JP2011068143A - インクジェット式記録装置およびインクジェット式記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体の端縁から外側にはみ出したインクをプラテンに十分に染み込ませることができるインクジェット式記録装置およびインクジェット式記録方法を提供する。
【解決手段】インクジェット式記録装置１０は、記録ヘッド１１をガイド軸１２に沿って移動して、記録ヘッド１１からインク１４を吐出させることで記録用紙１３に縁無し印刷を行う際に、記録用紙１３の外側にはみ出したインク１４をプラテン１５に染み込ませるように構成され、プラテン１５に特定の保湿剤と塩基と防腐剤が含浸されている。
【選択図】図１

Description

本発明はインクジェット式記録装置およびインクジェット式記録方法に関し、特に記録ヘッドをガイド軸に沿って移動して、記録ヘッドから顔料インクを吐出させることで記録媒体に縁無し印刷を行うインクジェット式記録装置およびインクジェット式記録方法に関する。

記録媒体における前後左右それぞれの端縁の余白をゼロにして印刷できるインクジェット式記録装置が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。この公報に開示された記録装置によると、キャリッジに搭載された記録ヘッドの走査範囲を、記録媒体における左右の両端縁より外側に外れる位置まで移動するように設定して印刷動作を実行するように構成されている。

このインクジェット式記録装置で印刷を行う際には、図５（Ａ）に示すように、記録媒体としての記録用紙１００が矢印Ａの副走査方向に搬送され、記録用紙１００の前縁１００Ａが記録ヘッド１０１の下方に到達したとき、キャリッジが矢印Ｂの主走査方向に沿って往復動するとともに、記録ヘッド１０１からインク１０２を吐出させて記録用紙１００への印刷を開始する。

この際、記録用紙１００における前縁１００Ａの余白をゼロにして印刷を行うために、記録用紙１００の前縁１００Ａから外側にインク１０２をはみ出させる。

この状態から記録用紙１００が矢印Ａの副走査方向に搬送されることにより、図５（Ｂ）の状態になると、記録用紙１００における側縁１００Ｂの余白をゼロにして印刷を行うために、矢印Ｂの主走査方向に沿うキャリッジの往復動距離を適宜調整することにより、記録用紙１００の側縁１００Ｂから外側にインク１０２をはみ出させる。

さらに、この状態から記録用紙１００が矢印Ａの副走査方向に搬送されることにより、図５（Ｃ）の状態になると、記録用紙１００における後縁１００Ｃの余白をゼロにして印刷を行うために、記録用紙１００の後縁１００Ｃから外側にインク１０２をはみ出させる。

特開平７−９７１２号公報 特開平８−１６９１５５号公報

ここで、記録用紙１００の前縁１００Ａ、側縁１００Ｂや後縁１００Ｃから外側にはみ出したインク１０２は、図６に示すプラテン１０４に染み込ませる。例えば特許文献１では、プラテン１０４にインク吸収体として多孔質セラミック等を用いることが示されている。従来は、この構成で縁無し印刷を行う際に顔料インクを用いた場合、特に夏季等で室温が上昇した使用環境下では顕著に、プラテン１０４上に吐出された顔料インク１０２中の水分が蒸発して、顔料分が析出していた。

このため、図７に示すように顔料インク１０２をプラテン１０４に十分に染み込ませることができない場合があり、図８に示すようにプラテン１０４の表面にインク（顔料）１０２が堆積（以下、「山積り１０５」という）する場合があった。

このように、プラテン１０４の表面に山積り１０５が発生すると、次の記録用紙１００に印刷する際に、山積り１０５に記録用紙１００の端面が接触して、記録用紙１００の端面が汚れてしまうことが考えられる。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、記録媒体の端縁から外側にはみ出したインクをプラテンに十分に染み込ませることができる顔料インクを用いたインクジェット式記録装置およびインクジェット式記録方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明のインクジェット式記録装置またはインクジェット式記録方法は、請求項１または請求項６に記載したように、着色剤に顔料を用いたインクを用い、記録ヘッドをガイド軸に沿って移動して、記録ヘッドから顔料インクを吐出させることで記録媒体に縁無し印刷を行う際に、記録媒体の外側にはみ出した顔料インクをプラテンに染み込ませるインクジェット式記録装置またはインクジェット式記録方法において、前記プラテンに少なくとも保湿剤と塩基とを含浸させたことを特徴としている。

ここに挙げている保湿剤を使用することでインクの乾燥防止に効果があり、プラテン上に吐出された顔料インクから水分が蒸発した場合においても固形成分の濃度上昇によるインクの固化を抑制することができ、インクをプラテンに速やかに染みこませることができる。また塩基は顔料をインク中に分散させている分散基に作用して、水分蒸発により顔料分散が不安定化した際、顔料が凝集するのを抑制する。

特に昨今のプリンタは高画質化の為、インクジェットヘッドから吐出されるインク滴が数ピコリットルまで微少化されている。このような場合、プラテン上に吐出されたインク滴は非常に乾燥しやすく、プラテン内に染みこむより前にプラテン上で固化して堆積が生じてしまう。従って、このような乾燥による固化や凝集を抑制する保湿剤と塩基とを予めプラテンに含浸されることにより、昨今のインク滴が微少化されたプリンタにおいてもプラテン上での顔料インクの堆積を防止することができる。

また、このような保湿剤の好ましい態様として、請求項２または請求項７に記載したような、２０℃における蒸気圧が０．０１ｍｍＨｇ以下であるポリオールであることが好ましい。２０℃における蒸気圧が０．０１ｍｍＨｇ以下のポリオールは非常に蒸発し難く、例えば夏季等で室温が上昇した場合であっても、プラテン上の顔料インクが固化することなくプラテン内に染みこませることができる。

また、上記のような塩基の好ましい態様として、請求項３、４、８、または９に記載したような、アルカノールアミンや無機塩基であることが好ましい。

さらに本発明のインクジェット式記録装置またはインクジェット式記録方法の好ましい態様としては、請求項５または請求項１０に記載したように、前記プラテンに少なくとも保湿性成分と塩基性成分と防腐性成分を含浸させることが好ましい。

例えば前記の保湿剤として糖類を使用した場合、この糖類を栄養分としてプラテン内にカビ類や菌類が発生する場合がある。したがってそのようなカビ類や菌類の発生を未然に防止する為に、プラテン内に保湿剤と塩基とに加えて防腐剤を添加することがさらに好ましい。

本発明に係るインクジェット式記録装置を示す概略図である。 本発明に係るインクジェット式記録方法を示す説明図である。 本発明に係るインクジェット式記録方法を示す説明図である。 本発明に係るインクジェット式記録方法を示す説明図である。 従来のインクジェット式記録方法を示す説明図である。 従来のインクジェット式記録方法を示す説明図である。 従来のインクジェット式記録方法を示す説明図である。 従来のインクジェット式記録方法を示す説明図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、既に図５、７および８において説明した部材等については、図中に同一符号あるいは相当符号を付すことにより説明を簡略化あるいは省略する。

図１および図２に示すように、本発明に係る顔料インクを用いたインクジェット式記録装置１０は、記録ヘッド１１をガイド軸１２に沿って矢印Ｂの主走査方向に移動して、記録ヘッド１１からインクを吐出させることで記録用紙（記録媒体）１３に縁無し印刷を行う際に、記録用紙１３の外側にはみ出したインク１４をプラテン１５に染み込ませるように構成されている。

記録ヘッド１１にはキャリッジ１６が設けられ、このキャリッジ１６がガイド軸１２に移動自在に支持されている。これにより、記録ヘッド１１をガイド軸１２に沿って矢印Ｂの主走査方向に走査することができる。インクとしては着色剤に顔料を用いたものが使用される。キャリッジ１６にはブラックインクカートリッジ１７やカラーインクカートリッジ１８が着脱自在に装填されている。ブラックインクカートリッジ１７の先端は記録ヘッド１１のノズル１１Ａに連通されている。

また、カラーインクカートリッジ１８にはシアンのカートリッジ１８Ａ、マゼンタのカートリッジ１８Ｂおよびイエローのカートリッジ１８Ｃが備えられ、それぞれのカートリッジ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの先端は記録ヘッド１１の各ノズル１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄに連通されている。

ガイド軸１２の下方には、プラテン１５がガイド軸１２に平行に配置されている。プラテン１５は、一例として発泡性樹脂が該当するが、布、綿やスポンジ、ウレタンフォームその他の材料を使用することも可能である。

このプラテン１５には、一方の端部１５Ａから他方の端部１５Ｂに渡って全域に保湿剤、塩基、防腐剤等が含浸されている。

保湿剤として好ましい態様のものは、保湿性や吸湿性が高く、蒸発気化し難いものが好ましい。特に好ましい保湿剤として２０℃における蒸気圧が０．０１ｍｍＨｇ以下であるポリオールを挙げることができる。

具体的には、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール等の多価アルコール類、グルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ラクトース、ガラクトース、マルトース、セロビオース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース、マルチトール等の糖類が好ましい。

塩基として好ましい態様のものとしてはアルカノールアミン類や無機塩基、イミダゾール類等を挙げることができる。

アルカノールアミン類の具体例としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、あるいはモノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン等を挙げることができる。例えば、トリエタノールアミンは２０℃における蒸気圧が０．０１ｍｍＨｇである為、本発明による保湿剤と塩基との両特性を備えている。

無機塩基の具体例としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を挙げることができる。

イミダゾール類の具体例としては、イミダゾール、Ｎ−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−ヒドロキシイミダゾール、４−ヒドロキシイミダゾール、５−ヒドロキシイミダゾール等を挙げることができる。

防腐剤の具体例としては、ジクロロフェン、ヘキサクロロフェン、１，２−ベンゾチアゾリン−３−オン、３，４−イソチアゾリン−３−オン、もしくは４，４−ジメチルオキサゾリジン、アルキルイソチアゾロン、クロルアルキルイソチアゾロン、ベンズイソチアゾロン、ブロモニトロアルコール、クロルキシレノール等を挙げることができる。

以上述べた保湿剤、塩基、防腐剤の使用形態は単体でも混合液状態で用いてもよい。その混合比率はプラテン１５への含浸作業性・用いる顔料インク種類等に応じて適宜決定されてよく、目的とする効果を確保できれば特に限定さることはない。例えば、塩基の添加量は、少なくとも混合液全体のｐＨが７以上であるように添加する必要があるが、それ以外は用いる顔料インク種類等に応じて適宜決定される。防腐剤の添加量についても防腐効果が十分得られる量であれば問題無い。

この顔料インクを用いたインクジェット式記録装置１０によれば、キャリッジ１６をガイド軸１２に沿って矢印Ｂの主走査方向に移動させることにより、記録ヘッド１１をガイド軸１２に沿って走査し、併せて記録用紙１３を記録ヘッド１１の走査方向に直交する副走査方向（矢印Ａ）へ紙送りする際に、それぞれのカートリッジ１７、１８Ａ〜１８Ｃから各ノズル１１Ａ〜１１Ｄを介してインクを吐出することにより記録用紙１３に印刷を行うことができる。

次に、顔料インクを用いたインクジェット式記録装置１０のインクジェット式記録方法を図２〜図４に基づいて説明する。顔料インクを用いたインクジェット式記録装置１０で印刷を行う際には、図２（Ａ）に示すように、矢印Ａの副走査方向に搬送されて記録用紙１３の先端１３Ａが記録ヘッド１１の下方に到達したとき、キャリッジが矢印Ｂの主走査方向に沿って往復動するとともに、記録ヘッド１１から顔料インク１４を吐出させて記録用紙１３への印刷を開始する。この際、記録用紙１３における前縁１３Ａの余白をゼロにして印刷を行うために、記録用紙１３の前縁１３Ａから外側に顔料インク１４をはみ出させる。この状態から記録用紙１３が矢印Ａの副走査方向に搬送されることにより、図２（Ｂ）の状態になると、記録用紙１３における側縁１３Ｂの余白をゼロにして印刷を行うために、矢印Ｂの主走査方向に沿うキャリッジの往復動距離を適宜調整することにより、記録用紙１３の側縁１３Ｂから外側１４に顔料インクをはみ出させる。

さらに、この状態から記録用紙１３が矢印Ａの副走査方向に搬送されることにより、図２（Ｃ）の状態になると、記録用紙１３における後縁１３Ｃの余白をゼロにして印刷を行うために、記録用紙１３の後縁１３Ｃから外側に顔料インク１４をはみ出させる（図３参照）。

ここで、記録用紙１３の前縁１３Ａ、側縁１３Ｂや後縁１３Ｃから外側にはみ出した顔料インク１４は、図３に示すプラテン１５に染み込ませる。プラテン１５には、一方の端部１５Ａから他方の端部１５Ｂに渡って全域に、前述した保湿剤と塩基、および／または防腐剤に加えてさらに、浸透性成分として、エーテル類、アセテート類、セロソルブ類、カルビトール類、アセチレングリコール類、アセチレンアルコール類からなる群から選ばれる少なくとも一種類を含浸させることもできる。

このため、図４に示すように、記録用紙１３の前縁１３Ａ、側縁１３Ｂや後縁１３Ｃから外側にはみ出した顔料インク１４をプラテン１５に効率よく染み込ませることができる。よって、顔料インクを用いたインクジェット式記録装置１０の使用環境が、特に夏季等で室温が上昇した場合に、プラテン上に吐出された顔料インクから水分が蒸発して顔料濃度が上昇しても、顔料分の析出を抑制して顔料インク１４をプラテン１５に十分に染み込ませることができる。

従って、従来技術のように、プラテン１５の表面にインク（顔料）が山積りになることを防止できる。これにより、次の記録用紙１３に印刷する際に、山積りに記録用紙１３の端面が接触して、記録用紙１３の端面が汚れてしまうことを防止できる。

また、プラテン１５には、一方の端部１５Ａから他方の端部１５Ｂに渡って全域に浸透性成分を含浸させている。このため、記録用紙１３の前縁１３Ａ、側縁１３Ｂや後縁１３Ｃからプラテン１５に染み込んだインクを、プラテン１５の一方の端部１５Ａから他方の端部１５Ｂの全域に染み込ませることができる。従って、プラテン１５に多量の顔料インクを染み込ませることができるので、プラテン１５を交換するサイクルを延ばすことができる。

なお、前記実施形態では、記録媒体として記録用紙１３を例に説明したが、これに限らないで、その他の記録媒体に適用することも可能である。さらに、本発明は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能であり、前述した実施形態において例示した記録ヘッド，ガイド軸およびプラテン等の材質，形状，寸法，形態，数，配置個所，厚さ寸法等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

次に、実施例１〜８と比較例１〜２について説明する。

実施例１〜８および比較例１〜２のプラテン１５として、ウレタンフォームを使用した。

また、実施例１〜８および比較例１〜２の顔料インクとして、ブラックインクカートリッジ１７にブラック顔料インク、シアンのカートリッジ１８Ａにシアン顔料インク、マゼンタのカートリッジ１８Ｂにマゼンタ顔料インク、イエローのカートリッジ１８Ｃにイエロー顔料インクをそれぞれ充填した。

ブラック顔料インクは、カーボンブラックを６重量％、グリセリンを１５重量％、トリエチレングリコールモノブチルエーテルを５重量％、オルフィンＥ１０１０（商品名、アセチレングリコール系界面活性剤、日信化学工業株式会社製）を１重量％、トリエタノールアミンを１重量％、残りを純水とすることで１００重量％としたものを使用した。

また、マゼンタ顔料インクは、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を５重量％、グリセリンを１５重量％、トリエチレングリコールモノブチルエーテルを５重量％、オルフィンＥ１０１０（商品名、アセチレングリコール系界面活性剤、日信化学工業株式会社製）を１重量％、トリエタノールアミンを１重量％、残りを純水とすることで１００重量％としたものを使用した。

さらに、シアン顔料インクは、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を５重量％、グリセリンを１５重量％、トリエチレングリコールモノブチルエーテルを５重量％、オルフィンＥ１０１０（商品名、アセチレングリコール系界面活性剤、日信化学工業株式会社製）を１重量％、トリエタノールアミンを１重量％、残りを純水とすることで１００重量％としたものを使用した。

また、イエロー顔料インクは、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４を５重量％、グリセリンを１５重量％、トリエチレングリコールモノブチルエーテルを５重量％、オルフィンＥ１０１０（商品名、アセチレングリコール系界面活性剤、日信化学工業株式会社製）を１重量％、トリエタノールアミンを１重量％、残りを純水とすることで１００重量％としたものを使用した。

一方、実施例１〜８には以下に示す本発明の成分を含浸させたプラテン１５を使用し、比較例１には浸透性成分を含浸させないプラテン１５を、比較例２には純水を含浸させたプラテン１５を使用した。

（実施例１）
保湿剤としてトリエチレングリコールを９９％、塩基としてジエタノールアミンを１％とした混合液をプラテンに含浸させて使用した。

（実施例２）
保湿剤としてテトラエチレングリコールを７９．９％、塩基として水酸化ナトリウムを０．１％、水を２０％とした混合液をプラテンに含浸させて使用した。

（実施例３）
保湿剤、および塩基としてトリエタノールアミンをプラテンに含浸させて使用した。

（実施例４）
保湿剤として１，２，６−ヘキサントリオールを９９％、塩基としてＮ−メチルイミダゾールを１％の混合液をプラテンに含浸させて使用した。

（実施例５）
保湿剤としてマルチトールを含有するマビット（商品名：林原商事社製）を４９．８％、塩基として水酸化リチウムを０．１％、防腐剤としてベンズイソチアゾロンを含有するデニサイドＢＩＴ（商品名：ナガセケムテックス社製）を０．１％、水を５０％とした混合液をプラテンに含浸させて使用した。

（実施例６）
保湿剤としてグリセリンを９８．７％、塩基としてトリエタノールアミンを１％、防腐剤として１，２−ベンゾチアゾリン−３−オンを含有するプロキセルＸＬ２（製品名：アビシア社製）を０．３％とした混合液をプラテンに含浸させて
使用した。

（実施例７）
保湿剤としてポリエチレングリコール＃４００を７９．４％、塩基としてトリプロパノールアミンを０．５％、防腐剤として１，２−ベンゾチアゾリン−３−オンを含有するプロキセルＧＸＬ（製品名：アビシア社製）を０．１％、水を２０％とした混合液をプラテンに含浸させて使用した。

（実施例８）
保湿剤としてポリエチレングリコール＃２００を７９．８％、塩基として水酸化ナトリウム０．１％、防腐剤として４，４−ジメチルオキサゾリジンを含有するデニサイドＣＳＡ（製品名：ナガセケムテックス社製）を０．１％、水を２０％とした混合液をプラテンに含浸させて使用した。

以上のプラテン１５を用いて、該プラテン１５に対して塗布量２００ｇ／ｍ２で均一に塗布した。インクジェット式記録装置として、ＥＭ−９３０Ｃ（商品名、セイコーエプソン株式会社製）の金属製プラテンの代わりに上記の含浸済みウレタンフォームを通紙とのギャップ２ｍｍの位置に装着して、Ａ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）の記録媒体に対して２３０ｍｍ×２９７ｍｍの画像データを送り、４０℃／２０％ＲＨ環境下において、１００万パス縁無し印刷を行った。その結果、実施例１〜８ではインク（顔料）の山積りの発生がなく、印刷物を汚すことを防止できた。一方、比較例１および２ではインク（顔料）の山積りが発生し、印刷物が汚れてしまった。

このことから、インク（顔料）の山積りの発生をなくすためには、プラテン１５に本発明で挙げるような浸透性成分を含浸させると効果があることが判った。

さらに、実施例６〜８においては、パス数を１５０万パスまで延長して縁無しし印刷を行っても、インク（顔料）の山積りの発生がなく、印刷物を汚すことを防止できたという格別な効果があった。

このことから、本発明で挙げるように保湿剤である２０℃における蒸気圧が０．０１ｍｍＨｇ以下であるポリオール類と、塩基であるアルカノールアミンか無機塩基と、防腐剤とをプラテン１５に含浸させると、さらにインク（顔料）の山積りの発生をなくすための効果があることが判った。

（発明の効果）
以上、説明したように、本発明によれば、プラテンに浸透性成分を含浸させているので、プラテンを顔料インクがさらに染み込み易い性質に変換することができる。よって、特に夏季等で室温が上昇した場合に、プラテン上に吐出された顔料インクから水分が蒸発してインク中の顔料濃度が上昇しても、顔料の析出を抑制してプラテンに十分に効率よく染み込ませることができる。

従って、従来技術のように、プラテンの表面にインク（顔料）が山積りになることを防止できる。これにより、次の記録媒体に印刷する際に、山積りに記録媒体の端面が接触して、記録媒体の端面が汚れてしまうことを防止できる。

１０ インクジェット式記録装置、１１ 記録ヘッド、１２ ガイド軸、１３ 記録用紙（記録媒体）、１４ インク、１５ プラテン。

Claims (10)

1. 着色剤に顔料を用いたインクを用い、記録ヘッドをガイド軸に沿って移動して、記録ヘッドから顔料インクを吐出させることで記録媒体に縁無し印刷を行う際に、記録媒体の外側にはみ出した顔料インクをプラテンに染み込ませるインクジェット式記録装置において、
   前記プラテンに少なくとも保湿剤と塩基とを含浸させたことを特徴とするインクジェット式記録装置。
2. 前記保湿剤が、２０℃における蒸気圧が０．０１ｍｍＨｇ以下であるポリオールであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
3. 前記塩基が、アルカノールアミンであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
4. 前記塩基が、無機塩基であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
5. 前記プラテンに少なくとも保湿剤と塩基と防腐剤とを含浸させたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
6. 着色剤に顔料を用いたインクを用い、記録ヘッドをガイド軸に沿って移動して、記録ヘッドから顔料インクを吐出させることで記録媒体に縁無し印刷を行う際に、記録媒体の外側にはみ出した顔料インクをプラテンに染み込ませるインクジェット式記録方法において、
   前記プラテンに少なくとも保湿剤と塩基とを含浸させたことを特徴とするインクジェット式記録方法。
7. 前記保湿剤が、２０℃における蒸気圧が０．０１ｍｍＨｇ以下であるポリオールであることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット式記録方法。
8. 前記塩基が、アルカノールアミンであることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット式記録方法。
9. 前記塩基が、無機塩基であることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット式記録方法。
10. 前記プラテンに少なくとも保湿剤と塩基と防腐剤とを含浸させたことを特徴とする請求項６に記載のインクジェット式記録方法。

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