JP2014015038A - 印刷装置、及び、印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドのノズル開口面へのインク付着量を低減すること。
【解決手段】熱可塑性樹脂粒子を含み、５０℃における粘度が２．１ｍＰａ・ｓ以上であるインクを吐出する複数のノズルと複数の圧力室と複数の駆動素子とを有するヘッドと、インク非吸収性である媒体と、媒体を加熱する加熱部と、駆動信号を駆動素子に印加する制御部と、を備え、駆動信号にて発生する吐出波形は、圧力室を膨張させる第１膨張要素と第１膨張要素により膨張した圧力室を収縮させる収縮要素と収縮要素により収縮した圧力室を膨張させる第２膨張要素と第２膨張要素により膨張した前記圧力室を更に膨張させる第３膨張要素と第２膨張要素の終端と前記第３膨張要素の始端とを同電位で接続する接続要素とを有する印刷装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、印刷装置、及び、印刷方法に関する。

印刷装置として、ノズルからインクを吐出するヘッドを有するインクジェットプリンター（以下、プリンター）が知られている。近年、プリンターには、用紙や布、プラスチックフィルム等の種々の媒体に画像を印刷することが要求されている。例えば、プラスチックフィルム等のインクを吸収しない非吸収性の媒体に画像を印刷するために、熱可塑性樹脂粒子を含むインクを使用するプリンターが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。熱可塑性樹脂粒子を含むインクを使用することで、インクの乾燥後に媒体上にて強固な樹脂膜を形成することができ、印刷物の耐擦性を確保することができる。

特開２０１０−２２１６７０号公報

インク非吸収性の媒体に着弾したインク滴は流動し易い。そのため、インク非吸収性の媒体を使用するプリンターでは、媒体に着弾したインク滴の乾燥を早めてインク滴の流動を抑えるために、媒体を加熱しながら印刷を実施する必要がある。一方、ノズルからインク滴が吐出される際に、メインのインク滴と共に微小なインク滴が発生する場合がある。この微小なインク滴が途中で速度を失い、ミストとして舞い上がると、ヘッドのノズル開口面に付着してしまう場合がある。上記のように、インク非吸収性の媒体を使用するプリンターでは、媒体を加熱する熱の影響によりヘッドのノズル開口面の温度が高くなっており、ヘッドのノズル開口面にインクミストが付着すると、インクが乾燥し、ノズル開口面に固着してしまう。その結果、ヘッドのノズル開口面にてインクが堆積し、堆積したインクによりノズルからのインク滴の吐出が阻害されてしまう。

そこで、本発明では、ヘッドのノズル開口面へのインク付着量を低減する印刷装置、及び、印刷方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決する為の主たる発明は、熱可塑性樹脂粒子を含み、５０℃における粘度が２．１ｍＰａ・ｓ以上であるインクを吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を有するヘッドと、インク非吸収性である媒体と、前記媒体を加熱する加熱部と、駆動信号の印加により前記駆動素子を駆動させて、当該駆動素子に対応する前記圧力室を膨張及び収縮させることにより、当該圧力室に連通する前記ノズルからインク滴を吐出させる制御部と、を備え、前記駆動信号にて発生する吐出波形は、前記圧力室を膨張させる第１膨張要素と、前記第１膨張要素により膨張した前記圧力室を収縮させる収縮要素と、前記収縮要素により収縮した圧力室を膨張させる第２膨張要素と、前記第２膨張要素により膨張した前記圧力室を更に膨張させる第３膨張要素と、前記第２膨張要素の終端と前記第３膨張要素の始端とを同電位で接続する接続要素と、を有すること、を特徴とする印刷装置である。
本発明の他の特徴は、本明細書、及び添付図面の記載により、明らかにする。

図１Ａは印刷システムの全体構成を示すブロック図であり、図１Ｂはヘッドの構造を説明する概略断面図である。 図２Ａはプリンターの概略断面図であり、図２Ｂはプリンターの概略上面図である。 図３Ａは本実施形態の吐出波形を説明する図であり、図３Ｂは本実施形態のメニスカスの動きを説明する図である。 図４Ａは比較例の吐出波形を説明する図であり、図４Ｂは比較例のメニスカスの動きを説明する図である。 図５Ａ及び図５Ｂは本実施形態の吐出波形の変形例を説明する図である。 図６Ａは本実施形態のプリンターによる印刷方法を示すフローであり、図６Ｂはワイピング処理を説明する図である。

＝＝＝開示の概要＝＝＝
本発明の実施の形態を、本明細書の記載、及び添付図面を用いて説明する。

熱可塑性樹脂粒子を含み、５０℃における粘度が２．１ｍＰａ・ｓ以上であるインクを吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を有するヘッドと、インク非吸収性である媒体と、前記媒体を加熱する加熱部と、駆動信号の印加により前記駆動素子を駆動させて、当該駆動素子に対応する前記圧力室を膨張及び収縮させることにより、当該圧力室に連通する前記ノズルからインク滴を吐出させる制御部と、を備え、前記駆動信号にて発生する吐出波形は、前記圧力室を膨張させる第１膨張要素と、前記第１膨張要素により膨張した前記圧力室を収縮させる収縮要素と、前記収縮要素により収縮した圧力室を膨張させる第２膨張要素と、前記第２膨張要素により膨張した前記圧力室を更に膨張させる第３膨張要素と、前記第２膨張要素の終端と前記第３膨張要素の始端とを同電位で接続する接続要素と、を有すること、を特徴とする印刷装置である。

このような印刷装置によれば、個別に設定された第２膨張要素と第３膨張要素により微小なインク滴の発生を抑制することができるため、ヘッドのノズル開口面へのインク付着量を低減することができる。

かかる印刷装置であって、前記ノズルの開口部が設けられた前記ヘッドのノズル開口面に当接するワイパー部材を有し、前記制御部は、前記ノズル開口面に前記ワイパー部材を当接させた状態で、前記ノズル開口面と前記ワイパー部材とを相対移動させることにより、前記ノズル開口面に付着した異物を払拭する、ことを特徴とする印刷装置である。
このような印刷装置によれば、ノズル開口面にて堆積したインクを拭き取ることが出来、堆積したインクによりノズルからのインク滴の吐出が阻害されてしまうことを抑制できる。

かかる印刷装置であって、前記吐出波形は、前記収縮要素の印加終了時から前記第３膨張要素の印加終了時までの時間が前記圧力室内のインクの固有振動周期と等しくなるように、設定されている、ことを特徴とする印刷装置である。
このような印刷装置によれば、ノズルのメニスカスに生じた残留振動を効率よく制振させることができ、微小なインク滴の発生を抑制することができる。

かかる印刷装置であって、前記吐出波形は、前記収縮要素の印加終了時から前記第２膨張要素の印加終了時までの時間をＴ１とし、前記圧力室内のインクの固有振動周期をＴｃとしたときに、Ｔ１＜Ｔｃ×１／２となる関係が成立するように、設定されている、ことを特徴とする印刷装置である。
このような印刷装置によれば、ノズルのメニスカスに生じた残留振動を制振させることができ、微小なインク滴の発生を抑制することができる。

また、熱可塑性樹脂粒子を含み、５０℃における粘度が２．１ｍＰａ・ｓ以上であるインクを吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を有するヘッドによって、インク非吸収性の媒体へ画像を印刷する印刷方法であって、前記圧力室を膨張させる第１膨張要素と、前記第１膨張要素により膨張した前記圧力室を収縮させる収縮要素と、前記収縮要素により収縮した圧力室を膨張させる第２膨張要素と、前記第２膨張要素により膨張した前記圧力室を更に膨張させる第３膨張要素と、前記第２膨張要素の終端と前記第３膨張要素の始端とを同電位で接続する接続要素と、を有する吐出波形が発生する駆動信号を、前記駆動素子に印加することにより、当該駆動素子に対応する前記圧力室を膨張及び収縮させて、当該圧力室に連通する前記ノズルから、加熱されている前記媒体に向けて、インク滴を吐出させること、を特徴とする印刷方法である。
このような印刷方法によれば、個別に設定された第２膨張要素と第３膨張要素により微小なインク滴の発生を抑制することができるため、ヘッドのノズル開口面へのインク付着量を低減することができる。

＝＝＝印刷システム＝＝＝
「印刷装置」をインクジェットプリンター（以下、プリンターと呼ぶ）とし、プリンターとコンピューターが接続された印刷システムを例に挙げて、実施形態を説明する。

本実施形態のプリンター１は、インク非吸収性の媒体に画像を印刷する。インク非吸収性の媒体とは、インク吸収層を備えていない媒体である。インク非吸収性の媒体として、例えば、インクジェット印刷用に表面処理されていないプラスチックフィルムや、紙等の基材上にプラスチックコーディングがなされたり、プラスチックフィルムが接着されたりしているもの等が挙げられる。ここでいうプラスチックとは、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。

また、本実施形態のプリンター１は、熱可塑性樹脂粒子を含むインク（以下、樹脂インクとも呼ぶ）であり５０℃における粘度が２．１ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする。そのようなインクとして、例えば、特開２０１０−２２１６７０号公報に記載されているものが挙げられる。樹脂インクは、乾燥すると、媒体上にて着色剤を覆うように強固な樹脂膜を形成する。従って、インク非吸収性の媒体に画像を印刷する場合、樹脂インクを使用することで、画像に耐擦性を付与することができる。そのようなインクの例を、以下に記載する。

本実施形態で用いられるインクは、１気圧下での沸点が２９０℃のグリセリンを実質的に含まない。インクがグリセリンを実質的に含むと、インクの乾燥性が大幅に低下してしまう。その結果、種々の被記録媒体、特にインク非吸収性又は低吸収性の被記録媒体において、画像の濃淡ムラが目立つだけではなく、インクの定着性も得られない。さらに、１気圧下相当での沸点が２８０℃以上のアルキルポリオール類（上記のグリセリンを除く。）を実質的に含まないことが好ましい。

ここで、本明細書における「実質的に含まない」とは、添加する意義を十分に発揮する量以上含有させないことを意味する。これを定量的に言えば、グリセリンが、インクの総質量（１００質量％）に対して、１．０質量％以上含まないことが好ましく、０．５質量％以上含まないことがより好ましく、０．１質量％以上含まないことがさらに好ましく、０．０５質量％以上含まないことがさらにより好ましく、０．０１質量％以上含まないことが特に好ましく、０．００１質量％以上含まないことが最も好ましい。
以下、本実施形態のインクに含まれるか、又は含まれ得る添加剤（成分）を説明する。

本実施形態のインクは、色材を含んでもよい。上記色材は、顔料及び染料から選択される。

本実施形態において、色材として顔料を用いることにより、インクの耐光性を向上させることができる。顔料は、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用することができる。

無機顔料としては、特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、酸化鉄、及び酸化チタン、酸化シリカが挙げられる。

有機顔料としては、特に限定されないが、例えば、キナクリドン系顔料、キナクリドンキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラピリミジン系顔料、アンサンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、ペリレン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリノン系顔料、キノフタロン系顔料、アントラキノン系顔料、チオインジゴ系顔料、ベンツイミダゾロン系顔料、イソインドリノン系顔料、アゾメチン系顔料、及びアゾ系顔料が挙げられる。有機顔料の具体例としては、下記のものが挙げられる。

シアンインクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、３、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１５：３４、１６、１８、２２、６０、６５、６６、Ｃ．Ｉ．バットブルー４、６０が挙げられる。中でも、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３及び１５：４のうち少なくともいずれかが好ましい。

マゼンタインクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３７、３８、４０、４１、４２、４８（Ｃａ）、４８（Ｍｎ）、５７（Ｃａ）、５７：１、８８、１１２、１１４、１２２、１２３、１４４、１４６、１４９、１５０、１６６、１６８、１７０、１７１、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２０２、２０９、２１９、２２４、２４５、２５４、２６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、２３、３２、３３、３６、３８、４３、５０が挙げられる。中でも、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２、及びＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９からなる群から選択される一種以上が好ましい。

イエローインクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、７、１０、１１、１２、１３、１４、１６、１７、２４、３４、３５、３７、５３、５５、６５、７３、７４、７５、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、９９、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１７、１２０、１２４、１２８、１２９、１３３、１３８、１３９、１４７、１５１、１５３、１５４、１５５、１６７、１７２、１８０、１８５、２１３が挙げられる。中でもＣ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、１５５、及び２１３からなる群から選択される一種以上が好ましい。
なお、グリーンインクやオレンジインク等、上記以外の色のインクに用いられる顔料としては、従来公知のものが挙げられる。

顔料の平均粒子径は、ノズルにおける目詰まりを抑制することができ、かつ、吐出安定性が一層良好となるため、２５０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、本明細書における平均粒子径は、体積基準のものである。測定方法としては、例えば、レーザー回折散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。粒度分布測定装置としては、例えば、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布計（例えば、日機装社（Nikkiso Co., Ltd.）製のマイクロトラックＵＰＡ）が挙げられる。

本実施形態において、色材として染料を用いることができる。染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能である。

色材の含有量は、インクの総質量（１００質量％）に対して、０．４重量％以上１２質量％以下であると好ましく、より好ましくは２質量％以上５質量％以下であるとさらに良い。

本実施形態におけるインクは、樹脂を含有する。インクが樹脂を含有することにより、被記録媒体上に樹脂被膜が形成され、結果としてインクを被記録媒体上に十分定着させて、主に画像の耐擦性を良好にする効果を発揮する。そのため、樹脂エマルジョンは熱可塑性樹脂であることが好ましい。

樹脂の熱変形温度は、ヘッドの目詰まりを起こしにくく、記録物の耐擦性を持たせられるという有利な効果が得られるため、４０℃以上あることが好ましい。より好ましくは６０℃以上である。

ここで、本明細書における「熱変形温度」は、ガラス転移温度（Ｔｇ）又は最低造膜温度（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｆｉｌｍ ｆｏｒｍｉｎｇ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ＭＦＴ）で表された温度値とする。つまり、「熱変形温度が４０℃以上」とは、Ｔｇ又はＭＦＴのいずれかが４０℃以上であればよいことを意味する。なお、ＭＦＴの方がＴｇよりも樹脂の再分散性の優劣を把握しやすいため、当該熱変形温度はＭＦＴで表された温度値であることが好ましい。樹脂の再分散性に優れたインクであると、インクが固着しないためヘッド３１が目詰まりしにくくなる。
本明細書におけるＴｇは示差走査熱量測定法により測定された値で記載している。また、本明細書におけるＭＦＴは、ＩＳＯ ２１１５：１９９６（標題：プラスチック−ポリマー分散−白色点温度及びフィルム形成最低温度の測定）により測定された値で記載している。

上記熱可塑性樹脂の具体例として、特に限定されないが、ポリ（メタ）アクリル酸エステル又はその共重合体、ポリアクリロニトリル又はその共重合体、ポリシアノアクリレート、ポリアクリルアミド、及びポリ（メタ）アクリル酸などの（メタ）アクリル系重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソブチレン、及びポリスチレン、並びにそれらの共重合体、並びに石油樹脂、クマロン・インデン樹脂、及びテルペン樹脂などのポリオレフィン系重合体、ポリ酢酸ビニル又はその共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、及びポリビニルエーテルなどの酢酸ビニル系又はビニルアルコール系重合体、ポリ塩化ビニル又はその共重合体、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂、及びフッ素ゴムなどの含ハロゲン系重合体、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルピロリドン又はその共重合体、ポリビニルピリジン、及びポリビニルイミダゾールなどの含窒素ビニル系重合体、ポリブタジエン又はその共重合体、ポリクロロプレン、及びポリイソプレン（ブチルゴム）などのジエン系重合体、並びにその他の開環重合型樹脂、縮合重合型樹脂、及び天然高分子樹脂が挙げられる。

樹脂の含有量は、インクの総質量（１００質量％）に対し、１重量％から３０質量％であることが好ましく、１重量％から５質量％であることがより好ましい。含有量が上記範囲内である場合、形成される画像の光沢性及び耐擦性を一層優れたものとすることができる。

また、上記インクに含有させてもよい樹脂としては、例えば、樹脂分散剤、樹脂エマルジョン、及びワックス等が挙げられる。

本実施形態のインクは、樹脂エマルジョンを含んでもよい。樹脂エマルジョンは、被記録媒体が加熱される際、好ましくはワックス（エマルジョン）と共に樹脂被膜を形成することで、インクを被記録媒体上に十分定着させて画像の耐擦性を良好にする効果を発揮する。上記の効果により樹脂エマルジョンを含有するインクを用いて記録された記録物は、特にインク非吸収性又は低吸収性の被記録媒体上で耐擦性に優れたものとなる。

また、バインダーとして機能する樹脂エマルジョンはインク中にエマルジョン状態で含有される。バインダーとして機能する樹脂をエマルジョン状態でインク中に含有させることにより、インクの粘度をインクジェット記録方式において適正な範囲に調整しやすく、かつ、インクの保存安定性及び吐出安定性に優れたものとなる。

樹脂エマルジョンとしては、以下に限定されないが、例えば、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、アクリロニトリル、シアノアクリレート、アクリルアミド、オレフィン、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルアルコール、ビニルエーテル、ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルカルバゾール、ビニルイミダゾール、及び塩化ビニリデンの単独重合体又は共重合体、フッ素樹脂、及び天然樹脂が挙げられる。中でも、（メタ）アクリル系樹脂及びスチレン−（メタ）アクリル酸共重合体系樹脂のうち少なくともいずれかが好ましく、アクリル系樹脂及びスチレン−アクリル酸共重合体系樹脂のうち少なくともいずれかがより好ましく、スチレン−アクリル酸共重合体系樹脂がさらに好ましい。なお、上記の共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体、及びグラフト共重合体のうちいずれの形態であってもよい。

樹脂エマルジョンの平均粒子径は、インクの保存安定性及び吐出安定性を一層良好にするため、好ましくは５ｎｍ〜４００ｎｍの範囲であり、より好ましくは２０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲である。

樹脂の中でも樹脂エマルジョンの含有量は、インクの総質量（１００質量％）に対して、０．５〜７質量％の範囲であることが好ましい。含有量が上記範囲内であると、固形分濃度を低くすることができるため、吐出安定性を一層良好にすることができる。

本実施形態のインクは、ワックスを含んでもよい。インクがワックスを含むことにより、インクがインク非吸収性及び低吸収性の被記録媒体上で定着性により優れたものとなる。ワックスの中でもエマルジョンタイプのものがより好ましい。上記ワックスとしては、以下に限定されないが、例えばポリエチレンワックス、パラフィンワックス、及びポリオレフィンワックスが挙げられ、中でも後述するポリエチレンワックスが好ましい。

なお、本明細書において、「ワックス」とは、主に、後述の界面活性剤を使用して、固体ワックス粒子を水中に分散させたものを意味する。

上記インクがポリエチレンワックスを含むことにより、インクの耐擦性を優れたものとすることができる。

ポリエチレンワックスの平均粒子径は、インクの保存安定性及び吐出安定性を一層良好にするため、好ましくは５ｎｍ〜４００ｎｍの範囲であり、より好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲である。

ポリエチレンワックスの含有量（固形分換算）は、互いに独立して、インクの総質量（１００質量％）に対して、０．１〜３質量％の範囲が好ましく、０．３〜３質量％の範囲がより好ましく、０．３〜１．５質量％の範囲がさらに好ましい。含有量が上記範囲内であると、インク非吸収性又は低吸収性の被記録媒体上においても、インクを良好に固化・定着させることができ、かつ、インクの保存安定性及び吐出安定性が一層優れたものとなる。

本実施形態のインクは、界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤として、以下に限定されないが、例えばノニオン系界面活性剤が挙げられる。ノニオン系界面活性剤は、被記録媒体上でインクを均一に拡げる作用がある。そのため、ノニオン系界面活性剤を含むインクを用いてインクジェット記録を行った場合、滲みの殆ど無い高精細な画像が得られる。このようなノニオン系界面活性剤としては、以下に限定されないが、例えば、シリコン系、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル系、多環フェニルエーテル系、ソルビタン誘導体、及びフッ素系の界面活性剤が挙げられ、中でもシリコン系界面活性剤が好ましい。

界面活性剤の含有量は、インクの保存安定性及び吐出安定性が一層良好なものとなるため、インクの総質量（１００質量％）に対して、０．１質量％以上３質量％以下の範囲であることが好ましい。

本実施形態のインクは、水を含有してもよい。特に、当該インクが水性インクである場合、水は、インクの主となる媒体であり、インクジェット記録において被記録媒体が加熱される際、蒸発飛散する成分となる。

本実施形態のインクは、公知の揮発性の水溶性有機溶剤を含んでもよい。ただし、上述のとおり、本実施形態のインクは、有機溶剤の一種であるグリセリン（１気圧下での沸点が２９０℃）を実質的に含まず、また１気圧下相当での沸点が２８０℃以上のアルキルポリオール類（上記のグリセリンを除く。）を実質的に含まないことが好ましい。

本実施形態のインクは、上記の成分に加えて、防腐剤・防かび剤、防錆剤、及びキレート化剤などをさらに含んでもよい。

本実施形態のインク組成物は、非プロトン性極性溶媒を含有すると好ましい。上記の非プロトン性極性溶媒を含有することにより、これらのインクに含まれる上述の樹脂粒子を溶解するため、インクジェット記録の際にノズルの目詰まりを効果的に防止することができる。また、塩化ビニル等の記録媒体を溶解させる性質があり画像に密着性が向上する。

非プロトン性極性溶媒については、特に限定されないが、ピロリドン類、ラクトン類、スルホキシド類、イミダゾリジノン類、スルホラン類、尿素誘導体、ジアルキルアミド類、環状エーテル類、アミドエーテル類から選択される一種以上の非プロトン性極性溶媒を含むのが好ましい。ピロリドン類の代表例としては、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドンがあり、ラクトン類の代表例としては、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ε−カプロラクトンがあり、スルホキシド類の代表例としてはジメチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシドがあり、イミダゾリジノン類の代表例としては、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンがあり、スルホラン類の代表例としては、スルホラン、ジメチルスルホランがあり、尿素誘導体の代表例としては、ジメチル尿素、１，１，３，３−テトラメチル尿素があり、ジアルキルアミド類の代表例としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドがあり、環状エーテル類の代表例としては１，４−ジオキサン、テトラヒドロフランがある。上記の中でも、上述の効果の観点からピロリドン類、ラクトン類、スルホキシド類、アミドエーテル類が特に好ましい。２−ピロリドンが最も好ましい。

上記の非プロトン性極性溶媒の含有量は、インクの総質量（１００質量％）に対して、３〜３０質量％の範囲が好ましく、８〜２０質量％の範囲がより好ましい。

図１Ａは、印刷システムの全体構成を示すブロック図であり、図１Ｂは、ヘッド４１（一部）の構造を説明する概略断面図である。図２Ａは、ヘッド４１の移動方向から見たプリンター１の概略断面図であり、図２Ｂは、プリンター１の概略上面図である。プリンター１は、コントローラー１０と、搬送ユニット２０と、キャリッジユニット３０と、ヘッドユニット４０と、乾燥ユニット５０と、ワイパーユニット８０と、検出器群６０と、を有する。プリンター１はコンピューター７０と通信可能に接続されており、コンピューター７０内にインストールされているプリンタードライバーによって、プリンター１に画像を印刷させるための印刷データが作成され、その印刷データがプリンター１に送信される。

プリンター１内のコントローラー１０は、プリンター１における全体的な制御を行うためのものである。インターフェース部１１は、外部装置であるコンピューター７０との間でデータの送受信を行う。ＣＰＵ１２は、プリンター１の全体的な制御を行うための演算処理装置であり、ユニット制御回路１４を介して各ユニットを制御する。メモリー１３は、ＣＰＵ１２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものである。検出器群６０は、プリンター１内の状況を監視し、その検出結果をコントローラー１０に出力するためのものである。

搬送ユニット２０は、搬送ローラー２１によって画像の印刷対象である媒体Ｓ（インク非吸収性の媒体）を印刷可能な位置にセットし、媒体Ｓを搬送方向の下流側に搬送するためのものである。なお、図２Ａでは、ロール状に巻かれた連続媒体を示すがこれに限らず、所定のサイズにカットされた媒体を使用してもよい。

キャリッジユニット３０は、キャリッジ３１に搭載されたヘッド４１を、ガイドレール３２に沿わせて、媒体Ｓの搬送方向と交差する方向（一般的には直交する方向）である移動方向に移動するためのものである。

ヘッドユニット４０は、媒体Ｓに向けてインクを吐出するヘッド４１と、媒体Ｓを裏面から支持するプラテン４２と、インク受け部４３ａ，４３ｂと、キャップ４４とを有する。図１Ｂに示すように、ヘッド４１は、インクを吐出する複数のノズルＮｚと、ノズルＮｚ毎に設けられる圧力室４１１と、インクの色毎に設けられる共通インク室４１２と、圧力室４１１と共通インク室４１２を繋ぐインク供給路４１３と、ノズルＮｚ毎（圧力室４１１毎）に設けられるピエゾ素子ＰＺＴ（駆動素子に相当）と、を有する。共通インク室４１２は、インク供給路４１３を介して複数の圧力室４１１と連通し、各圧力室４１１は、対応するノズルＮｚと連通しており、インクカートリッジに貯留されたインクは、まず、共通インク室４１２に供給され、その後に圧力室４１１に移動して、ノズルＮｚから吐出される。

また、ヘッド４１にはノズルＮｚの開口部が形成されると共に、吐出するインクの色毎にノズル開口が並んだノズル列が形成されたノズル開口面が形成されている。例えば、ブラックインクを吐出するブラックノズル列や、シアンインクを吐出するシアンノズル列、マゼンタインクを吐出するマゼンタノズル列、イエローインクを吐出するイエローノズル列等が構成されている。

また、ピエゾ素子ＰＺＴは、そのピエゾ素子ＰＺＴに対応する圧力室４１１を構成する弾性板４１４に接合されている。コントローラー１０（制御部に相当）から出力される駆動信号ＣＯＭにて発生する吐出波形Ｗａ（後述の図３）がピエゾ素子ＰＺＴに印加されると、その吐出波形Ｗａの電位に応じて、圧力室４１１側へのピエゾ素子ＰＺＴの撓み量が変わる。その結果、圧力室４１１の容積が変動し（圧力室４１１が膨張・収縮し）、圧力室４１１内のインクに圧力変動が生じ、その圧力室４１１に連通するノズルＮｚからインク滴が吐出される。

インク受け部４３ａ，４３ｂ及びキャップ４４は、ヘッド４１の移動方向における非印刷領域に（即ち、媒体Ｓが通過しない領域に）配置され、移動方向に移動するヘッド４１のノズル開口面と対向可能な位置に配置されている。インク受け部４３ａ，４３ｂは、フラッシング処理時にノズルＮｚから吐出されるインクを受ける。キャップ４４は、クリーニング時にヘッド４１のノズル開口面に密着してポンプによりノズルＮｚからインクを吸引したり、印刷停止時にヘッド４１のノズル開口面に密着してノズル開口を封止することによりノズルＮｚからのインク溶媒の蒸発を抑制したりする。

乾燥ユニット５０は、媒体Ｓに着弾したインクを乾燥させるためのものであり、ヒーター５１（例：赤外線ヒーター）と、ファン５２と、を有する。ヒーター５１（加熱部に相当）は、図２Ａに示すように、キャリッジ３１及びヘッド４１よりも上方の位置であり、プラテン４２と対向する位置に配置され、プラテン４２に支持される媒体Ｓの全域を加熱する。ファン５２は、ヘッド４１のノズル開口面と媒体Ｓとの間に風を流す。

前述のように、本実施形態のプリンター１は、インク非吸収性の媒体Ｓに樹脂インクを吐出することによって画像を印刷する。インク非吸収性の媒体Ｓに着弾した樹脂インクは、媒体Ｓ上にて流動し易い。そのため、着弾した位置にて樹脂インクが定着するように樹脂インクを乾燥させないと、所望の画像を印刷することができなくなってしまう。そこで、ヒーター５１で媒体Ｓを加熱し、ファン５２により媒体Ｓ上の樹脂インクに風を吹き付けることで、媒体Ｓに着弾した樹脂インクの速乾性を高めることができ、媒体Ｓ上での樹脂インクの流動を抑えることができる。

なお、ファン５２の風によりヒーター５１の加熱むらを抑制することができる。また、媒体Ｓの表面温度が４５℃以上６０℃以下であることが好ましい。また、ヒーター５１の熱によるヘッド４１の過度な加熱を防止するために、キャリッジ３１のノズル開口面以外に断熱材や放熱材を設けるとよい。また、本実施形態では、ヘッド４１の上方から媒体Ｓを加熱しているが、これに限らず、プラテン４２内にヒーターを設けて下方から媒体Ｓを加熱してもよい。また、プラテン４２よりも搬送方向の上流側にて印刷前の媒体Ｓを加熱してもよいし、プラテン４２よりも搬送方向の下流側にて印刷後の媒体Ｓを加熱してもよい。また、ファン５２は設けなくてもよい。

このような構成のプリンター１において、コントローラー１０は、キャリッジ３１によりヘッド４１を移動方向に移動させつつノズルＮｚからインク滴を吐出させる吐出動作と、搬送ユニット２０により媒体Ｓを搬送方向の下流側に搬送する搬送動作と、を交互に繰り返す。その結果、先の吐出動作で形成されたドットの位置とは異なる位置に、後の吐出動作でドットが形成されるため、媒体Ｓ上に２次元の画像が印刷される。なお、以下の説明では、ヘッド４１が移動方向に１回移動する動作を「パス」ともいう。

＝＝＝インクミストの課題と解決手段＝＝＝
ヘッド４１内のピエゾ素子ＰＺＴに吐出波形が印加されると、後述の図３Ｂ等に示すように、ノズルＮｚからインクのメニスカス（ノズル開口から露出しているインクの自由表面）が柱状に伸び、そのインク柱がノズルＮｚ近傍で分断され、インク滴が媒体Ｓに向かって飛翔する。この時、メニスカスの挙動が不安定であったり、インク柱をタイミングの合わない時点で分断したりすると、分断されたインク柱（メインのインク滴）の後に、微小なインク滴が発生する場合がある。

メインのインク滴に比べると、微小なインク滴は、インク重量が小さく吐出速度が遅いため、空気抵抗の影響を受けて飛翔中に媒体Ｓに向かう速度を失い易い。そうすると、微小なインク滴は、媒体Ｓに着弾せずにミストとして舞い上がり、ヘッド４１のノズル開口面４１ａに付着してしまう場合がある。

また、前述のように、本実施形態のプリンター１では、インク非吸収性の媒体Ｓに樹脂インクを吐出するので、媒体Ｓ上での樹脂インクの流動を抑えるために、媒体Ｓに着弾した樹脂インクを乾燥させる必要があり、プリンター１内には媒体Ｓを加熱するために高温のヒーター５１が設けられている。そのため、ヒーター５１の熱により、プリンター１内の環境温度は高まり（例えば４０℃となり）、ヘッド４１内のインク温度も高まってしまう（例えば５０℃となる）。インクは、温度が高くなるにしたがって粘度が低下する。また、インクの粘度が低下し過ぎると（例えば５０℃におけるインク粘度が１．７ｍＰａ・ｓ以下であると）、ノズルＮｚから柱状に伸びるメニスカスが長くなり（長く尾を引くようになり）、微小なインク滴が発生し易くなってしまう。

また、本実施形態のプリンター１では、高温のヒーター５１からの熱や媒体Ｓからの輻射熱の影響で、ヘッド４１のノズル開口面４１ａが加熱されている。例えば、媒体Ｓの表面温度を４５℃〜６０℃にすると、ノズル開口面４１ａの温度は４０℃〜５５℃まで上がってしまう。

そのため、ノズル開口面４１ａにインクミストが付着すると、付着したインクが高温のノズル開口面４１ａで乾燥し、ノズル開口面４１ａに固着してしまう。また、本実施形態のプリンター１では、インク非吸収性の媒体Ｓに印刷される画像の耐擦性を高めるために樹脂インクを使用する。そのため、ノズル開口面４１ａに付着して乾燥したインクは樹脂膜を形成し、ノズル開口面４１ａからインクが剥がれ難くなってしまう。その他、インクの速乾性を高めるために、例えば保湿剤の量を減らしたインクを使用する場合には、更に、ノズル開口面４１ａにてインクが乾燥し易くなり、ノズル開口面４１ａに固着してしまう。

その結果、ヘッド４１のノズル開口面４１ａにてインクが固着し、固着したインクによりノズルＮｚの開口部が塞がれてしまう虞がある。そうすると、ノズルＮｚからのインク滴の吐出が阻害されてしまう。例えば、ノズルＮｚから規定量のインクが吐出されなかったり、ノズルＮｚから吐出されたインク滴の飛翔方向がずれたり、最もひどい場合には、ノズルＮｚが固着したインクによって完全に塞がれインクを吐出できなくなったりと、吐出不良が発生し、印刷画像の画質が劣化してしまう。また、このようにノズル開口面４１ａで固着してしまったインクは、通常のフラッシング処理やインク吸引では排除することができない。従って、本実施形態のプリンター１では、ヘッド４１のノズル開口面４１ａへのインク付着量を低減することが課題となる。

そこで、本実施形態のプリンター１では、前述のように、５０℃における粘度が２．１ｍＰａ・ｓ以上である樹脂インクを使用することを特徴とする。このように、一般的な樹脂インクに比べて高温（５０℃）での粘度が高い樹脂インクを使用することで、ヒーター５１の熱によりプリンター１内の環境温度が高まりヘッド４１内のインク温度が高まっても、ノズルＮｚから柱状に伸びるメニスカスの長さ（インクの尾引き）を抑えることができる。よって、微小なインク滴の発生が抑制され、ヘッド４１のノズル開口面４１ａへのインク付着量を低減することができる。

更に、本実施形態のプリンター１では、微小なインク滴の発生を抑制するために、後述の図３Ａに示すように、ヘッド４１内の圧力室４１１を膨張・収縮させた後に、二段階に分けて圧力室４１１を膨張させる吐出波形Ｗａを使用して、ヘッド４１を駆動する。以下、本実施形態のプリンター１で使用する吐出波形Ｗａについて詳しく説明する。

＝＝＝吐出波形Ｗａ＝＝＝
吐出波形Ｗａは、ノズルＮｚからインク滴を吐出させるためにピエゾ素子ＰＺＴに印加する波形である。吐出波形Ｗａがピエゾ素子ＰＺＴに印加されることにより、ピエゾ素子ＰＺＴの撓み量が変化し、それに伴い圧力室４１１が膨張・収縮し、その圧力室４１１に連通するノズルＮｚからインク滴が吐出される。

図３Ａは、本実施形態の吐出波形Ｗａを説明する図であり、図３Ｂは、本実施形態の吐出波形Ｗａがピエゾ素子ＰＺＴに印加されたときのメニスカスの動きを説明する図である。図４Ａは、比較例の吐出波形Ｗａ’を説明する図であり、図４Ｂは、比較例の吐出波形Ｗａ’がピエゾ素子ＰＺＴに印加されたときのメニスカスの動きを説明する図である。

まず、本実施形態の吐出波形Ｗａ（図３Ａ）について説明する。
本実施形態の「吐出波形Ｗａ」は、最高電位Ｖｈａと最低電位Ｖｌａの間の待機電位Ｖｓから緩やかな勾配で電位を下降させる「第１波形部Ｓ１（第１膨張要素）」と、第１波形部Ｓ１の終端電位から最低電位Ｖｌａまで第１波形部Ｓ１よりも急な勾配で電位を下降させる「第２波形部Ｓ２（第１膨張要素）」と、最低電位Ｖｌａを保持する「第３波形部Ｓ３」と、最低電位Ｖｌａから最高電位Ｖｈａまで急な勾配で電位を上昇させる「第４波形部Ｓ４（収縮要素）」と、最高電位Ｖｈａを保持する「第５波形部Ｓ５」と、最高電位Ｖｈａから最高電位Ｖｈａより相対的に低い第１中間電位Ｖｃ１まで電位を下降させる「第６波形部Ｓ６（第２膨張要素）」と、第１中間電位Ｖｃ１を保持する「第７波形部Ｓ７（第６波形部の終端と第８波形部の始端とを同電位で接続する接続要素）」と、第１中間電位Ｖｃ１から第１中間電位Ｖｃ１より相対的に低い第２中間電位Ｖｃ２まで電位を下降させる「第８波形部Ｓ８（第３膨張要素）」と、第２中間電位Ｖｃ２を保持する「第９波形部Ｓ９」と、第２中間電位Ｖｃ２から待機電位Ｖｓまで電位を上昇させる「第１０波形部Ｓ１０」と、を有する。

なお、待機電位Ｖｓが印加されているときの圧力室４１１の容積を基準容積とし、待機電位Ｖｓよりも電位を下降させると圧力室４１１が膨張し、待機電位Ｖｓよりも電位を上昇させると圧力室４１１が収縮する。また、待機電位Ｖｓが印加されているとき、ノズルＮｚのメニスカスはノズルＮｚの開口縁に位置する。また、第４波形部Ｓ４の印加終了時から第６波形部Ｓ６の印加終了時までの時間を「第１の時間Ｔ１」と呼び、第４波形部Ｓ４の印加終了時から第８波形部Ｓ８の印加終了時までの時間を「第２の時間Ｔ２」と呼ぶ。そして、本実施形態の吐出波形Ｗａは、第１の時間Ｔ１が圧力室内のインクの固有振動周期Ｔｃの半分の時間よりも短くなるように設定され（Ｔ１＜Ｔｃ×１／２）、第２の時間Ｔ２が圧力室内のインクの固有振動周期Ｔｃと等しくなるように設定されている（Ｔ２＝Ｔｃ）。

圧力室内のインクの固有振動周期Ｔｃは、ノズルＮｚや圧力室４１１の形状等によって決まる値であって、次式（１）で表すことができる。
Ｔｃ＝２π√［〔（Ｍｎ×Ｍｓ）／（Ｍｎ＋Ｍｓ）〕×Ｃｃ］・・・（１）
式（１）において、ＭｎはノズルＮｚのイナータンス、Ｍｓはインク供給路４１３のイナータンス、Ｃｃは圧力室４１１のコンプライアンス（単位圧力あたりの容積変化、柔らかさの度合いを示す）である。上記式（１）において、イナータンスＭとは、インク流路におけるインクの移動し易さを示し、単位断面積あたりのインクの質量である。そして、インクの密度をρ、流路のインク流れ方向と直交する面の断面積をＳ、流路の長さをＬとしたとき、イナータンスＭは次式（２）で近似して表すことができる。
イナータンスＭ＝（密度ρ×長さＬ）／断面積Ｓ・・・（２）
また、Ｔｃは上記式（１）に限らず、圧力室４１１が有している固有振動周期であればよい。

まず、第１波形部Ｓ１及び第２波形部Ｓ２がピエゾ素子ＰＺＴに印加されると、圧力室４１１が基準容積よりも膨張し、圧力室４１１内のインクの圧力が低下する。そうすると、図３Ｂのａに示すように、ノズルＮｚのメニスカスがノズルＮｚの開口縁よりも圧力室側に引き込まれる。そして、第３波形部Ｓ３により圧力室４１１の膨張状態が保持される。また、第３波形部Ｓ３が印加されている期間にメニスカスは自由振動するため、第３波形部Ｓ３の印加時間を調整することで、次の第４波形部Ｓ４が印加される時のメニスカスの状態を調整することができる。そうして、ノズルＮｚから吐出されるインク滴の重量やインク滴の吐出速度を調整することができる。

次に、第４波形部Ｓ４がピエゾ素子ＰＺＴに印加されると、圧力室４１１が急激に収縮し、圧力室４１１内のインクの圧力が高まる。そうすると、図３Ｂのｂに示すように、メニスカスがノズルＮｚの開口縁よりも吐出側（媒体Ｓ側）にインク柱となって押し出される。そして、第５波形部Ｓ５により圧力室４１１の収縮状態が保持され、その間にもインク柱は吐出側に伸びる。

次に、第６波形部Ｓ６がピエゾ素子ＰＺＴに印加されると、圧力室４１１は少し膨張し、基準容積よりも少し収縮している状態となる（即ち、第５波形部Ｓ５が印加された後よりも少し膨張している状態となる）。そうすると、図３Ｂのｃに示すように、メニスカスの中心部は吐出しようとする力の方が強いためにインク柱として吐出側に伸びようとするが、メニスカスの周縁部は、吐出側に移動しようとする力が抑えられ、圧力室側に引き込まれる。このようにメニスカスの周縁部を圧力室側に引き込むことで、インク柱全体として吐出側に移動しようとする力を制御することができ、ノズルＮｚから吐出されるインク滴の重量を調整することができる。

また、本実施形態の吐出波形Ｗａでは、第４波形部Ｓ４の印加終了時から第６波形部Ｓ６の印加終了時までの第１の時間Ｔ１が、圧力室内のインクの固有振動周期Ｔｃ（第２の時間Ｔ２）の半分の時間よりも短い時間となるように設定されている（Ｔ１＜Ｔｃ×１／２）。つまり、メニスカスが吐出側に移動している時に圧力室４１１が少し膨張するように、吐出波形Ｗａは設定されている。そのため、メニスカスの周縁部が吐出側に移動しようとする力を抑えることができ、第４波形部Ｓ４によりメニスカスに生じた残留振動を第８波形部Ｓ８の効果と比較して少し制振させることができる。従って、後述の図４ＢのＢに示すように、メニスカスの周縁部が大きく盛り上がってしまうことを防止できる。逆に、第１の時間Ｔ１を仮に圧力室内のインクの固有振動周期Ｔｃの半分の時間とほぼ等しくしてしまうと（Ｔ１≒Ｔｃ×１／２）、メニスカスの残留振動が加振されてしまう。

そして、第７波形部Ｓ７により圧力室４１１が基準容積よりも少し収縮している状態が保持される。この期間にも、メニスカスの中心部（インク柱）は慣性力により吐出側に更に伸びようとするのに対して、メニスカスの周縁部は更に圧力室側に引き込まれる。そして、第４波形部Ｓ４の印加終了時から圧力室内のインクの固有振動周期Ｔｃの３／４が経過した時点で、図３Ｂのｄに示すように、メニスカスの周縁部は圧力室側に最も引き込まれる。その後、残留振動の方向が変化し、メニスカスの周縁部が吐出側に移動しようとする。

本実施形態の吐出波形Ｗａは、第４波形部Ｓ４の印加終了時から第８波形部Ｓ８の印加終了時までの第２の時間Ｔ２が圧力室内のインクの固有振動周期Ｔｃと等しくなるように設定されている。そのため、メニスカスの周縁部が吐出側に移動している時に、第８波形部Ｓ８により圧力室４１１を膨張させることができる。そのため、図３Ｂのｅに示すように、メニスカスの周縁部が吐出側に移動しようとする力を抑えることができ、メニスカスに生じている残留振動を制振させることができる。従って、後述の図４ＢのＢに示すように、メニスカスの周縁部が大きく盛り上がってしまうことを防止できる。

最終的に、インク柱は、図３Ｂのｆに示すように、メニスカスから分断されて、インク滴として媒体Ｓに向かって飛翔する。なお、インク滴（インク柱）は飛翔中に先端部のメイン滴（１滴目）と後端部のサテライト滴（２滴目）に分離する場合がある。また、本実施形態の吐出波形Ｗａでは、第６波形部Ｓ６や第８波形部Ｓ８によりメニスカスの残留振動が制振され、後述の図４ＢのＢに示すようにメニスカスの周縁部が大きく盛り上がってしまうことを防止できる。従って、後述の図４ＢのＣやＤに示すように、大きく盛り上がったメニスカスの周縁部がインク柱の後端にくっついて、分断されたインク柱の後に微小なインク滴（３滴目以降）が発生してしまうことを抑制できる。

一方、第８波形部Ｓ８により基準容積よりも少し膨張した圧力室４１１は、第９波形部Ｓ９によりその状態が保持される。その後、第１０波形部Ｓ１０により圧力室４１１は収縮し、圧力室４１１は基準容積に戻る。なお、インク柱がメニスカスから分断された後（図３Ｂのｆ）、その反動でメニスカスは圧力室４１１側に移動する。このタイミングで圧力室４１１が収縮するように（即ち、第１０波形部Ｓ１０が発生するように）、第９波形部Ｓ９の長さを調整することで、メニスカスの圧力室側への移動を抑えることができる。つまり、インク柱の分断によるメニスカスの反動を制振させることができる。よって、メニスカスの挙動が安定している状態で、次の吐出波形Ｗａをピエゾ素子ＰＺＴに印加することができ、ノズルＮｚから安定してインク滴を吐出させることができる。

次に、比較例の吐出波形Ｗａ’（図４Ａ）について説明する。
比較例の吐出波形Ｗａ’は、第１波形部Ｓ１及び第２波形部Ｓ２により圧力室４１１を膨張させて、第４波形部Ｓ４により圧力室４１１を収縮させた後に、第６波形部Ｓ６’により圧力室４１１を１回膨張させることで圧力室４１１を基準容積に戻す。つまり、圧力室４１１を膨張・収縮させた後に、本実施形態の吐出波形Ｗａでは二段階に分けて圧力室４１１を膨張させるのに対して、比較例の吐出波形Ｗａ’では圧力室４１１を１回だけ膨張させる。

具体的に説明すると、比較例の吐出波形Ｗａ’では、第４波形部Ｓ４によりメニスカスをノズルＮｚの開口縁から吐出側にインク柱として押し出した後に（図３Ｂのｂ）、インク滴の重量を調整するために、本実施形態の吐出波形Ｗａと同じタイミングで第６波形部Ｓ６’が発生する。そのため、図３Ｂのｃと同様に、メニスカスの中心部はインク柱として吐出側に伸びようとするのに対して、メニスカスの周縁部は吐出側に移動しようとする力が抑えられて圧力室側に引き込まれる。

ただし、比較例の吐出波形Ｗａ’では、最高電位Ｖｈａから待機電位Ｖｓまで電位を下降させるため、本実施形態の吐出波形Ｗａに比べて、長い時間に亘って、また、強い力によって、メニスカスの周縁部が圧力室側に引き込まれてしまう。そのため、メニスカスの周縁部を圧力室側に引き込む力が大きくなり、また、第４波形部Ｓ４によりメニスカスに生じた残留振動が加振されてしまう。よって、第４波形部Ｓ４の印加終了時から圧力室内のインクの固有振動周期Ｔｃの３／４が経過した時点で、図４ＢのＡに示すように、メニスカスの周縁部は圧力室側に大きく引き込まれてしまう。また、その後に残留振動の方向が変化してメニスカスの周縁部は吐出側に移動しようとするが、比較例の吐出波形Ｗａ’はこのタイミングで圧力室４１１を膨張させないので、メニスカスの周縁部が吐出側に移動しようとする力を抑制することができない。従って、図４ＢのＢに示すようにメニスカスの周縁部が大きく盛り上がってしまう。

大きく盛り上がった周縁部は、図４ＢのＣに示すように、インク柱の後端にくっつき、最終的には、図４ＢのＤに示すように、インク柱（１滴目及び２滴目）と微小なインク滴（３滴目以降）とメニスカスに分離する。インク柱（１滴目及び２滴目）の吐出速度は比較的に速く、媒体Ｓに着弾することができるが、３滴目はインク重量が小さく吐出速度が遅い。そのため、３滴目は途中で速度を失ってミストとして舞い上がり、ヘッド４１のノズル開口面４１ａに３滴目が付着してしまう虞がある。

以上のように、比較例の吐出波形Ｗａ’では、第４波形部Ｓ４により収縮した圧力室４１１を第６波形部Ｓ６のみで基準容積まで戻す。そのため、第６波形部Ｓ６が、図４ＢのＡに示すように、メニスカスの周縁部を引き込み過ぎてしまう。また、メニスカスの周縁部が吐出側に移動している時に圧力室４１１を膨張させることができず、図４ＢのＢに示すようにメニスカスの周縁部が大きく盛り上がってしまう。その結果、メニスカスの盛り上がった部分がインク柱の後端にくっつき、この部分が３滴目（微小なインク滴）として吐出されてしまう。

これに対して、本実施形態の吐出波形Ｗａでは、第６波形部Ｓ６と第８波形部Ｓ８により圧力室４１１を二段階に分けて膨張させるため、第６波形部Ｓ６と第８波形部Ｓ８を個別に設計することができ、即ち、電位やタイミング、勾配を自由に設計することができ、微小なインク滴（インクミスト）の発生を抑制することができる。従って、ヘッド４１のノズル開口面４１ａに付着するインク量を低減することができる。

そのため、本実施形態のプリンター１のように、ヒーター５１によりノズル開口面４１ａの温度が高まり、ノズル開口面４１ａにインクが固着し易く、また、樹脂インクを使用するため、ノズル開口面４１ａに付着したインクが剥がれ難くなる場合にも、ノズル開口面４１ａにインクが堆積してしまうことを最小限に抑えられる。そのため、堆積したインクによりノズルＮｚからのインク滴の吐出が阻害されてしまうことを防止できる。よって、ノズルＮｚから規定量のインクを吐出させ、媒体Ｓ上の目標の位置にインクを着弾させることができ、印刷画像の画質劣化を抑制することができる。

特に、第４波形部Ｓ４（収縮要素）の印加終了時から第８波形部Ｓ８（第３膨張要素）の印加終了時までの第２の時間Ｔ２が圧力室内のインクの固有振動周期Ｔｃと等しくなるように（Ｔ２＝Ｔｃ）、吐出波形Ｗａを設定するとよい。そうすることで、メニスカス（周縁部）が吐出側に移動している時に（図３Ｂのｅ）、第８波形部Ｓ８により圧力室４１１を膨張させることができ、メニスカスが吐出側に移動しようとする力を抑えることができる。そのため、メニスカスの残留振動を制振させることができ（メニスカスの周縁部の盛り上がりを抑えることができ）、微小なインク滴の発生を抑制することができる。

また、第４波形部Ｓ４（収縮要素）の印加終了時から第６波形部Ｓ６（第２膨張要素）の印加終了時までの第１の時間Ｔ１と、圧力室内のインクの固有振動周期をＴｃとの間に、Ｔ１＜Ｔｃ×１／２となる関係が成立するように、吐出波形Ｗａを設定するとよい。換言すると、第１の時間Ｔ１と第２の時間Ｔ２との間に、Ｔ１＜Ｔ２×１／２となる関係が成立するように、吐出波形Ｗａを設定するとよい。そうすることで、メニスカス（周縁部）が吐出側に移動している時に（図３Ｂのｃ）、第６波形部Ｓ６により圧力室４１１を膨張させることができ、メニスカスが吐出側に移動しようとする力を抑えることができる。そのため、メニスカスの残留振動を制振させることができ（メニスカスの周縁部の盛り上がりを抑えることができ）、微小なインク滴の発生を抑制することができる。

図５Ａ及び図５Ｂは、本実施形態の吐出波形Ｗａの変形例を説明する図である。図３Ａに示す吐出波形Ｗａでは、第１波形部Ｓ１と第２波形部Ｓ２が異なる勾配で待機電位Ｖｓから最低電位Ｖｌａまで下降している。即ち、基準容積である圧力室４１１を二段階に分けて膨張させているが、これに限らない。例えば、図５Ａに示す吐出波形Ｗａのように、待機電位Ｖｓから最低電位Ｖｌａまで一定の勾配で下降する第１波形部Ｓ１’により、基準容積である圧力室４１１を膨張させてもよい。

また、図３Ａに示す吐出波形Ｗａでは、第８波形部Ｓ８が第１中間電位Ｖｃ１から待機電位Ｖｓより相対的に低い第２中間電位Ｖｃ２まで下降している。そのため、第９波形部Ｓ９と第１０波形部Ｓ１０により第２中間電位Ｖｃ２を待機電位Ｖｓまで戻しているが、これに限らない。例えば、図５Ｂに示す吐出波形Ｗａのように、第８波形部Ｓ８’が第１中間電位Ｖｃ１から待機電位Ｖｓまで電位を戻すようにしてもよい。この場合、第９波形部Ｓ９と第１０波形部Ｓ１０を無くすことができる。

＝＝＝印刷方法＝＝＝
図６Ａは、本実施形態のプリンター１による印刷方法を示すフローであり、図６Ｂは、ワイピング処理を説明する図である。図１Ａに示すように、本実施形態のプリンター１は、ワイパーユニット８０を有する。ワイパーユニット８０は、図２Ｂに示すように移動方向右側の非印刷領域に配置されたワイパー部材８１と、ワイパー部材８１を移動させる移動機構（不図示）と、を有する。ワイパー部材８１は、図６Ｂに示すように、ヘッド４１のノズル開口面４１ａと当接可能な略板状の部材であり、布で形成されている。また、ワイパー部材８１は、ヘッド４１のノズル開口面４１ａと当接した状態で、ノズル開口面４１ａに対して移動方向に移動可能であり、ノズル開口面４１ａに付着したインクミストや埃等の異物を払拭する。また、ワイパー部材８１は布で形成されたものに限らず、例えば、ゴムなどの弾性部材等で形成されたものでもよい。ただし、ワイパー部材８１を布にすることで、ノズル開口面４１ａに疵が付いてしまうことを防止できる。また、布を容易に交換することができるため、ワイパー部材８１で払拭した異物の再付着を防止することができる。

以下、本実施形態のプリンター１による具体的な印刷方法の流れについて説明する。
まず、コントローラー１０は、コンピューター７０から印刷データを受信すると（Ｓ０１）、搬送ユニット２０により印刷開始位置に媒体Ｓをセットし、ホームポジション（ここでは移動方向右側の非印刷領域）に配置されたキャップ４４で封止されていたヘッド４１をキャリッジ３１により移動方向の左側に移動させつつ、ヘッド４１に設けられたノズルＮｚからインク滴を吐出させて、媒体Ｓに画像（一部）を印刷する。即ち、１パスの印刷を実施する（Ｓ０２）。

１パスの印刷後、コントローラー１０は、移動方向左側の非印刷領域に配置されたインク受け部４３ｂと、ヘッド４１のノズル開口面４１ａとを対向させる。そして、搬送ユニット２０により媒体Ｓを搬送方向の下流側に搬送させている間に、コントローラー１０は、ヘッド４１のクリーニング処理である「フラッシング処理」を実施する（Ｓ０３）。フラッシング処理とは、ヘッド４１に設けられたノズルＮｚからインク受け部４３ａ，４３ｂに向けて強制的にインク滴を吐出させる処理である。例えば、図３Ａに示す吐出波形Ｗａを複数回に亘ってピエゾ素子ＰＺＴに印加することで、ノズルＮｚから強制的にインク滴を吐出させる。その結果、１パスの印刷中に増粘したインクやノズルＮｚ内に混入した異物をノズルＮｚから吐出させることができ、ノズルＮｚの目詰まりを解消することができる。従って、ノズルＮｚが目詰まりしていない状態で次のパスの印刷を実施することができる。

次に、コントローラー１０は、前回のワイピング処理から所定時間経過したか否かを確認する（Ｓ０４）。前回のワイピング処理から所定時間経過していない場合（Ｓ０４→ＮＯ）、次のパスがあれば（Ｓ０６→ＮＯ）、コントローラー１０は、再び、ヘッド４１を移動方向の右側に移動させつつノズルＮｚからインク滴を吐出させて、媒体Ｓに画像（一部）を印刷し（Ｓ０２）、フラッシング処理と搬送動作を実施する（Ｓ０３）。前述のように、本実施形態のプリンター１では、媒体Ｓ上での樹脂インクの流動を抑えるために高温のヒーター５１が設けられているため、プリンター１内の環境温度が高い。よって、ノズルＮｚからインクの溶媒が蒸発し易く、ノズルＮｚが目詰まりし易い。ただし、この印刷方法のように、パスごとにフラッシング処理を実施することで、ノズルＮｚの目詰まりを抑制することができ、印刷画像の画質劣化を抑制することができる。

一方、前回のワイピング処理から所定時間経過している場合（Ｓ０４→ＹＥＳ）、コントローラー１０（制御部に相当）は、ヘッド４１を移動方向右側の非印刷領域に移動して、ワイピング処理を実施する（Ｓ０５）。具体的には、図６Ｂに示すように、ヘッド４１のノズル開口面４１ａにワイパー部材８１を当接させた状態で、ノズル開口面４１ａに対してワイパー部材８１を移動方向の左側に移動させることにより、ノズル開口面４１ａに付着した異物（インクミストや埃等）を払拭する。なお、図２Ｂに示すように、ワイパー部材８１の搬送方向の長さはヘッド４１の搬送方向の長さと同等である。よって、ワイパー部材８１を移動方向に１回移動させるだけで、ワイパー部材８１はノズル開口面４１ａの全域を拭き取ることができる。そして、コントローラー１０は、全てのパスの印刷が終了するまで（Ｓ０６→Ｙｅｓ）、この一連の処理を繰り返す。

前述のように、本実施形態のプリンター１では、ヘッド４１内の圧力室４１１を膨張・収縮させた後に、二段階に分けて圧力室４１１を膨張させる吐出波形Ｗａを使用することで、微小なインク滴の発生を抑制する。ただし、ノズル開口面４１ａへのインク付着を完全に防止することは難しい。そのため、この印刷方法のように定期的にワイピング処理を実施するとよい。そうすることで、ノズル開口面４１ａにインクが堆積し、堆積したインクによりノズルＮｚからのインク滴の吐出が阻害されてしまうことを防止できる。

なお、所定時間毎にワイピング処理を実施するに限らず、例えば、パス毎にワイピング処理を実施してもよい。また、本実施形態ではヘッド４１に対してワイパー部材８１を移動方向に移動させているが、これに限らず、例えば、ワイパー部材８１に対してヘッド４１を移動させてもよいし、ワイパー部材８１を搬送方向に移動させてもよい。また、ワイパー部材８１を移動方向における両側の非印刷領域に配置してもよい。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

上記の実施形態（図６）では、所定時間毎にワイピング処理を実施しているが、これに限らず、ワイパー部材８１を備えず、ワイピング処理を実施しないプリンター１でもよい。

上記の実施形態では、ヘッド４１が移動方向に移動しながらインクを吐出する動作と、媒体Ｓが搬送方向に搬送される動作とが繰り返されるプリンター１を例に挙げているが、これに限らない。例えば、媒体Ｓの幅長さに亘って延びた固定されたヘッドの下を媒体が通過する際に、ヘッドが媒体に向けてインクを吐出することにより、媒体に２次元の画像を印刷するプリンターでもよい。また、例えば、印刷領域に搬送された媒体Ｓに対して、ヘッドをＸ方向に移動しながら画像を印刷する動作と、ヘッドをＹ方向に移動する動作と、を繰り返して画像を印刷し、その後、未だ画像が印刷されていない用紙Ｓの部位を印刷領域に搬送するプリンターでもよい。

上記の実施形態では、ピエゾ素子ＰＺＴに吐出波形を印加して圧力室４１１を膨張・収縮させることによりノズルＮｚからインク滴を吐出させる方式を例に挙げているが、これに限らない。例えば、発熱素子を用いてノズル内に気泡を発生させ、その気泡によってノズルからインク滴を吐出させるサーマル方式でもよい。

１ プリンター、１０ コントローラー、１１ インターフェース部、
１２ ＣＰＵ、１３ メモリー、１４ ユニット制御回路、
２０ 搬送ユニット、２１ 搬送ローラー、
３０ キャリッジユニット、３１ キャリッジ、３２ ガイドレール、
４０ ヘッドユニット、４１ ヘッド、４１１ 圧力室、
ＰＺＴ ピエゾ素子、Ｎｚ ノズル、
４１２ 共通インク室、４１３ インク供給路、４１４ 弾性板、
４２ プラテン、４３ａ インク受け部、４３ｂ インク受け部、
４４ キャップ、５０ 乾燥ユニット、５１ ヒーター、５２ ファン、
６０ 検出器群、７０ コンピューター、
８０ ワイパーユニット、８１ ワイパー部材

Claims (5)

1. 熱可塑性樹脂粒子を含み、５０℃における粘度が２．１ｍＰａ・ｓ以上であるインクを吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を有するヘッドと、
   インク非吸収性である媒体と、
   前記媒体を加熱する加熱部と、
   駆動信号の印加により前記駆動素子を駆動させて、当該駆動素子に対応する前記圧力室を膨張及び収縮させることにより、当該圧力室に連通する前記ノズルからインク滴を吐出させる制御部と、
   を備え、
   前記駆動信号にて発生する吐出波形は、前記圧力室を膨張させる第１膨張要素と、前記第１膨張要素により膨張した前記圧力室を収縮させる収縮要素と、前記収縮要素により収縮した圧力室を膨張させる第２膨張要素と、前記第２膨張要素により膨張した前記圧力室を更に膨張させる第３膨張要素と、前記第２膨張要素の終端と前記第３膨張要素の始端とを同電位で接続する接続要素と、を有すること、
   を特徴とする印刷装置。
2. 請求項１に記載の印刷装置であって、
   前記ノズルの開口部が設けられた前記ヘッドのノズル開口面に当接するワイパー部材を有し、
   前記制御部は、前記ノズル開口面に前記ワイパー部材を当接させた状態で、前記ノズル開口面と前記ワイパー部材とを相対移動させることにより、前記ノズル開口面に付着した異物を払拭する、
   ことを特徴とする印刷装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の印刷装置であって、
   前記吐出波形は、前記収縮要素の印加終了時から前記第３膨張要素の印加終了時までの時間が前記圧力室内のインクの固有振動周期と等しくなるように、設定されている、
   ことを特徴とする印刷装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の印刷装置であって、
   前記吐出波形は、前記収縮要素の印加終了時から前記第２膨張要素の印加終了時までの時間をＴ１とし、前記圧力室内のインクの固有振動周期をＴｃとしたときに、Ｔ１＜Ｔｃ×１／２となる関係が成立するように、設定されている、
   ことを特徴とする印刷装置。
5. 熱可塑性樹脂粒子を含み、５０℃における粘度が２．１ｍＰａ・ｓ以上であるインクを吐出する複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられる圧力室と、前記圧力室毎に設けられる駆動素子と、を有するヘッドによって、インク非吸収性の媒体へ画像を印刷する印刷方法であって、
   前記圧力室を膨張させる第１膨張要素と、前記第１膨張要素により膨張した前記圧力室を収縮させる収縮要素と、前記収縮要素により収縮した圧力室を膨張させる第２膨張要素と、前記第２膨張要素により膨張した前記圧力室を更に膨張させる第３膨張要素と、前記第２膨張要素の終端と前記第３膨張要素の始端とを同電位で接続する接続要素と、を有する吐出波形が発生する駆動信号を、前記駆動素子に印加することにより、当該駆動素子に対応する前記圧力室を膨張及び収縮させて、当該圧力室に連通する前記ノズルから、加熱されている前記媒体に向けて、インク滴を吐出させること、
   を特徴とする印刷方法。

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