JP2005212412A - Inkjet recording apparatus and inkjet recording method - Google Patents

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省三 菊川
Katsuichi Kawabata
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet recording apparatus, which is made excellent in intermittent ejectability by restraining the viscosity of ultraviolet curing ink from being increased by light leakage and which can decrease an ejection voltage by restraining the viscosity of the ink containing dispersed pigment particulates from being increased by thixotropy, and an inkjet recording method. <P>SOLUTION: This inkjet recording apparatus is equipped with: a recording head which ejects the ultraviolet curing ink in a channel to a recording medium from a nozzle while moving relatively to the recording medium, by imparting an ejection signal to a pressure generating means of the channel; a light source for curing the ink by irradiating the ink immediately after ejection with ultraviolet rays; and a microvibration signal generating means which imparts a microvibration signal, for preventing the viscosity of the ink from being increased by microvibrating a meniscus in the nozzle so as to bring the ink in the nozzle into contact with air outside the nozzle and for suppressing an increase in the viscosity of the ink due to thixotropy by using an agitating effect, to a pressure generating means of a nonejection channel of the recording head. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

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。   In the present invention, immediately after the ultraviolet curable ink is ejected from the nozzle onto the medium, the ink is cured by irradiating the ultraviolet light from a light source provided in the vicinity of the head, and an image is recorded on the recording medium. The present invention relates to an ink jet recording apparatus and an ink jet recording method.

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。   In recent years, a recording method in which ink jet recording is performed on a recording medium using an ink curable with ultraviolet rays (ultraviolet curable ink) and cured by irradiating with ultraviolet rays has been developed and is being put to practical use.

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。   Inkjet recording has the feature that printing is easy because it does not require plate making, but with conventional recording methods using water-based inks or solvent-based inks, the fastness to friction, water resistance, and solvent resistance of the recorded material In addition, the light resistance and the like are not sufficient, and depending on the recording medium, a subbing treatment or the like is required, so that it is not suitable for industrial printing applications. However, by using UV curable ink, the components in the ink start to polymerize upon irradiation with UV light, and form a polymer, which increases the wear resistance, water resistance, solvent resistance, and light resistance of the recorded matter. In addition, an image having good adhesion can be formed without performing a subbing process or the like on the support constituting the recording medium. Furthermore, since ink is cured instantaneously by simply irradiating ultraviolet rays after ink ejection, there is no need for a drying device, there is no need to treat the discharged solvent, and it is extremely suitable for industrial printing applications that need to be recorded on various supports. In the industrial printing field, the market for inkjet recording devices using ultraviolet curable ink is expanding.

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。   In general, an ultraviolet curable ink comprises a photocurable prepolymer, a photocurable monomer, a photopolymerization initiator, and additives such as a pigment and an activator. Since the ink does not contain volatile components such as water and solvent, the water and solvent will not volatilize from the meniscus formed in the nozzles of the recording head, and the ink viscosity on the meniscus surface will not increase. Since it hardens instantaneously only by irradiating the film, there is an advantage that it is not necessary to dry the recording medium or to treat the discharged solvent. On the other hand, since the ultraviolet curable ink does not contain water or a solvent, the ink has a high viscosity and cannot be discharged from the recording head as it is. In order to stably discharge this hard-to-discharge ultraviolet curable ink from the recording head, it is necessary to heat the ink and reduce the viscosity at the time of discharge to 10 cp or less. As described above, since the ultraviolet curable ink has a higher viscosity than the water-based ink or the like, there is a drawback that the dischargeability is deteriorated if the viscosity is increased even a little.

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 。   The technology for ejecting UV curable ink from the recording head has just begun to be put into practical use and is not yet reliable enough.In particular, the intermittent ejection property is poor, and when the ejection is temporarily stopped and restarted, a certain volume is required. There is a problem that ink droplets cannot be ejected stably from the beginning and the image deteriorates. When the ejection is paused and restarted, if the ejection cannot be normally performed from the beginning, image degradation occurs. That is, during ink jet recording, a nozzle that ejects ink and a nozzle that does not eject ink are formed depending on the recording pattern.

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。   The cause of the poor intermittent discharge property of UV curable ink is that the viscosity of the ink is high, so even if it thickens even a little, it causes discharge failure, but the main cause is the meniscus of the nozzle that stopped discharging ink, When the ultraviolet rays irradiated to the ink ejected to the recording medium leak and hit, the ink in the nozzle hardens, the viscosity of the ink in this area rises, and when the ejection is restarted, a predetermined amount of ink droplets from the beginning This is because a phenomenon such as inability to discharge in a predetermined direction at a predetermined speed, or in an extreme case, does not discharge at first and then gradually recovers. Such a discharge failure is particularly undesirable because it causes image quality deterioration in the image edge portion. The increase in ink viscosity at the resting meniscus is mainly due to the volatilization of water and solvent from the nozzle meniscus in general water-based inks and solvent-based inks, but UV curable inks contain volatile components such as water and solvents. Since it is not included, it is not affected by volatilization, and the leakage light of ultraviolet light irradiated to cure the ejected ink is irradiated into the nozzle, and the polymerization of the ink in the nozzle proceeds. Conceivable.

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。   In addition, as the ultraviolet curable ink, a pigment ink in which pigment particles are dispersed is often used. However, in general, a system in which pigment particles are dispersed reduces the surface free energy of dispersed pigment fine particles when left after being dispersed. The dispersed pigment particles gather together and loosely bond to each other to form a structure, increasing the apparent viscosity. However, when an external force is applied during the viscosity measurement, the structure is broken and the viscosity is lowered according to the strength. This phenomenon is called thixotropy. UV curable ink containing pigment is an unstable system in which minute pigment particles are dispersed. Therefore, the viscosity characteristics are non-Newtonian and the thixotropy appears. This is a major cause of the viscosity increase.

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。   During continuous ejection, new ink is supplied to the nozzles more and more, so even if light leaks into the nozzles, there is little effect. In addition, during continuous ejection, the ink flows at high speed in the nozzle at a high shift speed, so that there is no increase in ink viscosity based on thixotropy. However, if light leaks into the ink on the meniscus surface in the nozzle while ejection is interrupted, ink polymerization starts and the ink viscosity increases. Further, while the ejection is interrupted, the ink flow rate in the nozzle becomes 0, so the shear rate becomes 0, thixotropy appears, and the ink viscosity increases. Due to both of these effects, the ink viscosity in the nozzle becomes high, and it becomes difficult to eject normal ink from the beginning when resuming ejection. If this thickened ink is purged (discharged), the ejection returns to normal, but cannot be purged during image recording, resulting in image degradation.

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。   In this way, the cause of the increase in ink viscosity in the idle nozzle is thought to be caused by leaked ultraviolet light and thixotropy, but during printing, the discharge pause period is extremely short, so the influence of leaked light is large, and thixotropy. The effect of is considered to be slight. However, when the recording head has stopped discharging for a long time outside the printing area, it is hardly affected by ultraviolet rays, but rather greatly influenced by thixotropy. Ink thickened by stopping recording for a long period of time needs to be purged, but since the viscosity has increased, it is necessary to apply a higher voltage than normal ejection, so there is no need to prepare a separate power supply for purging. must not. In addition, the voltage setting must be changed according to the degree of thickening, and the viscosity is lowered when the thickened ink is ejected. Therefore, the voltage setting must be changed accordingly.

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。   Conventionally, in an inkjet recording apparatus that uses ultraviolet curable ink, the amount of ultraviolet light that strikes the nozzle surface is regulated so that it does not exceed a certain amount to prevent an increase in ink viscosity, and the interval between the recording head and the light source is increased to prevent leakage. There are methods such as preventing the light or the light irregularly reflected by the recording medium and the nozzle surface from entering the nozzle, and devising the arrangement of the recording head and the light source so that the ink viscosity does not increase. However, since UV curable ink needs to be cured before the ink spreads on the recording medium, soaks into the recording medium, or mixes with the ink discharged next to the ink, Since it is necessary to irradiate, the distance between the nozzle and the light source cannot be so great. For this reason, in the conventional method, it is impossible to completely prevent leakage light or the like that has been reflected multiple times from the recording medium or the nozzle surface from entering the idle nozzle.

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10〜10(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。 Further, in order to avoid the influence of thixotropy, at 25 ° C., the shear rate is changed from 10 1 to 10 3 (1 / sec), the ink viscosity is measured, and the fluctuation range of the viscosity is 5 mPa * sec or less. There is a method of selecting an ultraviolet curable ink with little thixotropy and avoiding unstable ejection due to thixotropy.

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。   During printing pause, the ink thickened in the nozzle may be purged by moving the carriage to the home position, but if it is purged every time the ink in the nozzle thickens, it will be purged frequently, Expensive UV-curable ink is wasted. In addition, the line head is extremely troublesome because it is necessary to lift a large head and apply an ink receiver below the large head for purging.

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。   In this way, there has been no method to prevent the viscosity of thixotropic UV-curable ink from rising inside the recording head, especially inside the nozzles, during ejection pause, so select and use ink with low thixotropy. I had to. However, thixotropy is a phenomenon that always appears in a system in which pigment particles are dispersed, and thixotropy changes greatly depending on the dispersion state of the pigment particles, so that the dispersibility and dispersion stability are good, and a stable structure between the pigment particles is obtained. It is necessary to select ink that is difficult to make. For this reason, the ink that can be used is limited, and the usable period of the ink is also limited.

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。   Patent Document 1 discloses a technique in which a water-repellent film provided on the nozzle surface is inserted into the nozzle and the meniscus formation position is moved back deep into the nozzle. Although this is less susceptible to light leakage, since the meniscus is deep in the nozzle, it is not preferable because the drive voltage for ink ejection is increased and the ejection performance is lowered. Furthermore, thickening due to thixotropy cannot be prevented.

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。   All of the methods described above are symptomatic treatments, and can fundamentally solve the problems of ink thickening due to ultraviolet light leaking into a pause nozzle that does not eject ink droplets and ink thickening due to thixotropy. It is not a thing and needs to be changed whenever conditions change.

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。   Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688 discloses a technique for causing a meniscus in a nozzle to vibrate by giving a fine vibration signal to a recording head using ultraviolet curable ink. However, this technology uses ultraviolet curable ink to which a solvent is added for the purpose of reducing the ink viscosity, ejects the ink onto the recording medium, evaporates the solvent in the ink, and then sets the ultraviolet ray provided outside the recording apparatus. In this method, the ink is cured by irradiation from an irradiation lamp. In this method, irradiation of ultraviolet light is performed at a location away from the recording apparatus after the recording medium is ejected from the recording apparatus, so that thickening of ink in the nozzles due to ultraviolet light leakage is a problem. There is no. Therefore, the micro-vibration of the meniscus in this patent does not prevent thickening due to ultraviolet light leakage, but the thickening caused by evaporation of the solvent from the dormant nozzle is compared with the low-viscosity ink in the channel. This is prevented by stirring, and is only a conventional method.

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。
特開平11−10874号公報 特開2003−159790号公報 特開2000−203020号公報
Patent Document 3 discloses a technique for applying a discharge preliminary waveform of a sawtooth wave after discharge is stopped and before discharge is restarted in order to suppress the thixotropy of water-based ink. However, UV curable ink has much higher viscosity than water-based ink, and its thixotropy is much higher than water-based ink, so it uses a sawtooth wave to apply a slight vibration that is effective for gradually increasing the voltage. I can't. Further, there is no description about the ultraviolet curable ink.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-10874 JP 2003-159790 A JP 2000-203020 A

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。   The present invention discharges an ultraviolet curable ink containing a pigment and immediately irradiates and cures the ultraviolet light to cure the above-mentioned problem in an ink jet recording apparatus that performs image recording, that is, discharge is stopped during printing. Then, ultraviolet leaking light enters the nozzle during the pause, the ink viscosity increases, the image quality deteriorates when resuming ejection, and the ink viscosity increases due to thixotropy of the pigment ink when printing is paused for a long time. The result of diligent investigation on the problem of high purge voltage is that the start of radical polymerization type UV curable ink is inhibited by oxygen in the air by slightly vibrating the meniscus of the idle nozzle, In addition, by utilizing the fact that the initiation of polymerization of cationic polymerization type UV curable ink is hindered by the humidity in the air, an increase in viscosity due to leakage light is suppressed. In addition, it is superior in intermittent ejection properties, and furthermore, by stirring the ink by slightly vibrating the meniscus, it suppresses the thickening due to thixotropy of ink containing dispersed pigment fine particles, lowers the ejection voltage, and reduces the normal viscosity of the ink It is an object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus and an ink jet recording method in which a dedicated power source for purging is not required by enabling discharge at a voltage for discharging ink.

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。   According to the present invention, three types of micro vibrations having different vibration intensities are prepared, and the image quality is always improved by changing the intensity of the micro vibrations in the ink, the environmental conditions, the print area and the print area, respectively. Can be obtained.

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。   Other problems of the present invention will become apparent from the following description.

上記課題は、以下の各発明によって解決される。   The above problems are solved by the following inventions.

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。   According to the first aspect of the present invention, the UV curable ink in the channel is ejected from the nozzle toward the recording medium while moving relative to the recording medium by giving an ejection signal to the pressure generating means of the channel. By slightly vibrating the meniscus in the nozzle against the recording head, the light source for curing the ink by irradiating the ink just after ejection with ultraviolet light, and the pressure generating means of the non-ejection channel in the recording head A fine vibration signal generating means for bringing the ink in the nozzle into contact with air outside the nozzle to prevent an increase in the ink viscosity due to ultraviolet light leakage and for providing a fine vibration signal for suppressing an increase in the ink viscosity due to thixotropy. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording apparatus.

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。   According to a second aspect of the present invention, when the recording head is in the printing region, the micro-vibration signal generating means sets AL to 1/2 the acoustic resonance period of the channel with respect to the pressure generating means of the non-ejection channel. 2. The meniscus in the nozzle is finely vibrated by applying a single pulse composed of a 2AL width rectangular wave for reducing and enlarging the channel volume when (Acoustic Length) is set. Inkjet recording apparatus.

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。   According to a third aspect of the present invention, when the recording head is in the printing area, the micro-vibration signal generating means AL reduces half of the acoustic resonance period of the channel to the pressure generating means of the non-ejection channel. (Acoustic Length), a meniscus in the nozzle is applied by applying a double pulse in which a 1AL width rectangular wave and a 2AL width rectangular wave are arranged at 1AL intervals to reduce and expand the channel volume. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink jet recording apparatus is slightly vibrated.

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。   According to a fourth aspect of the present invention, when the recording head is outside the printing area, the micro-vibration signal generating means AL sets 1/2 of the acoustic resonance period of the channel to the pressure generating means of all channels. (Acoustic Length), (N1) AL width rectangular wave for reducing and expanding the channel volume, (N2) AL width first pause period, and for expanding and reducing the channel volume. Of (N3) AL width rectangular wave and (N4) AL width second continuous period (N1, N2, N3, N4 are integers of 2 or more). 4. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the meniscus is vibrated slightly.

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。 The invention of claim 5, wherein is an ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ultraviolet light quantity by said light source is a 1mJ / cm 2 ~3000mJ / cm 2 .

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。   A sixth aspect of the present invention is the ink jet recording apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the ultraviolet curable ink absorbs ultraviolet rays and starts radical polymerization.

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。   A seventh aspect of the invention is the ink jet recording apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the ultraviolet curable ink absorbs ultraviolet rays and starts cationic polymerization.

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。   The invention according to claim 8 is the ink jet recording apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein a relative speed at the time of recording between the recording head and the recording medium is 40 cm / sec or more. is there.

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。   A ninth aspect of the present invention is the ink jet recording apparatus according to any one of the first to eighth aspects, wherein a nozzle diameter of the recording head is 30 μm or less.

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。   A tenth aspect of the present invention is the ink jet recording apparatus according to any one of the first to ninth aspects, wherein the ink droplets ejected from the recording head are 10 pl or less.

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。   An eleventh aspect of the present invention is the ink jet recording apparatus according to any one of the first to tenth aspects, wherein a distance between a nozzle surface of the recording head and the recording medium is 1 mm to 3 mm.

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。   A twelfth aspect of the invention is the ink jet recording apparatus according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the recording medium is non-ink-absorbing.

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。   A thirteenth aspect of the invention is the ink jet recording apparatus according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the recording medium is paper.

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。   According to a fourteenth aspect of the present invention, the recording head is a line-shaped recording head having a length in the width direction of the recording medium, and the light source has a line having a length in the width direction of the recording medium. The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the inkjet recording apparatus is a shaped light source.

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。   According to the fifteenth aspect of the present invention, an ultraviolet ray curable ink in the channel is directed from the nozzle to the recording medium while moving relative to the recording medium by giving an ejection signal to the pressure generating means of the channel of the recording head. An ink jet recording method in which ink is cured by irradiating ultraviolet light from a light source provided in the vicinity of the head with respect to the ink immediately after the ejection, and a nozzle for pressure generating means of a non-ejection channel in the recording head Gives a fine vibration signal to finely vibrate the meniscus in the nozzle, contacts the ink inside the nozzle with the air outside the nozzle to prevent the start of polymerization, prevents the ink viscosity from rising, and stirs the meniscus to thixotropy An ink jet recording method characterized by suppressing an increase in ink viscosity due to the ink.

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。   According to a sixteenth aspect of the present invention, when the recording head is in the printing area, the fine vibration signal is obtained by setting AL (Acoustic) to ½ of the acoustic resonance period of the channel with respect to the pressure generating means of the non-ejection channel. 16. The inkjet according to claim 15, wherein the meniscus in the nozzle is finely vibrated by applying a single pulse composed of a 2AL-width rectangular wave for reducing and enlarging the channel volume. It is a recording method.

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。   According to a seventeenth aspect of the present invention, when the recording head is in the printing area, the micro-vibration signal is obtained by setting AL (Acoustic) to ½ of the acoustic resonance period of the channel with respect to the pressure generating means of the non-ejection channel. Length), a double pulse consisting of a 1AL width rectangular wave and a 2AL width rectangular wave arranged at 1AL intervals for reducing and expanding the channel volume is applied to finely reduce the meniscus in the nozzle. 16. The ink jet recording method according to claim 15, wherein the ink jet recording method is vibrated.

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。   According to an eighteenth aspect of the present invention, when the recording head is out of the printing area, 1/2 of the acoustic resonance period of the channel is set to AL (Acoustic) for the pressure generating means of all the channels when the recording head is outside the printing region. (N1) AL width rectangular wave for reducing and enlarging the channel volume, (N2) first pause period for AL width, and for expanding and reducing the channel volume ( N3) By applying a continuous wave (N1, N2, N3, N4 is an integer of 2 or more) consisting of a rectangular wave of AL width and a second pause period of (N4) AL width, the meniscus in all nozzles is reduced. 18. The ink jet recording method according to claim 15, 16 or 17, wherein the ink jet recording method is slightly vibrated.

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。 The invention of claim 19 wherein is an ink jet recording method according to any one of claims 15-18, wherein the ultraviolet light intensity is 1mJ / cm 2 ~3000mJ / cm 2 by the light source.

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。   The invention according to claim 20 is the ink jet recording method according to any one of claims 15 to 19, wherein the ultraviolet curable ink absorbs ultraviolet rays and starts radical polymerization.

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。   A twenty-first aspect of the invention is the ink jet recording method according to any one of the fifteenth to nineteenth aspects, wherein the ultraviolet curable ink absorbs ultraviolet rays and starts cationic polymerization.

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。   The invention according to claim 22 is the ink jet recording method according to any one of claims 15 to 21, wherein a relative velocity during recording between the recording head and the recording medium is 40 cm / sec or more. is there.

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。   The invention according to claim 23 is the ink jet recording method according to any one of claims 15 to 22, wherein the nozzle diameter of the recording head is 30 μm or less.

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。   A twenty-fourth aspect of the invention is the ink jet recording method according to any one of the fifteenth to twenty-third aspects, wherein the ink droplets ejected from the recording head are 10 pl or less.

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。   A twenty-fifth aspect of the invention is the ink jet recording method according to any one of the fifteenth to twenty-fourth aspects, wherein the distance between the nozzle surface of the recording head and the recording medium is 1 mm to 3 mm.

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。   A twenty-sixth aspect of the invention is the ink jet recording method according to any one of the fifteenth to twenty-fifth aspects, wherein the recording medium is non-ink-absorbing.

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。   The invention according to claim 27 is the ink jet recording method according to any one of claims 15 to 25, wherein the recording medium is paper.

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。   According to a twenty-eighth aspect of the invention, the recording head is a line-shaped recording head having a length in the width direction of the recording medium, and the light source has a line having a length in the width direction of the recording medium. The inkjet recording method according to claim 15, wherein the inkjet recording method is a shaped light source.

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。   According to the present invention, the meniscus in the idle nozzle is finely vibrated, so that the meniscus in the idle nozzle is always brought into contact with new oxygen or moisture in the air, thereby stopping the meniscus of the idle nozzle. Even if ultraviolet light leaks into the ink, the polymerization of the photopolymerizable material in the UV curable ink can be prevented and the increase in viscosity can be prevented, providing superior intermittent ejection, preventing image deterioration, and printing. Reliability can be increased. In addition, the ink is stirred when the meniscus that has stopped discharging is slightly vibrated, so that the structure formed by the pigment dispersed particles in the ink is destroyed during a long-term stop to prevent the ink from thickening due to thixotropy. The power supply for the operation can be made unnecessary. Furthermore, micro vibration waveforms having different intensities can be prepared, and optimal micro vibration can be applied according to ink, environment, printing area, and printing area.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

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。   The basic components of UV curable ink are typically UV curable resin, a photopolymerizable prepolymer with a slightly higher molecular weight to determine the structure and physical properties of the image, and the viscosity of the ink by diluting this prepolymer. And a photopolymerizable monomer that also participates in polymerization and acts as a crosslinking agent when irradiated with ultraviolet rays, a photopolymerization initiator that absorbs ultraviolet rays and initiates a photopolymerization reaction, a pigment, Consists of additives such as activators and defoamers, and does not contain volatile components such as water and solvents. Therefore, since most of the components can be polymerized, the recording apparatus requires an ultraviolet light source for curing, but does not require a drying apparatus for removing volatile components after recording, and is a harmful organic solvent during printing. Is not released into the atmosphere, so that no solvent recovery device is required.

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。   As described above, since the ultraviolet curable ink does not contain a volatile component, the volatile component does not volatilize from the nozzle surface during the ejection stop and the ink viscosity of the meniscus in the nozzle does not increase.

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。   There are two types of ultraviolet curable ink, radical polymerization type and cationic polymerization type, and any of them can be preferably used in the present invention.

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。   Radical polymerization type ultraviolet curable ink has a property that the initiation of radical polymerization is inhibited by oxygen. That is, when ultraviolet light is irradiated to the ultraviolet curable ink, the photopolymerization initiator generates radicals and initiates a crosslinking reaction between the photopolymerizable prepolymer and the photopolymerizable monomer. If oxygen is present in the reaction atmosphere, The radicals generated by the absorption of ultraviolet rays by the photopolymerization initiator are preferentially reacted with oxygen and consumed, and when the oxygen is completely consumed, the polymer formation reaction is started for the first time. Since the reaction between radicals and oxygen is said to be about 100 times faster than the reaction between radicals and photopolymerizable monomers or polymers, oxygen in the air is a powerful factor that inhibits the initiation of polymerization.

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。   An acrylic compound is used as the radical polymerization material. For example, urethane acrylate, epoxy acrylate, amino resin acrylate, acrylic resin acrylate, and the like can be given.

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。   In addition, the cationic polymerization type UV curable ink using a cationic polymerizable material does not inhibit the polymerization by oxygen, but the cationic polymerization reaction is sensitive to moisture (humidity) in the air, so the polymerization starts when the humidity is high. Disappear. For example, when the humidity increases from 45% to 85%, the reaction rate decreases to 1/60.

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。   Examples of the cationic polymerization material include epoxy resins, vinyl ether compounds, cyclic ether compounds, spiro compounds, and okitacene resins.

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。   The photopolymerization initiator includes a radical reaction type and an ion reaction type. The radical reaction type includes one that absorbs ultraviolet energy and cleaves itself to generate a radical, and the other that extracts hydrogen from a nearby hydrogen-containing compound to generate a radical.

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。   The ion-reactive type is a compound that releases a catalyst component that initiates cationic polymerization upon irradiation with ultraviolet light, and examples thereof include aromatic diazonium salts, aromatic sulfonium salts, aromatic iodonium salts, and metallocene compounds. Should be used appropriately.

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。   In the present invention, by utilizing the property that the polymerization initiation of radical polymerization type ultraviolet curable ink is inhibited by oxygen and the polymerization initiation of cationic polymerization type ultraviolet curable ink is inhibited by humidity, ink droplets are formed. Even if ultraviolet light leaks into the meniscus in the nozzle of the non-ejection channel that does not eject, the meniscus is vibrated slightly to bring the ultraviolet curable ink in the nozzle into contact with oxygen or moisture in the air outside the nozzle. This is a new method for preventing an increase in ink viscosity. For example, when using a radical polymerization type ultraviolet curable ink, even if the ultraviolet light leaks into the nozzle by mistake and radicals are generated from the photopolymerization initiator in the ink, the meniscus is vibrated slightly, If the ink in the nozzle is always brought into contact with oxygen or moisture in the external new air in contact with the meniscus, the generated radicals react preferentially with oxygen and moisture, preventing the polymerization of the photopolymerizable material from starting. Therefore, an increase in viscosity can be prevented.

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。   Unless the meniscus is vibrated slightly, radical polymerization starts when oxygen in the air in contact with the ink meniscus in the nozzle is consumed. Since new oxygen is supplied immediately, no polymer is produced, but the viscosity of the ink at that location increases. For example, even if a viscosity increase of 1 cp occurs, the discharge amount is reduced by several percent, leading to image deterioration, which is not preferable. When the meniscus is vibrated slightly, new oxygen is always supplied to the ink in the nozzle forming the meniscus, and as long as these are supplied, the polymerization cannot be started, so that an increase in viscosity can be prevented.

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。   Similarly, in the cationic polymerization type ultraviolet curable ink, unless the meniscus is vibrated, if the moisture contacting the meniscus is consumed, the ultraviolet curable ink in the nozzle starts cationic polymerization. When the meniscus is finely vibrated, new moisture is always supplied to the meniscus, so that no polymerization occurs even when light leaks onto the photopolymerization initiator in the ink in the meniscus, and an increase in viscosity can be suppressed.

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。   Further, according to the present invention, the ink is stirred by finely vibrating the meniscus to prevent the pigment-dispersed particles in the ink from forming during the long-term stop, and the formed structure is destroyed. Thus, an increase in the viscosity of the ink due to thixotropy can also be prevented.

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。   By finely vibrating the meniscus in this way, the effect of improving the contact between the ink on the meniscus and the air and the effect of stirring the ink thickened by the meniscus overlap, which is extremely effective and increases the viscosity of UV curable ink with high viscosity. Can prevent viscosity.

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。   That is, according to the present invention, a fine vibration signal is given to the pressure generating means of the non-ejection channel to cause the meniscus in the nozzle to vibrate, and the fine vibration causes the ink in the nozzle to contact the air outside the nozzle. The photopolymerization of the ink is prevented, and the thixotropic property is suppressed by destroying the structure formed by the pigment dispersed particles in the ink by stirring by slight vibration, thereby suppressing the viscosity increase of the ink.

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。   The viscosity of ultraviolet curable ink is much higher than that of water-based ink, and the actual situation is that a low-viscosity monomer is added, the ink is heated to lower the viscosity, and finally discharged from the recording head. For this reason, if the viscosity is increased even a little, ejection failure tends to occur. Depending on the type of ink, it is not sufficient to apply a slight vibration to the idle nozzle, and it may be preferable for the drive nozzle to also apply a slight vibration immediately before ejection. That is, a method may be employed in which all the nozzles are always subjected to slight vibration, and when an ejection signal is received, an ejection pulse is sandwiched.

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10〜10(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、10〜10(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、0〜10(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。 The viscosity (η) of a Newtonian fluid is proportional to the ratio of shear stress (τ) / slip rate (D). The viscosity of the Newtonian fluid is represented by η = τ / D, and is constant regardless of the shear rate. The viscosity of the low-viscosity water-based dye ink takes the behavior of a Newtonian fluid, but the ultraviolet curable ink has high viscosity and contains solid pigment-dispersed particles, so that thixotropy tends to appear in the viscosity behavior. Since the viscosity of a thixotropic fluid is not proportional to the ratio of shear stress (τ) / slip velocity (D), the shear rate must be defined when defining the viscosity of a thixotropic fluid. Ordinary thixotropic fluids exhibit shear fluidization characteristics in which the viscosity decreases as the shear rate increases. When ink flows inside the recording head, the displacement speed in the channel is about 10 0 to 10 2 (1 / sec), but the displacement speed in the nozzle is because the ink passes through the narrow nozzle at high speed. It becomes a high value of 10 3 to 10 4 (1 / sec). Therefore, even if the viscosity is high in the channel where the shear rate is low, the flow rate is high in the narrow nozzle when ejecting, so that the viscosity decreases due to the high shear rate, and stable ejection can be achieved. However, since the DOD recording head repeatedly discharges and pauses, the slippage speed fluctuates rapidly in the range of 0 to 10 4 (1 / sec). Therefore, if the thixotropy is large, the viscosity fluctuation increases and the discharge is performed. Ink droplet sizes and speeds vary, making it impossible to discharge stably.

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10〜10(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。 In order to stably discharge UV-curing ink, the speed of the viscosity is measured in the range of 10 1 to 10 3 (1 / sec) at 25 ° C. by changing the speed of the rotor of the viscometer. It is preferably 5 mPa * sec or less. As described above, thixotropy shows a low value immediately after dispersion when the dispersion state is good, but as time passes, the pigment dispersed particles become agglomerated, and as the structure is formed, the thixotropy gradually increases and the viscosity increases. As a result, the usable time is limited.

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。   In the present invention, an ink having a good pigment dispersion such that the viscosity difference measured by changing the shear rate does not exceed 5 cp is preferable, but this is not a limitation. The reason for this is that even if the dispersion deteriorates with time and the thixotropy increases and the viscosity difference exceeds 5 cp, the viscosity decreases when an acoustic wave is applied to the ink. After purging, stable discharge is possible thereafter.

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。   However, if the ejection is interrupted, especially if it is interrupted for a long time outside the printing area, the viscosity increases greatly. When purging this thickened ink, it cannot be purged with a normal ejection voltage, but a dedicated power supply is required. In the present invention, since the viscosity is lowered by applying a slight vibration, a dedicated power source for purging is not required.

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。   Next, an example of an ink jet recording apparatus for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

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。   FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an ink jet recording apparatus. In the inkjet recording apparatus 1, the recording medium P is sandwiched between the conveyance roller pair 32 of the conveyance mechanism 3 and further conveyed in the Y direction in the figure by a conveyance roller 31 that is rotationally driven by a conveyance motor 33.

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。   The recording head 2 is provided between the conveying roller 31 and the conveying roller pair 32 so as to face the recording surface PS of the recording medium P. The recording head 2 is shown substantially orthogonal to the conveyance direction (sub-scanning direction) of the recording medium P by a driving means (not shown) along the guide rail 4 spanning the width direction of the recording medium P. A carriage 5 provided so as to be capable of reciprocating along the XX ′ direction (main scanning direction) is mounted so that the nozzle surface of the recording head 2 faces the recording surface PS of the recording medium P. The drive signal generator 100 (see FIG. 3) provided with a circuit for generating a discharge signal and a micro-vibration signal, which will be described later, is electrically connected via the flex cable 6.

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。   Further, on the carriage 5 on which the recording head 2 is mounted, ultraviolet light sources 7 and 7 are provided alongside both sides of the recording head 2 so as to sandwich the recording head 2 in the main scanning direction. Therefore, a predetermined amount of ultraviolet light is emitted toward the recording surface PS of the recording medium P by lighting.

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。 In the present invention, the amount of ultraviolet light emitted from the ultraviolet light sources 7 and 7 is preferably 1 mj / cm 2 to 3000 mj / cm 2 . If the amount of ultraviolet light exceeds this range, the recording medium P is overheated, or light that is irregularly reflected by the recording medium P becomes strong, which is not preferable. On the other hand, if the amount is less than this, the curing speed becomes slow, and the image quality and image physical properties deteriorate.

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。   In the present invention, when the amount of ultraviolet light is in the above range, an increase in the viscosity of the ultraviolet curable ink in the rest nozzle is prevented, and the effect of being excellent in intermittent discharge performance is remarkably exhibited. Alternatively, when ink that tends to thicken is ejected, it is preferable to apply a slight vibration immediately before ejection. This fine vibration immediately before the discharge has an effect of uniforming the meniscus position in addition to the effect of reducing the viscosity, and has an extremely large effect of keeping the discharge amount constant. This is an effective technique for uniforming the size of the ejected droplets in multi-drop ejection.

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。 If the ink of a radical polymerization type, the ultraviolet light intensity, it is preferable that a 50mJ / cm 2 ~100mJ / cm 2 , the ink case of the cationic polymerization type, it is preferable that the 1mJ / cm 2 ~200mJ / cm 2 . There is a relationship of (mW / cm 2 ) (sec) = mJ / cm 2 between the illuminance of ultraviolet rays (mW / cm 2 ) and the amount of light (mJ / cm 2 ), which can be converted into each other.

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。   The recording head 2 moves the recording surface PS of the recording medium P in the direction XX ′ in the drawing as the carriage 5 moves. The ink is cured by irradiating ultraviolet light from the light sources 7, 7, and a desired inkjet image is recorded on the recording surface PS of the recording medium P.

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。   In the present invention, the nozzle diameter of the nozzle 23 is preferably 30 μm or less. The reason is that it is possible to eject a minute droplet of 10 pl or less and it is difficult to pick up leaked light.

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。   In the present invention, the relative speed during recording between the recording head 2 and the recording medium P due to the movement of the carriage 5 is preferably 40 cm / second or more. When the relative speed is increased in order to increase the recording speed, the irradiation amount of the ultraviolet light of the ink on the recording medium P decreases, so that the amount of ultraviolet light must be increased or the ultraviolet sensitivity of the ink must be increased. Then, since an increase in viscosity is likely to occur, the effect of the present invention can be exhibited more remarkably.

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。   Further, the distance between the nozzle surface of the recording head 2 and the recording medium P is preferably 1 mm to 3 mm. The reason is that the narrower the interval, the more difficult it is to pick up leaked light. However, if the distance is smaller than 1 mm, the recording head 2 and the recording medium P are likely to come into contact with each other. However, by applying a slight vibration to the meniscus in the nozzle, it is possible to suppress an increase in the viscosity of the ink due to leakage light, so that the distance between the two can be widened and troubles such as contact accidents are reduced.

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。   Furthermore, if the recording medium P is non-ink-absorbing, it is essential to cure the ink by irradiating it with ultraviolet light before the ink wets and spreads on the surface of the recording medium P. Further, when the recording medium P is paper, the ultraviolet light does not reach when the ink soaks into the paper fiber. Therefore, it is essential that the ink is cured by irradiating the ultraviolet light before the ink soaks. For this reason, it is necessary to provide the ultraviolet light source 7 immediately beside the recording head 2, and the interval is preferably 1 cm to 5 cm. When the interval is narrowed in this way, an increase in the ink viscosity of the pause nozzle due to the leaked light is inevitable, but according to the present invention, the increase in the ink viscosity due to the leak light is caused by slightly vibrating the meniscus in the pause nozzle. Since this does not occur, this interval can be narrowed as described above.

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。   In the figure, reference numeral 8 denotes an ink receiver, which is arranged on both sides of the recording medium P. When the recording head 2 is positioned on the ink receivers 8 and 8 (regardless of stopping or moving), a small amount of ink droplets are purged toward the ink receiver 8. Further, when the recording head 2 has stopped operating for a long time at the home position, although not shown in FIG. 1, the nozzle 9 of the recording head 2 is protected by covering with a cap 9 (see FIG. 8). It is like that.

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。   2 and 3 are diagrams showing an example of the recording head 2. FIG. 2A is a schematic perspective view, FIG. 2B is a cross-sectional view, and FIG. 3 is a diagram showing an operation during ink ejection.

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。   In the figure, 21 is an ink tube, 22 is a nozzle forming member, 23 is a nozzle, 24 is a cover plate, 25 is an ink supply port, 26 is a substrate, and 27 is a partition wall. A channel 28 serving as an ink chamber is formed by the partition wall 27, the cover plate 24, and the substrate 26.

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。   Here, as shown in FIG. 2, the recording head 2 is separated between the cover plate 24 and the substrate 26 by a plurality of partition walls 27A, 27B, and 27C made of a piezoelectric material such as PZT that is an electromechanical conversion element. A shear mode (share mode) type recording head in which a number of channels 28 are arranged in parallel is shown. In such a recording head 2, the partition wall 27 is deformed to generate a pressure change in the channel 28. Therefore, the partition wall 27 made of the piezoelectric material constitutes a pressure generating unit.

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。   Although three chambers (28A, 28B, 28C) which are a part of many channels 28 are shown in FIG. 3, the number of channels 28 is not limited. One end of the channel 28 (hereinafter sometimes referred to as a nozzle end) is connected to the nozzle 23 formed on the nozzle forming member 22, and the other end (hereinafter sometimes referred to as a manifold end) is connected to the ink supply port 25. Then, the ink tube 21 is connected to an ink tank (not shown). Electrodes 29A, 29B, and 29C connected from above the partition walls 27 to the bottom surface of the substrate 26 are formed in close contact with the surfaces of the partition walls 27 in the channels 28. The electrodes 29A, 29B, and 29C are connected to the drive signal generator 100. Connected to.

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。   The drive signal generator 100 generates a drive signal generation circuit that generates a series of drive signals including a plurality of drive pulses for each pixel period, and a drive signal supplied from the drive signal generation circuit for each channel. A drive pulse selection circuit that selects a drive pulse according to the data of each pixel and supplies the channel to each channel. A drive pulse for driving the partition wall 27 as an electro-mechanical conversion means according to the data of each pixel. Supply. This drive pulse includes a micro vibration pulse based on the micro vibration signal and an ejection pulse based on the ink ejection signal.

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。   Here, each partition wall 27 is constituted by two piezoelectric materials 27a and 27b having different polarization directions as indicated by arrows in FIG. 3, but the piezoelectric material may be only a portion 27a, for example. 27 may be present in at least a part of 27.

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。   When an ejection signal is applied to the electrodes 29A, 29B, and 29C formed in close contact with the surfaces of the partition walls 27 under the control of the drive signal generator 100, ink droplets are ejected from the nozzles 23 by the operation exemplified below. In FIG. 3, the nozzle is omitted.

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)。   First, when no discharge signal is applied to any of the electrodes 29A, 29B, and 29C, none of the partition walls 27A, 27B, and 27C is deformed, but the electrodes 29A and 29C are grounded in the state shown in FIG. At the same time, when an ejection signal is applied to the electrode 29B from the drive signal generator 100, an electric field in a direction perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric material constituting the partition walls 27B and 27C is generated, and both the partition walls 27B and 27C As shown in FIG. 3B, the partition walls 27B and 27C are deformed toward each other, expanding the volume of the channel 28B and generating a negative pressure in the channel 28B. Draw. When the potential is returned to 0 from this state, the partition walls 27B and 27C return from the expanded position shown in FIG. 3B to the neutral position shown in FIG. 3A, and high pressure is applied to the ink in the channel 28B ( Release). Next, as shown in FIG. 3C, when a discharge signal is applied to deform the partition walls 27B and 27C in the opposite directions to reduce the volume of the channel 28B, a positive pressure is generated in the channel 28B ( Reinforce).

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。   As a result, the meniscus in the nozzle 23 due to a part of the ink filling the channel 28 </ b> B changes in the direction in which it is pushed out of the nozzle 23. When the positive pressure becomes so large that the ink droplet is ejected from the nozzle 23, the ink droplet is ejected from the nozzle 23. The other channels operate in the same manner as described above by applying the ejection signal. Such an ejection method is called a DRR driving method, and is a typical driving method for a share mode type recording head. However, the method for ejecting ink droplets is not particularly limited in the present invention.

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。   In such a shear mode type recording head 2, the deformation of the partition wall 27 occurs due to a voltage difference applied to the electrodes 29 provided on both sides of the partition wall 27. Therefore, instead of applying a negative voltage to the electrode 29 of the channel 28 for ink ejection, The same operation can be performed by grounding the electrode 29 of the channel 28 for discharging and applying a positive voltage to the electrode 29 of the adjacent channel 28. According to this latter method, it can be driven only by a positive voltage.

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。   Further, since the shear mode type recording head 2 shares the partition wall 27 of the channel 28 with the adjacent channel 28, it cannot simultaneously discharge from the adjacent channel 28 on both sides. For this reason, it is preferable to perform three-cycle driving in which every two channels 28 are divided into three sets of channel groups for driving. Alternatively, each channel may be driven independently by alternately providing channels and air chambers not containing ink.

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。   Next, in the ink jet recording apparatus 1, a configuration for finely vibrating the meniscus will be described.

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。   In the case where an image is recorded by moving the recording head 2 along the main scanning direction as in the ink jet recording apparatus 1 shown in the present embodiment, the operation position of the recording head 2 is as shown in FIG. Along the direction, there are a home position, a first standby position, an acceleration (deceleration) area, a printing area, a reduction (acceleration) acceleration area, and a second standby position. Performs image recording in a printing area where image recording is performed on the recording medium P, and the recording head 2 is in one of the home position, the first standby position, each acceleration (deceleration) speed area, and the second standby position. There is no printing area outside.

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。   In the present invention, the nozzle from the drive signal generator 100 (microvibration signal generator) to the pressure generator of the non-ejection channel 28 in the recording head 2 both inside and outside the print area. It is preferable to give a fine vibration signal for finely vibrating the meniscus in 23. The purpose of finely vibrating the meniscus of the non-ejection nozzle in the printing area is to prevent ink thickening due to leaked ultraviolet light, and to improve intermittent ejection and prevent image deterioration. On the other hand, the purpose of finely vibrating the meniscus of the non-ejection nozzle outside the printing region is to stir the ink in the meniscus to prevent thickening due to thixotropy of the ink due to long-term stop, and to lower the purge voltage.

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。   In particular, in the case of ink that tends to thicken, it is preferable to apply a slight vibration immediately before ejection. This not only has the effect of lowering the viscosity, but also has the effect of making the meniscus position constant, so that the proper discharge amount can be kept constant.

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。   It is preferable to use a rectangular wave for this fine vibration signal. Here, the rectangular wave refers to a waveform in which both the rise time and fall time between 10% and 90% of the voltage are within ½, preferably ¼ of AL. Note that AL (Acoustic Length) is ½ of the acoustic resonance period of the channel. This AL measures the speed of ink droplets ejected by applying a rectangular wave voltage pulse to the partition wall 27 made of a piezoelectric material which is an electrical / mechanical conversion means, and keeps the rectangular wave voltage value constant. When the pulse width is changed, it is obtained as the pulse width that maximizes the flying speed of the ink droplet. The pulse width is defined as the time between the point where the voltage rises and reaches 50% of the maximum voltage and the point where the voltage falls and reaches 50% of the maximum voltage.

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。   The micro-vibration signal composed of a rectangular wave appears to cause a greater variation in the pressure of the ink than the trapezoidal wave in which the rise and fall of the voltage are inclined. The recording head 2 shown is a shear mode head in which the partition wall 27 constituting the channel 28 is made of a piezoelectric material, and the partition wall 27 is shear-deformed to eject ink droplets from the nozzle 23. Less deformation. Since such a recording head discharges using the resonance of the generated pressure wave, the displacement amount of the partition wall 27 that undergoes shear deformation is on the order of nanometers, and uses a laminated piezoelectric element and a diaphragm that operate in an expansion / contraction mode. Compared to the type of recording head, the deformation of the channel 28 is as small as 1/10 to 1/100. For this reason, even if the partition wall 27 is suddenly displaced using a rectangular wave, the meniscus does not vibrate as much as the above-described laminated type, and it takes time to suck in air or stabilize the meniscus vibration. No problem.

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。   Further, according to the shear mode type recording head 2, the rectangular wave has a faster meniscus response than the trapezoidal wave and can be finely vibrated efficiently, so that the driving voltage of the fine vibration signal can be kept low. is there. Regardless of ejection or non-ejection, a voltage is always applied to the shear mode type recording head, so that a low driving voltage is important for suppressing heat generation of the recording head and ejecting ink droplets stably. In addition, since the drive waveform of the micro-vibration signal is shorter than half of the square wave compared to the trapezoidal wave, the printing speed is greatly reduced whether the micro-vibration signal is incorporated in the non-ejection period or just before ejection. There is nothing to do.

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。   Furthermore, since the rectangular wave can be easily generated by using a simple digital circuit, there is an advantage that the circuit configuration can be simplified as compared with the trapezoidal wave.

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。   When the meniscus is finely vibrated, the next discharge cannot be performed unless the fine vibration is subtracted. Therefore, the fine vibration signal applied to the pressure generating means of the non-ejection channel that stops the ejection of ink droplets in the printing region is In order to prepare for the discharge, it is necessary to stop the fine vibration before canceling the discharge, cancel the residual pressure due to the residual vibration, and return the meniscus to the standard position. For this reason, the length of the pulse used for the fine vibration signal is important, and it is desired that the fine vibration is started at the rising edge of the pulse, and the fine vibration is stopped at the falling edge of the pulse, and at the same time the residual vibration can be canceled. For this reason, it is preferable that the fine vibration signal composed of a rectangular wave for finely vibrating the meniscus includes at least a signal whose pulse width is an even multiple of AL both inside and outside the print area. According to this, it is possible to start the fine vibration at the rising edge of the pulse waveform, stop the fine vibration at the falling edge of the waveform, and simultaneously cancel the residual pressure.

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。   That is, when the pulse waveform of the micro vibration signal rises and the channel 28 expands, a negative pressure wave is generated in the channel 28. The generated negative pressure wave attenuates while repeating pressure inversion every AL time according to acoustic theory. For example, 2 AL after the voltage rises, when the ink pressure in the channel 28 is reversed from negative → positive → negative, the voltage is lowered and the expansion of the channel 28 is restored to return the positive pressure. , The negative pressure remaining in the channel can be canceled. Thereby, an ink droplet can be immediately ejected immediately after that.

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。   As described above, it is preferable to set the pulse width of the fine vibration signal to an even multiple of AL because the fine vibration is applied at the rising edge of the pulse, the fine vibration is stopped at the falling edge, and the residual pressure can be canceled at the same time. Applying such a slight vibration has the effect of keeping the meniscus position constant as well as the effect of preventing thickening.

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。   Since the shear mode type recording head 2 shares one partition wall 27 with both adjacent channels 28, when ink droplets are ejected from the nozzles 23 of one channel 28, A small vibration is automatically applied. Therefore, it is not always necessary to apply a fine vibration signal from the drive signal generator 100 to all the non-ejection channels. In order to efficiently suppress the ink thickening and suppress the heat generation of the recording head 2, for example, the three adjacent channels 28A, 28B and 28C shown in FIG. 3A are all non-ejection channels and contribute to image recording. If not, it may be applied only to the electrodes 29A and 29C of the partition walls 27B and 27C of the center channel 28B.

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。   Therefore, first, a description will be given of a micro-vibration signal that is applied when the recording head 2 is in a printing area where image recording is performed on the recording medium P.

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。   When the recording head 2 is within the printing area for the recording medium P, the recording head 2 is recording an image. Therefore, a non-ejection nozzle that does not eject ink droplets is detected from the image signal, and the fine vibration of the meniscus is selectively performed. Need to do. In this case, an ink droplet is not ejected from the nozzle 23 to the electrode 29 of the partition wall 27 of the channel 28 that does not contribute to image recording, and the meniscus in the nozzle 23 of the channel 28 is finely vibrated. A fine vibration signal is applied to slightly vibrate the meniscus so that the ink in the nozzle 23 comes into contact with the air outside the nozzle 23. In particular, when ejecting highly viscous ink that tends to thicken, it is preferable to slightly vibrate not only the idle nozzle but also the ejection nozzle immediately before ejection. This fine vibration has a great effect of stabilizing the meniscus position in addition to the effect of preventing thickening, so that the size of the ink droplet can be kept constant during continuous ejection.

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。   When the recording head 2 moves into the print area, since one line (one swath) of image data has already been sent to the data buffer, the ink is used while the recording head 2 performs one main scan from this image data. It is possible to detect the nozzle 23 of the channel 28 that does not eject droplets. Therefore, even when the recording head 2 is in the printing region, even if ejection is interrupted for a very short time during printing, a slight vibration is applied to the meniscus in the nozzle 23 of the channel 28 that does not contribute to the image recording. It is possible to suppress the viscosity increase of the ultraviolet curable ink.

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。   In this printing area, since the ejection pause period is relatively short and, depending on the image data, ejection must be performed immediately after the slight vibration, so that a strong slight vibration is applied so as not to adversely affect the ejection. Preferably not.

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。   Whether the micro-vibration intensity is strong or weak can be determined from the amount of meniscus extrusion by observing the nozzle surface from the outside when a micro-vibration signal is applied. When the meniscus is pushed out with a length longer than the nozzle radius, the radius of curvature of the ink meniscus formed decreases, so the pressure difference between the inside and outside of the meniscus increases, and a strong force is required to retract the meniscus against this differential pressure. Since the meniscus does not return unless it is pulled back, strong micro-vibration is applied and the ink inside the nozzle can be brought into efficient contact with the air outside the nozzle, but it takes time to settle the meniscus. On the other hand, if the meniscus is extruded with a length less than the nozzle radius, the radius of curvature formed by the extruded meniscus is large, so the differential pressure is small, and in order to retract the meniscus against this differential pressure, do not pull back with a strong force However, since the meniscus returns, weak micro-vibration is applied and the ink in the nozzle can be brought into contact with the air outside the nozzle, but it does not take time for the meniscus to settle.

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。   The opening shape of the nozzle is not limited to a perfect circle and may be various such as an ellipse. The nozzle radius is ½ of the longest diameter on the nozzle tip (surface of the nozzle forming member 22) side.

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。   The meniscus push-out amount can be measured by strobe synchronization using, for example, a digital microscope “VH-6300” manufactured by KEYENCE. As shown in FIG. 11, the extrusion amount is a value obtained by measuring the amount of protrusion of the meniscus M from the nozzle tip at the center of the approximately nozzle 23 in a direction substantially perpendicular to the nozzle forming member 22.

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。   For the fine vibration signal applied in the printing region, a mode in which one single pulse consisting of a 2AL-width rectangular wave is applied from the drive signal generating unit 100 to give a fine vibration, and a 1AL-width rectangular wave and a 2AL-width are applied. A mode in which a fine pulse is applied by applying a double pulse in which rectangular waves are arranged at intervals of 1 AL can be preferably used.

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。   An example of the former single-pulse fine vibration signal is shown in FIG. This is an example in which one pixel is printed in order from adjacent A, B, and C3 channels and one pixel is printed, and the next one pixel stops ejection, and a slight vibration is applied to the A, B, and C3 channels in order. is there. This is an example in which a fine vibration is applied to the meniscus by applying a single pulse composed of a 2AL width rectangular wave to the electrode of the channel where the ejection is suspended. The recording head in the shear mode shares the partition wall of the channel with the adjacent channel, and the partition wall is deformed according to the voltage difference applied to the electrodes provided on both sides of the partition wall. If a voltage is applied to the two channels on both sides of the three channels and the middle channel is grounded, a voltage difference is generated in the partition wall, resulting in deformation. Further, since the partition walls are shared, they cannot be discharged simultaneously from the A, B, and C3 channels, and are discharged in order.

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。   The ON waveform and the OFF waveform in FIG. 5 indicate two types of drive signals generated by the drive signal generation unit 100. This drive signal is composed of two types of drive pulses: a fine vibration pulse (OFF waveform) and a discharge pulse (ON waveform) to be combined with this fine vibration pulse to form a discharge pulse. The ON waveform and the OFF waveform are respectively supplied to the drive pulse selection circuit of each channel, and are selectively supplied to the electrodes of each channel by controlling the pulse selection gate signal corresponding to the print data of each channel. The drive pulse selection circuit supplies an ON waveform to the electrode when the pulse selection gate signal is High, and supplies an OFF waveform to the electrode when the pulse selection gate signal is Low. The period for applying the micro-vibration pulse and the period for applying the ejection pulse are controlled by the pulse division signal. In order to apply a slight vibration to the meniscus of the non-ejection nozzle, an ON waveform may be sent to the electrode of the channel and an OFF waveform may be sent to the remaining two channels.

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。   In this way, since the ON waveform and the OFF waveform are switched to perform discharge and fine vibration, by appropriately switching timing, it is possible to apply the fine vibration not only to the rest nozzle but also immediately before discharge.

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。   Such a single-pulse microvibration signal is effective in preventing the viscosity of an ultraviolet curable ink having a low viscosity or a low thixotropic property. Since the pulse of the fine vibration signal is 2AL width, the meniscus can be slightly vibrated at the rising edge of the waveform, the residual pressure can be canceled at the falling edge, the meniscus can be settled, and then the ink droplet is immediately ejected. Even in this case, there is no influence from the residual pressure. In addition, by setting the width to 2AL, it is possible to drive without significantly reducing the printing speed while canceling the residual pressure.

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。   An example of the fine vibration signal of the double pulse is shown in FIG. Here, only the shape of the pulse of the OFF waveform is different, and the others are the same as in FIG. 5, so only the result is shown.

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。   A double pulse micro-vibration signal that imparts a micro-vibration to the meniscus by applying a signal with a pulse width of 1 AL and a signal with a width of 2 AL in between is highly viscous or thixotropic. Is effective in preventing thickening of UV curable inks that are strong. When the first pulse of 1AL width is applied, the channel 28 expands at the rising edge of the pulse, a negative pressure is generated in the channel 28, and after 1AL, the pulse falls at the timing when the ink pressure is reversed to the positive pressure, Since the expansion of the channel 28 is removed, more positive pressure is applied to the ink, and the meniscus in the nozzle vibrates greatly. Since a 2AL width pulse is subsequently applied, the meniscus vibrates again, but this time it is 2AL width, so the residual pressure can be canceled at the falling edge. Since the second pulse has a width of 2AL, it can be driven at a high speed while canceling the residual pressure. Thus, it can be seen that applying a slight vibration with an even AL width has a thickening prevention effect and a meniscus position stabilization effect.

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。   Next, the case where the recording head 2 is in any one of the home position, the first standby position, the acceleration / deceleration area, and the second standby position and outside the printing area where image recording is not performed will be described. Outside the printing region, the stop period is long, thixotropy appears, the viscosity becomes high, and this ink cannot be purged with a normal discharge voltage, so a strong micro vibration is continuously applied.

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。   FIG. 7 shows an example of a micro-vibration signal composed of continuous pulses applied when the recording head 2 is outside the printing region where image recording is not performed. Again, three adjacent channels are shown as A, B, and C.

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。   This micro-vibration signal includes (N1) AL width pulses that reduce and expand the channel volume, (N2) a first pause period of AL width, and (N3) AL width that increases and decreases the channel volume. And a second pause period of (N4) AL width. Here, N1, N2, N3, and N4 are integers of 2 or more. In FIG. 7, N1 = N2 = N3 = N4 = 4 is illustrated. Outside the printing area, such a fine vibration signal is repeatedly and continuously applied.

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。   Since this fine vibration outside the printing area repeatedly applies a pulse voltage so that a positive and negative differential voltage is generated, a fine vibration having a larger amplitude than that of the fine vibration signal for applying a positive differential voltage pulse is applied within the printing area. In addition, since the stirring effect is great, an increase in the viscosity of the ink due to thixotropy can be suppressed even when left for a long period of time.

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。   When the carriage 5 starts decelerating after the printing is finished, the fine vibration signal in the print area is switched to the fine vibration signal outside the print area, and the print area is stopped while the recording head 2 is stopped at each standby position. If an external micro-vibration signal is applied from the drive signal generating unit 100 to the pressure generating means of all the channels 28, an increase in ink viscosity due to thixotropy can be prevented, so that the ink has the same magnitude as that during ejection. Can be purged toward the ink receivers 8 and 8, and it is not necessary to prepare a separate power source for purging.

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。   Here, the meaning of applying the discharge and the micro-vibration signal with the same magnitude voltage means that the discharge signal continuously applies a positive difference voltage and a negative difference voltage, and therefore, through the electrodes 29 on both sides of the partition wall 27, Double the voltage is applied to the partition wall 27. The fine vibration signal outside the printing area applies a positive difference voltage and a negative difference voltage at intervals, so that the meniscus vibrates strongly without applying double voltage, but ink droplets do not discharge. . Since the fine vibration signal in the printing area is only applied with a positive differential voltage, the meniscus only vibrates weakly.

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。   The fine vibration of the meniscus in the printing area and outside the printing area described above causes the ink droplets to be recorded for image recording so that the ink drops can be stably ejected by the subsequent application of the ejection pulse. It is preferable to stop the discharge at least 1 AL time before starting the discharge.

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。   In addition, the behavior of the meniscus due to the application of a minute vibration signal is greatly affected by the viscosity, surface tension, recording head temperature, and environmental humidity of the ink. It is preferable to finely adjust the pulse voltage and the pulse length by oscillating and observing the ink column pushed out from the nozzle 23 with respect to the magnitude of the fine vibration.

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。   When recording is stopped for a long period of time, the recording head 2 is moved to the home position, and the recording head 2 is covered with a cap 9 for the purpose of protecting the nozzle surface and the like, as shown in FIG. UV curable inks that do not contain volatile components such as water and solvents do not increase in viscosity due to volatilization of these volatile components, but when recording is stopped for a long period of time, the ink contains pigment dispersed particles, so thixotropy There is an increase in viscosity. The cap 90 shown in the present embodiment is connected to the decompression pump 91 via the suction pipe 92. When the thickening due to thixotropy is severe for a long period of time, the decompression pump 91 is driven to force ink from the nozzles 23. By sucking into the nozzle 23, the nozzle 23 can be cleaned. Reference numeral 93 denotes a waste ink tank that stores the sucked waste ink. The cap that simply seals the nozzle surface of the recording head 2 and the cap 90 for forcibly sucking ink as described above may be physically separated and arranged independently. Good.

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。   Next, a specific operation flow of the ink jet recording apparatus will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

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。   First, after stopping for a long period of time, when the power is turned on for image recording, ink is sucked from the nozzle 23 at the home position to clean the nozzle 23 (S1). Next, the ultraviolet light sources 7 and 7 on both sides of the recording head 2 placed on the carriage 5 are turned on (S2). At this time, since the leakage light from the ultraviolet light sources 7 and 7 enters the nozzle 23 of the recording head 2, when the recording head 2 moves from the home position to the first standby position (S3), all nozzles are shown in FIG. A fine vibration signal outside the printing area shown is applied (S4). The application of the fine vibration signal outside the printing area continues until image data is sent.

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)。   When the image data for one swath (the length from the first nozzle to the last nozzle of the nozzle row composed of a large number of nozzles 23 of the recording head 2 = the recording width) is sent (S5), this print area The application of the external fine vibration signal is stopped, and the fine vibration of the meniscus is stopped (S6). Next, the carriage 5 starts traveling and enters the acceleration region (S7). While accelerating the recording head 2, ejection signals are applied to all channels 28 from the drive signal generator 100, and the ink thickened by thixotropy in each nozzle 23 is supplied to the ink receiver 8 with a predetermined number of drops. Purge (S8).

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)。   Subsequently, when the recording head 2 enters the printing area, the recording head 2 reaches a constant speed and performs image recording by ejecting ink droplets toward the recording medium P in accordance with the image data. At this time, by analyzing the image data, the fine vibration signal in the printing region shown in FIG. 5 or FIG. 6 is applied to the meniscus of the nozzles 23 that are not ejecting ink droplets (S9).

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。   When recording for one swath is completed, the carriage 5 enters the deceleration region (S10), and the recording head 2 is stopped at the second standby position provided on the opposite side (S11). Here, since ink droplets are not ejected from all the nozzles 23, the fine vibration signal outside the printing region shown in FIG. 7 is applied to all the nozzles (S12). Thus, the one-pass image recording is completed.

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。   The above is the case where image recording is performed in one pass. However, in the case of performing n-pass multi-pass recording, after the recording medium P is sent by 1 / n of the swath length, the image data for the next one swath is stored. When sent, it stops the slight vibration of the meniscus. Then, while the carriage 5 starts running and the recording head 2 is accelerating, a small amount of ink is purged to the ink receiver 8. Next, when the carriage 5 enters the printing area and becomes a constant speed, the next swath recording is started. Repeat this operation.

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。   FIG. 10 shows another embodiment of the ink jet recording apparatus.

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。   In the ink jet recording apparatus 10, the recording head 101 is constituted by a long line-shaped recording head having a length in the width direction of the recording medium P. In such a linear recording head 101, a number of nozzles are arranged along the length direction on the nozzle surface facing the recording surface PS of the recording medium P. Accordingly, the recording head 101 does not record an image while moving in the main scanning direction, and the relative movement with respect to the recording medium P generally fixes the recording head 101 and moves the recording medium P in the secondary direction shown in the Y direction in the figure. The image is recorded by continuously moving at a predetermined speed along the scanning direction and ejecting ink droplets in the process. The structure for ejecting ink in the recording head 101 is the same as that of the recording head 2 described above. In the figure, reference numerals 103 and 104 denote conveyance roller pairs for conveying the recording medium P.

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。   In such an ink jet recording apparatus 10, the ultraviolet light source 102 for irradiating ultraviolet light is a linear light source having a length in the width direction of the recording medium P as with the recording head 101. In the vicinity, the recording medium P is juxtaposed downstream in the transport direction. Thereby, the ink is cured by irradiating the entire ink in the width direction of the recording medium P from the linear ultraviolet light source 102 to the ink immediately after being ejected from the recording head 101. Yes.

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。   In this way, the recording head 101 is a line-shaped recording head, and the ultraviolet light source 102 is also a line-shaped light source having a length in the width direction of the recording medium P. There is a high probability that nozzles that do not eject ink frequently occur, and an increase in viscosity is likely to occur when ultraviolet light is irradiated to ink in nozzles that do not eject ink. Further, since the ultraviolet light source 102 is also in a line shape, the amount of ultraviolet light as a whole increases, and the amount of ultraviolet light due to leakage light to the ink in the nozzle also increases, so that an increase in viscosity is likely to occur. Furthermore, unlike a serial printer, the recording head 101 cannot be purged by ejecting the recording head 101 out of the recording medium P. In general, purging in the case of a line-shaped recording head is performed by lifting the recording head and inserting an ink receiver and purging here, but this operation is very troublesome and cannot be performed frequently. .

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。   Accordingly, in the ink jet recording apparatus 10 having such a line-shaped recording head 101, a fine vibration signal is given to the pressure generating means of the non-ejection channel to finely vibrate the meniscus in the nozzle, thereby When the ink is brought into contact with the air outside the nozzle and thixotropy is suppressed, the effect of preventing the ink from thickening is more remarkably exhibited.

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。   In such a line-shaped recording head 101, there is no distinction between the inside of the printing area and the outside of the printing area. However, when the image recording operation is started, the above-described pressure generating means for the non-ejection channel is described. The same minute vibration signal (FIG. 5 or FIG. 6) as that in the print area is applied, and the same minute vibration signal (outside the print area as described above) at the time of recording pause or temporary recording interruption between images. FIG. 7) may be applied.

(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。
(Example 1)
This is an example in which a recording head including a cationically polymerizable ultraviolet curable ink is subjected to a slight vibration consisting of a single pulse in a printing region.

<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。
<Preparation of inkjet ink>
About the composition of the following colors, after using a zirconia bead for dispersion for 4 hours with a sand grinder, additional dispersion was performed for 10 minutes with an ultrasonic disperser to obtain a pigment dispersion.

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
Yellow PY180 (Clariant Yellow HG AF LP901) 2.5 parts by weight Aron Oxetane OXT221 (Toagosei) 70 parts by weight Celoxide 2021P (Daicel) 30 parts by weight Dispersant (Avecia, Solsperse 24000) 0.5 parts by weight

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。   Next, 5 parts by mass of a photopolymerization initiator (Asahi Denka Co., Ltd., SP152) is mixed with 100 parts by mass of this pigment dispersion, filtered through a 0.8 μm membrane filter, and heated to 50 ° C. under reduced pressure. The ink was dehydrated to obtain an ultraviolet curable ink for inkjet.

このインクの25℃における粘度は、ズリ速度10(1/sec)では、32.1cp、ズリ速度10(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。 The viscosity of this ink at 25 ° C. was 32.1 cp at a shear rate of 10 1 (1 / sec) and 28.7 cp at a shear rate of 10 3 (1 / sec). The fluctuation range of the viscosity was 3.4 cp. The surface tension at 25 ° C. was 34.7 mN / m 2 .

<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。
<Fine vibration test>
Using this ultraviolet curable ink, the decap effect by applying a slight vibration in the printing area was tested. Decap refers to the shortest stop time from when ejection is stopped and left without capping, and then ejection is restarted until the initial speed starts to decrease. The initial speed due to ink thickening on the nozzle surface This represents the ease of lowering.

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。 The ultraviolet light was irradiated from an integration high-pressure mercury lamp installed next to the recording head toward the recording medium at an illuminance of 80 W / cm 2 .

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。   As the micro-vibration signal, a single pulse composed of a rectangular wave having a pulse width of 2AL shown in FIG. 5 was used.

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。   The recording head used has an AL of 2 μsec, a nozzle diameter of 23 μm, a carriage speed of 50 cm / sec, an ink droplet of 5 pl, and a distance between the nozzle and the recording medium of 1.5 mm.

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。   While controlling the ejection voltage and keeping the ink droplet speed at 6 m / sec, the recording stop time was changed, and the ink droplet velocity at the time of resuming recording was measured.

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。   The fine vibration signal voltage was 10 V, and the amount of meniscus extrusion from the nozzle was 18 μm.

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。   As a result, a speed of 6 m / sec was obtained at a discharge voltage of 20V. Although the stop time was extended by 100 seconds or more, the speed of the first droplet was not reduced even when the discharge was resumed. This is because ink thickening did not occur due to slight vibration even when leakage light of ultraviolet light was picked up during the stop period.

(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。
(Comparative Example 1)
Under the same conditions as in Example 1, when the fine vibration was not applied, the viscosity of the initial droplet decreased to 3 m / sec or less because of thickening even when the stop time was 1 second.

(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。
(Example 2)
This is an example in which a slight vibration of a continuous pulse is applied when the discharge of a recording head containing a cationic polymerizable ultraviolet curable ink is stopped outside the printing region.

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。    Using the same UV curable ink as in Example 1, the decap effect of slight vibration outside the printing area was tested.

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。   The micro-vibration signal was continuously applied for 1 hour with a voltage of 11 V and a pulse width of 4 μsec with an interval of 4 μsec as a rectangular pulse shown in FIG.

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。   The amount of extrusion from the meniscus nozzle and the drive voltage required for purging were measured.

メニスカスのノズルからの押し出し量は26μmであった。   The amount of extrusion from the meniscus nozzle was 26 μm.

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。   The drive voltage for purging was 10 V, which was the same as the ink discharge voltage. This is because the increase in viscosity due to thixotropy can be prevented by slight vibration.

(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。
(Comparative Example 2)
Example 2 was the same as Example 2 except that no fine vibration signal was applied.

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。   The viscosity increased to 30 mPa * sec due to thixotropy, and a dedicated power source was required for purging.

(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。
(Example 3)
This is an example in which a single-pulse fine vibration is applied to a radical polymerizable ultraviolet curable ink.

<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。
<Adjustment of inkjet ink>
About the composition of the following colors, after using a zirconia bead for dispersion for 4 hours with a sand grinder, additional dispersion was performed for 10 minutes with an ultrasonic disperser to obtain a pigment dispersion.

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
Cyan ink
mass%
Pigment CI. Pigment blue 15: 3 2.5
Photopolymerizable compound Lauryl acrylate (monofunctional) 20
Tetraethylene glycol diacrylate (bifunctional)
20
Trimethylolpropane triacrylate (trifunctional)
30
Photoradical initiator Irgacure 1850 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 5
Irgacure 951 (Ciba Specialty Chemicals) 2
Diethylthioxanthone 0.5

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。   The mixture was filtered through a 0.8 μm membrane filter and dehydrated under reduced pressure while being heated to 50 ° C. to obtain an ultraviolet curable cyan ink for inkjet. The viscosity at 25 ° C. of this ink was 28 cp at a shear rate of 10 (1 / sec) and 25 cp at a shear rate of 1000 (1 / sec).

<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。
<Fine vibration test>
Using this ink, the decap effect was tested by applying a slight vibration within the printing area. Ultraviolet rays were irradiated at an illuminance of 70 W / cm 2 .

微振動信号は、図5に示すシングルパルスを使用した。   A single pulse shown in FIG. 5 was used as the minute vibration signal.

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。   The recording head used has an AL of 2 μsec, a nozzle diameter of 23 μm, a carriage speed of 50 cm / sec, an ink droplet of 5 pl, and a distance between the nozzle and the recording medium of 1.5 mm.

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。   The ink droplet speed was measured when the recording was resumed by changing the recording stop time while maintaining the ink droplet speed at 6 m / sec. The micro-vibration voltage was 7 V, and the amount of extrusion from the meniscus nozzle was 20 μm.

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。   Although the discharge stop time was extended by 150 seconds or more, when the discharge was resumed, the discharge was started at 6 m / sec from the first droplet. On the other hand, when fine vibration was not applied, the discharge speed of several drops from the first shot was 6 m / sec or less just by stopping the discharge for 1 second, and the landing position shifted and the image edge deteriorated. This is because of thickening due to leakage of ultraviolet light.

(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。
Example 4
This is an example in which a double-pulsed slight vibration is applied to a radically polymerizable ultraviolet curable ink that tends to thicken.

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。   This is a combination of the cyan ink of Example 3 and the following yellow ink. The composition is the same except for the pigment, but this pigment has poor dispersibility, tends to thicken, and is less effective with a single pulse.

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
yellow
mass%
Pigment CI. Pigment Yellow 13 2.5
Photopolymerizable compound Lauryl acrylate (monofunctional) 20
Tetraethylene glycol diacrylate (bifunctional)
20
Trimethylolpropane triacrylate (trifunctional)
30
Photoradical initiator Irgacure 1850 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 5
Irgacure 951 (Ciba Specialty Chemicals) 2
Diethylthioxanthone 0.5

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。   The viscosity at 25 ° C. of this ink was 35 cp at a shear rate of 10 (1 / sec) and 25 cp at a shear rate of 1000 (1 / sec).

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。   The same conditions as in Example 3 were used, and a double pulse slight vibration shown in FIG. 6 was applied. Even after stopping for 300 seconds, when the discharge was resumed, the discharge was performed at 6 m / sec from the first droplet. On the other hand, when the single pulse shown in FIG. 5 was applied, the speed of the first droplet was reduced to 5 m / sec, and returned to 6 m / sec after discharging 5 droplets.

インクジェット記録装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of an inkjet recording device (a)は記録ヘッドの概観斜視図、(b)は断面図(A) is a schematic perspective view of the recording head, (b) is a sectional view. インク吐出時の作動を示す図Diagram showing operation during ink ejection 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Explanatory drawing of the operating position of the recording head in the ink jet recording apparatus 印刷領域内の微振動信号を示す波形図Waveform diagram showing the fine vibration signal in the print area 印刷領域内の微振動信号の他の例を示す波形図Waveform diagram showing another example of micro vibration signal in print area 印刷領域外の微振動信号を示す波形図Waveform diagram showing the fine vibration signal outside the printing area 記録ヘッドにキャップを密着させた状態を示す図The figure which shows the state where the cap was stuck to the recording head 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Flow chart showing specific operation of inkjet recording apparatus 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The figure which shows schematic structure of the inkjet recording device which concerns on other embodiment. 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Diagram explaining the amount of meniscus extrusion from the nozzle tip

符号の説明Explanation of symbols

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
1: Inkjet recording apparatus 2: Recording head 21: Ink tube 22: Nozzle forming member 23: Nozzle 24: Cover plate 25: Ink supply port 26: Substrate 27: Partition wall 28: Channel 3: Transport mechanism 31: Transport roller 32: Transport Roller pair 33: Conveyance motor 4: Guide rail 5: Carriage 6: Flexi cable 7: Ultraviolet light source 8: Ink receiver 100: Drive signal generator P: Recording medium PS: Recording surface

Claims (28)

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。   A recording head that discharges ultraviolet curable ink in the channel from the nozzle toward the recording medium while moving relative to the recording medium by applying an ejection signal to the pressure generating means of the channel, and ink immediately after ejection The ink in the nozzle is finely vibrated with respect to the light source for curing the ink by irradiating the ultraviolet ray to the pressure and the pressure generating means of the non-ejection channel in the recording head. Ink jet recording, comprising: a fine vibration signal generating means for preventing a rise in ink viscosity by being brought into contact with outside air and providing a fine vibration signal for suppressing an increase in ink viscosity due to thixotropy by a stirring effect apparatus. 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。   When the recording head is in the printing region, the micro-vibration signal generating means is set to AL (Acoustic Length) when 1/2 of the acoustic resonance cycle of the channel is set to the pressure generating means of the non-ejection channel, 2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the meniscus in the nozzle is finely vibrated by applying a single pulse composed of a 2AL width rectangular wave for reducing and enlarging the volume of the channel. 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。   When the recording head is in the print region, the fine vibration signal generating means is set to AL (Acoustic Length) when 1/2 of the acoustic resonance period of the channel is set to the pressure generating means of the non-ejection channel, A meniscus in the nozzle is finely vibrated by applying a double pulse in which a 1AL width rectangular wave and a 2AL width rectangular wave are arranged at 1AL intervals to reduce and expand the channel volume. The inkjet recording apparatus according to claim 1. 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。   When the recording head is outside the printing area, the micro-vibration signal generating means is set to AL (Acoustic Length) when 1/2 of the acoustic resonance period of the channel is set to the pressure generating means of all channels. (N1) AL-width rectangular wave for reducing and enlarging the channel volume, (N2) AL-width first rest period, and (N3) AL-width rectangle for enlarging and reducing the channel volume By applying a wave and a continuous pulse (N1, N2, N3, N4 are integers of 2 or more) consisting of a second pause period of (N4) AL width, the meniscus in all the nozzles is finely vibrated. An ink jet recording apparatus according to claim 1, 2, or 3. 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。 An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ultraviolet light quantity by said light source is a 1mJ / cm 2 ~3000mJ / cm 2 . 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。   The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the ultraviolet curable ink absorbs ultraviolet rays and starts radical polymerization. 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。   The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the ultraviolet curable ink absorbs ultraviolet rays and starts cationic polymerization. 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。   The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a relative speed at the time of recording between the recording head and the recording medium is 40 cm / sec or more. 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。   The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a nozzle diameter of the recording head is 30 μm or less. 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。   The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink droplets ejected from the recording head are 10 pl or less. 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。   The inkjet recording apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein a distance between a nozzle surface of the recording head and the recording medium is 1 mm to 3 mm. 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。   The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the recording medium is non-ink-absorbing. 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。   The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the recording medium is paper. 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。   The recording head is a linear recording head having a length in the width direction of the recording medium, and the light source is a linear light source having a length in the width direction of the recording medium. An ink jet recording apparatus according to claim 1. 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。   By applying an ejection signal to the pressure generation means of the channel of the recording head, the ultraviolet curable ink in the channel is ejected from the nozzle toward the recording medium while moving relative to the recording medium, and the ink immediately after ejection An ink jet recording method in which ink is cured by irradiating ultraviolet rays from a light source provided in the vicinity of the head, in order to slightly vibrate the meniscus in the nozzle against the pressure generating means of the non-ejection channel in the recording head An ink jet recording method characterized in that the ink in the nozzle is brought into contact with the air outside the nozzle to prevent the ink viscosity from increasing and the ink viscosity increase due to thixotropy is suppressed by the stirring effect. 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。   When the recording head is in the printing area, the micro-vibration signal is obtained when the channel's acoustic resonance period is set to AL (Acoustic Length) with respect to the pressure generating means of the non-ejection channel. 16. The ink jet recording method according to claim 15, wherein the meniscus in the nozzle is finely vibrated by applying a single pulse consisting of a 2AL width rectangular wave in order to reduce the volume. 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。   When the recording head is in the printing area, the micro-vibration signal is obtained when the channel's acoustic resonance period is set to AL (Acoustic Length) with respect to the pressure generating means of the non-ejection channel. The meniscus in the nozzle is finely vibrated by applying a double pulse in which a 1AL width rectangular wave and a 2AL width rectangular wave are disposed at 1AL intervals for shrinking and expanding the volume. Item 15. The inkjet recording method according to Item 15. 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。   As the fine vibration signal, when the recording head is outside the printing area, when the half of the acoustic resonance period of the channel is AL (Acoustic Length) with respect to the pressure generating means of all the channels, (N1) AL width rectangular wave for reducing and expanding volume, (N2) AL width first rest period, and (N3) AL width rectangular wave for increasing and reducing channel volume , (N4) By applying a continuous pulse (N1, N2, N3, N4 is an integer of 2 or more) consisting of a second pause period of AL width, the meniscus in all the nozzles is slightly vibrated. The ink jet recording method according to claim 15, 16 or 17. 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。 The ink jet recording method according to claim 15, wherein the ultraviolet light quantity by said light source is a 1mJ / cm 2 ~3000mJ / cm 2 . 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。   The inkjet recording method according to claim 15, wherein the ultraviolet curable ink absorbs ultraviolet rays and starts radical polymerization. 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。   The inkjet recording method according to claim 15, wherein the ultraviolet curable ink absorbs ultraviolet rays and starts cationic polymerization. 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。   The inkjet recording method according to any one of claims 15 to 21, wherein a relative speed during recording between the recording head and the recording medium is 40 cm / sec or more. 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。   The inkjet recording method according to any one of claims 15 to 22, wherein a nozzle diameter of the recording head is 30 m or less. 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。   24. The ink jet recording method according to claim 15, wherein the ink droplets ejected from the recording head are 10 pl or less. 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。   The inkjet recording method according to any one of claims 15 to 24, wherein a distance between a nozzle surface of the recording head and the recording medium is 1 mm to 3 mm. 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。   The ink jet recording method according to any one of claims 15 to 25, wherein the recording medium is non-ink-absorbing. 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。   26. The ink jet recording method according to claim 15, wherein the recording medium is paper. 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。   The recording head is a linear recording head having a length in the width direction of the recording medium, and the light source is a linear light source having a length in the width direction of the recording medium. An ink jet recording method according to any one of claims 15 to 27.
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