(57)【要約】【課題】本発明は、水性インクや溶剤インク等、揮発する溶媒の入ったインクを用いる場合の、溶媒の蒸発によるノズル詰まりの発生を防止し、高信頼なプリント、或いはパターニングを行う事の出来るインクジェットプリンタを提供する事を課題とする。【解決手段】本発明は、ノズルから液滴を吐出させることにより、ノズルに対向して置かれた記録メディアにドットを記録する記録ヘッドを備えたインクジェットプリンタにおいて、記録時の前記記録メディアの移動や前記記録ヘッドの移動に伴い、前記ノズル面と前記記録メディアの間に生じる気流に対して、前記ノズル列よりも上流となる該ノズルの近傍に、インクの溶媒を保持する部材を設けた事を特徴とする。【選択図】          図１
2004330682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから液滴を吐出させることにより、ノズルに対向して置かれた記録メディアにドットを記録する記録ヘッドを備えたインクジェットプリンタにおいて、記録時の前記記録メディアの移動や前記記録ヘッドの移動に伴い、前記ノズル面と前記記録メディアの間に生じる気流に対して、前記ノズル列よりも上流となる該ノズルの近傍に、インクの溶媒を保持する部材を設けた事を特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
ノズルから液滴を吐出させることにより、ノズルに対向して置かれた記録メディアにドットを記録する記録ヘッドを備えたインクジェットプリンタにおいて、記録時の前記記録メディアの移動や前記記録ヘッドの移動に伴い、前記ノズル面と前記記録メディアの間に生じる気流に対して、前記ノズル列よりも上流となる該ノズルの近傍に、インクの溶媒を保持する部材とインクの溶媒を加熱する手段とを設けた事を特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記加熱の手段は、ヒータである事を特徴とする請求項２記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
加熱の手段は、温風である事を特徴とする請求項２記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
ノズルから液滴を吐出させることにより、ノズルに対向して置かれた記録メディアにドットを記録する記録ヘッドを備えたインクジェットプリンタにおいて、記録時の前記記録メディアの移動や前記記録ヘッドの移動に伴い、前記ノズル面と前記記録メディアの間に生じる気流に対して、前記ノズル列よりも上流となる該ノズルの近傍に、インクの溶媒を保持する部材とインクの溶媒に細かい振動を与える手段とを設けた事を特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記微細な振動を与える手段は超音波振動子である事を特徴とする請求項５記載のインクジェットプリンタ。
【請求項７】
前記インクの溶媒を保持するための部材は、パンチ穴の空いたシートである事を特徴とする請求項１、２及び５の何れかに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項８】
前記インクの溶媒を保持するための部材は、表面がヒダ状のシートである事を特徴とする請求項１、２及び５の何れかに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項９】
前記インクの溶媒を保持するための部材は、短冊状である事を特徴とする請求項１、２及び５の何れかに記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録メディア上に、インク滴を吐出させてパターンを形成するインクジェットプリンタに係わり、特に、インクに乾燥性を有する溶媒を用いる場合において、環境条件やインク滴不吐出時間の長さにかかわらず、目詰まり無く連続記録可能な高信頼なインクジェットプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタに用いるインクには、使用する溶媒によって、主に、水性インク（溶媒は水）、油性インク（溶媒は炭化水素やシリコーン等）、溶剤インク（溶媒はメチルエチルケトンや低級アルコール等）、ＵＶインク（溶媒は光重合開始剤とアクリレート等）に分けられる。油性インクを除く、他のインクに用いる溶媒は揮発性である。このため、水性インクや溶剤インク、ＵＶインク等を用いたインクジェットプリンタにおいて、記録ヘッドの信頼性を低下させる要因の一つに、ノズル部におけるインク中の溶媒の蒸発によるインク粘度の増加に基づくノズルの目詰まりがある。
【０００３】
フルカラーインクジェットプリンタでよく用いられる水性インクは、染料や顔料の色素、溶媒としての水、湿潤剤、ｐＨ調整剤等の混合物である。通常、インクジェットプリンタの非駆動時は、記録ヘッドのノズル開口部にラバーキャップ等で蓋をして、ノズル開口部からの水の蒸発は抑制されるが、駆動時はインク吐出に備え、常に開放された状態にある。このため、印刷データの内容によっては、複数ノズルのうちインクを吐出させない期間が長くなるものがあり、そのようなノズルにおいては、ノズル開口部のインク表面からどんどん水が蒸発してインクの増粘を引き起こしてインクを吐出しにくくなり、最終的には目詰まりが生じて、そのノズルからはインクが吐出出来なくなってしまう。
【０００４】
そのような目詰まりを生じさせない方法として、記録装置とは別に加湿器を設け、その加湿器からパイプにより湿度の高い空気を記録ヘッドのノズル近傍に供給すると共に、供給された湿度の高い空気を排出するためのパイプ及び、そのパイプから、湿度の高い空気をインクジェットプリント装置の外部に排出するファンを有する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、記録ヘッドのノズル周辺は常に飽和蒸気圧に保たれ、ノズル開口部からのインクの乾燥を防止している。
【０００５】
また、ノズル列の両端にインクの溶媒を保持する保持体を設け、自然蒸発によりノズル近傍の湿度を保つ構成も提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−７９６９６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
加湿した空気をノズル近傍に供給する従来の構成においては、加湿空気を吹き付けが記録メディアにも及ぶため、記録メディアまで湿気を過剰に吸ってしまい、膨潤してしまう危険性や、加湿空気の供給パイプ内部に結露が生じ、記録メディア上に水滴が落ちるといった危険性がある。又、加湿空気の供給であるため、インクが水性インクの場合に限られる。
【０００８】
ノズル列の両端に溶媒の保持体を設ける構成においては、ノズル列がヘッドの端にある等、ノズル列の片端にしか保持体が設置出来ない場合、適用出来ない。又、ヘッドと記録メディアのギャップが狭い場合や、記録メディアやヘッドの移動速度が速い時など、自然蒸発だけではノズル部の湿度が保てない場合がある。
【０００９】
本発明は、記録メディアの膨潤、吸湿変形を最小限に留めて、インクも水性インクだけでなく、溶剤インクなどの、蒸発する溶媒を用いたインクを用いた場合にも適用可能で、記録メディアやヘッドの移動が高速である場合でも、ノズル詰まりの発生を防止し、高信頼な記録を行うことの出来るインクジェットプリンタを提供する事を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、記録ヘッドのノズル近傍、特に記録メディアの向かってくる側、又は記録メディアに向かって行く側に、インクの溶媒を吸収、保持する部材を設け、該部材から溶媒を自然蒸発又は加熱等による強制的な蒸発により、ノズル近傍の湿度を保ちインクの蒸発を防止することによって達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図１〜図８の実施例によって説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例に基づくインクジェットプリンタの記録ヘッド、ノズル面を示す図である。記録メディアの移動方向１が矢印のように図の上から下である場合、又は、記録ヘッドの移動方向２が矢印のように図の下から上である場合、ノズル面と記録メディアの間に生じる気流は図の上から下に向かって生じるため、記録ヘッド３の片端に開いているノズル列４の、図で上側に、インクの溶媒を保持する部材５を設置する。インクの溶媒を保持する部材５の材質は、繊維状の、吸液性ポリマー、ポリエステル、金属等を編んだもの、吸液性ポリマーをシート状に加工したもの、金属の焼結体、多孔質のセラミック等、液体を保持及び蒸発させられるような物であれば何でも良い。吸液性ポリマーとしては、水に対してはポリアクリル酸ナトリウム塩といったアニオン系（ポリアクリル酸ソーダ系）ポリマーや、ノニオン系（ポリビニルアルコール系、ポリエチレンオキサイド系）ポリマー等を、アルコール等の溶剤に対しては、ポリＮ−ビニルアセトアミドといったノニオン系（ポリビニルアルコール系、ポリエチレンオキサイド系）ポリマー等を用いる事が出来る。
【００１３】
ヘッドをマトリクス状に並べる際は、各ヘッドを図１のような構成にして、並べていくと良い。このような構成により、ヘッドと記録紙のギャップ２ｍｍ、記録紙の速度３３ｉｐｓにおいても、ノズル部の湿度を６０％以上に保つ事が出来、インクの乾燥による吐出不良は生じない。
【００１４】
図２は、ヘッドをライン状に並べたインクジェットプリンタに本発明を適用した際の記録ヘッド、ノズル面を示す図である。記録ヘッド２１は、記録メディアの移動方向２２、又は記録ヘッドの移動方向２３に対して一定の角度を付けて、スタック状に並べられている。このような構成においては、記録メディアとヘッドの間に流れる気流により、図１の構成だけではノズル部の湿気を帯びた空気は流れ去ってしまい、ヘッドと記録紙のギャップ２ｍｍ、記録紙の速度３３ｉｐｓにおいて、ノズル部の湿度は５０％程度まで落ち、インクの乾燥による吐出不良を生じてしまう。そこで、ノズル列２４の端の気流の上流側に当たる位置２５にも、インクの溶媒を保持する部材２６を設ける。このような構成にする事により、ノズル部の湿度を６０％以上に保つ事が出来、インクの乾燥による吐出不良は生じない。
【００１５】
図３は、本発明の他の実施例による、インクジェットプリンタの記録ヘッドである。記録ヘッド３１とインクの溶媒を保持する部材３２の間に、電源３４に接続されたヒータ３３を挟み、インクの溶媒を保持する部材３２からインクの溶媒を積極的に蒸発させる。ヘッド３１と記録メディアのギャップが狭い場合や、記録メディアやヘッド３１の移動速度が速い時等、特にヘッド３１と記録メディアのギャップが１ｍｍ程度と狭い時は、インクの溶媒を保持する部材３２からの自然乾燥だけではノズル近傍の湿度を６０％以上に保てない事があり、図３に示した実施例のように、インクの溶媒を保持する部材３２からインクの溶媒を積極的に蒸発させる必要が出て来る場合がある。
【００１６】
インクの溶媒の貯蓄タンク３５から、パイプ３６により、インクの溶媒を保持する部材３２にインクの溶媒を随時供給する事で、長時間の連続記録時においても、ノズル近傍を加湿し続ける事が出来る。
【００１７】
ヒータ３３を設置する位置は、記録ヘッド３１とインクの溶媒を保持する部材３２の間に限られる訳ではなく、ヘッドに内蔵したり、ヘッド側面等に設置する事でも、インクの溶媒を保持する部材３２に熱が伝わりさえすれば、同様の効果が得られる。
【００１８】
又、インクの溶媒の加熱は、溶媒の貯蓄タンク３５で行うことによっても同様の効果が得られる。
【００１９】
さらに、インクの溶媒を積極的に蒸発させる方法としては、加熱に限らず、超音波振動子による振動によっても可能であり、その場合、図３のヒータ３３の代わりに超音波振動子をヘッド３１に取り付ける。
【００２０】
インクの溶媒を保持する部材３２は、表面積が大きい程ノズル部の保湿能力が高いため、図４のようにパンチ穴が開いていたり、図５のように表面がヒダ状であったり、図６のように短冊状であったり、図７のようにエンボス加工が施してある事が好ましい。ヘッドと記録メディアのギャップが広ければ、インクの溶媒を保持する部材３２は、図８のように、気流が通り抜けるようなフィン状であっても良い。これらの形状は、インクの溶媒を自然蒸発させる図１及び２の構成における、インクの溶媒を保持する部材５及び２６においても適用出来る。
【００２１】
図３から図８の実施例は、インクの溶媒を保持する部材を、ノズル面と記録メディアの間に生じる気流に対して、ノズル列よりも上流となる位置に設置する場合に限らず、下流となる位置に設置する場合に対しても適用可能である。
【００２２】
何らかの理由により、記録メディアも記録ヘッドも停止させ、しかも記録ヘッドを記録メディア上に設置した状態で待機する場合、記録メディアの膨潤や吸湿変形が発生する危険性があるため、記録メディアの防湿を行う事が望ましい。本方式によって加湿される範囲は、インクの溶媒を保持する部材の周りせいぜい２０ｍｍ程度の範囲であるので、記録メディアの防湿を行う方法としては、インクの溶媒を保持する部材よりも２０ｍｍ程度以上大きい、プラスチック板、金属版、ガラス板、ビニールシートといった、水分を通しにくい部材を、記録ヘッドと記録メディアの間に挿入してやる方法や、記録ヘッドを記録面に対して鉛直方向に２０ｍｍ程度以上離す方法等が考えられる。
【００２３】
本発明における、インクの溶媒を保持する部材には、インクの溶媒の代わりに、記録メディアに吸収させる事によって、インクが滲まなくなったり、インクの定着が良くなったり、耐水性や耐候性を向上させるための処理剤等を染み込ませて、記録メディアの処理を行うといった、ノズルの保湿以外の用途に応用する事も可能である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、記録時の記録メディアの移動や記録ヘッドの移動に伴い、ノズル面と記録メディアの間に生じる気流に対して、ノズル列よりも上流となる、ノズル近傍に、インクの溶媒を保持するための部材を設ける事により、記録ヘッドと記録メディアの間に生じる気流が、インクの溶媒を保持している部材の表面を流れて加湿された後、ノズル部を流れて行くため、ノズル列がヘッドの端にあり、ノズル列の片側にしかインクの溶媒を保持する部材を設置出来ないヘッドにおいても、ノズル部が保湿出来、ノズルからの溶媒の蒸発を防いでノズル詰まりの発生を防止し、高信頼な記録を行うことが出来る。さらに、ヒータ等により積極的にインクの溶媒を保持する部材からインクの溶媒を蒸発させる事により、ヘッドと記録メディアのギャップが狭い場合や、記録メディアやヘッドの移動速度が速い時などでもノズル部が保湿出来、ノズルからの溶媒の蒸発を防いで、ノズル詰まりの発生を防止し、高信頼な記録を行うことが出来るインクジェットプリンタが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における記録ヘッド部を示した図である。
【図２】本発明の実施例における記録ヘッド部の他の例を示した図である。
【図３】本発明の実施例における記録ヘッド部の更に他の例を示した図である。
【図４】本発明によるインクの溶媒を保持する部材を示した図である。
【図５】本発明によるインクの溶媒を保持する部材の他の例を示した図である。
【図６】本発明によるインクの溶媒を保持する部材の更に他の例を示した図である。
【図７】本発明によるインクの溶媒を保持する部材の更に他の例を示した図である。
【図８】本発明によるインクの溶媒を保持する部材の更に他の例を示した図である。
【符号の説明】
１…記録メディアの移動方向、２…記録ヘッドの移動方向、３…記録ヘッド、４…ノズル列、５…インクの溶媒を保持する部材、２１…記録ヘッド、２２…記録メディアの移動方向、２３…記録ヘッドの移動方向、２４…ノズル列、２５…ノズル列の気流の上流側に当たる位置、２６…インクの溶媒を保持する部材、３１…記録ヘッド、３２…インクの溶媒を保持する部材、３３…電源、３４…ヒータ、  ３５…溶媒の貯蓄タンク、３６…パイプ。
【図１】
2004330682.tif 000003
【図２】
2004330682.tif 000004
【図３】
2004330682.tif 000005
【図４】
2004330682.tif 000006
【図５】
2004330682.tif 000007
【図６】
2004330682.tif 000008
【図７】
2004330682.tif 000009
【図８】
2004330682.tif 000010