JP2006240177A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 単に記録を行うために複数の吐出部が行う吐出の数(ドットカウント)に基づいてワイピングタイミングを定めるのではなく、インクの条件、具体的にはインク種に応じたミスト発生量の条件をも加味してワイピングタイミングを制御する。
【選択図】 図10
Description
前記複数の吐出部の前記インクを吐出する吐出口が設けられた面を払拭する払拭部材と、
前記複数の吐出部のそれぞれが用いるインクの条件に基づき、前記払拭部材に前記払拭を行わせるタイミングを制御する払拭制御手段と、
を具えたことを特徴とする。
(1)インクジェット記録装置の機械的構成
(1−1)装置の概略
図1は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置(以下、プリンタともいう)の外観を示す。これはいわゆるシリアルスキャン型のプリンタであり、記録媒体Pの搬送方向に対して直交する方向(主走査方向)に記録ヘッドをスキャン(主走査)して画像を形成するものである。
図2は、上記プリンタのキャリッジユニット2に搭載される記録ヘッドを、インクが吐出される方向から示した模式的斜視図である。ここで、記録ヘッド9には、主走査方向Sに異なる色調(色、濃度を含む)のインク、例えば、ブラック(Bk)、ライトシアン(Lc)、シアン(C)、ライトマゼンタ(Lm)、マゼンタ(M)およびイエロー(Y)のインクを吐出可能な複数の吐出部11〜16が並置されている。各吐出部に対しては、インク導入部23から記録ヘッド内部のインク流路を介してインクが供給される。インク導入部23には後述のインクタンクよりチューブを介してインクが導入される。
各吐出部は、インクを吐出するために利用されるエネルギとして、例えば通電に応じインクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを用いる方式のものであり、所定のピッチで発熱部52が形成された発熱部列を2列、並列させてなる基板51を有している。基板51の発熱部列間には、上記インク流路に連通するインク供給口56が設けられている。基板51に対しては、発熱部52に対応したノズル55と、ノズル55のそれぞれに対応してインク供給口56からインクを供給するためのインク路59とが形成された部材(オリフィスプレート)54が接合されて、吐出部が構成される。
図4は上記記録ヘッドないし吐出部へのインク供給系の構成例を示す。記録ヘッドないし吐出部にインクを供給する方式としては主に2つのものがある。一つは、キャリッジにインクを保持するインクタンクを搭載し、直接記録ヘッドにインクを供給するものである。もう一つは、供給チューブと呼ばれるチューブを用いて、装置の固定部位に配置されたインクタンクと、キャリッジに搭載された記録ヘッドとの間を繋いでインクを供給するものであり、一例として本実施形態ではこの方式を採用している。
キャリッジユニット2は、記録開始前または記録中に必要に応じてホームポジションで停止する。ホームポジション付近には、キャップおよびワイパブレードを含む回復系ユニットが配置されている。
次に、上記構成のプリンタに使用可能なインクについて説明する。インクとしては、色材に染料成分を含むインクおよび顔料成分を含むインク(以下、それぞれ染料インクおよび顔料インクという)や、両成分を含むインクなどがある。
分散液の作製
顔料[C.I.ピグメントイエロー74(製品名:Hansa Brilliant Yellow 5GX(クラリアント社製))]10部、アニオン系高分子P−1[スチレン/ブチルアクリレート/アクリル酸共重合体(共重合比(重量比)=30/40/30)、酸価202、重量平均分子量6500、固形分10%の水溶液、中和剤:水酸化カリウム]30部、および純水60部を混合し、以下に示す材料をバッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを150部充填し、水冷しつつ、12時間分散処理を行った。さらに、この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去した。そして、最終調製物として、固形分が約12.5%、重量平均粒径が120nmの顔料分散体1を得た。得られた顔料分散体を用いて、下記のようにしてインクを調製した。
以下の成分を混合し、十分に攪拌して溶解・分散後、ポアサイズ1.0μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧濾過して、イエローインクを調製した。
・上記で得た顔料分散体1 40部
・グリセリン 9部
・エチレングリコール 6部
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物
(商品名:アセチレノールEH) 1部
・1,2−ヘキサンジオール 3部
・ポリエチレングリコール(分子量1000) 4部
・水 37部。
分散液の作製
まず、ベンジルアクリレートとメタクリル酸を原料として、常法により、酸価300、数平均分子量2500のAB型ブロックポリマーを作り、さらに、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な50質量%ポリマー水溶液を作成した。
インクの作製は、上記マゼンタ分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度4質量%、分散剤濃度2質量%の顔料インクを調製した。
・上記マゼンタ分散液 40部
・グリセリン 10部
・ジエチレングリコール 10部
・アセチレングリコールEO付加物
(川研ファインケミカル製) 0.5部
・イオン交換水 39.5部。
分散液の作製
マゼンタインクで使用したポリマー溶液を100g、C.I.ピグメントレッド122を100gおよびイオン交換水を300gを混合し、機械的に0.5時間撹拌した。
インクの作製は、上記マゼンタ分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度4質量%、分散剤濃度2質量%の顔料インクを調製した。
・上記マゼンタ分散液 8部
・グリセリン 10部
・ジエチレングリコール 10部
・アセチレングリコールEO付加物
(川研ファインケミカル製) 0.5部
・イオン交換水 71.5部。
分散液の作製
まず、ベンジルアクリレートとメタクリル酸を原料として、常法により、酸価250、数平均分子量3000のAB型ブロックポリマーを作り、さらに、水酸化カリウム水溶液で中和し、イオン交換水で希釈して均質な50質量%ポリマー水溶液を作成した。
インクの作製は、上記シアン分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度2質量%、分散剤濃度2質量%の顔料インクを調製した。
・上記シアン分散液 20部
・グリセリン 10部
・ジエチレングリコール 10部
・アセチレングリコールEO付加物
(川研ファインケミカル製) 0.5部
・イオン交換水 53.5部。
分散液の作製
シアンインクで作成したポリマー溶液を180g、C.I.ピグメントブルー15:3を100gおよびイオン交換水を220gを混合し、機械的に0.5時間撹拌した。
インクの作製は、上記シアン分散液を使用し、これに以下の成分を加えて所定の濃度にし、これらの成分を十分に混合撹拌した後、ポアサイズ2.5μmのミクロフィルター(富士フイルム製)にて加圧濾過し、顔料濃度2質量%、分散剤濃度2質量%の顔料インクを調製した。
・上記シアン分散液 4部
・グリセリン 10部
・ジエチレングリコール 10部
・アセチレングリコールEO付加物
(川研ファインケミカル製) 0.5部
・イオン交換水 69.5部。
分散液の作製
表面積が230m2/gでDBP吸油量が70ml/100gのカーボンブラック10gとp−アミノ−N−安息香酸3.41gを水72gによく混合した後、これに硝酸1.62gを滴下して、70℃で撹拌した。ここにさらに数分後、5gの水に1.07gの亜硝酸ナトリウムを溶かした溶液を加え、さらに1時間撹拌した。得られたスラリーを濾紙(商品名:東洋濾紙No.2;アドバンティス社製)で濾過し、濾取した顔料粒子を十分に水洗し、90℃のオーブンで乾燥させ、さらに、この顔料に水を足して顔料濃度10重量%の顔料水溶液を作製した。
以下の成分を混合し、十分撹拌して溶解後、ポアサイズ3μmのミクロフィルター(富士フィルム製)にて加圧濾過してブラックインクを調製した。
・顔料分散体1 30部
・硫酸カリウム 1部
・トリメチロールプロパン 6部
・グリセリン 6部
・ジエチレングリコール 6部
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 0.2部
(商品名:アセチレノールEH;川研ファインケミカル(株)社製)
・水 50.8部。
図6は本実施形態において用いたプリンタの制御回路の構成例を示す。図6において、101はプログラマブル・ペリフェラル・インターフェイス(以下PPIとする)であり、ホストコンピュータ100から送られてくる指令信号(コマンド)や記録データを含む記録情報信号を受信してMPU102に転送するとともに、ホストコンピュータ100に対しては必要に応じプリンタのステータス情報を送出する。また、ユーザがプリンタに対して各種設定を行う設定入力部やユーザに対してメッセージを表示する表示部などを有したコンソール106との間で入出力を行うとともに、キャリッジユニット102ないし記録ヘッド9がホームポジションにあることを検出するホームポジションセンサや、キャッピングセンサなどを含むセンサ群107よりの信号入力を受容する。
図7〜図10は上記構成を用いて行われるプリンタ制御手順の例を示す。
図7は回復(記録ヘッドのクリーニング)処理シーケンスを示し、一次電源投入後にプリンタとしての機能を実際に実行可能な状態にする二次電源投入(ソフトオン)またはホストコンピュータ100からの記録開始コマンドの入力(ステップS1)に応じて起動される。まず、ステップS2において、現在時刻Taの読み込みを行い、ステップS3において前回回復処理を行った時刻Tbの読み込みを行う。そして、ステップS4において経過時間(クリーニング間隔T)の算出が行われる。次に、ステップS5においては当該算出したクリーニング間隔Tが規定の閾値Uを超えているか否かの判定を行い、肯定判定がなされればステップS6においてクリーニング、すなわち予備吐出やワイピングを実行する。その後、ステップS7において時刻Tbの内容を時刻Taに置換し、READY状態とする(ステップS8)。
図8は記録処理シーケンスを示す。プリンタの休止状態では、上述のように、記録ヘッド9ないし吐出部のフェイス面にはキャッピングが施されているため、記録に先立ってキャップを開放して記録ヘッドないしキャリッジユニット2をスキャン可能状態にする。すなわち、例えばキャップ状態にあるか否かを検出するためのセンサ(センサ群107の構成要素として設けることができる)に基づいてステップ9にて判定を行い、キャップ状態であればキャップ27を下降させてキャップオープン状態とする(ステップS10)。
図9は記録終了後に実行されるシーケンスを示す。図8に示したような記録媒体1頁分の記録シーケンス(ステップS23)が終了すると、ステップS24においてワイピングを実施するか否かを規定するワイプフラグ(後述)の内容を判定し、オン(セット状態)であればワイピングを行う(ステップS25)。また、この際ワイプフラグおよびドットカウンタのリセットを行う。
図10は本実施形態のワイプフラグセットシーケンスを示す。この手順は、1スキャン分の記録終了毎に実行するものとする。また、以下の手順では、6種のインクA〜Fが用いられるものとし、これらは上述した各色インク、すなわちブラック、ライトシアン、シアン、ライトマゼンタ、マゼンタおよびイエローのインクに対応づけられるものとする。そして、インクの組成から、特にインクC(シアンインク)およびインクF(イエローインク)においてミスト発生量が多いものとし、他種のインクの2倍程度であるものと仮定する。
図10の手順において、ドットカウント値に対する重み付け係数を2倍に設定したのは、インクCおよびインクFを用いる場合のインクのミスト発生量が他のインクの2倍程度と仮定したためである。実際には、この係数は各インクのミスト発生状態に応じて定めればよい。また、インク自体の特性だけでなく、これを用いる吐出部の構成によってもインクミスト発生量が異なり、また回復動作による吐出部の吐出回復性も異なる。
ワイピングを実施する際にヘッド表面のインク成分が蒸発しており、ワイピングのみでは拭き取りにくい状態となっている場合がある。例えばインクがエタノール,IPA等の揮発しやすい低沸点の溶媒を含んでいる場合、顔料分散のためのポリマーを多く含む場合、インクの顔料の分散性が弱いために凝集が生じやすい場合などが挙げられる。
なお、上記プリンタに適用されるインク吐出方式には種々のものがあり、上述のように通電に応じインクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換素子が設けられているものを用いてもよく、ピエゾ素子など電気機械エネルギ変換素子が設けられているものを用いてもよい。
3 キャリッジモータ
5 給紙モータ
9 記録ヘッド
11〜16 吐出部
21、22 ワイパブレード
23 インク導入部
25 ワイパホルダ
27 キャップ
29 吸引ポンプ
39 インクタンク
45 供給チューブ
52 発熱部
55 ノズル
100 ホストコンピュータ
102 MPU
103 RAM
105 ROM
121 プリントバッファ
Claims (8)
- それぞれ異なる種類のインクを吐出する複数の吐出部を用いて記録を行うインクジェット記録装置において、
前記複数の吐出部の前記インクを吐出する吐出口が設けられた面を払拭する払拭部材と、
前記複数の吐出部のそれぞれが用いるインクの条件に基づき、前記払拭部材に前記払拭を行わせるタイミングを制御する払拭制御手段と、
を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記記録を行うために前記複数の吐出部が行う吐出の数を計数する計数手段を具え、前記払拭制御手段は前記インクの条件に応じて前記計数手段による計数値を補正し、当該補正された計数値に応じて前記タイミングを定めることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 前記払拭制御手段は、前記インクの条件に応じた重み付け係数を前記計数手段による計数値に乗じることで前記補正を行うことを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録装置。
- 前記払拭制御手段は、前記インクの条件として、吐出動作に伴う前記複数の吐出部のそれぞれのミスト発生量の差を用いることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 前記払拭制御手段は、前記インクの条件として、前記複数の吐出部のそれぞれに用いられるインクの蒸発後の粘度を用いることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 前記粘度は、温度30℃および湿度10%の環境で蒸発量が平衡に達したときに2000mPa・sであることを特徴とする請求項5に記載のインクジェット記録装置。
- 前記払拭に先立って前記吐出口からインクを排出させる手段をさらに具えたことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 前記インクの条件に加え、前記吐出部の構成および/または前記インクの記録デューティが加味されることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
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