JP2006062166A - Recording head device and inkjet recorder having the same - Google Patents

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JP2006062166A JP2004246353A JP2004246353A JP2006062166A JP 2006062166 A JP2006062166 A JP 2006062166A JP 2004246353 A JP2004246353 A JP 2004246353A JP 2004246353 A JP2004246353 A JP 2004246353A JP 2006062166 A JP2006062166 A JP 2006062166A
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Tomonori Hatano
智紀 波多野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a recording head device capable of effectively preventing degrading in printing quality due to harmful increase of a viscosity of ink or clogging in an ejection nozzle by adequately keeping an ejection face of a recording head to be wet in a simple structure. <P>SOLUTION: A humidifying region 130 for vaporizing a humidifying liquid bleeding from a humidifying liquid supply hole 121 is formed on a predetermined region of the ejection face 100 of the recording head device 10. The ejection face 100 can be humidified by the vaporization of the humidifying liquid. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、適用された被記録媒体に対向する吐出面に設けられた吐出口からインクを吐出して当該被記録媒体に記録を行うための記録ヘッド装置、および、この記録ヘッド装置を備えたインクジェット記録装置に関する。   The present invention includes a recording head device for recording ink on a recording medium by discharging ink from an ejection port provided on an ejection surface facing the applied recording medium, and the recording head apparatus. The present invention relates to an ink jet recording apparatus.

インクジェット記録装置による記録方式の一つに、インク滴を吐出させるインク吐出口と吐出させない吐出口を選択して記録を行うオンデマンド方式がある。このオンデマンド方式では、常にインク滴を吐出させているコンティニュアス方式のインクジェット記録装置とは異なり、印刷データに応じて必要なノズルのみから適当なタイミングでインク滴を吐出させる。   One of the recording systems using an ink jet recording apparatus is an on-demand system in which recording is performed by selecting an ink ejection port that ejects ink droplets and an ejection port that does not eject ink droplets. In this on-demand method, unlike a continuous ink jet recording apparatus that always ejects ink droplets, ink droplets are ejected at appropriate timing only from the necessary nozzles according to print data.

オンデマンド方式により記録を行う際には、非吐出状態が比較的長時間持続する吐出口が存在することもあるが、このような場合に吐出口でインク溶媒の蒸発などによりインク粘度が増加し、次に吐出する際には、インク滴の着弾する位置がずれてしまったり、インク吐出量が変化したり、最悪の場合は吐出できない等、記録品質の悪化を招来する。上述のような問題に対する方策として、ノズルのインク吐出口の径を12μm以上22μm以下とする一方インクとして揮発成分を含まないものを適用することが既に提案されている(例えば特許文献1参照)。   When recording by the on-demand method, there may be a discharge port where the non-discharge state lasts for a relatively long time. In such a case, the ink viscosity increases due to evaporation of the ink solvent at the discharge port. When the ink is ejected next time, the landing position of the ink droplet is shifted, the ink ejection amount is changed, or in the worst case, the recording quality is deteriorated. As measures against the above-described problems, it has already been proposed to apply an ink that does not contain a volatile component as an ink while the diameter of the ink discharge port of the nozzle is set to 12 μm or more and 22 μm or less (see, for example, Patent Document 1).

また、非吐出ノズルを、記録には寄与しない吐出動作で作動させ(フラッシング)、或はまた、吐出口からのインクの吸引動作(ヘッドクリーニング)を、記録中、または記録前後に行うことによって、吐出状態の悪化を予防するといった方策は既存の装置で既に採用されているとおりである。記録ヘッドの吐出面を吸引キャップで密閉するようにして覆い、この吸引キャップを介してポンプで吸引して目詰まりの原因となったインクを吸出し、その後、板状の弾性体でなるワイパー部材で吐出面のインクを除去すること、並びに、記録ヘッドが、記録に寄与しない特定位置であるホームポジションにあるときに、同記録ヘッドを保湿キャップで覆い保湿することも既に提案されている(例えば特許文献2参照)。   In addition, by operating the non-ejection nozzle in an ejection operation that does not contribute to recording (flushing), or by performing an ink suction operation (head cleaning) from the ejection port during or before and after recording, The measures for preventing the deterioration of the discharge state are as already adopted in the existing apparatus. Cover the discharge surface of the recording head with a suction cap and suck the ink that causes the clogging by sucking with the pump through this suction cap, and then use a wiper member made of a plate-like elastic body. It has already been proposed to remove ink on the ejection surface and to cover the recording head with a moisture retention cap when the recording head is at a specific position that does not contribute to recording (for example, patents). Reference 2).

オンデマンド方式で且つライン式のインクジェット記録装置において、インクジェットヘッド(記録ヘッド)を印刷位置から移動させないままでノズル開口面を払拭する手段を設け、ノズル面のインクの乾燥及び異物の付着によるインク滴の吐出不良による所謂ドット抜けやインク滴の吐出方向の曲がりによる印刷不良を予防すること、及び、ノズル面を払拭する手段にインク溶剤を供給する手段を附加するといった技術も既に提案されている。この種の一つの提案では、ベルト状の払拭部材の両面のうち吐出ノズルと接触する側の面にインク溶剤を含浸させた布等を適用し、ノズル面と印刷媒体との間隙にこの払拭部材を挿入してノズル面を払拭することによって、乾燥・固化したインクを溶解するといった構成をとるようにしている(特許文献3参照)。   In an on-demand and line-type ink jet recording apparatus, means for wiping the nozzle opening surface without moving the ink jet head (recording head) from the printing position is provided, and ink droplets are formed by drying ink on the nozzle surface and adhering foreign matter. Techniques for preventing printing defects due to so-called dot omission due to ejection failure of the ink and bending of the ejection direction of ink droplets and adding a means for supplying ink solvent to the means for wiping the nozzle surface have already been proposed. In one proposal of this type, a cloth or the like impregnated with an ink solvent is applied to the surface of the belt-like wiping member that comes into contact with the discharge nozzle, and the wiping member is disposed in the gap between the nozzle surface and the printing medium. By inserting a nozzle and wiping the nozzle surface, the dried and solidified ink is dissolved (see Patent Document 3).

また、非吐出ノズルのインク粘度変化の影響を小さくし、記録品質維持し、且つ、記録速度の低下を防ぐ為に、記録ヘッドのキャリッジ上であって当該記録ヘッドの吐出部近傍位置に温度検出手段と湿度検出手段とを設け、これら検出手段によって検出された温度および湿度の値に基づいて記録媒体への記録には影響しない予備吐出動作を行なうと共に記録ヘッド周囲の温度及び湿度を制御することが提案されている。この提案は発熱体の熱で廃インクを気化させ、気化された廃インクで記録ヘッドの吐出部を加湿するというものである(特許文献4参照)。
特開2004−090223号公報(段落0005〜段落0007、図3) 特開2004−034662号公報(段落0004〜段落0007、図5) 特開2003−211680号公報(段落0011、0024、0035、図2) 特開2000−190528号公報(段落0014、0028、0029、図6)
In addition, in order to reduce the effect of ink viscosity change of non-ejection nozzles, maintain recording quality, and prevent a decrease in recording speed, temperature detection is performed on the recording head carriage near the ejection section of the recording head. Means and a humidity detecting means, and based on the temperature and humidity values detected by these detecting means, a preliminary ejection operation that does not affect recording on the recording medium is performed and the temperature and humidity around the recording head are controlled. Has been proposed. In this proposal, the waste ink is vaporized by the heat of the heating element, and the ejection portion of the recording head is humidified by the vaporized waste ink (see Patent Document 4).
Japanese Patent Laying-Open No. 2004-090223 (paragraphs 0005 to 0007, FIG. 3) Japanese Patent Laying-Open No. 2004-034662 (paragraphs 0004 to 0007, FIG. 5) JP 2003-21680 (paragraphs 0011, 0024, 0035, FIG. 2) JP 2000-190528 A (paragraphs 0014, 0028, 0029, FIG. 6)

上述した従来の技術は次に述べるような種々の課題を残している。即ち、ノズルのインク吐出口の径を特定の寸法にしたりインクとして揮発成分を含まないものを適用する特許文献1の技術は製造の精度に係る条件が厳しく、且つ、特殊なインクを用いないと実効が期待できない。また、既存の製品のようにフラッシングやヘッドクリーニングを行う方法、或いは、特許文献2のように記録ヘッドが記録には寄与しない特定位置であるホームポジションにあるときに限って同記録ヘッドを保湿する方法では、フラッシングやクリーニングの期間、或いは、ホームポジションに記録ヘッドをシフトさせている期間は記録動作が中断され、記録に要する時間は延長されてしまうことになる。   The conventional technology described above still has various problems as described below. In other words, the technique of Patent Document 1 that applies a specific size to the diameter of the ink discharge port of the nozzle or that does not include a volatile component as the ink has strict conditions relating to manufacturing accuracy and does not use a special ink. Cannot be expected to be effective. Also, the method of performing flushing and head cleaning as in existing products, or the recording head is moisturized only when the recording head is in a home position that is a specific position that does not contribute to recording as in Patent Document 2. In the method, the recording operation is interrupted during the flushing or cleaning period, or during the period in which the recording head is shifted to the home position, and the time required for recording is extended.

本来、これらフラッシングやクリーニングの動作回数はより少ないことが望ましい。フラッシングやクリーニングの動作回数を減少させることは、特にライン式のインクジェット記録装置においてより重要な課題となる。即ち、ライン式では用紙搬送手段に対面して固定された状態で記録紙(記録媒体)を高速で搬送して記録を行うが、記録動作の間はフラッシングもヘッドクリーニングも行うことができないため、記録中に印刷品質が低下する恐れがある。更に、フラッシングやクリーニングを行う場合でも、動作位置へのヘッド移動に時間がかかり、全体としての記録速度が低下してしまう。   Originally, it is desirable that the number of times of these flushing and cleaning operations is smaller. Reducing the number of flushing and cleaning operations is a more important issue especially in a line type ink jet recording apparatus. That is, in the line type, recording is performed by conveying the recording paper (recording medium) at a high speed in a state of being fixed facing the sheet conveying means, but neither flushing nor head cleaning can be performed during the recording operation. Print quality may be reduced during recording. Further, even when flushing or cleaning is performed, it takes time to move the head to the operating position, and the overall recording speed is reduced.

一方、特許文献3に開示されたように、ノズル面と印刷媒体との間隙に払拭部材を挿入してノズル面に接触させる構造を採る場合、ノズル面と印刷媒体との間隙は払拭部材の挿入が許容される程度に設定されることを要するため、インク滴の飛翔距離が延びて液滴の着弾に係る位置決め精度が低下する虞があり高品位の記録を実現するには必ずしも有利とは言えない。   On the other hand, as disclosed in Patent Document 3, when a structure is adopted in which a wiping member is inserted into the gap between the nozzle surface and the printing medium and brought into contact with the nozzle surface, the gap between the nozzle surface and the printing medium is inserted into the wiping member. Therefore, it is not always advantageous to realize high-quality recording because the flying distance of the ink droplets may increase and the positioning accuracy related to the landing of the droplets may decrease. Absent.

また、特許文献4に開示の技術では、発熱体の熱で廃インクを気化させ、気化された廃インクで記録ヘッドの吐出部を加湿するが、本来問題としているヘッドの吐出口のインク粘度はインクが接して溶媒が蒸発している吐出面近辺の湿度に依存しているのであって、ヘッド周囲の湿度を高くしても吐出面付近での保湿が十全なものになるとは限らない。また、ライン式のプリンタにおいては、大型のヘッドユニット周囲の雰囲気を高湿度にすると、装置内に過剰な蒸気が発生して各部の動作不良を招来する虞もある。   In the technique disclosed in Patent Document 4, waste ink is vaporized by the heat of the heating element, and the discharge portion of the recording head is humidified by the vaporized waste ink. It depends on the humidity in the vicinity of the ejection surface where the ink is in contact with the solvent, and even if the humidity around the head is increased, the moisture retention in the vicinity of the ejection surface is not necessarily perfect. Further, in a line-type printer, if the atmosphere around the large head unit is set to high humidity, excessive steam may be generated in the apparatus, resulting in malfunction of each part.

本発明は、上述したような従来技術における課題に着目してなされたものであり、高速記録を可能としながら、簡単な構成により、記録ヘッドの吐出面を適切に保湿することによって不所望なインク粘度の増加や吐出口の目詰まりによる記録品質の悪化を効果的に回避することができる記録ヘッド装置およびこの記録ヘッド装置を備えたインクジェット記録装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made by paying attention to the problems in the prior art as described above, and is capable of undesired ink by appropriately moisturizing the ejection surface of the recording head with a simple configuration while enabling high-speed recording. An object of the present invention is to provide a recording head device capable of effectively avoiding deterioration of recording quality due to an increase in viscosity or clogging of an ejection port, and an ink jet recording device including the recording head device.

上記課題を解決するべく、本願では次に列記するような技術を提案する。
(1)被記録媒体に対向する吐出面に設けられた吐出口からインクを吐出して当該被記録媒体に記録を行うための記録ヘッド装置であって、
前記吐出面内の所定部に加湿液を供給し滲出させるための加湿液供給口を設け、この加湿液供給口から滲出した加湿液を気化させる湿潤領域が前記吐出面に沿って形成されていることを特徴とする記録ヘッド装置。
上記(1)の装置では、簡単な構成により、記録ヘッドの吐出面を適切に保湿することによって不所望なインク粘度の増加や吐出口の目詰まりによる記録品質の悪化を効果的に回避することができる。
In order to solve the above-described problems, the present application proposes the following techniques.
(1) A recording head device for performing recording on a recording medium by discharging ink from an ejection port provided on an ejection surface facing the recording medium,
A humidifying liquid supply port for supplying and exuding the humidifying liquid to a predetermined portion in the discharge surface is provided, and a wet region for vaporizing the humidifying liquid exuding from the humidifying liquid supply port is formed along the discharge surface. A recording head device.
In the apparatus of (1), with a simple configuration, by appropriately moisturizing the ejection surface of the recording head, it is possible to effectively avoid undesired increase in ink viscosity and deterioration in recording quality due to clogging of ejection ports. Can do.

(2)前記加湿液を貯留するべく設けられた加湿液貯留器から所定の加湿液供給路を通して前記加湿液供給口に加湿液が導かれ得るように構成されたことを特徴とする(1)に記載の記録ヘッド装置。
上記(2)の装置では、記録ヘッド部自体とは別体のものであり得る加湿液貯留器から所定の加湿液供給路を通して前記加湿液供給口に十分な加湿液が導かれ得て、簡単な構成により、記録ヘッドの吐出面を適切に保湿することによって不所望なインク粘度の増加や吐出口の目詰まりによる記録品質の悪化を効果的に回避することができる。
(2) The humidifying liquid can be guided to the humidifying liquid supply port through a predetermined humidifying liquid supply path from a humidifying liquid reservoir provided to store the humidifying liquid (1). 2. A recording head device according to 1.
In the apparatus of (2), sufficient humidification liquid can be guided to the humidification liquid supply port through a predetermined humidification liquid supply path from a humidification liquid reservoir that can be separate from the recording head unit itself. With such a configuration, by appropriately moisturizing the ejection surface of the recording head, it is possible to effectively avoid an undesirable increase in ink viscosity and deterioration in recording quality due to clogging of the ejection ports.

(3)前記インク吐出口周辺に疎水性領域を形成し、前記湿潤領域はこの疎水性領域を除くようにして形成されるようにしたことを特徴とする(1)または(2)に記載の記録ヘッド装置。
上記(3)の装置では、上記(1)または(2)に記載の記録ヘッド装置による作用効果と共に、疎水性領域の作用によってインクのメニスカスが整えられ、不要インクの付着が防止され、湿潤領域の加湿液と吐出口のインクとが繋がって交じり合ってしまう不都合が回避される。
(3) A hydrophobic region is formed around the ink discharge port, and the wet region is formed so as to exclude the hydrophobic region. (1) or (2) Recording head device.
In the apparatus of (3), the meniscus of the ink is adjusted by the action of the hydrophobic area in addition to the action and effect of the recording head apparatus described in (1) or (2), and adhesion of unnecessary ink is prevented, and the wet area The inconvenience that the humidifying liquid and the ink at the discharge port are connected and mixed together is avoided.

(4)前記湿潤領域が、前記記録ヘッドによる記録動作に係る副走査方向に沿って当該インク吐出口の位置よりも上流側の領域の面積が下流側の領域の面積よりも大きくなるように設定されることを特徴とする(1)乃至(3)の何れかに記載の記録ヘッド装置。
上記(4)の装置では、インク吐出口の位置よりも上流側の湿潤領域の相対的に大きい容積の空間内に保持された蒸気によってインク吐出口が効果的に保湿される。
(4) The wet area is set so that the area of the upstream area from the position of the ink discharge port is larger than the area of the downstream area along the sub-scanning direction related to the recording operation by the recording head. The recording head device according to any one of (1) to (3), wherein:
In the apparatus of (4), the ink discharge port is effectively moisturized by the vapor held in the relatively large volume space in the wet area upstream of the position of the ink discharge port.

(5)前記吐出面側に当該吐出面のクリーニングを行うためのクリーニング部材が当接し得るように構成されたものであることを特徴とする(1)乃至(4)の何れかに記載の記録ヘッド装置。
上記(5)の装置では、上記(1)乃至(4)の何れかに記載の装置における効果に加えて、インク吐出口及びその周辺領域に付着した粘性が高く印字品位の低下を来たすようなインクの残留物が一掃されて記録品質の維持が計られる。
(5) The recording according to any one of (1) to (4), wherein a cleaning member for cleaning the discharge surface can be brought into contact with the discharge surface side. Head device.
In the apparatus of (5), in addition to the effects of the apparatus described in any of (1) to (4) above, the viscosity attached to the ink discharge port and its peripheral area is high and the print quality is lowered. The ink residue is wiped out to maintain the recording quality.

(6)前記吐出面側の所定部に発熱部材が備えられたことを特徴とする(1)乃至(5)の何れかに記載の記録ヘッド装置。
上記(6)の装置では、上記(1)乃至(5)の何れかに記載の装置における効果に加えて、加湿液の気化熱により湿潤領域の温度が低下し、吐出口のインクの温度と比較して加湿液の温度が低くなり効果的な保湿ができなくことが回避される。
(6) The recording head device according to any one of (1) to (5), wherein a heat generating member is provided in a predetermined portion on the ejection surface side.
In the apparatus of (6), in addition to the effects of the apparatus described in any of (1) to (5) above, the temperature of the wet area is lowered by the heat of vaporization of the humidifying liquid, and the temperature of the ink at the ejection port In comparison, it is avoided that the temperature of the humidifying liquid is lowered and effective moisturizing cannot be performed.

(7)前記湿潤領域は、自己の域内に前記インク吐出口と前記加湿液供給口とが配設されるように設定され、且つ、この湿潤領域は、前記記録ヘッドによる記録動作に係る副走査方向に沿って当該インク吐出口の位置よりも上流側の領域の面積が下流側の領域の面積との相対において大となるように設定され、更に、前記インク吐出口周辺に形成された疎水性領域を除くようにして設定されたものであって:
当該湿潤領域における前記上流側領域の副走査方向に沿った寸法をL、
当該被記録媒体の搬送速度をV、
前記吐出面と被記録媒体との間のギャップをG、
とするとき、2.30E−5≧G2V/Lなる関係を充足するように設定されたものであることを特徴とする(1)乃至(2)の何れかに記載の記録ヘッド装置。
上記(7)の装置では、上記(1)乃至(2)の何れかに記載の装置における効果に加えて、インク吐出口とその近傍域での保湿が一層十全なものとなる。
(7) The wet area is set so that the ink discharge port and the humidifying liquid supply port are disposed within the self area, and the wet area is a sub-scanning related to a recording operation by the recording head. The area of the upstream region from the position of the ink discharge port along the direction is set to be large relative to the area of the downstream region, and the hydrophobicity formed around the ink discharge port Set to exclude the region:
The dimension along the sub-scanning direction of the upstream region in the wet region is L,
The conveyance speed of the recording medium is V,
G represents a gap between the ejection surface and the recording medium,
The recording head device according to any one of (1) to (2), wherein the recording head device is set to satisfy a relationship of 2.30E-5 ≧ G 2 V / L.
In the apparatus of (7), in addition to the effects of the apparatus described in any of (1) to (2) above, the moisture retention at the ink discharge port and its vicinity is further improved.

(8)上記(1)乃至(7)の何れかに記載の記録ヘッド装置を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
上記(8)のインクジェット記録装置では、高速記録を可能としながら、簡単な構成により、記録ヘッドの吐出面を適切に保湿することによって不所望なインク粘度の増加や吐出口の目詰まりによる記録品質の悪化を効果的に回避することができる。
(8) An ink jet recording apparatus comprising the recording head device according to any one of (1) to (7).
In the ink jet recording apparatus of (8), the recording quality due to an undesired increase in ink viscosity or clogging of the discharge port can be achieved by appropriately moisturizing the discharge surface of the recording head with a simple configuration while enabling high-speed recording. Can be effectively avoided.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。尚、以下に参照する各図においては、便宜上、説明の主題となる要部が適宜誇張して描かれている。
図1は本発明を適用したライン式インクジェット記録装置の概要を示す平面図である。
ライン式のヘッドユニット10の吐出面に自己の被記録面が近接対向するようにして被記録媒体である記録紙20が記録紙搬送ユニット30によって搬送され、ヘッドユニット10の下を通過中に記録がなされ、記録された記録紙20が排出部31から外部に排出されるように構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the drawings referred to below, for the sake of convenience, the main part that is the subject of the description is appropriately exaggerated.
FIG. 1 is a plan view showing an outline of a line type ink jet recording apparatus to which the present invention is applied.
The recording paper 20 as a recording medium is conveyed by the recording paper conveyance unit 30 so that the recording surface of the line-type head unit 10 is close to and opposed to the ejection surface of the line head unit 10, and recording is performed while passing under the head unit 10. The recorded recording paper 20 is discharged from the discharge unit 31 to the outside.

即ち、先ず、記録紙20は給紙部32から導出されゲートローラ33によって記録紙搬送ユニット30に導かれる。当業者の一般的認識に従い、本明細書においても、記録紙20の搬送方向を副走査方向(Y方向)と称し、これと直交する方向、即ち、後に詳述する吐出口の配列方向を主走査方向(X方向)と称する。   That is, first, the recording paper 20 is led out from the paper feeding unit 32 and guided to the recording paper transport unit 30 by the gate roller 33. In accordance with the general recognition of those skilled in the art, in this specification, the conveyance direction of the recording paper 20 is also referred to as the sub-scanning direction (Y direction), and the direction orthogonal thereto, that is, the arrangement direction of the discharge ports, which will be described in detail later, is the main. This is called the scanning direction (X direction).

ヘッドユニット10は、夫々X方向に配列されたインクジェットの吐出口を備えた、黒ヘッドユニット11、マゼンタヘッドユニット12、シアンヘッドユニット13、及び、イエローヘッドユニット14が図示のように平行に並べられてひとまとまりに支持されて構成される。これら黒ヘッドユニット11、マゼンタヘッドユニット12、シアンヘッドユニット13、及び、イエローヘッドユニット14には、各対応して備えられた、黒インクカートリッジ41、マゼンタインクカートリッジ42、シアンインクカートリッジ43、及び、イエローインクカートリッジ44から夫々インク供給チューブ51、52、53、54を通してインクが供給される。   In the head unit 10, a black head unit 11, a magenta head unit 12, a cyan head unit 13, and a yellow head unit 14 each having an inkjet discharge port arranged in the X direction are arranged in parallel as shown in the figure. It is configured to be supported by a single unit. The black head unit 11, the magenta head unit 12, the cyan head unit 13, and the yellow head unit 14 are respectively provided with a black ink cartridge 41, a magenta ink cartridge 42, a cyan ink cartridge 43, and Ink is supplied from the yellow ink cartridge 44 through ink supply tubes 51, 52, 53, and 54, respectively.

尚、黒インクカートリッジ41、マゼンタインクカートリッジ42、シアンインクカートリッジ43、及び、イエローインクカートリッジ44はひとまとまりのインクカートリッジ40として図示のように配置され、このインクカートリッジ40と一体的に、乃至は、これに附加するようにして加湿液を貯留する加湿液貯留器としての加湿液タンク60が備えられている。加湿液タンク60内の加湿液は加湿液供給路をなす加湿液供給チューブ61を通して黒ヘッドユニット11、マゼンタヘッドユニット12、シアンヘッドユニット13、及び、イエローヘッドユニット14に夫々分配供給される。   The black ink cartridge 41, the magenta ink cartridge 42, the cyan ink cartridge 43, and the yellow ink cartridge 44 are arranged as a group of ink cartridges 40 as shown in the figure. In addition to this, a humidifying liquid tank 60 is provided as a humidifying liquid reservoir for storing the humidifying liquid. The humidifying liquid in the humidifying liquid tank 60 is distributed and supplied to the black head unit 11, the magenta head unit 12, the cyan head unit 13, and the yellow head unit 14 through a humidifying liquid supply tube 61 that forms a humidifying liquid supply path.

尚、黒ヘッドユニット11、マゼンタヘッドユニット12、シアンヘッドユニット13、及び、イエローヘッドユニット14に各対応する黒クリーニング部71、マゼンタクリーニング部72、シアンクリーニング部73、及び、イエロークリーニング部74を含んでなるクリーニング部70が備えられている。図1ではこのクリーニング部70について破線で囲み概念的に表現されているが、後に図7を参照してその構成と作用について説明する。ヘッドユニット10、記録紙搬送ユニット30、及びその他の各部は図示されていない制御手段(CPU)から統括的に制御される。   The black head unit 11, the magenta head unit 12, the cyan head unit 13, and the yellow head unit 14 include a black cleaning unit 71, a magenta cleaning unit 72, a cyan cleaning unit 73, and a yellow cleaning unit 74, respectively. A cleaning unit 70 is provided. In FIG. 1, the cleaning unit 70 is conceptually expressed by being surrounded by a broken line, but the configuration and operation will be described later with reference to FIG. 7. The head unit 10, the recording paper transport unit 30, and other units are controlled in an integrated manner from a control means (CPU) not shown.

尚、インクカラーの種類は、K(黒)、M(マゼンタ)、C(シアン)、Y(イエロー)に限定される必要はなく、これら以外にライトシアン(LC)、ライトマゼンタ(LM)、レッド(R)、ブルー(B)、インク層コート用樹脂などを加えてもよいことは勿論であり、ライン式ヘッドの並びも、KMCYの順に限定することを必須とするものではない。
図2は、図1のライン式インクジェット記録装置の概要を示す側面図である。図2において図1との対応部は同一の符号により示されている。
The ink color types need not be limited to K (black), M (magenta), C (cyan), and Y (yellow). Besides these, light cyan (LC), light magenta (LM), red Of course, (R), blue (B), resin for ink layer coating, and the like may be added, and the arrangement of the line type heads is not necessarily limited to the order of KMCY.
FIG. 2 is a side view showing an outline of the line-type ink jet recording apparatus of FIG. 2 corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

図2において、図1を参照して既述のとおり、黒ヘッドユニット11、マゼンタヘッドユニット12、シアンヘッドユニット13、及び、イエローヘッドユニット14を含んでなるヘッドユニット10に、各インク供給チューブ51、52、53,54を通してインクが供給される。また、加湿液供給チューブ61を通して加湿液が供給される。記録紙20は給紙部32から導出されゲートローラ33によって記録紙搬送ユニット30に導かれ、ヘッドユニット10の下を通って排出部31へと搬送される。   In FIG. 2, as described above with reference to FIG. 1, each ink supply tube 51 is added to the head unit 10 including the black head unit 11, the magenta head unit 12, the cyan head unit 13, and the yellow head unit 14. , 52, 53 and 54, ink is supplied. Further, the humidifying liquid is supplied through the humidifying liquid supply tube 61. The recording paper 20 is led out from the paper supply unit 32, guided to the recording paper transport unit 30 by the gate roller 33, and transported to the discharge unit 31 through under the head unit 10.

この搬送は搬送ベルト34上に記録紙20を載置して、搬送ベルト34を従動ローラ35側から駆動ローラ36側へと反時計方向に周回させるようにして行われる。搬送ベルト34のテンションはテンションローラ37によって適宜に保たれる。一方、外気を装置内に送り込む送風手段70が附設され、記録動作完了後、これによる送風によって装置内の湿度を適切に調整され、記録(印刷)の品位が維持されるようになされている。   This conveyance is performed by placing the recording paper 20 on the conveyance belt 34 and rotating the conveyance belt 34 counterclockwise from the driven roller 35 side to the drive roller 36 side. The tension of the conveyor belt 34 is appropriately maintained by a tension roller 37. On the other hand, air blowing means 70 for sending outside air into the apparatus is attached, and after the recording operation is completed, the humidity in the apparatus is appropriately adjusted by the air blowing thereby to maintain the quality of recording (printing).

図3は、本発明の実施形態である記録ヘッド装置の外観を模式的に示す正面図である。図3において、図1及び図2との対応部は同一の符号によって示されている。図3に模式的に表されたものは、1ラインの基準色を構成する4色(K,M,C,Y)の、黒ヘッドユニット11、マゼンタヘッドユニット12、シアンヘッドユニット13、及び、イエローヘッドユニット14の集合でなるインクノズル列群(後述する、各々印字長さLの吐出面)が図示のようにライン方向(主走査方向)において12分割されて(即ち、各々単位幅Lの記録ヘッド吐出面がライン方向に12個並んで有効印字幅の全幅12Lを賄うように)配設され、これら各色(各ライン)のヘッドユニット11,12,13,14とも12Lの幅の印字が可能なように構成されている。   FIG. 3 is a front view schematically showing the external appearance of the recording head apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 3, corresponding parts to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. What is schematically represented in FIG. 3 is a black head unit 11, a magenta head unit 12, a cyan head unit 13, and four colors (K, M, C, and Y) constituting a reference color of one line. An ink nozzle row group (a discharge surface having a printing length L, which will be described later) composed of a set of yellow head units 14 is divided into 12 in the line direction (main scanning direction) as shown in the drawing (that is, each unit width L has a unit width L). Twelve recording head ejection surfaces are arranged in the line direction so as to cover the entire effective printing width of 12L, and the head units 11, 12, 13, and 14 of each color (each line) are printed with a width of 12L. It is configured as possible.

図示のように、これら4色(K,M,C,Y)の各ヘッドユニット11,12,13,14のインクノズル列群(斜線を施して描かれた各記録ヘッド吐出面)は、例えば黒ヘッドユニット11については、第一群の6個の各記録ヘッド11a,11a,…,11aがそれらの吐出面の幅に相応する間隔をもって主走査方向に不連続に配置され、且つ第二群の6個の各記録ヘッド11b,11b,…,11bが第一群の各記録ヘッド11a,11a,…,11aの並びと平行に且つこの並びとは主走査方向に位置ずれして配置され、全体として主走査方向に12個の記録ヘッドが千鳥状に並んで有効印字幅の全幅12Lを賄うような構成になされている。   As shown in the drawing, the ink nozzle row group (each recording head ejection surface drawn with diagonal lines) of each of the four color (K, M, C, Y) head units 11, 12, 13, and 14 is, for example, With respect to the black head unit 11, each of the six recording heads 11a, 11a,..., 11a in the first group is discontinuously arranged in the main scanning direction at intervals corresponding to the widths of the ejection surfaces. , 11b are arranged in parallel with the arrangement of the recording heads 11a, 11a,..., 11a of the first group and are displaced in the main scanning direction. As a whole, twelve recording heads are arranged in a staggered manner in the main scanning direction to cover the entire effective printing width 12L.

図示のとおり、上述の構成は、マゼンタヘッドユニット12、シアンヘッドユニット13、及び、イエローヘッドユニット14についても同様である。即ち、マゼンタヘッドユニット12は第一群の6個の各記録ヘッド12a,12a,…,12aと第二群の6個の各記録ヘッド12b,12b,…,12bとが千鳥状に並んで構成され、シアンヘッドユニット13は第一群の6個の各記録ヘッド13a,13a,…,13aと第二群の6個の各記録ヘッド13b,13b,…,13bとが千鳥状に並んで構成され、イエローヘッドユニット14は第一群の6個の各記録ヘッド14a,14a,…,14aと第二群の6個の各記録ヘッド14b,14b,…,14bとが千鳥状に並んで構成されている。   As illustrated, the above-described configuration is the same for the magenta head unit 12, the cyan head unit 13, and the yellow head unit 14. That is, the magenta head unit 12 is configured by arranging the six recording heads 12a, 12a,..., 12a in the first group and the six recording heads 12b, 12b,. The cyan head unit 13 is composed of a first group of six recording heads 13a, 13a,..., 13a and a second group of six recording heads 13b, 13b,. The yellow head unit 14 is composed of six recording heads 14a, 14a,..., 14a in the first group and six recording heads 14b, 14b,. Has been.

尚、本明細書では12個の単色の記録ヘッドを千鳥状に配列して主走査方向の印刷領域を有するヘッドユニットを用いて実施形態を説明するが、主走査方向の印刷領域幅を有する単色の長尺の記録ヘッドを用いた場合も、千鳥状の個々の記録ヘッドと同様の構成をとる。   In the present specification, the embodiment is described using a head unit having a print area in the main scanning direction in which twelve monochrome print heads are arranged in a staggered manner. However, the monochrome has a print area width in the main scanning direction. When the long recording head is used, the configuration is the same as that of the individual staggered recording heads.

図4は、本発明の第1の実施形態である記録ヘッド装置10の一つの吐出面100を模式的に示す正面図であり、図5は、図4の記録ヘッド装置の(A−A線部の)断面図である。図示の記録ヘッド装置10は、図3に基づいて説明したラインヘッドであるヘッドユニット11,12,13,14の構成要素である各記録ヘッド11a,11a,…,11a;11b,11b,…,11b;12a,12a,…,12a;12b,12b,…,12b;13a,13a,…,13a;13b,13b,…,13b;14a,14a,…,14a;14b,14b,…,14bのうちの一のものについて、代表的に符号10を附して各個に共通する構成を表したものである。   4 is a front view schematically showing one ejection surface 100 of the recording head device 10 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a (A-A line) of the recording head device of FIG. FIG. The illustrated recording head device 10 includes recording heads 11a, 11a,..., 11a that are constituent elements of the head units 11, 12, 13, and 14 that are line heads described with reference to FIG. 11b; 12a, 12a, ..., 12a; 12b, 12b, ..., 12b; 13a, 13a, ..., 13a; 13b, 13b, ..., 13b; 14a, 14a, ..., 14a; 14b, 14b, ..., 14b About one of them, the code | symbol 10 is attached typically and the structure common to each piece is represented.

吐出面100をなすノズルプレート101には、主走査方向に整列して複数の(4色のインクK,M,C,Yの何れかに対応する)吐出口110,110,…が配設され、且つ、これら複数の吐出口110,110,…の列に平行且つ副走査方向に離間して(紙送り方向で見て上流側に)複数の加湿液供給口121,121,…が配設されている(図5では代表的に符号120を附してある)。   The nozzle plate 101 forming the discharge surface 100 is provided with a plurality of discharge ports 110, 110,... (Corresponding to any of the four colors of inks K, M, C, and Y) aligned in the main scanning direction. In addition, a plurality of humidifying liquid supply ports 121, 121,... Are arranged in parallel to the row of the plurality of discharge ports 110, 110,... And spaced apart in the sub-scanning direction (upstream as viewed in the paper feed direction). (In FIG. 5, the reference numeral 120 is representatively attached).

また、ノズルプレート101に平行に公知の圧電素子等でなる圧力発生手段102によって振動変位する振動板103が設けられている。吐出面100に沿った所定領域は、この領域内に設けられた加湿液供給口121,121,…から滲出した加湿液を気化させる湿潤領域130として形成されている。   In addition, a vibration plate 103 that is vibrated and displaced by a pressure generating means 102 made of a known piezoelectric element or the like is provided in parallel with the nozzle plate 101. The predetermined area along the discharge surface 100 is formed as a wet area 130 for vaporizing the humidified liquid that has exuded from the humidified liquid supply ports 121, 121,.

図4において複数の吐出口110,110,…の整列方向は、それら吐出口110,110,…の各中心位置を結ぶ破線で表されている。このような破線による整列方向の表示は後述する図9、図10、図11、及び、図12において同様である。この破線はまた、吐出口110,110,…の整列位置から見たときの副走査方向に沿う上流側と下流側との境界線でもある。   In FIG. 4, the alignment direction of the plurality of discharge ports 110, 110,... Is represented by a broken line connecting the center positions of the discharge ports 110, 110,. Such display of the alignment direction by the broken line is the same in FIGS. 9, 10, 11, and 12, which will be described later. This broken line is also a boundary line between the upstream side and the downstream side along the sub-scanning direction when viewed from the aligned position of the discharge ports 110, 110,.

図4より理解されるように、この実施形態では、湿潤領域130はこの境界線よりも上流側の領域の面積が下流側の領域の面積よりも大きい。湿潤領域130がこのような形態になされることにより、インク吐出口の位置よりも上流側の湿潤領域の相対的に面積の大きい、従って、保湿のための容積が大きい空間内に保持された潤沢な蒸気によってインク吐出口が効果的に保湿される。吐出口110,110,…には図1を参照して説明したインクカートリッジ40(黒インクカートリッジ41、マゼンタインクカートリッジ42、シアンインクカートリッジ43、及び、イエローインクカートリッジ44の何れか)からインク供給チューブ50(51、52、53,54の何れか)を通してインクリザーバ140に供給されたインクがこのインクリザーバ140に連通するインク供給口141を介して導かれる。   As understood from FIG. 4, in this embodiment, the wet region 130 has a larger area in the upstream region than the boundary line than the area in the downstream region. By forming the wet region 130 in such a form, the wet region 130 is relatively large in area upstream of the position of the ink discharge port, and therefore has a large amount of moisture held in a space having a large volume for moisture retention. The ink discharge port is effectively moisturized by the steam. Ink supply tubes from the ink cartridge 40 (any one of the black ink cartridge 41, the magenta ink cartridge 42, the cyan ink cartridge 43, and the yellow ink cartridge 44) described with reference to FIG. The ink supplied to the ink reservoir 140 through 50 (any of 51, 52, 53, 54) is guided through the ink supply port 141 communicating with the ink reservoir 140.

一方、図1を参照して説明した加湿液タンク60内の加湿液が加湿液供給チューブ61を通して加湿液リザーバ150に供給され、加湿液リザーバ150の加湿液が加湿液供給口121,121,…から滲出して湿潤領域130で気化し、この気化による加湿作用が生じる。各吐出口110,110,…の周囲には、特に、環状の疎水性表面111,111,…が形成されている。また、湿潤領域130の最外周側にもこの湿潤領域130を囲むように疎水性表面112が形成されている。   On the other hand, the humidifying liquid in the humidifying liquid tank 60 described with reference to FIG. 1 is supplied to the humidifying liquid reservoir 150 through the humidifying liquid supply tube 61, and the humidifying liquid in the humidifying liquid reservoir 150 is supplied to the humidifying liquid supply ports 121, 121,. It evaporates from the gas and vaporizes in the wet region 130, and a humidifying action due to this vaporization occurs. In particular, annular hydrophobic surfaces 111, 111,... Are formed around the respective discharge ports 110, 110,. A hydrophobic surface 112 is also formed on the outermost peripheral side of the wet region 130 so as to surround the wet region 130.

これらの疎水性表面111,111,…は、インクのメニスカスを整え、不要インクの付着を防止し、湿潤領域130の加湿液と吐出口110,110,…のインクとが繋がって交じり合ってしまう不都合を回避する。各吐出口110,110,…は、ワイピング後に迅速に加湿液を供給できるように、且つ、供給口で加湿液に作用する重力が表面張力を上回って落下してしまうようなことが発生しないように、それらの直径は20μm乃至500μmであることが望ましい。但し、121,121,…の大きさや配列は上述の限りに限定されるものではない。   These hydrophobic surfaces 111, 111,... Adjust the ink meniscus, prevent the unnecessary ink from adhering, and the humidified liquid in the wet region 130 and the ink at the discharge ports 110, 110,. Avoid inconveniences. Each of the discharge ports 110, 110,... Can supply the humidifying liquid quickly after wiping, and does not cause the gravity acting on the humidifying liquid at the supply port to fall above the surface tension. In addition, their diameter is preferably 20 μm to 500 μm. However, the size and arrangement of 121, 121,... Are not limited to the above.

図6は、本発明の実施形態において加湿液貯留器としての加湿液タンク60から加湿液を記録ヘッド10の吐出面100(ここに既述の湿潤領域130が形成される)に供給する様子を表す図である。加湿液は図示の水頭差Hと毛管力によって加湿液タンク60から記録ヘッド10に導かれる。この加湿液タンク60にはフロート62を有する液面スイッチ63が設けられている。   FIG. 6 shows a state in which the humidifying liquid is supplied from the humidifying liquid tank 60 serving as the humidifying liquid reservoir to the discharge surface 100 of the recording head 10 (where the above-described wet region 130 is formed) in the embodiment of the present invention. FIG. The humidifying liquid is guided from the humidifying liquid tank 60 to the recording head 10 by the illustrated water head difference H and capillary force. The humidifying liquid tank 60 is provided with a liquid level switch 63 having a float 62.

加湿液タンク60内の液位に応じてフロート62の水準位置が変化すると、この変化に応じてフロート62の支持部に設けられた磁石が変位し、この磁石の位置に応じて液面スイッチ63内のリードスイッチが開閉する。加湿液タンク60内の液位が所定の下限レベルに到ると液面スイッチ63が作動して不図示の表示手段に警告表示がなされる。   When the level position of the float 62 changes according to the liquid level in the humidifying liquid tank 60, the magnet provided on the support portion of the float 62 is displaced according to this change, and the liquid level switch 63 according to the position of this magnet. The internal reed switch opens and closes. When the liquid level in the humidifying liquid tank 60 reaches a predetermined lower limit level, the liquid level switch 63 is activated and a warning is displayed on a display means (not shown).

図7は、図1を参照して説明した実施形態におけるワイピング動作の様子を表す図であり、図7の(a)部はワイピングの対象となる記録ヘッドとブレードとが離間している状態でブレードの突出量を可変にした様子を表し、(b)部はブレードが記録ヘッドを払拭している様子を表している。図7の(a)部に図示のように、記録ヘッド10(そのノズル面)に対し、ブレード104は昇降手段105によってノズル面に向かっての突出量を可変に(図示のように上下方向に変位可能に)構成されて、ノズル面の水準位置に対しブレード104の先端部がそれよりも図示のdだけ高い水準位置まで突出することが可能になされている。   FIG. 7 is a diagram illustrating a state of the wiping operation in the embodiment described with reference to FIG. 1, and FIG. 7A illustrates a state where the recording head and the blade to be wiped are separated from each other. A state in which the protrusion amount of the blade is made variable is shown, and a portion (b) shows a state in which the blade wipes the recording head. As shown in FIG. 7A, with respect to the recording head 10 (nozzle surface thereof), the blade 104 is variable in the amount of protrusion toward the nozzle surface by the lifting means 105 (in the vertical direction as shown). The tip of the blade 104 can project to a level position higher than the level position of the nozzle surface by d as shown in the figure.

このようにブレード104が突出した状態でこのブレード104を記録ヘッド10(そのノズル面)に対し相対変位(図示の例では紙面の横方向に変位)させると、図7の(b)部に図示のように、ブレード104は、撓いながらノズル面を払拭する。尚、ブレード104自体に付着したインク等を払拭するためにブレード清掃手段106が付設されている。上述のワイピング動作によって、インク吐出口及びその周辺領域に付着した粘性が高く印字品位の低下を来たすようなインクの残留物が一掃されて記録品質の維持が計られる。   When the blade 104 is displaced relative to the recording head 10 (nozzle surface thereof) with the blade 104 protruding in this manner (displaced in the horizontal direction of the paper surface in the illustrated example), the blade 104 is illustrated in FIG. 7B. As described above, the blade 104 wipes the nozzle surface while being bent. A blade cleaning means 106 is attached to wipe off ink or the like adhering to the blade 104 itself. By the above-described wiping operation, the ink residue that has a high viscosity adhering to the ink discharge port and its peripheral region and causes a decrease in print quality is wiped out, and the recording quality is maintained.

図8は、本発明の実施形態の記録ヘッド装置のうち図4に破線図示のB部に関係して本発明の作用を分析的に説明するための模式図である。即ち、図4を参照して説明した吐出面100を1つの吐出口110の外径に相応する幅で区切った破線図示(図4)のB部と搬送ベルト(紙搬送面)とで挟まれた空間の概略図である。既述のとおり、湿潤領域130はその域内に設けられた加湿液供給口121,121,…から滲出した加湿液を気化させて加湿するが、この湿潤領域130で加湿液が蒸発して発生した水蒸気は、拡散及び空気の流れにより吐出口110に供給される。   FIG. 8 is a schematic diagram for analytically explaining the operation of the present invention in relation to the portion B indicated by the broken line in FIG. 4 in the recording head device of the embodiment of the present invention. That is, the discharge surface 100 described with reference to FIG. 4 is sandwiched between a portion B indicated by a broken line (FIG. 4) and a conveyance belt (paper conveyance surface) divided by a width corresponding to the outer diameter of one discharge port 110. FIG. As described above, the wet region 130 vaporizes the humidified liquid exuded from the humidified liquid supply ports 121, 121,... Provided in the region, and the humidified region 130 is generated by evaporating the humidified liquid. The water vapor is supplied to the discharge port 110 by diffusion and air flow.

ここで、被記録媒体である紙の搬送速度はこの拡散による一方向の移動速度と比較して大きいため、搬送により生じる空気の流れにより水蒸気が吐出口110へ供給されるモデルについて考える。吐出口110でのインクの溶媒の蒸発を湿潤領域130での加湿液の蒸発(加湿)により抑制する効果を得る為に、湿潤領域130の吐出口110より紙送り方向上流側の紙送り方向の長さL、印刷媒体(紙)搬送面300と吐出面との間の距離(ギャップ)G、印刷媒体搬送速度Vpについて必要な条件を求める。
このモデルについて前提条件を次のように設定する。
Here, since the conveyance speed of the paper, which is the recording medium, is larger than the movement speed in one direction due to the diffusion, a model in which water vapor is supplied to the discharge port 110 by the air flow generated by the conveyance will be considered. In order to obtain the effect of suppressing the evaporation of the ink solvent at the discharge port 110 by the evaporation (humidification) of the humidified liquid at the wet region 130, the upstream of the paper feed direction in the paper feed direction from the discharge port 110 of the wet region 130. Necessary conditions are obtained for the length L, the distance (gap) G between the print medium (paper) conveyance surface 300 and the ejection surface, and the print medium conveyance speed Vp.
The preconditions for this model are set as follows:

(1)印刷媒体(紙)の送り方向上流側の長さL、吐出口配列方向に吐出口直径Rの幅を有する湿潤領域の一部により加湿された空気のみが空気の流れにより紙送り方向上流側から吐出口と紙搬送面300を通過する。吐出面と紙搬送面300の間の空気の流れは、搬送速度Vpと等しく一様である。
(2)動作環境の温度範囲は5℃以上50℃以下、湿度範囲は0%以上90%以下とする。加湿対象の空間の湿度分布は、吐出面の湿潤領域では飽和状態で搬送面では動作湿度とする。
(1) The length L on the upstream side of the print medium (paper) feed direction, and only the air humidified by a part of the wet area having the width of the discharge port diameter R in the discharge port arrangement direction is the paper feed direction by the air flow. It passes through the discharge port and the paper transport surface 300 from the upstream side. The air flow between the discharge surface and the paper transport surface 300 is equal to the transport speed Vp and uniform.
(2) The temperature range of the operating environment is 5 to 50 ° C., and the humidity range is 0 to 90%. The humidity distribution in the space to be humidified is saturated in the wet area on the ejection surface and operating humidity on the transport surface.

(3)インクは水性インクであり、加湿液は水とする。
(4)加湿部(加湿液供給口)から滲出した加湿液の蒸発は定常的に行われ、水面付近の面を拡散する水蒸気の拡散速度が、加湿部からの蒸発による水蒸気供給速度であるとする。また拡散はフィック(Fick)の法則に基づき、水蒸気の供給速度は初期の湿度分布のみに依存した一定の値をとる。
(3) The ink is water-based ink, and the humidifying liquid is water.
(4) The evaporation of the humidified liquid that has exuded from the humidifying section (humidified liquid supply port) is constantly performed, and the diffusion speed of the water vapor diffusing in the vicinity of the water surface is the water vapor supply speed by the evaporation from the humidifying section. To do. Diffusion is based on Fick's law, and the water supply rate takes a certain value depending only on the initial humidity distribution.

以上の前提を数式化する。紙送り方向上流側から流れてくる空気を紙搬送方向に微小の長さΔlに分割した空間(Δl×R×G)の空気を飽和状態とするのに必要な必要水蒸気量Mは:
M=(CS−CX)×R×G×Δl …………(1)
但し、Cs:飽和蒸気密度、Cx:動作環境の水蒸気密度、R:吐出口の直径(微小に分割した空間の吐出口配列方向の長さ)、G:ギャップ、Δl:微小に分割した空間の紙送り方向の長さ。
一方、空気が湿潤領域を通過する際に供給される供給水蒸気量mは:
m={D(CS−CX)×R×Δl/G}×(L/VP) …………(2)
但し、L:湿潤領域の吐出口より紙送り方向上流側の紙送り方向の長さ、Vp:紙送り速度、D:動作環境における水蒸気の拡散係数。
式(1)及び(2)について、m−M≧0ならば、吐出口の蒸発は抑制できる。
更に、前提条件の温度範囲(5℃以上50℃以下)では、
2.30E−5≦D≦3.02E−5となるため、
2.30E−5≧G2P/L …………(3)
を満たせばよい。
式(3)より、例えば、搬送速度Vp=200mm/s、ギャップG=1.0mmのとき、Lは8.7mm以上必要である。この(3)式を充足するように各部の位置・寸法関係を選択することによって、インク吐出口並びにその近傍域での保湿が一層十全なものとなる。
Formulate the above assumptions. The amount of water vapor M required to saturate the air in the space (Δl × R × G) obtained by dividing the air flowing from the upstream side in the paper feeding direction into a minute length Δl in the paper conveyance direction is:
M = (C S −C X ) × R × G × Δl (1)
However, C s : saturated vapor density, C x : water vapor density of the operating environment, R: diameter of the discharge port (length in the direction of the discharge port array in a finely divided space), G: gap, Δl: finely divided The length of the space in the paper feed direction.
On the other hand, the amount of water vapor m supplied when the air passes through the wet region is:
m = {D (C S -C X ) × R × Δl / G} × (L / V P ) (2)
Where L: length in the paper feeding direction upstream of the paper outlet in the wet area, Vp: paper feeding speed, D: diffusion coefficient of water vapor in the operating environment.
In the formulas (1) and (2), if m−M ≧ 0, evaporation of the discharge port can be suppressed.
Furthermore, in the precondition temperature range (5 ° C to 50 ° C),
Since 2.30E-5 ≦ D ≦ 3.02E-5,
2.30E-5 ≧ G 2 V P / L (3)
Should be satisfied.
From Expression (3), for example, when the conveyance speed Vp = 200 mm / s and the gap G = 1.0 mm, L needs to be 8.7 mm or more. By selecting the positional and dimensional relationship of each part so as to satisfy the expression (3), the moisture retention at the ink discharge port and its vicinity is further enhanced.

また紙送り方向に、既述の黒ヘッドユニット11、マゼンタヘッドユニット12、シアンヘッドユニット13、及び、イエローヘッドユニット14の各ヘッドユニット毎に湿潤領域の面積を適宜変更しても良い。即ち、紙送り方向最上流側のヘッドユニットの湿潤領域を最大の面積として、残りのヘッドユニットからは、隣り合うヘッド同士で、紙送り方向上流側のヘッドの湿潤領域の面積は下流側の面積と比較して等しいか又はより大きくなるように形成する。この様な構成によって、最も湿度の低い空気が送られる紙送り方向最上流側のヘッドユニットにおいても、蒸発量を多くすることが可能になる。   Further, the area of the wet region may be appropriately changed for each head unit of the black head unit 11, the magenta head unit 12, the cyan head unit 13, and the yellow head unit 14 in the paper feeding direction. That is, the wet area of the head unit on the most upstream side in the paper feed direction is the maximum area, and from the remaining head units, the area of the wet area of the head on the upstream side in the paper feed direction is the area on the downstream side. It is formed so as to be equal or larger than With such a configuration, it is possible to increase the evaporation amount even in the head unit on the most upstream side in the paper feeding direction in which the air with the lowest humidity is sent.

湿潤領域130と吐出口110との間の距離Lは、湿潤領域130からの蒸発拡散による加湿効果を考慮して短いほど好ましいが、逆に短くなるとインク滴吐出時や、ワイピング時に湿潤領域130と吐出口110でインクまたは加湿液が繋がり易く、上記距離Lについての最短距離は例えば、20μm以上100μm以下であることが望ましい。湿潤領域130は、ノズルプレート101が親水性材料の場合は、疎水性材料を吐出面100に形成した後に、エッチング、レーザー加工などによりノズルプレート表面を剥き出しにすることによって形成される。   The distance L between the wet region 130 and the ejection port 110 is preferably as short as possible in consideration of the humidification effect due to evaporation and diffusion from the wet region 130. However, if the distance L is shorter, the distance L between the wet region 130 and the discharge port 110 is different from the wet region 130 during ink droplet ejection or wiping. Ink or humidifying liquid is easily connected at the ejection port 110, and the shortest distance with respect to the distance L is preferably 20 μm or more and 100 μm or less, for example. When the nozzle plate 101 is a hydrophilic material, the wet region 130 is formed by forming a hydrophobic material on the ejection surface 100 and then exposing the nozzle plate surface by etching, laser processing, or the like.

または、ノズルプレートが疎水性材料であってもスパッタリング等の異方性のある成膜方法により親水性材料の湿潤領域及び疎水性表面が形成される。親水性材料としては、二酸化チタン、酸化アルミニウム等の親水性酸化物、またはこれらの酸化物表面を形成した金属、PVA等の親水性高分子材料を適用することができる。疎水性材料は、例えばフッ素系樹脂、高分子炭化水素等が挙げられる。   Alternatively, even when the nozzle plate is a hydrophobic material, the wet region and the hydrophobic surface of the hydrophilic material are formed by an anisotropic film formation method such as sputtering. As the hydrophilic material, a hydrophilic oxide such as titanium dioxide or aluminum oxide, a metal having a surface of these oxides, or a hydrophilic polymer material such as PVA can be used. Examples of the hydrophobic material include fluorine-based resins and polymer hydrocarbons.

これらの親水性材料を用いることで、加湿液に対する湿潤領域の濡れが向上するため、加湿液を湿潤領域表面全体へ均一に供給することが可能である。更に、表面に凹凸を形成して、平坦な表面の場合より接触角を小さくして濡れを向上させても良い。加湿液の湿潤領域130への供給は、液滴を形成しない程度に、湿潤領域の80〜100%が目視で判断できる液層で濡れるように、加湿液供給口121及び共通加湿液供給室(加湿液タンク60)を含む加湿液供給経路の毛管力と、加湿液タンク43の液面と吐出面100の高さHによる水頭圧が、釣合うようにHを設定し、自動的に湿潤領域130を湿潤させるようにする(図6参照)。   By using these hydrophilic materials, wetting of the wet area with respect to the humidifying liquid is improved, so that the humidifying liquid can be uniformly supplied to the entire surface of the wet area. Furthermore, unevenness may be formed on the surface, and the contact angle may be made smaller than in the case of a flat surface to improve wetting. The humidification liquid is supplied to the wet region 130 so that 80 to 100% of the wet region is wetted with a liquid layer that can be visually judged to the extent that droplets are not formed. H is set so that the capillary force of the humidifying liquid supply path including the humidifying liquid tank 60) and the head pressure due to the height H of the liquid level of the humidifying liquid tank 43 and the discharge surface 100 are balanced, and the wet area automatically 130 is moistened (see FIG. 6).

加湿液が印刷媒体又は紙搬送手段に滴下するのを防ぐ為に、電界研磨、ブラシ研磨などにより湿潤領域の表面には、例えば、20μm以上500μm以下の幅の溝、又は同等の範囲の直径を有する孔を形成し、毛管力により加湿液を保持する。更に、ヘッドの水平方向の傾斜などで湿潤領域の加湿液が傾斜方向へ偏って滴るのを防ぐ為には、加湿部の外側の疎水性表面との境界部分に、偏った加湿液を保持する例えば、20μm以上500μm以下の溝又は、同等の範囲の直径を有する孔を形成することにより望ましい効果が得られる。   In order to prevent the dampening liquid from dripping onto the printing medium or the paper conveying means, the surface of the wet area by electropolishing, brush polishing or the like has, for example, a groove having a width of 20 μm or more and 500 μm or less, or a diameter in an equivalent range. The hole which has is formed and a humidification liquid is hold | maintained by capillary force. Furthermore, in order to prevent the humidified liquid in the wet region from being inclined and dripped in the inclined direction due to the inclination of the head in the horizontal direction, the unevenly humidified liquid is held at the boundary portion with the hydrophobic surface outside the humidified part. For example, a desirable effect can be obtained by forming a groove having a diameter of 20 μm or more and 500 μm or less or a hole having an equivalent diameter range.

加湿液は、色材及び乾燥防止剤を除いたインクの成分の内、最も構成比が高い成分か、またはそれを主成分として更に残りの成分も含む溶液で構成される。即ち、加湿液は、液体の主成分である水か、またはインクを構成する浸透剤、pH調整剤、防腐防カビ剤などの成分を含む水溶液等がこれに適合する。特に顔料インクの場合は、吐出口のインクのpH変化による分散性の低下を防止するために、水溶液のpHはインクと同程度であることが望ましい。更に、湿潤領域との濡れを向上させる為に、界面活性剤、アルコールなどにより加湿液の表面張力を調整しても良い。   The humidifying liquid is composed of a component having the highest component ratio among the components of the ink excluding the color material and the drying inhibitor, or a solution containing the remaining component as a main component. That is, as the humidifying liquid, water which is the main component of the liquid or an aqueous solution containing components such as a penetrating agent, a pH adjusting agent and an antiseptic and antifungal agent constituting the ink is suitable. In particular, in the case of pigment ink, it is desirable that the pH of the aqueous solution is approximately the same as that of the ink in order to prevent a decrease in dispersibility due to a change in pH of the ink at the ejection port. Furthermore, in order to improve the wetness with the wet region, the surface tension of the humidifying liquid may be adjusted with a surfactant, alcohol or the like.

図9は、本発明の第2の実施形態である記録ヘッド装置の一つの吐出面を模式的に示す正面図である。図9において、既述の図4との対応部は同一の符号によって示し、それらの詳細な説明は省略する。
吐出面100には、主走査方向に整列して複数の(4色のインクK,M,C,Yの何れかに対応する)吐出口110,110,…が配設され、且つ、これら複数の吐出口110,110,…の列に平行且つ副走査方向に離間して(紙送り方向で見て上流側に)複数の加湿液供給口121,121,…が配設されている。吐出面100の所定領域は、この領域内に設けられた加湿液供給口121,121,…から滲出した加湿液を気化させることによって加湿する湿潤領域130となる。
FIG. 9 is a front view schematically showing one ejection surface of the recording head apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, corresponding parts to those in FIG. 4 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
A plurality of discharge ports 110, 110,... (Corresponding to any of four color inks K, M, C, Y) are arranged on the discharge surface 100 in the main scanning direction. A plurality of humidifying liquid supply ports 121, 121,... Are arranged in parallel to the rows of the discharge ports 110, 110,. The predetermined area of the discharge surface 100 becomes a wet area 130 that is humidified by vaporizing the humidified liquid that has oozed from the humidified liquid supply ports 121, 121,.

この実施形態では特に、各吐出口110,110,…周囲には図4を参照して説明したような環状の疎水性表面111,111,…に替えて各吐出口110,110,…の配列方向に連続した図示のような一連の疎水性表面111cが形成されている。この疎水性表面111cも、既述の疎水性表面111,111,…と同様に、インクのメニスカスを整え、不要インクの付着を防止し、湿潤領域130の加湿液と吐出口110,110,…のインクとが繋がって交じり合ってしまう不都合を防止するように作用する。   In this embodiment, in particular, the arrangement of the discharge ports 110, 110,... Instead of the annular hydrophobic surfaces 111, 111,. A series of hydrophobic surfaces 111c as shown in the figure continuous in the direction are formed. This hydrophobic surface 111c, like the hydrophobic surfaces 111, 111,... Described above, adjusts the ink meniscus and prevents the adhesion of unnecessary ink, and the humidifying liquid in the wet region 130 and the discharge ports 110, 110,. This works to prevent the inconvenience of being connected to and mixed with the other ink.

図10は、本発明の第3の実施形態である記録ヘッド装置の一つの吐出面を模式的に示す正面図である。図10において、既述の図9との対応部は同一の符号によって示し、それらの詳細な説明は省略する。吐出面100には、主走査方向に整列して複数の(4色のインクK,M,C,Yの何れかに対応する)吐出口110,110,…が配設され、各吐出口110,110,…の配列方向に連続した一連の疎水性表面111cが図示のように形成されている。   FIG. 10 is a front view schematically showing one ejection surface of the recording head apparatus according to the third embodiment of the present invention. 10, the corresponding parts to those in FIG. 9 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. A plurality of discharge ports 110, 110,... (Corresponding to any of four color inks K, M, C, Y) are arranged on the discharge surface 100 in the main scanning direction. , 110,..., A series of hydrophobic surfaces 111c continuous in the arrangement direction are formed as shown.

この疎水性表面111cが、既述の疎水性表面111,111,…と同様に、インクのメニスカスを整え、不要インクの付着を防止し、湿潤領域130の加湿液と吐出口110,110,…のインクとが繋がって交じり合ってしまう不都合を防止するように作用する。この第3の実施形態では特に、図4や図9の実施形態におけるような複数の加湿液供給口121,121,…を配設するに替えて、単一の加湿液供給口121aと、図示のように各吐出口110,110,…とそれらの配列方向に連続した一連の疎水性表面111cとを含む帯状の領域を包囲するようにして湿潤領域130内に溝状の加湿液供給ライン122が設けられている。   This hydrophobic surface 111c, like the previously described hydrophobic surfaces 111, 111,... Prepares the ink meniscus and prevents the unnecessary ink from adhering, and the humidified liquid in the wet region 130 and the discharge ports 110, 110,. This works to prevent the inconvenience of being connected to and mixed with the other ink. In this third embodiment, in particular, instead of arranging the plurality of humidifying liquid supply ports 121, 121,... As in the embodiment of FIGS. As described above, a grooved humidifying liquid supply line 122 is provided in the wet region 130 so as to surround the belt-like region including the discharge ports 110, 110,... And a series of hydrophobic surfaces 111c continuous in the arrangement direction. Is provided.

この加湿液供給ライン122は湿潤領域130の域内の表面に親水性表面でなる溝として形成され、加湿液供給口121aから供給される加湿液を湿潤領域130に廻らせて気化させ、その域内で略均一な保湿状態が維持されるように作用する。このような構成を採ることによって、記録ヘッドの加湿液供給経路の構造を簡素化することができる。尚、疎水性表面の形状は図示のようなものに限られず、例えば図4に示されたように、各吐出口110,110,…周囲に環状の疎水性表面111,111,…を夫々島状に設け、これら複数の島状の領域を包囲するようにして溝状の加湿液供給ラインを形成してもよい。   The humidifying liquid supply line 122 is formed as a groove having a hydrophilic surface on the surface in the area of the wet region 130, and the humidifying liquid supplied from the humidifying liquid supply port 121 a is caused to vaporize around the wet area 130. It acts to maintain a substantially uniform moisturizing state. By adopting such a configuration, the structure of the humidifying liquid supply path of the recording head can be simplified. The shape of the hydrophobic surface is not limited to that shown in the figure. For example, as shown in FIG. 4, an annular hydrophobic surface 111, 111,. The grooved humidifying liquid supply line may be formed so as to surround the plurality of island-shaped regions.

図11は、本発明の第4の実施形態である記録ヘッド装置の一つの吐出面を模式的に示す正面図である。図11において、既述の図4との対応部は同一の符号によって示し、それらの詳細な説明は省略する。吐出面100には、主走査方向に整列して複数の(4色のインクK,M,C,Yの何れかに対応する)吐出口110,110,…が配設され、且つ、これら複数の吐出口110,110,…の列に平行且つ副走査方向に離間して(即ち、紙送り方向で見て上流側に)複数の加湿液供給口121,121,…が配設されている。   FIG. 11 is a front view schematically showing one ejection surface of the recording head apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 11, the corresponding parts to those in FIG. 4 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. A plurality of discharge ports 110, 110,... (Corresponding to any of four color inks K, M, C, Y) are arranged on the discharge surface 100 in the main scanning direction. A plurality of humidifying liquid supply ports 121, 121,... Are arranged in parallel to the row of the discharge ports 110, 110,... And spaced apart in the sub-scanning direction (that is, upstream in the paper feed direction). .

この第4の実施形態では湿潤領域130を吐出口110,110,…の並びよりも紙送り方向上流側のみに設けてある。紙送り方向下流側の全域と吐出口110,110,…の並びよりも紙送り方向上流側の若干の領域に亘って疎水性表面111dが形成されている。疎水性表面111dをこのように形成することによってワイピングで吐出面を払拭する際に、ブレードが吐出口を通過するまで加湿液に触れず、従って、インクと加湿液とが混ざってしまう不都合が回避され、ワイピング後のフラッシングの回数も少なくて済む。   In the fourth embodiment, the wet region 130 is provided only on the upstream side in the paper feed direction from the arrangement of the discharge ports 110, 110,. A hydrophobic surface 111d is formed over the entire region on the downstream side in the paper feeding direction and a slight region on the upstream side in the paper feeding direction from the arrangement of the discharge ports 110, 110,. By forming the hydrophobic surface 111d in this way, when wiping the discharge surface by wiping, the humidification liquid is not touched until the blade passes through the discharge port, and therefore the inconvenience of mixing the ink and the humidification liquid is avoided. In addition, the number of flushing operations after wiping can be reduced.

図12は、本発明の第5の実施形態である記録ヘッド装置の一つの吐出面を模式的に示す正面図である。図12においても、既述の図4との対応部は同一の符号によって示し、それらの詳細な説明は省略する。吐出面100には、副走査方向に離間して且つ主走査方向に2列に整列して複数の(4色のインクK,M,C,Yの何れかに対応する)吐出口110a,110a,…;吐出口110b,110b,…が配設され、これら各列の吐出口110a,110a,…;吐出口110b,110b,…は主走査方向に配列ピッチの半分の距離だけ位置(位相)がずれて、これら吐出口は全体として千鳥状に配設されている。これら複数の吐出口110a,110a,…;吐出口110b,110b,…に平行且つ副走査方向に離間して(即ち、紙送り方向で見て上流側に)複数の加湿液供給口121,121,…が配設されている。   FIG. 12 is a front view schematically showing one ejection surface of the recording head device according to the fifth embodiment of the present invention. Also in FIG. 12, the corresponding parts in FIG. 4 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. A plurality of discharge ports 110a and 110a (corresponding to any of four color inks K, M, C, and Y) are arranged on the discharge surface 100 so as to be separated in the sub-scan direction and aligned in two rows in the main scan direction. ,... Are provided, and the discharge ports 110a, 110a,...; Each of these rows are positioned (phase) by a distance of half the arrangement pitch in the main scanning direction. These discharge ports are arranged in a staggered manner as a whole. These plural outlets 110a, 110a,...; Are parallel to the outlets 110b, 110b,... And separated in the sub-scanning direction (that is, upstream in the paper feed direction). Are arranged.

各列の吐出口110a,110a,…;吐出口110b,110b,…の周囲には図示のように夫々環状の疎水性表面111a,111a,…;111b,111b,…が形成されている。これらの疎水性表面111a,111a,…;111b,111b,…も、インクのメニスカスを整え、不要インクの付着を防止し、湿潤領域の加湿液と吐出口のインクとが繋がって交じり合ってしまう不都合を防止する。尚、加湿液供給口の位置、数(配列ピッチ)、大きさは図示の例に限定されるものではない。   As shown in the figure, annular hydrophobic surfaces 111a, 111a,...; 111b, 111b,... Are formed around the discharge ports 110a, 110a,. These hydrophobic surfaces 111a, 111a,...; 111b, 111b,... Also adjust the ink meniscus, prevent the adhesion of unnecessary ink, and the humidified liquid in the wet area and the ink at the discharge port are connected and mixed. Prevent inconvenience. The position, number (arrangement pitch), and size of the humidifying liquid supply port are not limited to the illustrated example.

図13は、本発明の第6の実施形態である記録ヘッド装置の断面図である。図13において、既述の図5との対応部は同一の符号によって示し、それら各部の詳細な説明は省略する。吐出面100をなすノズルプレート101には主走査方向に(この図では紙面に垂直な方向に)整列して複数の吐出口110が配設され、この吐出口110の列に平行且つ副走査方向に離間して(即ち、紙送り方向で見て上流側に)複数の加湿液供給口120が設けられている。   FIG. 13 is a cross-sectional view of a recording head device according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 13, corresponding parts to those in FIG. 5 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description of these parts is omitted. A plurality of discharge ports 110 are arranged on the nozzle plate 101 forming the discharge surface 100 so as to be aligned in the main scanning direction (in the direction perpendicular to the paper surface in this figure), and are parallel to the row of the discharge ports 110 and in the sub-scanning direction. A plurality of humidifying liquid supply ports 120 are provided apart from each other (that is, on the upstream side in the paper feeding direction).

また、ノズルプレート101に平行に公知の圧電素子等でなる圧力発生手段102によって振動変位する振動板103が設けられている。吐出面100の所定領域は、この領域内に設けられた加湿液供給口120から滲出した加湿液を気化させることによって加湿する湿潤領域130となる。吐出口110にはインク供給チューブ50を通してインクリザーバ140に供給されたインクがこのリザーバ140に連通するインク供給口141を介して導かれる。   In addition, a vibration plate 103 that is vibrated and displaced by a pressure generating means 102 made of a known piezoelectric element or the like is provided in parallel with the nozzle plate 101. The predetermined area of the discharge surface 100 becomes a wet area 130 that is humidified by vaporizing the humidified liquid that has oozed from the humidified liquid supply port 120 provided in this area. The ink supplied to the ink reservoir 140 through the ink supply tube 50 is guided to the ejection port 110 through the ink supply port 141 communicating with the reservoir 140.

また、加湿液が加湿液供給チューブ61を通して加湿液リザーバ150に供給され、加湿液リザーバ150の加湿液が加湿液供給口120から滲出して湿潤領域130で気化し、この気化した加湿液によって吐出面100が加湿される。各吐出口110の周囲には環状の疎水性表面111が形成され、この疎水性表面111によってインクのメニスカスが整えられ、不要インクの付着が防止されて、湿潤領域130の加湿液と吐出口110のインクとが繋がって交じり合ってしまう不都合が防止される点も第5図を参照して説明したところと同様である。   Further, the humidified liquid is supplied to the humidified liquid reservoir 150 through the humidified liquid supply tube 61, and the humidified liquid in the humidified liquid reservoir 150 oozes out from the humidified liquid supply port 120 and is vaporized in the wet area 130, and is discharged by the vaporized humidified liquid. Surface 100 is humidified. An annular hydrophobic surface 111 is formed around each ejection port 110, and the meniscus of ink is adjusted by the hydrophobic surface 111 to prevent unnecessary ink from being attached. This is also the same as described with reference to FIG. 5 in that the inconvenience of being connected to and mixed with the other ink is prevented.

この実施形態では特に、ノズルプレート101の一部の領域にヒータ104と加湿液の温度を検知するための温度検出器105が附設されている。ヒータ104は、抵抗のジュール熱により加熱するもので、電圧制御により加熱を調節される。また、ヒータ104は紙送り方向上流側に吐出口配列方向に(この図では紙面に垂直な方向に)帯状に伸びた形状で形成されており、用紙搬送手段の紙送りによる空気の流れで吐出口110へ湿潤空気が送られる。   In this embodiment, in particular, a heater 104 and a temperature detector 105 for detecting the temperature of the humidifying liquid are attached to a partial region of the nozzle plate 101. The heater 104 is heated by Joule heat of resistance, and the heating is adjusted by voltage control. Further, the heater 104 is formed in a strip shape extending upstream in the paper feed direction in the discharge port arrangement direction (in the direction perpendicular to the paper surface in this figure), and is discharged by the air flow caused by the paper feed of the paper transport means. Wet air is sent to the outlet 110.

また紙送り方向に並んで配置される4色(K,M,C,Y)の各ヘッドユニット11,12,13,14(図1参照)毎にヒータの面積を並びに関連して変更しても良い。即ち、紙送り方向最上流側のヘッドユニットを最大の面積として、残りのヘッドユニットからは、隣り合うヘッド同士で、紙送り方向上流側のヘッドのヒータ面積は下流側の面積と比較して等しいか又はより大きくなるように形成する。この様な構成によって、最も湿度の低い空気が送られる紙送り方向最上流側のヘッドユニットにおいても、十分な蒸発量を確保することが可能となる。   In addition, the area of the heater is changed in association with each of the four color (K, M, C, Y) head units 11, 12, 13, 14 (see FIG. 1) arranged side by side in the paper feed direction. Also good. In other words, the head area on the most upstream side in the paper feed direction is set to the maximum area, and from the remaining head units, the heater area of the head on the upstream side in the paper feed direction is equal between the adjacent heads compared to the area on the downstream side. Or larger. With such a configuration, it is possible to ensure a sufficient amount of evaporation even in the head unit on the most upstream side in the paper feed direction in which air with the lowest humidity is sent.

ヒータ104は、加湿液の気化熱により湿潤領域130の温度が低下し、吐出口110のインクの温度と比較して加湿液の温度が低くなるのを防ぐのを目的として加湿液を加熱するように作用する。従って、加湿液の温度低下に起因して効果的な保湿ができなくことが回避される。加湿液の温度を検出する温度検出器105と図示しないインク温度検出器により、加湿液温度がインク温度と比較して0℃以上15℃以下の範囲の温度だけ高くなるように制御される。   The heater 104 heats the humidified liquid for the purpose of preventing the temperature of the wet region 130 from being lowered by the heat of vaporization of the humidified liquid and lowering the temperature of the humidified liquid compared to the temperature of the ink at the ejection port 110. Act on. Therefore, it is avoided that effective moisturizing cannot be performed due to the temperature drop of the humidifying liquid. The temperature detector 105 that detects the temperature of the humidifying liquid and an ink temperature detector (not shown) control the humidifying liquid temperature to be higher than the ink temperature by a temperature in the range of 0 ° C. to 15 ° C.

また、過剰な加熱により加湿液が沸騰して、用紙やプリンタ装置内を汚すのを防止する為に、80℃以上になるとヒータの加熱を停止する制御も行われる。尚、この第6の実施形態では、吐出面100の湿潤領域130及び疎水性表面111については、第1乃至第5の各実施形態について既述の何れの形態も採ることができる。
以上を総じて、本願にて提案の技術によれば、製造の精度に係る条件はさほど厳しくないため製造が容易であり、且つ、特殊なインク等を用いずとも良好な印刷ができる。また、フラッシングやクリーニングを頻繁に行わずとも記録ヘッドが保湿されて良好な状態が維持されるため、記録動作を中断させる必要がなく、記録の所要時間が短縮される。この効果はライン式の記録ヘッドである場合に顕著である。
In addition, in order to prevent the humidified liquid from boiling due to excessive heating and soiling the paper and the printer device, control is also performed to stop the heating of the heater at 80 ° C. or higher. In the sixth embodiment, the wet region 130 and the hydrophobic surface 111 of the discharge surface 100 can take any of the forms described above for the first to fifth embodiments.
In general, according to the technique proposed in the present application, the conditions relating to the manufacturing accuracy are not so strict, so that the manufacturing is easy and good printing can be performed without using special inks or the like. Further, since the recording head is moisturized and maintained in a good state without frequent flushing and cleaning, it is not necessary to interrupt the recording operation, and the time required for recording is shortened. This effect is remarkable when the line type recording head is used.

更に、ノズル面と印刷媒体との間隙を払拭部材の挿入が許容される程度に大きく設定することを要せず、この間隙を短縮してインク滴の着弾に係る位置決め精度を十分に確保して高品位の記録を実現することができる。更にまた、本来保湿を要するヘッドの吐出口とその近傍に対して十分な加湿を行えるため、不所望なインク粘度の増加や吐出口の目詰まりが効果的に回避され得て記録品質を良好に維持することができる。   Furthermore, it is not necessary to set the gap between the nozzle surface and the print medium large enough to allow the wiping member to be inserted, and this gap can be shortened to ensure sufficient positioning accuracy for ink droplet landing. High quality recording can be realized. Furthermore, since sufficient humidification can be performed on the discharge port of the head that originally needs to be moisturized and the vicinity thereof, undesired increase in ink viscosity and clogging of the discharge port can be effectively avoided to improve the recording quality. Can be maintained.

本発明を適用したライン式インクジェット記録装置の概要を示す平面図である。It is a top view which shows the outline | summary of the line-type inkjet recording device to which this invention is applied. 図1のライン式インクジェット記録装置の概要を示す側面図である。It is a side view which shows the outline | summary of the line-type inkjet recording device of FIG. 本発明の実施形態である記録ヘッド装置の外観を模式的に示す正面図である。1 is a front view schematically showing an appearance of a recording head device according to an embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態である記録ヘッド装置の一つの吐出面を模式的に示す正面図である。FIG. 2 is a front view schematically showing one ejection surface of the recording head device according to the first embodiment of the present invention. 図4の記録ヘッド装置の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the recording head device in FIG. 4. 本発明の実施形態において加湿液貯留器から加湿液を供給する様子を表す図である。It is a figure showing a mode that humidification liquid is supplied from a humidification liquid storage device in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるワイピング動作の様子を表す図である。It is a figure showing the mode of the wiping operation | movement in embodiment of this invention. 本発明の実施形態の記録ヘッド装置の図4に破線図示の部分に関係して本発明の作用を分析的に説明するための模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram for analytically explaining the operation of the present invention in relation to the portion indicated by the broken line in FIG. 4 of the recording head device of the embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態である記録ヘッド装置の一つの吐出面を模式的に示す正面図である。FIG. 6 is a front view schematically showing one ejection surface of a recording head device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態である記録ヘッド装置の一つの吐出面を模式的に示す正面図である。FIG. 10 is a front view schematically showing one ejection surface of a recording head device according to a third embodiment of the invention. 本発明の第4の実施形態である記録ヘッド装置の一つの吐出面を模式的に示す正面図である。FIG. 10 is a front view schematically showing one ejection surface of a recording head device according to a fourth embodiment of the invention. 本発明の第5の実施形態である記録ヘッド装置の一つの吐出面を模式的に示す正面図である。FIG. 10 is a front view schematically showing one ejection surface of a recording head device according to a fifth embodiment of the invention. 本発明の第6の実施形態である記録ヘッド装置の断面図である。It is sectional drawing of the recording head apparatus which is the 6th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…ヘッドユニット、11…黒ヘッドユニット、12…マゼンタヘッドユニット、
13…シアンヘッドユニット、14…イエローヘッドユニット、20…記録紙、30…記録紙搬送ユニット、31…排出部、32…給紙部、33…ゲートローラ、34…搬送ベルト、35…従動ローラ、36…駆動ローラ、37…テンションローラ、40…インクカートリッジ、41…黒インクカートリッジ、42…マゼンタインクカートリッジ、43…シアンインクカートリッジ、44…イエローインクカートリッジ、50,51,52,53,54…インク供給チューブ、60…加湿液タンク、61…加湿液供給チューブ、62…フロート、63…液面スイッチ、70…クリーニング部、71…黒クリーニング部、72…マゼンタクリーニング部、73…シアンクリーニング部、74…イエロークリーニング部、100…吐出面、101…ノズルプレート、102…圧力発生手段、103…振動板、110…吐出口、111…疎水性表面、120,121…加湿液供給口、130湿潤領域、140…インクリザーバ、141…インク供給口、150…加湿液リザーバ、300…紙搬送面
10 ... head unit, 11 ... black head unit, 12 ... magenta head unit,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Cyan head unit, 14 ... Yellow head unit, 20 ... Recording paper, 30 ... Recording paper conveyance unit, 31 ... Discharge part, 32 ... Paper feed part, 33 ... Gate roller, 34 ... Conveyor belt, 35 ... Driven roller, 36 ... Drive roller, 37 ... Tension roller, 40 ... Ink cartridge, 41 ... Black ink cartridge, 42 ... Magenta ink cartridge, 43 ... Cyan ink cartridge, 44 ... Yellow ink cartridge, 50, 51, 52, 53, 54 ... Ink Supply tube, 60 ... humidified liquid tank, 61 ... humidified liquid supply tube, 62 ... float, 63 ... liquid level switch, 70 ... cleaning section, 71 ... black cleaning section, 72 ... magenta cleaning section, 73 ... cyan cleaning section, 74 ... Yellow cleaning section, 100 ... discharge surface, 101 Nozzle plate, 102 ... Pressure generating means, 103 ... Vibration plate, 110 ... Discharge port, 111 ... Hydrophobic surface, 120, 121 ... Humidification liquid supply port, 130 wet region, 140 ... Ink reservoir, 141 ... Ink supply port, 150 ... Humidifying liquid reservoir, 300 ... Paper transport surface

Claims (8)

被記録媒体に対向する吐出面に設けられた吐出口からインクを吐出して当該被記録媒体に記録を行うための記録ヘッド装置であって、
前記吐出面内の所定部に加湿液を供給し滲出させるための加湿液供給口を設け、この加湿液供給口から滲出した加湿液を気化させる湿潤領域が前記吐出面に沿って形成されていることを特徴とする記録ヘッド装置。
A recording head device for performing recording on a recording medium by ejecting ink from an ejection port provided on an ejection surface facing the recording medium,
A humidifying liquid supply port for supplying and exuding the humidifying liquid to a predetermined portion in the discharge surface is provided, and a wet region for vaporizing the humidifying liquid exuding from the humidifying liquid supply port is formed along the discharge surface. A recording head device.
前記加湿液を貯留するべく設けられた加湿液貯留器から所定の加湿液供給路を通して前記加湿液供給口に加湿液が導かれ得るように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の記録ヘッド装置。   The humidification liquid can be guided to the humidification liquid supply port through a predetermined humidification liquid supply path from a humidification liquid reservoir provided to store the humidification liquid. Recording head device. 前記インク吐出口周辺に疎水性領域を形成し、前記湿潤領域はこの疎水性領域を除くようにして形成されるようにしたことを特徴とする請求項1または2に記載の記録ヘッド装置。   The recording head device according to claim 1, wherein a hydrophobic region is formed around the ink ejection port, and the wet region is formed so as to exclude the hydrophobic region. 前記湿潤領域が、前記記録ヘッドによる記録動作に係る副走査方向に沿って当該インク吐出口の位置よりも上流側の領域の面積が下流側の領域の面積よりも大きくなるように設定されることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の記録ヘッド装置。 The wet area is set so that the area of the upstream area from the position of the ink discharge port is larger than the area of the downstream area along the sub-scanning direction related to the recording operation by the recording head. The recording head device according to claim 1, wherein the recording head device is a recording head device. 前記吐出面側に当該吐出面のクリーニングを行うためのクリーニング部材が当接し得るように構成されたものであることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の記録ヘッド装置。   The recording head device according to claim 1, wherein a cleaning member for cleaning the ejection surface can be brought into contact with the ejection surface side. 前記吐出面側の所定部に発熱部材が備えられたことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の記録ヘッド装置。   The recording head device according to claim 1, wherein a heat generating member is provided in a predetermined portion on the discharge surface side. 前記湿潤領域は、自己の域内に前記インク吐出口と前記加湿液供給口とが配設されるように形成され、且つ、この湿潤領域は、前記記録ヘッドによる記録動作に係る副走査方向に沿って当該インク吐出口の位置よりも上流側の領域の面積が下流側の領域の面積との相対において大となるように設定され、更に、前記インク吐出口周辺に形成された疎水性領域を除くようにして設定されるものであって:
当該湿潤領域における前記上流側領域の副走査方向に沿った寸法をL、
当該被記録媒体の搬送速度をV、
前記吐出面と被記録媒体との間のギャップをG、
とするとき、2.30E−5≧G2V/Lなる関係を充足するように設定されるものであることを特徴とする請求項1乃至2の何れかに記載の記録ヘッド装置。
The wet region is formed such that the ink discharge port and the humidifying liquid supply port are disposed within the self region, and the wet region is along a sub-scanning direction related to a recording operation by the recording head. The area of the upstream area from the position of the ink discharge port is set to be large relative to the area of the downstream area, and the hydrophobic area formed around the ink discharge port is excluded. Is set up like this:
The dimension along the sub-scanning direction of the upstream region in the wet region is L,
The conveyance speed of the recording medium is V,
G represents a gap between the ejection surface and the recording medium,
3. The recording head device according to claim 1, wherein the recording head device is set so as to satisfy a relationship of 2.30E−5 ≧ G 2 V / L.
請求項1乃至7の何れかに記載の記録ヘッド装置を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。   An ink jet recording apparatus comprising the recording head device according to claim 1.
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