JP2010214880A - Image forming apparatus and mist catching method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus which reduces the number of times of maintenance of the apparatus by preventing adhesion to a nozzle surface of liquid droplets in the form of mist generated when the liquid is delivered, and enables a continuous operation for a long time, and to provide a mist catching method. <P>SOLUTION: The image forming apparatus includes: a liquid delivery head of an on-demand delivery system with a nozzle plate (60) wherein a nozzle (61) for delivering the liquid is formed; an electrode member which discharges a base material (44) to which the liquid delivered from the nozzle (61) is stuck; and an electrification control means which sticks a satellite droplet (70) separated to form from a main liquid droplet (68) of the liquid delivered by the delivery operation onto the base material (44) discharged with an opposite polarity to a charging polarity of the satellite droplet by controlling of reversing a charging polarity of the base material (44) by the electrode member matching with a timing of the delivery operation of delivering the liquid from the nozzle (61) without impression of a voltage between the liquid in a head and the electrode member. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は画像形成装置及びミスト捕集方法に係り、特にインクジェット方式の液体吐出ヘッドから液体を吐出する際に発生するミスト状液滴(サテライト滴)のノズル面への付着を防止する技術に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus and a mist collecting method, and more particularly to a technique for preventing mist droplets (satellite droplets) from adhering to a nozzle surface when liquid is ejected from an ink jet type liquid ejection head.

インクジェットヘッドを用いて記録媒体上にインクなどの機能性材料を吐出して画像形成を行うインクジェット記録装置は、環境に優しく、種々の記録媒体に対して高速記録が可能であり、さらに、インク等が滲みにくく高精細画像が得られるなどの特徴を有し、汎用の画像形成装置として様々な分野で活用されている。   An inkjet recording apparatus that forms an image by ejecting a functional material such as ink onto a recording medium using an inkjet head is environmentally friendly and can perform high-speed recording on various recording media. Has a feature such that a high-definition image can be obtained without bleeding, and is used as a general-purpose image forming apparatus in various fields.

インクジェット方式による機能性材料の吐出時には、主液滴の発生とともに、主液滴よりも微小なサテライト滴や、主液滴から分離して失速したミストが発生する。機能性材料の蒸発が無視できる場合に、ミストのサイズは0.5μm〜10μm程度であり、特に、1μm前後のミストの発生を抑制することが困難である。ミストは装置内を浮遊し、装置内部を汚染してしまい、特に、ヘッドのノズルプレート上(吐出面)にミストが付着すると吐出異常の原因となり得る。また、エンコーダ等の検出器にミストが付着すると記録媒体の搬送異常を誘発し、搬送異常に起因する描画異常を引き起こし得る。かかる描画異常は、画像形成に悪影響を与えてしまう。   When functional materials are ejected by the ink jet method, satellite droplets that are smaller than the main droplets and mist that is separated from the main droplets and stalled are generated along with the generation of the main droplets. When the evaporation of the functional material can be ignored, the size of the mist is about 0.5 μm to 10 μm, and it is particularly difficult to suppress the generation of mist around 1 μm. The mist floats in the apparatus and contaminates the inside of the apparatus. In particular, if the mist adheres to the nozzle plate (discharge surface) of the head, it may cause discharge abnormality. In addition, when mist adheres to a detector such as an encoder, an abnormality in conveyance of the recording medium can be induced, and an abnormal drawing due to the abnormality in conveyance can be caused. Such a drawing abnormality adversely affects image formation.

これらの課題に対し、特許文献1には、ノズルプレートに形成した導電性被膜をサテライト滴の帯電電荷と反対極性に帯電させ、導電性被膜にサテライト滴を吸着する方法が開示されている。   To deal with these problems, Patent Document 1 discloses a method in which a conductive film formed on a nozzle plate is charged to a polarity opposite to the charged charge of satellite droplets, and the satellite droplets are adsorbed on the conductive film.

また、特許文献2では、ノズルプレートと基材間に電界をかけてインク滴を基材に吸着させる一方、用紙の縁部では電界を反転させて基材とインクを反発させることで、縁なし印刷における縁部へのミスト付着を防止している。   In Patent Document 2, an electric field is applied between the nozzle plate and the base material to cause ink droplets to be adsorbed to the base material, while the edge of the paper reverses the electric field and repels the base material and the ink so that there is no border. It prevents mist from adhering to the edge during printing.

さらに、特許文献3では、吐出タイミングに併せて基材とインクを反対極性に帯電させ、吐出後にノズル近郷部材を基材と反対極性に帯電させ、ミストを回収する方法が開示されている。   Further, Patent Document 3 discloses a method of charging the base material and ink to opposite polarities in accordance with the discharge timing, charging the nozzle neighborhood member to opposite polarity to the base member after discharge, and collecting the mist.

特開2007−21840号公報JP 2007-21840 A 特開2005−349799号公報JP 2005-349799 A 特開平5−124187号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-124187

しかしながら、特許文献1に記載の方法では、ノズルプレートに大量のサテライト滴が付着するため、定期的な拭き取りが不可欠となる。また、乾燥・固着するインクには適用できない。   However, in the method described in Patent Document 1, since a large amount of satellite droplets adhere to the nozzle plate, periodic wiping is indispensable. Also, it cannot be applied to ink that dries and adheres.

特許文献2に記載の方法では、インクが分裂する際に正負両方の帯電粒子が発生するため、インクが分裂する場合は単純に電界をかけてインク滴を制御することはできない。   In the method described in Patent Document 2, both positive and negative charged particles are generated when the ink is split. Therefore, when the ink is split, the ink droplet cannot be controlled simply by applying an electric field.

一方、特許文献3に記載の方法では、インクと電極が接しているため、インクによっては電極で凝集、電気分解が発生してしまう。   On the other hand, in the method described in Patent Document 3, since the ink and the electrode are in contact with each other, aggregation and electrolysis occur at the electrode depending on the ink.

また、ノズルが2次元配列されたヘッドではノズル毎に吐出タイミングが異なるため、吐出タイミングに合わせて帯電を制御することはできない。このため、ミストや汚染物の付着を防止し、2次元ノズル配列の高ノズル密度インクジェット記録装置を長期間動作させることが可能な有効な手段がなかった。   In addition, in a head in which nozzles are two-dimensionally arranged, the discharge timing is different for each nozzle, so that charging cannot be controlled in accordance with the discharge timing. For this reason, there has been no effective means for preventing the attachment of mist and contaminants and capable of operating the high-nozzle density inkjet recording apparatus having a two-dimensional nozzle array for a long period of time.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、液体吐出時に発生するミスト状の液滴のノズル面への付着を防止し、装置のメンテナンス回数を低減し、長期間の連続動作を可能とする画像形成装置及びミスト捕集方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and prevents mist-like droplets generated during liquid discharge from adhering to the nozzle surface, reducing the number of maintenance times of the apparatus and enabling continuous operation over a long period of time. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and a mist collecting method.

前記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、液体を吐出するノズルが形成されたノズルプレートを有するオンデマンド吐出方式の液体吐出ヘッドと、前記ノズルから吐出される液体を付着させる基材を帯電させる電極部材と、前記液体吐出ヘッド内の液体と前記電極部材との間に電圧を印加することなく、前記ノズルから液体を吐出させる吐出動作のタイミングに合わせて、前記電極部材による前記基材の帯電極性を反転させる制御を行い、前記吐出動作によって吐出された液体の主液滴から分離発生するサテライト滴を当該サテライト滴の帯電極性と逆極性に帯電させた前記基材上に付着させる帯電制御手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention attaches a liquid discharge head of an on-demand discharge type having a nozzle plate on which nozzles for discharging a liquid are formed, and a liquid discharged from the nozzle. The electrode member is charged in accordance with the timing of the discharge operation for discharging the liquid from the nozzle without applying a voltage between the electrode member for charging the substrate and the liquid in the liquid discharge head and the electrode member. Control is performed to reverse the charging polarity of the base material, and the satellite droplets generated and separated from the main liquid droplets discharged by the discharging operation are charged on the base material charged to a polarity opposite to the charging polarity of the satellite droplets. And a charging control means for adhering.

本発明によれば、吐出動作で発生するサテライト滴は静電気力によってノズルプレートから離れた基材の方向へ移動し、主液滴とともに基材上に付着する。これにより、サテライト滴(ミスト状の液滴)のノズルプレートへの付着が防止される。   According to the present invention, satellite droplets generated in the ejection operation move toward the substrate away from the nozzle plate by electrostatic force, and adhere to the substrate together with the main droplets. This prevents satellite droplets (mist droplets) from adhering to the nozzle plate.

その結果、吐出信頼性が向上するとともに、ノズルプレートの汚れが少ないため、ヘッドメンテナンスの回数、頻度を低減することができ、長時間の連続稼働が可能となる。   As a result, the ejection reliability is improved and the nozzle plate is less contaminated, so that the number and frequency of head maintenance can be reduced, and continuous operation for a long time becomes possible.

従来のインクジェット記録装置におけるインク吐出時の様子を時系列順に模式的に示した説明図Explanatory drawing which showed typically the mode at the time of the ink discharge in the conventional inkjet recording device in time series order 本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の主要な構成を示した概略構成図1 is a schematic configuration diagram showing a main configuration of an inkjet recording apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るミスト捕集方法を模式的に図示した説明図Explanatory drawing which illustrated the mist collection method concerning the embodiment of the present invention typically インク吐出のための駆動パルスと基材の帯電極性との関係を示した図Diagram showing the relationship between the drive pulse for ink ejection and the charging polarity of the substrate 本発明の他の実施形態に係るミスト捕集方法を模式的に図示した説明図Explanatory drawing which illustrated typically the mist collection method concerning other embodiments of the present invention. 本例のインクジェットヘッドにおけるノズル配列の特徴を示す説明図Explanatory drawing which shows the characteristic of the nozzle arrangement in the inkjet head of this example 本発明の他の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成図Configuration of an inkjet recording apparatus according to another embodiment of the present invention 図7に示すインクジェットヘッドの構成例を示す平面透視図Plane perspective view showing a configuration example of the inkjet head shown in FIG. インクジェットヘッドの他の構成例を示す平面透視図Plane perspective view showing another configuration example of an inkjet head 図8中のA−A線に沿う断面図Sectional drawing which follows the AA line in FIG. 図7に示すインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図FIG. 7 is a principal block diagram showing the system configuration of the ink jet recording apparatus shown in FIG.

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

はじめに、本発明が解決しようとする課題について図を用いて簡単に解説する。   First, problems to be solved by the present invention will be briefly described with reference to the drawings.

<ノズル面へのミスト付着の現象>
図1(a)〜(e)は、従来のインクジェット記録装置においてノズル1から液滴(ここでは、「インク」とする。)が吐出される様子を時系列順に模式的に示した図である。
<Mist adhesion phenomenon on the nozzle surface>
FIGS. 1A to 1E are diagrams schematically showing a state in which droplets (herein, “ink”) are ejected from a nozzle 1 in a conventional ink jet recording apparatus in time series. .

図1(a)は、インク吐出のための駆動信号が圧電素子等のエネルギー発生素子に印加されていない吐出待機状態を示している。この吐出待機状態では、ヘッド内圧と大気圧との関係により、ノズル1のメニスカス2は、図示のようにノズル1の内側に向かって凸の湾曲面(ノズル面4側から見て凹面状のアーチ形状)となる。なお、ノズル1から液滴を吐出させるための吐出用の圧力(吐出エネルギー)を発生させる手段は、圧電素子に限らず、サーマル方式におけるヒータ(加熱素子)や他の方式による各種アクチュエータなど様々な圧力発生素子(エネルギー発生素子)を適用し得る。   FIG. 1A shows a discharge standby state in which a drive signal for ink discharge is not applied to an energy generating element such as a piezoelectric element. In this discharge standby state, due to the relationship between the head internal pressure and the atmospheric pressure, the meniscus 2 of the nozzle 1 has a convex curved surface toward the inside of the nozzle 1 as shown in the drawing (a concave arch as viewed from the nozzle surface 4 side). Shape). The means for generating the discharge pressure (discharge energy) for discharging the droplets from the nozzle 1 is not limited to the piezoelectric element, but may be various, such as a heater (heating element) in a thermal system and various actuators by other systems. A pressure generating element (energy generating element) can be applied.

図1(b)は、エネルギー発生素子に駆動信号が印加されることにより、ノズル1から外に向かってインク6が押し出され、ノズル1から柱状のインク(以下、「インク液柱」という。)6が突出した状態を示している。   In FIG. 1B, when a drive signal is applied to the energy generating element, the ink 6 is pushed out from the nozzle 1, and columnar ink (hereinafter referred to as “ink liquid column”) is ejected from the nozzle 1. 6 shows a protruding state.

その後、このインク液柱6は、さらに伸びて曳糸状態となり、やがて、図1(c)に示すように、途中でくびれて破断に至る。こうして、ノズル1から分離(曳糸切断)した直後の主液滴8は、後方に尾引きを伴って飛翔する。   Thereafter, the ink liquid column 6 further expands to become a stringed state, and eventually, as shown in FIG. In this way, the main droplet 8 immediately after separation from the nozzle 1 (spinning cutting) flies backward with tailing.

図1(d)は、インク液柱6の分断によって発生したサテライト滴(副液滴)10がノズル面4の近傍を浮遊している状態を示している。曳糸切断により主液滴8が分離するときに、さらにサテライト滴10が分離することがある。サテライト滴10の微小なものは、基材(不図示)に到達せずに浮遊するミストとなる。ノズル1から分離した主液滴8が基材に向かって飛翔することによって、その周囲にノズル1へ向かう気流12が発生する。   FIG. 1D shows a state in which satellite droplets (sub-droplets) 10 generated by dividing the ink liquid column 6 are floating in the vicinity of the nozzle surface 4. When the main droplets 8 are separated by the string cutting, the satellite droplets 10 may be further separated. The minute ones of the satellite droplets 10 become mist that floats without reaching the substrate (not shown). When the main droplet 8 separated from the nozzle 1 flies toward the substrate, an air flow 12 toward the nozzle 1 is generated around the main droplet 8.

この気流12によってサテライト滴10は、図1(e)に示すように、ノズル面4へと運ばれ、ノズル面4に付着する。一方、主液滴8は飛翔中に尾の部分が主滴に吸収され、略球形の滴となって基材上に着弾する。こうしてノズル1付近にインクミストが付着することにより、ノズル1のメニスカスが崩れ、飛翔曲がりなど、吐出不良の原因となる。   As shown in FIG. 1E, the satellite droplet 10 is carried to the nozzle surface 4 by the air flow 12 and adheres to the nozzle surface 4. On the other hand, during the flight, the main droplet 8 is absorbed by the main droplet at the tail portion, and becomes a substantially spherical droplet that lands on the substrate. Thus, the ink mist adhering to the vicinity of the nozzle 1 causes the meniscus of the nozzle 1 to collapse and cause a discharge failure such as a flying curve.

<本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成例>
次に、上記の課題を解決する本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成について説明する。
<Configuration Example of Inkjet Recording Apparatus According to Embodiment of the Present Invention>
Next, the configuration of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention that solves the above-described problems will be described.

図2は、本実施形態に係るインクジェット記録装置40の主要な構成を示した概略構成図である。インクジェット記録装置40は、機能性材料の一形態であるインクを吐出する手段としてのインクジェットヘッド42と、インクの付着を受ける基材44を搬送する搬送ローラ46、48と、基材44を支持する導電性プラテン50と、導電性プラテン50に電圧を印加する電源52と、制御回路54と、を含んで構成される。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the main configuration of the inkjet recording apparatus 40 according to the present embodiment. The ink jet recording apparatus 40 supports an ink jet head 42 as means for ejecting ink which is one form of a functional material, transport rollers 46 and 48 for transporting a base material 44 to which ink is attached, and the base material 44. The conductive platen 50 includes a power supply 52 that applies a voltage to the conductive platen 50, and a control circuit 54.

インクジェットヘッド42の吐出面(ノズル面42A)には、インクの吐出口となる複数のノズル(不図示)が形成されている。このインクジェットヘッド42は、それぞれのノズルから必要なタイミングで必要な量の液滴を吐出するオンデマンド吐出方式であり、インクジェットヘッド42内の液体に圧力を加える方法により、ピエゾ方式、サーマル方式、静電方式などの態様がある。   On the ejection surface (nozzle surface 42A) of the inkjet head 42, a plurality of nozzles (not shown) serving as ink ejection ports are formed. The inkjet head 42 is an on-demand ejection method that ejects a required amount of liquid droplets from each nozzle at a necessary timing. By applying a pressure to the liquid in the inkjet head 42, a piezo method, a thermal method, a static method, or the like. There are aspects such as electric systems.

オンデマンド吐出方式では、描画すべき画像データに応じた駆動パルス(駆動信号)をノズルに対応する加圧素子(エネルギー発生素子)に印加することで、インクジェットヘッド内の液体を加圧し、所望のタイミングで液滴を吐出する。   In the on-demand ejection method, the liquid in the inkjet head is pressurized by applying a driving pulse (driving signal) corresponding to the image data to be drawn to the pressurizing element (energy generating element) corresponding to the nozzle, and a desired pressure is applied. A droplet is discharged at the timing.

搬送ローラ46、48によって基材44を搬送しながら、基材44に向けてインクジェットヘッド42からインクの吐出を行うことにより、基材44上に着弾したインク滴によるドットにより二次元画像が描画される。なお、本例では、基材44の搬送手段として、搬送ローラ46、48を用いているが、基材搬送手段には、ニップ搬送方式、ドラム搬送方式、ベルト搬送方式など、各種形態を採用し得る。   By ejecting ink from the inkjet head 42 toward the base material 44 while transporting the base material 44 by the transport rollers 46 and 48, a two-dimensional image is drawn with dots formed by ink droplets that have landed on the base material 44. The In this example, the conveying rollers 46 and 48 are used as the conveying means for the base material 44, but various forms such as a nip conveying method, a drum conveying method, and a belt conveying method are adopted as the substrate conveying means. obtain.

導電性プラテン50は、インクジェットヘッド42の吐出面(ノズル面42A)と対向して配置され、搬送ローラ46、48によって搬送される基材44をその裏面から支持する。これにより、インクジェットヘッド42のノズル面42Aに対する基材44の表面の位置(インク滴が飛翔する両者間の距離)が規定され、安定したクリアランス(スローディスタンス)を保って基材44が搬送される。   The conductive platen 50 is disposed to face the ejection surface (nozzle surface 42A) of the inkjet head 42, and supports the substrate 44 conveyed by the conveyance rollers 46 and 48 from the back surface thereof. As a result, the position of the surface of the substrate 44 relative to the nozzle surface 42A of the ink jet head 42 (the distance between the two ink droplets flying) is defined, and the substrate 44 is conveyed while maintaining a stable clearance (slow distance). .

導電性プラテン50に接続された電源52は、正負の極性を切り換えて所定電圧を出力することが可能な極性反転の手段を備えた電源である。例えば、電源52は、正の直流(DC)電圧を出力する正電圧出力電源部と、負の直流(DC)電圧を出力する負電圧出力電源部と、これらの出力を選択的に切り換える回路(スイッチ)と、を含んだ電源ユニットで構成される。   A power source 52 connected to the conductive platen 50 is a power source provided with polarity reversing means capable of switching between positive and negative polarities and outputting a predetermined voltage. For example, the power supply 52 includes a positive voltage output power supply unit that outputs a positive direct current (DC) voltage, a negative voltage output power supply unit that outputs a negative direct current (DC) voltage, and a circuit that selectively switches these outputs ( Switch).

制御回路54によって電源52の出力(極性)を制御することにより、導電性プラテン50上の基材44の帯電極性を反転させることが可能である。導電性プラテン50に正の電圧を印加すると基材44はアース電位に対して正極性に帯電し、導電性プラテン50に負の電圧を印加すると基材44はアース電位に対して負極性に帯電する。   By controlling the output (polarity) of the power source 52 by the control circuit 54, the charging polarity of the base material 44 on the conductive platen 50 can be reversed. When a positive voltage is applied to the conductive platen 50, the substrate 44 is charged positively with respect to the ground potential, and when a negative voltage is applied to the conductive platen 50, the substrate 44 is charged negatively with respect to the ground potential. To do.

制御回路54は、インクジェットヘッド42の吐出駆動と、搬送ローラ46、48による基材44の搬送、並びに電源52の出力を統括的に制御する手段である。本例では、インクジェットヘッド42から液滴を吐出する時に発生するミストのノズル面42Aへの付着を防止するために、インクジェットヘッド42からの吐出タイミングに合わせて導電性プラテン50に印加する電圧の極性を制御し(すなわち、基材44の帯電極性を制御し)、その静電気力によりミストを基材44で捕集する。なお、インクジェットヘッド42内のインクは電気的に浮いた状態とされていてもよいし、ヘッド内のインクと導電性プラテン50とが電気的に接続された構成を採用し、導電性プラテン50に印加する電圧によってヘッド内のインクと基材44を同極性に帯電させてもよい。   The control circuit 54 is means for comprehensively controlling the ejection drive of the inkjet head 42, the conveyance of the base material 44 by the conveyance rollers 46 and 48, and the output of the power supply 52. In this example, the polarity of the voltage applied to the conductive platen 50 in accordance with the discharge timing from the inkjet head 42 in order to prevent the mist generated when the droplets are discharged from the inkjet head 42 from adhering to the nozzle surface 42A. (That is, the charging polarity of the base material 44 is controlled), and the mist is collected by the base material 44 by the electrostatic force. The ink in the inkjet head 42 may be in an electrically floating state, or a configuration in which the ink in the head and the conductive platen 50 are electrically connected is adopted. The ink in the head and the substrate 44 may be charged with the same polarity by the applied voltage.

<ミストの捕集方法についての説明>
次に、本実施形態におけるインクミストの捕集方法について説明する。
<Explanation of mist collection method>
Next, a method for collecting ink mist in the present embodiment will be described.

図3(a)〜(e)は、本実施形態に係るインクジェット記録装置40におけるインク吐出時の動作を時系列順に模式的に示した説明図である。ここでは、図1と対比した相違点を中心に説明する。   FIGS. 3A to 3E are explanatory views schematically showing the operation at the time of ink ejection in the ink jet recording apparatus 40 according to the present embodiment in order of time series. Here, it demonstrates centering on the difference compared with FIG.

図3(a)は、インク吐出のための駆動信号が圧電素子その他のエネルギー発生素子に印加されていない吐出待機状態(非吐出状態)を示している。ノズルプレート60は、例えばシリコン製であり、半導体プロセスにより、ノズル61の形状が高精度に加工されている。吐出待機状態(非吐出状態)のときは、図3(a)に示すように、基材44を正極性に帯電させる。当該正極性に帯電させた基材44と対向するノズルプレート60のノズル面64側には、静電分極により負極性の電荷が発生する。   FIG. 3A shows an ejection standby state (non-ejection state) in which a drive signal for ink ejection is not applied to the piezoelectric element and other energy generating elements. The nozzle plate 60 is made of, for example, silicon, and the shape of the nozzle 61 is processed with high accuracy by a semiconductor process. In the discharge standby state (non-discharge state), as shown in FIG. 3A, the substrate 44 is charged to a positive polarity. On the nozzle surface 64 side of the nozzle plate 60 facing the positively charged base material 44, a negative charge is generated by electrostatic polarization.

本実施形態に係るインクジェット記録装置40のインクジェットヘッド42には、当該ヘッド内のインクに接触する電極が設けられておらず、ヘッド内のインクは電気的に浮いた状態とされている。ヘッド内でインクと電極が接触していないため、インクの凝集、電気分解という問題が発生しない。また、インク−基材44間のショート(電気的短絡)という問題も発生しない。   The ink jet head 42 of the ink jet recording apparatus 40 according to the present embodiment is not provided with an electrode that contacts the ink in the head, and the ink in the head is in an electrically floating state. Since the ink and the electrode are not in contact with each other in the head, problems such as ink aggregation and electrolysis do not occur. In addition, the problem of a short (electrical short circuit) between the ink and the substrate 44 does not occur.

図3(b)は、エネルギー発生素子に駆動信号が印加されることにより、ノズル61から外部に向かってインク液柱66が突出した状態を示している。同図(b)に示すように、吐出動作開始に対応して基材44の極性が正極性から負極性に切り換えられる。これにより、当該基材44と対向するノズルプレート60のノズル面64側は、静電分極により正極性の電荷が発生する。   FIG. 3B shows a state in which the ink liquid column 66 protrudes from the nozzle 61 toward the outside when a drive signal is applied to the energy generating element. As shown in FIG. 5B, the polarity of the base material 44 is switched from positive polarity to negative polarity in response to the start of the discharge operation. As a result, positive charges are generated on the nozzle surface 64 side of the nozzle plate 60 facing the substrate 44 due to electrostatic polarization.

図3(c)は、ノズル61の外部に突出したインク液柱66が曳糸切断され、液滴状(主液滴68)になった状態を示している。なお、図3(b)中の「+」は、正極性の帯電イオン分子、「−」は負極性の帯電イオン分子を表している。インク液柱66の分裂によって主液滴68が分離する時に基材44は負極性に帯電し、ノズル面64は正極性に帯電しているので、分裂後の主液滴68の中で帯電イオン分子の移動が起こり、基材44に近い部分には正極性の帯電イオン分子(+)が引き寄せられ、ノズル面64に近い部分(基材44から遠い尾引きの部分)には負極性の帯電イオン分子(−)が集まる。   FIG. 3C shows a state in which the ink liquid column 66 protruding to the outside of the nozzle 61 is cut into a string to form a droplet (main droplet 68). In FIG. 3B, “+” represents a positive charged ion molecule, and “−” represents a negative charged ion molecule. When the main droplets 68 are separated by the splitting of the ink liquid column 66, the base material 44 is negatively charged and the nozzle surface 64 is positively charged. Therefore, charged ions in the split main droplets 68 are charged. The movement of the molecules occurs, the positively charged ion molecules (+) are attracted to the part close to the base material 44, and the negative charge is applied to the part close to the nozzle surface 64 (the tailing part far from the base material 44). Ion molecules (-) gather.

図3(d)は、主液滴68の尾引きの部分からサテライト滴70が分裂した状態を示している。サテライト滴70は、ノズル61から吐出されたインクのノズル面64に近い部分(負極性の帯電イオン分子が集まっている部分)から分裂するため、負極性に帯電している。この負極性に帯電したサテライト滴70(ミスト)の発生に対して、図3(d)に示すように、基材44の帯電極性を正極性に切り換える。つまり、図2で説明した導電性プラテン50の極性を反転させる。   FIG. 3D shows a state in which the satellite droplet 70 is split from the tail portion of the main droplet 68. Since the satellite droplet 70 is split from a portion near the nozzle surface 64 of ink ejected from the nozzle 61 (portion where negatively charged charged ion molecules are gathered), it is charged negatively. In response to the generation of the satellite droplet 70 (mist) charged to the negative polarity, as shown in FIG. 3D, the charging polarity of the base material 44 is switched to the positive polarity. That is, the polarity of the conductive platen 50 described in FIG. 2 is reversed.

こうすることで、ノズル面64には静電分極で負極性の電荷が発生し、ノズル面64とサテライト滴70との間に静電気力による反発力が作用するとともに、基材44とサテライト滴70間の静電気力による引力が作用して、サテライト滴70はノズル面64から離れる方向(つまり、基材44の方向)へ移動する(図3(e)参照)。   By doing so, negative charges are generated by electrostatic polarization on the nozzle surface 64, and a repulsive force due to electrostatic force acts between the nozzle surface 64 and the satellite droplets 70, and the base material 44 and the satellite droplets 70. The attractive force due to the electrostatic force acts between the satellite droplets 70 in a direction away from the nozzle surface 64 (that is, in the direction of the base material 44) (see FIG. 3E).

一方、負極性に帯電したサテライト滴70が分裂したことにより、主液滴68は正極性に帯電した状態と等価になる(図3(d))。この主液滴68は充分な質量と速度を持っているため、基材44を正極性に帯電させたとしてもその影響を受けにくく、また、ノズル面64に引き寄せられることもない。   On the other hand, since the satellite droplet 70 charged to the negative polarity is split, the main droplet 68 is equivalent to the state charged to the positive polarity (FIG. 3D). Since the main droplets 68 have a sufficient mass and speed, even if the base material 44 is charged to a positive polarity, it is not easily affected and is not attracted to the nozzle surface 64.

図3(e)に示すように、負極性に帯電したサテライト滴70と正極性に帯電した主液滴68との間には静電気力による吸引力が作用して、サテライト滴70の主液滴68への合一が促進される。主液滴68の飛翔中或いは基材44への着弾後にサテライト滴70は主液滴68と合一し、基材44上に付着する。   As shown in FIG. 3 (e), a suction force due to electrostatic force acts between the satellite droplet 70 charged to the negative polarity and the main droplet 68 charged to the positive polarity, and the main droplet of the satellite droplet 70. Unification to 68 is promoted. During the flight of the main droplet 68 or after landing on the substrate 44, the satellite droplet 70 coalesces with the main droplet 68 and adheres to the substrate 44.

これにより、ノズル面64へのサテライト滴70(ミスト)の付着を防止することができる。   Thereby, adhesion of the satellite droplet 70 (mist) to the nozzle surface 64 can be prevented.

なお、ノズルプレート60の材質はシリコンに限定されない。シリコン製のノズルプレート60に代えて、非導電性材料からなるノズルプレートを採用することも可能である。非導電性のノズルプレートを用いることにより、シリコン製と同様に、静電分極によるミスト反発効果が得られる。   The material of the nozzle plate 60 is not limited to silicon. Instead of the nozzle plate 60 made of silicon, a nozzle plate made of a non-conductive material can be employed. By using a non-conductive nozzle plate, a mist repulsion effect by electrostatic polarization can be obtained as in the case of silicon.

図4は、インク吐出のための駆動パルス(駆動信号)80と、基材44の帯電極性82(すなわち、導電性プラテン50に印加する電圧の極性)との関係を示した図である。同図に示す駆動パルス80は正論理パルス信号であって、Hレベルの期間に圧電素子等のエネルギー発生素子が動作する。   FIG. 4 is a diagram showing the relationship between a drive pulse (drive signal) 80 for ink ejection and the charging polarity 82 of the base material 44 (that is, the polarity of the voltage applied to the conductive platen 50). The drive pulse 80 shown in the figure is a positive logic pulse signal, and an energy generating element such as a piezoelectric element operates during the H level period.

駆動パルス80がエネルギー発生素子に印加されるタイミングtで(駆動パルス80がLレベルからHレベルに変化する立ち上がりエッジで)、基材44の帯電極性82は正極性から負極性に切り換えられる。そして、駆動パルス80の印加終了タイミングtの後に(駆動パルス80がHレベルからLレベルへ変化する立ち下がりエッジの後に)、基材44の帯電極性は負極性から正極性に切り換えられる。 At timing t 1 when the drive pulse 80 is applied to the energy generating element (at the rising edge at which the drive pulse 80 changes from L level to H level), the charging polarity 82 of the substrate 44 is switched from positive polarity to negative polarity. Then, after the application end timing t 2 of the drive pulse 80 (the drive pulse 80 after the falling edge changes from H level to L level), the charge polarity of the substrate 44 is switched to the positive from the negative polarity.

その後、次の駆動パルス80の開始タイミングt11で基材44の帯電極性82は正極性から負極性に切り換えられる。このようにして、駆動パルス80に対応して基材44の帯電極性82の切り換えが繰り返される。 Thereafter, the charge polarity 82 of the substrate 44 at the start timing t 11 of the next drive pulse 80 is switched from the positive polarity to the negative polarity. In this way, switching of the charging polarity 82 of the substrate 44 is repeated in response to the drive pulse 80.

すなわち、吐出動作期間中には基材44を負極性に帯電させ、吐出動作の終了タイミングに対応して基材44の極性を反転させることで、インク液滴の吐出により発生したサテライト滴70に対して、ノズル面64との間に静電気による反発力を作用させている。基材44の帯電極性82を負極性から負極性に切り換えるタイミングtは、駆動パルス80の印加開始タイミングtと同時に限らず、吐出動作開始タイミングよりも多少前後してもよい。なお、インクの物性等によっては駆動パルスと実際のインク挙動の間に時間差が生じるため、基材44の帯電極性82を正極性から負極性に切り換えるタイミングは、駆動パルス80Aの印加開始タイミングtから駆動パルス80Aの印加終了タイミングtの間に設定することも可能である。 That is, during the discharge operation period, the base material 44 is charged to a negative polarity, and the polarity of the base material 44 is reversed corresponding to the end timing of the discharge operation, so that the satellite droplets 70 generated by the discharge of the ink droplets are generated. On the other hand, a repulsive force due to static electricity is applied to the nozzle surface 64. The timing t f for switching the charging polarity 82 of the base material 44 from the negative polarity to the negative polarity is not limited to the application start timing t 1 of the drive pulse 80 but may be slightly before or after the ejection operation start timing. Since a time difference occurs between the drive pulse and the actual ink behavior depending on the physical properties of the ink, the timing for switching the charging polarity 82 of the base material 44 from the positive polarity to the negative polarity is the application start timing t 1 of the drive pulse 80A. it is also possible to set between the application end timing t 2 of the drive pulse 80A from.

また、基材44の帯電極性82を負極性から正極性に切り換えるタイミングtは、インク吐出時の曳糸切断によってサテライト滴70が発生するタイミング(図3(c)〜(d)参照)とするとよい。このように、「吐出動作期間中」とは、1回の吐出動作における駆動パルスの印加開始タイミング(例えば、t)から吐出時の曳糸切断のタイミング(不図示)までの期間が含まれる。 The timing t r to switch the charging polarity 82 of the base 44 from the negative polarity to the positive polarity, timing satellite droplet 70 is generated by severance during ink ejection (Fig. 3 (c) ~ (d) refer) and Good. Thus, “during the ejection operation period” includes a period from the drive pulse application start timing (for example, t 1 ) in one ejection operation to the thread cutting timing (not shown) at the time of ejection. .

ここで、インク吐出時の曳糸切断のタイミングは、駆動パルス80Aの印加終了タイミングtから次の駆動パルス80Bの印加開始タイミングt11までの期間に含まれる。インクの物性や駆動パルス波形、振幅(電圧)、インクジェットヘッドの構造によって差異が生じるので、実験やシミュレーション等によりインク吐出時の曳糸切断のタイミングを把握して、適宜設定するとよい。 Here, the timing of severance during ink ejection is included in the period from the application end timing t 2 of the drive pulse 80A until the application start timing t 11 of the next drive pulse 80B. Since differences occur depending on the ink physical properties, drive pulse waveform, amplitude (voltage), and structure of the inkjet head, it is preferable to grasp the timing of thread cutting at the time of ink ejection through experiments or simulations and set the timing appropriately.

一般に、駆動パルスのパルス幅をT/2とすると(ただし、Tはヘッドのインクチャンネルの共振周期)、駆動パルス80Aの印加終了タイミングtからインク吐出時の曳糸切断のタイミングまでは0以上(3×T)/2以下とするとよく、より好ましくはT/2以上T以下である。 In general, when the pulse width of the drive pulse and T / 2 (although, T is the resonance period of the ink channels of the head), 0 or more from the application end timing t 2 of the drive pulse 80A to the timing of severance during ink ejection It is good to set it as (3xT) / 2 or less, More preferably, it is T / 2 or more and T or less.

上述の説明では、液滴の吐出時にサテライト滴が発生するものとして説明したが、必ずしも常にサテライト滴の発生を伴う吐出であることは必要とされない。例えば、正常の吐出時においてはサテライト滴の発生がなく、少なくとも吐出異常時に、吐出開始から着弾までの期間に液滴が複数個に分裂するような場合についても本発明は適用可能である。   In the above description, it has been described that satellite droplets are generated when droplets are discharged. However, it is not always necessary to discharge with the generation of satellite droplets. For example, the present invention can also be applied to a case where satellite droplets are not generated during normal ejection, and the droplets are divided into a plurality of parts in the period from ejection start to landing at least during ejection abnormality.

なお、図4では、説明を簡単にするために、矩形波の駆動信号を例示したが、本発明の実施に際して、駆動信号の波形は特に限定されない。例えば、エネルギー発生素子として圧電素子を用いる形態において、最初に圧力室の体積を増加させる第1の引き(pull)動作を行い、その後圧力室の体積を減少させる押し(push)動作を行ってノズルから液を押し出し、再び圧力室の体積を増加させる第2の引き(pull) 動作を行って液柱を引きちぎる(切断する) ことで微小液滴化するという、プルプッシュプル(pull-push-pull)駆動方式や、プッシュプル(push-pull)駆動方式などの駆動波形を適用してもよい。   In FIG. 4, for the sake of simplicity, a rectangular wave drive signal is illustrated, but the waveform of the drive signal is not particularly limited when the present invention is implemented. For example, in a form in which a piezoelectric element is used as the energy generating element, a first pulling operation for increasing the volume of the pressure chamber is first performed, and then a pushing operation for decreasing the volume of the pressure chamber is performed. Pull-push-pull (pull-push-pull), which pulls out the liquid from the liquid and performs a second pulling operation to increase the volume of the pressure chamber again and tears (cuts) the liquid column to form a microdroplet. ) A driving waveform such as a driving method or a push-pull driving method may be applied.

<他の帯電制御方法について>
図3では、ヘッド内のインクを電気的に浮かせた状態としたが、かかる態様に代えて、ヘッド内にインクと接触する電極を設け、当該電極と導電性プラテン50とを導通接続させる構成を採用するなどして、両者を略等電位とし、ヘッド内のインクと基材44を同極性に帯電させる態様も可能である。
<Other charge control methods>
In FIG. 3, the ink in the head is in an electrically floating state, but instead of this mode, an electrode that contacts the ink is provided in the head, and the electrode and the conductive platen 50 are electrically connected. It is also possible to adopt a mode in which both are set to substantially equipotential and the ink in the head and the substrate 44 are charged with the same polarity.

図5は、ヘッド内のインクと基材44を同極性に帯電させる態様におけるインク吐出時の動作を時系列順に模式的に示した説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the operation at the time of ink ejection in a mode in which the ink in the head and the substrate 44 are charged to the same polarity in order of time series.

図5中の(a)〜(e)は、図3の(a)〜(e)で説明した各状態にそれぞれ対応しており、図3との違いは、ノズル61内(ヘッド内)のインクが基材44と同じ極性に帯電している点である。図5中、図3と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。   (A) to (e) in FIG. 5 correspond to the states described in (a) to (e) of FIG. 3, respectively. The difference from FIG. The ink is charged with the same polarity as the base material 44. In FIG. 5, elements that are the same as or similar to those in FIG. 3 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

図5において、ノズル61内のインクが基材44と同極性に帯電していることから、吐出動作時におけるインク液柱66の電荷分布(図5の(b)、(c))並びにサテライト滴70の帯電極性(図5(d))は図示のようになり、主液滴68から分裂したサテライト滴70は正極性に帯電し易くなる。   In FIG. 5, since the ink in the nozzle 61 is charged with the same polarity as that of the base material 44, the charge distribution of the ink liquid column 66 ((b) and (c) in FIG. 5) and satellite droplets during the ejection operation. The charging polarity 70 (FIG. 5D) is as shown in the figure, and the satellite droplet 70 split from the main droplet 68 is easily charged to the positive polarity.

この正極性に帯電したサテライト滴70(ミスト)の発生に対して、図5(d)に示すように、基材44の帯電極性を正極性に切り換える。つまり、図2で説明した導電性プラテン50の極性を反転させる。   In response to the generation of the satellite droplet 70 (mist) charged to the positive polarity, as shown in FIG. 5D, the charging polarity of the base material 44 is switched to the positive polarity. That is, the polarity of the conductive platen 50 described in FIG. 2 is reversed.

こうすることで、ノズル61内のインクは正極性に帯電し、ノズル61内のインクとサテライト滴70との間に静電気力による反発力が作用する。かかる態様によれば、ノズルに対する液滴の反発力が向上し、インク−基材44間のショートも防止される。   By doing so, the ink in the nozzle 61 is positively charged, and a repulsive force due to electrostatic force acts between the ink in the nozzle 61 and the satellite droplet 70. According to such an aspect, the repulsive force of the droplet with respect to the nozzle is improved, and a short circuit between the ink and the substrate 44 is prevented.

<インクジェットヘッド42におけるノズル配列の工夫について>
導電性プラテン50に対向するインクジェットヘッド42の全てのノズルについて図3及び図5のようなミスト付着防止効果を得るためには、全てのノズルの吐出可能タイミングを同期させることが望ましい。
<Consideration of nozzle arrangement in inkjet head 42>
In order to obtain the effect of preventing mist adhesion as shown in FIGS. 3 and 5 for all the nozzles of the inkjet head 42 facing the conductive platen 50, it is desirable to synchronize the dischargeable timing of all the nozzles.

例えば、図6に示すように、インクジェットヘッド42を構成するヘッドモジュール90には、ノズル91が2次元配列されており、図中白抜き矢印で示す基材搬送方向(いわゆるフルライン型ヘッドの場合の副走査方向)と垂直方向に並ぶ隣接ドットを描画するノズル間隔D(主走査方向の実質的なノズル間隔D)に対し、基材搬送方向のノズル間隔がn×D(ただし、nは自然数)となるノズル配列形態となっている。   For example, as shown in FIG. 6, nozzles 91 are two-dimensionally arranged in the head module 90 constituting the inkjet head 42, and the substrate conveyance direction (in the case of a so-called full-line type head) indicated by a white arrow in the figure. The nozzle interval in the base material transport direction is n × D (where n is a natural number) with respect to the nozzle interval D (substantial nozzle interval D in the main scanning direction) for drawing adjacent dots aligned in the vertical direction with ).

図示の例では、基材搬送方向の異なる位置に配置されるノズル91a、91b間の基材搬送方向距離はm×D(mは自然数、例えばm=2)であり、ノズル91c、91d間の基材搬送方向距離はl×D(lは自然数、例えばl=1)である。このようにヘッドモジュール90における全てのノズル91について、基材搬送方向の異なる位置に配置されるノズル間の基材搬送方向距離はn×Dとなっている。   In the illustrated example, the distance in the substrate conveyance direction between the nozzles 91a and 91b arranged at different positions in the substrate conveyance direction is m × D (m is a natural number, for example, m = 2), and between the nozzles 91c and 91d. The distance in the substrate conveyance direction is l × D (l is a natural number, for example, l = 1). As described above, for all the nozzles 91 in the head module 90, the distance in the substrate conveyance direction between the nozzles arranged at different positions in the substrate conveyance direction is n × D.

これにより、基材44を一定速度で搬送した時に当該ヘッドモジュール90の全ノズルの吐出可能タイミングを一致(同期)させることができる。   Thereby, when the base material 44 is conveyed at a constant speed, the discharge possible timings of all the nozzles of the head module 90 can be matched (synchronized).

上述した実施形態によれば、ノズル面へのミストの付着を防止することができ、吐出信頼性を向上させることができるとともに、ヘッドメンテナンスの頻度を低減することが可能である。   According to the above-described embodiment, it is possible to prevent the mist from adhering to the nozzle surface, improve the ejection reliability, and reduce the frequency of head maintenance.

<インクジェット記録装置の他の構成例>
図7は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成図である。このインクジェット記録装置110は、描画部116の圧胴(描画ドラム170)に保持された記録媒体124(「基材」に相当、以下、便宜上「用紙」と呼ぶ場合がある。)にインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yからオンデマンド吐出方式で複数色のインクを打滴して所望のカラー画像を形成する圧胴直描方式のインクジェット記録装置であり、インクの打滴前に記録媒体124上に処理液(ここでは凝集処理液)を付与し、処理液とインク液を反応させて記録媒体124上に画像形成を行う2液反応(凝集)方式が適用された画像形成装置である。
<Another configuration example of the ink jet recording apparatus>
FIG. 7 is a configuration diagram of the ink jet recording apparatus according to the embodiment of the present invention. The ink jet recording apparatus 110 uses an ink jet head 172M on a recording medium 124 (corresponding to “base material”, hereinafter sometimes referred to as “paper” for convenience) held on an impression cylinder (drawing drum 170) of the drawing unit 116. , 172K, 172C, and 172Y, an ink jet recording apparatus of an impression cylinder direct drawing method that forms a desired color image by ejecting ink of a plurality of colors by an on-demand ejection method, on the recording medium 124 before ink ejection Is an image forming apparatus to which a two-liquid reaction (aggregation) method is applied in which a processing liquid (here, an aggregating processing liquid) is applied, and the processing liquid and an ink liquid are reacted to form an image on the recording medium 124.

図示のように、インクジェット記録装置110は、主として、給紙部112、処理液付与部114、描画部116、乾燥部118、定着部120、及び排出部122を備えて構成される。   As shown in the figure, the ink jet recording apparatus 110 mainly includes a paper feeding unit 112, a treatment liquid application unit 114, a drawing unit 116, a drying unit 118, a fixing unit 120, and a discharge unit 122.

(給紙部)
給紙部112は、記録媒体124を処理液付与部114に供給する機構であり、当該給紙部112には、枚葉紙である記録媒体124が積層されている。給紙部112には、給紙トレイ150が設けられ、この給紙トレイ150から記録媒体124が一枚ずつ処理液付与部114に給紙される。
(Paper Feeder)
The paper feeding unit 112 is a mechanism that supplies the recording medium 124 to the processing liquid application unit 114, and the recording media 124 that are sheets are stacked on the paper feeding unit 112. The paper feed unit 112 is provided with a paper feed tray 150, and the recording medium 124 is fed from the paper feed tray 150 to the processing liquid application unit 114 one by one.

本例のインクジェット記録装置110では、記録媒体124として、紙種や大きさ(用紙サイズ)の異なる複数種類の記録媒体124を使用することができる。給紙部112において各種の記録媒体をそれぞれ区別して集積する複数の用紙トレイ(不図示)を備え、これら複数の用紙トレイの中から給紙トレイ150に送る用紙を自動で切り換える態様も可能であるし、必要に応じてオペレータが用紙トレイを選択し、若しくは交換する態様も可能である。なお、本例では、記録媒体124として、枚葉紙(カット紙)を用いるが、連続用紙(ロール紙)から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。   In the inkjet recording apparatus 110 of this example, a plurality of types of recording media 124 having different paper types and sizes (paper sizes) can be used as the recording medium 124. A mode is also possible in which a plurality of paper trays (not shown) for separately collecting various recording media are provided in the paper feeding unit 112 and the paper to be sent to the paper feeding tray 150 is automatically switched from among the plurality of paper trays. In addition, a mode is also possible in which the operator selects or replaces the paper tray as necessary. In this example, a sheet (cut paper) is used as the recording medium 124, but a configuration in which continuous paper (roll paper) is cut to a required size and fed is also possible.

(処理液付与部)
処理液付与部114は、記録媒体124の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部116で付与されるインク中の色材(本例では顔料)を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。
(Processing liquid application part)
The processing liquid application unit 114 is a mechanism that applies the processing liquid to the recording surface of the recording medium 124. The treatment liquid contains a color material aggregating agent that agglomerates the color material (pigment in this example) in the ink applied by the drawing unit 116, and the ink comes into contact with the treatment liquid and the ink. And the solvent are promoted.

図7に示すように、処理液付与部114は、給紙胴152、処理液ドラム154、及び処理液塗布装置156を備えている。処理液ドラム154は、記録媒体124を保持し、回転搬送させるドラムである。処理液ドラム154は、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)155を備え、この保持手段155の爪と処理液ドラム154の周面の間に記録媒体124を挟み込むことによって記録媒体124の先端を保持できるようになっている。処理液ドラム154は、その外周面に吸引孔を設けるとともに、吸引孔から吸引を行う吸引手段を接続してもよい。これにより記録媒体124を処理液ドラム154の周面に密着保持することができる。   As shown in FIG. 7, the treatment liquid application unit 114 includes a paper feed cylinder 152, a treatment liquid drum 154, and a treatment liquid application device 156. The treatment liquid drum 154 is a drum that holds and rotates the recording medium 124. The processing liquid drum 154 includes a claw-shaped holding means (gripper) 155 on the outer peripheral surface thereof, and the recording medium 124 is sandwiched between the claw of the holding means 155 and the peripheral surface of the processing liquid drum 154. The tip can be held. The treatment liquid drum 154 may be provided with a suction hole on the outer peripheral surface thereof and connected to a suction unit that performs suction from the suction hole. As a result, the recording medium 124 can be held in close contact with the peripheral surface of the treatment liquid drum 154.

処理液ドラム154の外側には、その周面に対向して処理液塗布装置156が設けられる。処理液塗布装置156は、処理液が貯留された処理液容器と、この処理液容器の処理液に一部が浸漬されたアニックスローラと、アニックスローラと処理液ドラム154上の記録媒体124に圧接されて計量後の処理液を記録媒体124に転移するゴムローラとで構成される。この処理液塗布装置156によれば、処理液を計量しながら記録媒体124に塗布することができる。   A processing liquid coating device 156 is provided outside the processing liquid drum 154 so as to face the peripheral surface thereof. The processing liquid coating device 156 includes a processing liquid container in which the processing liquid is stored, an anix roller partially immersed in the processing liquid in the processing liquid container, and the recording medium 124 on the anix roller and the processing liquid drum 154. And a rubber roller that transfers the measured processing liquid to the recording medium 124. According to the processing liquid coating apparatus 156, the processing liquid can be applied to the recording medium 124 while being measured.

本実施形態では、ローラによる塗布方式を適用した構成を例示したが、これに限定されず、例えば、スプレー方式、インクジェット方式などの各種方式を適用することも可能である。   In the present embodiment, the configuration in which the application method using the roller is exemplified, but the present invention is not limited to this. For example, various methods such as a spray method and an ink jet method can be applied.

処理液付与部114で処理液が付与された記録媒体124は、処理液ドラム154から中間搬送部126を介して描画部116の描画ドラム170へ受け渡される。   The recording medium 124 to which the processing liquid is applied by the processing liquid applying unit 114 is transferred from the processing liquid drum 154 to the drawing drum 170 of the drawing unit 116 via the intermediate transport unit 126.

(描画部)
描画部116は、描画ドラム170、用紙抑えローラ174、及びインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yを備えている。描画ドラム170は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)171を備える。描画ドラム170に固定された記録媒体124は、記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面にインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yからインクが付与される。
(Drawing part)
The drawing unit 116 includes a drawing drum 170, a paper holding roller 174, and ink jet heads 172M, 172K, 172C, and 172Y. Similar to the treatment liquid drum 154, the drawing drum 170 includes a claw-shaped holding means (gripper) 171 on the outer peripheral surface thereof. The recording medium 124 fixed to the drawing drum 170 is conveyed with the recording surface facing outward, and ink is applied to the recording surface from the inkjet heads 172M, 172K, 172C, 172Y.

インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yはそれぞれ、記録媒体124における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型のインクジェット方式の記録ヘッド(インクジェットヘッド)であり、そのインク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列が形成されている。各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yは、記録媒体124の搬送方向(描画ドラム170の回転方向)と直交する方向に延在するように設置される。   The inkjet heads 172M, 172K, 172C, and 172Y are full-line inkjet recording heads (inkjet heads) each having a length corresponding to the maximum width of the image forming area on the recording medium 124. Is formed with a nozzle row in which a plurality of nozzles for ink ejection are arranged over the entire width of the image forming area. Each inkjet head 172M, 172K, 172C, 172Y is installed so as to extend in a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium 124 (the rotation direction of the drawing drum 170).

描画ドラム170上に密着保持された記録媒体124の記録面に向かって各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yから、対応する色インクの液滴が吐出されることにより、処理液付与部114で予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材(顔料)が凝集され、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体124上での色材流れなどが防止され、記録媒体124の記録面に画像が形成される。   The droplets of the corresponding color ink are ejected from the inkjet heads 172M, 172K, 172C, and 172Y toward the recording surface of the recording medium 124 held in close contact with the drawing drum 170, whereby the processing liquid application unit 114 performs the processing. The ink comes into contact with the treatment liquid previously applied to the recording surface, and the color material (pigment) dispersed in the ink is aggregated to form a color material aggregate. Thereby, the color material flow on the recording medium 124 is prevented, and an image is formed on the recording surface of the recording medium 124.

なお、本例では、CMYKの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。   In this example, the configuration of CMYK standard colors (four colors) is illustrated, but the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink, dark ink, and special colors are used as necessary. Ink may be added. For example, it is possible to add an inkjet head that discharges light-colored ink such as light cyan and light magenta, and the arrangement order of the color heads is not particularly limited.

本例の描画ドラム170は、記録媒体124を支持する面に導電性部材が用いられており、この導電性部材に図示せぬ電源(図2で説明した符号52相当)が接続されている。すなわち、描画ドラム170(導電性部材)は、図2で説明した導電性プラテン50と同等の役割を果たす。かかる構成により、描画ドラム170に保持された記録媒体124の全体を一様に帯電させることが可能であり、当該描画ドラム170(導電性部材)に印加する電圧の極性を切り換えることにより、描画ドラム170上の記録媒体124の帯電極性を切り換えることが可能である。   The drawing drum 170 of this example uses a conductive member on the surface that supports the recording medium 124, and a power source (not shown) (corresponding to reference numeral 52 described in FIG. 2) is connected to the conductive member. That is, the drawing drum 170 (conductive member) plays the same role as the conductive platen 50 described in FIG. With this configuration, the entire recording medium 124 held on the drawing drum 170 can be uniformly charged. By switching the polarity of the voltage applied to the drawing drum 170 (conductive member), the drawing drum The charging polarity of the recording medium 124 on 170 can be switched.

このように、描画ドラム170は、色別の複数のインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yに対して、共通の(単一の)プラテンとして機能することから、当該描画ドラム170の周囲に配置される各色のインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yは、全ノズルの吐出可能タイミングが同期されるように、図6と同様の観点で、各ヘッド内のノズル配置及びヘッド間の配置関係が設計されている。   As described above, the drawing drum 170 functions as a common (single) platen for the plurality of ink-jet heads 172M, 172K, 172C, and 172Y for each color, and thus is arranged around the drawing drum 170. In the inkjet heads 172M, 172K, 172C, and 172Y for each color, the nozzle arrangement in each head and the arrangement relationship between the heads are designed from the same viewpoint as in FIG. 6 so that the dischargeable timing of all the nozzles is synchronized. ing.

描画部116で画像が形成された記録媒体124は、描画ドラム170から中間搬送部128を介して乾燥部118の乾燥ドラム176へ受け渡される。   The recording medium 124 on which an image is formed by the drawing unit 116 is transferred from the drawing drum 170 to the drying drum 176 of the drying unit 118 via the intermediate conveyance unit 128.

(乾燥部)
乾燥部118は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、乾燥ドラム176、及び溶媒乾燥装置178を備えている。
(Drying part)
The drying unit 118 is a mechanism for drying moisture contained in the solvent separated by the color material aggregating action, and includes a drying drum 176 and a solvent drying device 178.

乾燥ドラム176は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)177を備え、この保持手段177によって記録媒体124の先端を保持できるようになっている。   Similar to the processing liquid drum 154, the drying drum 176 includes a claw-shaped holding unit (gripper) 177 on the outer peripheral surface thereof, and the holding unit 177 can hold the leading end of the recording medium 124.

溶媒乾燥装置178は、乾燥ドラム176の外周面に対向する位置に配置され、複数のハロゲンヒータ180と、各ハロゲンヒータ180の間にそれぞれ配置された温風噴出しノズル182とで構成される。   The solvent drying device 178 is disposed at a position facing the outer peripheral surface of the drying drum 176, and includes a plurality of halogen heaters 180 and hot air ejection nozzles 182 disposed between the halogen heaters 180.

各温風噴出しノズル182から記録媒体124に向けて吹き付けられる温風の温度と風量、各ハロゲンヒータ180の温度を適宜調節することにより、様々な乾燥条件を実現することができる。   Various drying conditions can be realized by appropriately adjusting the temperature and air volume of the hot air blown toward the recording medium 124 from each hot air ejection nozzle 182 and the temperature of each halogen heater 180.

また、乾燥ドラム176の表面温度は50℃以上に設定されている。記録媒体124の裏面から加熱を行うことによって乾燥が促進され、定着時における画像破壊を防止することができる。なお、乾燥ドラム176の表面温度の上限については、特に限定されるものではないが、乾燥ドラム176の表面に付着したインクをクリーニングするなどのメンテナンス作業の安全性(高温による火傷防止)の観点から75度以下(より好ましくは60℃以下)に設定されることが好ましい。   The surface temperature of the drying drum 176 is set to 50 ° C. or higher. Drying is accelerated by heating from the back surface of the recording medium 124, and image destruction during fixing can be prevented. The upper limit of the surface temperature of the drying drum 176 is not particularly limited, but from the viewpoint of safety of maintenance work such as cleaning ink adhering to the surface of the drying drum 176 (preventing burns due to high temperatures). It is preferably set to 75 degrees or less (more preferably 60 degrees C or less).

乾燥ドラム176の外周面に、記録媒体124の記録面が外側を向くように(即ち、記録媒体124の記録面が凸側となるように湾曲させた状態で)保持し、回転搬送しながら乾燥することで、記録媒体124のシワや浮きの発生を防止でき、これらに起因する乾燥ムラを確実に防止することができる。   It is held on the outer peripheral surface of the drying drum 176 so that the recording surface of the recording medium 124 faces outward (that is, in a state where the recording surface of the recording medium 124 is convex), and is dried while being rotated and conveyed. By doing so, it is possible to prevent the recording medium 124 from being wrinkled or lifted, and to reliably prevent unevenness in drying due to these.

乾燥部118で乾燥処理が行われた記録媒体124は、乾燥ドラム176から中間搬送部130を介して定着部120の定着ドラム184へ受け渡される。   The recording medium 124 that has been dried by the drying unit 118 is transferred from the drying drum 176 to the fixing drum 184 of the fixing unit 120 via the intermediate conveyance unit 130.

(定着部)
定着部120は、定着ドラム184、ハロゲンヒータ186、定着ローラ188、及びインラインセンサ190で構成される。定着ドラム184は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)185を備え、この保持手段185によって記録媒体124の先端を保持できるようになっている。
(Fixing part)
The fixing unit 120 includes a fixing drum 184, a halogen heater 186, a fixing roller 188, and an inline sensor 190. Like the processing liquid drum 154, the fixing drum 184 includes a claw-shaped holding unit (gripper) 185 on the outer peripheral surface, and the leading end of the recording medium 124 can be held by the holding unit 185.

定着ドラム184の回転により、記録媒体124は記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面に対して、ハロゲンヒータ186による予備加熱と、定着ローラ188による定着処理と、インラインセンサ190による検査が行われる。   With the rotation of the fixing drum 184, the recording medium 124 is conveyed with the recording surface facing outward. The recording surface is preheated by the halogen heater 186, fixing processing by the fixing roller 188, and by the inline sensor 190. Inspection is performed.

ハロゲンヒータ186は、所定の温度(例えば、180℃)に制御される。これにより、記録媒体124の予備加熱が行われる。   The halogen heater 186 is controlled to a predetermined temperature (for example, 180 ° C.). Thereby, preheating of the recording medium 124 is performed.

定着ローラ188は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性ポリマー微粒子を溶着し、インクを被膜化させるためのローラ部材であり、記録媒体124を加熱加圧するように構成される。具体的には、定着ローラ188は、定着ドラム184に対して圧接するように配置されており、定着ドラム184との間でニップローラを構成するようになっている。これにより、記録媒体124は、定着ローラ188と定着ドラム184との間に挟まれ、所定のニップ圧(例えば、0.15MPa)でニップされ、定着処理が行われる。   The fixing roller 188 is a roller member that heats and pressurizes the dried ink to weld the self-dispersing polymer fine particles in the ink to form a film of the ink, and is configured to heat and press the recording medium 124. The Specifically, the fixing roller 188 is disposed so as to be in pressure contact with the fixing drum 184 and constitutes a nip roller with the fixing drum 184. As a result, the recording medium 124 is sandwiched between the fixing roller 188 and the fixing drum 184 and nipped at a predetermined nip pressure (for example, 0.15 MPa), and the fixing process is performed.

また、定着ローラ188は、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラによって構成され、所定の温度(例えば60〜80℃)に制御される。この加熱ローラで記録媒体124を加熱することによって、インクに含まれるラテックスのTg温度(ガラス転移点温度)以上の熱エネルギーが付与され、ラテックス粒子が溶融される。これにより、記録媒体124の凹凸に押し込み定着が行われるとともに、画像表面の凹凸がレベリングされ、光沢性が得られる。   The fixing roller 188 is configured by a heating roller in which a halogen lamp is incorporated in a metal pipe such as aluminum having good thermal conductivity, and is controlled to a predetermined temperature (for example, 60 to 80 ° C.). By heating the recording medium 124 with this heating roller, thermal energy equal to or higher than the Tg temperature (glass transition temperature) of the latex contained in the ink is applied, and the latex particles are melted. As a result, pressing and fixing are performed on the unevenness of the recording medium 124, and the unevenness of the image surface is leveled to obtain glossiness.

なお、図7の実施形態では、定着ローラ188を1つだけ設けた構成となっているが、画像層厚みやラテックス粒子のTg特性に応じて、複数段設けた構成でもよい。   In the embodiment shown in FIG. 7, only one fixing roller 188 is provided. However, a structure in which a plurality of fixing rollers 188 are provided may be used depending on the thickness of the image layer and the Tg characteristics of latex particles.

一方、インラインセンサ190は、記録媒体124に定着された画像について、チェックパターンや水分量、表面温度、光沢度などを計測するための計測手段であり、CCDラインセンサなどが適用される。   On the other hand, the in-line sensor 190 is a measuring means for measuring a check pattern, a moisture content, a surface temperature, a glossiness, and the like for an image fixed on the recording medium 124, and a CCD line sensor or the like is applied.

上記の如く構成された定着部120によれば、乾燥部118で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が定着ローラ188によって加熱加圧されて溶融されるので、記録媒体124に固定定着させることができる。また、定着ドラム184の表面温度は50℃以上に設定されている。定着ドラム184の外周面に保持された記録媒体124を裏面から加熱することによって乾燥が促進され、定着時における画像破壊を防止することができるとともに、画像温度の昇温効果によって画像強度を高めることができる。   According to the fixing unit 120 configured as described above, the latex particles in the thin image layer formed by the drying unit 118 are heated and pressurized by the fixing roller 188 and are melted. Can be made. The surface temperature of the fixing drum 184 is set to 50 ° C. or higher. The recording medium 124 held on the outer peripheral surface of the fixing drum 184 is heated from the back surface to accelerate drying, thereby preventing image destruction at the time of fixing and increasing the image strength by the effect of increasing the image temperature. Can do.

(排出部)
図7に示すように、定着部120に続いて排出部122が設けられている。排出部122は、排出トレイ192を備えており、この排出トレイ192と定着部20の定着ドラム184との間に、これらに対接するように渡し胴194、搬送ベルト196、張架ローラ198が設けられている。記録媒体124は、渡し胴194により搬送ベルト196に送られ、排出トレイ192に排出される。
(Discharge part)
As shown in FIG. 7, a discharge unit 122 is provided following the fixing unit 120. The discharge unit 122 includes a discharge tray 192, and a transfer drum 194, a conveyance belt 196, and a stretching roller 198 are provided between the discharge tray 192 and the fixing drum 184 of the fixing unit 20 so as to be in contact therewith. It has been. The recording medium 124 is sent to the conveyor belt 196 by the transfer drum 194 and discharged to the discharge tray 192.

また、図には示されていないが、本例のインクジェット記録装置110には、上記構成の他、各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yにインクを供給するインク貯蔵/装填部、処理液付与部114に対して処理液を供給する手段を備えるとともに、各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yのクリーニング(ノズル面のワイピング、パージ、ノズル吸引等)を行うヘッドメンテナンス部や、用紙搬送路上における記録媒体124の位置を検出する位置検出センサ、装置各部の温度を検出する温度センサなどを備えている。   Although not shown in the drawing, the ink jet recording apparatus 110 of the present example has an ink storage / loading unit for supplying ink to each of the ink jet heads 172M, 172K, 172C, and 172Y, and a treatment liquid application, in addition to the above configuration. A means for supplying a processing liquid to the unit 114, and a head maintenance unit for cleaning each ink jet head 172M, 172K, 172C, 172Y (wiping, purging, nozzle suction, etc. of the nozzle surface), A position detection sensor for detecting the position of the recording medium 124, a temperature sensor for detecting the temperature of each part of the apparatus, and the like are provided.

<インクジェットヘッドの構造>
次に、インクジェットヘッドの構造について説明する。各色に対応するインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号250によってヘッドを示すものとする。
<Inkjet head structure>
Next, the structure of the inkjet head will be described. Since the inkjet heads 172M, 172K, 172C, and 172Y corresponding to the respective colors have the same structure, the heads are represented by the reference numeral 250 in the following.

図8(a) はヘッド250の構造例を示す平面透視図であり、図8(b) はその一部の拡大図である。また、図9はヘッド250の他の構造例を示す平面透視図、図10は記録素子単位となる1チャンネル分の液滴吐出素子(1つのノズル251に対応したインク室ユニット)の立体的構成を示す断面図(図8中のA−A線に沿う断面図)である。   FIG. 8A is a plan perspective view showing an example of the structure of the head 250, and FIG. 8B is an enlarged view of a part thereof. 9 is a perspective plan view showing another structural example of the head 250, and FIG. 10 is a three-dimensional configuration of one-channel droplet discharge elements (ink chamber units corresponding to one nozzle 251) serving as recording element units. FIG. 9 is a cross-sectional view (a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 8).

図8に示したように、本例のヘッド250は、インク吐出口であるノズル251と、各ノズル251に対応する圧力室252等からなる複数のインク室ユニット(液滴吐出素子)253をマトリクス状に2次元配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向(紙送り方向と直交する方向)に沿って並ぶように投影(正射影)される実質的なノズル間隔(投影ノズルピッチ)の高密度化を達成している。   As shown in FIG. 8, the head 250 of this example has a matrix of a plurality of ink chamber units (droplet discharge elements) 253 including nozzles 251 serving as ink discharge ports and pressure chambers 252 corresponding to the nozzles 251. The nozzle spacing (projection nozzle pitch) is projected (orthogonally projected) so as to be aligned along the longitudinal direction of the head (direction perpendicular to the paper feed direction). High density is achieved.

記録媒体124の送り方向(副走査方向)と略直交する方向(主走査方向)に記録媒体124の全幅に対応する長さ以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図8(a) の構成に代えて、図9(a)に示すように、複数のノズル251が2次元に配列された短尺のヘッドモジュール250’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録媒体124の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成する態様や、図9(b)に示すように、ヘッドモジュール250”を一列に並べて繋ぎ合わせる態様もある。これらいずれのヘッド形態においても、図6と同様の観点から、全ノズル251について吐出可能タイミングが同期されるように構成される。   The form in which the nozzle row having a length corresponding to the full width of the recording medium 124 in the direction (main scanning direction) substantially orthogonal to the feeding direction (sub-scanning direction) of the recording medium 124 is not limited to this example. For example, instead of the configuration of FIG. 8A, as shown in FIG. 9A, short head modules 250 ′ in which a plurality of nozzles 251 are two-dimensionally arranged are arranged in a staggered manner and connected. Then, there is an aspect in which a line head having a nozzle row having a length corresponding to the entire width of the recording medium 124 is configured, or an aspect in which the head modules 250 ″ are arranged in a line and connected as shown in FIG. This head configuration is also configured such that the dischargeable timing is synchronized for all nozzles 251 from the same viewpoint as in FIG.

各ノズル251に対応して設けられている圧力室252は、その平面形状が概略正方形となっており(図8(a)、(b) 参照)、対角線上の両隅部の一方にノズル251への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口(供給口)254が設けられている。なお、圧力室252の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形(菱形、長方形など)、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。 図10に示すように、ヘッド250は、ノズル251が形成されたノズルプレート251Aと圧力室252や共通流路255等の流路が形成された流路板252P等を積層接合した構造から成る。ノズルプレート251Aは、ヘッド250のノズル面(インク吐出面)250Aを構成し、各圧力室252にそれぞれ連通する複数のノズル251が2次元的に形成されている。   The pressure chamber 252 provided corresponding to each nozzle 251 has a substantially square planar shape (see FIGS. 8A and 8B), and the nozzle 251 is provided at one of the diagonal corners. An outlet for supplying ink (supply port) 254 is provided on the other side. Note that the shape of the pressure chamber 252 is not limited to this example, and the planar shape may have various forms such as a quadrangle (rhombus, rectangle, etc.), a pentagon, a hexagon, other polygons, a circle, and an ellipse. As shown in FIG. 10, the head 250 has a structure in which a nozzle plate 251A in which nozzles 251 are formed and a flow path plate 252P in which flow paths such as a pressure chamber 252 and a common flow path 255 are formed are laminated and joined. The nozzle plate 251A constitutes a nozzle surface (ink ejection surface) 250A of the head 250, and a plurality of nozzles 251 communicating with the pressure chambers 252 are two-dimensionally formed.

流路板252Pは、圧力室252の側壁部を構成するとともに、共通流路255から圧力室252にインクを導く個別供給路の絞り部(最狭窄部)としての供給口254を形成する流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図10では簡略的に図示しているが、流路板252Pは一枚又は複数の基板を積層した構造である。   The flow path plate 252P forms a side wall of the pressure chamber 252 and a flow path that forms a supply port 254 as a narrowed portion (most narrowed portion) of an individual supply path that guides ink from the common flow path 255 to the pressure chamber 252. It is a forming member. For convenience of explanation, although shown in FIG. 10 in a simplified manner, the flow path plate 252P has a structure in which one or a plurality of substrates are stacked.

ノズルプレート251A及び流路板252Pは、シリコンを材料として半導体製造プロセスによって所要の形状に加工することが可能である。   The nozzle plate 251A and the flow path plate 252P can be processed into a required shape by a semiconductor manufacturing process using silicon as a material.

共通流路255はインク供給源たるインクタンク(不図示)と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路255を介して各圧力室252に供給される。   The common flow channel 255 communicates with an ink tank (not shown) as an ink supply source, and ink supplied from the ink tank is supplied to each pressure chamber 252 via the common flow channel 255.

圧力室252の一部の面(図10において天面)を構成する振動板256には、個別電極257を備えた圧電素子258が接合されている。本例の振動板256は、圧電素子258の下部電極に相当する共通電極259として機能するニッケル(Ni)導電層付きのシリコン(Si)から成り、各圧力室252に対応して配置されるアクチュエータ(ここでは、圧電素子)258の共通電極を兼ねる。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様も可能であり、この場合は、振動板部材の表面に金属などの導電材料による共通電極層が形成される。また、ステンレス鋼(SUS)など、金属(導電性材料)によって共通電極を兼ねる振動板を構成してもよい。   A piezoelectric element 258 having an individual electrode 257 is joined to a diaphragm 256 constituting a part of the pressure chamber 252 (the top surface in FIG. 10). The diaphragm 256 of this example is made of silicon (Si) with a nickel (Ni) conductive layer functioning as a common electrode 259 corresponding to the lower electrode of the piezoelectric element 258, and is an actuator arranged corresponding to each pressure chamber 252. Also serves as a common electrode of the piezoelectric element 258 here. It is also possible to form the diaphragm with a non-conductive material such as resin. In this case, a common electrode layer made of a conductive material such as metal is formed on the surface of the diaphragm member. Moreover, you may comprise the diaphragm which serves as a common electrode with metals (conductive material), such as stainless steel (SUS).

個別電極257に駆動電圧を印加することによって圧電素子258が変形して圧力室252の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル251からインクが吐出される。インク吐出後、圧電素子258が元の状態に戻る際、共通流路255から供給口254を通って新しいインクが圧力室252に再充填される。   By applying a driving voltage to the individual electrode 257, the piezoelectric element 258 is deformed and the volume of the pressure chamber 252 is changed, and ink is ejected from the nozzle 251 due to the pressure change accompanying this. When the piezoelectric element 258 returns to its original state after ink ejection, new ink is refilled into the pressure chamber 252 from the common flow channel 255 through the supply port 254.

かかる構造を有するインク室ユニット253を図8(b)に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。かかるマトリクス配列において、副走査方向の隣接ノズル間隔をLsとするとき、主走査方向については実質的に各ノズル251が一定のピッチP=Ls/tanθで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。   As shown in FIG. 8B, the ink chamber units 253 having such a structure are arranged in a fixed manner along a row direction along the main scanning direction and an oblique column direction having a constant angle θ that is not orthogonal to the main scanning direction. By arranging a large number of patterns in a lattice pattern, the high-density nozzle head of this example is realized. In this matrix arrangement, when the interval between adjacent nozzles in the sub-scanning direction is Ls, in the main scanning direction, each nozzle 251 is substantially equivalent to a linear arrangement with a constant pitch P = Ls / tan θ. It can be handled.

本例の場合、図6で説明したとおり、ヘッド内の全ノズルの吐出可能タイミングを同期させるため、Lsを走査方向の隣接ドットを描画するノズル間隔Pの自然数倍の値とする。これにより、一定速度で搬送される記録媒体124に対して、各ノズル251の吐出タイミングを一致させることが可能である。   In the case of this example, as described with reference to FIG. 6, in order to synchronize the dischargeable timing of all the nozzles in the head, Ls is set to a value that is a natural number multiple of the nozzle interval P for drawing adjacent dots in the scanning direction. Thereby, it is possible to make the ejection timing of each nozzle 251 coincide with the recording medium 124 conveyed at a constant speed.

なお、本例では、ヘッド250に設けられたノズル251から吐出させるインクの吐出力発生手段として圧電素子258を適用したが、圧力室252内にヒータ(加熱素子)を備え、ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させるサーマル方式や、静電アクチュエータ方式などを適用することも可能である。   In this example, the piezoelectric element 258 is applied as a means for generating ink ejection force to be ejected from the nozzles 251 provided in the head 250. However, a heater (heating element) is provided in the pressure chamber 252, and a film formed by heating the heater is used. It is also possible to apply a thermal method in which ink is ejected using boiling pressure, an electrostatic actuator method, or the like.

また、本発明の実施に際してヘッド250におけるノズル251の配列形態は図示の例に限定されず、様々なノズル配置構造を適用できる。例えば、図8で説明したマトリクス配列に代えて、一列の直線配列、V字状のノズル配列、V字状配列を繰り返し単位とするジグザク状(W字状など)のような折れ線状のノズル配列なども可能である。   In the implementation of the present invention, the arrangement form of the nozzles 251 in the head 250 is not limited to the illustrated example, and various nozzle arrangement structures can be applied. For example, instead of the matrix array described in FIG. 8, a linear array of lines, a V-shaped nozzle array, and a zigzag (W-shaped) nozzle array having a V-shaped array as a repeating unit. Etc. are also possible.

上述のように、記録媒体124の画像形成領域の全幅をカバーするノズル列を有するフルラインヘッドがインク色毎に設けられる構成によれば、描画ドラム170によって記録媒体124を一定の速度で搬送し、この搬送方向(副走査方向)について、記録媒体124と各インクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yを相対的に移動させる動作を1回行うだけで(即ち1回の副走査で)、記録媒体124の画像形成領域に画像を記録することができる。かかるフルライン型(ページワイド)ヘッドによるシングルパス方式の画像形成は、記録媒体の搬送方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に往復動作するシリアル(シャトル)型ヘッドによるマルチパス方式を適用する場合に比べて高速印字が可能であり、プリント生産性を向上させることができる。   As described above, according to the configuration in which the full line head having the nozzle row covering the entire width of the image forming area of the recording medium 124 is provided for each ink color, the recording medium 124 is conveyed at a constant speed by the drawing drum 170. In this transport direction (sub-scanning direction), the recording medium 124 and each of the inkjet heads 172M, 172K, 172C, and 172Y are moved only once (that is, in one sub-scanning operation). Images can be recorded in 124 image forming areas. Single-pass image formation with such a full-line (page wide) head is a multi-pass with a serial (shuttle) type head that reciprocates in the direction (main scanning direction) orthogonal to the recording medium conveyance direction (sub-scanning direction). High-speed printing is possible as compared with the case where the method is applied, and print productivity can be improved.

なお、本発明の適用範囲はライン型ヘッドによる印字方式に限定されず、記録媒体124の幅方向(主走査方向)の長さに満たない短尺のヘッドを記録媒体124の幅方向に走査させて当該幅方向の印字を行い、1回の幅方向の印字が終わると記録媒体124の幅方向と直交する方向(副走査方向)に所定量だけ移動させて、次の印字領域の記録媒体124の幅方向の印字を行い、この動作を繰り返して記録媒体124の印字領域の全面にわたって印字を行うシリアル方式を適用してもよい。   Note that the application range of the present invention is not limited to the printing method using a line type head, and a short head that is less than the length in the width direction (main scanning direction) of the recording medium 124 is scanned in the width direction of the recording medium 124. Printing in the width direction is performed, and when printing in one width direction is completed, the recording medium 124 is moved by a predetermined amount in the direction perpendicular to the width direction of the recording medium 124 (sub-scanning direction). A serial method in which printing is performed in the width direction and printing is performed over the entire printing area of the recording medium 124 by repeating this operation may be applied.

<制御系の説明>
図11は、インクジェット記録装置110のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置110は、通信インターフェース270、システムコントローラ272、メモリ274、モータドライバ276、ヒータドライバ278、プリント制御部280、画像バッファメモリ282、ヘッドドライバ284等を備えている。
<Description of control system>
FIG. 11 is a principal block diagram showing the system configuration of the inkjet recording apparatus 110. The inkjet recording apparatus 110 includes a communication interface 270, a system controller 272, a memory 274, a motor driver 276, a heater driver 278, a print control unit 280, an image buffer memory 282, a head driver 284, and the like.

通信インターフェース270は、ホストコンピュータ286から送られてくる画像データを受信する画像入力手段としてのインターフェース部である。通信インターフェース270にはUSB(Universal Serial Bus)、IEEE1394、イーサネット(登録商標)、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。ホストコンピュータ286から送出された画像データは通信インターフェース270を介してインクジェット記録装置110に取り込まれ、一旦メモリ274に記憶される。   The communication interface 270 is an interface unit as an image input unit that receives image data transmitted from the host computer 286. As the communication interface 270, a serial interface such as USB (Universal Serial Bus), IEEE 1394, Ethernet (registered trademark), a wireless network, or a parallel interface such as Centronics can be applied. In this part, a buffer memory (not shown) for speeding up communication may be mounted. Image data sent from the host computer 286 is taken into the inkjet recording apparatus 110 via the communication interface 270 and temporarily stored in the memory 274.

メモリ274は、通信インターフェース270を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ272を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ274は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。   The memory 274 is a storage unit that temporarily stores an image input via the communication interface 270, and data is read and written through the system controller 272. The memory 274 is not limited to a memory made of a semiconductor element, and a magnetic medium such as a hard disk may be used.

システムコントローラ272は、中央演算処理装置(CPU)及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置110の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。即ち、システムコントローラ272は、通信インターフェース270、メモリ274、モータドライバ276、ヒータドライバ278、処理液付与制御部296、乾燥制御部297、定着制御部298、帯電制御部300等の各部を制御し、ホストコンピュータ286との間の通信制御、メモリ274の読み書き制御等を行うとともに、上記の各部を制御する制御信号を生成する。   The system controller 272 includes a central processing unit (CPU) and its peripheral circuits, and functions as a control device that controls the entire inkjet recording apparatus 110 according to a predetermined program, and also functions as an arithmetic device that performs various calculations. . That is, the system controller 272 controls the communication interface 270, the memory 274, the motor driver 276, the heater driver 278, the processing liquid application control unit 296, the drying control unit 297, the fixing control unit 298, the charging control unit 300, and the like. Control of communication with the host computer 286, read / write control of the memory 274, and the like, and control signals for controlling the above-described units are generated.

メモリ274には、システムコントローラ272のCPUが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。メモリ274は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びCPUの演算作業領域としても利用される。   The memory 274 stores programs executed by the CPU of the system controller 272 and various data necessary for control. The memory 274 is used as a temporary storage area for image data, and is also used as a program development area and a calculation work area for the CPU.

プログラム格納部290には各種制御プログラムが格納されており、システムコントローラ272の指令に応じて、制御プログラムが読み出され、実行される。プログラム格納部290はROMやEEPROMなどの半導体メモリを用いてもよいし、磁気ディスクなどを用いてもよい。外部インターフェースを備え、メモリカードやPCカードを用いてもよい。なお、プログラム格納部290は、動作パラメータその他の情報を記憶する手段とし兼用してもよい。   Various control programs are stored in the program storage unit 290, and the control programs are read and executed in accordance with instructions from the system controller 272. The program storage unit 290 may use a semiconductor memory such as a ROM or EEPROM, or may use a magnetic disk or the like. An external interface may be provided and a memory card or PC card may be used. Note that the program storage unit 290 may also be used as a means for storing operation parameters and other information.

モータドライバ276は、システムコントローラ272からの指示にしたがってモータ288を駆動するドライバである。図11には、装置内の各部に配置されるモータを代表して符号288で図示されている。例えば、図11に示すモータ288には、図7に示す給紙胴152、処理液ドラム154、描画ドラム170、乾燥ドラム176、定着ドラム184、渡し胴194などの回転を駆動するモータ、中間搬送部126、128、130を駆動するモータなどが含まれている。   The motor driver 276 is a driver that drives the motor 288 in accordance with an instruction from the system controller 272. In FIG. 11, the motors arranged in the respective units in the apparatus are represented by reference numeral 288. For example, the motor 288 shown in FIG. 11 includes a motor for driving rotation of the paper feed drum 152, the processing liquid drum 154, the drawing drum 170, the drying drum 176, the fixing drum 184, the transfer drum 194, etc. shown in FIG. Motors for driving the units 126, 128, and 130 are included.

ヒータドライバ278は、システムコントローラ272からの指示にしたがって、ヒータ289を駆動するドライバである。図11には、装置内の各部に配置されるヒータを代表して符号289で図示されている。例えば、図11に示すヒータ289には、図7に示す乾燥部118に設けられる溶媒乾燥装置178のハロゲンヒータ180、乾燥ドラム176、定着ドラム184の表面を加熱するヒータも含まれている。   The heater driver 278 is a driver that drives the heater 289 in accordance with an instruction from the system controller 272. In FIG. 11, the heaters arranged in the respective units in the apparatus are represented by reference numeral 289. For example, the heater 289 shown in FIG. 11 includes heaters for heating the surfaces of the halogen heater 180, the drying drum 176, and the fixing drum 184 of the solvent drying device 178 provided in the drying unit 118 shown in FIG.

さらに、このインクジェット記録装置110は、処理液付与制御部296、乾燥制御部297、定着制御部298、帯電制御部300を備えており、システムコントローラ272からの指示にしたがって、それぞれ、処理液塗布装置156、溶媒乾燥装置178、定着ローラ188、及び電源302の各部の動作を制御する。   Further, the ink jet recording apparatus 110 includes a processing liquid application control unit 296, a drying control unit 297, a fixing control unit 298, and a charging control unit 300, and in accordance with instructions from the system controller 272, the processing liquid coating apparatus, respectively. 156, the operation of each unit of the solvent drying device 178, the fixing roller 188, and the power source 302 is controlled.

電源302は、図2の符号52で説明した電源と同様の役割を果たすものであり、図7における描画ドラム170に電圧を印加し、当該描画ドラム170上の記録媒体124を正電極又は負電極に帯電させる。電源302の出力電圧及びその極性は、ヘッド250の吐出タイミングに合わせて、帯電制御部300を介して制御される。   The power source 302 plays a role similar to that of the power source described with reference numeral 52 in FIG. 2, applies a voltage to the drawing drum 170 in FIG. 7, and makes the recording medium 124 on the drawing drum 170 a positive electrode or a negative electrode. To charge. The output voltage of the power supply 302 and its polarity are controlled via the charging control unit 300 in accordance with the ejection timing of the head 250.

プリント制御部280は、システムコントローラ272の制御に従い、メモリ274内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データ(ドットデータ)をヘッドドライバ284に供給する制御部である。プリント制御部280において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいて、ヘッドドライバ284を介してヘッド250の吐出液滴量(打滴量)や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。   The print control unit 280 has a signal processing function for performing various processes and corrections for generating a print control signal from the image data in the memory 274 according to the control of the system controller 272. The generated print data This is a control unit that supplies (dot data) to the head driver 284. Necessary signal processing is performed in the print control unit 280, and the ejection droplet amount (droplet ejection amount) and ejection timing of the head 250 are controlled via the head driver 284 based on the image data. Thereby, a desired dot size and dot arrangement are realized.

また、プリント制御部280には画像バッファメモリ282が備えられており、プリント制御部280における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ282に一時的に格納される。また、プリント制御部280とシステムコントローラ272とを統合して1つのプロセッサで構成する態様も可能である。   The print control unit 280 is provided with an image buffer memory 282, and image data, parameters, and other data are temporarily stored in the image buffer memory 282 when image data is processed in the print control unit 280. Also possible is an aspect in which the print control unit 280 and the system controller 272 are integrated to form a single processor.

インクジェット記録装置110では、インク(色材)による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調(画像の濃淡)をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、通信インターフェース270を介してメモリ274に蓄えられた元画像のデータ(印刷すべき画像のデータ、例えば、RGBの画像データ)は、システムコントローラ272を介してプリント制御部280に送られ、該プリント制御部280において閾値マトリクスや誤差拡散法などを用いたハーフトーニング処理によってインク色ごとのドットデータに変換される。こうして、プリント制御部280で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ282に蓄えられる。   In the ink jet recording apparatus 110, a pseudo continuous tone image is formed by changing the droplet ejection density and dot size of fine dots with ink (coloring material) to the human eye. It is necessary to convert to a dot pattern that reproduces the gradation (shading of the image) as faithfully as possible. Therefore, the original image data (image data to be printed, for example, RGB image data) stored in the memory 274 via the communication interface 270 is sent to the print control unit 280 via the system controller 272, The print control unit 280 converts the data into dot data for each ink color by a halftoning process using a threshold matrix or an error diffusion method. Thus, the dot data generated by the print control unit 280 is stored in the image buffer memory 282.

ヘッドドライバ284は、プリント制御部280から与えられる画像データに基づいてヘッド250の圧電素子258に印加される駆動信号を生成するとともに、該駆動信号を圧電素子258に印加して圧電素子258を駆動する駆動回路を含んで構成される。なお、図11に示すヘッドドライバ284には、ヘッド250の駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。   The head driver 284 generates a drive signal to be applied to the piezoelectric element 258 of the head 250 based on the image data given from the print control unit 280, and applies the drive signal to the piezoelectric element 258 to drive the piezoelectric element 258. Including a driving circuit. Note that the head driver 284 shown in FIG. 11 may include a feedback control system for keeping the driving condition of the head 250 constant.

センサ285は、装置内の各部に設けられる各種センサ類であり、図7に示したインラインセンサ190の他、温度センサ、位置検出センサ、圧力センサ、搬送系に設けられるリニアエンコーダ等が含まれている。センサ285の出力信号はシステムコントローラ272に送られ、システムコントローラ272は該出力信号に基づいて装置各部に対して制御信号を送り、装置各部の制御が行われている。   The sensor 285 is a variety of sensors provided in each part of the apparatus, and includes a temperature sensor, a position detection sensor, a pressure sensor, a linear encoder provided in the transport system, etc. in addition to the inline sensor 190 shown in FIG. Yes. The output signal of the sensor 285 is sent to the system controller 272, and the system controller 272 sends a control signal to each part of the apparatus based on the output signal, and each part of the apparatus is controlled.

<インクについて>
本実施形態に用いられるインクは、溶媒不溶性材料として、色材(着色剤)である顔料やポリマー微粒子などを含有する水性顔料インクが用いられる。
<About ink>
The ink used in the present embodiment is an aqueous pigment ink containing a pigment that is a coloring material (colorant), polymer fine particles, or the like as a solvent-insoluble material.

溶媒不溶性材料の濃度は、吐出に適切な粘度20mPa・s以下を考慮して1wt%以上20wt%以下であることが好ましい。より好ましくは画像の光学濃度を得るために4wt%以上の顔料濃度である。   The concentration of the solvent-insoluble material is preferably 1 wt% or more and 20 wt% or less considering a viscosity of 20 mPa · s or less suitable for ejection. More preferably, the pigment concentration is 4 wt% or more in order to obtain the optical density of the image.

インクの表面張力は、吐出安定性を考慮して20mN/m以上40mN/m以下であることが好ましい。   The surface tension of the ink is preferably 20 mN / m or more and 40 mN / m or less in consideration of ejection stability.

インクに使用される色材は、顔料あるいは染料と顔料とを混合して用いることができる。処理液との接触時における凝集性の観点から、インク中で分散状態にある顔料の方がより効果的に凝集するため好ましい。顔料の中でも、分散剤により分散されている顔料、自己分散顔料、樹脂により顔料表面を被覆された顔料(マイクロカプセル顔料)、及び高分子グラフト顔料が特に好ましい。また、顔料凝集性の観点から、解離度の小さいカルボキシル基によって修飾されている形態がより好ましい。   The color material used in the ink can be a pigment or a mixture of a dye and a pigment. From the viewpoint of aggregability at the time of contact with the treatment liquid, a pigment in a dispersed state in the ink is preferable because it aggregates more effectively. Among the pigments, a pigment dispersed by a dispersant, a self-dispersing pigment, a pigment whose surface is coated with a resin (microcapsule pigment), and a polymer graft pigment are particularly preferable. From the viewpoint of pigment aggregation, a form modified with a carboxyl group having a low dissociation degree is more preferable.

本発明に用いる着色インク液には、処理液と反応する成分として、着色剤を含まないポリマー微粒子を添加することが好ましい。ポリマー微粒子は、処理液との反応によりインクの増粘作用、凝集作用を強め、画像品位の向上させることができる。特に、アニオン性のポリマー微粒子をインクに含有せしめることにより、安全性の高いインクが得られる。   In the colored ink liquid used in the present invention, polymer fine particles not containing a colorant are preferably added as a component that reacts with the treatment liquid. The polymer fine particles can enhance the thickening action and aggregation action of the ink by reaction with the treatment liquid, and can improve the image quality. In particular, a highly safe ink can be obtained by incorporating anionic polymer fine particles into the ink.

処理液と反応して、増粘・凝集作用を起こすポリマー微粒子をインクに用いることにより、画像の品位を高めることができると同時に、ポリマー微粒子の種類によっては、ポリマー微粒子が記録媒体で皮膜を形成し、画像の耐擦性、耐水性をも向上させる効果を有する。   By using polymer fine particles that react with the treatment liquid and cause thickening and aggregating action in the ink, the quality of the image can be improved. At the same time, depending on the type of polymer fine particles, the polymer fine particles form a film on the recording medium. It also has the effect of improving the scratch resistance and water resistance of the image.

ポリマーインクでの分散方法はエマルジョンに限定するものではなく、溶解していても、コロイダルディスパージョン状態で存在していてもよい。   The dispersion method in the polymer ink is not limited to emulsion, and it may be dissolved or exist in a colloidal dispersion state.

ポリマー微粒子は、乳化剤を用いてポリマー微粒子を分散させたものであっても、また、乳化剤を用いないで分散させたものであってもよい。乳化剤としては、通常、低分子量の界面活性剤が用いられているが、高分子量の界面活性剤を乳化剤として用いることもできる。外殻がアクリル酸、メタクリル酸などにより構成されたカプセル型のポリマー微粒子(粒子の中心部と外縁部で組成を異にしたコア・シェルタイプのポリマー微粒子)を用いることも好ましい。   The polymer fine particles may be obtained by dispersing the polymer fine particles using an emulsifier, or may be dispersed without using an emulsifier. As the emulsifier, a low molecular weight surfactant is usually used, but a high molecular weight surfactant can also be used as an emulsifier. It is also preferable to use capsule type polymer fine particles (core / shell type polymer fine particles having different compositions at the center and outer edge of the particle) whose outer shell is made of acrylic acid, methacrylic acid or the like.

インクにポリマー微粒子として添加する樹脂成分としては、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂などが挙げられる。   Examples of the resin component added to the ink as polymer fine particles include acrylic resins, vinyl acetate resins, styrene-butadiene resins, vinyl chloride resins, acrylic-styrene resins, butadiene resins, styrene resins, and the like.

ポリマー微粒子への高速凝集性付与の観点から、解離度の小さいカルボン酸基を有するものがより好ましい。カルボン酸基はpH変化によって影響を受けやすいので、分散状態が変化しやすく、凝集性が高い。   From the viewpoint of imparting high-speed cohesiveness to the polymer fine particles, those having a carboxylic acid group having a low dissociation degree are more preferable. Since the carboxylic acid group is easily affected by pH change, the dispersion state is easily changed and the cohesiveness is high.

ポリマー微粒子のpH変化に対する分散状態の変化は、アクリル酸エステルなどのカルボン酸基を有する、ポリマー微粒子中の構成成分の含有割合によって調整することができ、分散剤として用いるアニオン性の界面活性剤によっても調整可能である。   The change of the dispersion state with respect to the pH change of the polymer fine particles can be adjusted by the content ratio of the constituent component in the polymer fine particles having a carboxylic acid group such as an acrylate ester, and the like depending on the anionic surfactant used as the dispersant. Can also be adjusted.

ポリマー微粒子の樹脂成分は、親水性部分と疎水性部分とを併せ持つ重合体であるのが好ましい。疎水性部分を有することで、ポリマー微粒子の内側に疎水部分が配向し、外側に親水部分が効率よく外側に配向され、液体のpH変化に対する分散状態の変化がより大きくなる効果があり、凝集がより効率よく行われる。   The resin component of the polymer fine particles is preferably a polymer having both a hydrophilic portion and a hydrophobic portion. By having the hydrophobic portion, the hydrophobic portion is oriented inside the polymer fine particle, the hydrophilic portion is efficiently oriented outside, and the effect of increasing the dispersion state with respect to the pH change of the liquid is greater, and aggregation is caused. Done more efficiently.

また、ポリマー微粒子を、インク内に2種以上混合して含有させて使用してもよい。   Further, two or more kinds of polymer fine particles may be mixed and used in the ink.

本実施形態のインクに添加するpH調整剤としては中和剤として、有機塩基、無機アルカリ塩基を用いることができる。pH調整剤はインクジェット用インクの保存安定性を向上させる目的で、該インクジェット用インクがpH6〜10となるように添加するのが好ましい。   As the pH adjuster added to the ink of the present embodiment, an organic base or an inorganic alkali base can be used as a neutralizing agent. The pH adjusting agent is preferably added so that the inkjet ink has a pH of 6 to 10 for the purpose of improving the storage stability of the inkjet ink.

本実施形態で用いるインクは、乾燥によってインクジェットヘッドのノズルが詰まるのを防止する目的から、水溶性有機溶媒を含有することが好ましい。このような水溶性有機溶媒には、湿潤剤及び浸透剤が含まれる。   The ink used in this embodiment preferably contains a water-soluble organic solvent for the purpose of preventing clogging of the nozzles of the inkjet head due to drying. Such water-soluble organic solvents include wetting agents and penetrants.

水溶性有機溶媒としては、処理液の場合と同様に、例えば、多価アルコール類、多価アルコール類誘導体、含窒素溶媒、アルコール類、含硫黄溶媒等が挙げられる。   Examples of the water-soluble organic solvent include polyhydric alcohols, polyhydric alcohol derivatives, nitrogen-containing solvents, alcohols, sulfur-containing solvents and the like, as in the case of the treatment liquid.

その他必要に応じ、界面活性剤、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤、等も添加することができる。   In addition, surfactants, pH buffers, antioxidants, fungicides, viscosity modifiers, conductive agents, ultraviolet absorbers, and the like can be added as necessary.

<処理液について>
本発明の実施に際して用いる処理液(凝集処理液)として、インクのpHを変化させることにより、インクに含有される顔料およびポリマー微粒子を凝集させ、凝集物を生じさせるような処理液が好ましい。
<About treatment liquid>
The treatment liquid (aggregation treatment liquid) used in the practice of the present invention is preferably a treatment liquid that causes aggregation of pigments and polymer fine particles contained in the ink by changing the pH of the ink.

処理液の成分として、ポリアクリル酸、酢酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、スルホン酸、オルトリン酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ビリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩等の中から選ばれることが好ましい。   Treatment liquid components include polyacrylic acid, acetic acid, glycolic acid, malonic acid, malic acid, maleic acid, ascorbic acid, succinic acid, glutaric acid, fumaric acid, citric acid, tartaric acid, lactic acid, sulfonic acid, orthophosphoric acid, pyrrolidone It is preferably selected from carboxylic acid, pyrone carboxylic acid, pyrrole carboxylic acid, furan carboxylic acid, pyridine carboxylic acid, coumaric acid, thiophene carboxylic acid, nicotinic acid, derivatives of these compounds, or salts thereof.

また、処理液の好ましい例として、多価金属塩あるいはポリアリルアミンを添加した処理液を挙げることができる。これらの化合物は、1種類で使用されてもよく、2種類以上併用されてもよい。   Moreover, as a preferable example of the treatment liquid, a treatment liquid to which a polyvalent metal salt or polyallylamine is added can be exemplified. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

処理液はインクとのpH凝集性能の観点からpHは1〜6であることが好ましく、pHは2〜5であることがより好ましく、pHは3〜5であることが特に好ましい。   From the viewpoint of pH aggregation performance with the ink, the treatment liquid preferably has a pH of 1 to 6, more preferably 2 to 5, and particularly preferably 3 to 5.

また、処理液は、乾燥によってインクジェットヘッドのノズルが詰まるのを防止する目的から、水、その他添加剤溶性有機溶媒を含有することが好ましい。このような水、その他添加剤溶性有機溶媒には、湿潤剤及び浸透剤が含まれる。これらの溶媒は、水,その他添加剤と共に単独若しくは複数を混合して用いることができる。   In addition, the treatment liquid preferably contains water and other additive-soluble organic solvents for the purpose of preventing clogging of the nozzles of the inkjet head due to drying. Such water and other additive-soluble organic solvents include wetting agents and penetrants. These solvents can be used alone or in combination with water and other additives.

処理液には、定着性および耐擦性を向上させるため、樹脂成分を更に含有してもよい。樹脂成分は、処理液をインクジェット方式によって打滴する場合ヘッドからの吐出性を損なわないもの、保存安定性があるものであればよく、水溶性樹脂や樹脂エマルジョンなどを自由に用いることができる。   The treatment liquid may further contain a resin component in order to improve fixability and abrasion resistance. The resin component may be any resin component that does not impair the ejection properties from the head when the treatment liquid is ejected by the ink jet method and has storage stability, and water-soluble resins and resin emulsions can be used freely.

その他必要に応じ、界面活性剤、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線、吸収剤、等も添加することができる。   In addition, surfactants, pH buffers, antioxidants, fungicides, viscosity modifiers, conductive agents, ultraviolet rays, absorbents, and the like can be added as necessary.

<他の装置構成への適用例>
図7で説明したインクジェット記録装置110は、記録媒体124をドラムに巻き付けて搬送するドラム搬送方式が採用されているが、記録媒体(基材)の搬送方法として、ドラム搬送方式に替えて、ベルト上に記録媒体を吸着させるなどしてベルトとともに記録媒体を搬送するベルト搬送方式を採用することも可能である。
<Application examples to other device configurations>
The ink jet recording apparatus 110 described with reference to FIG. 7 employs a drum transport method in which the recording medium 124 is wound around a drum and transported. However, as a transport method for the recording medium (base material), a belt transport method is used instead of the drum transport method. It is also possible to adopt a belt conveyance system in which the recording medium is conveyed together with the belt by adsorbing the recording medium on the top.

また、上記の実施形態では、印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、カラーフィルター製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを得る画像形成装置にも広く適用できる。   In the above embodiment, the application to an inkjet recording apparatus for printing has been described as an example. However, the scope of application of the present invention is not limited to this example. For example, a wiring drawing apparatus for drawing a wiring pattern of an electronic circuit, a manufacturing apparatus for various devices, a resist printing apparatus that uses a resin liquid as a functional liquid for ejection, a color filter manufacturing apparatus, and a material deposition material. The present invention can be widely applied to an image forming apparatus that obtains various shapes and patterns using a liquid functional material, such as a fine structure forming apparatus that forms a structure.

<付記>
上記に詳述した発明の実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書は少なくとも以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
<Appendix>
As will be understood from the description of the embodiments of the invention described in detail above, the present specification includes disclosure of various technical ideas including at least the invention described below.

(発明1):液体を吐出するノズルが形成されたノズルプレートを有するオンデマンド吐出方式の液体吐出ヘッドと、前記ノズルから吐出される液体を付着させる基材を帯電させる電極部材と、前記液体吐出ヘッド内の液体と前記電極部材との間に電圧を印加することなく、前記ノズルから液体を吐出させる吐出動作のタイミングに合わせて、前記電極部材による前記基材の帯電極性を反転させる制御を行い、前記吐出動作によって吐出された液体の主液滴から分離発生するサテライト滴を当該サテライト滴の帯電極性と逆極性に帯電させた前記基材上に付着させる帯電制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。   (Invention 1): On-demand discharge type liquid discharge head having a nozzle plate on which nozzles for discharging liquid are formed, an electrode member for charging a base material to which the liquid discharged from the nozzle is attached, and the liquid discharge Control is performed to reverse the charging polarity of the substrate by the electrode member in accordance with the timing of the discharge operation of discharging the liquid from the nozzle without applying a voltage between the liquid in the head and the electrode member. Charge control means for attaching satellite droplets separated and generated from the main droplets of the liquid ejected by the ejection operation onto the base material charged to the opposite polarity to the charged polarity of the satellite droplets. An image forming apparatus.

本発明によれば、ノズルからの吐出のタイミングに合わせて、基材の帯電極性を反転させることで、主液滴から分離した微小なサテライト滴(ミスト状の液滴)を静電気力の作用によってノズルプレートから遠ざかる基材方向に移動させることができ、該サテライト滴のノズルプレートへの付着が防止される。   According to the present invention, by reversing the charging polarity of the substrate in accordance with the timing of ejection from the nozzle, the minute satellite droplets (mist-like droplets) separated from the main droplets are caused by the action of electrostatic force. It can be moved toward the substrate away from the nozzle plate, and the satellite droplets are prevented from adhering to the nozzle plate.

液体吐出ヘッドの構成例として、ノズルと連通する液室(圧力室)と、該液室内の液体を加圧する加圧手段(圧電素子や加熱素子などのエネルギー発生素子)と、を備える態様が挙げられる。また、液体吐出ヘッドから吐出される液体は、各種材質からなる基材上に画像を形成(記録)するカラーインクの他、基材上に所定のパターンを形成する樹脂液など様々な機能性液体が含まれる。   As an example of the configuration of the liquid discharge head, an aspect including a liquid chamber (pressure chamber) communicating with the nozzle and a pressurizing unit (an energy generating element such as a piezoelectric element or a heating element) that pressurizes the liquid in the liquid chamber can be given. It is done. In addition, the liquid ejected from the liquid ejection head includes various functional liquids such as a resin liquid that forms a predetermined pattern on the base material in addition to the color ink that forms (records) an image on the base material made of various materials. Is included.

「吐出動作」とは、ノズル内の液体の加圧を開始してから、ノズル内の液体がノズルの外部に突出し、ノズルの外部に突出した液体から液滴が分離した後に、ノズルの外部に突出した液体がノズル内部に戻るまでを含む概念である。   “Discharge operation” means that after pressurizing the liquid in the nozzle, the liquid in the nozzle protrudes to the outside of the nozzle, and after the droplets are separated from the liquid protruding to the outside of the nozzle, the liquid is discharged to the outside of the nozzle. It is a concept that includes the process until the protruding liquid returns to the inside of the nozzle.

例えば、吐出動作の開始に対応して基材の帯電極性を正極性或いは負極性に帯電させる一例として、ノズル内の液体を加圧する加圧手段に駆動信号を印加するタイミングで電極部材に印加する電圧を切り換えて基材を帯電させる態様が挙げられる。さらに、吐出動作によってサテライト滴が発生するタイミングで、電極部材に印加する電圧の極性を反転させて、基材の帯電極性を反転させる態様が挙げられる。   For example, as an example of charging the base material with a positive polarity or a negative polarity in response to the start of the discharge operation, the drive member is applied to the electrode member at the timing of applying a drive signal to the pressurizing unit that pressurizes the liquid in the nozzle A mode in which the substrate is charged by switching the voltage can be mentioned. Further, there is a mode in which the polarity of the voltage applied to the electrode member is reversed at the timing when satellite droplets are generated by the ejection operation, and the charging polarity of the substrate is reversed.

「サテライト滴」とは、ノズルから吐出された主液滴から分離した該主液滴よりも小さい体積を有する微小液滴を含む概念である。かかるサテライト滴の呼び方は様々であり、サテライト、副液滴、副滴、ミスト状の液滴、ミスト、コンタミなどと呼ばれることがある。   The “satellite droplet” is a concept including a minute droplet having a smaller volume than the main droplet separated from the main droplet discharged from the nozzle. There are various ways of calling such satellite droplets, and they are sometimes called satellites, sub-droplets, sub-drops, mist-like droplets, mist, and contamination.

(発明2):発明1に記載の画像形成装置において、前記液体吐出ヘッドは、当該ヘッド内の液体に接触する電極を有していないことを特徴とする画像形成装置。   (Invention 2): The image forming apparatus according to Invention 1, wherein the liquid discharge head does not have an electrode in contact with the liquid in the head.

ヘッド内で液体と電極が接触していないため、液体組成物の凝集や電気分解という問題が生じない。また、ヘッド内インクと基材間の短絡という問題も生じない。   Since the liquid and the electrode are not in contact with each other in the head, problems such as aggregation and electrolysis of the liquid composition do not occur. Further, there is no problem of a short circuit between the ink in the head and the substrate.

(発明3):発明1に記載の画像形成装置において、前記液体吐出ヘッド内の液体と前記電極部材は電気的に接続されており、前記電極部材に印加する電圧により、前記液体吐出ヘッド内の液体と前記基材を同極性に帯電させることを特徴とする画像形成装置。   (Invention 3): In the image forming apparatus according to Invention 1, the liquid in the liquid discharge head and the electrode member are electrically connected, and a voltage applied to the electrode member causes a change in the liquid discharge head. An image forming apparatus, wherein the liquid and the substrate are charged with the same polarity.

かかる態様によれば、液滴の基材への吸着力が向上する。また、ヘッド内インクと基材間の短絡も防止される。   According to this aspect, the adsorptive power of droplets to the substrate is improved. Further, a short circuit between the ink in the head and the substrate is also prevented.

(発明4):発明1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記電極部材は、前記液体吐出ヘッドのノズル面に対向して配置され、前記基材の裏面を支持する部材であることを特徴とする画像形成装置。   (Invention 4): In the image forming apparatus according to any one of Inventions 1 to 3, the electrode member is disposed to face the nozzle surface of the liquid discharge head and supports the back surface of the substrate. An image forming apparatus.

かかる態様によれば、電極部材に印加する電圧の極性を切り換えることにより、基材の帯電極性を切り換えることが可能であり、静電分極によってノズルプレートのノズル面側に基材の帯電極性と逆極性の電荷を発生させることも可能である。   According to this aspect, it is possible to switch the charging polarity of the base material by switching the polarity of the voltage applied to the electrode member, and reverse the charging polarity of the base material on the nozzle surface side of the nozzle plate by electrostatic polarization. It is also possible to generate polar charges.

(発明5):発明1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記帯電制御手段は、前記ノズルから吐出される液体の曳糸切断のタイミングに合わせて前記基材の帯電極性を反対極性に切り換えることを特徴とする画像形成装置。   (Invention 5): In the image forming apparatus according to any one of Inventions 1 to 4, the charging control unit is configured such that the charging polarity of the base material is adjusted in accordance with the timing of cutting the string of the liquid discharged from the nozzle. Is switched to the opposite polarity.

かかる態様によれば、サテライト滴(ミスト状の液滴)が発生する直後から、該ミスト状の液滴の帯電極性と逆極性に基材の帯電極性を切り換えることで、ノズル近傍に浮遊するミスト状の液滴がノズルプレートに接近することを効果的に防止し得る。これにより、飛翔曲がりなどの吐出不良の発生が起こりにくく、信頼性が向上する。   According to this aspect, immediately after the satellite droplet (mist-like droplet) is generated, the mist floating in the vicinity of the nozzle is switched by switching the charging polarity of the substrate to the opposite polarity to the charging polarity of the mist-like droplet. Can be effectively prevented from approaching the nozzle plate. As a result, the occurrence of ejection defects such as flying bends hardly occurs and the reliability is improved.

「液体の曳糸切断」とは、ノズルの外部に突出した液柱の先端部分が該液柱から分離して液滴状になった状態である。   “Liquid string cutting” is a state in which the tip of the liquid column protruding outside the nozzle is separated from the liquid column and formed into droplets.

(発明6):発明1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記ノズルプレートには複数のノズルが2次元配列されており、全ノズルの吐出可能タイミングが同期されていることを特徴とする画像形成装置。   (Invention 6): In the image forming apparatus according to any one of Inventions 1 to 5, a plurality of nozzles are two-dimensionally arranged on the nozzle plate, and ejection timings of all the nozzles are synchronized. An image forming apparatus.

かかる態様によれば、2次元配列ノズルにおいて、電極部材による基材へのミスト(サテライト滴)捕集が可能であり、その電極部材の構成や印加電圧の制御も容易である。   According to this aspect, in the two-dimensional array nozzle, it is possible to collect mist (satellite droplets) on the base material by the electrode member, and it is easy to control the configuration of the electrode member and the applied voltage.

(発明7):発明1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記ノズルプレートには複数のノズルが2次元配列されており、前記基材の搬送方向と垂直方向に隣接ドットを描画するノズル間隔Dに対し、前記搬送方向のノズル間隔がn×D(nは自然数)であることを特徴とする画像形成装置。   (Invention 7): In the image forming apparatus according to any one of Inventions 1 to 6, a plurality of nozzles are two-dimensionally arranged on the nozzle plate, and adjacent dots are perpendicular to a conveyance direction of the substrate. The image forming apparatus is characterized in that the nozzle interval in the transport direction is n × D (n is a natural number) with respect to the nozzle interval D for drawing the image.

かかる態様によれば、一定速度で搬送される基材に対して、全ノズルの吐出可能タイミング(吐出周期)を同期させることが可能であり、2次元配列ノズルにおいて、電極部材による基材へのミスト捕集が可能である。   According to this aspect, it is possible to synchronize the discharge possible timing (discharge period) of all the nozzles with respect to the substrate conveyed at a constant speed, and in the two-dimensional array nozzle, Mist collection is possible.

(発明8):発明1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記ノズルプレートは、非導電性の材料で形成されていることを特徴とする画像形成装置。   (Invention 8): The image forming apparatus according to any one of Inventions 1 to 7, wherein the nozzle plate is formed of a non-conductive material.

かかる態様によれば、基材の帯電に伴い、静電分極によってノズルプレートのノズル面側に基材の帯電極性と逆極性の電荷を発生させることができる。この静電分極によって、ノズル面をサテライト滴の極性と同極性にすることで、静電気力による反発力を作用させることができ、サテライト滴のノズル面への付着を効果的に防止することが可能である。   According to this aspect, with the charging of the base material, it is possible to generate a charge having a polarity opposite to the charging polarity of the base material on the nozzle surface side of the nozzle plate by electrostatic polarization. This electrostatic polarization makes the nozzle surface the same polarity as the polarity of the satellite droplets, so that a repulsive force due to electrostatic force can be applied, and the adhesion of satellite droplets to the nozzle surface can be effectively prevented. It is.

(発明9):発明1乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記ノズルプレートは、シリコンで形成されていることを特徴とする画像形成装置。   (Invention 9): The image forming apparatus according to any one of Inventions 1 to 8, wherein the nozzle plate is formed of silicon.

かかる態様によれば、発明8と同様に、基材の帯電に伴い、静電分極によってノズルプレートのノズル面側に基材の帯電極性と逆極性の電荷を発生させることができ、静電気力の反発力によって、サテライト滴のノズル面への付着を効果的に防止することが可能である。また、半導体プロセスの適用によってノズルプレートの高精度加工が可能である。   According to this aspect, as in the case of Invention 8, with the charging of the base material, it is possible to generate a charge having a polarity opposite to the charging polarity of the base material on the nozzle surface side of the nozzle plate by electrostatic polarization. The repulsive force can effectively prevent the satellite droplets from adhering to the nozzle surface. In addition, the nozzle plate can be processed with high accuracy by applying a semiconductor process.

(発明10):発明1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記帯電制御手段は、前記吐出動作の開始前には前記基材を正極性に帯電させ、前記吐出動作の開始時に対応して前記基材を負極性に帯電させ、当該吐出動作によって前記サテライト滴が発生するタイミングに合わせて前記基材を正極性に帯電させることをと特徴とする画像形成装置。   (Invention 10): In the image forming apparatus according to any one of Inventions 1 to 9, the charging control unit charges the base material positively before the start of the discharge operation, and performs the discharge operation. An image forming apparatus, wherein the base material is charged to a negative polarity corresponding to a start time, and the base material is charged to a positive polarity in accordance with a timing at which the satellite droplet is generated by the discharge operation.

かかる態様によれば、吐出後の液滴から分裂したサテライト滴は負極性に帯電するので、これと逆極性の正極性に帯電した基材で当該サテライト滴を捕集することができる。   According to this aspect, since the satellite droplets split from the discharged droplets are negatively charged, the satellite droplets can be collected by the positively charged base material having the opposite polarity.

(発明11):発明1乃至10のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記基材を搬送する基材搬送手段が導電体で構成されており、当該基材搬送手段が前記電極部材となることを特徴とする画像形成装置。   (Invention 11): In the image forming apparatus according to any one of Inventions 1 to 10, the substrate conveying means for conveying the substrate is made of a conductor, and the substrate conveying means is the electrode member. An image forming apparatus, wherein

かかる態様によれば、基材搬送手段に保持されて搬送される基材の全体を一様に帯電させることが可能である。   According to this aspect, it is possible to uniformly charge the entire base material held and transported by the base material transport unit.

(発明12):発明1乃至11のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記液体吐出ヘッドのモジュールが前記基材の幅方向に複数個配列されており、これら全モジュールのノズルについて吐出可能タイミングが同期されていることを特徴とする画像形成装置。   (Invention 12): In the image forming apparatus according to any one of Inventions 1 to 11, a plurality of modules of the liquid ejection head are arranged in the width direction of the base material, and ejection is performed on nozzles of all the modules. An image forming apparatus, wherein possible timings are synchronized.

かかる態様によれば、広幅の基材に対して高速に画像形成が可能である。   According to this aspect, it is possible to form an image on a wide substrate at high speed.

(発明13):発明1乃至12のいずれか1項に記載の画像形成装置において、複数種類の液体を吐出するために、1種類の液体について少なくとも1つずつの前記液体吐出ヘッドを具備し、これら複数種類の液体に対応した複数の液体吐出ヘッドの全ノズルの吐出可能タイミングが同期されていることを特徴とする画像形成装置。   (Invention 13): In the image forming apparatus according to any one of Inventions 1 to 12, in order to eject a plurality of types of liquids, at least one liquid ejection head is provided for each type of liquid, An image forming apparatus characterized in that ejection timings of all nozzles of a plurality of liquid ejection heads corresponding to the plurality of types of liquids are synchronized.

複数種類の液体として、複数色のインクを用いる態様がある。かかる態様によれば、これら複数種類の液体に対応した複数の液体吐出ヘッドに対して、共通の電極部材を用いることが可能であり、帯電極性の制御が容易となる。   There is an embodiment in which multiple colors of ink are used as the multiple types of liquid. According to this aspect, it is possible to use a common electrode member for a plurality of liquid ejection heads corresponding to the plurality of types of liquids, and it becomes easy to control the charging polarity.

(発明14):発明1乃至13のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記液体吐出ヘッドに対して前記基材を搬送する搬送手段と、前記液体吐出ヘッドの液体吐出を制御する吐出制御手段と、を備え、前記液体吐出ヘッドは、前記搬送手段による前記基材の搬送方向と略直交する基材の幅方向の長さに対応して複数のノズルが配列された構造を有し、前記吐出制御手段は、前記液体吐出ヘッドに対して前記基材を相対的に1回だけ搬送させて前記基材上に所望の画像を形成するように前記液体吐出ヘッドの液体吐出を制御することを特徴とする画像形成装置。   (Invention 14): In the image forming apparatus according to any one of Inventions 1 to 13, a transport unit that transports the substrate to the liquid discharge head, and a discharge that controls liquid discharge of the liquid discharge head. Control means, and the liquid discharge head has a structure in which a plurality of nozzles are arranged corresponding to the length in the width direction of the base material substantially orthogonal to the transport direction of the base material by the transport means. The discharge control means controls the liquid discharge of the liquid discharge head so as to form the desired image on the substrate by transporting the substrate only once relative to the liquid discharge head. An image forming apparatus.

いわゆるシングルパス方式の画像形成を行う場合に、ヘッド内の何れかのノズルについて吐出異常が発生すると、基材の搬送方向に沿うスジ状のムラ(画像欠陥)が発生する。本発明は、かかる画像品質の劣化の原因となるノズルの吐出異常を効果的に防止し得る。   When a so-called single-pass image formation is performed, if a discharge abnormality occurs in any of the nozzles in the head, streaky unevenness (image defect) along the substrate conveyance direction occurs. The present invention can effectively prevent nozzle ejection abnormalities that cause such image quality degradation.

(発明15):液体を吐出するノズルが形成されたノズルプレートを有するオンデマンド吐出方式の液体吐出ヘッドと対向する基材を正極性又は負極性に帯電させる電極部材を用い、前記液体吐出ヘッド内の液体と前記電極部材との間に電圧を印加せずに、前記ノズルから前記基材に向けて液体を吐出するときの吐出動作のタイミングに合わせて、前記電極部材による前記基材の帯電極性を反転させ、前記吐出動作によって吐出させた液体の主液滴から分離発生したサテライト滴を当該サテライト滴の帯電極性と逆極性に帯電させた前記基材上に付着させるミスト捕集方法。   (Invention 15): Using an electrode member that charges a substrate facing a liquid discharge head of an on-demand discharge type having a nozzle plate on which nozzles for discharging liquid are formed, to positive polarity or negative polarity, and in the liquid discharge head The charging polarity of the base material by the electrode member in accordance with the timing of the discharge operation when the liquid is discharged from the nozzle toward the base material without applying a voltage between the liquid and the electrode member The mist collecting method in which the satellite droplets separated from the main liquid droplets ejected by the ejection operation are attached onto the base material charged to the opposite polarity to the charged polarity of the satellite droplets.

本発明によれば、液体の吐出時に発生するサテライト滴のノズルプレートへの付着が防止される。本発明において、ノズルから吐出される液体の曳糸切断に対応して、基材の帯電極性を切り換える態様が好ましい。   According to the present invention, it is possible to prevent the satellite droplets generated when the liquid is discharged from adhering to the nozzle plate. In the present invention, a mode in which the charging polarity of the base material is switched in response to the thread cutting of the liquid discharged from the nozzle is preferable.

また、本発明において、前記液体吐出ヘッドとして、当該ヘッド内の液体に接触する電極を有していないヘッドを用いる態様がある。   Further, in the present invention, there is an aspect in which a head that does not have an electrode that contacts the liquid in the head is used as the liquid discharge head.

或いはまた、前記液体吐出ヘッド内の液体と前記電極部材を電気的に接続した構成とし、前記電極部材に電圧を印加することにより、前記液体吐出ヘッド内の液体と前記基材を同極性に帯電させる態様がある。   Alternatively, the liquid in the liquid discharge head is electrically connected to the electrode member, and the liquid in the liquid discharge head and the substrate are charged to the same polarity by applying a voltage to the electrode member. There is a mode to make it.

40…インクジェット記録装置、42…インクジェットヘッド、44…基材、50…導電性プラテン、52…電源、54…制御回路、60…ノズルプレート、61…ノズル、64…ノズル面、66…インク液柱、68…主液滴、70…サテライト滴、90…ヘッドモジュール、91…ノズル、110…インクジェット記録装置、124…記録媒体、170…描画ドラム、172M,172K,172C,172Y…インクジェットヘッド、250…ヘッド、250A…ノズル面、251…ノズル、251A…ノズルプレート、252…圧力室、258…圧電素子、250’,250”…ヘッドモジュール、272…システムコントローラ、300…帯電制御部、302…電源   DESCRIPTION OF SYMBOLS 40 ... Inkjet recording device, 42 ... Inkjet head, 44 ... Base material, 50 ... Conductive platen, 52 ... Power supply, 54 ... Control circuit, 60 ... Nozzle plate, 61 ... Nozzle, 64 ... Nozzle surface, 66 ... Ink liquid column , 68 ... Main droplet, 70 ... Satellite droplet, 90 ... Head module, 91 ... Nozzle, 110 ... Inkjet recording apparatus, 124 ... Recording medium, 170 ... Drawing drum, 172M, 172K, 172C, 172Y ... Inkjet head, 250 ... Head, 250A ... nozzle surface, 251 ... nozzle, 251A ... nozzle plate, 252 ... pressure chamber, 258 ... piezoelectric element, 250 ', 250 "... head module, 272 ... system controller, 300 ... charging controller, 302 ... power supply

Claims (15)

液体を吐出するノズルが形成されたノズルプレートを有するオンデマンド吐出方式の液体吐出ヘッドと、
前記ノズルから吐出される液体を付着させる基材を帯電させる電極部材と、
前記液体吐出ヘッド内の液体と前記電極部材との間に電圧を印加することなく、前記ノズルから液体を吐出させる吐出動作のタイミングに合わせて、前記電極部材による前記基材の帯電極性を反転させる制御を行い、前記吐出動作によって吐出された液体の主液滴から分離発生するサテライト滴を当該サテライト滴の帯電極性と逆極性に帯電させた前記基材上に付着させる帯電制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
An on-demand discharge type liquid discharge head having a nozzle plate on which nozzles for discharging liquid are formed;
An electrode member for charging a base material to which the liquid discharged from the nozzle is attached;
The charging polarity of the substrate by the electrode member is reversed in accordance with the timing of the discharge operation for discharging the liquid from the nozzle without applying a voltage between the liquid in the liquid discharge head and the electrode member. Charging control means for performing control and attaching satellite droplets generated and separated from the main droplets of the liquid ejected by the ejection operation onto the base material charged to a polarity opposite to the charging polarity of the satellite droplets;
An image forming apparatus comprising:
請求項1に記載の画像形成装置において、
前記液体吐出ヘッドは、当該ヘッド内の液体に接触する電極を有していないことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus, wherein the liquid discharge head does not have an electrode that contacts the liquid in the head.
請求項1に記載の画像形成装置において、
前記液体吐出ヘッド内の液体と前記電極部材は電気的に接続されており、
前記電極部材に印加する電圧により、前記液体吐出ヘッド内の液体と前記基材を同極性に帯電させることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
The liquid in the liquid discharge head and the electrode member are electrically connected,
An image forming apparatus, wherein the liquid in the liquid discharge head and the base material are charged to the same polarity by a voltage applied to the electrode member.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記電極部材は、前記液体吐出ヘッドのノズル面に対向して配置され、前記基材の裏面を支持する部材であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the electrode member is a member that is disposed to face a nozzle surface of the liquid discharge head and supports the back surface of the base material.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記帯電制御手段は、前記ノズルから吐出される液体の曳糸切断のタイミングに合わせて前記基材の帯電極性を反対極性に切り換えることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the charging control unit switches the charging polarity of the base material to an opposite polarity in accordance with a timing of cutting the string discharged from the nozzle.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記ノズルプレートには複数のノズルが2次元配列されており、全ノズルの吐出可能タイミングが同期されていることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
2. An image forming apparatus according to claim 1, wherein a plurality of nozzles are two-dimensionally arranged on the nozzle plate, and ejection timings of all the nozzles are synchronized.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記ノズルプレートには複数のノズルが2次元配列されており、前記基材の搬送方向と垂直方向に隣接ドットを描画するノズル間隔Dに対し、前記搬送方向のノズル間隔がn×D(nは自然数)であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A plurality of nozzles are two-dimensionally arranged on the nozzle plate, and the nozzle interval in the transport direction is n × D (n is the nozzle interval D for drawing adjacent dots in the direction perpendicular to the transport direction of the substrate. An image forming apparatus characterized by a natural number).
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記ノズルプレートは、非導電性の材料で形成されていることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The image forming apparatus, wherein the nozzle plate is formed of a non-conductive material.
請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記ノズルプレートは、シリコンで形成されていることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The image forming apparatus, wherein the nozzle plate is made of silicon.
請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記帯電制御手段は、前記吐出動作の開始前には前記基材を正極性に帯電させ、
前記吐出動作の開始時に対応して前記基材を負極性に帯電させ、当該吐出動作によって前記サテライト滴が発生するタイミングに合わせて前記基材を正極性に帯電させることをと特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 9,
The charging control means charges the base material to a positive polarity before the start of the discharge operation,
Corresponding to the start of the discharge operation, the substrate is charged to a negative polarity, and the substrate is charged to a positive polarity in accordance with the timing at which the satellite droplets are generated by the discharge operation. apparatus.
請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記基材を搬送する基材搬送手段が導電体で構成されており、当該基材搬送手段が前記電極部材となることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 10,
An image forming apparatus, wherein the substrate conveying means for conveying the substrate is made of a conductor, and the substrate conveying means serves as the electrode member.
請求項1乃至11のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記液体吐出ヘッドのモジュールが前記基材の幅方向に複数個配列されており、これら全モジュールのノズルについて吐出可能タイミングが同期されていることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 11,
An image forming apparatus, wherein a plurality of modules of the liquid discharge head are arranged in the width direction of the base material, and the dischargeable timing is synchronized with respect to the nozzles of all the modules.
請求項1乃至12のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
複数種類の液体を吐出するために、1種類の液体について少なくとも1つずつの前記液体吐出ヘッドを具備し、これら複数種類の液体に対応した複数の液体吐出ヘッドの全ノズルの吐出可能タイミングが同期されていることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 12,
In order to discharge a plurality of types of liquid, at least one liquid discharge head is provided for each type of liquid, and the discharge possible timings of all nozzles of the plurality of liquid discharge heads corresponding to the plurality of types of liquid are synchronized. An image forming apparatus.
請求項1乃至13のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記液体吐出ヘッドに対して前記基材を搬送する搬送手段と、
前記液体吐出ヘッドの液体吐出を制御する吐出制御手段と、を備え、
前記液体吐出ヘッドは、前記搬送手段による前記基材の搬送方向と略直交する基材の幅方向の長さに対応して複数のノズルが配列された構造を有し、
前記吐出制御手段は、前記液体吐出ヘッドに対して前記基材を相対的に1回だけ搬送させて前記基材上に所望の画像を形成するように前記液体吐出ヘッドの液体吐出を制御することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
Conveying means for conveying the substrate to the liquid ejection head;
A discharge control means for controlling the liquid discharge of the liquid discharge head,
The liquid discharge head has a structure in which a plurality of nozzles are arranged corresponding to the length in the width direction of the base material substantially orthogonal to the transport direction of the base material by the transport means,
The discharge control means controls the liquid discharge of the liquid discharge head so as to form the desired image on the substrate by transporting the substrate only once relative to the liquid discharge head. An image forming apparatus.
液体を吐出するノズルが形成されたノズルプレートを有するオンデマンド吐出方式の液体吐出ヘッドと対向する基材を正極性又は負極性に帯電させる電極部材を用い、
前記液体吐出ヘッド内の液体と前記電極部材との間に電圧を印加せずに、前記ノズルから前記基材に向けて液体を吐出するときの吐出動作のタイミングに合わせて、前記電極部材による前記基材の帯電極性を反転させ、
前記吐出動作によって吐出させた液体の主液滴から分離発生したサテライト滴を当該サテライト滴の帯電極性と逆極性に帯電させた前記基材上に付着させるミスト捕集方法。
Using an electrode member that charges the substrate facing the liquid discharge head of the on-demand discharge method having a nozzle plate on which nozzles for discharging liquid are formed, to positive polarity or negative polarity,
Without applying a voltage between the liquid in the liquid discharge head and the electrode member, in accordance with the timing of the discharge operation when discharging the liquid from the nozzle toward the substrate, the electrode member performs the operation. Invert the charging polarity of the substrate,
A mist collecting method in which satellite droplets separated and generated from main liquid droplets ejected by the ejection operation are attached to the base material charged to a polarity opposite to the charged polarity of the satellite droplets.
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