(57)【要約】【課題】液状体液滴をノズルから吐出する記録装置において、ノズル開口部の液状体メニスカスを安定に形成し、吐出された液状体液滴の吐出量不足、ノズル詰まり、飛行曲がりおよび飛散などを防止し、高速記録下においても高画質記録の達成を図ること。【解決手段】液状体液滴を吐出信号に基づいてノズルから吐出して、記録媒体４１上に液状体液滴からなるパターンを形成する記録ヘッド１を有する記録装置Ａであって、ノズル近傍エアの絶対湿度と相対湿度とを求める湿度検出手段と、加湿した空気をノズル近傍に供給する加湿手段５１と、湿度検出手段によって求められるノズル近傍エアの絶対湿度が５ｇ／ｍ3以上となり、かつ相対湿度が１００％ＲＨ未満となるように加湿手段５１を駆動制御する加湿手段駆動制御手段と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状体液滴を吐出信号に基づいてノズルから吐出して、記録媒体上に液状体液滴からなるパターンを形成する記録ヘッドを有する記録装置であって、
ノズル近傍エアの絶対湿度と相対湿度とを求める湿度検出手段と、
加湿した空気を前記ノズル近傍に供給する加湿手段と、
前記湿度検出手段によって求められるノズル近傍エアの絶対湿度が５ｇ／ｍ3以上となり、かつ相対湿度が１００％ＲＨ未満となるように前記加湿手段を駆動制御する加湿手段駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記加湿手段は、前記記録媒体の記録面側に前記記録媒体に接触しないように設けられることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記加湿手段は、前記ノズルの配設位置を基点に、前記記録媒体の給送方向の上流側に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記ノズル近傍エアの温度を検出するノズル近傍エア温度検出手段と、
前記ノズル面の温度を検出するノズル面温度検出手段と、
をさらに備え、
前記加湿手段駆動制御手段は、前記ノズル近傍エア温度がノズル面温度以下となるように前記加湿手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項５】
前記記録ヘッド内の液状体流路とノズル開口部のフラッシング吐出を行なうフラッシング吐出制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の記録装置。
【請求項６】
前記フラッシング吐出制御手段は、フラッシング吐出を１００ｓｅｃ以下の時間毎に実行することを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
【請求項７】
前記フラッシング吐出制御手段は、フラッシング吐出を１発吐出〜１０００発連続吐出で行なうことを特徴とする請求項５または６に記載の記録装置。
【請求項８】
前記フラッシング吐出制御手段は、フラッシング吐出を記録時と同一の吐出駆動周波数で行なうことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の記録装置。
【請求項９】
前記フラッシング吐出制御手段は、記録動作を維持したまま前記記録媒体上にフラッシング吐出を行なうことを特徴とする請求項５〜８のいずれか１つに記載の記録装置。
【請求項１０】
前記記録媒体の配置場所以外に設けられた、前記記録ヘッド内の液状体流路とノズル開口部のフラッシングによる液滴を受ける液状体排出部をさらに備え、
前記フラッシング吐出制御手段は、前記記録ヘッドが前記液状体排出部上に位置したときにフラッシング吐出を行うことを特徴とする請求項５〜８のいずれか１つに記載の記録装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の記録装置で使用される液状体において、水と保湿剤とを含有することを特徴とする液状体。
【請求項１２】
粘度が４ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１１に記載の液状体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状体液滴を吐出信号に基づいてノズルから吐出して、記録媒体上に液状体液滴からなるパターンを形成する記録ヘッドを有する記録装置と、この記録装置に用いられる液状体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、乾燥性を有する水性液状体を吐出する記録装置において、通常、記録装置が非稼働時の場合は、記録ヘッドのノズル開口部は、キャッピングによりふさがれ、ノズル開口部からの水分乾燥が抑制されるが、記録装置が稼働時の場合は、液状体吐出動作に備えるため、常にノズル開口部は暴露された状態にある。そのため、低湿環境下では吐出されないノズルの液状体が乾燥し易くなり、特に、記録時間が長くなった場合には、ノズル開口部の液状体粘度が増加する。その結果、吐出された液状体液滴の吐出量不足やノズル詰まりなどを起こし、記録画質不良となる問題を発生していた。
【０００３】
上述した問題を解決するために、従来では、加湿器を設け、加湿空気を記録ヘッドのノズル近傍に供給する構成の記録装置が提案されている（たとえば、特許文献１，２参照）。これにより、ノズル付近の液状体の乾燥が防止されるとしている。
【特許文献１】特開２０００−２５５０５３号公報
【特許文献２】特開２０００−７９６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術によれば、ノズル開口部の液状体メニスカス面からの水溶媒乾燥による液状体増粘を抑え、吐出された液状体液滴の吐出量不足やノズル詰まりなどを防止できる加湿器の稼動条件が明確でなかった。そのため、加湿器稼動時の記録装置稼動のタイミングを判断することができないという問題があった。また、高速記録下において、ノズル開口部の液状体メニスカスを安定に形成し、液状体液滴の飛行曲がりや飛散などが無い高画質記録を形成するための液状体物性に対応した加湿手段も明確でないという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ノズル開口部の液状体メニスカス面からの水溶媒乾燥による液状体増粘を抑え、吐出された液状体液滴の吐出量不足やノズル詰まりなどを防止し、高画質記録を達成できるノズル近傍エア温度に対応した要求湿度を明示することができる記録装置を提供することを目的とする。また、本発明は、上記記録装置の吐出駆動周波数が１０ｋＨｚ以上の高速記録下において、ノズル開口部の液状体メニスカスを安定に形成し、吐出された液状体液滴の飛行曲がりや飛散などを防止し、高速記録下においても高画質記録を達成できる液状体を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、液状体液滴を吐出信号に基づいてノズルから吐出して、記録媒体上に液状体液滴からなるパターンを形成する記録ヘッドを有する記録装置であって、ノズル近傍エアの絶対湿度と相対湿度とを求める湿度検出手段と、加湿した空気を前記ノズル近傍に供給する加湿手段と、前記湿度検出手段によって求められるノズル近傍エアの絶対湿度が５ｇ／ｍ3以上となり、かつ相対湿度が１００％ＲＨ未満となるように前記加湿手段を駆動制御する加湿手段駆動制御手段と、を備えたものである。
【０００７】
また、上記の発明の記録装置で使用される液状体において、水と保湿剤とを含有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ノズル開口部の液状体メニスカス面からの液状体溶媒成分の乾燥による液状体増粘を抑え、吐出された液状体液滴の吐出量不足やノズル詰まりなどを防止し、高画質記録を達成することができるノズル近傍エア温度に対応した要求湿度を明示することのできる記録装置が得られる。
【０００９】
また、本発明によれば、記録装置の吐出駆動周波数が１０ｋＨｚ以上の高速記録下において、ノズル開口部の液状体メニスカスを安定に形成し、吐出された液状体液滴の飛行曲がりや飛散などを防止し、高速記録下においても高画質記録を達成することのできる液状体が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の第１の発明の記録装置は、液状体液滴を吐出信号に基づいてノズルから吐出して、記録媒体上に液状体液滴からなるパターンを形成する記録ヘッドを有する記録装置であって、ノズル近傍エアの絶対湿度と相対湿度とを求める湿度検出手段と、加湿した空気をノズル近傍に供給する加湿手段と、湿度検出手段によって求められるノズル近傍エアの絶対湿度が５ｇ／ｍ3以上となり、かつ相対湿度が１００％ＲＨ未満となるように加湿手段を駆動制御する加湿手段駆動制御手段と、を備えるようにしたものであり、ノズル開口部の液状体メニスカス面からの液状体溶媒成分の乾燥による液状体増粘を抑え、吐出された液状体液滴の吐出量不足やノズル詰まり、飛行曲がり、不吐出などを有効に防止するための湿度が絶対湿度で規定されるとともに、不必要な加湿が防止されるという作用を有する。
【００１１】
第２の発明の記録装置は、上記の発明において、加湿手段は、記録媒体の記録面側に記録媒体に接触しないように設けられるようにしたものであり、加湿手段で発生させた加湿空気（蒸気）が、ノズル面に効率良く供給されるという作用を有する。
【００１２】
第３の発明の記録装置は、上記の発明において、加湿手段は、ノズルの配設位置を基点に、記録媒体の給送方向の上流側に設けられるようにしたものであり、加湿手段で発生させた加湿空気（蒸気）が、記録媒体の給送方向に沿って流れ、ノズル面に効率良く供給されるという作用を有する。
【００１３】
第４の発明の記録装置は、上記の発明において、ノズル近傍エアの温度を検出するノズル近傍エア温度検出手段と、ノズル面の温度を検出するノズル面温度検出手段と、をさらに備え、加湿手段駆動制御手段は、ノズル近傍エア温度がノズル面温度以下となるように加湿手段を制御するようにしたものであり、ノズル面の結露を防止し、液状体液滴の飛行曲がりや不吐出を防止するという作用を有する。
【００１４】
第５の発明の記録装置は、上記の発明において、記録ヘッド内の液状体流路とノズル開口部のフラッシング吐出を行なうフラッシング吐出制御手段をさらに備えるようにしたものであり、記録ヘッド内の液状体流路とノズル開口部における粘度の高くなった液状体が吐出されるという作用を有する。
【００１５】
第６の発明の記録装置は、上記の発明において、フラッシング吐出制御手段は、フラッシング吐出を１００ｓｅｃ以下の時間毎に実行するようにしたものであり、ノズル開口部の液状体メニスカス面からの液状体溶媒成分の乾燥を防止するという作用を有する。
【００１６】
第７の発明の記録装置は、上記の発明において、フラッシング吐出制御手段は、フラッシング吐出を１発吐出〜１０００発連続吐出で行なうようにしたものであり、過度のフラッシングを抑えて、液状体消費量が不必要に多くなることを抑えるという作用を有する。
【００１７】
第８の発明の記録装置は、上記の発明において、フラッシング吐出制御手段は、フラッシング吐出を記録時と同一の吐出駆動周波数で行なうようにしたものであり、記録装置における吐出制御がシンプルになるという作用を有する。
【００１８】
第９の発明の記録装置は、上記の発明において、フラッシング吐出制御手段は、記録動作を維持したまま記録媒体上にフラッシング吐出を行なうようにしたものであり、ラインヘッドタイプの記録ヘッドで構成される記録装置において、記録動作を中断することがなく、高速記録を行うことができるという作用を有する。
【００１９】
第１０の発明の記録装置は、上記の発明において、記録媒体の配置場所以外に設けられた、記録ヘッド内の液状体流路とノズル開口部のフラッシングによる液滴を受ける液状体排出部をさらに備え、フラッシング吐出制御手段は、記録ヘッドが液状体排出部上に位置したときにフラッシング吐出を行うようにしたものであり、シリアルヘッドタイプの記録ヘッドで構成される記録装置において、記録媒体を全く汚すことなく記録することができるという作用を有する。
【００２０】
第１１の発明の記録装置は、上記の発明の記録装置で使用される液状体において、水と保湿剤とを含有するものであり、加湿手段を用いて液状体の水分含有効率が高められ、液状体溶媒成分の乾燥が抑えられるという作用を有する。
【００２１】
第１２の発明の記録装置は、上記の発明において、粘度が４ｍＰａ・ｓ以上であるものであり、液状体液滴の溶媒乾燥が防止するとともに、液状体液滴の飛行曲がりや飛散を抑えることができるという作用を有する。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるシリアルヘッドタイプの記録ヘッドを有する記録装置の概略構成の一例を示す図であり、図２は、図１の記録装置の記録ヘッドの一部底面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図であり、図４は、図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。また、図５は、本発明の実施の形態１におけるラインヘッドタイプの記録ヘッドを有する記録装置の概略構成の一例を示す図である。
【００２４】
図１において、Ａは記録装置で、１は記録ヘッドで、３１はキャリッジで、３２はキャリッジ軸で、３５は液状体カートリッジで、４１は記録紙で、４２は搬送ローラで、５１は加湿手段で、５２は液状体排出部である。
【００２５】
図１に示されるシリアルヘッドタイプの記録ヘッドを有する記録装置Ａは、液状体を有する液状体カートリッジ３５が上面に装着された記録ヘッド１を備え、この記録ヘッド１は液状体を後述するように記録媒体としての記録紙４１に吐出する。また、記録ヘッド１は、シリアルヘッドタイプの構造を有し、キャリッジ３１に支持固定され、このキャリッジ３１は、主走査方向（図１および図２に示すＸ方向）に延びるキャリッジ軸３２に支持される。そして、キャリッジ３１には、図示しないキャリッジモータが設けられており、このキャリッジモータにより、記録ヘッド１およびキャリッジ３１がキャリッジ軸３２にガイドされて主走査方向Ｘに往復動可能な構成となっている。
【００２６】
また、記録ヘッド１が移動するキャリッジ軸３２に沿った軌跡上で記録紙４１が配置されない位置に、記録ヘッド１内の液状体流路とノズル開口部のフラッシング吐出を行うための液状体排出部５２が設けられる。これによって、記録紙４１をまったく汚すことなく記録することができる。
【００２７】
記録紙４１は、図示しない搬送モータによって回転駆動される２つの搬送ローラ４２に挟まれている。記録紙４１は、これらの搬送モータと各搬送ローラ４２によって、記録ヘッド１の下側において主走査方向Ｘと垂直な副走査方向（図１に示すＹ方向）に搬送されるようになっている。
【００２８】
この記録装置Ａに用いられる液状体は、色材としての水溶性染料（または有機顔料や無機顔料であってもよい）と、記録ヘッド１のノズル１４などでの乾燥を抑制する保湿剤と、水とを含有している。液状体が、水と、保湿剤とを含有することで、加湿手段５１を用いて液状体の水分含有効率を高め、液状体溶媒成分の乾燥が抑えられ、液状体の増粘を防止できる。また、液状体（溶媒）の記録紙４１内への浸透性を高める浸透剤を含有させてもよい。
【００２９】
液状体に用いられる染料は、どのようなものであってもよいが、水溶性の酸性染料または直接染料であることが好ましく、保湿剤は、グリセリンなどの多価アルコール、または２−ピロリドンやＮ−メチル−２−ピロリドンのような水溶性の窒素複素環化合物であることが望ましい。また、浸透剤は、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（以下、ＤＥＧＭＢＥという）などのような、多価アルコールのモノアルキルエーテルであることが好ましい。なお、この浸透剤は液状体の作成に必須のものではなく、省略することもできる。
【００３０】
また、ラインヘッドタイプの記録ヘッドを有する記録装置Ａの概略構成を示す図５において、Ａは記録装置で、１は記録ヘッドで、４１は記録紙で、４２は搬送ローラで、５１は加湿手段である。
【００３１】
図５に示されるラインヘッドタイプの記録ヘッドを有する記録装置Ａは、液状体を有する液状体カートリッジを有し、記録紙４１の幅（副走査方向（図５に示すＹ方向）に垂直な方向の寸法）と同じかまたはそれよりも長い寸法を有し、副走査方向Ｙに延在した構造の記録ヘッド１を備える。ラインヘッドタイプの記録ヘッド１は、記録紙４１の紙幅方向に全体に渡って配置されているので、副走査方向Ｙに垂直な方向に往復動させる必要がない。また、往復動できないので、図１のシリアルヘッドタイプの記録ヘッド１を備える記録装置Ａと異なり、液状体排出部５２は備えられていない。その他の構成は図１の場合と同じであるので、その説明を省略する。
【００３２】
以下においては、シリアルヘッドタイプの記録ヘッドもラインヘッドタイプの記録ヘッドも記録ヘッドの基本的な構造については同様であるので、図１のシリアルヘッドタイプの記録ヘッド１を有する記録装置の場合について説明し、ラインヘッドタイプの記録ヘッド１を有する記録装置に特有の構成については、その都度説明することにする。
【００３３】
図２〜図４において、２は記録ヘッド本体で、３は凹部で、３ａは液状体の供給口で、３ｂは液状体の吐出口で、４は圧力室で、６は圧力室部品で、７は液体状流路部品で、７ａ〜７ｆはステンレス鋼薄板で、８はオリフィスで、９はノズル板で、９ａは撥水膜で、１１は供給用液状体流路で、１２は吐出用液状体流路で、１４はノズルで、２１は圧電アクチュエータで、２２は振動板で、２３は圧電素子で、２４は個別電極で、２５は中間層である。
【００３４】
記録ヘッド１は、図２〜図４に示すように、液状体を供給するための供給口３ａと、液状体を吐出するための吐出口３ｂを有する複数の圧力室用の凹部３が形成された記録ヘッド本体２を備えている。この記録ヘッド本体２の各凹部３は、該記録ヘッド本体２の上面に主走査方向Ｘに延びるように開口されており、互いに副走査方向Ｙに略等間隔をあけた状態で並設されている。各凹部３の開口の全長（主走査方向Ｘの長さ）はたとえば約１２５０μｍに設定され、また幅（副走査方向Ｙの長さ）はたとえば約１３０μｍにそれぞれ設定される。なお、この例では各凹部３の開口の両端部の水平面方向の断面形状は、略半円形状をなしている。
【００３５】
記録ヘッド本体２の各凹部３の側壁部は、約２００μｍ厚の感光性ガラス製の圧力室部品６で構成され、各凹部３の底壁部は、この圧力室部品６の下面に接着固定され、かつ６枚のステンレス鋼薄板７ａ〜７ｆを積層してなる液状体流路部品７で構成されている。この液状体流路部品７内には、各凹部３の供給口３ａとそれぞれ接続された複数のオリフィス８と、この各オリフィス８に接続され、副走査方向Ｙに延びる１本の供給用液状体流路１１と、吐出口３ｂにそれぞれ接続された複数の吐出用液状体流路１２とが形成されている。
【００３６】
各オリフィス８は、液状体流路部品７において板厚が他よりも薄い上から２番目のステンレス鋼薄板７ｂに形成されており、その径は約３８μｍに設定されている。また、供給用液状体流路１１は液状体カートリッジ３５と接続されており、この液状体カートリッジ３５より供給用液状体流路１１内に液状体が供給されるようになっている。
【００３７】
液状体流路部品７（ステンレス鋼薄板７ｆ）の下面にはステンレス鋼からなるノズル板９が接着固定され、このノズル板９の下面は撥水膜９ａで被覆されている。ノズル板９には、液状体液滴１５を記録紙４１に向けて吐出するための複数のノズル１４が記録ヘッド１の下面において副走査方向Ｙに列状に並ぶように形成されている。この各ノズル１４は、吐出用液状体流路１２とそれぞれ接続されており、この吐出用液状体流路１２を介して各凹部３の吐出口３ｂにそれぞれ連通されている。なお、各ノズル１４は、ノズル板９においてノズル径がノズル先端側に向かって小さくなるテーパ部と、該テーパ部のノズル先端側に連続して設けられたほぼ同じ径を有するストレート部とからなり、このストレート部のノズル径は約２０μｍに設定されている。
【００３８】
記録ヘッド本体２の各凹部３の上側には、圧電アクチュエータ２１がそれぞれ設けられている。これらの各圧電アクチュエータ２１は、記録ヘッド本体２の上面に接着固定された状態で記録ヘッド本体２の各凹部３を塞いで、該凹部３とで圧力室４を構成する。たとえばＣｒ製などの振動板２２を有している。この振動板２２は、記録ヘッド本体２に設けられる全ての圧電アクチュエータ２１に共通の１つのものからなっており、後述の全圧電素子２３に共通の共通電極としての役割も果たしている。
【００３９】
また、各圧電アクチュエータ２１は、振動板２２の圧力室４と反対側の面（上面）において圧力室４に対応する部分（凹部３開口に対向する部分）にＣｕ製の中間層２５を介してそれぞれ設けられ、かつ、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電素子２３と、この各圧電素子２３の振動板２２と反対側の面（上面）にそれぞれ接合され、該振動板２２と共に各圧電素子２３に電圧（駆動電圧）をそれぞれ印加するためのＰｔ製の個別電極２４とを有している。
【００４０】
圧電アクチュエータ２１を構成する振動板２２、各圧電素子２３、各個別電極２４および各中間層２５は、全て薄膜で形成されている。たとえば、振動板２２の厚みは約６μｍに設定し、各圧電素子２３の厚みは８μｍ以下（たとえば約３μｍ）に設定し、各個別電極２４の厚みは約０．２μｍに設定し、各中間層２５の厚みは約３μｍに設定することができる。
【００４１】
このような記録装置Ａは、記録ヘッド１内の液状体流路とノズル開口部のフラッシングのためのフラッシング吐出を行うフラッシング吐出制御手段を備える。フラッシング吐出制御手段は、１００ｓｅｃ以下の時間毎にフラッシング吐出を開始する。これにより、ノズル開口部の液状体メニスカス面からの液状体溶媒成分の乾燥を防止する効果をさらに高めることができる。また、フラッシング吐出制御手段は、フラッシング吐出が連続１，０００回を超えると、過度のフラッシングとなる上に、液状体消費量が不必要に多くなるために不適切である。そのため、フラッシング吐出制御手段は、１発吐出〜１，０００発連続吐出とされる。なお、フラッシング吐出は、記録時と同一の吐出駆動周波数で行うことで、吐出制御をシンプルにすることができる。
【００４２】
なお、図１に示されるシリアルヘッドタイプの記録ヘッド１を有する記録装置Ａの場合には、フラッシング吐出制御手段は、記録ヘッド１が液状体排出部５２上に位置した時にフラッシング吐出を行い、図５に示されるラインヘッドタイプの記録ヘッド１を有する記録装置Ａの場合には、記録動作を維持したまま記録用紙にフラッシング吐出を行う。ラインヘッドタイプの記録ヘッド１を有する記録装置Ａの場合には、記録動作を中断することなく、高速記録を可能にしている。
【００４３】
このような記録装置Ａにおいて、本実施の形態１では、記録紙４１の記録面側に非接触で、かつノズル１４の配設位置基点に、記録紙４１の給送方向の上流側（図１と図５に示すＢ側）に設けられる加湿手段５１と、ノズル近傍エアの湿度を検出する図示しない湿度検出手段と、ノズル面の温度を検出する図示しないノズル面温度検出手段と、ノズル近傍エアの温度を検出する図示しないノズル近傍エア温度検出手段と、湿度検出手段、ノズル面温度検出手段およびノズル近傍エア温度検出手段を用いて検出されたノズル近傍エアの絶対湿度と相対湿度に応じて、加湿手段５１の駆動を制御する図示しない加湿手段駆動制御手段と、がさらに備えられる。
【００４４】
加湿手段５１によって発生された加湿空気（蒸気）は記録紙４１の給送方向に沿って流れるように、加湿手段５１は配置される。これによって、記録ヘッド本体２のノズル板９の表面に加湿空気（蒸気）が効率良く供給される。なお、加湿手段５１は図１と図５に示されるように配備することが適しているが、記録装置Ａの外部に配備し、記録ヘッド本体２のノズル面に充分な加湿空気（蒸気）を供給することでも同様の効果を与えることができる。
【００４５】
この加湿手段５１で利用可能な加湿方式の種類は大きく分けて、水噴霧方式、蒸気噴霧方式、気化式の３種類がある。水噴霧方式には、さらに細かい分類として流体ノズル方式、超音波方式、遠心式がある。また、蒸気噴霧方式にはさらに細かい分類として蒸気ボイラー式、蒸気皿式、電極式、電熱式がある。また、気化式にはさらに細かい分類として回転式、静止式、透湿膜式がある。
【００４６】
湿度検出手段として、相対湿度と絶対湿度とをそれぞれ専用の湿度検出手段を用意して検出してもよいし、湿度検出手段で検出された相対湿度と、ノズル面温度検出手段によって検出されたノズル面の温度とを用いて、計算的に絶対湿度を算出するようにしてもよい。
【００４７】
加湿手段駆動制御手段は、好適には、ノズル近傍エアの絶対湿度が５ｇ／ｍ3未満の場合に加湿手段５１を駆動し、相対湿度が１００％ＲＨで加湿手段５１の駆動を停止するように、加湿手段５１を制御する。これにより、水蒸気の不必要な供給を防止している。また、加湿手段駆動制御手段は、ノズル近傍エアの温度がノズル面温度以下となるように加湿手段５１を制御する。このようにノズル近傍エア温度がノズル面温度以下となるようにすることで、ノズル面の結露を防止し、液状体液滴の飛行曲がりや不吐出が防止される。
【００４８】
ここで、このような構造を有する記録装置の動作について説明する。まず、図示しない給紙手段と搬送ローラ４２によって記録紙４１が印刷処理を行うための所定の位置に設定されると、湿度検出手段、ノズル面温度検出手段およびノズル近傍エア温度検出手段によって、それぞれ相対湿度、ノズル面温度およびノズル近傍エア温度が検出される。加湿手段駆動制御手段は、ノズル面温度と相対湿度とによってノズル面の絶対湿度が算出される。その後、加湿手段駆動制御手段は、検出された相対湿度が１００％ＲＨ未満で、算出された絶対湿度が５ｇ／ｍ3以上となるように、加湿手段から加湿空気を駆動制御する。なお、このとき、ノズル近傍エア温度がノズル面温度以下となるように制御するとさらに好ましい。
【００４９】
ノズル近傍エアの湿度の条件が整うと、キャリッジモータによって記録ヘッド１とキャリッジ３１がキャリッジ軸３２にガイドされて主走査方向に所定の速度で搬送される。そして、搬送の際に、記録ヘッド１における液状体の吐出処理が行われる。
【００５０】
以下に、記録装置Ａの記録ヘッド１における液状体の吐出処理の動作について説明する。各圧電アクチュエータ２１は、振動板２２と各個別電極２４とを介して各圧電素子２３に駆動電圧を印加することにより振動板２２の圧力室４に対応する部分（凹部３の開口部分）を変形させることで、圧力室４内の液状体を吐出口３ｂ乃至ノズル１４から吐出させるようになっている。
【００５１】
すなわち、振動板２２と個別電極２４との間にパルス状の電圧を印加すると、そのパルス電圧の立ち上がりによって圧電素子２３が圧電効果によってその厚み方向と垂直な幅方向に収縮する。これに対し、振動板２２、個別電極２４および中間層２５は収縮しないので、いわゆるバイメタル効果により振動板２２の圧力室４に対向する部分が圧力室４側へ凸状に撓んで変形する。この撓み変形により圧力室４内の圧力が高まり、この圧力で圧力室４内の液状体が吐出口３ｂと吐出用液状体流路１２を経由してノズル１４から押し出される。その後、パルス電圧の立ち下がりによって圧電素子２３が伸長して振動板２２の圧力室４に対向する部分が元の状態に復帰する。このとき、ノズル１４から押し出されていた液状体が吐出用液状体流路１２内の液状体から引きちぎられて、液状体液滴１５（たとえば３ｐｌ）として記録紙４１へ吐出され、記録紙４１面にドット状に付着することとなる。また、振動板２２が凸状に撓んで変形した状態から元の状態に復帰する際に、圧力室４内には液状体カートリッジ３５より供給用液状体流路１１と供給口３ａを介して液状体が充填される。なお、各圧電素子２３に印加するパルス電圧としては、上記のように振動板２２を凸状に変形して元の状態に戻す押し引きタイプのものでなくても、第１の電圧から該第１の電圧よりも低い第２の電圧まで立ち下がった後に第１の電圧まで立ち上がる引き押しタイプのものであってもよい。
【００５２】
このような各圧電素子２３への駆動電圧の印加は、記録ヘッド１とキャリッジ３１を主走査方向において記録紙４１の一端から他端まで略一定速度で移動させているときに所定時間（たとえば、５０μｓ程度：吐出駆動周波数２０ｋＨｚ）毎に行われる（ただし、記録ヘッド１が記録紙４１における液状体液滴１５を着弾させない箇所に達したときには電圧が印加されないものとする）。これによって、記録紙４１の所定位置に液状体液滴１５が着弾される。そして、１走査分の記録が終了すると、搬送モータが各搬送ローラ４２を記録紙４１が副走査方向に所定量だけ搬送されるように制御した後、再度、記録ヘッド１とキャリッジ３１を主走査方向に移動させながら液状体液滴１５を吐出させて、新たな１走査分の記録を行なう。この動作を繰り返すことによって、記録紙４１全体に所望の画像が形成される。
【００５３】
図６は、４００個のノズルが配設されたシリアルヘッドタイプの記録ヘッドに水性液状体を充填し、記録ヘッド駆動時における液状体液滴吐出のノズル近傍エア湿度依存性を測定した結果を示す図であり、図７は、記録ヘッドにおける液状体液滴の吐出量不足の状態を模式的に示す図であり、図８は、記録ヘッドにおける液状体液滴のノズル詰まりの状態を模式的に示す図である。なお、図７と図８は、図３に対応した図であり、図３におけるノズルから吐出される液状体液滴を標準のものとして示されている。
【００５４】
図６では、吐出環境温度が２５℃の場合であり、使用される液状体の粘度が５．５ｍＰａ・ｓであり、吐出駆動周波数が２０ｋＨｚである場合を示している。また、この図の横軸はノズル近傍エアの絶対湿度（ｇ／ｍ3）であり、縦軸は正常吐出ノズル率（％）を示している。
【００５５】
この図６から、ノズル近傍エアの絶対湿度が５ｇ／ｍ3未満であると、ノズル開口部の液状体メニスカス面の水蒸気被覆割合が低く、水蒸気から液状体への水溶解量が不十分であるため、水分乾燥量の方が水供給量より多くなり液状体が増粘する。その結果、図７に示すように吐出された液状体液滴の吐出量不足や図８に示すように液状体液滴のノズル詰まりを起こし易い。
【００５６】
一方、相対湿度が１００％ＲＨではノズル面が結露し、液状体液滴の飛行曲がりや不吐出を起こす要因となり好ましくない。たとえば、図６に示す吐出環境２５℃、９９％ＲＨ（絶対湿度２２．７ｇ／ｍ3）では、液状体液滴の飛行曲がりや不吐出を起こすことなく図３に示されるように正常に吐出したが、２５℃、１００％ＲＨ（絶対湿度２３．０ｇ／ｍ3）では、ノズル面に結露が生じ、液状体液滴の飛行曲がりを起こした。
【００５７】
なお、図６では吐出環境温度が２５℃の場合を示しているが、その他の吐出環境温度（たとえば、５℃〜４０℃）においても、正常に液状体が吐出するノズル近傍エアの絶対湿度は５ｇ／ｍ3以上、かつ、相対湿度は１００％ＲＨ未満であることが確かめられる。
【００５８】
図９は、４００個のノズルが配設されたシリアルヘッドタイプの記録ヘッドに水性液状体を充填し、記録ヘッド駆動時における液状体液滴吐出の水性液状体の粘度依存性を測定した結果を示す図であり、図１０は、記録ヘッドから吐出された液状体液滴が飛行曲がりを起こした状態を模式的に示す図であり、図１１は、記録ヘッドから吐出された液状体液滴が飛散を起こした状態を模式的に示す図である。なお、図１０と図１１は、図３に対応した図であり、図３におけるノズルから吐出される液状体液滴を標準のものとして示されている。
【００５９】
図９では、吐出環境温度が２５℃の場合であり、吐出環境の絶対湿度が１１ｇ／ｍ3であり、吐出駆動周波数が２０ｋＨｚである場合を示している。この図の横軸は、水性液状体の粘度（ｍＰａ・ｓ）であり、縦軸は正常吐出ノズル率（％）を示している。なお、水性液状体粘度が３ｍＰａ・ｓ〜２５ｍＰａ・ｓの範囲となるように、水性液状体の組成を変えて試験を行った。
【００６０】
この図９から、液状体の粘度が４ｍＰａ・ｓ未満であると、図１０や図１１に示すように、ノズル開口部の液状体メニスカス形成が不安定となり、加湿手段で液状体液滴の溶媒乾燥を防止することができたとしても、図１０に示されるような液状体液滴の飛行曲がりや、図１１に示されるような液状体液滴の飛散を抑えられず、高画質記録が困難となる。そのため、正常な液状体吐出を示す液状体の粘度は４ｍＰａ・ｓ以上であることが望ましい。特に、吐出駆動周波数が１０ｋＨｚ以上の高速記録に対して有効である。
【実施例１】
【００６１】
上述した実施の形態１で使用可能な水性液状体の組成の一例を示す。
【００６２】
アシッドイエロー２３：  ５％
グリセリン：          ２０％
純水：                ７５％
このような組成を有する水性液状体を使用することによって、粘度を４ｍＰａ・ｓ以上とすることができる。
【実施例２】
【００６３】
上述した実施の形態１で使用可能な水性液状体の組成の他の一例を示す。
【００６４】
アシッドイエロー２３：  ５％
グリセリン：          ２０％
ＤＥＧＭＢＥ：          ５％
純水：                ７０％
このような組成を有する水性液状体を使用することによって、粘度を４ｍＰａ・ｓ以上とすることができる。
【００６５】
なお、実施例１，２のような組成を有する水性液状体を使用する場合には、グリセリンの濃度を変化させることによって粘度を調整することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の記録装置および液状体は、ノズル開口部の液状体メニスカスを安定に形成し、吐出された液状体液滴の吐出量不足、ノズル詰まり、飛行曲がりおよび飛散などを防止できるところから、たとえば民生用、産業用のインクジェット記録装置、印刷機や複写機などへの利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるシリアルヘッドタイプの記録ヘッドを有する記録装置の概略構成の一例を示す図
【図２】図１の記録装置の記録ヘッドの一部底面図
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図
【図５】本発明の実施の形態１におけるラインヘッドタイプの記録ヘッドを有する記録装置の概略構成の一例を示す図
【図６】本発明の実施の形態１における液状体液滴吐出のノズル近傍エア湿度依存性を測定した結果を示す図
【図７】記録ヘッドにおける液状体液滴の吐出量不足の状態を模式的に示す図
【図８】記録ヘッドにおける液状体液滴のノズル詰まりの状態を模式的に示す図
【図９】本発明の実施の形態１における液状体液滴吐出の水性液状体の粘度依存性を測定した結果を示す図
【図１０】液状体液滴が飛行曲がりを起こした状態を模式的に示す図
【図１１】液状体液滴が飛散を起こした状態を模式的に示す図
【符号の説明】
【００６８】
１    記録ヘッド
２    記録ヘッド本体
３    凹部
３ａ    供給口
３ｂ    吐出口
４    圧力室
６    圧力室部品
７    液状体流路部品
７ａ〜７ｆ    ステンレス鋼薄板
８    オリフィス
９    ノズル板
９ａ    撥水膜
１１    供給用液状体流路
１２    吐出用液状体流路
１４    ノズル
１５    液状体液滴
２１    圧電アクチュエータ
２２    振動板
２３    圧電素子
２４    個別電極
２５    中間層
３１    キャリッジ
３２    キャリッジ軸
３５    液状体カートリッジ
４１    記録紙
４２    搬送ローラ
５１    加湿手段
５２    液状体排出部
Ａ    記録装置
【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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