと接する面に金属酸化膜を被覆する請求項１〜１４のいずれかに記載のインク除去装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載のインク除去装置を搭載したことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインク除去装置及びインクジェット記録装置に関し、詳細にはインクを吐出するインクジェットヘッドのノズル孔に付着するインクを除去するインク除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平１１−３０９８７１号公報
【特許文献２】特開平１１−３４２６３２号公報
上記特許文献１には、ヘッドの回復処理に要する時間を短縮するために、複数の板状部からなるインク除去部材をインク吐出口形成面に付着したインクに対して、相対的に移動可能なように配置して、板状部間の毛管現象によってインクを除去するインクジェットプリンタが提案されている。
【０００３】
また、上記特許文献２のインクジェットプリンタは、ヘッドの回復処理に要する時間の短縮を目的に、インク除去部材をインク吐出口形成面に付着したインクに対して、相対的に移動可能なように配置して、複数の歯部間の毛管現象でインクを除去するインク除去部材とインクを排出する排出通路とインク除去部材の駆動手段が具備されている。
【０００４】
これらの従来のインクジェットプリンタでも記録動作終了後にインク吐出性能（吐出方向、速度等）を安定に維持するためにヘッドの回復処理（クリーニングも含め）が実施されているが十分とは言えず、インク除去処理後ゴム性ブレードによるノズル孔面のワイピング（ノズル面をブレードで拭き取る）を行い、固着状態のインクや紙粉によるノズル孔の目詰まりやノズル孔近傍の固着インクあるいは微細なゴミを除去する処理を行う必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の方法によれば、ワイピングによって拭き取られたインクがワイパー部材の変形が基に戻る時に装置内に飛び散って汚染の原因となる。更に、ノズル孔及びノズル孔付近に半固着したインクは予備吐出やワイピングでは完全に除去するのが難しく、特に顔料インクの場合は顔料成分による目詰まりが顕著になり、対策が必要である。また、ライン型ヘッドの場合には、ノズル孔が高密度、高精度に配置されることになり、それに対応可能な高精度な除去部材が必要である。
【０００６】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、短時間に、かつ効率良くインクを除去することができるインク除去装置及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、本発明のインク除去装置は、インクを吐出するノズル孔が形成されたノズル部材を有するインクジェットヘッドに対して相対的に移動可能に配置され、ノズル孔の内部も含めてその近傍に余分に付着あるいは固着したインクを除去する。更に、本発明のインク除去装置は、突起と、突起を支える支持部材とを有する除去部材と、突起とインク又はノズル部材との間に電界を加える電界付加手段とを有する。そして、電界付加手段によって突起とインク又はノズル部材との間に電界を加えて突起側に余分なインクを静電吸引して除去する。よって、短時間に、かつより効率的にインクを除去することができ、更に顔料インク使用の場合には顔料成分又はその凝集体は静電引力を受けやすく、より強力に除去することが可能となる。
【０００８】
また、突起はノズル孔の内径よりも小さい方がインクをより効率的に除去することでき好ましい。
【０００９】
更に、複数の突起がノズル孔に対応してアレイ状に配置されることにより、ライン型ヘッドの場合にもインクをより効率的に除去できる。
【００１０】
また、突起は針状形状をしていることにより、針状形状の先端に電界集中させてインクをより効率的にインクを静電吸引して除去することができる。
【００１１】
更に、突起は複数の微小突起の集合体であることにより、微小突起同士に生じる毛管現象も付加することで更にインクの除去を効果的に行うことができる。
【００１２】
また、突起は管状の微細な穴を有することにより、微細な穴に生じる毛管現象も付加することで更にインクの除去を効果的に行うことができる。
【００１３】
更に、突起は微細な気孔を複数有するポーラス体であることにより、ポーラス体の微細な気孔に生じる毛管現象も付加することで更にインクの除去を効果的に行うことができる。
【００１４】
また、気孔がインク吸引方向に配向していることにより、インクをより効率的に除去するために好ましい。
【００１５】
更に、除去部材を複数設けることにより、除去部材の間に生じる毛管現象も付加することで更にインクの除去を効果的に行うことができる。
【００１６】
また、突起を振動させる加振手段を設け、振動よって余分なインクを除去する効果を促進できる。
【００１７】
更に、インク除去部材とノズル部材との短絡状態を検出する短絡検出手段と、短絡時にはインク除去部材とインクあるいはノズル部材との間に電界が印加できないようにする保護回路とを設けたことにより、安全にインク除去、回復処理を行うことができる。
【００１８】
また、ノズル孔と突起との間を所定の間隔に保つ間隔保持部材を設けたことにより、安定、かつより効率的にインクを静電吸引して除去することができる。
【００１９】
更に、ノズル孔と突起との相対位置を計測する測定手段と、間隔保持部材に所定の間隔を調整する調整機構とを設け、測定手段からの計測値信号に応じてノズル孔と突起との間隔を調整することにより、動作の安全性を確保すると共に、インクの静電吸引力を最大にし、かつノズル孔毎のバラツキを少なくすることできる。
【００２０】
また、突起は、導体、低抵抗のシリコン又は高融点金属で作製される。導体の場合、インクをより効率的に除去できる。低抵抗のシリコンの場合、シリコンの微細加工によってより高密度、高精度に突起を作製することができる。高融点金属の場合、ノズル部材あるいはノズル孔との短絡時の突起の破損を防止できる。
【００２１】
更に、突起あるいは支持部材のインクと接する面を親水性にすることにより、毛管現象をより効果的に生じさせ、インク除去をより効率的に行うことができる。
【００２２】
また、突起あるいは支持部材のインクと接する面に金属酸化膜を被覆することにより、ノズル形成面あるいはノズル孔との短絡を防止し、かつインクとの濡れ性を確保することができる。
【００２３】
更に、別の発明としてのインクジェット記録装置は、上記記載のインク除去装置を搭載したことに特徴がある。よって、短時間に、かつより効率的にインクの除去を行うことができ、高速で、かつ高画質な印刷が可能なインクジェット記録装置を提供できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明のインク除去装置は、突起と、突起を支える支持部材とを有する除去部材と、突起とインク又はノズル部材との間に電界を加える電界付加手段とを有する。
【００２５】
【実施例】
図１は本発明の第１の実施例に係るインク除去装置の構成を示す概略断面図である。同図において、インクジェットヘッド３は複数のノズル孔１が形成されたノズル部材２を有している。インクジェットヘッド３による印字動作の終了後には、ノズル孔１の内部も含めてその近傍には印字に使用されなかった余分インク４がしばしば付着あるいは固着していることがある。このような余分なインクが付着していると、次に印字する際にインクの噴射方向や噴射速度が所望の値からずれたり、ノズル孔１が目詰まりしている時には噴射そのものができなかったりすることがあった。そこで、図１に示す本実施例のインク除去装置１０は、複数の突起１１とそれを支える支持部材１２とからなる除去部材１３と、ノズル孔１と突起１１との間隔を所定に保つための間隔保持部材１４とを含んで構成されている。なお、同図の例では除去部材１３は２枚配置されているが、特にこの枚数に限定されるものではない。
【００２６】
次に、本発明のインク除去動作について以下に説明すると、インク除去装置１０は間隔保持部材１４で規定される位置までインクジェットヘッド側に移動され固定される。次に、図示していない電界付加手段によって突起１１とインク４あるいはノズル部材２間に電界を加えると、インク４と突起１１に静電電気力が作用して、インク４が突起１１側に引き寄せられる。印加する電圧は突起１１、つまり先端の曲率半径等及びノズル孔１の形状、更にはインクの粘度にも依存するが、ノズル孔１側を＋側として０．８ｋＶ〜５．５ｋＶであった。また、波形は連続的なＤＣ波形でもよいし、移動の安定性及び制御性を向上させるためにはパルス矩形波または台形波が好ましい。また、電圧印加からのインク移動の応答時間を短時間にする目的で駆動波形にバイアス電を加えておくのも効果的である。また、顔料インクが使用されている場合には、顔料はインク中の分散性を増加するために帯電した状態になっており、外部電界の影響を強く受ける結果溶媒よりも強い吸引力を受けて移動し易くなる。この意味で顔料インクに対しての効果は大きくなる。
【００２７】
このように突起１１側に吸引されたインク４は支持部材１２を伝わって、あるいは支持部材１２が複数ある場合にはその間隙に作用する毛管現象によって下方に集められ、排出口１５よりインク除去装置１０から排出される。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施例に係るインク除去装置は、図１において、突起１１とノズル孔１との相対的な大きさに関する。具体的には小さな突起１１をノズル孔１の内径よりも小さくすることにより、突起１１をノズル部材２に近づけるだけではなく、ノズル孔１の内部に挿入できるようにしたものである。このようにすることにより、電圧印加の間隔、すなわちノズル孔−突起間の距離を小さくできるため、電界強度が高くなるのでインクにかかる静電力を増加することができ、より効率的にインクを除去できる。なお、突起１１の作製方法としては通常の金属加工と更に微細部分は放電加工法あるいはレーザ加工法を使用した。材料としては、ＳＵＳ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ等の金属板を使用したが、化学的な耐性、加工性、導電性等に優れていればこれらに限定されるものではない。
【００２９】
また、本発明の第３の実施例に係るインク除去装置は、図１に示すように、突起の配列に関する。図１に示すように、複数の突起をノズル孔に対応してアレイ状に配置することにより、ライン型インクジェットヘッドにも対応できるようにしたものである。この場合、突起１１のピッチはノズル孔ピッチと同等か、もしくはノズル孔ピッチの整数分の１であることが、ノズル孔内のインク除去に関しては望ましい。ノズル孔のピッチの整数分の１の場合には、全体を移動できるように移動手段（図示していない）を付加し、これによりノズルピッチ分づつ、移動しながら各ノズル孔内をクリーニングすることができる。なお、突起１１の作製方法は第２の実施例と同様に、通常の金属加工と微細部分は放電加工法あるいはレーザ加工法を使用した。材料としては、ＳＵＳ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ等の金属板を使用したが、化学的な耐性、加工性、導電性等に優れていれば、これらに限定されるものではない。
【００３０】
図２は本発明の第４の実施例に係るインク除去装置の構成を示す概略断面図である。本実施例に係るインク除去装置は、突起の形状に関する。具体的には図２のように、突起２０の形状を針状の形状にすることで、先端における電界集中を利用して、より効率的に余分な図１のインク４を静電吸引（吸着）して除去することができる。ライン型インクジェットヘッドに対応させるときにはアレイ状に配置すればよいし、シャトル型のヘッド用の場合にはこの限りではない。なお、針状の形状の作製方法は第２の実施例と同様に、通常の金属加工と放電加工法あるいはレーザ加工法を使用した。特に、先端部分を仕上げるときには化学的なエッチングによって加工精度を高めた。材料としては、ＳＵＳ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ等の金属板を使用したが、耐薬品性、加工性、導電性等に優れていれば、これらに限定されるものではない。
【００３１】
図３は本発明の第５の実施例に係るインク除去装置の構成を示す概略断面図である。同図において、本実施例のインク除去装置は、突起の形状を工夫して、電気的な静電引力に加えて毛管現象をも付加するものでる。このようにすることにより、より効果的にインクを除去できる。具体的には図３のように突起３０を少なくとも２つの微小突起３１の集合体で形成する。このようにすることにより、微小突起３１同士の間隙３２に作用する毛管現象を利用することができ、微小突起３１とインク間に作用する静電力とあいまって、更にインクの除去を効果的に行うことができる。微小突起３１の作製方法は第４の実施例と同様に、通常の金属加工と放電加工法あるいはレーザ加工法を使用した。特に、先端部分を仕上げるときには化学的なエッチングによって加工精度を高めた。材料としては、ＳＵＳ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ等の金属板を使用したが、耐薬品性、加工性、導電性等に優れていれば、これらに限定されるものではない。
【００３２】
図４は本発明の第６の実施例に係るインク除去装置の突起の構成を示す斜視図である。本実施例のインク除去装置は突起の形状に関する。具体的には、図４に示すように突起４０を微細な穴４１を持つ管状にすることで、図１のインク４あるいはノズル部材２間に電界を加えて、突起側に余分なインク４を静電吸引（吸着）して除去すると共に、微細な穴４１の内部に作用する毛管現象も付加することができる。なお、突起４０及び微細な穴４１の作製方法は第４の実施例と同様に、通常の金属加工と放電加工法あるいはレーザ加工法を使用した。特に、微細部分の仕上げには化学的なエッチングを採用してより精度を高めた。材料としては、ＳＵＳ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ等の金属板を使用したが、耐薬品性、加工性、導電性等に優れていれば、これらに限定されるものではない。
【００３３】
図５は本発明の第７の実施例に係るインク除去装置の突起の構成を示す斜視図である。本実施例のインク除去装置も突起の形状に関する。具体的には図５に示すように、突起５０を微細な気孔５１を複数有するポーラス体にすることで、図１のインク４あるいはノズル部材２間に電界を加えて突起５０側にインク４を静電吸引（吸着）して除去すると作用と共に、ポーラス体の微細な気孔５１の間隙に作用する毛管現象も付加することで、更にインクの除去を効果的に行うことができる。なお、ポーラス体はメタル焼結法で作製した。具体的には原料メタル（Ｎｉ，Ｆｅ等の通常の金属）の粉体に所望のバインダーを混錬してペースト状態とする。これを型に注入して乾燥した後に、約９００〜１２００℃で焼結することによってポーラス体が得られる。また、ポ−ラス体のような構造体はセラミックスペースト（セラミックス紛＋バインダー）による成形焼結法でも作製できるし、陽極酸化法によって作製できる金属酸化物からなる柱状構造体でもよい。更に、ポーラス体は図５のように突起のみであってもよいし、図６のように除去部材全体であってもよい。
【００３４】
図７は本発明の第８の実施例に係るインク除去装置の構成を示す斜視図である。本実施例のインク除去装置は装置自体の配置に関する。具体的には図７のように例えば第５の実施例における複数の突起と支持部材から構成されるインク除去装置を複数設けた。こうすることでインク除去装置を構成する板状部材７１，７２の間隙に作用する毛管現象によって、静電吸引した余分なインクをさらに後方へと輸送して排出口１５から効果的に排出することができる。板状部材７１，７２は図７に示すように板状であっても良いが、図６のようにポーラス体の方が、細孔が多いのでより毛管現象の効果が大きく、インクの輸送特性にすぐれている。なお、板状部材７１，７２の作製方法は、板状部材の場合は第４の実施例あるいは第７の実施例と同様である。
【００３５】
図８は本発明の第９の実施例に係るインク除去装置の構成を示す斜視図である。同図の（ａ），（ｂ）に示す本実施例のインク除去装置は、微小突起８０を振動させる加振手段８１を設け、その振動の物理的な作用も付加してインクの除去効果を促進するものである。この構成ではインク除去の作用力として、微小突起８０とインク間に作用する静電力、微小突起８０の間隙に作用する毛管現象、加振手段８１の振動による物理的な力の３つの要素が効果を発揮することになり、インク除去の効率は一段と高くなる。加振手段８１の設置方向は図８の（ａ）のように板状部材８２の後方に設けてのよいし、図８の（ｂ）に示すように板状部材８２の側面でもよい。また、加振手段８１としては積層タイプのＰＺＴ素子を使用して、これを有機系の接着材にて板状部材８２の所定位置に接着し、次にＰＺＴ素子の側面に駆動用の電極を形成して加振手段８１を完成した。
【００３６】
図９は本発明のインク除去装置の周辺機構を示す概略図である。上述したような各実施例のインク除去装置９０からのインクをサブタンク９１に供給するための吸引ポンプ９２が排出口９３に接続されている。また、インクジェットヘッド９４の共通液室に接続され、インク供給路内の空気を除去するエアバッファ９５が設けられ、サブタンク９１からのインクをエアバッファ９５に供給する加圧ポンプ９６が設けられている。吸引ポンプ９２はインク除去装置９０からの回収インクをサブタンクに輸送するとともに、排出口９３を介してインク除去装置９０の内部を負圧にすることができる。この構成をとることで、インク除去装置９０に負圧によってインクジェットヘッド９４の内部を吸引することが可能となる。
【００３７】
また、加圧ポンプ９６は、サブタンク９１からのインクを、エアバッファ９５を介してインクジェットヘッド９４に供給すると共に、加圧の程度によってはノズル孔を介して新たなインクを予備吐出することもできる。このように動作することにより、上述したようなインク除去装置によるインク除去方法と予備吐出による回復処理を同時に行うことができ、目詰り等の重大な故障にも対応できるものである。更に、加圧ポンプ９６と吸引ポンプ９２とをインク供給系内に具備すれば、液室側から新たなインクを供給し予備吐出する動作と、余分なインクを負圧によって吸引除去する動作を交互に行ってより効果的なノズルの回復処理を行うことができる。この際、上述したようなインク除去装置でのインク除去方法、即ち、基本的には微小突起とインク間に作用する静電力、微小突起の間隙に作用する毛管現象、加振手段の振動による物理的な力の３つの要素が付加されることで、回復処理の効果が著しく向上することは言うまでもない。
【００３８】
また、本発明の第１０の実施例に係るインク除去装置と図１のノズル部材２との短絡防止に関する。インク除去装置１０とノズル部材２との短絡状態の確認手段、通常は異常電流検出回路を駆動回路中に設けて常時その状態を確認しておく。そして、短絡時にはインク除去装置１０とインクあるいはノズル部材２の間に電界が印加できないよう確認手段と連動するような保護回路を設けることで安全にインク除去、回復処理を行うことができる。
【００３９】
次に、図１０は本発明の第１１の実施例に係るインク除去装置の構成を示す概略斜視図である。同図に示す本実施例のインク除去装置は、ノズル孔１０１あるいはノズル部材１０２と突起１０３の相対位置を自動的に調整して、回復処理を安定にしかも位置的なバラツキも少なく行えるようにしたものである。本実施例はノズル孔１０１内の固着インクあるいは目詰まりを解消するに特に有効である。具体的にはノズル部材１０２と突起１０３の間のトータル静電容量Ｃｓを常時計測して、その値が所望の値になるように調整機構１０４，１０５によって支持部材１０６、強いては突起１０３の位置を変えればよい。すなわち、先ず縦方向の調整機構１０４により支持部材１０６を徐々にノズル部材１０２に近づけでいくと両者間の距離が狭まり静電容量Ｃｓも徐々に増加していく。予め、支持部材１０６とノズル部材１０２の距離と容量Ｃｓを求めておき、所望の距離（容量）ところまで縦方向の移動を停止する。次に、横方向の調整機構１０５により支持部材１０６を移動していくと、最初静電容量Ｃｓはほぼ一定値であるが、突起１０３がノズル孔１０１にかかりだすと、図１１の特性図に示すように、静電容量Ｃｓは徐々に減少し始め（図１１中点ｃ→点ｄ）、両者の中心軸が一致した点（図１１中点ｄ）で最小値を示す。最小値を過てまた増加しだしたら、調整機構１０５により逆方向に戻して再度、最小点（図１１中点ｄ’）に移動する。このようにして突起１０３とノズル孔１０１の中心が一致する点を探す。次に、縦方向の調整機構１０４によって所望の静電容量Ｃｓになるように移動すれば、突起１０３をノズル１０１に所望の距離だけ挿入することができる。この状態でインク除去装置による回復動作を行えば、インク除去能力を最大にしてかつ、ノズル孔毎のバラツキを少なくすることができる。勿論、第１０の実施例の短絡防止回路と連動しておいて処理の安全をきすのは言うまでもない。
【００４０】
次に、突起の材質について説明する。具体的には突起をＮｉ、Ｆｅ、ＳＵＳ、Ｎｉ−Ｆｅ等の金属あるいはグラファイト等からなる導体でするものである。こうすることで突起とインクある以下ノズル部材間に電圧降下無しに電界を印加でき、静電吸引（吸着）によってインクをより効率的に除去することが可能となる。また、突起のみならず支持部材の同様の材料である方が、加工が優しく、コストが低減できる。更に、特にグラファイトは化学的にも安定であり、また高温時の安定性の高く本発明の目的には好適であった。
【００４１】
または、突起を低抵抗のシリコンとすることで、静電吸引（吸着）によってインクをより効率的に除去するとともに、シリコンの微細加工によってより高密度、高精度に突起を作製することができる。シリコンを使用して突起及び支持部材を作製する方法に関して説明すると、先ずシリコン基板にシリコンのエッチング時に使用するエッチングマスク材の窒化シリコン、二酸化シリコンを形成する。膜厚は概ね２μｍである。成膜方法は通常のＰ−ＣＶＤ法、ＰＬ−ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法あるいは熱酸化法である。次に、このエッチングマスク層上に通常のフォトリソ法により所定のレジストパターンを形成する。次にウエットエッチングあるいはドライエッチング法によってレジストパターンにそって、エッチングマスク層に所定の開口部を設ける。そして、シリコンのエッチャントによってシリコンをエッチングして突起を作製した。その際、突起以外の支持部材になる部分は、全面エッチングマスク層で被覆しておけばエッチングされないのでそのままの基板の形状に残り支持部材となる。
【００４２】
また、突起の材料として高融点金属を使用したことで、突起が万が一ノズル部材あるいはノズル孔と短絡した時においても、突起の破損を抑制することを目的になされたものである。具体的な材料名を上げれば、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ等の金属であり何れも融点が比較的高い材料である。更にこれらに準じてＰｔ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆなどを使用しても一定の効果が得られる。これら金属材料を加工する方法は、通常の金属加工と放電加工法あるいはレーザ加工法を使用した。特に、先端部分を仕上げるときには化学的なエッチングによって加工精度を高めた。
【００４３】
次に、突起あるいは支持部材の表面性について説明すると、少なくも両者のインクに接する面の表面エネルギーを増加して、インクとの濡れ性を高めることで、突起あるいは支持部材間の間隙に作用する毛管現象の効果を増加させるのが狙いである。濡れ性の付与は基体の表面処理によって実現できる。具体的には大気中でのコロナ放電処理、真空中で反応ガスを高周波電界によって分解するグロー放電処理等のプラズマ処理を採用した。上記プラズマ処理の原料ガスとしては大気（最も安価である）や酸素／窒素の混合気体をして、共にプラズマによって生成した酸素ラジカルが基体表面と反応して濡れ性を付与するものである。
【００４４】
次に、突起あるいは支持部材の表面構造について説明すると、両者の少なくともインクに接する面に金属酸化膜を被覆することで、ノズル部材あるいはノズル孔との短絡を防止し、かつインクとの濡れ性を確保して、突起あるいは支持部材間の間隙に作用する毛管現象の効果を増加させることができる。使用した酸化物は酸化アルミニウム、酸化珪素等であった。突起あるいは支持部材をアルミで作製した場合には、アルミ側を陽極としてシュウ酸溶液中での陽極酸化法、あるいは酸素プラズマ中でのプラズマ酸化によって、酸化アルミニウムを容易に皮膜することができる。また、酸化珪素を皮膜する場合にはＳｉＨ４とＯ２を原料ガスとするＰ−ＣＶＤ法、熱分解ＣＶＤ法等の気相化学反応装置を使用するか、スパッタまたは蒸着法等の物理的気相成長法を使用して比較的容易に形成できる。インクと接する側の表面をこのような金属酸化物で被覆することで、被覆材の性質である濡れ性が付与されるだけではなく、ノズル部材あるいはノズル孔と短絡した場合でも、金属酸化物が保護膜の役目を果しショートを防止する。
【００４５】
図１２は別の発明の一実施例に係るインクジェット記録装置の構成を示す概略断面図である。同図に示すように、インクジェット記録装置１２０は、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＢＫの各色のインクをそれぞれ収納した４個のインクカートリッジ１２１と、上記発明のインク除去装置（図示せず）が対応付けて設けられ複数のノズルを有し各カートリッジ１２１からインクが供給される４個のインクジェットヘッド１２２と、インクカートリッジ１２１とインクジェットヘッド１２２を搭載したキャリッジ１２３と、記録紙を収納した給紙トレイ１２４ａ，１２４ｂや手差しテーブル１２５から記録紙を印字部１２７に搬送する搬送ローラ１２６と、印字した記録紙を排紙トレイ１２８に排出する排出ローラ１２９を有する。そして、ホスト装置から送られてくる画像データを記録紙に印字するときは、キャリッジ１２３をキャリッジローラ１３０に倣って走査しながら、搬送ローラ１２６により印字部１２７に送られた記録紙にインクジェットヘッド１２２のノズルから画像データに応じてインクを噴射して文字や画像を記録する。
【００４６】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインク除去装置は、インクを吐出するノズル孔が形成されたノズル部材を有するインクジェットヘッドに対して相対的に移動可能に配置され、ノズル孔の内部も含めてその近傍に余分に付着あるいは固着したインクを除去する。更に、本発明のインク除去装置は、突起と、突起を支える支持部材とを有する除去部材と、突起とインク又はノズル部材との間に電界を加える電界付加手段とを有する。そして、電界付加手段によって突起とインク又はノズル部材との間に電界を加えて突起側に余分なインクを静電吸引して除去する。よって、短時間に、かつより効率的にインクを除去することができ、更に顔料インク使用の場合には顔料成分又はその凝集体は静電引力を受けやすく、より強力に除去することが可能となる。
【００４８】
また、突起はノズル孔の内径よりも小さい方がインクをより効率的に除去することでき好ましい。
【００４９】
更に、複数の突起がノズル孔に対応してアレイ状に配置されることにより、ライン型ヘッドの場合にもインクをより効率的に除去できる。
【００５０】
また、突起は針状形状をしていることにより、針状形状の先端に電界集中させてインクをより効率的にインクを静電吸引して除去することができる。
【００５１】
更に、突起は複数の微小突起の集合体であることにより、微小突起同士に生じる毛管現象も付加することで更にインクの除去を効果的に行うことができる。
【００５２】
また、突起は管状の微細な穴を有することにより、微細な穴に生じる毛管現象も付加することで更にインクの除去を効果的に行うことができる。
【００５３】
更に、突起は微細な気孔を複数有するポーラス体であることにより、ポーラス体の微細な気孔に生じる毛管現象も付加することで更にインクの除去を効果的に行うことができる。
【００５４】
また、気孔がインク吸引方向に配向していることにより、インクをより効率的に除去するために好ましい。
【００５５】
更に、除去部材を複数設けることにより、除去部材の間に生じる毛管現象も付加することで更にインクの除去を効果的に行うことができる。
【００５６】
また、突起を振動させる加振手段を設け、振動よって余分なインクを除去する効果を促進できる。
【００５７】
更に、インク除去部材とノズル部材との短絡状態を検出する短絡検出手段と、短絡時にはインク除去部材とインクあるいはノズル部材との間に電界が印加できないようにする保護回路とを設けたことにより、安全にインク除去、回復処理を行うことができる。
【００５８】
また、ノズル孔と突起との間を所定の間隔に保つ間隔保持部材を設けたことにより、安定、かつより効率的にインクを静電吸引して除去することができる。
【００５９】
更に、ノズル孔と突起との相対位置を計測する測定手段と、間隔保持部材に所定の間隔を調整する調整機構とを設け、測定手段からの計測値信号に応じてノズル孔と突起との間隔を調整することにより、動作の安全性を確保すると共に、インクの静電吸引力を最大にし、かつノズル孔毎のバラツキを少なくすることできる。
【００６０】
また、突起は、導体、低抵抗のシリコン又は高融点金属で作製される。導体の場合、インクをより効率的に除去できる。低抵抗のシリコンの場合、シリコンの微細加工によってより高密度、高精度に突起を作製することができる。高融点金属の場合、ノズル部材あるいはノズル孔との短絡時の突起の破損を防止できる。
【００６１】
更に、突起あるいは支持部材のインクと接する面を親水性にすることにより、毛管現象をより効果的に生じさせ、インク除去をより効率的に行うことができる。
【００６２】
また、突起あるいは支持部材のインクと接する面に金属酸化膜を被覆することにより、ノズル形成面あるいはノズル孔との短絡を防止し、かつインクとの濡れ性を確保することができる。
【００６３】
更に、別の発明としてのインクジェット記録装置は、上記記載のインク除去装置を搭載したことに特徴がある。よって、短時間に、かつより効率的にインクの除去を行うことができ、高速で、かつ高画質な印刷が可能なインクジェット記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るインク除去装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の第４の実施例に係るインク除去装置の構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第５の実施例に係るインク除去装置の構成を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第６の実施例に係るインク除去装置の突起の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の第７の実施例に係るインク除去装置の突起の構成を示す斜視図である。
【図６】除去部材全体に微細な気孔が設けられたインク除去装置の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の第８の実施例に係るインク除去装置の構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の第９の実施例に係るインク除去装置の構成を示す斜視図である。
【図９】本発明のインク除去装置の周辺機構を示す概略図である。
【図１０】本発明の第１１の実施例に係るインク除去装置の構成を示す概略斜視図である。
【図１１】調整機構による操作手順における静電容量の変化を示す特性図である。
【図１２】別の発明の一実施例に係るインクジェット記録装置の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１；ノズル孔、２；ノズル部材、３；インクジェットヘッド、
４；インク、１０；インク除去装置、１１；突起、１２；支持部材、
１３；除去部材、１４；間隔保持部材、１５；排出口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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