JP2008207514A - Inkjet recorder - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、インクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus.
図3はラインヘッドなどとして使用されるインクジェット用印字ヘッドの一例を示す平面透視図である。また、図4(a)は、印字ヘッドに形成されたドット形成部を示す断面図であり、図4(b)は、ドット形成部を構成する各部の重なり状態を示す透視図である。印字ヘッド10は、基板12を含み、基板12に複数のドット形成部14が形成される。ドット形成部14を形成するために、図4(a)に示すように、基板12は複数の層12a,12b,12c,12dを積層することにより形成される。
FIG. 3 is a plan perspective view showing an example of an ink jet print head used as a line head or the like. 4A is a cross-sectional view showing a dot forming portion formed on the print head, and FIG. 4B is a perspective view showing an overlapping state of each portion constituting the dot forming portion. The
第1の層12aには、たとえば長手方向を有し、かつ長手方向の両端部を円弧状に形成した加圧室16が形成される。加圧室16の長手方向の一端側において、加圧室16に連通するように、第2の層12bおよび第3の層12cに、インク流路18が形成される。このインク流路18に連通するようにして、第4の層12dに、インク流路18より小さい径を有するノズル20が形成される。さらに、加圧室16の長手方向の他端側において、第2の層12bに供給口22が形成され、第3の層12cに形成された共通流路24に連結されている。第1の層12a上には、基板12とほぼ同じ大きさの共通電極26が形成され、共通電極26上に圧電層28が形成される。さらに、各ドット形成部14の加圧室16に対応する位置において、圧電層28上に個別電極30が形成されている。
In the
基板12には、図3に示すように、ドット形成部14が、幅方向に1列に並んで形成される。このようなドット形成部14の列が、基板12に複数列配置される。そして、隣接する列のドット形成部14のノズル20が互いに近接するように配置される。さらに、図3の点線で示すように、全てのドット形成部14の供給口22に連結されるようにして、共通流路24が形成される。基板12には、共通流路24に連通するジョイント部32が形成され、このジョイント部32にインクカートリッジからの配管などが接続される。
As shown in FIG. 3,
この印字ヘッド10では、共通流路24から供給口22を介して、加圧室16、インク流路18およびノズル20にインクが供給される。この状態で、個別電極30に電圧を印加することにより、図4(a)に一点鎖線で示すように、圧電層28に撓みが発生し、ノズル20のインクが外部へ押し出されて、インク滴が噴射される。圧電層28が元の形状に復帰すると、外部へ押し出されたインクに相当する量のインクが、共通流路24から供給され、ノズル20にインクが満たされる。
In the
このような印字ヘッド10を用いたインクジェット記録装置において、高画質で解像力の高い印字を行うために、微小な口径のノズル20が使用される。しかしながら、印字したのち、長期間使用されなかった場合などにおいて、ノズル20部分のインク粘度が高くなったり、インクが固まってノズル20に詰まったりする場合があり、このような場合、高品位の印字が不可能となる。また、ノズル20から噴射される必要な液滴以外の微小なインク滴やそのサテライト等が、印字ヘッド表面のノズル口噴射面に付着すると、本来の印字機能が損なわれる。この場合、たとえば、ノズル20からの正常なインク液滴が噴射できなくなったり、噴射方向が変化し、いわゆるヨレが生じることがある。
In an ink jet recording apparatus using such a
このような不都合な現象を解決するために、インクジェット記録装置に信頼性維持機構やクリーニング機構が取り付けられた。信頼性維持機構は、印字動作以外の期間に、印字ヘッドを印字領域から他の領域に移動して、ノズル口に凹陥状のキャップを被せて密封し、ノズル部分のインクを排出させたり、ポンプで吸引して、非正常(微小気泡が混入する状態)なインクを取り除き、ノズル内に正常な状態のインクを満たして信頼性の高い印字を可能とし、また非印字期間にノズル口にキャップを被せてインクの乾燥を防止するものである。 In order to solve such an inconvenient phenomenon, a reliability maintenance mechanism and a cleaning mechanism are attached to the ink jet recording apparatus. The reliability maintenance mechanism moves the print head from the print area to other areas during periods other than the print operation, covers the nozzle port with a concave cap, seals it, and discharges ink from the nozzle part, To remove abnormal ink (in which microbubbles are mixed), fill the nozzle with normal ink, enable highly reliable printing, and cap the nozzle port during the non-printing period. It covers and prevents the ink from drying.
このような機構として、たとえば、不揮発性流体を含浸させたスポンジを有するバックアップ装置を設け、印字休止時や電源オフ時にスポンジを印字ヘッドに圧接させて、ノズルの乾燥を防止するようにしたインクジェットプリンタがある(特許文献1参照)。
また、印字ヘッドのノズル面を密閉するキャップを設け、キャップ内の保湿液室に充填された保湿液を加熱することにより、印字ヘッドとキャップとで密閉された空間に保湿液を蒸発させるようにしたインクジェットプリンタがある(特許文献2参照)。
また、印字ヘッドに上載させるキャップを設け、廃インク溜とキャップとを流路で連結し、廃インク溜に溜めておいた廃インクに繊維部材の一端を浸漬させるとともに、流路を通して繊維部材をキャップ内の吸収部材に接触させるようにしたインクジェットプリンタがある。このようなインクジェットプリンタでは、廃インク溜の廃インクが繊維部材の毛細管現象によってキャップ内の吸収部材に吸収され、印字ヘッドを覆ったキャップ内で廃インクが蒸発して、ノズルの乾燥が防止される(引用文献3参照)。
As such a mechanism, for example, an ink jet printer provided with a backup device having a sponge impregnated with a non-volatile fluid and preventing the nozzle from drying by pressing the sponge against the print head when printing is stopped or when the power is turned off. (See Patent Document 1).
In addition, a cap for sealing the nozzle surface of the print head is provided, and the moisturizing liquid filled in the moisturizing liquid chamber in the cap is heated to evaporate the moisturizing liquid in the space sealed by the print head and the cap. There is an inkjet printer (see Patent Document 2).
In addition, a cap to be mounted on the print head is provided, the waste ink reservoir and the cap are connected by a flow path, one end of the fiber member is immersed in the waste ink stored in the waste ink reservoir, and the fiber member is passed through the flow path. There is an ink jet printer that is brought into contact with an absorbing member in a cap. In such an ink jet printer, the waste ink in the waste ink reservoir is absorbed by the absorbing member in the cap due to the capillary phenomenon of the fiber member, and the waste ink evaporates in the cap covering the print head, preventing the nozzle from drying. (See cited document 3).
しかしながら、不揮発性流体を含浸させたスポンジを印字ヘッドに圧接させる場合、スポンジにノズルのインクが付着し、それが乾燥して増粘すると、次のキャッピング時に増粘したインクがノズルに付着して、記録品質の低下や、最悪の場合にはノズルの目詰まりの原因となる。また、ラインヘッドのように、多数のノズルが形成された印字ヘッドの場合、全てのノズルに均一にスポンジを圧接させることが困難であり、ノズルの一部においてインクの乾燥が発生する可能性がある。
また、印字ヘッドのノズル面をキャップで密閉し、キャップ内で保湿液を加熱して蒸発させる場合、印字ヘッド付近の温度が上昇し、ノズル部分のインクの蒸発を促進するという問題がある。ノズル部分のインクの水分が蒸発すると、印字ヘッド内に残留するインクのビヒクル濃度が変化してしまい、インク成分の分散等にも影響があるため、動作時にノズル部分のインクを排出して破棄する必要があり、無駄な廃インクが発生してしまう。
また、廃インク溜の廃インクをキャップ内の吸収部材に吸収させて蒸発させる場合、たとえば水系のインクでは、自然蒸発によってはインクが蒸発しにくく、キャップ内を十分なインク蒸気で満たしておくことができない場合がある。また、ノズル部に水分のみの蒸気を存在させると、印字ヘッド内に残留するインクのビヒクル濃度が変化してしまう可能性がある。
However, when a sponge impregnated with a non-volatile fluid is pressed against the print head, the ink on the nozzle adheres to the sponge, and when it dries and thickens, the thickened ink adheres to the nozzle during the next capping. In the worst case, the recording quality is deteriorated and the nozzles are clogged. In addition, in the case of a print head in which a large number of nozzles are formed, such as a line head, it is difficult to press the sponge uniformly to all the nozzles, and there is a possibility that ink drying may occur in some of the nozzles. is there.
Further, when the nozzle surface of the print head is sealed with a cap and the moisturizing liquid is heated and evaporated in the cap, there is a problem that the temperature in the vicinity of the print head rises and the ink in the nozzle portion is accelerated. When the water content of the ink in the nozzle portion evaporates, the vehicle concentration of the ink remaining in the print head changes, which affects the dispersion of the ink components and the like, and the ink in the nozzle portion is discharged and discarded during operation. It is necessary and wasteful waste ink is generated.
Also, when the waste ink in the waste ink reservoir is absorbed by the absorbing member in the cap and evaporated, for example, with water-based ink, the ink is difficult to evaporate due to natural evaporation, and the cap is filled with sufficient ink vapor. May not be possible. In addition, if only water vapor is present in the nozzle portion, the vehicle concentration of ink remaining in the print head may change.
それゆえに、この発明の主たる目的は、ラインヘッドなどのような印字ヘッドにおいても、ノズルの乾燥や目詰まりを防止することができ、印字ヘッドに残留するインクのビヒクル濃度等が変化しにくい構成を有するインクジェット記録装置を提供することである。 Therefore, the main object of the present invention is to prevent the nozzles from being dried or clogged even in a print head such as a line head, so that the vehicle concentration of ink remaining in the print head is not easily changed. It is providing the inkjet recording device which has.
この発明は、印字指令に応じてノズルからインク滴を噴射する印字ヘッドと、印字ヘッドに対してキャップの当接および離脱が可能なキャップ機構と、キャップがノズルに当接した状態でノズルとキャップとで形成される閉空間にミストを供給するためのミスト発生手段とを含む、インクジェット記録装置である。
キャップがノズルに当接した状態で、ノズルとキャップとで形成される閉空間にミストが供給されることにより、ノズルに異物が接触することなく、ミストによってノズル部分のインクの乾燥が抑えられる。
The present invention relates to a print head that ejects ink droplets from a nozzle in response to a print command, a cap mechanism that allows the cap to contact and detach from the print head, and a nozzle and a cap that are in contact with the nozzle. And a mist generating means for supplying mist to a closed space formed by the inkjet recording apparatus.
When the mist is supplied to the closed space formed by the nozzle and the cap in a state where the cap is in contact with the nozzle, the mist prevents the ink in the nozzle portion from drying without contacting the nozzle.
このようなインクジェット記録装置において、ミスト発生手段は、超音波によってミスト発生用液体をミスト化する超音波発生装置で構成することができる。
ミスト発生手段として超音波発生装置を用いれば、ミスト発生用液体を効率よくミスト化でき、閉空間をミストで充満させることができる。特に、蒸発しにくい水系のインクを用いる場合においても、超音波発生装置を用いることにより、インクに似た成分を有する水系のミストを効率よく発生させることができる。
In such an ink jet recording apparatus, the mist generating means can be composed of an ultrasonic generator that mists a mist generating liquid with ultrasonic waves.
If an ultrasonic generator is used as the mist generating means, the mist generating liquid can be efficiently misted and the closed space can be filled with mist. In particular, even when using water-based ink that is difficult to evaporate, water-based mist having components similar to ink can be efficiently generated by using an ultrasonic generator.
また、ミスト発生手段により発生するミストは、インクの成分のうち、少なくとも顔料を含まない成分をミスト化したものであることが好ましい。
ノズルとキャップとの間の閉空間に充満させるミストとして、印刷に使用されるインクのうちの顔料を含まない成分を用いることにより、ノズル部分のインクのビヒクル濃度が変化することを防止することができる。
The mist generated by the mist generating means is preferably a mist of at least a component that does not contain a pigment among the ink components.
As a mist that fills the closed space between the nozzle and the cap, by using a component that does not contain a pigment in the ink used for printing, it is possible to prevent a change in the vehicle concentration of the ink in the nozzle portion. it can.
この発明によれば、ノズルとキャップとで形成される閉空間にミストを充満させることにより、印字ヘッドのノズル部分のインクの乾燥やノズルの目詰まりを防止することができる。また、使用しているインクの顔料を含まない成分をミストとすることにより、ノズル部分のインクのビヒクル濃度が変化することを防止することができる。そのため、印刷時にノズル部分のインクを排出する必要がなく、廃インクの発生を抑えることができる。 According to this invention, it is possible to prevent drying of the ink in the nozzle portion of the print head and clogging of the nozzle by filling the mist in the closed space formed by the nozzle and the cap. Further, by using a component that does not contain the pigment of the ink used as a mist, it is possible to prevent the ink vehicle concentration at the nozzle portion from changing. For this reason, it is not necessary to discharge ink at the nozzle portion during printing, and generation of waste ink can be suppressed.
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。 The above object, other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the best mode for carrying out the invention with reference to the drawings.
図1は、この発明のインクジェット記録装置の一例を示す図解図である。インクジェット記録装置50は、たとえば、図3に示すような印字ヘッド10を含む。印字ヘッド10は、図3に示すように、複数のドット形成部14が形成されたものであり、ラインヘッドなどとして使用することができるものである。
FIG. 1 is an illustrative view showing an example of an ink jet recording apparatus of the present invention. The ink
印字ヘッド10は、図2に示すように、キャリッジ52に支持され、キャリッジ52はガイトシャフト54で移動可能に支持されている。印字ヘッド10は、キャリッジ52とガイドシャフト54とによって、印字領域56とホームポジション58との間で移動可能となっている。印字領域56では、記録紙にインクを噴射して印字が行われ、印字が行われないときには、印字ヘッド10はホームポジション58で待機する。
As shown in FIG. 2, the
印字ヘッド10がホームポジション58で待機しているとき、キャップ機構60によって、キャップ62が印字ヘッド10のノズル20形成面を覆うように被せられる。キャップ62は、印字ヘッド10に対して、当接および離脱が可能となるように形成され、キャリッジ52が印字領域56に移動するときには、キャップ62は印字ヘッド10から離脱する。
When the
キャップ62には、たとえば配管64が接続される。配管64には、バルブ66が取り付けられ、キャップ62が、バルブ66を介してミスト発生装置68に接続される。ミスト発生装置68としては、たとえば超音波発生装置が用いられる。さらに、ミスト発生装置68は、配管64によって収容タンク70に接続される。収容タンク70には、ミスト発生用液体が収容される。ここで、印字用として用いられるインクの成分のうち、顔料を含まない成分をミスト発生用液体として用いることが好ましい。なお、ミスト発生用液体としては、洗浄液などを用いることもできる。
For example, a
このインクジェット記録装置50では、キャリッジ52がホームポジション58に待機しているとき、印字ヘッド10にキャップ62が当接され、ノズル20形成面が密閉される。この状態で、収容タンク70のミスト発生用液体が、ミスト発生装置68によってミスト化され、得られたミストが印字ヘッド10とキャップ62とで形成される閉空間に導かれる。それにより、印字ヘッド10のノズル20形成面がミストで覆われ、ノズル20部分のインクの乾燥が防止され、ノズル20の目詰まりなども防止される。特に、ミスト発生用液体として、印字用として用いられるインクの成分のうち、顔料を含まない成分を使用することにより、ノズル20部分のインクのビヒクル濃度が変化しにくくなる。そのため、印字を行う際に、ノズル20部分のインクを排出する必要がなく、廃インクの発生を抑えることができる。
In the ink
このように、超音波発生装置などのミスト発生装置68によってミストが作製されることにより、印字ヘッド10とキャップ62とで形成された閉空間が、十分な量のミストで満たされる。そのため、たとえば、水系のインクが使用されている場合であっても、ミスト発生装置68によって、蒸発しにくい水系のミスト発生用液体を十分にミスト化することができ、ノズル20部分のインクの乾燥を防止することができる。
As described above, the mist is produced by the
また、このインクジェット記録装置50では、ミストによってノズル20形成部の乾燥が防止されるため、スポンジなどのような異物がノズル20形成部に接触しない。そのため、インクがスポンジなどに付着して、そのインクによってノズル20が汚されることもない。
Further, in the
なお、キャップ62によって印字ヘッド10のノズル20形成面を密閉した後、一定時間だけミスト発生装置68を駆動することにより、閉空間内のミストの濃度をほぼ一定にすることができる。このように、閉空間内のミストの濃度を一定にしておくことにより、ノズル20部分のインクの状態をほぼ一定に保つことができる。閉空間内のミストの濃度を一定に保つために、ミストの濃度を検知する装置をキャップ62内に設けてもよい。また、ミスト発生装置68の設置位置は、図1に示すように、配管64の途中であってもよいし、収容タンク70内に設けられてもよい。このように、ミストを発生してキャップ62に送ることができる構成であれば、ミスト発生用液体を直接的あるいは間接的にミスト化させる位置のどちらにでも、ミスト発生装置68を設置することができる。
In addition, after sealing the
インクに含有させる着色剤として、C.I.ピグメントレッド122を使用し、水溶性樹脂を使用して顔料分散液を作製した。顔料分散液を得るために、C.I.ピグメントレッド122が30質量%、ジョンクリル61(アクリル−スチレン系樹脂、ジョンソン社製)が15質量%、グリセリンが10質量%、イオン交換水が45質量%からなる混合物を作製した。 As a colorant to be contained in the ink, C.I. I. Pigment Red 122 was used, and a pigment dispersion was prepared using a water-soluble resin. In order to obtain a pigment dispersion, C.I. I. A mixture comprising 30% by mass of pigment red 122, 15% by mass of John Crill 61 (acrylic-styrene resin, manufactured by Johnson), 10% by mass of glycerin, and 45% by mass of ion-exchanged water was prepared.
このような組成の混合物を、0.5mmのジルコニアビーズを使用し、ボールミルで平均粒子径が100nmになるまで分散して、顔料分散液を作製した。平均粒子径は、顔料分散液をイオン交換水で5倍希釈し、動的光散乱式粒径分布測定装置(HORIBA社製、LB−550)で確認した。 The mixture having such a composition was dispersed with a ball mill using 0.5 mm zirconia beads until the average particle size became 100 nm to prepare a pigment dispersion. The average particle size was confirmed by diluting the pigment dispersion 5 times with ion-exchanged water and using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer (LB-550, manufactured by HORIBA).
得られた顔料分散液を用いて、顔料分散液が20質量%、グリセリンが10質量%、2−ピロリドンが5質量%、ヘキシレングリコールが5質量%、界面活性剤としてのオルフィンE1010(アセチレンジオールのEO付加物、日信化学工業社製)が0.5質量%、水が59.5質量%となるように混合し、十分に撹拌した後、孔径5μmのフィルタを使用してインクを作製した。また、得られたインクのうち、顔料を添加しないで、ビヒクルの調整を行なった。 Using the obtained pigment dispersion, the pigment dispersion was 20% by mass, glycerin was 10% by mass, 2-pyrrolidone was 5% by mass, hexylene glycol was 5% by mass, Olphine E1010 (acetylene diol) as a surfactant. EO adduct (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) was mixed so that the content was 0.5% by mass and water was 59.5% by mass. did. Further, of the obtained inks, the vehicle was adjusted without adding a pigment.
このようなインクを使用し、ミスト発生用液体として上述のビヒクルを使用して、図1に示すインクジェット記録装置で印字後、印字ヘッドをキャップで密閉し、30秒間ミストの発生を行い、7日間放置して、印字を行った。その結果、ドット抜けがなく、非常に良好な画像を得ることができた。 Using such an ink, using the above-mentioned vehicle as a mist generating liquid, printing with the ink jet recording apparatus shown in FIG. 1, sealing the print head with a cap, generating mist for 30 seconds, 7 days Printing was performed by leaving it to stand. As a result, there was no missing dot and a very good image could be obtained.
ミスト発生用液体として、ビヒクルを使用する代わりに水を使用した以外は、上述の実施例と同様にして、印字後7日間放置し、印字を行った。その結果、ドット抜けの発生はなかったが、1ドット目の印字濃度が若干低くなっていた。得られた画像は、良好なものであった。 Printing was performed by leaving it for 7 days after printing in the same manner as in the above-described example, except that water was used instead of the vehicle as the mist generating liquid. As a result, no dot omission occurred, but the print density of the first dot was slightly lower. The obtained image was good.
比較例として、ミスト発生装置がなく、ビヒクルを含浸させたスポンジを印字ヘッドに圧接する信頼性維持機構を有するインクジェット記録装置を使用し、印字後、7日間放置して、印字を行った。その結果、ドット抜けの発生しているところがあり、得られた画像は不良なものであった。 As a comparative example, an ink jet recording apparatus having a reliability maintaining mechanism for pressing a sponge impregnated with a vehicle against a print head without using a mist generating apparatus was used, and printing was performed by leaving it for 7 days after printing. As a result, dot missing occurred in some places, and the obtained image was defective.
以上の実施例からわかるように、本願発明のインクジェット記録装置では、印字ヘッドの待機時に、印字ヘッドのノズル形成面をミストで充満させることにより、ノズル部分のインクの乾燥やノズルの目詰まりを防止して、良好な印字を得ることができる。 As can be seen from the above embodiments, in the inkjet recording apparatus of the present invention, when the print head is on standby, the nozzle formation surface of the print head is filled with mist to prevent ink drying and nozzle clogging. Thus, good printing can be obtained.
10 印字ヘッド
12 ドット形成部
20 ノズル
50 インクジェット記録装置
52 キャリッジ
54 ガイドシャフト
60 キャップ機構
62 キャップ
68 ミスト発生装置
70 収容タンク
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記印字ヘッドに対してキャップの当接および離脱が可能なキャップ機構、および
前記キャップが前記ノズルに当接した状態で前記ノズルと前記キャップとで形成される閉空間にミストを供給するためのミスト発生手段を含む、インクジェット記録装置。 A print head that ejects ink droplets from nozzles in response to a print command;
A cap mechanism capable of contacting and detaching the cap with respect to the print head; and a mist for supplying mist to a closed space formed by the nozzle and the cap in a state where the cap is in contact with the nozzle An ink jet recording apparatus including a generating unit.
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A521 | Written amendment |
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