(57)【要約】      （修正有）【課題】機内を浮遊した液体ミストによる構成部品の汚れが生じない液体吐出装置を提供する。【解決手段】ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッド１を保持したキャリッジ１０１を対象物の被吐出面３０に沿って往復移動する際に、液体を被吐出面３０に付着させる液体吐出装置において、キャリッジ１０１が一方向へ移動する過程で、キャリッジ１０１と被吐出面３０との間の空間Ｓ内に外部から流入しようとする流入気流を抑制する抑制手段１３０を備え、キャリッジ１０１の移動速度に応じて抑制手段１３０を制御するようにした。【選択図】図１８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドを保持したキャリッジを対象物の被吐出面に沿って往復移動する際に、前記液体を前記被吐出面に付着させる液体吐出装置において、
前記キャリッジが一方向へ移動する過程で、前記キャリッジと前記被吐出面との間の空間内に外部から流入しようとする流入気流を抑制する抑制手段を備え、
前記キャリッジの移動速度に応じて前記抑制手段を制御するように構成したことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記抑制手段は、前記空間から離れる非流入方向へ移動する抑制気流を形成することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記抑制手段は、前記キャリッジの移動速度が速くなるほど、前記抑制気流が速くなるように制御され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】
前記抑制手段は、前記キャリッジの移動速度が一定速度以上となった時に、前記抑制気流を形成するように制御され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】
前記抑制手段は、前記抑制気流を形成する気流制御部材を備え、
前記気流制御部材は、前記気流制御部材と前記被吐出面との間の空所を経て前記抑制気流を流出させるように構成されていることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記気流制御部材の形状を、前記キャリッジから離れるほど、前記気流制御部材の下面と前記被吐出面との間隔が狭くなるように設定したことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記気流制御部材は、前記キャリッジ側に設けた内側制御部材と、前記キャリッジとの間に抑制気流導入路を形成する外側抑制部材と、を備え、
前記抑制気流を前記内側規制部材と前記外側抑制部材との間から前記非流入方向へ移動させることを特徴とする請求項５又は６に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の液体吐出装置の制御方法であって、
設定された画質モードに合わせて前記キャリッジの移動速度を設定するステップと、
前記抑制手段を構成するファンを駆動しなくても前記液体のミスト付着量が一定値以下となるキャリッジ移動速度ＶＣを設定するステップと、
前記設定されたキャリッジ移動速度が前記キャリッジ移動速度ＶＣよりも速い場合に、前記ファンの回転数をキャリッジ移動速度に応じた回転数に変更するステップと、
前記設定されたキャリッジ移動速度が前記キャリッジ移動速度ＶＣよりも低い場合に、前記ファンを回転せずに制御を終了するステップと、
を備えたことを特徴とする液体吐出装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドを移動しながら各種パターンを形成する液体吐出装置、及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ノズルからインクを吐出する液体吐出ヘッドを保持するキャリッジを、記録紙面に沿って往復運動することによって記録紙上に画像を形成するシリアル型のインクジェット記録装置（液体吐出装置）が普及している。
ノズルからインクが吐出される際には、主滴と呼ばれる大きな液滴と、サテライトと呼ばれる小さな液滴が形成されるが、サテライトの一部は記録紙に付着せずに、インクミスト（液体ミスト）として記録装置内を浮遊し、記録装置の構成部品を汚染するという問題がある。近年では、画質向上のために、画像を形成するインク液滴（主滴）の小粒径化が進んでおり、よりインクミストが発生しやすくなっている。
シリアル型のインクジェット記録装置では、キャリッジの往復運動によって記録装置内部に気圧の圧力分布が生じ、複雑な気流が発生する。インクミストは液体吐出ヘッドと記録媒体との隙間で発生するが、キャリッジの往復運動に伴い、空気がこの隙間に流入し、流入した気流によってインクミストが運ばれて記録装置内に浮遊して構成部品を汚染する事態となる。
【０００３】
このインクミストによる汚損問題に対して、特許文献１では、記録媒体に付着したインクをヒータで乾燥した際にインク液滴が蒸発して発生する霧状のインクミストがノズル面に付着することを防止するために、キャリッジの外側で記録媒体に向けて気体を吹き付けて、記録媒体上に漂う空気をキャリッジから引き離すようにする方法が提案されている。しかし、キャリッジの外側で記録媒体に向けて気体を吹き付けると、記録媒体上に漂うインクミストを飛散させることはできるが、液体吐出ヘッドと記録媒体の隙間への気流の流入は十分に抑制することができない。
なお、このような液体ミストの付着による構成部品の汚損の問題は画像形成を目的とした液体吐出装置のみならず、画像以外のパターン、例えば機能性インクによる回路の形成に使用する液体吐出装置においても発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、液体吐出ヘッドと対象物（記録媒体）との間への気流の流入に起因した液体ミストによる構成部品の汚れを防止できる液体吐出装置、及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドを保持したキャリッジを対象物の被吐出面に沿って往復移動する際に、前記液体を前記被吐出面に付着させることによって前記被吐出面上に画像、その他のパターンを形成する液体吐出装置において、前記キャリッジが一方向へ移動する過程で、前記キャリッジと前記被吐出面との間の空間内に外部から流入しようとする流入気流を抑制する抑制手段を備え、前記キャリッジの移動速度に応じて前記抑制手段を制御するように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、機内を浮遊した液体ミストによる構成部品の汚れを効率的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の液体吐出装置の一例としてのインクジェット記録装置の構成を示す外観斜視図である。
【図２】図１の側部縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る液体吐出装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】キャリッジ速度とミスト付着量の関係を示す図である。
【図５】インク吐出間隔が０．０８５ｍｍでキャリッジ速度が１０１６ｍｍ／ｓである場合のミスト挙動観察結果を示す図である。
【図６】インク吐出間隔が０．０８５ｍｍでキャリッジ速度が５０８ｍｍ／ｓである場合のミスト挙動観察結果を示す図である。
【図７】キャリッジ速度が１０１６ｍｍ／ｓである場合のヘッド先端部における気流計測結果を示す図である。
【図８】キャリッジ速度が１０１６ｍｍ／ｓである場合のノズル周辺における気流計測結果を示す図である。
【図９】キャリッジ速度が５０８ｍｍ／ｓである場合のヘッド先端部における気流計測結果を示す図である。
【図１０】キャリッジ速度が５０８ｍｍ／ｓである場合のノズル周辺における気流計測結果を示す図である。
【図１１】インク吐出間隔とミスト付着量の関係を示す図である。
【図１２】インク吐出間隔が０．１６９ｍｍでキャリッジ速度が１０１６ｍｍ／ｓである場合のミスト挙動観察結果を示す図である。
【図１３】インク吐出間隔が０．１６９ｍｍでキャリッジ速度が５０８ｍｍ／ｓである場合のミスト挙動観察結果を示す図である。
【図１４】インク吐出間隔が０．０８５ｍｍでキャリッジ速度が１０１６ｍｍ／ｓである場合の各気流速度成分の時間変化を示す図である。
【図１５】インク吐出間隔が０．１６９ｍｍでキャリッジ速度が１０１６ｍｍ／ｓである場合の各気流速度成分の時間変化を示す図である。
【図１６】インク吐出間隔が０．０８５ｍｍでキャリッジ速度が５０８ｍｍ／ｓである場合の各気流速度成分の時間変化を示す図である。
【図１７】インク吐出間隔が０．１６９ｍｍでキャリッジ速度が５０８ｍｍ／ｓである場合の各気流速度成分の時間変化を示す図である。
【図１８】本実施形態に係るキャリッジの概略構成を示す図である。
【図１９】本実施形態に係るキャリッジの概略構成を示す図である。
【図２０】本実施形態に係るキャリッジの概略構成を示す図である。
【図２１】本実施形態に係る制御方法の一形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
＜一般的な液体吐出装置の説明＞
実施形態の説明に先だって、一般的なインクジェット記録装置（液体吐出装置）について添付図面を参照しながら説明する。
図１は液体吐出装置の一例としてのインクジェット記録装置の構成を示す外観斜視図、図２は側部縦断面図である。図１及び図２に示すインクジェット記録装置１００は、装置本体の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ１０１、キャリッジ１０１に搭載した液体吐出ヘッド１及び液体吐出ヘッド１に対してインクを供給するインクカートリッジ１０２等で構成される印字機構部１０３等を収納し、装置本体の下方部には前方側から多数枚の記録紙（記録媒体＝対象物）３０を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）１０４を抜き差し自在に装着されている。また、記録紙３０を手差しで給紙するために開かれる手差しトレイ１０５を有し、給紙カセット１０４あるいは手差しトレイ１０５から給送される記録紙３０を取り込み、印字機構部１０３によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ１０６に排紙する。
符号２００は制御部（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ）である。
【０００９】
印字機構部１０３は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１０７と従ガイドロッド１０８とでキャリッジ１０１を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ１０１にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する液体吐出ヘッド１を複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ１０１には液体吐出ヘッド１に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ１０２を交換可能に装着している。
インクカートリッジ１０２は上方に大気と連通する大気口、下方には液体吐出ヘッド１へインクを供給する供給口が設けられ、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により液体吐出ヘッド１へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、液体吐出ヘッド１としては色毎に液体吐出ヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個の液体吐出ヘッドであってもよい。また、インクカートリッジ１０２は、キャリッジ１０１に交換可能に装着せずにインクジェット記録装置の固定位置に装着し、チューブなどでインクを液体吐出ヘッド１に供給するような構成にしてもよい。
【００１０】
ここで、キャリッジ１０１は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１０７に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド１０８に摺動自在に載置している。  そして、このキャリッジ１０１を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１０９ａで回転駆動される駆動プーリ１１０と従動プーリ１１１との間にタイミングベルト１１２を張装し、タイミングベルト１１２をキャリッジ１０１に固定し、主走査モータ１０９ａの正逆回転によりキャリッジ１０１が往復にて走査される。
【００１１】
一方、給紙カセット１０４にセットした記録紙３０を液体吐出ヘッド１の下方側に搬送するために、給紙カセット１０４から記録紙３０を分離給装する給紙ローラ１１３及びフリクションパッド１１４と、記録紙３０を案内するガイド部材１１５と、給紙された記録紙３０を反転させて搬送する搬送ローラ１１６と、この搬送ローラ１１６の周面に押し付けられる搬送コロ１１７及び搬送ローラ１１６からの記録紙３０の送り出し角度を規定する先端コロ１１８とを有する。
搬送ローラ１１６は副走査モータ１０９ｂによってギヤ列を介して回転駆動される。
【００１２】
そして、キャリッジ１０１の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１１６から送り出された記録紙３０を液体吐出ヘッド１の下方側で案内するため用紙ガイド部材である印写受け部材１１９を設けている。この印写受け部材１１９の用紙搬送方向下流側には、記録紙３０を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１２０と拍車１２１を設け、さらに記録紙３０を排紙トレイ１０６に送り出す排紙ローラ１２３と拍車１２４と、排紙経路を形成するガイド部材１２５、１２６とを配設している。
この記録装置１００による記録時には、キャリッジ１０１を移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド１を駆動することにより、停止している記録紙３０にインクを吐出して１行分を記録し、その後、記録紙３０を所定量搬送後に次の行の記録を行う。記録終了信号または記録紙３０の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させて記録紙３０を排紙する。
【００１３】
また、図１のキャリッジ１０１の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、液体吐出ヘッド１の吐出不良を回復するための回復装置１２７を配置している。回復装置１２７はそれぞれ図示していないキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ１０１は印字待機中にこの回復装置１２７側に移動されてキャッピング手段で液体吐出ヘッド１をキャッピングして吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００１４】
更に、吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で液体吐出ヘッド１の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００１５】
図３は、本発明の一実施形態に係る液体吐出装置の制御部の構成を示すブロック図である。
制御部２００は、インクジェット記録装置全体の制御を司るＣＰＵ２０２と、ＣＰＵ２０２が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ２０３と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ２０４と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）２０５と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ２０６とを備えている。
【００１６】
制御部２００は、ホスト側（画像データ送信側）とのデータ、及び信号を通信するためのＩ／Ｆ２０１と、記録ヘッド２１２を駆動制御するためのヘッド駆動制御部２０８と、キャリッジ１０１を駆動する主走査モータ２１３を駆動するための主走査モータ駆動部２０９と、副走査モータ２１４を駆動するための副走査モータ駆動部２１０、各種ファン２１７（抑制手段を構成するファン１３１、１４１、１５１）を駆動するファンモータ２１５を駆動するためのファンモータ制御部２１１と、各種センサからの検知信号を入力するためのＩ／Ｏ２０７などを備えている。
【００１７】
また、この制御部２００には、この装置に必要な情報を入力、及び表示するための操作パネル２１８が接続されている。
制御部２００は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側から送信された印刷データ等をケーブル或いはネットワークを介してホストＩ／Ｆ２０１で受信する。
【００１８】
ＣＰＵ２０２は、ホストＩ／Ｆ２０１に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ２０６において必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッド駆動制御部２０８に画像データを転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成は、例えばＲＯＭ２０３にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしても良い。
ヘッド駆動制御部２０８は、記録ヘッド２１２の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）を受け取ると、この１行分のドットパターンデータを、クロック信号に同期して、記録ヘッド２１２にシリアルデータで送出し、同時に所定のタイミングでシリアルデータをラッチさせるためのラッチ信号を記録ヘッド２１２に送出する。
【００１９】
このヘッド駆動制御部２０８は、駆動波形（駆動信号）のパターンデータを格納したＲＯＭと、このＲＯＭから読み出される駆動波形のデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器を含む波形生成回路、及びアンプ等で構成される駆動波形発生回路を含む。
【００２０】
＜本発明の特徴的な実施形態＞
本発明のインクジェット記録装置（液体吐出装置）１００は、ノズルから液滴（液体）を吐出する液体吐出ヘッド１を保持したキャリッジ１０１を記録媒体（対象物）３０面に沿って往復移動する際に、液滴を記録媒体面（対象物の被吐出面）に付着させることによって記録媒体面（被吐出面）上に画像を形成する液体吐出装置において、キャリッジが一方向へ移動する過程で、キャリッジと記録媒体との間の空間内に外部から流入しようとする流入気流を抑制する抑制手段を設け、キャリッジの移動速度に応じて抑制手段を制御するように構成したものである。
【００２１】
ところで、インクミストによる構成部品の汚れを抑制するためには、液体吐出ヘッド１からインクが吐出される（飛翔する）範囲であるインク吐出領域におけるインクミストの発生量を抑制する対策が必要である。本発明者は特にインク吐出領域における気流がインクミストに与える影響に着目し、インク吐出領域におけるインクミストの発生と気流の関係を調査、研究した。インク吐出領域における気流に影響を与える要因としてはキャリッジの走査速度や画像の違いが考えられる。印字される画像の違いによる気流への影響については、画素間隔の異なる画像を用いてインクの吐出間隔の違いによる気流への影響を調査した。図１に示すキャリッジ１０１を用いた記録装置において、ミスト発生や気流の状態、部材へのミスト付着状況がキャリッジの走査速度やインク吐出間隔によってどのように変化するのかを調査するために、キャリッジ１０１の液体吐出ヘッド１と記録紙３０との間における気流計測、およびミスト挙動観察、部材へのミスト付着量計測を実施した。
【００２２】
次に、気流計測方法、ミスト挙動観察方法、ミスト付着量計測方法について説明する。
まず、気流計測方法について説明する。シリアル型のインクジェット記録装置では、キャリッジを往復移動しながら液体吐出ヘッド１からインクを吐出しているため、ヘッド下部のインク吐出領域における気流はダイナミックに変化しており、気流計測では時系列の気流速度場を計測する必要がある。気流計測では、可視化領域にトレーサー粒子を充満させ、二つのパルスレーザー（ダブルパルスレーザー）を短い時間間隔（ΔＴ）で照射し、照射に同期して二つの画像を撮影する。この二つの画像からトレーサー粒子の移動量を計測し、この移動量と時間間隔ΔＴから速度ベクトルを求め、可視化領域の気流速度場を計測する。パルスレーザーの繰返し周期で気流速度場が計測され、時系列の気流速度場を計測する。キャリッジ移動時のように変化の速い気流を計測するため、高繰り返し周波数のダブルパルスレーザーを用いた。記録装置側面に設けた穴部からレーザー光を入射し、記録装置の背面からヘッド／紙間をズームレンズで拡大し、高速度カメラを用いてトレーサー粒子の動きを撮影した。トレーサー粒子はオイルミストであり、空気圧でオイルミストを記録装置内に導入した。ダブルパルスレーザーの発光と高速度カメラの撮影タイミングは、遅延パルスコントローラによって同期をとっている。気流速度場を計算するＰＩＶ解析では、二組の画像間の粒子移動量を「直接相互相関法」によって算出し、粒子移動量と時間間隔ΔＴから速度を求める。直接相互相関法では、局所的な輝度値パターンの類似度を相互相関で評価し、移動先を決定している。以下の気流計測では、ダブルパルスレーザーの周波数を１０ＫＨｚ、ΔＴを４０μｓで実施した。
【００２３】
次に、ミスト挙動観察方法について説明する。インクジェット記録装置の正面から照明し、記録装置の背面から高速度カメラでミスト挙動を撮影した。照明はハロゲン光源から光ファイバーで導入した。
【００２４】
最後に、ミスト付着量計測方法について説明する。記録装置内の部材（例えば、キャリッジ側面）に光沢紙を貼り付け、画像を連続出力し、光沢紙に付着したミストをマイクロスコープで撮影する。撮影した画像について、画像計測ソフトを用いて付着したミストの粒子数を計測し、光沢紙上の単位面積当たりの付着粒子数を求めた。
【００２５】
次に、キャリッジ１０１の走査速度（移動速度）が異なる場合のミスト付着量計測結果、ミスト挙動観察結果、気流計測結果について述べる。
【００２６】
最初に、ミスト付着量計測結果について述べる。図４に様々なキャリッジ速度について、ベタ画像を１００枚連続出力した後のミスト付着粒子数を計測した結果を示す。なお、ベタ画像出力時のインク吐出間隔は０．０８５ｍｍである。図４のように、キャリッジ速度ｖが速いほど記録装置内の部材に貼り付けた光沢紙へのミスト付着粒子数が増加することがわかる。
【００２７】
次に、ベタ画像出力時のミスト挙動観察結果について述べる。インクを吐出しながらキャリッジが移動している時のミスト挙動を図５、図６に示す。図５はキャリッジ速度が速い場合（ｖ＝１０１６ｍｍ／ｓ）に、液体吐出ヘッド１のノズルから吐出されたインク液滴が飛翔する様子を示している。ノズルから吐出されたインクからは主滴と呼ばれる大きな液滴とサテライトと呼ばれる小さな液滴が生じ、サテライトの一部は速度が遅くなり、図５のように、速度の低下した液滴が後方（キャリッジ移動方向である右方向とは逆方向、つまり図面左方向）に飛翔し、ミストが発生する。
なお、本例ではキャリッジが右方向へ移動する場合を図示説明しているため、移動方向先頭側（右側）を前方とし、移動方向後方側（左側）を後方と称する。これに対して、キャリッジが左方向へ移動している場合には移動方向先方（左側）が前方であり、移動方向後方（右側）が後方となる。
【００２８】
一方、図６はキャリッジ速度ｖが遅い場合（ｖ＝５０８ｍｍ／ｓ）を示しているが、キャリッジ速度が速い場合に較べて後方（左方）に飛翔する液滴が少ないことがわかる。
【００２９】
最後に、ベタ画像出力時の気流計測結果について述べる。キャリッジ速度ｖが速い場合（ｖ＝１０１６ｍｍ／ｓ）に、インクを吐出しながらキャリッジ１０１が移動している時の気流速度場の変化を図７、図８に示す。なお、短く細い矢印は各部位における局部的な気流の方向と強度を示し、太く長い矢印は個々の短い矢印で示される局部的な気流を総合することにより形成される大きな気流を示している。
【００３０】
図７は液体吐出ヘッド（ヘッド）１の移動方向先端周辺の気流速度場を示している。図７のように、ヘッド近傍の気流はヘッドの右方向への移動に追従して右方向へ流れているが、ヘッドから離れた領域の気流はヘッドの移動方向（右方向）とは逆向き（左向き）になっている。この逆向きの気流は、キャリッジの移動に伴ってヘッドと記録紙面（被吐出面）との隙間に空気（太い矢印で示す）が流入することで生じていると考えられる。
【００３１】
図８はインクが吐出されるノズル近傍の気流速度場を示している。図８のように、ノズルから下向きに吐出されたインクにより吐出液滴の運動に伴う下向きの気流が生じている。ノズル近傍の領域では下向きの気流になっているが、ノズルから離れると共に後方（図面左方）への気流速度成分が増えており、速度が低い液滴がこの後方への気流に運ばれてミスト化すると考えられる。
一方、キャリッジ速度が低い場合（ｖ＝５０８ｍｍ／ｓ）のヘッドの先端周辺の気流速度場を図９に示し、インクが吐出されるノズル近傍の気流速度場を図１０に示す。図９のように、キャリッジ速度が遅い（低い）場合にはキャリッジ速度が速い場合よりも流入気流速度が低下し、図１０のように、ノズルから離れた領域まで気流が下向き（ほぼ垂直方向）になっており、液滴が後方へ飛翔しにくいため、ミストが発生しにくいと考えられる。
【００３２】
次に、インク吐出間隔が異なる場合のミスト付着量計測結果、ミスト挙動観察結果、気流計測結果について述べる。インク吐出間隔Ｌは出力画像を変えることにより変更するが、インク吐出間隔Ｌが０．０８５ｍｍ、０．１２７ｍｍ、０．１６９ｍｍとなるように出力画像を作成した。また、キャリッジ速度は、速い場合（ｖ＝１０１６ｍｍ／ｓ）と遅い場合（ｖ＝５０８ｍｍ／ｓ）  について検討した。
【００３３】
最初に、ミスト付着量計測結果について述べる。各インク吐出間隔に対応する画像を１００枚出力した後のミスト付着粒子数を計測した結果を図１１に示す。なお、出力画像が異なると１ページ当たりの吐出液滴数が異なるため、インク吐出間隔Ｌが０．０８５ｍｍの画像と同じ吐出液滴数となった場合のミスト付着粒子数を示している。図１１のように、キャリッジ速度が１０１６ｍｍ／ｓである場合は、吐出間隔が広くなるとミスト付着量が大幅に増加する。一方、キャリッジ速度が５０８ｍｍ／ｓである場合はキャリッジ速度が１０１６ｍｍ／ｓである場合に較べて、吐出間隔の拡大によるミスト付着量の増加が少ない。このように、吐出間隔の違いによってミスト付着量が変化し、その変化がキャリッジ速度の高低に依存することがわかった。
【００３４】
次に、各画像出力時のミスト挙動観察結果について述べる。キャリッジ速度が速く（ｖ＝１０１６ｍｍ／ｓ）、吐出間隔が広い（Ｌ＝０．１６９ｍｍ）場合に、吐出液滴（吐出液体）が飛翔する様子を図１２に示す。吐出間隔が狭い場合にはサテライトの一部は速度が遅くなっていたが、吐出間隔が狭い場合にはより多くのサテライトが記録紙に近づくと共に速度が著しく低下し、図１２のように紙近傍に多くの液滴が浮遊している様子がわかる。この浮遊した多くの液滴が後方に運ばれてミスト化するため、図１１のように吐出間隔が広いとミスト付着量が増加すると考えられる。キャリッジ速度が遅く（ｖ＝５０８ｍｍ／ｓ）、吐出間隔が広い（Ｌ＝０．１６９ｍｍ）場合に、吐出液滴が飛翔する様子を図１３に示す。この場合も液滴が紙近傍に浮遊するが、キャリッジ速度が遅い場合は浮遊した液滴が後方に運ばれにくく、吐出間隔が広くなってもキャリッジ速度が速い場合に較べてミスト付着量の増加が少ないと考えられる。
【００３５】
最後に、各画像出力時の気流計測結果について述べる。図７から図１０はある瞬間の気流速度場を示しているが、計測位置を固定して気流速度の水平成分Ｖｘと垂直成分Ｖｙの時間変化を求めた結果を図１４から図１７に示す。ただし、ノズルからの吐出液滴が固定位置を通過した直後をｔ＝０とし、Ｖｙはヘッドから紙までの平均値（下向きを正）、Ｖｘはヘッドと記録紙の中間点から紙までの平均値（後方を正）を求めた。キャリッジ速度が速く（ｖ＝１０１６ｍｍ／ｓ）、且つ吐出間隔が狭い（Ｌ＝０．０８５ｍｍ）である場合を図１４、キャリッジ速度が速く（ｖ＝１０１６ｍｍ／ｓ）、且つ吐出間隔が広い（Ｌ＝０．１６９ｍｍ）場合を図１５、キャリッジ速度が遅く（ｖ＝５０８ｍｍ／ｓ）、且つ吐出間隔が狭い（Ｌ＝０．０８５ｍｍ）場合を図１６、キャリッジ速度が遅く（ｖ＝５０８ｍｍ／ｓ）、且つ吐出間隔が広い（Ｌ＝０．１６９ｍｍ）場合を図１７に示す。図のように、吐出間隔が広い場合は、吐出液滴通過直後の下向きの気流速度成分Ｖｙが、吐出間隔が狭い場合に較べて低下していることがわかる。下向きの気流速度成分が低下すると、気流によって液滴を紙側へ押す力が弱くなるため、液滴の速度が低下し、図１２のように記録紙近傍に液滴が浮遊すると考えられる。吐出間隔による気流速度が異なる原因としては気流の重ね合わせの強弱の違いが考えられ、吐出間隔が狭いと吐出によって生じる気流の重ね合わせが強く気流速度が低下しにくいが、吐出間隔が広いと気流の重ね合わせが弱く気流速度が低下すると推測される。後方への気流速度成分Ｖｘを比較すると、キャリッジ速度が速い場合はＶｘが大きく、浮遊した液滴が後方に運ばれてミスト化しやすいが、キャリッジ速度が遅い場合はＶｘが小さく、浮遊した液滴が後方に運ばれにくく、キャリッジ速度が速い場合よりもミスト化しにくいと考えられる。
【００３６】
以上より、インク吐出領域では、キャリッジの移動に伴うヘッドと記録紙間への空気流入による後方への気流と、吐出液滴の運動に伴う下向きの気流が生じており、キャリッジ速度が速いほど、ヘッドと記録紙間への流入気流速度が増加して吐出ライン後方への気流速度成分が増大するため、速度の遅い液滴が後方へ運ばれてミスト化しやすく、ミスト付着量が増加することが明らかとなった。また、吐出間隔が広いほど、吐出によって生じる気流の重ね合わせが小さくなり、下向きの気流速度が低下して液滴を記録紙面側へ押す力が弱くなるため、サテライトの速度低下が著しくなって紙近傍に浮遊する。この際に、キャリッジ速度が速いと浮遊した液滴が吐出ライン後方への気流で運ばれるためにミスト付着量が大幅に増加するが、キャリッジ速度が遅いと浮遊した液滴が後方へ運ばれにくく、ミスト付着量は増加しにくい。
【００３７】
以上の実験結果に基づいて本発明者は、キャリッジ速度が速くなればなるほど（或いは、キャリッジ速度が一定値を越えた場合に）、ヘッドと記録紙間への流入気流を抑制する対策を採る（開始する）ことにより、インクミスト汚れを低減する効果が高くなることを見出した。本発明はこの点に着目したものであり、ヘッドと記録紙との空間へ流入する気流量（流入気流）を抑制する抑制手段（１３０、１４０、１５０）を設けると共に、制御部２００によって、キャリッジ速度に応じて抑制手段を制御することにより、効率的にインクミスト汚れを抑制するようにした点が特徴的である。
【００３８】
本発明では、キャリッジ速度に応じてヘッドと記録紙間への流入気流を抑制する抑制手段として、流入気流とは逆向きの気流、つまりキャリッジ（前記空間）から離れる方向（非流入方向）への気流を形成する手段を用いるが、これ以外の手段を用いても良い。
上記の検討結果から、キャリッジ速度が速いほど、キャリッジから離れる向きの気流速度が速くなるように制御することにより、効率的にインクミスト汚れを抑制することができる。また、インクミスト汚れが問題にならないキャリッジ速度以下では、キャリッジから離れる向きの気流を生成、印加しないように制御してもよい。
【００３９】
つまり、抑制手段（１３０、１４０、１５０）は、キャリッジの移動速度が一定速度以上となった時に、抑制気流を形成するように制御してもよい。
キャリッジ１０１から離れる向きの気流を形成するための気流形成機構（抑制手段）の一例を図１８に示す。気流形成機構（抑制手段）１３０は、送風機構（送風手段）であるファン１３１、ファンを収納するダクト１３２、気流が記録紙３０に沿って流れるようにする気流規制板１３３から構成され、ファンの向き、気流規制板１３３の向きは気流がキャリッジ（キャリッジと記録紙との空間Ｓ）から離れる向き（キャリッジの移動方向前方）になるように調整されている。
【００４０】
抑制手段としての気流形成機構１３０は、キャリッジ１０１が一方向（右方、又は左方）へ移動する過程で、キャリッジと記録紙３０との間の空間Ｓ内に外部から流入しようとする流入気流を抑制する手段である。言い換えれば、抑制手段は、キャリッジと記録紙３０との間の空間Ｓ内に、キャリッジ（空間Ｓ）から離れる非流入方向（外側）へ移動する抑制気流を形成する手段である。
気流形成機構１３０（１３０Ｒ、１３０Ｌ）はキャリッジ１０１の前方と後方に夫々配置されている。気流規制板（気流制御部材）１３３は、キャリッジの両側面下部に夫々配置された略三角形状の内側規制板（気流制御部材＝内側制御部材）１３３ａと、内側規制板１３３ａと所定のギャップ（抑制気流導入路）を隔てて対向配置された外側規制板（気流制御部材＝外側制御部材）１３３ｂと、から構成される。内側規制板１３３ａは、ファン１３１によって外側規制板１３３ｂとの間のギャップに導入されてきた下向きの空気流を外側（右側の気流形成機構では右外側。非流入方向）にガイドすべく外側へ向けて下向きに傾斜したガイド面を有している。外側規制板１３３ｂは記録紙３０との間に、上記空気流（抑制気流）Ａを外側（キャリッジ下面とは逆方向）へ向けて逃がすための空所Ｏを形成する。
【００４１】
なお、本例、及び他の実施例では、キャリッジが右方向へ移動する場合を一例として説明しているため、以下の説明は右側に位置する気流形成機構１３０Ｒについての説明である。但し、左側に位置する気流形成機構１３０Ｌについても左右を逆転することにより右側の気流形成機構１３０Ｒについての説明がそのまま当てはまる。
【００４２】
キャリッジ１０１から離れる向きの気流Ａの速度はファン１３１の回転数によって制御され、キャリッジの走査速度や画像に応じてファンの回転数が制御される。なお、キャリッジが移動する際に、キャリッジの移動方向の前方側にある気流形成機構のファンのみを駆動しても良いし、後方側にある気流形成機構のファンを駆動しても良い。気流形成機構１３０の構成部材として気流規制板１３３を用いると、気流規制板１３３（特に、内側規制板１３３ａ）によって液体吐出ヘッドと記録紙間の空間Ｓとキャリッジの側面が隔てられるため、キャリッジ側面で押された空気がこの隙間に入り込みにくくなる。言い換えれば、内側規制板１３３ａが存在しない場合には、キャリッジの移動によってキャリッジ側面で押された空気が直接キャリッジに下部に入り込み易いが、内側規制板１３３ａがあると上方から下方へ移動してきた空気が内側規制板に邪魔されて直接キャリッジの下側に入り込み難くなる。
【００４３】
更に、外側規制板１３３ｂと記録紙３０との間の空所Ｏにキャリッジの移動方向と同じ向きの気流（抑制気流）Ａを発生させるため、液体吐出ヘッドと記録紙間の空間Ｓへの気流の流入（逆流）を十分に抑制できる。このため、インクミストは液体吐出ヘッドと記録紙間の空間Ｓから後方へ運ばれずに主として下方に位置する記録紙に付着することとなり、インクジェット記録装置の構成部品の汚れを抑制することができる。インクミストは記録紙に付着するが、インクミストの粒径は小さいため、記録紙に付着しても画像への影響は小さい。
【００４４】
図１８の例では送風機構としてキャリッジの各側面にそれぞれファンを設置しているが、一つのファンからの気流を二つに分割して各側面に導入するような構成にしてもよい。また、ファンをキャリッジに設置せずに、インクジェット記録装置内の固定位置にファンを設置し、チューブなどでキャリッジの各側面に気流を導入するような構成にしてもよい。
【００４５】
図１９は、図１８とは別の気流形成機構（抑制手段）１４０を設置したキャリッジを示す。図１９のように、気流規制板１４３（内側規制板１４３ａ、外側規制板１４３ｂ）を、キャリッジから離れるほど、外側規制板１４３ｂの下面１４３ｂ｀と記録紙との間隔が狭くなる（漸減する）ように設定する。気流規制板をこのような形状にすると、ファン１４１からの気流Ａが効率的に気流規制板と記録紙との間の空所Ｏに供給されるため、キャリッジ移動による液体吐出ヘッドと記録紙間の空間Ｓへの気流の流入（前方から空間Ｓ内への逆流）を効果的に抑制することができる。なお、符号１４２はダクトを示す。
【００４６】
図２０は、図１８、図１９とは別の気流形成機構１５０を設置したキャリッジを示す。図２０の気流形成機構（抑制手段）１５０ように、気流規制板１５３を内側規制板１５３ａ、外側規制板１５３ｂ（ダクト１５２）から構成し、且つ内側規制板１５３ａの下部から外側に向けて延長内側規制板（内側規制板の一部）１５４を設けて、ファン１５１からの下向きの気流Ａをこの二つの規制板１５４、１５３ｂ間の隙間から外側へ排出させるように設定する。このような構成にすることにより、キャリッジ側面と外側規制板１５３ｂとの間にキャリッジ（空間Ｓ）から離れる向きの気流Ａをより効率的（増速させて）に形成できるため、液体吐出ヘッドと記録紙間の空間Ｓへの気流の流入をより効果的に抑制することができる。
なお、内側規制板１５３ａは、気流制御部材、或いは内側制御部材と同義であり、外側規制板１５３ｂは、気流制御部材、或いは外側制御部材と同義である。
【００４７】
次に、キャリッジ速度に応じてキャリッジから離れる向きの気流速度を制御する方法の一例を示す。図１８の気流形成機構を用いる場合の液体吐出装置の制御方法のフローチャートを図２１に示す。様々なキャリッジ速度におけるファンの回転数とミスト付着量の関係を調査し、様々なキャリッジ速度値に対してミスト付着量が一定値以下となるようなファンの回転数を設定しておく。また、ファンを回転しなくてもミスト付着量が一定値以下となるキャリッジ速度ＶＣを設定しておく。ステップＳ１では、ユーザーの設定する画質モードに合わせてキャリッジ速度が設定される。ステップＳ２では、設定されたキャリッジ速度がＶＣよりも速い場合はステップＳ３に進み、ＶＣよりも遅い場合はファンを回転せずに制御を終了する。ステップＳ３では、ファンの回転数を設定されたキャリッジ速度に応じた回転数（或いは、ＶＣを越えたキャリッジ速度に応じた回転数）に変更する。ステップＳ４では、印刷動作開始と共にファンが設定された回転数で駆動される。ステップＳ５では、印刷動作終了と共にファンの駆動を止め、制御を完了する。
【００４８】
＜本発明の構成、作用、効果のまとめ＞
第１の本発明に係る液体吐出装置は、ノズルから液滴（液体）を吐出する液体吐出ヘッドを保持したキャリッジ１０１を記録媒体３０等の対象物の被吐出面に沿って往復移動する際に、液滴を被吐出面に付着させる液体吐出装置において、キャリッジが一方向へ移動する過程で、キャリッジと被吐出面との間の空間Ｓ内に外部から流入しようとする流入気流を抑制する抑制手段１３０、１４０、１５０を備え、キャリッジの移動速度に応じて抑制手段を制御するように構成したことを特徴とする。
液体吐出領域では、キャリッジの移動に伴うヘッドと記録媒体間への空気流入による後方への気流と、吐出液滴の運動に伴う下向きの気流が生じており、キャリッジ速度が速いほど、キャリッジ（ヘッド）と記録紙間（空間Ｓ）への流入気流速度が増加して吐出ライン後方への気流速度成分が増大するため、速度の遅い液滴が後方へ運ばれてミスト化しやすく、ミスト付着量が増加する。
【００４９】
本発明では、空間Ｓ内に外部から流入しようとする流入気流を抑制する抑制手段を、キャリッジの移動速度に応じて制御することにより、液滴のミスト化と、ミストの付着を抑制することができる。
キャリッジが往復移動する場合にはキャリッジの移動方向の変化によって流入気流の方向が逆転するため、移動方向の違いに応じて抑制手段は２組設けることとなる。
本発明の液体吐出装置は、吐出させた液体によって画像以外のパターンを形成する用途、例えば、機能性インクによる回路形成にも使用可能である。
【００５０】
第２の本発明に係る液体吐出装置では、抑制手段１３０、１４０、１５０は、空間Ｓから離れる非流入方向へ移動する抑制気流を形成することを特徴とする。
キャリッジ１０１の移動方向先端寄りに抑制手段を配置し、抑制手段によって形成される抑制気流を非流入方向（空間Ｓから離間する方向）へ誘導することにより、空間Ｓ内でのミストの移動、展開を阻止する。
【００５１】
第３の本発明に係る液体吐出装置では、抑制手段は、キャリッジの移動速度が速くなるほど、抑制気流が速くなるように制御される。
これは、キャリッジ速度が速いほど、キャリッジと被吐出面間（空間Ｓ）への流入気流速度が増加して吐出ライン後方への気流速度成分が増大するという知見に基づいており、キャリッジ速度が速いほど、抑制気流Ａの速度を速くして（流入気流を抑制して）ミストの発生、発生したミストの空間内への移動、展開を阻止するようにしている。
【００５２】
第４の本発明に係る液体吐出装置では、抑制手段１３０、１４０、１５０は、キャリッジの移動速度が一定速度以上となった時に、抑制気流を形成するように制御されることを特徴とする。
ファンを回転しなくてもミスト付着量が一定値以下となるキャリッジ速度ＶＣを設定しておく。
キャリッジの移動速度が一定値ＶＣ以上となった時に、キャリッジから離れる向きの抑制気流Ａの速度が速くなるように制御することにより、効率的に液滴汚れ（液体汚れ）を抑制することができる。また、液滴汚れが問題にならないキャリッジ速度以下では、キャリッジから離れる向きの抑制気流Ａを生成、印加しないように制御する。
【００５３】
第５の本発明に係る液体吐出装置では、抑制手段は、抑制気流を形成する気流制御部材１３３、１４０、１５３を備え、気流制御部材は、気流制御部材と記録媒体等の被吐出面との間の空所Ｏを経て抑制気流を流出させるように構成されている。
抑制気流Ａは、空間Ｓへの流入気流を積極的に空間外へ誘導する手段である。
【００５４】
第６の本発明に係る液体吐出装置では、気流制御部材の形状を、キャリッジから離れるほど、気流制御部材の下面と被吐出面との間隔が狭くなるように設定したことを特徴とする。
これによれば、気流制御部材の下面と記録媒体等の被吐出面との間隔を狭くすることにより、抑制気流Ａの速度を増速させて液滴汚れを防止することができる。
【００５５】
第７の本発明に係る液体吐出装置では、気流制御部材は、キャリッジ側に設けた内側制御部材１３３ａ、１４０ａ、１５３ａ、１５４と、キャリッジとの間に抑制気流導入路を形成する外側抑制部材１３３ｂ、１４０ｂ、１５３ｂと、を備え、抑制気流Ａを内側規制部材と外側抑制部材との間から非流入方向へ移動させることを特徴とする。
これによれば、キャリッジ側面と外側規制板との間に空間Ｓから離れる向きの抑制気流を効率的に形成し、且つ方向性よく形成できるため、ミスト移動の原因となる空間Ｓへの気流の流入をより効果的に抑制することができる。
【００５６】
第８の本発明に係る液体吐出装置の制御方法は、請求項１乃至７の何れか一項に記載の液体吐出装置の制御方法であって、設定された画質モードに合わせて前記キャリッジの移動速度を設定するステップと、前記抑制手段を構成するファンを駆動しなくても前記液滴のミスト付着量が一定値以下となるキャリッジ移動速度ＶＣを設定するステップと、前記設定されたキャリッジ移動速度が前記キャリッジ移動速度ＶＣよりも速い場合に、前記ファンの回転数をキャリッジ移動速度に応じた回転数に変更するステップと、前記設定されたキャリッジ移動速度が前記キャリッジ移動速度ＶＣよりも低い場合に、前記ファンを回転せずに制御を終了するステップと、を備えたことを特徴とする。
多様なキャリッジ移動速度におけるファンの回転数とミスト付着量との関係を予め調査して情報として確保しておくことにより、様々なキャリッジ速度値に対してミスト付着量が一定値以下となるようなファンの回転数を設定することが可能となる。また、ファンを回転しなくてもミスト付着量が一定値以下となるキャリッジ移動速度ＶＣを見出した上で、この値を設定しておく。これによれば、キャリッジの移動速度を手掛かりとしてファンを制御することにより、ミストの発生と、ミストの付着を抑制することが可能となる。キャリッジ移動速度がキャリッジ移動速度ＶＣを越えている場合には、キャリッジ移動速度に応じてファン回転数を変更することによりミスト付着量を効率的に制御することが可能となる。
【符号の説明】
【００５７】
１…液体吐出ヘッド、３０…被吐出面（対象物、記録紙、記録媒体）、１００…インクジェット記録装置（液体吐出装置）、１０１…キャリッジ、１０２…インクカートリッジ、１０３…印字機構部、１０４…給紙カセット、１０５…トレイ、１０６…排紙トレイ、１３０…気流形成機構（抑制手段）、１３１…ファン、１３２…ダクト、１３３…気流規制板（気流制御部材）、１３３ａ…内側抑制板（気流制御部材、内側制御部材）、１３３ｂ…外側抑制板、（気流制御部材、外側制御部材）、１４０…気流形成機構（抑制手段）、１４１…ファン、１４２…ダクト、１４３…気流規制板（気流制御部材）、１４３ａ…内側規制板（気流制御部材＝内側制御部材）、１４３ａ｀…下面、１４３ｂ…外側規制板（気流制御部材＝外側制御部材）、１５０…気流形成機構（抑制手段）、１５１…ファン、１５２…ダクト、１５３…気流規制板（気流制御部材）、１５３ａ…内側抑制板（気流制御部材、内側制御部材）、１５３ｂ…外側抑制板、（気流制御部材、外側制御部材）、２００…制御部。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特開２００９−２８５８７０公報
【図１】
2017213751.tif 000003
【図２】
2017213751.tif 000004
【図３】
2017213751.tif 000005
【図４】
2017213751.tif 000006
【図５】
2017213751.tif 000007
【図６】
2017213751.tif 000008
【図７】
2017213751.tif 000009
【図８】
2017213751.tif 000010
【図９】
2017213751.tif 000011
【図１０】
2017213751.tif 000012
【図１１】
2017213751.tif 000013
【図１２】
2017213751.tif 000014
【図１３】
2017213751.tif 000015
【図１４】
2017213751.tif 000016
【図１５】
2017213751.tif 000017
【図１６】
2017213751.tif 000018
【図１７】
2017213751.tif 000019
【図１８】
2017213751.tif 000020
【図１９】
2017213751.tif 000021
【図２０】
2017213751.tif 000022
【図２１】
2017213751.tif 000023