(57)【要約】【課題】空吐出を行うことなく、インク内の溶剤分が蒸発することで、ノズルの吐出口が詰まることを防止する。【解決手段】インクジェット式記録装置２０は、インクジェット方式によりノズルの吐出口からインク滴を吐出させるヘッド１と、ヘッド１の下部に、そのヘッド１に接触しない距離で近接して配置され、インクを構成する溶剤３１を浸した受け皿２１と、記録時にヘッド１を移動すると共に、不使用時にヘッド１を受け皿２１の位置に移動させるヘッド移動装置２２と、ヘッド１の後述するピエゾ素子１２に、駆動パルス電圧を印加する駆動パルス電圧印加回路２３と、ヘッド移動装置２２を介した移動制御、及び、駆動パルス電圧印加回路２３を介したヘッド１のメニスカス位置の制御を行う制御回路２４等とを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット方式により、ノズル吐出口からインクを吐出させるヘッド部と、
前記ヘッド部のノズル吐出口側から、前記インクを構成する溶剤を供給する溶剤供給部と、
前記ヘッド部のノズル内に供給される前記インクのメニスカス位置を制御して、前記溶剤供給部から供給される溶剤を、前記ノズル内に引き込ませることにより、前記インクの乾燥を防止する乾燥防止手段と、
を備えたインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット方式によって、ノズル吐出口からインクを吐出して、画像等を記録するインクジェット式記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９、図１０は、従来のインクジェット式記録装置のヘッドの一例を示す図である。
ヘッド１は、図９に示すように、複数のノズル１３が配置されており、圧電素子（ピエゾ素子）に電圧印加を行う圧電（ピエゾ）駆動によって、ノズル１３内に供給されたインク３０のメニスカス位置を制御して、インク滴３０ａを所定の吐出方向Ａに吐出する。
ここで、ノズル１３は、薄板を積層させ、高温をかけて接合面を融着させることで成っている板において、貫通している孔であり、インク滴が吐出される部分である。メニスカスとは、ノズル１３内のインク液面をいう。圧電素子は、圧電効果を介して、電気入力を機械出力に変換し、負荷を駆動させるデバイスであり、主に、ピエゾ素子が用いられている。また、インキは、ヘッド１内にあるインクタンクへ供給される。
【０００３】
このヘッド１は、一例として図１０（ａ）に示すような印加波形を、ピエゾ素子に電圧印加すると、図１０（ｂ）に示すように、メニスカス位置の制御を行うことができる。
この制御は、図１０の場合、電位差１００［Ｖ］であり、電位差が大きいので、メニスカス位置の振動も大きく、結果として、インク滴３０ａを吐出することができる。
【０００４】
図１１は、従来のインクジェット式記録装置のヘッドが長時間吐出を行わない場合等で、ノズル部分のインク内の溶剤分が蒸発し、ノズル吐出口が詰まった様子を示す図である。
インクジェット式記録装置は、溶剤分が蒸発してしまい詰まりとなっているインク３０ｂがある場合には、完全に詰まっていなくても、飛翔曲がり等が発生して、基本性能が損なわれてしまう。
【０００５】
従来、長時間吐出を行わない場合等でノズル部分のインク内の溶剤分が蒸発することによって、ノズルの吐出口が詰まった場合には、詰まった成分を強制的に取り除くために、空吐出を行っていた。
この空吐出は、印刷用媒体に吐出するのではなく、詰まり等を取り除くために、媒体から離れた所で吐出するものであり、パージ動作ともいわれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、空吐出を行うことで、大量のインクを使用することになり、コスト増加やインク供給作業及び時間が増える、という問題があった。
また、空吐出によって生じる廃棄インキの処理を行う必要がある、という問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、空吐出を行うことなく、インク内の溶剤分が蒸発することで、ノズルの吐出口が詰まることを防止することができるインクジェット式記録装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、インクジェット方式により、ノズル吐出口からインクを吐出させるヘッド部（１）と、前記ヘッド部のノズル吐出口側から、前記インクを構成する溶剤を供給する溶剤供給部（２１）と、前記ヘッド部のノズル内に供給される前記インクのメニスカス位置を制御して、前記溶剤供給部から供給される溶剤を、前記ノズル内に引き込ませることにより、前記インクの乾燥を防止する乾燥防止手段（２４、Ｓ１０４）と、を備えたインクジェット式記録装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しくに説明する。
図１は、本発明によるインクジェット式記録装置の実施形態を示すブロック図である。
本実施形態のインクジェット式記録装置２０は、インクジェット方式によりノズルの吐出口からインク滴を吐出させるヘッド１と、ヘッド１の下部に、そのヘッド１に接触しない距離で近接して配置され、インクを構成する溶剤３１を浸した受け皿２１と、記録時にヘッド１を移動すると共に、不使用時にヘッド１を受け皿２１の位置に移動させるヘッド移動装置２２と、ヘッド１の後述するピエゾ素子１２に、駆動パルス電圧を印加する駆動パルス電圧印加回路２３と、ヘッド移動装置２２を介した移動制御、及び、駆動パルス電圧印加回路２３を介したヘッド１のメニスカス位置の制御を行う制御回路２４等とを備えている。
【００１０】
ここで、インク３０は、主に、顔料＋溶剤、染料＋溶剤で構成されている。通常、空気下にて溶剤分が蒸発してしまい、顔料及び染料成分の比率が大きくなり粘度を増してしまう。
本実施形態では、インクジェット用のインク３０を用いる場合には、溶剤３１は、ＢＣＡ（ブチルカルビトールアセテート）を使用することができる。
【００１１】
図２は、本実施形態のインクジェット式記録装置を構成するヘッドの一例を示す斜視図である。
図２において、ヘッド１は、インクジェット方式のヘッドであり、複数のインク吐出部２がヘッド部材３の内部に形成配列されている。
各インク吐出部２は、インクチャンバー１１と、このインクチャンバー１１の容積を変化させるためのピエゾ素子１２と、インクチャンバー１１に連通し外部にインクを吐出するためのノズル１３とを備えている。
【００１２】
このインク吐出部２のインクチャンバー１１は、インク供給口５を介してインク供給路４に連通されている。図示例では、各インク供給口５は、交互にインク供給路４の両端側に設けられている。
また、インクチャンバー１１も、ヘッド１の両側に交互に配置され、ノズル１３は一直線をなすように位置している。
【００１３】
図３は図２に示されるヘッドの１個のインク吐出部２のＡ−Ａ線における縦断面図であり、図４は図２に示されるヘッドの１個のインク吐出部２のＢ−Ｂ線における横断面図である。
図３及び図４において、ピエゾ素子１２は、変形面１２ａが弾性板１４を介してインクチャンバー１１内に接し、かつ、後述のような電圧印加による変形が可能なようにヘッド部材３に装着されている。
各ピエゾ素子１２には、電圧を印加するための中央電極１５ａと、接地された複数の接地電極１５ｂとが設けられ、中央電極１５ａには、可変抵抗器（図示せず）が接続されている。
【００１４】
中央電極１５ａに電圧を印加して、中央電極１５ａと接地電極１５ｂとの間に電場（図４に鎖線で示す）が形成されると、ピエゾ素子１２に歪みが生じて変形し、インクチャンバー１１の容積が増加して内圧が低下し、インク供給路４からインク供給口５を経由してインクがインクチャンバー１１内に引き込まれる。
次に、電圧印加を停止することにより、ピエゾ素子１２が元の状態に戻り、インクチャンバー１１内の圧力が高くなって、ノズル１３からインクが押出され吐出される。
したがって、中央電極１５ａに駆動パルス電圧を印加することにより、駆動パルスに同期した間隔でインク滴がノズル１３から吐出される。
【００１５】
図５は、本実施形態のインクジェット式記録装置を動作を説明するフローチャート、図６〜図８は、本実施形態のインクジェット式記録装置を動作を説明する模式図である。
Ｓ１０１において、ノズル１３部分のインク３０内の溶剤３１分が蒸発することで、ノズル１３の吐出口が詰まってしまいインク滴３０ａの吐出不良になってしまう時間Ｔ０を、予め調査して設定する。
【００１６】
Ｓ１０２において、ノズル１３内のメニスカス位置が、ノズル１３の吐出口より１番遠くなるように、メニスカス制御を行って調整する。
【００１７】
Ｓ１０３において、受け皿２１の位置にヘッド１を移動して、ノズル１３の吐出口から引き込ませる溶剤３１を供給する。
ここで、図６に示すように、メニスカス位置がノズル１３の吐出口から引き込まれることにより、発生する真空状態を利用して、溶剤３１をノズル１３の吐出口から引き込む。
【００１８】
Ｓ１０４において、吸い込ませた後、ノズル内のインクが均一になるように、吐出穴からインクが滲み出てこない範囲で、メニスカス位置の制御を行う。
【００１９】
メニスカス位置の制御は、図７に示すように、吸い込んだ溶剤３１と、ノズル１３内のインク３０が均一になるように、吐出穴からインク３０が滲み出てこない範囲で行う。
このとき、制御を行う波形は、図８に示すように、電位差が２５［Ｖ］と低いために、メニスカス位置は、移動するものの、吐出するまでのエネルギーが与えられないので、揺動を繰り返すことになる。
【００２０】
Ｓ１０５において、一定時間が経過したか否かが判断され、一定時間が経過した場合には、Ｓ１０６に進む。
Ｓ１０６において、記録動作、すなわち、インクの吐出動作が行われる否かが判断され、吐出動作が行われない場合には、Ｓ１０２〜Ｓ１０５を繰り返し、吐出動作が行われた場合には、リターンする。
【００２１】
長時間吐出を行わない場合では、ノズルの吐出口が詰まる前の２４時間毎ごとに蒸発してしまった溶剤分を、ノズル吐出口から吸い込ませるのがよい。
その後、メニスカス制御は、吐出口からインクが滲み出てこない範囲で、図８で示すような波形を、１０［ｓ］印加させるのがよい。以上の値は、全てテスト結果から判明したものである。
【００２２】
このように、本実施形態によれば、吐出を長時間行わない場合等に、メニスカス位置を制御して、蒸発した溶剤分をノズル内に引き込ませることにより、インクの乾燥を防止し、ひいては、ノズル部分のインク内の溶剤分が蒸発することによって、ノズルの吐出口が詰まり、インク滴の吐出不良になることを防止することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、吐出を長時間行わない場合等に、メニスカス位置を制御して、蒸発した溶剤分をノズル内に引き込ませることにより、インクの乾燥を防止し、ひいては、インク滴の吐出不良になることを防止することができる。
従って、空吐出を行わなくても、インクの乾燥を防止が可能となり、使用インク量の削減、インクジェットヘッドへのインク供給作業及び時間の短縮をはかることができる。また、空吐出による廃棄インクを、削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインクジェット式記録装置の実施形態を示したブロック図である。
【図２】本実施形態のインクジェット式記録装置を構成するヘッドの一例を示す斜視図である。
【図３】図２に示されるヘッドの１個のインク吐出部２のＡ−Ａ線における縦断面図である。
【図４】図２に示されるヘッドの１個のインク吐出部２のＢ−Ｂ線における横断面図である。
【図５】本実施形態のインクジェット式記録装置を動作を説明するフローチャートである。
【図６】本実施形態のインクジェット式記録装置を動作（溶剤の引き込み）を説明する模式図である。
【図７】本実施形態のインクジェット式記録装置を動作（メニスカス位置の制御）を説明する模式図である。
【図８】本実施形態のインクジェット式記録装置を動作（印加波形）を説明する模式図である。
【図９】従来のインクジェット式記録装置のヘッドの一例を示す図である。
【図１０】従来のインクジェット式記録装置のヘッドの一例を示す図である。
【図１１】従来のインクジェット式記録装置のヘッドが長時間吐出を行わない場合等で、ノズル部分のインク内の溶剤分が蒸発し、ノズルの吐出口が詰まった様子を示す図である。
【符号の説明】
２０  インクジェット式記録装置
２１  受け皿
２２  ヘッド移動装置
２３  駆動パルス電圧印加回路
２４  制御回路
１  ヘッド
３０  インキ
３１  溶剤
【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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