(57)【要約】【課題】漏れ光による紫外線硬化インクの粘度上昇を抑えて、間欠吐出性に優れ、更に、分散した顔料微粒子を含むインクのチキソトロピーによる増粘を抑えて、吐出電圧を下げることのできるインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法を提供すること。【解決手段】チャネルの圧力発生手段に吐出信号を与えることにより、記録媒体に対して相対的に移動しながら、該チャネル内の紫外線硬化インクをノズルから記録媒体に向けて吐出する記録ヘッドと、吐出直後のインクに対して紫外線を照射することによりインクを硬化させるための光源と、記録ヘッドにおける非吐出チャネルの圧力発生手段に対して、ノズル内のメニスカスを微振動させることにより、該ノズル内のインクをノズル外の空気と接触させてインク粘度の上昇を防ぎ、且つ、攪拌効果によりチキソトロピーによるインク粘度の上昇を抑えるための微振動信号を与える微振動信号発生手段とを備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネルの圧力発生手段に吐出信号を与えることにより、記録媒体に対して相対的に移動しながら、該チャネル内の紫外線硬化インクをノズルから記録媒体に向けて吐出する記録ヘッドと、吐出直後のインクに対して紫外線を照射することによりインクを硬化させるための光源と、記録ヘッドにおける非吐出チャネルの圧力発生手段に対して、ノズル内のメニスカスを微振動させることにより、該ノズル内のインクをノズル外の空気と接触させてインク粘度の上昇を防ぎ、且つ、攪拌効果によりチキソトロピーによるインク粘度の上昇を抑えるための微振動信号を与える微振動信号発生手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記微振動信号発生手段は、前記記録ヘッドが印刷領域内にある時、非吐出チャネルの圧力発生手段に対して、チャネルの音響的共振周期の１／２をＡＬ（Acoustic Length）としたとき、チャネルの容積を縮小→拡大させるための２ＡＬ幅の矩形波からなるシングルパルスを印加することにより、ノズル内のメニスカスを微振動させることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記微振動信号発生手段は、前記記録ヘッドが印刷領域内にある時に、非吐出チャネルの圧力発生手段に対して、チャネルの音響的共振周期の１／２をＡＬ（Acoustic Length）としたとき、チャネルの容積を縮小→拡大させるための１ＡＬ幅の矩形波と２ＡＬ幅の矩形波を１ＡＬ間隔をおいて配置してなるダブルパルスを印加することにより、ノズル内のメニスカスを微振動させることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記微振動信号発生手段は、前記記録ヘッドが印刷領域外にある時に、全てのチャネルの圧力発生手段に対して、チャネルの音響的共振周期の１／２をＡＬ（Acoustic Length）としたとき、チャネルの容積を縮小→拡大させるための（Ｎ１）ＡＬ幅の矩形波と、（Ｎ２）ＡＬ幅の第１の休止期間と、チャネルの容積を拡大→縮小させるための（Ｎ３）ＡＬ幅の矩形波と、（Ｎ４）ＡＬ幅の第２の休止期間からなる連続パルス（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４は２以上の整数）を印加することにより、全ノズル内のメニスカスを微振動させることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記光源による紫外線光量が１ｍＪ／ｃｍ2〜３０００ｍＪ／ｃｍ2であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記紫外線硬化インクは、紫外線を吸収してラジカル重合を開始することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記紫外線硬化インクは、紫外線を吸収してカチオン重合を開始することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記記録ヘッドと前記記録媒体との記録時の相対速度が４０ｃｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記記録ヘッドのノズル径が、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記記録ヘッドから吐出されるインク滴が１０ｐｌ以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
前記記録ヘッドのノズル面と前記記録媒体との距離が、１ｍｍ〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記記録媒体は、インク非吸収性であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】
前記記録媒体は、紙であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１４】
前記記録ヘッドは、前記記録媒体の幅方向に亘る長さを有するライン状の記録ヘッドであり、前記光源は、前記記録媒体の幅方向に亘る長さを有するライン状の光源であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１５】
記録ヘッドのチャネルの圧力発生手段に吐出信号を与えることにより、記録媒体に対して相対的に移動しながら、該チャネル内の紫外線硬化インクをノズルから記録媒体に向けて吐出し、吐出直後のインクに対してヘッド近傍に設けた光源から紫外線を照射することによりインクを硬化させるインクジェット記録方法であって、  記録ヘッドにおける非吐出チャネルの圧力発生手段に対して、ノズル内のメニスカスを微振動させるための微振動信号を与え、該ノズル内のインクをノズル外の空気と接触させてインク粘度上昇を防ぎ、且つ、攪拌効果により、チキソトロピーによるインク粘度上昇を抑えることを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項１６】
前記微振動信号として、前記記録ヘッドが印刷領域内にある時に、非吐出チャネルの圧力発生手段に対して、チャネルの音響的共振周期の１／２をＡＬ（Acoustic Length）としたとき、チャネルの容積を縮小→拡大させるため、２ＡＬ幅の矩形波からなるシングルパルスを印加することにより、ノズル内のメニスカスを微振動させることを特徴とする請求項１５記載のインクジェット記録方法。
【請求項１７】
前記微振動信号として、前記記録ヘッドが印刷領域内にある時に、非吐出チャネルの圧力発生手段に対して、チャネルの音響的共振周期の１／２をＡＬ（Acoustic Length）としたとき、チャネルの容積を収縮→拡大させるための１ＡＬ幅の矩形波と２ＡＬ幅の矩形波を１ＡＬ間隔おいて配置してなるダブルパルスを印加することにより、ノズル内のメニスカスを微振動させることを特徴とする請求項１５記載のインクジェット記録方法。
【請求項１８】
前記微振動信号として、前記記録ヘッドが印刷領域外にある時に、全てのチャネルの圧力発生手段に対して、チャネルの音響的共振周期の１／２をＡＬ（Acoustic Length）としたとき、チャネルの容積を縮小→拡大させるための（Ｎ１）ＡＬ幅の矩形波と、（Ｎ２）ＡＬ幅の第１の休止期間と、チャネルの容積を拡大→縮小させるための（Ｎ３）ＡＬ幅の矩形波と、（Ｎ４）ＡＬ幅の第２の休止期間からなる連続パルス（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４は２以上の整数）を印加することにより、全ノズル内のメニスカスを微振動させることを特徴とする請求項１５、１６又は１７記載のインクジェット記録方法。
【請求項１９】
前記光源による紫外線光量が１ｍＪ／ｃｍ2〜３０００ｍＪ／ｃｍ2であることを特徴とする請求項１５〜１８のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【請求項２０】
前記紫外線硬化インクは、紫外線を吸収してラジカル重合を開始することを特徴とする請求項１５〜１９のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【請求項２１】
前記紫外線硬化インクは、紫外線を吸収してカチオン重合を開始することを特徴とする請求項１５〜１９のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【請求項２２】
前記記録ヘッドと前記記録媒体との記録時の相対速度が、４０ｃｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする請求項１５〜２１のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【請求項２３】
前記記録ヘッドのノズル径が、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１５〜２２のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【請求項２４】
前記記録ヘッドから吐出されるインク滴が１０ｐｌ以下であることを特徴とする請求項１５〜２３のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【請求項２５】
前記記録ヘッドのノズル面と前記記録媒体との距離が、１ｍｍ〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１５〜２４のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【請求項２６】
前記記録媒体は、インク非吸収性であることを特徴とする請求項１５〜２５のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【請求項２７】
前記記録媒体は、紙であることを特徴とする請求項１５〜２５のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【請求項２８】
前記記録ヘッドは、前記記録媒体の幅方向に亘る長さを有するライン状の記録ヘッドであり、前記光源は、前記記録媒体の幅方向に亘る長さを有するライン状の光源であることを特徴とする請求項１５〜２７のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから紫外線硬化インクを媒体上に、吐出した直後、ヘッド近傍に設けた光源から、紫外線を照射することにより、該インクを硬化させ、記録媒体上に画像を記録するようにしたインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線により硬化可能なインク（紫外線硬化インク）を使用して記録媒体上にインクジェット記録を行い、紫外線を照射して硬化させる記録方法が近年開発されており、実用化が進んでいる。
【０００３】
インクジェット方式による記録は、製版が不要なため、手軽に印刷ができる特徴があるが、従来の水系インクや溶剤系インクを使用する記録方法では、記録物の摩擦堅牢度、耐水性、耐溶剤性や耐光性等が十分でなく、また、記録媒体によっては下引き処理等が必要なため、産業印刷用途には適さなかった。しかし、紫外線硬化インクを使用することにより、インク中の成分が紫外線の照射で重合を開始してポリマーを形成するので、記録物の耐摩耗性、耐水性、耐溶剤性、耐光性が高くなり、また、記録媒体を構成する支持体に下引き処理等を行わなくとも、密着性の良い画像を形成できるようになった。更に、インク吐出後、紫外線を照射するだけで瞬間的に硬化するので、乾燥装置が不要となり、排出溶剤を処理する必要がなく、色々な支持体上に記録する必要のある産業印刷用途に極めて適しており、産業印刷分野において、紫外線硬化インクを使用するインクジェット記録装置の市場が広がりつつある。
【０００４】
一般に、紫外線硬化インクは、光硬化性プレポリマーと光硬化性モノマーと光重合開始剤と顔料や活性剤等の添加剤からなる。インク中に揮発性成分である水や溶剤を含まないので、記録ヘッドのノズル内に形成されるメニスカスから水や溶剤が揮発して、メニスカス面のインク粘度が上昇することがなく、また、紫外線を照射するだけで瞬時に硬化するので、記録媒体を乾燥したり、排出溶剤を処理する事が不要になる利点がある。その反面、紫外線硬化インクは、水や溶剤を含まないことから、インクの粘度が高く、そのままでは記録ヘッドから吐出することができない。この吐出しにくい紫外線硬化インクを記録ヘッドから安定に吐出させるには、インクを加温して、吐出時の粘度を１０ｃｐ以下になるように低下させる必要がある。この様に紫外線硬化インクは、水系インクなどに比べて、粘度が高目なので、少しでも、増粘すると、吐出性が悪くなる欠点がある。
【０００５】
紫外線硬化インクを記録ヘッドから吐出する技術は、実用化が始まったばかりで、まだ信頼性が十分ではなく、特に、間欠吐出性が悪く、吐出を一時停止してから、再開する時、一定体積のインク滴を、最初から、安定に吐出できず、画像が劣化するという問題を抱えている。吐出を休止して再開する時、最初から正常に吐出できなければ、画像劣化を生じる。すなわち、インクジェット記録中、記録パターンにより、インクを吐出するノズルと吐出しないノズルができるためである 。
【０００６】
紫外線硬化インクの間欠吐出性が悪い原因は、インクの粘度が高いため、少しでも、増粘すると、吐出不良を生じる事であるが、主たる原因は、インクの吐出を休止したノズルのメニスカスに、記録媒体に吐出したインクに照射した紫外線が漏れて当たると、ノズル内のインクの硬化が進み、この部分にあるインクの粘度が上昇して、吐出を再開する時、最初から所定量のインク滴を、所定方向に、所定速度で吐出できず、或いは、極端な場合、最初は吐出せず、その後、徐々に回復していく等の現象が起こるためである。このような吐出不良は、特に、画像エッジ部の画質劣化を招くため極めて好ましくない。休止中のメニスカスにあるインク粘度の上昇は、一般の水系インクや溶剤系インクでは、ノズルメニスカスからの水や溶剤の揮発が主原因であるが、紫外線硬化インクは水や溶剤といった揮発性成分を含まないので、揮発の影響を受けることはなく、吐出したインクを硬化させるために照射した紫外線光の漏れ光が、ノズル内に照射されて、ノズル内にあるインクの重合が進んでしまうことと考えられる。
【０００７】
また、紫外線硬化インクは、顔料粒子を分散した顔料インクが多く使用されるが、一般に顔料粒子を分散した系は、分散後、静置すると、分散された顔料微粒子の表面自由エネルギーを低下させるため、分散された顔料粒子が寄り集まり、互いに緩く結合して構造を作り、見かけの粘度が上昇する。しかし、粘度測定時、外力が掛かると、その強さに応じて、この構造が壊れて粘度が低下する。この現象をチキソトロピーと呼ぶ。顔料を含む紫外線硬化インクは、微小な顔料粒子が分散した不安定な系であるため、粘度特性が非ニュートン性を持ち、チキソトロピー性が現れることが、吐出を休止したノズル内にある紫外線硬化インクの粘度上昇を引き起こす大きな原因である。 
【０００８】
連続吐出中は、ノズルに新しいインクがどんどん補給されるので、ノズル内に漏れ光が入っても影響は少ない。また、連続吐出中は、ノズル内をインクが高速で、高いズリ速度で流動するので、チキソトロピー性に基づくインク粘度の上昇はない。しかし、吐出を中断している間、ノズル内のメニスカス面にあるインクに漏れ光が入ると、インクの重合が開始し、インク粘度が上昇する。また、吐出中断中は、ノズル内のインク流速が０になるので、ズリ速度が０となり、チキソトロピー性が現れて、インク粘度が上昇する。この両方の影響で、ノズル内のインク粘度が高くなり、吐出を再開する時、最初から正常なインクを吐出することが難しくなる。この増粘したインクをパージ（吐き捨て）すれば、吐出は正常に戻るが、画像記録中はパージすることができず、画像劣化を生じる。
【０００９】
このように、休止ノズル内のインク粘度が上昇する原因は、漏れた紫外線光とチキソトロピーにより起こると考えられるが、印刷中は、吐出休止期間が極く短いので、漏れ光の影響が大きく、チキソトロピーの影響は僅かと考えられる。しかし、印刷領域外で記録ヘッドが長期間吐出を停止している時は、紫外線の影響は殆ど受けず、むしろ、チキソトロピーの影響を大きく受ける。長期間記録を停止することにより増粘したインクは、パージする必要があるが、粘度が上昇しているので、通常の吐出より高い電圧を掛ける必要があり、パージ用の電源を別に用意しなくてはならない。しかも、増粘程度に応じて電圧設定を変更せねばならず、増粘したインクが吐出されれば粘度が下がるので、これに応じて電圧設定を変更せねばならない。
【００１０】
従来、紫外線硬化インクを使用するインクジェット記録装置において、ノズル面に当たる紫外線光量が一定量以下になるように規制して、インク粘度の上昇を防ぐ方法や、記録ヘッドと光源の間隔を拡げて、漏れ光や記録媒体とノズル面で乱反射した光がノズル内に入らないようにしたり、インク粘度の上昇が起こらないように記録ヘッドと光源の配置を工夫する方法等がある。しかし、紫外線硬化インクは、インクが記録媒体上を濡れ広がる前に、記録媒体に染み込む前に、或いは、隣りに吐出したインクと混合する前に、硬化させる必要があるため、吐出すると直ぐ紫外線を照射する必要があるので、ノズルと光源の距離をあまり離すことはできない。このため、従来の方法では、記録媒体やノズル面で多重反射した漏れ光等が休止ノズル内に入り込むことを完全に防ぐことは不可能であった。
【００１１】
更に、チキソトロピーの影響を避けるため、２５℃で、ズリ速度を１０１〜１０３（１／ｓｅｃ）まで変えて、インク粘度を測定して、粘度の変動幅が５ｍＰａ＊ｓｅｃ以下である様な、チキソトロピー性の少ない紫外線硬化インクを選定して、チキソトロピーの影響で吐出が不安定になることを避ける方法がある。
【００１２】
印刷休止中に、ノズル内で増粘したインクは、キャリッジをホームポジションに移動させてパージすれば良いが、ノズル内のインクが増粘するたびにパージすると、パージを頻繁に行うことになり、高価な紫外線硬化インクを無駄に捨てることになる。また、ラインヘッドでは、大きなヘッドを持ち上げて、その下にインク受け器をあてがってパージする必要があり、極めて面倒である。
【００１３】
この様に、チキソトロピー性のある紫外線硬化インクの粘度が、吐出休止中、記録ヘッド内部、特にノズル内部で上昇することを防ぐ方法が、従来なかったので、チキソトロピー性の少ないインクを選んで使用せざるを得なかった。しかし、チキソトロピーは、顔料粒子を分散した系には必ず現れる現象であり、顔料粒子の分散状態によりチキソトロピー性が大きく変化するので、分散性と分散安定性が良く、顔料粒子間に安定な構造を作りにくいインクを選ぶ必要がある。このため、使用できるインクが限られ、また、インクの使用可能期間も限られてしまう。
【００１４】
特許文献１には、ノズル面に設ける撥水膜をノズルの内部まで入り込ませて、メニスカスの形成位置をノズルの奥深くまで後退させる技術が開示されている。これは、漏れ光の影響を受けにくくなるが、メニスカスがノズル内の奥深くにあるため、インク吐出の駆動電圧が高くなり、吐出性が低下して好ましくない。更に、チキソトロピーによる増粘を防ぐことができない。
【００１５】
以上に述べた方法はいずれも対症療法であり、インク滴の吐出を行わない休止ノズルに紫外線の漏れ光が入ることによるインクの増粘や、チキソトロピーによるインク増粘の問題を根本的に解決できるものではなく、条件が変わる度に変更を必要とする。
【００１６】
なお、特許文献２には、紫外線硬化インクを使用する記録ヘッドに微振動信号を与えることにより、ノズル内のメニスカスを微振動させる技術が開示されている。しかし、この技術は、インク粘度を下げる目的で溶剤を添加した紫外線硬化インクを使用し、インクを記録媒体上に吐出し、インク中の溶剤を蒸発させた後、記録装置の外に設けた紫外線照射ランプから照射してインクを硬化させる方法である。この方法では、紫外線光の照射が、記録媒体が記録装置から排出された後、記録装置から離れた場所で行われるため、紫外線の漏れ光によるノズル内のインクの増粘が問題とされることはない。従って、この特許のメニスカスの微振動は、紫外線の漏れ光に起因する増粘を防止するものではなく、休止中のノズルから溶剤が揮発して起こる増粘を、チャネル内の低粘度のインクと攪拌することによって防ぐものであり、従来から行われている方法に過ぎない。
【００１７】
また、特許文献３には、水性インクのチキソトロピー性を抑えるため、吐出を中止後、吐出再開前に鋸波の吐出予備波形を掛ける技術が開示されている。しかし、紫外線硬化インクは水系インクよりずっと粘度が高く、そのチキソトロピー性は、水系インクに比べてずっと大きいので、ノコギリ波を使用して、電圧を徐々に昇圧させる波形では有効な微振動を掛けることができない。また、ここには紫外線硬化インクについての記載はない。
【特許文献１】特開平１１−１０８７４号公報
【特許文献２】特開２００３−１５９７９０号公報
【特許文献３】特開２０００−２０３０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、顔料を含む紫外線硬化型インクを吐出し、吐出直後、紫外線光を照射して硬化させることにより、画像記録を行うインクジェット記録装置における上述の問題、すなわち、印刷中に、吐出を休止すると、休止中のノズルに紫外線の漏れ光が入り、インク粘度が上昇し、吐出再開時、画質が劣化する問題と、印刷を長期間休止すると、顔料インクのチキソトロピーによりインクの粘度が上昇して、パージ電圧が高くなる問題について鋭意検討した結果なされたものであり、休止ノズルのメニスカスを微振動させることで、ラジカル重合型の紫外線硬化インクの重合開始が空気中の酸素で阻害されること、また、カチオン重合型の紫外線硬化インクの重合開始が、空気中の湿度で阻害されることを利用して、漏れ光による粘度上昇を抑えて、間欠吐出性に優れ、更に、メニスカスを微振動してインクを攪拌することで、分散した顔料微粒子を含むインクのチキソトロピーによる増粘を抑えて、吐出電圧を下げ、通常の粘度の低いインクを吐出する電圧で吐出できるようにすることにより、パージのための専用電源が不要となるインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法を提供することを課題とする。
【００１９】
かかる本発明によれば、振動強度の異なる３種類の微振動を用意して、インク、環境条件、印刷領域内や印刷領域外で、それぞれ微振動の強度を変えることにより、常に、高画質を得ることができる。
【００２０】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００２２】
請求項１記載の発明は、チャネルの圧力発生手段に吐出信号を与えることにより、記録媒体に対して相対的に移動しながら、該チャネル内の紫外線硬化インクをノズルから記録媒体に向けて吐出する記録ヘッドと、吐出直後のインクに対して紫外線を照射することによりインクを硬化させるための光源と、記録ヘッドにおける非吐出チャネルの圧力発生手段に対して、ノズル内のメニスカスを微振動させることにより、該ノズル内のインクをノズル外の空気と接触させて紫外線漏れ光によるインク粘度の上昇を防ぎ、且つ、チキソトロピーによるインク粘度の上昇を抑えるための微振動信号を与える微振動信号発生手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置である。
【００２３】
請求項２記載の発明は、前記微振動信号発生手段は、前記記録ヘッドが印刷領域内にある時に、非吐出チャネルの圧力発生手段に対して、チャネルの音響的共振周期の１／２をＡＬ（Acoustic Length）としたとき、チャネルの容積を縮小→拡大させるための２ＡＬ幅の矩形波からなるシングルパルスを印加することにより、ノズル内のメニスカスを微振動させることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置である。
【００２４】
請求項３記載の発明は、前記微振動信号発生手段は、前記記録ヘッドが印刷領域内にある時に、非吐出チャネルの圧力発生手段に対して、チャネルの音響的共振周期の１／２をＡＬ（Acoustic Length）としたとき、チャネルの容積を縮小→拡大させるための１ＡＬ幅の矩形波と２ＡＬ幅の矩形波を１ＡＬ間隔おいて配置してなるダブルパルスを印加することにより、ノズル内のメニスカスを微振動させることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置である。
【００２５】
請求項４記載の発明は、前記微振動信号発生手段は、前記記録ヘッドが印刷領域外にある時に、全てのチャネルの圧力発生手段に対して、チャネルの音響的共振周期の１／２をＡＬ（Acoustic Length）としたとき、チャネルの容積を縮小→拡大させるための（Ｎ１）ＡＬ幅の矩形波と、（Ｎ２）ＡＬ幅の第１の休止期間と、チャネルの容積を拡大→縮小させるための（Ｎ３）ＡＬ幅の矩形波と、（Ｎ４）ＡＬ幅の第２の休止期間からなる連続パルス（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４は２以上の整数）を印加することにより、全ノズル内のメニスカスを微振動させることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェット記録装置である。
【００２６】
請求項５記載の発明は、前記光源による紫外線光量が１ｍＪ／ｃｍ2〜３０００ｍＪ／ｃｍ2であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００２７】
請求項６記載の発明は、前記紫外線硬化インクは、紫外線を吸収してラジカル重合を開始することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００２８】
請求項７記載の発明は、前記紫外線硬化インクは、紫外線を吸収してカチオン重合を開始することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００２９】
請求項８記載の発明は、前記記録ヘッドと前記記録媒体との記録時の相対速度が、４０ｃｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００３０】
請求項９記載の発明は、前記記録ヘッドのノズル径が、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００３１】
請求項１０記載の発明は、前記記録ヘッドから吐出されるインク滴が１０ｐｌ以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００３２】
請求項１１記載の発明は、前記記録ヘッドのノズル面と前記記録媒体との距離が、１ｍｍ〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００３３】
請求項１２記載の発明は、前記記録媒体は、インク非吸収性であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００３４】
請求項１３記載の発明は、前記記録媒体は、紙であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００３５】
請求項１４記載の発明は、前記記録ヘッドは、前記記録媒体の幅方向に亘る長さを有するライン状の記録ヘッドであり、前記光源は、前記記録媒体の幅方向に亘る長さを有するライン状の光源であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
【００３６】
請求項１５記載の発明は、記録ヘッドのチャネルの圧力発生手段に吐出信号を与えることにより、記録媒体に対して相対的に移動しながら、該チャネル内の紫外線硬化インクをノズルから記録媒体に向けて吐出し、吐出直後のインクに対してヘッド近傍に設けた光源から紫外線を照射することによりインクを硬化させるインクジェット記録方法であって、記録ヘッドにおける非吐出チャネルの圧力発生手段に対して、ノズル内のメニスカスを微振動させるための微振動信号を与え、該ノズル内のインクをノズル外の空気と接触させて重合の開始を防いでインク粘度の上昇を防ぎ、且つ、メニスカスを攪拌してチキソトロピーによるインク粘度の上昇を抑えることを特徴とするインクジェット記録方法である。
【００３７】
請求項１６記載の発明は、前記微振動信号として、前記記録ヘッドが印刷領域内にある時に、非吐出チャネルの圧力発生手段に対して、チャネルの音響的共振周期の１／２をＡＬ（Acoustic Length）としたとき、チャネルの容積を縮小→拡大させるための２ＡＬ幅の矩形波からなるシングルパルスを印加することにより、ノズル内のメニスカスを微振動させることを特徴とする請求項１５記載のインクジェット記録方法である。
【００３８】
請求項１７記載の発明は、前記微振動信号として、前記記録ヘッドが印刷領域内にある時に、非吐出チャネルの圧力発生手段に対して、チャネルの音響的共振周期の１／２をＡＬ（Acoustic Length）としたとき、チャネルの容積を縮小→拡大させるための１ＡＬ幅の矩形波と２ＡＬ幅の矩形波を１ＡＬ間隔おいて配置してなるダブルパルスを印加することにより、ノズル内のメニスカスを微振動させることを特徴とする請求項１５記載のインクジェット記録方法である。
【００３９】
請求項１８記載の発明は、前記微振動信号として、前記記録ヘッドが印刷領域外にある時に、全てのチャネルの圧力発生手段に対して、チャネルの音響的共振周期の１／２をＡＬ（Acoustic Length）としたとき、チャネルの容積を縮小→拡大させるための（Ｎ１）ＡＬ幅の矩形波と、（Ｎ２）ＡＬ幅の第１の休止期間と、チャネルの容積を拡大→縮小させるための（Ｎ３）ＡＬ幅の矩形波と、（Ｎ４）ＡＬ幅の第２の休止期間からなる連続パルス（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４は２以上の整数）を印加することにより、全ノズル内のメニスカスを微振動させることを特徴とする請求項１５、１６又は１７記載のインクジェット記録方法である。
【００４０】
請求項１９記載の発明は、前記光源による紫外線光量が１ｍＪ／ｃｍ2〜３０００ｍＪ／ｃｍ2であることを特徴とする請求項１５〜１８のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
【００４１】
請求項２０記載の発明は、前記紫外線硬化インクは、紫外線を吸収してラジカル重合を開始することを特徴とする請求項１５〜１９のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
【００４２】
請求項２１記載の発明は、前記紫外線硬化インクは、紫外線を吸収してカチオン重合を開始することを特徴とする請求項１５〜１９のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
【００４３】
請求項２２記載の発明は、前記記録ヘッドと前記記録媒体との記録時の相対速度が、４０ｃｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする請求項１５〜２１のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
【００４４】
請求項２３記載の発明は、前記記録ヘッドのノズル径が、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１５〜２２のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
【００４５】
請求項２４記載の発明は、前記記録ヘッドから吐出されるインク滴が１０ｐｌ以下であることを特徴とする請求項１５〜２３のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
【００４６】
請求項２５記載の発明は、前記記録ヘッドのノズル面と前記記録媒体との距離が、１ｍｍ〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１５〜２４のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
【００４７】
請求項２６記載の発明は、前記記録媒体は、インク非吸収性であることを特徴とする請求項１５〜２５のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
【００４８】
請求項２７記載の発明は、前記記録媒体は、紙であることを特徴とする請求項１５〜２５のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
【００４９】
請求項２８記載の発明は、前記記録ヘッドは、前記記録媒体の幅方向に亘る長さを有するライン状の記録ヘッドであり、前記光源は、前記記録媒体の幅方向に亘る長さを有するライン状の光源であることを特徴とする請求項１５〜２７のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、インク吐出を休止したノズル内のメニスカスを微振動させることで、休止中のノズル内のメニスカスを、常に、空気中の新しい酸素や水分と接触させることにより、休止ノズルのメニスカスに紫外線の漏れ光が侵入しても、紫外線硬化インク中の光重合材料の重合開始を阻止して、粘度上昇を防止することができできるので、間欠吐出性に優れ、画像劣化を防ぎ、印刷信頼性を高めることができる。また、吐出を休止したメニスカスを微振動させるとインクが攪拌されるので、長期停止中にインク中の顔料分散粒子により形成される構造を破壊してチキソトロピーによるインクの増粘を防ぐことにより、パージ用の電源を不要とすることができる。更に、強度の異なる、微振動波形を用意し、インク、環境、印刷領域内、印刷領域外に応じて、最適の微振動を掛けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００５２】
紫外線硬化インクの基本成分は、典型的には、紫外線硬化樹脂による、画像の構造と物性を決めるための、分子量が少し大きい光重合性プレポリマーと、このプレポリマーを希釈してインクの粘度を低下させ、且つ、紫外線が照射された時は自らも重合に関与して架橋剤の役目もする光重合性モノマーと、紫外線を吸収して光重合反応を開始する光重合開始剤と、顔料、活性剤、脱泡剤等の添加剤からなり、水や溶剤等の揮発性成分を含まない。従って、殆どの成分が重合可能なため、記録装置は硬化のための紫外線光源を必要とするが、記録後に揮発性成分を除去する乾燥装置を必要とせず、また、印刷時、有害な有機溶剤を大気中に放出しないので、溶剤回収装置も不要になる。
【００５３】
このように紫外線硬化インク中には揮発性成分を含まないので、吐出休止中にノズル表面から揮発性成分が揮発して、ノズル内のメニスカスのインク粘度が上昇することはない。
【００５４】
紫外線硬化インクは、ラジカル重合型とカチオン重合型の２種類あり、本発明においてはいずれも好ましく用いることができる。
【００５５】
ラジカル重合型の紫外線硬化インクは、ラジカル重合の開始が酸素により阻害される性質がある。すなわち、紫外線硬化インクに紫外線光を照射すると、光重合開始剤がラジカルを生成して、光重合性プレポリマーと光重合性モノマーの架橋反応を開始するが、この反応雰囲気中に酸素が存在すると、光重合開始剤が紫外線を吸収して発生したラジカルは酸素と優先的に反応して消費され、酸素が消費され尽くすと、初めてポリマーの形成反応が開始される。ラジカルと酸素の反応は、ラジカルと光重合性モノマーやポリマーの反応に比べて約１００倍も早いといわれているので、空気中の酸素が強力な重合開始阻害要因になる。
【００５６】
ラジカル重合材料としては、アクリル化合物が使用される。例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、アミノ樹脂アクリレート、アクリル樹脂アクリレート等が挙げられる。
【００５７】
また、カチオン重合性材料を使用したカチオン重合型の紫外線硬化インクは、酸素による重合阻害は無いが、カチオン重合反応は空気中の水分（湿気）に敏感なため、湿度が高いと重合が開始しなくなる。例えば、湿度が４５％から８５％に高くなると、反応速度が１／６０に低下する。
【００５８】
カチオン重合材料としては、エポキシ樹脂、ビニールエーテル化合物、環状エーテル化合物、スピロ化合物、オキタセン樹脂等が挙げられる。
【００５９】
光重合開始剤は、ラジカル反応型とイオン反応型がある。ラジカル反応型は、紫外線エネルギーを吸収して、自身が解裂してラジカルを生成するものと、付近にある水素を持つ化合物から水素を引き抜いて、ラジカルを生成するものとがある。
【００６０】
イオン反応型は、紫外線光の照射によりカチオン重合を開始させる触媒成分を放出する化合物であり、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタロセン化合物等が挙げられ、これらの開始剤を適当に使用すれば良い。
【００６１】
本発明は、このようにラジカル重合型の紫外線硬化インクの重合開始が酸素で阻害され、また、カチオン重合型の紫外線硬化インクの重合開始が湿度で阻害される性質を利用して、インク滴を吐出しない非吐出チャネルのノズル内のメニスカスに、紫外線の漏れ光が侵入しても、該メニスカスを微振動させて、ノズル内の紫外線硬化インクをノズル外にある空気中の酸素や湿気と接触させて、インク粘度の上昇を防止する新しい方法である。例えば、ラジカル重合型の紫外線硬化インクを使用する場合、紫外線の漏れ光が誤ってノズル内に照射されて、インク内の光重合開始剤からラジカルが発生しても、メニスカスを微振動させて、ノズル内のインクをそのメニスカスと接する外部の新しい空気中の酸素や湿気と常に接触させれば、発生したラジカルが酸素や水分と優先的に反応して、光重合材料の重合開始が阻止されるので、粘度上昇を防ぐことができる。
【００６２】
メニスカスを微振動させないと、ノズル内のインクのメニスカスに接する空気中の酸素が消費されるとラジカル重合が開始する。すぐに新しい酸素が供給されるのでポリマーを生成することはないが、その箇所にあるインクの粘度が上昇してしまう。例えば、１ｃｐの粘度上昇が起こっても、吐出量が数％減少して画像劣化につながり、好ましくない。メニスカスを微振動させると、メニスカスを形成しているノズル内のインクに常に新しい酸素が供給され、これらが供給される限り、重合は開始できないので、粘度上昇を防ぐことができる。
【００６３】
同様に、カチオン重合型の紫外線硬化インクでは、メニスカスを微振動させないと、メニスカスに接する湿気が消費されれば、ノズル内の紫外線硬化インクはカチオン重合が開始される。メニスカスを微振動させると、常に新しい湿気がメニスカスに供給されるので、メニスカスにあるインク中の光重合開始剤に漏れ光が当たっても重合が起こらず、粘度上昇を抑えることができる。
【００６４】
また、本発明によれば、メニスカスを微振動させることで、インクを攪拌して、長期停止中に起こるインク中の顔料分散粒子が構造を形成することを防ぎ、また、形成された構造を破壊して、チキソトロピーに起因するインクの粘度上昇も防ぐことができる。
【００６５】
このようにメニスカスを微振動させれば、メニスカスにあるインクと空気の接触を良くする効果とメニスカスで増粘したインクを攪拌する効果が重なって、極めて有効に、粘度が高い紫外線硬化インクの増粘を防ぐことができる。
【００６６】
すなわち、本発明は、非吐出チャネルの圧力発生手段に対して微振動信号を与えることにより、ノズル内のメニスカスを微振動させ、この微振動によりノズル内のインクをノズル外の空気と接触させてインクの光重合を阻止し、且つ、微振動による攪拌によりインク中の顔料分散粒子が形成する構造を破壊してチキソトロピー性を抑え、以ってインクの増粘を抑えるものである。
【００６７】
紫外線硬化インクの粘度は、水性インクに比べて非常に高く、低粘度のモノマーを添加し、インクを加温して粘度を下げて、やっと記録ヘッドから吐出しているのが実情である。このため、少しでも増粘すると吐出不良になり易い。インクの種類によっては、休止ノズルに微振動を掛けただけでは不十分で、駆動ノズルも吐出直前に微振動を掛けることが好ましいこともある。即ち、全ノズルに常に微振動を掛けておき、吐出信号がくると、吐出パルスを挟み込む方法をとっても良い。
【００６８】
ニュートン流体の粘度（η）は、ズリ応力（τ）／ズリ速度（Ｄ）の比に比例する。ニュートン流体の粘度は、η＝τ／Ｄで表わされ、ズリ速度に関係なく一定である。低粘度の水系染料インクの粘度はニュートン流体の挙動をとるが、紫外線硬化インクは、高粘度で且つ固体の顔料分散粒子を含むので、粘度挙動にチキソトロピー性が現れ易い。チキソトロピー流体の粘度はズリ応力(τ)／ズリ速度（Ｄ）の比に比例しないので、チキソトロピー流体の粘度を規定する時は、ズリ速度を規定しなければならない。普通のチキソトロピー流体は、ズリ速度が大きくなると、粘度が低下するズリ流動化特性を示す。記録ヘッド内部をインクが流動する時、チャネル内のズリ速度は１００〜１０２（１／ｓｅｃ）程度であるが、ノズル内のズリ速度は、狭いノズル内をインクが高速で通過するので、１０３〜１０４（１／ｓｅｃ）と高い値になる。従って、ズリ速度が低いチャネル内部では、粘度が高めであっても、吐出する時、狭いノズル内では高い流速になるので、この高いズリ速度のお陰で粘度が低下して安定に吐出できる。しかし、ＤＯＤ記録ヘッドは、吐出と休止を繰り返すので、ズリ速度が、０〜１０４（１／ｓｅｃ）の範囲で急激に変動するので、チキソトロピー性が大きいと粘度変動が大きくなり、吐出されるインク滴の大きさや速度がばらつき、安定に吐出できなくなる。
【００６９】
紫外線硬化インクを安定に吐出するには、２５℃において、粘度計のローターの速度を変えて、ズリ速度が１０１〜１０３（１／ｓｅｃ）の範囲で測定して、粘度の変動幅が５ｍＰａ＊ｓｅｃ以下であることが好ましい。前述のように、チキソトロピーは、分散直後、分散状態が良い時は低い値を示すが、時間が経過して顔料分散粒子が凝集気味となり、構造を形成すると、だんだんチキソトロピー性が大きくなり粘度が上昇するので使用可能時間が限られてくる。
【００７０】
本発明においては、ズリ速度を変えて測定した粘度差が５ｃｐを越えないような顔料の分散が良いインクが好ましいが、これにとらわれることはない。その理由は、経時により分散が劣化してチキソトロピー性が大きくなって粘度差が５ｃｐを越えたとしても、インクを吐出する時、インクに音響波が掛かると粘度が低下するので、最初のインクをパージすれば、その後は安定に吐出できる。
【００７１】
しかし、吐出を中断すると、特に、印刷領域外で長時間中断すると、粘度が大きく上がり、この増粘したインクをパージする時、通常の吐出電圧ではパージできず、専用の電源が必要となるが、本発明では微振動を掛けて粘度を下げるので、パージ用の専用電源を必要としない。
【００７２】
次に、本発明を実施するためのインクジェット記録装置の一例について図面を用いて詳細に説明する。
【００７３】
図１は、インクジェット記録装置の概略構成を示す図である。インクジェット記録装置１において、記録媒体Ｐは、搬送機構３の搬送ローラ対３２に挟持され、更に、搬送モータ３３によって回転駆動される搬送ローラ３１により図示Ｙ方向に搬送されるようになっている。
【００７４】
搬送ローラ３１と搬送ローラ対３２の間には、記録媒体Ｐの記録面ＰＳと対向するように記録ヘッド２が設けられている。この記録ヘッド２は、記録媒体Ｐの幅方向に亘って掛け渡されたガイドレール４に沿って、不図示の駆動手段によって、上記記録媒体Ｐの搬送方向（副走査方向）と略直交する図示Ｘ−Ｘ’方向（主走査方向）に沿って往復移動可能に設けられたキャリッジ５に、該記録ヘッド２のノズル面が記録媒体Ｐの記録面ＰＳと対向するように配置されて搭載されており、フレキシケーブル６を介して、後述する吐出信号や微振動信号を発生するための回路が設けられる駆動信号発生部１００（図３参照）に電気的に接続されている。
【００７５】
また、記録ヘッド２が搭載されるキャリッジ５上には、上記主走査方向に沿って、記録ヘッド２を間に挟むように該記録ヘッド２の両脇に並んでそれぞれ紫外線光源７、７が設けらており、点灯により記録媒体Ｐの記録面ＰＳに向けて所定光量の紫外線光を照射するようになっている。
【００７６】
本発明において、この紫外線光源７、７から照射される紫外線光量は、１ｍｊ／ｃｍ2〜３０００ｍｊ／ｃｍ2であることが好ましい。紫外線光量がこの範囲を超えると、記録媒体Ｐが過熱されたり、記録媒体Ｐで乱反射される光が強くなり好ましくない。また、これよりも少ないと、硬化速度が遅くなり、画質や画像の物性が劣化する。
【００７７】
本発明は、紫外線光量が上記範囲にあるときに、紫外線硬化インクの休止ノズル内での粘度上昇を防止して、間欠吐出性に優れる効果が顕著に発揮される。或いは、増粘し易いインクを吐出する場合は、吐出直前にも、微振動を掛けることが好ましい。この吐出直前の微振動は、粘度を低下させる効果の他に、メニスカス位置を一定に揃える効果があり、吐出量を一定に保つ効果が極めて大きい特徴がある。これは、マルチドロップ吐出において、吐出滴の大きさを一定に揃えるのに有効な技術となる。
【００７８】
ラジカル重合型のインクの場合は、紫外線光量を、５０ｍＪ／ｃｍ2〜１００ｍＪ／ｃｍ2とすることが好ましく、カチオン重合型のインク場合は、１ｍＪ／ｃｍ2〜２００ｍＪ／ｃｍ2とすることが好ましい。紫外線の照度（ｍＷ／ｃｍ2）と光量（ｍＪ／ｃｍ2）の間には、（ｍＷ／ｃｍ2）(sec)＝ｍＪ／ｃｍ2の関係があり、互いに換算できる。
【００７９】
かかる記録ヘッド２は、キャリッジ５の移動に伴って記録媒体Ｐの記録面ＰＳを図示Ｘ−Ｘ’方向に移動し、この移動過程で紫外線硬化インクからなるインク滴を吐出すると、その直後に紫外線光源７、７から紫外線光が照射されることによってインクが硬化し、記録媒体Ｐの記録面ＰＳに所望のインクジェット画像が記録される。
【００８０】
本発明において、ノズル２３のノズル径は、３０μｍ以下であることが好ましい。その理由は、１０ｐｌ以下の微小滴を吐出することができることと、漏れ光を拾いにくくなるためである。
【００８１】
また、本発明において、このキャリッジ５が移動することによる記録ヘッド２と記録媒体Ｐとの記録時の相対速度は、４０ｃｍ／秒以上であることが好ましい。記録速度を高速化するために相対速度を速くすると、記録媒体Ｐ上のインクの紫外線光の照射量が減少するため、紫外線の光量を多くしたり、インクの紫外線感度を上げなくてはならない。すると、粘度上昇が起き易くなるため、本発明の効果が一層顕著に発揮されるようになる。
【００８２】
また、記録ヘッド２のノズル面と記録媒体Ｐとの距離は、１ｍｍ〜３ｍｍであることが好ましい。その理由は、この間隔が狭い程、漏れ光を拾いにくくなるためであるが、１ｍｍよりも狭くすると、記録ヘッド２と記録媒体Ｐとが接触し易くなる。しかし、ノズル内のメニスカスに微振動をかけることにより、漏れ光によるインクの粘度上昇を抑制できることから、両者の間隔を広げることができ、接触事故等のトラブルが少なくなる。
【００８３】
更に、記録媒体Ｐがインク非吸収性であると、インクが記録媒体Ｐの表面で濡れ広がらないうちに紫外線光を照射してインクを硬化させることが必須となる。また、記録媒体Ｐが紙であると、インクが紙繊維の中に染み込むと紫外線光が届かなくなるので、インクが染み込む前に紫外線光を照射してインクを硬化させることが必須となる。このため、記録ヘッド２の直ぐ脇に紫外線光源７を設けることが必要であり、その間隔は好ましくは１ｃｍ〜５ｃｍとされる。このように間隔を狭くすると、漏れ光による休止ノズルのインク粘度の上昇が避けられないが、本発明によれば、休止ノズル内のメニスカスを微振動させることで、漏れ光によるインク粘度の上昇は生じないため、この間隔を上記のように狭くすることが可能になる。
【００８４】
なお、図中、８はインク受け器であり、記録媒体Ｐの両脇にそれぞれ配置されている。記録ヘッド２がこのインク受け器８、８上に位置している時（停止中、移動中を問わない。）に、このインク受け器８に向けてインク滴を少量パージするようにする。また、記録ヘッド２がホームポジションにおいて長期間作動を停止している時は、図１には示されていないが、記録ヘッド２のノズル面にキャップ９（図８参照）を被せることにより保護するようになっている。
【００８５】
図２、図３は、記録ヘッド２の一例を示す図であり、図２（ａ）は概観斜視図、（ｂ）は断面図、図３はインク吐出時の作動を示す図である。
【００８６】
同図において、２１はインクチューブ、２２はノズル形成部材、２３はノズル、２４はカバープレート、２５はインク供給口、２６は基板、２７は隔壁である。そして、インク室となるチャネル２８が、隔壁２７、カバープレート２４及び基板２６によって形成されている。
【００８７】
記録ヘッド２は、ここでは図２に示すように、カバープレート２４と基板２６の間に、電気・機械変換素子であるＰＺＴ等の圧電材料からなる複数の隔壁２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃで隔てられたチャネル２８が多数並設されたせん断モード（シェアモード）タイプの記録ヘッドを示している。このような記録ヘッド２では、隔壁２７が変形することによってチャネル２８内に圧力変化を発生するため、この圧電材料からなる隔壁２７によって圧力発生手段が構成される。
【００８８】
図３では多数のチャネル２８の一部である３室（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）が示されているが、チャネル２８の数は限定されない。チャネル２８の一端（以下、これをノズル端という場合がある）はノズル形成部材２２に形成されたノズル２３につながり、他端（以下、これをマニホールド端という場合がある）はインク供給口２５を経て、インクチューブ２１によって図示されていないインクタンクに接続されている。そして、各チャネル２８内の隔壁２７表面には両隔壁２７の上方から基板２６の底面に亘って繋がる電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃが密着形成され、各電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃは駆動信号発生部１００に接続している。
【００８９】
この駆動信号発生部１００は、複数の駆動パルスを含む一連の駆動信号を各画素周期毎に発生する駆動信号発生回路と、各チャネル毎に前記駆動信号発生回路から供給された駆動信号の中から各画素のデータに応じて駆動パルスを選択して各チャネルに供給する駆動パルス選択回路とからなり、各画素のデータに応じて電気・機械変換手段としての隔壁２７を駆動するための駆動パルスを供給する。この駆動パルスには、微振動信号による微振動パルスとインク吐出信号による吐出パルスとを含んでいる。
【００９０】
各隔壁２７は、ここでは図３の矢印で示すように分極方向が異なる２枚の圧電材料２７ａ、２７ｂによって構成されているが、圧電材料は例えば符号２７ａの部分のみであってもよく、隔壁２７の少なくとも一部にあればよい。
【００９１】
各隔壁２７表面に密着形成された電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに駆動信号発生部１００の制御により吐出信号が印加されると、以下に例示する動作によってインク滴をノズル２３から吐出する。なお、図３ではノズルは省略してある。
【００９２】
まず、電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃのいずれにも吐出信号が印加されない時は、隔壁２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃのいずれも変形しないが、図３（ａ）に示す状態において、電極２９Ａ及び２９Ｃを接地すると共に電極２９Ｂに駆動信号発生部１００から吐出信号を印加すると、隔壁２７Ｂ、２７Ｃを構成する圧電材料の分極方向に直角な方向の電界が生じ、各隔壁２７Ｂ、２７Ｃ共に、それぞれ隔壁２７ａ、２７ｂの接合面にズリ変形を生じ、図３（ｂ）に示すように隔壁２７Ｂ、２７Ｃは互いに外側に向けて変形し、チャネル２８Ｂの容積を拡大してチャネル２８Ｂ内に負の圧力が生じてインクが流れ込む（Draw）。また、この状態から電位を０に戻すと、隔壁２７Ｂ、２７Ｃは図３（ｂ）に示す膨張位置から図３（ａ）に示す中立位置に戻り、チャネル２８Ｂ内のインクに高い圧力が掛かる（Release）。次いで、図３（ｃ）に示すように、隔壁２７Ｂ、２７Ｃを互いに逆方向に変形するように吐出信号を印加して、チャネル２８Ｂの容積を縮小すると、チャネル２８Ｂ内に正の圧力が生じる（Reinforce）。
【００９３】
これによりチャネル２８Ｂを満たしているインクの一部によるノズル２３内のメニスカスがノズル２３から押し出される方向に変化する。この正の圧力がインク滴をノズル２３から吐出する程に大きくなると、インク滴はノズル２３から吐出する。他の各チャネルも吐出信号の印加によって上記と同様に動作する。このような吐出法をＤＲＲ駆動法と呼び、シェアモードタイプの記録ヘッドの代表的な駆動法であるが、本発明においてインク滴を吐出する方法は特に限定されない。
【００９４】
かかるせん断モードタイプの記録ヘッド２では、隔壁２７の変形は隔壁２７の両側に設けられる電極２９に掛かる電圧差で起こるので、インク吐出を行うチャネル２８の電極２９に負電圧を掛ける代わりに、インク吐出を行うチャネル２８の電極２９を接地して、その両隣のチャネル２８の電極２９に正電圧を掛けるようにしても同様に動作させることができる。この後者の方法によれば、正電圧だけで駆動させることができる。
【００９５】
また、せん断モードタイプの記録ヘッド２は、チャネル２８の隔壁２７を隣りのチャネル２８と共有するので、両側に隣接するチャネル２８からは同時には吐出できない。このため、全チャネル２８を２つおきに３組のチャネル群に分割して駆動する３サイクル駆動を行うことが好ましい。或いは、チャネルとインクを含まない空気室とを交互に設けることにより、各チャネルを独立させて駆動してもよい。
【００９６】
次に、かかるインクジェット記録装置１において、メニスカスを微振動させる構成について説明する。
【００９７】
本実施形態に示すインクジェット記録装置１のように記録ヘッド２が主走査方向に沿って移動することにより画像を記録するものにおいては、記録ヘッド２の動作位置は、図４示すように、主走査方向に沿って、ホームポジション、第一待機ポジション、加（減）速領域、印刷領域、減（加）速速領域、第二待機ポジションから構成されており、これを大きく分けると、記録ヘッド２が記録媒体Ｐに対して画像記録を行う印刷領域内と、記録ヘッド２がホームポジション、第一待機ポジション、各加（減）速領域及び第二待機ポジションのいずれかにあって画像記録を行わない印刷領域外とに分けられる。
【００９８】
本発明では、これら印刷領域内及び印刷領域外のいずれにおいても、記録ヘッド２における非吐出のチャネル２８の圧力発生手段に対して、駆動信号発生部１００（微振動信号発生手段）から、そのノズル２３内のメニスカスを微振動させるための微振動信号を与えることが好ましい。印刷領域内における、非吐出ノズルのメニスカスを微振動させる目的は、漏れ紫外線光によるインク増粘防止であり、間欠吐出性を改良して画像劣化を防ぐことが目的である。一方、印刷領域外における非吐出ノズルのメニスカスを微振動させる目的は、メニスカスにあるインクを攪拌して、長期停止によるインクのチキソトロピーによる増粘防止であり、パージ電圧を低下させることである。
【００９９】
また、特に、増粘し易いインクの場合、吐出直前に微振動を掛けることが好ましい。これは、粘度を低下させる効果のみならず、メニスカス位置を一定に揃える効果があるので、吐出適量を一定に保つことができる。
【０１００】
この微振動信号には矩形波を用いることが好ましい。ここで矩形波とは、電圧の１０％と９０％との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもがＡＬの１／２、好ましくは１／４以内であるような波形を指す。なお、ＡＬ（Acoustic Length）とは、チャネルの音響的共振周期の１／２である。このＡＬは、電気・機械変換手段である圧電材料で構成された隔壁２７に矩形波の電圧パルスを印加して吐出するインク滴の速度を測定し、矩形波の電圧値を一定に保って、パルス幅を変化させたとき、インク滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。また、パルス幅は、電圧が立ち上がり、最大電圧の５０％に達した点と、電圧が立ち下がり、最大電圧の５０％に達した点との間の時間と定義する。
【０１０１】
矩形波からなる微振動信号は、電圧の立ち上がりと立ち下がりが傾斜している台形波よりも隔壁の変形が極端に起こるので、インクの圧力変動が大きくなるように思われるが、本実施形態に示す記録ヘッド２は、チャネル２８を構成する隔壁２７を圧電材料により構成し、この隔壁２７をせん断変形させることによりインク滴をノズル２３から吐出させるせん断モードヘッドであるため、伸縮モードに比べて、変形が少ない。このような記録ヘッドは、発生した圧力波の共振を利用して吐出するので、せん断変形する隔壁２７の変位量はｎｍオーダーで済み、伸縮モードで作動する積層型圧電素子と振動板を使用するタイプの記録ヘッドに比べて、チャネル２８の変形は１／１０〜１／１００と極めて小さい。このため、矩形波を使用して隔壁２７を急激に変位させても、メニスカスが上記積層型のように大きく振動することはなく、空気を吸い込んだり、メニスカス振動の静定に時間がかかるような問題はない。
【０１０２】
また、せん断モードタイプの記録ヘッド２によれば、矩形波の方が台形波よりメニスカスの応答が速く、効率良く微振動させることができるため、微振動信号の駆動電圧を低く抑えることが可能である。吐出、非吐出を問わず、せん断モードタイプの記録ヘッドには常に電圧が掛かるので、駆動電圧が低いことは、記録ヘッドの発熱を抑え、インク滴を安定的に吐出させる上で重要である。また、矩形波は台形波に比べて微振動信号の駆動波形の長さが半分以下と短くて済むので、非吐出期間に微振動信号を組み込んでも、吐出直前に組み込んでも、印刷速度が大きく低下することがない。
【０１０３】
更に、矩形波は、簡単なデジタル回路を用いることで容易に生成可能であるため、台形波に比べて、回路構成も簡素化できる利点がある。
【０１０４】
メニスカスを微振動させると、微振動が収まらないと次の吐出ができないので、印刷領域内においてインク滴の吐出を休止している非吐出チャネルの圧力発生手段に印加する微振動信号は、次の吐出に備えるため、吐出を再開する前に微振動を停止して、残留振動による残留圧力をキャンセルし、メニスカスを標準位置に戻しておかねばならない。このため、微振動信号に使用するパルスの長さが重要で、パルスの立ち上がりで微振動を開始し、パルスの立ち下がりで微振動を停止すると同時に残留振動をキャンセルできることが望まれる。このため、印刷領域内及び印刷領域外のいずれにおいても、メニスカスを微振動させるための矩形波からなる微振動信号には少なくともパルス幅がＡＬの偶数倍の信号を含むことが好ましい。これによれば、パルス波形の立ち上がりで微振動を開始し、波形の立ち下がりで微振動を停止し、同時に残留圧力をキャンセルできる。
【０１０５】
すなわち、微振動信号のパルス波形が立ち上がってチャネル２８が膨張すると、チャネル２８内に負の圧力波が発生する。発生した負の圧力波は、音響理論に従ってＡＬ時間毎に圧力反転を繰り返しながら減衰してゆく。電圧が立ち上がってから例えば２ＡＬ後、チャネル２８内のインク圧力が負→正→負と反転したタイミングで、電圧を立ち下げて、チャネル２８の膨張を元に戻せば、正の圧力が発生して、チャネル内に残留する負の圧力をキャンセルできる。これにより、その直後にインク滴を直ちに吐出することができる。
【０１０６】
このように、微振動信号のパルス幅をＡＬの偶数倍にとると、パルスの立ち上がりで微振動を掛け、立ち下がりで微振動を停止し、同時に、残留圧力をキャンセルできるので好ましい。このように微振動を掛けると、増粘を防止する効果のみならず、メニスカス位置を一定に保つ効果がある。
【０１０７】
なお、かかるせん断モードタイプの記録ヘッド２は、一つの隔壁２７を両隣のチャネル２８と共有しているため、一つのチャネル２８のノズル２３からインク滴を吐出すると、その両隣の非吐出チャネル２８内にも自動的に微振動がかかる。従って、必ずしも非吐出のチャネルの全てに駆動信号発生部１００から微振動信号を掛ける必要はない。効率良くインクの増粘を抑え、記録ヘッド２の発熱を抑える上では、例えば図３（ａ）に示す隣接する３つのチャネル２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃがすべて非吐出のチャネルであって画像記録に寄与しない場合には、そのうちの中央のチャネル２８Ｂの隔壁２７Ｂ、２７Ｃの電極２９Ａ、２９Ｃにのみ印加すればよい。
【０１０８】
そこで、まず、記録ヘッド２が記録媒体Ｐに対して画像記録を行う印刷領域内にある場合に掛ける微振動信号について説明する。
【０１０９】
記録ヘッド２が記録媒体Ｐに対する印刷領域内にある場合は、記録ヘッド２は画像記録中であるため、画像信号からインク滴を吐出しない非吐出ノズルを検出して、選択的にメニスカスの微振動を行う必要がある。この場合、画像記録に寄与しないチャネル２８の隔壁２７の電極２９に、駆動信号発生部１００から、ノズル２３からインク滴を吐出させず、該チャネル２８のノズル２３内のメニスカスを微振動させるための微振動信号を印加し、メニスカスを微振動させてノズル２３内のインクを該ノズル２３外の空気と接触させる。特に、増粘し易い粘度の高いインクを吐出する時は、休止ノズルのみならず、吐出ノズルにも、吐出直前に微振動を掛けることが好ましい。この微振動は、増粘防止効果の他に、メニスカス位置の静定効果が大きいので、連続吐出する時、インク滴の大きさを一定に保つことができる。
【０１１０】
記録ヘッド２が印刷領域内に移動する時は、すでにデータバッファに１行(１スワス)分の画像データが送られているため、この画像データから記録ヘッド２が１主走査する間に、インク滴を吐出しないチャネル２８のノズル２３を検出することが可能である。従って、記録ヘッド２が印刷領域内にある場合でも、この画像記録に寄与しないチャネル２８のノズル２３内のメニスカスに微振動を与えることで、印刷中に極く僅かな時間吐出を中断しても、紫外線硬化インクの増粘を抑えることが可能となる。
【０１１１】
この印刷領域内では、吐出の休止期間が比較的短いことと、画像データによっては微振動の後、直ちに吐出を行わなくてはならないため、吐出に悪影響を与えないように、強い微振動を掛けないことが好ましい。
【０１１２】
微振動強度の強い、弱いは、微振動信号を印加しているときのノズル面を外部から観察し、メニスカスの押し出し量から判定することができる。メニスカスをノズル半径以上の長さで押し出すと、形成されるインクメニスカスの曲率半径が小さくなるので、メニスカス内外の圧力差が大きくなり、この差圧に逆らってメニスカスを引き込めるには、強い力で引き戻さなくてはメニスカスが戻らないので、強い微振動を与えられ、ノズル内のインクをノズル外の空気と効率良く接触させることができるが、メニスカスの静定に時間がかかる。一方、メニスカスをノズル半径以下の長さで押し出すと、押し出されたメニスカスが形成する曲率半径が大きいので、差圧が小さく、この差圧に逆らってメニスカスを引き込めるには、強い力で引き戻さなくてもメニスカスが戻るので、弱い微振動を与えられ、ノズル内のインクをノズル外の空気と接触させることができるが、メニスカスの静定に時間が掛からない。
【０１１３】
なお、ノズルの開口形状は真円に限らず楕円形等様々であるが、このノズル半径とは、ノズルの先端（ノズル形成部材２２の表面）側の最長径の１／２のことである。
【０１１４】
また、メニスカスの押し出し量は、例えば、ＫＥＹＥＮＣＥ社製デジタルマイクロスコープ「ＶＨ−６３００」を用いてストロボ同期により測定することができる。押し出し量は、図１１に示すように、メニスカスＭの略ノズル２３の中央部におけるノズル先端からの突出量を、ノズル形成部材２２と略垂直方向に測定した値である。
【０１１５】
印刷領域内で印加する微振動信号には、駆動信号発生部１００から、２ＡＬ幅の矩形波からなるシングルパルスを１つ印加して微振動を与える態様と、１ＡＬ幅の矩形波と２ＡＬ幅の矩形波を１ＡＬ間隔をあけて配置してなるダブルパルスを印加して微振動を与える態様とを好ましく用いることができる。
【０１１６】
前者のシングルパルスの微振動信号の一例を図５に示す。これは、隣接するＡ、Ｂ、Ｃ３チャネルから順番に吐出して、１画素を印刷し、次の１画素は、吐出を止めて、Ａ、Ｂ、Ｃ３チャネルに順番に微振動を掛ける例である。吐出を休止したチャネルの電極に、２ＡＬ幅の矩形波からなるシングルパルスを印加することによってメニスカスに微振動を与える例である。 せん断モードの記録ヘッドはチャネルの隔壁を隣接するチャネルと共有し、隔壁の両側に設けた電極に掛ける電圧差に応じて隔壁が変形するので、連続する３チャネルを一組にして説明する。３チャネルの内、両側の２チャネルに電圧を掛けて、真中のチャネルを接地すれば、隔壁に電圧差が生じて変形する。また、隔壁を共有しているので、Ａ、Ｂ、Ｃ３チャネルから同時に吐出できず、順番に吐出することになる。
【０１１７】
図５のON波形とOFF波形は駆動信号発生部１００が生成する２種類の駆動信号を示す。この駆動信号は、微振動パルス（OFF波形）と、この微振動パルスと組み合わせて吐出パルスとするための吐出用パルス（ON波形）の２種類の駆動パルスで構成されている。ON波形とOFF波形は各チャネルの駆動パルス選択回路にそれぞれ供給されており、各チャネルの印字データに応じたパルス選択ゲート信号の制御により、各チャネルの電極に選択的に供給される。駆動パルス選択回路は、パルス選択ゲート信号がHighの時は、ON波形を電極に供給し、パルス選択ゲート信号がLowの時は、OFF波形を電極に供給する。微振動パルスを掛ける期間と吐出パルスを掛ける期間はパルス分割信号で制御する。不吐出ノズルのメニスカスに微振動を掛けたいときは、該チャネルの電極にON波形を送り、残りの２つのチャネルにはOFF波形を送ればよい。
【０１１８】
この様に、ON波形とOFF波形を切り替えて吐出と微振動を行うので、切り替えタイミングを適当に取ることにより、休止ノズルのみならず、吐出直前でも微振動を掛けることができる。
【０１１９】
このようなシングルパルスの微振動信号は、粘度が低め、或いは、チキソトロピー性の少ない紫外線硬化インクの増粘防止に有効である。微振動信号のパルスは２ＡＬ幅なので、波形の立ち上がりでメニスカスを微振動させ、立ち下がりで残留圧力をキャンセルすることができ、メニスカスを静定させることができる、次に直ちにインク滴を吐出するような場合でも残留圧力による影響はない。また、２ＡＬ幅とすることで、残留圧力をキャンセルしながら、印刷速度を余り低下させないで駆動することができる。
【０１２０】
ダブルパルスの微振動信号の一例を図６に示す。ここでは、OFF波形のパルスの形が異なるだけで、その他は図５と同じなので、結果だけを示す。
【０１２１】
パルス幅が１ＡＬ幅の信号と２ＡＬ幅の信号とを、間に１ＡＬ幅の間隔をおいて印加することによってメニスカスに微振動を与えるダブルパルスの微振動信号は、粘度が高め、又は、チキソトロピー性が強い紫外線硬化インクの増粘防止に有効である。最初の１ＡＬ幅のパルスを印加すると、パルスの立ち上がりでチャネル２８が膨張し、該チャネル２８中に負圧が発生し、１ＡＬ経過後、インク圧力が正圧に反転したタイミングでパルスが立ち下がり、チャネル２８の膨張を取り去るので、インクに更に正圧が掛かり、ノズル内のメニスカスが大きく振動する。引き続いて２ＡＬ幅のパルスを印加するので、再びメニスカスが振動するが、今度は２ＡＬ幅なので、立ち下がりで残留圧力をキャンセルすることができる。また、２つ目のパルスは２ＡＬ幅としているので、残留圧力をキャンセルできながらも高速で駆動させることができる。このように偶数ＡＬ幅の微振動を掛けると、増粘防止効果とメニスカス位置静定効果があることが分かる。
【０１２２】
次に、記録ヘッド２がホームポジション、第一待機ポジション、加減速領域及び第二待機ポジションのいずれかにあって画像記録を行わない印刷領域外にある場合について説明する。印刷領域外では、停止期間が長く、チキソトロピーが現れて、粘度が高くなり、このインクを通常の吐出電圧ではパージできなくなるので、強い微振動を連続して掛ける。
【０１２３】
図７は、この記録ヘッド２が画像記録を行わない印刷領域外にある場合に印加する連続パルスからなる微振動信号の一例を示している。ここでも、隣接する３つのチャネルをＡ、Ｂ、Ｃとして示している。
【０１２４】
この微振動信号は、チャネルの容積を縮小→拡大させる（Ｎ１）ＡＬ幅のパルスと、（Ｎ２）ＡＬ幅の第１の休止期間と、チャネルの容積を拡大→縮小させる（Ｎ３）ＡＬ幅のパルスと、（Ｎ４）ＡＬ幅の第２の休止期間からなる。ここで、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４は２以上の整数である。図７ではＮ１＝Ｎ２＝Ｎ３＝Ｎ４＝４として例示している。印刷領域外では、このような微振動信号を繰り返し連続して印加する。
【０１２５】
この印刷領域外微振動は、正と負の差電圧が生じるようにパルス電圧を繰り返し印加するので、印刷領域内で正の差電圧パルスを印加する微振動信号よりも大きな振幅の微振動を掛けることができ、攪拌効果が大きいので、長期間静置しても、チキソトロピーに起因するインクの粘度上昇を抑制できる。
【０１２６】
印刷終了後、キャリッジ５が減速を始めると、上記印刷領域内の微振動信号からこの印刷領域外の微振動信号に切り替えて、記録ヘッド２が各待機ポジションに停止している間、この印刷領域外の微振動信号を駆動信号発生部１００から全チャネル２８の圧力発生手段に対して印加しておくと、チキソトロピーに起因するインク粘度の上昇を防げるので、吐出時と同じ大きさの電圧でインクをインク受け器８、８に向けてパージすることができ、パージ用電源を別途用意する必要もない。
【０１２７】
ここで、吐出と微振動信号を同じ大きさの電圧で印加するという意味は、吐出信号は正の差電圧と負の差電圧を連続して印加するので、隔壁２７の両側の電極２９を通して、倍の電圧が隔壁２７に掛かることになる。印刷領域外の微振動信号は、正の差電圧と負の差電圧を間隔をおいて印加するので、倍の電圧が掛かることがなくメニスカスが強く振動するが、インク滴が吐出することはない。印刷領域内の微振動信号は、正の差電圧しか掛からないのでメニスカスが弱く振動するだけである。
【０１２８】
なお、以上説明した印刷領域内及び印刷領域外でのメニスカスの微振動は、それに続く吐出パルスの印加によりインク滴を安定的に吐出できるようにするために、画像記録を行うためにインク滴の吐出を開始する少なくとも１ＡＬ時間以上前までには停止させることが好ましい。
【０１２９】
また、微振動信号の印加によるメニスカスの挙動は、インクの粘度、表面張力、記録ヘッド温度、環境湿度の影響を大きく受けるので、実際に使用する紫外線硬化インクについて、実際の環境条件でメニスカスを微振動させ、その微振動の大きさを、ノズル２３から外に押し出されるインク柱を観察して、パルス電圧やパルス長さを微調整することが好ましい。
【０１３０】
長期間記録を停止する時は、記録ヘッド２をホームポジションに移動して、ノズル面の保護等を目的として、図８に示すように、記録ヘッド２にキャップ９を被せることが行われる。水や溶剤といった揮発性成分を含まない紫外線硬化インクは、それら揮発性成分の揮発による粘度の上昇はないが、長期間記録を停止する場合には、インクには顔料分散粒子を含むことからチキソトロピーによる粘度上昇がある。本実施形態に示すキャップ９０は吸引管９２を介して減圧ポンプ９１とつながっており、長期間停止してチキソトロピーによる増粘が激しい時は、減圧ポンプ９１を駆動してノズル２３からインクを強制的に吸引することにより、ノズル２３をクリーニングすることができる。符号９３は、吸引された廃インクを貯留する廃インクタンクである。なお、記録ヘッド２のノズル面を単に密閉するだけのキャップと、上記のようにインクを強制的に吸引するためのキャップ９０とを物理的に分離させ、各々独立して配置するようにしてもよい。
【０１３１】
次に、インクジェット記録装置の具体的な動作の流れについて、図９に示すフロー図を用いて説明する。
【０１３２】
まず、長期間停止した後、画像記録のため電源を入れると、ホームポジションでノズル２３からインクを吸引して、ノズル２３のクリーニングを行う（Ｓ１）。次いで、キャリッジ５に載せた記録ヘッド２の両脇の紫外線光源７、７を点灯する（Ｓ２）。このとき、紫外線光源７、７からの漏れ光が記録ヘッド２のノズル２３内に入るため、記録ヘッド２がホームポジションから第一待機ポジションに移動すると（Ｓ３）、全ノズルに上記した図６に示す印刷領域外の微振動信号を印加する（Ｓ４）。この印刷領域外の微振動信号の印加は、画像データが送られてくるまで継続する。
【０１３３】
１スワス（swath；記録ヘッド２の多数のノズル２３により構成されるノズル列の先頭ノズルから最終ノズルまでの長さ＝記録幅）分の画像データが送られてくると（Ｓ５）、この印刷領域外の微振動信号の印加を停止し、メニスカスの微振動を止める（Ｓ６）。次いで、キャリッジ５が走行を開始して加速領域に入る（Ｓ７）。この記録ヘッド２を加速している間、駆動信号発生部１００から全チャネル２８に対して吐出信号を印加して、各ノズル２３内のチキソトロピーにより増粘したインクを所定滴数インク受け器８にパージする（Ｓ８）。
【０１３４】
引き続いて、記録ヘッド２が印刷領域内に入ると、記録ヘッド２は定速に達し、画像データに応じてインク滴を記録媒体Ｐに向けて吐出することで画像記録を行う。このとき、画像データを解析することにより、インク滴を吐出していないノズル２３のメニスカスには、上記した図５又は図６に示す印刷領域内の微振動信号を印加する（Ｓ９）。
【０１３５】
１スワス分の記録が終わると、キャリッジ５が減速領域に入り（Ｓ１０）、反対側に設けられた第二待機ポジションで記録ヘッド２を停止させる（Ｓ１１）。ここでは、全てのノズル２３からインク滴は吐出されないため、全ノズルに上記した図７に示す印刷領域外の微振動信号を印加する（Ｓ１２）。これにより１パスの画像記録を終了する。
【０１３６】
以上は１パスで画像記録を行う場合であるが、ｎパスのマルチパス記録を行う場合は、記録媒体Ｐをスワス長さの１／ｎだけ送ってから、次の１スワス分の画像データが送られてくると、メニスカスの微振動を止める。そして、キャリッジ５が走行を開始し、記録ヘッド２が加速している間、インク受け器８に少量のインクをパージする。次いで、印刷領域内に入ってキャリッジ５が定速になると、次のスワスの記録を開始する。この操作を繰り返す。
【０１３７】
図１０は、インクジェット記録装置の別の実施形態を示している。
【０１３８】
このインクジェット記録装置１０は、記録ヘッド１０１が、記録媒体Ｐの幅方向に亘る長さを有する長尺のライン状の記録ヘッドにより構成されている。このようなライン状の記録ヘッド１０１は、記録媒体Ｐの記録面ＰＳに対向するノズル面に、その長さ方向に沿って多数のノズルが配列されている。従って、記録ヘッド１０１は主走査方向に沿って移動しながら画像記録を行うことはなく、記録媒体Ｐとの相対移動は、一般に記録ヘッド１０１を固定し、記録媒体Ｐを図示Ｙ方向に示す副走査方向に沿って所定速度で連続的に移動させ、その過程でインク滴を吐出することにより画像を記録する。なお、記録ヘッド１０１においてインクを吐出するための構造は、上記した記録ヘッド２と同一である。また、図中、１０３、１０４は記録媒体Ｐを搬送するための搬送ローラ対である。
【０１３９】
このようなインクジェット記録装置１０において、紫外線光を照射する紫外線光源１０２は、記録ヘッド１０１と同様に記録媒体Ｐの幅方向に亘る長さを有するライン状の光源とされており、記録ヘッド１０１の近傍において記録媒体Ｐの搬送方向下流側に並設されている。これにより、記録ヘッド１０１から吐出された直後のインクに対して、ライン状の紫外線光源１０２から記録媒体Ｐの幅方向に亘る全体に紫外線光を照射することにより、インクを硬化させるようになっている。
【０１４０】
このように記録ヘッド１０１がライン状の記録ヘッドからなり、紫外線光源１０２も、記録媒体Ｐの幅方向に亘る長さを有するライン状の光源であるインクジェット記録装置１０では、画像パターンにより、記録中でも高い頻度でインクを吐出しないノズルが発生する確率が高く、インクを吐出しないノズル内のインクへ紫外線光が照射されることによって粘度上昇が発生し易い。また、紫外線光源１０２もライン状であるため、全体としての紫外線光量が多くなり、ノズル内のインクへの漏れ光による紫外線光量も多くなって、粘度上昇が発生し易い。更に、シリアルプリンターと異なり、記録ヘッド１０１を記録媒体Ｐの外に出して増粘したインクをパージすることができない。一般に、ライン状の記録ヘッドの場合のパージは、記録ヘッドを持ち上げてインク受け器を挿入し、ここにパージするようにしているが、この操作が大変面倒となるため、頻繁に行うことはできない。
【０１４１】
従って、このようなライン状の記録ヘッド１０１を有するインクジェット記録装置１０において、非吐出のチャネルの圧力発生手段に対して微振動信号を与えてノズル内のメニスカスを微振動させることにより、該ノズル内のインクをノズル外の空気と接触させ、且つ、チキソトロピーを抑えるようにすると、インクの増粘を防止することによる効果がより顕著に発揮される。
【０１４２】
なお、このようなライン状の記録ヘッド１０１では、上記した印刷領域内と印刷領域外の区別はないが、画像記録動作が開始された場合は、非吐出チャネルの圧力発生手段に対して上記した印刷領域内と同様の微振動信号（図５又は図６）を印加し、画像と画像との間の記録休止時や一時的な記録中断時に、上記した印刷領域外と同様の微振動信号（図７）を印加すればよい。
【実施例】
【０１４３】
（実施例１）
カチオン重合性紫外線硬化インクを含む記録ヘッドに、印刷領域内のシングルパルスからなる微振動を掛けた例である。
【０１４４】
＜インクジェットインクの調製＞
以下の色の組成について、ジルコニヤビーズを用い、４時間サンドグラインダーで分散した後、超音波分散機にて１０分間追加分散を行い、顔料分散物を得た。
【０１４５】
イエロー
ＰＹ１８０（クラリアント製Yellow HG AF LP901）      ２．５質量部
アロンオキセタンＯＸＴ２２１（東亜合成製）            ７０質量部
セロキサイド２０２１Ｐ（ダイセル製）                  ３０質量部
分散剤（Avecia製、ソルスパース24000）               ０．５質量部
【０１４６】
次いで、この顔料分散物１００質量部に対し、光重合開始剤（旭電化製、SP152）を５質量％混合し、０．８μｍのメンブランフィルターにて濾過し、５０℃に加熱しながら、減圧によって脱水し、インクジェット用の紫外線硬化インクを得た。
【０１４７】
このインクの２５℃における粘度は、ズリ速度１０１（１／ｓｅｃ）では、３２．１ｃｐ、ズリ速度１０３（１／ｓｅｃ）では、２８．７ｃｐであった。その粘度の変動幅は、３．４ｃｐであった。２５℃における表面張力は３４．７ｍＮ／ｍ2であった。
【０１４８】
＜微振動試験＞
この紫外線硬化インクを使用して、印刷領域内微振動を掛けることによるデキャップ効果を試験した。なお、デキャップとは、吐出を止めてキャップをしないで放置した後、吐出を再開して、初発の速度が低下し始めるまでの最短の停止時間をいい、ノズル表面のインクの増粘による初発速度の低下し易さを表わす。
【０１４９】
紫外線光の照射は、記録ヘッドの隣に設置したIntegration社製高圧水銀燈から、記録媒体に向けて照度８０Ｗ／ｃｍ2で照射した。
【０１５０】
微振動信号は、図５に示すパルス幅が２ＡＬ幅の矩形波からなるシングルパルスを使用した。
【０１５１】
使用した記録ヘッドのＡＬは２μｓｅｃで、ノズル径は２３μｍ、キャリッジ速度は５０ｃｍ／ｓｅｃ、インク滴は５ｐｌ、ノズルと記録媒体との距離は１．５ｍｍである。
【０１５２】
吐出電圧を制御して、インク滴速度を６ｍ／ｓｅｃに保ちながら、記録停止時間を変化させて、記録再開時のインク滴速度を測定した。
【０１５３】
微振動信号電圧は１０Ｖで、メニスカスのノズルからの押し出し量は１８μｍであった。
【０１５４】
その結果、吐出電圧２０Ｖで、６ｍ／ｓｅｃの速度が得られた。停止時間を１００秒以上延ばしたが、吐出再開しても、初発滴の速度が低下することは無かった。これは、停止期間中に紫外線光の漏れ光を拾っても、微振動によりインクの増粘が起こらなかったためである。
【０１５５】
（比較例１）
実施例１と同一条件で、微振動を掛けなかった場合、停止時間が１秒でも増粘のため、初滴の速度が３ｍ／ｓｅｃ以下に低下した。
【０１５６】
（実施例２）
カチオン重合性紫外線硬化インクを含む記録ヘッドを印刷領域外で吐出停止する時、連続パルスの微振動を掛けた例である。
【０１５７】
実施例１と同一の紫外線硬化インクを使用して、印刷領域外微振動のデキャップ効果を試験した。
【０１５８】
微振動信号は、図７に示す矩形波からなる連続パルスを、電圧１１Ｖ、パルス幅４μｓｅｃとして、４μｓｅｃの間隔をあけて連続して１時間掛けた。
【０１５９】
メニスカスのノズルからの押し出し量とパージに必要な駆動電圧を測定した。
【０１６０】
メニスカスのノズルからの押し出し量は２６μｍであった。
【０１６１】
パージのための駆動電圧は１０Ｖで、インク吐出電圧と同じであった。これは微振動によりチキソトロピーによる粘度上昇を防止できたためである。
【０１６２】
（比較例２）
微振動信号を掛けなかった以外、実施例２と同一とした。
【０１６３】
チキソトロピーのため粘度が３０ｍＰａ＊ｓｅｃに上昇し、パージのために専用電源が必要であった。
【０１６４】
（実施例３）
ラジカル重合性紫外線硬化インクに、シングルパルスの微振動を掛ける例である。
【０１６５】
＜インクジェットインクの調整＞
以下の色の組成について、ジルコニヤビーズを用い、４時間サンドグラインダーで分散した後、超音波分散器にて、１０分間、追加分散を行い、顔料分散物を得た。
【０１６６】
シアンインク
質量％
顔料              ＣＩ.pigment blue １５：３                  ２．５
光重合性化合物    ラウリルアクリレート（単官能性）          ２０
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能性）
２０
トリメチロールプロパントリアクリレート（３官能性）
３０
光ラジカル開始剤  イルガキュアー１８５０（チバスペシャリティーケミカルズ社製）                                                                ５
イルガキュアー９５１（チバスペシャリティーケミカルズ社製）                                                                  ２
ジエチルチオキサントン                      ０．５
【０１６７】
０．８μｍのメンブランフィルターにて濾過し、５０℃に加熱しながら、減圧によって脱水し、インクジェット用紫外線硬化シアンインクを得た。このインクの２５℃における粘度は、ズリ速度１０（１／ｓｅｃ）では２８ｃｐ、ズリ速度１０００（１／ｓｅｃ）では２５ｃｐであった。
【０１６８】
＜微振動試験＞
このインクを使用して、印刷領域内微振動を掛けることにより、デキャップ効果を試験した。紫外線は照度７０Ｗ／ｃｍ2で照射した。
【０１６９】
微振動信号は、図５に示すシングルパルスを使用した。
【０１７０】
使用した記録ヘッドのＡＬは２μｓｅｃで、ノズル径は２３μｍ、キャリッジ速度は５０ｃｍ／ｓｅｃ、インク滴は５ｐｌ、ノズルと記録媒体との距離は１．５ｍｍである。
【０１７１】
インク滴の速度を６ｍ／ｓｅｃに保って、記録停止時間を変えて、記録再開時のインク滴速度を測定した。微振動電圧は７Ｖで、メニスカスのノズルからの押し出し量は２０μｍであった。
【０１７２】
吐出停止時間を１５０秒以上延ばしたが、吐出を再開すると、初発滴から６ｍ／ｓｅｃで吐出した。これに対して、微振動を掛けないと、１秒間吐出を停止するだけで、初発から数滴の吐出速度が６ｍ／ｓｅｃ以下になり、着弾位置がズレて画像エッジが劣化した。これは、紫外線光の漏れ光による増粘のためである。
【０１７３】
（実施例４）
増粘し易いラジカル重合性紫外線硬化インクに、ダブルパルスの微振動を掛ける例である。
【０１７４】
これは、実施例３のシアンインクと以下のイエローインクを組合せて使用する。顔料以外は同じ組成であるが、この顔料は分散性が悪く、増粘し易く、シングルパルスでは効果が少ない。
【０１７５】
イエロー
質量％
顔料              ＣＩ.pigment Yellow １３                    ２．５
光重合性化合物    ラウリルアクリレート（単官能性）          ２０
テトラエチレングリコールジアクリレート（２官能性）
２０
トリメチロールプロパントリアクリレート（３官能性）
３０
光ラジカル開始剤  イルガキュアー１８５０（チバスペシャリティーケミカルズ社製）                                                                ５
イルガキュアー９５１（チバスペシャリティーケミカルズ社製）                                                                  ２
ジエチルチオキサントン                      ０．５
【０１７６】
このインクの２５℃における粘度は、ズリ速度１０（１／ｓｅｃ）では３５ｃｐ、ズリ速度１０００（１／ｓｅｃ）では２５ｃｐであった。
【０１７７】
実施例３と同じ条件で使用し、図６に示すダブルパルスの微振動を掛けた。３００秒停止しても、吐出を再開すると、初発滴から６ｍ／ｓｅｃで吐出した。これに対して、図５に示すシングルパルスを掛けると、初発滴の速度が５ｍ／ｓｅｃに低下し、５滴吐出後、６ｍ／ｓｅｃに戻った。 
【図面の簡単な説明】
【０１７８】
【図１】インクジェット記録装置の概略構成を示す図
【図２】（ａ）は記録ヘッドの概観斜視図、（ｂ）は断面図
【図３】インク吐出時の作動を示す図
【図４】インクジェット記録装置における記録ヘッドの動作位置の説明図
【図５】印刷領域内の微振動信号を示す波形図
【図６】印刷領域内の微振動信号の他の例を示す波形図
【図７】印刷領域外の微振動信号を示す波形図
【図８】記録ヘッドにキャップを密着させた状態を示す図
【図９】インクジェット記録装置の具体的な動作を示すフロー図
【図１０】他の実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図
【図１１】ノズル先端からのメニスカスの押し出し量を説明する図
【符号の説明】
【０１７９】
１：インクジェット記録装置
２：記録ヘッド
２１：インクチューブ
２２：ノズル形成部材
２３：ノズル
２４：カバープレート
２５：インク供給口
２６：基板
２７：隔壁
２８：チャネル
３：搬送機構
３１：搬送ローラ
３２：搬送ローラ対
３３：搬送モータ
４：ガイドレール
５：キャリッジ
６：フレキシケーブル
７：紫外線光源
８：インク受け器
１００：駆動信号発生部
Ｐ：記録媒体
ＰＳ：記録面
【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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