(57)【要約】【課題】ラインヘッドなどのような印字ヘッドにおいても、ノズルの乾燥や目詰まりを防止することができ、印字ヘッドに残留するインクのビヒクル濃度等が変化しにくい構成を有するインクジェット記録装置を得る。【解決手段】印字しないとき、印字ヘッド１０には、キャップ機構６０のキャップ６２が当接され、印字ヘッド１０のノズル形成面とキャップ６２との間に閉空間が形成される。収容タンク７０に収容されたミスト発生用液体が、ミスト発生装置６８でミスト化され、閉空間に導かれる。ミスト発生用液体としては、印字ヘッド１０で印字を行うインクの成分のうち、顔料を除く成分のビヒクルが用いられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字指令に応じてノズルからインク滴を噴射する印字ヘッド、
前記印字ヘッドに対してキャップの当接および離脱が可能なキャップ機構、および
前記キャップが前記ノズルに当接した状態で前記ノズルと前記キャップとで形成される閉空間にミストを供給するためのミスト発生手段を含む、インクジェット記録装置。
【請求項２】
前記ミスト発生手段が超音波によってミスト発生用液体をミスト化する超音波発生装置であることを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記ミスト発生手段により発生するミストは、前記インクの成分のうち、少なくとも顔料を含まない成分をミスト化したものであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３はラインヘッドなどとして使用されるインクジェット用印字ヘッドの一例を示す平面透視図である。また、図４（ａ）は、印字ヘッドに形成されたドット形成部を示す断面図であり、図４（ｂ）は、ドット形成部を構成する各部の重なり状態を示す透視図である。印字ヘッド１０は、基板１２を含み、基板１２に複数のドット形成部１４が形成される。ドット形成部１４を形成するために、図４（ａ）に示すように、基板１２は複数の層１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを積層することにより形成される。
【０００３】
第１の層１２ａには、たとえば長手方向を有し、かつ長手方向の両端部を円弧状に形成した加圧室１６が形成される。加圧室１６の長手方向の一端側において、加圧室１６に連通するように、第２の層１２ｂおよび第３の層１２ｃに、インク流路１８が形成される。このインク流路１８に連通するようにして、第４の層１２ｄに、インク流路１８より小さい径を有するノズル２０が形成される。さらに、加圧室１６の長手方向の他端側において、第２の層１２ｂに供給口２２が形成され、第３の層１２ｃに形成された共通流路２４に連結されている。第１の層１２ａ上には、基板１２とほぼ同じ大きさの共通電極２６が形成され、共通電極２６上に圧電層２８が形成される。さらに、各ドット形成部１４の加圧室１６に対応する位置において、圧電層２８上に個別電極３０が形成されている。
【０００４】
基板１２には、図３に示すように、ドット形成部１４が、幅方向に１列に並んで形成される。このようなドット形成部１４の列が、基板１２に複数列配置される。そして、隣接する列のドット形成部１４のノズル２０が互いに近接するように配置される。さらに、図３の点線で示すように、全てのドット形成部１４の供給口２２に連結されるようにして、共通流路２４が形成される。基板１２には、共通流路２４に連通するジョイント部３２が形成され、このジョイント部３２にインクカートリッジからの配管などが接続される。
【０００５】
この印字ヘッド１０では、共通流路２４から供給口２２を介して、加圧室１６、インク流路１８およびノズル２０にインクが供給される。この状態で、個別電極３０に電圧を印加することにより、図４（ａ）に一点鎖線で示すように、圧電層２８に撓みが発生し、ノズル２０のインクが外部へ押し出されて、インク滴が噴射される。圧電層２８が元の形状に復帰すると、外部へ押し出されたインクに相当する量のインクが、共通流路２４から供給され、ノズル２０にインクが満たされる。
【０００６】
このような印字ヘッド１０を用いたインクジェット記録装置において、高画質で解像力の高い印字を行うために、微小な口径のノズル２０が使用される。しかしながら、印字したのち、長期間使用されなかった場合などにおいて、ノズル２０部分のインク粘度が高くなったり、インクが固まってノズル２０に詰まったりする場合があり、このような場合、高品位の印字が不可能となる。また、ノズル２０から噴射される必要な液滴以外の微小なインク滴やそのサテライト等が、印字ヘッド表面のノズル口噴射面に付着すると、本来の印字機能が損なわれる。この場合、たとえば、ノズル２０からの正常なインク液滴が噴射できなくなったり、噴射方向が変化し、いわゆるヨレが生じることがある。
【０００７】
このような不都合な現象を解決するために、インクジェット記録装置に信頼性維持機構やクリーニング機構が取り付けられた。信頼性維持機構は、印字動作以外の期間に、印字ヘッドを印字領域から他の領域に移動して、ノズル口に凹陥状のキャップを被せて密封し、ノズル部分のインクを排出させたり、ポンプで吸引して、非正常（微小気泡が混入する状態）なインクを取り除き、ノズル内に正常な状態のインクを満たして信頼性の高い印字を可能とし、また非印字期間にノズル口にキャップを被せてインクの乾燥を防止するものである。
【０００８】
このような機構として、たとえば、不揮発性流体を含浸させたスポンジを有するバックアップ装置を設け、印字休止時や電源オフ時にスポンジを印字ヘッドに圧接させて、ノズルの乾燥を防止するようにしたインクジェットプリンタがある（特許文献１参照）。
また、印字ヘッドのノズル面を密閉するキャップを設け、キャップ内の保湿液室に充填された保湿液を加熱することにより、印字ヘッドとキャップとで密閉された空間に保湿液を蒸発させるようにしたインクジェットプリンタがある（特許文献２参照）。
また、印字ヘッドに上載させるキャップを設け、廃インク溜とキャップとを流路で連結し、廃インク溜に溜めておいた廃インクに繊維部材の一端を浸漬させるとともに、流路を通して繊維部材をキャップ内の吸収部材に接触させるようにしたインクジェットプリンタがある。このようなインクジェットプリンタでは、廃インク溜の廃インクが繊維部材の毛細管現象によってキャップ内の吸収部材に吸収され、印字ヘッドを覆ったキャップ内で廃インクが蒸発して、ノズルの乾燥が防止される（引用文献３参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１５７０９０号公報
【特許文献２】特開平１−２１０３５０号公報
【特許文献３】実開平６−２１９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、不揮発性流体を含浸させたスポンジを印字ヘッドに圧接させる場合、スポンジにノズルのインクが付着し、それが乾燥して増粘すると、次のキャッピング時に増粘したインクがノズルに付着して、記録品質の低下や、最悪の場合にはノズルの目詰まりの原因となる。また、ラインヘッドのように、多数のノズルが形成された印字ヘッドの場合、全てのノズルに均一にスポンジを圧接させることが困難であり、ノズルの一部においてインクの乾燥が発生する可能性がある。
また、印字ヘッドのノズル面をキャップで密閉し、キャップ内で保湿液を加熱して蒸発させる場合、印字ヘッド付近の温度が上昇し、ノズル部分のインクの蒸発を促進するという問題がある。ノズル部分のインクの水分が蒸発すると、印字ヘッド内に残留するインクのビヒクル濃度が変化してしまい、インク成分の分散等にも影響があるため、動作時にノズル部分のインクを排出して破棄する必要があり、無駄な廃インクが発生してしまう。
また、廃インク溜の廃インクをキャップ内の吸収部材に吸収させて蒸発させる場合、たとえば水系のインクでは、自然蒸発によってはインクが蒸発しにくく、キャップ内を十分なインク蒸気で満たしておくことができない場合がある。また、ノズル部に水分のみの蒸気を存在させると、印字ヘッド内に残留するインクのビヒクル濃度が変化してしまう可能性がある。
【００１１】
それゆえに、この発明の主たる目的は、ラインヘッドなどのような印字ヘッドにおいても、ノズルの乾燥や目詰まりを防止することができ、印字ヘッドに残留するインクのビヒクル濃度等が変化しにくい構成を有するインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、印字指令に応じてノズルからインク滴を噴射する印字ヘッドと、印字ヘッドに対してキャップの当接および離脱が可能なキャップ機構と、キャップがノズルに当接した状態でノズルとキャップとで形成される閉空間にミストを供給するためのミスト発生手段とを含む、インクジェット記録装置である。
キャップがノズルに当接した状態で、ノズルとキャップとで形成される閉空間にミストが供給されることにより、ノズルに異物が接触することなく、ミストによってノズル部分のインクの乾燥が抑えられる。
【００１３】
このようなインクジェット記録装置において、ミスト発生手段は、超音波によってミスト発生用液体をミスト化する超音波発生装置で構成することができる。
ミスト発生手段として超音波発生装置を用いれば、ミスト発生用液体を効率よくミスト化でき、閉空間をミストで充満させることができる。特に、蒸発しにくい水系のインクを用いる場合においても、超音波発生装置を用いることにより、インクに似た成分を有する水系のミストを効率よく発生させることができる。
【００１４】
また、ミスト発生手段により発生するミストは、インクの成分のうち、少なくとも顔料を含まない成分をミスト化したものであることが好ましい。
ノズルとキャップとの間の閉空間に充満させるミストとして、印刷に使用されるインクのうちの顔料を含まない成分を用いることにより、ノズル部分のインクのビヒクル濃度が変化することを防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、ノズルとキャップとで形成される閉空間にミストを充満させることにより、印字ヘッドのノズル部分のインクの乾燥やノズルの目詰まりを防止することができる。また、使用しているインクの顔料を含まない成分をミストとすることにより、ノズル部分のインクのビヒクル濃度が変化することを防止することができる。そのため、印刷時にノズル部分のインクを排出する必要がなく、廃インクの発生を抑えることができる。
【００１６】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、この発明のインクジェット記録装置の一例を示す図解図である。インクジェット記録装置５０は、たとえば、図３に示すような印字ヘッド１０を含む。印字ヘッド１０は、図３に示すように、複数のドット形成部１４が形成されたものであり、ラインヘッドなどとして使用することができるものである。
【００１８】
印字ヘッド１０は、図２に示すように、キャリッジ５２に支持され、キャリッジ５２はガイトシャフト５４で移動可能に支持されている。印字ヘッド１０は、キャリッジ５２とガイドシャフト５４とによって、印字領域５６とホームポジション５８との間で移動可能となっている。印字領域５６では、記録紙にインクを噴射して印字が行われ、印字が行われないときには、印字ヘッド１０はホームポジション５８で待機する。
【００１９】
印字ヘッド１０がホームポジション５８で待機しているとき、キャップ機構６０によって、キャップ６２が印字ヘッド１０のノズル２０形成面を覆うように被せられる。キャップ６２は、印字ヘッド１０に対して、当接および離脱が可能となるように形成され、キャリッジ５２が印字領域５６に移動するときには、キャップ６２は印字ヘッド１０から離脱する。
【００２０】
キャップ６２には、たとえば配管６４が接続される。配管６４には、バルブ６６が取り付けられ、キャップ６２が、バルブ６６を介してミスト発生装置６８に接続される。ミスト発生装置６８としては、たとえば超音波発生装置が用いられる。さらに、ミスト発生装置６８は、配管６４によって収容タンク７０に接続される。収容タンク７０には、ミスト発生用液体が収容される。ここで、印字用として用いられるインクの成分のうち、顔料を含まない成分をミスト発生用液体として用いることが好ましい。なお、ミスト発生用液体としては、洗浄液などを用いることもできる。
【００２１】
このインクジェット記録装置５０では、キャリッジ５２がホームポジション５８に待機しているとき、印字ヘッド１０にキャップ６２が当接され、ノズル２０形成面が密閉される。この状態で、収容タンク７０のミスト発生用液体が、ミスト発生装置６８によってミスト化され、得られたミストが印字ヘッド１０とキャップ６２とで形成される閉空間に導かれる。それにより、印字ヘッド１０のノズル２０形成面がミストで覆われ、ノズル２０部分のインクの乾燥が防止され、ノズル２０の目詰まりなども防止される。特に、ミスト発生用液体として、印字用として用いられるインクの成分のうち、顔料を含まない成分を使用することにより、ノズル２０部分のインクのビヒクル濃度が変化しにくくなる。そのため、印字を行う際に、ノズル２０部分のインクを排出する必要がなく、廃インクの発生を抑えることができる。
【００２２】
このように、超音波発生装置などのミスト発生装置６８によってミストが作製されることにより、印字ヘッド１０とキャップ６２とで形成された閉空間が、十分な量のミストで満たされる。そのため、たとえば、水系のインクが使用されている場合であっても、ミスト発生装置６８によって、蒸発しにくい水系のミスト発生用液体を十分にミスト化することができ、ノズル２０部分のインクの乾燥を防止することができる。
【００２３】
また、このインクジェット記録装置５０では、ミストによってノズル２０形成部の乾燥が防止されるため、スポンジなどのような異物がノズル２０形成部に接触しない。そのため、インクがスポンジなどに付着して、そのインクによってノズル２０が汚されることもない。
【００２４】
なお、キャップ６２によって印字ヘッド１０のノズル２０形成面を密閉した後、一定時間だけミスト発生装置６８を駆動することにより、閉空間内のミストの濃度をほぼ一定にすることができる。このように、閉空間内のミストの濃度を一定にしておくことにより、ノズル２０部分のインクの状態をほぼ一定に保つことができる。閉空間内のミストの濃度を一定に保つために、ミストの濃度を検知する装置をキャップ６２内に設けてもよい。また、ミスト発生装置６８の設置位置は、図１に示すように、配管６４の途中であってもよいし、収容タンク７０内に設けられてもよい。このように、ミストを発生してキャップ６２に送ることができる構成であれば、ミスト発生用液体を直接的あるいは間接的にミスト化させる位置のどちらにでも、ミスト発生装置６８を設置することができる。
【実施例１】
【００２５】
インクに含有させる着色剤として、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を使用し、水溶性樹脂を使用して顔料分散液を作製した。顔料分散液を得るために、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２が３０質量％、ジョンクリル６１（アクリル−スチレン系樹脂、ジョンソン社製）が１５質量％、グリセリンが１０質量％、イオン交換水が４５質量％からなる混合物を作製した。
【００２６】
このような組成の混合物を、０．５ｍｍのジルコニアビーズを使用し、ボールミルで平均粒子径が１００ｎｍになるまで分散して、顔料分散液を作製した。平均粒子径は、顔料分散液をイオン交換水で５倍希釈し、動的光散乱式粒径分布測定装置（ＨＯＲＩＢＡ社製、ＬＢ−５５０）で確認した。
【００２７】
得られた顔料分散液を用いて、顔料分散液が２０質量％、グリセリンが１０質量％、２−ピロリドンが５質量％、ヘキシレングリコールが５質量％、界面活性剤としてのオルフィンＥ１０１０（アセチレンジオールのＥＯ付加物、日信化学工業社製）が０．５質量％、水が５９．５質量％となるように混合し、十分に撹拌した後、孔径５μｍのフィルタを使用してインクを作製した。また、得られたインクのうち、顔料を添加しないで、ビヒクルの調整を行なった。
【００２８】
このようなインクを使用し、ミスト発生用液体として上述のビヒクルを使用して、図１に示すインクジェット記録装置で印字後、印字ヘッドをキャップで密閉し、３０秒間ミストの発生を行い、７日間放置して、印字を行った。その結果、ドット抜けがなく、非常に良好な画像を得ることができた。
【００２９】
ミスト発生用液体として、ビヒクルを使用する代わりに水を使用した以外は、上述の実施例と同様にして、印字後７日間放置し、印字を行った。その結果、ドット抜けの発生はなかったが、１ドット目の印字濃度が若干低くなっていた。得られた画像は、良好なものであった。
【００３０】
比較例として、ミスト発生装置がなく、ビヒクルを含浸させたスポンジを印字ヘッドに圧接する信頼性維持機構を有するインクジェット記録装置を使用し、印字後、７日間放置して、印字を行った。その結果、ドット抜けの発生しているところがあり、得られた画像は不良なものであった。
【００３１】
以上の実施例からわかるように、本願発明のインクジェット記録装置では、印字ヘッドの待機時に、印字ヘッドのノズル形成面をミストで充満させることにより、ノズル部分のインクの乾燥やノズルの目詰まりを防止して、良好な印字を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明のインクジェット記録装置の一例を示す図解図である。
【図２】図１に示すインクジェット記録装置の印字ヘッドとキャップの周辺を示す図解図である。
【図３】ノズルを有する印字ヘッドの一例を示す平面透視図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は図３に示す印字ヘッドの要部を示す図解図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  印字ヘッド
１２  ドット形成部
２０  ノズル
５０  インクジェット記録装置
５２  キャリッジ
５４  ガイドシャフト
６０  キャップ機構
６２  キャップ
６８  ミスト発生装置
７０  収容タンク
【図１】
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【図２】
2008207514.tif 000004
【図３】
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【図４】
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