JP2014065191A - 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の付着量を低減すること。
【解決手段】インク非吸収性の媒体に向けて、熱可塑性樹脂粒子を含むインクであり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、ノズル毎に設けられた駆動素子と、を備えるヘッドと、媒体を加熱する加熱部と、駆動波形の印加により駆動素子を駆動して、その駆動素子に対応するノズルからインク滴を吐出させる制御部と、を有し、駆動素子に駆動波形が印加されることによりノズルから１番目のインク滴が吐出され、前記１番目のインク滴に付随して吐出される２番目のインク滴および３番目のインク滴のうちの遅い方のインク滴の吐出速度が４．０ｍ／ｓ以上であることを特徴とする印刷装置。
【選択図】図５

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、ノズルからインク滴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、メインのインク滴に付随して微小なインク滴が発生する場合がある。このメインのインク滴に付随して発生した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、インク非吸収性の媒体に向けて、熱可塑性樹脂粒子を含むインクであり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た駆動素子と、を備えるヘッドと、前記媒体を加熱する加熱部と、駆動波形の印加により前記駆動素子を駆動して、当該駆動素子に対応する前記ノズルからインク滴を吐出させる制御部と、を有し、前記駆動素子に前記駆動波形が印加されることにより前記ノズルから１番目のインク滴が吐出され、前記１番目のインク滴に付随して吐出される２番目のインク滴および３番目のインク滴のうちの遅い方のインク滴の吐出速度が４．０ｍ／ｓ以上であ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。

印刷システムの全体構成を示すブロック図である。 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はヘッドの構造を説明する概略断面図であり、図３Ｂは、ノズルからインク滴を吐出させるための駆動波形を説明する図である。 ノズルから吐出されるインク滴を説明する図である。 図５Ａは本実施例と比較例におけるインク滴の吐出速度の違いと３滴目のミスト化を評価した結果を示す表であり、図５Ｂは本実施例と比較例における非吐出ノズルの発生数を示す表である。 図６Ａから図６Ｃは本実施例と比較例における１〜３滴目の速度の変化を示すグラフである。 図７Ａは印刷方法を示すフローであり、図７Ｂ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。

インク非吸収性の媒体に向けて、熱可塑性樹脂粒子を含むインクであり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た駆動素子と、を備えるヘッドと、前記媒体を加熱する加熱部と、駆動波形の印加により前記駆動素子を駆動して、当該駆動素子に対応する前記ノズルからインク滴を吐出させる制御部と、を有し、前記駆動素子に前記駆動波形が印加されることにより前記ノズルから１番目のインク滴が吐出され、前記１番目のインク滴に付随して吐出される２番目のインク滴および３番目のインク滴のうちの遅い方のインク滴の吐出速度が４．０ｍ／ｓ以上であ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、インクミストの発生を抑え、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１番目のインク滴の吐出速度が７．０ｍ／ｓ以下であ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、３番目のインク滴の吐出速度が遅くなってしまうことを抑制することができ、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。

また、（１）インク非吸収性の媒体に向けて、熱可塑性樹脂粒子を含むインクであり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た駆動素子と、を備えるヘッドによる印刷方法であって、（２）駆動波形の印加により前記駆動素子を駆動して、当該駆動素子に対応する前記ノズルから、加熱されている前記媒体に向けて、インク滴を吐出し、前記駆動素子に前記駆動波形が印加されることにより前記ノズルから１番目のインク滴が吐出され、前記１番目のインク滴に付随して吐出される２番目のインク滴および３番目のインク滴のうちの遅い方のインク滴の吐出速度を４．０ｍ／ｓ以上にする、（３）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、インクミストの発生を抑え、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以上であるインクを使用す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。

図１は、印刷システムの全体構成を示すブロック図である。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。図３Ａは、ヘッド４１（一部）の構造を説明する概略断面図であり、図３Ｂは、ノズルＮｚからインク滴を吐出させるための駆動波形Ｗを説明する図である。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３Ａ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毎に設けられる複数の圧力室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毎に設けられる複数のピエゾ素子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１つのノズル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）が図３Ｂに示す駆動波形Ｗをピエゾ素子ＰＺＴに印加することで、そのピエゾ素子ＰＺＴに対応するノズルＮｚからインク滴が吐出される。

具体的に説明すると、駆動波形Ｗは、中間電位Ｖｃからその中間電位Ｖｃより相対的に低い最低電位Ｖｌまで電位を下降させる第１要素Ｓ１と、最低電位Ｖｌからその最低電位Ｖｌより相対的に高い最高電位Ｖｈまで電位を上昇させる第２要素Ｓ２と、最高電位Ｖｈからその最高電位Ｖｈより相対的に低い中間電位Ｖｃに電位を戻す第３要素Ｓ３と、を有する。第１要素Ｓ１がピエゾ素子ＰＺＴに印加されることでピエゾ素子ＰＺＴの圧力室側への撓みが小さくなり、それに伴い圧力室４１１が膨張する。その後、第２要素Ｓ２がピエゾ素子ＰＺＴに印加されることでピエゾ素子ＰＺＴの圧力室側への撓みが大きくなり、圧力室４１１が収縮し、ノズルＮｚからインク滴が吐出される。最後に、第３要素Ｓ３がピエゾ素子ＰＺＴに印加されると、ピエゾ素子ＰＺＴの撓み量及び圧力室４１１の容積が元に戻る。

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、キャリッジ３１により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、印刷停止時にはヘッド４１のノズル開口面に密着してノズル開口を封止してノズル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＝＝＝
図４は、ヘッド４１のノズル開口面４１ａに設けられたノズルＮｚの開口部から吐出されるインク滴を説明する図である。ピエゾ素子ＰＺＴ（図３Ａ）に駆動波形Ｗ（図３Ｂ）が印加されると、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近傍で分断されることによりインク滴が吐出される。また、インク滴が飛翔中に先端部のメイン滴と後端部の微小滴に分離したり、インク柱が分断された後にメニスカスの振動で微小滴が吐出されたりする。つまり、ピエゾ素子ＰＺＴに駆動波形Ｗが印加されると、メインのインク滴と共に、メイン滴に付随して複数の微小なインク滴が発生する。なお、メイン滴に付随して発生する複数の微小なインク滴とは、微小なインク滴を発生させるために駆動波形を印加しているのではなく、メイン滴を吐出した際に意図せず発生したインク滴を指す。

本明細書では、ピエゾ素子ＰＺＴに駆動波形Ｗが印加されることによりノズルＮｚから吐出される複数のインク滴のうち、飛翔中に最も媒体Ｓ側（下側）に位置するメインのインク滴を「１番目のインク滴」や「１滴目」と呼び、１番目のインク滴に付随して吐出され、１滴目の次に媒体Ｓ側に位置する微小なインク滴を「２番目のインク滴」や「２滴目」と呼び、１番目のインク滴に付随して吐出され、２滴目の次に媒体Ｓ側に位置する微小なインク滴を「３番目のインク滴」や「３滴目」と呼ぶ。

１滴目のメインのインク滴に比べると、２滴目や３滴目の微小なインク滴は、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。速度を失った２滴目や３滴目は、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に着弾した樹脂インクを乾燥させて、媒体Ｓ上での樹脂インクの流動を抑える必要がある。そのため、プリンター１内には媒体Ｓを加熱するための高温のヒーター５１が設けられている。よって、ヒーター５１からの熱や媒体Ｓからの輻射熱の影響で、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、本実施形態のプリンター１では、ノズル開口面４１ａにインクミストが付着してしまうと、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に印刷する画像の耐擦性を高めるために樹脂インクを使用するので、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、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い、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及び印刷方法では、ヘッド４１のノズル開口面４１ａへのインクの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、インク滴の吐出速度を所定の速度にする。以下、本実施形態のプリンター１におけるインク滴の吐出速度について詳しく説明する。

＝＝＝インク滴の吐出速度＝＝＝
図５Ａは、本実施例と比較例におけるインク滴の吐出速度の違いと３滴目のミスト化を評価した結果を示す表であり、図５Ｂは、本実施例と比較例における非吐出ノズルの発生数を示す表である。図６Ａから図６Ｃは、本実施例と比較例における１滴目〜３滴目の速度の変化を示すグラフである。以下での説明のため、図４に示すように、ヘッド４１のノズル開口面（本実施形態では下面）４１ａの位置を基準位置とし、ノズル開口面４１ａから下方の或る地点までの距離をペーパーギャップ（ＰＧ）と呼ぶ。例えば、ノズル開口面４１ａから１ｍｍ下方の地点をペーパーギャップ１ｍｍの地点と呼ぶ。また、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から媒体Ｓまでの距離を３ｍｍとする。

そして、下記に示す条件（本実施例、第１比較例、第２比較例）で、本実施形態のプリンター１のノズルＮｚからインク滴をさせ、インク滴の速度を測定した（図５Ａ及び図６Ａ〜図６Ｃ）。なお、インク滴を可視化する装置を用いて、ペーパーギャップ０．７５ｍｍの地点と１．２５ｍｍの地点において、媒体Ｓ（下方）に向かう１滴目〜３滴目の速度を測定した。
また、下記に示す条件で、３６０個のノズルＮｚから、Ａ１サイズの複数枚の用紙Ｓに向けて連続してインク滴を吐出させ、ノズルＮｚからインク滴が吐出されなくなってしまった非吐出ノズルの発生数を取得した（図５Ｂ）。

なお、図６Ａから図６Ｃに示す各グラフには、ペーパーギャップ０．７５ｍｍ及び１．２５ｍｍの地点での各インク滴の速度に基づく近似直線を示す。また、横軸がペーパーギャップＰＧ（ｍｍ）を表し、縦軸が媒体Ｓ（下方）に向かうインク滴の速度（ｍ／ｓ）を表す。つまり、各グラフは、ペーパーギャップＰＧの距離分だけノズル開口面４１ａから下方に位置する地点でのインク滴の速度（ｍ／ｓ）を表す。グラフ内では、１滴目の速度結果を細線と丸（●）で示し、２滴目の速度結果を細線と三角（▲）で示し、３滴目の速度結果を太線と四角（■）で示す。
また、図５Ａの表には、３滴目の媒体着弾に関する評価結果を示す。ペーパーギャップ３ｍｍの地点において、３滴目の下方に向かう速度が０ｍ／ｓよりも大きい場合には３滴目の媒体着弾を「○（合格）」とし、３滴目の下方に向かう速度が０ｍ／ｓ以下の場合には３滴目の媒体着弾を「×（不合格）」とした。

そして、本実施例では、前述のように、熱可塑性樹脂粒子を含むインクであり５０℃における粘度が２．１ｍＰａ・ｓであるインクを使用し、図３Ｂに示す駆動波形Ｗをピエゾ素子ＰＺＴに印加することによりノズルＮｚからインク滴を吐出させた。
第１比較例では、熱可塑性樹脂粒子を含むインクであり５０℃における粘度が本実施例よりも低い１．８ｍＰａ・ｓであるインクを使用し、図３Ｂに示す駆動波形Ｗをピエゾ素子ＰＺＴに印加することによりノズルＮｚからインク滴を吐出させた。
第２比較例では、第１比較例と同様に、熱可塑性樹脂粒子を含むインクであり５０℃における粘度が１．８ｍＰａ・ｓであるインクを使用した。ただし、第２比較例では、第１比較例で使用した駆動波形Ｗに比べて、駆動波形Ｗにおける最高電位Ｖｈと最低電位Ｖｌの電位差が大きい駆動波形Ｗをピエゾ素子ＰＺＴに印加することによりノズルＮｚからインク滴を吐出させた。

その結果、本実施例では、図５Ａ及び図６Ａに示すように、ペーパーギャップ１．２５ｍｍの地点での１滴目（メインのインク滴）の速度が６．９ｍ／ｓであり、２滴目の速度が５．０ｍ／ｓであり、３滴目の速度が４．２ｍ／ｓであるという結果が得られた。一方、第１比較例では、図５Ａ及び図６Ｂに示すように、ペーパーギャップ１．２５ｍｍの地点での１滴目の速度が６．９ｍ／ｓであり、２滴目の速度が５．０ｍ／ｓであり、３滴目の速度が３．３ｍ／ｓであるという結果が得られた。つまり、本実施例は、第１比較例に比べて、３滴目の速度が速くなるという結果が得られた。この理由は定かではないが、本実施例では、第１比較例に比べて、５０℃におけるインク粘度を上げたことにより、インク吐出時におけるノズルＮｚのメニスカスの挙動が変わったことが影響していると考えられる。

また、第２比較例では、図５Ａ及び図６Ｃに示すように、ペーパーギャップ１．２５ｍｍの地点での１滴目の速度が８．２ｍ／ｓであり、２滴目の速度が５．７ｍ／ｓであり、３滴目の速度が２．４ｍ／ｓであるという結果が得られた。つまり、第２比較例は、第１比較例に比べて、１滴目の速度が速くなるという結果が得られた。これは、第２比較例では、第１比較例に比べて、駆動波形Ｗの最低電位Ｖｌと最高電位Ｖｈの電位差を大きくしたため、圧力室４１１内のインクに強い圧力がかかってノズルＮｚからインク滴が吐出されたからと考えられる。

また、本実施例では、図６Ａのグラフに示すように、ペーパーギャップ１．２５ｍｍの地点における全インク滴（１滴目〜３滴目）の下方に向かう速度が４．０ｍ／ｓ以上であり、ペーパーギャップ３ｍｍの地点において（媒体Ｓが位置する地点において）、全インク滴が下方に向かう速度を有するという結果が得られた。即ち、媒体Ｓに着弾するまで全インク滴の速度が０ｍ／ｓよりも大きいという結果が得られた。従って、本実施例によれば、１滴目〜３滴目の全インク滴がミストとして舞い上がることなく媒体Ｓに着弾するため、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。その結果、ノズル開口面にインクが堆積することなく、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。このことは、図５Ｂに示すように、本実施例では、Ａ１サイズの７枚の用紙Ｓに対してノズルＮｚから連続してインク滴を吐出させても、３６０個の全ノズルＮｚから正常にインクが吐出され、非吐出ノズルの発生数がゼロ個である結果からも言える。

一方、第１比較例では、図６Ｂのグラフに示すように、ペーパーギャップ１．２５ｍｍの地点における１滴目〜２滴目の下方に向かう速度は４．０ｍ／ｓ以上であるが、３滴目の下方に向かう速度は４．０ｍ／ｓよりも小さく、ペーパーギャップ３ｍｍの地点（媒体Ｓが位置する地点）において、１滴目〜２滴目は下方に向かう速度を有するが、３滴目は下方に向かう速度を有さないという結果が得られた。具体的には、３滴目はペーパーギャップ２．５ｍｍの地点で速度が０ｍ／ｓに達し、その地点でミストとして舞い上がり、ノズル開口面４１ａに付着してしまう虞がある。

同様に、第２比較例でも、図６Ｃのグラフに示すように、ペーパーギャップ１．２５ｍｍの地点における３滴目の下方に向かう速度が４．０ｍ／ｓよりも小さく、ペーパーギャップ３ｍｍの地点（媒体Ｓが位置する地点）において、３滴目は下方に向かう速度を有さないという結果が得られた。具体的には、３滴目はペーパーギャップ２．２ｍｍの地点で速度が０ｍ／ｓに達し、その地点でミストとして舞い上がり、ノズル開口面４１ａに付着してしまう虞がある。

つまり、第１比較例と第２比較例では、３滴目を媒体Ｓに着弾させることができず、３滴目がミストとして舞い上がってノズル開口面４１ａに付着し、ノズルＮｚからのインク滴の吐出を阻害してしまう虞がある。このことは、図５Ｂに示すように、Ａ１サイズの用紙Ｓに向けてノズルＮｚから連続してインク滴を吐出させると、第１比較例では３６０個のノズルのうち５個のノズルが非吐出ノズルとなり、第２比較例では３６０個のノズルのうち１０個のノズルが非吐出ノズルになった結果からも言える。また、印刷枚数を３枚、５枚、７枚に増やすにしたがって、第１比較例では非吐出ノズル数が２０個、３０個、５０個と増え、第２比較例では非吐出ノズル数が３０個、５０個、８０個と増えた。つまり、ノズルＮｚからインク滴を吐出させる回数が増えるにしたがって、ミストとなる３滴目が増え、ノズル開口面４１ａに付着するインク量が増えるという結果が得られた。

以上の結果、本実施形態のプリンター１では、ピエゾ素子ＰＺＴに駆動波形Ｗが印加されることによりノズルＮｚから吐出される２滴目と３滴目（２番目のインク滴と３番目のインク滴）の吐出速度を４．０ｍ／ｓ以上にする。なお、ここでいう吐出速度とは、ノズル開口面４１ａから媒体Ｓ側に１．２５ｍｍ離れた地点において、媒体Ｓに向かうインク滴の速度である。

そうすることで、ノズルＮｚからインク滴を吐出させる際に発生する微小なインク滴（２滴目や３滴目）を媒体Ｓに着弾させることができ、微小なインク滴が飛翔中に速度を失いミストとして舞い上がりノズル開口面４１ａに付着してしまうことを抑制することができる。つまり、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。

従って、本実施形態のプリンター１のように、媒体Ｓを加熱するヒーター５１によりノズル開口面４１ａの温度が高くなるため、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であっても、ノズル開口面４１ａに付着するインク量が低減されるので、ノズル開口面４１ａに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。その結果、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滴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。

また、図５Ａに示すように、第２比較例は、第１比較例に比べて、ペーパーギャップ１．２５ｍｍの地点での１滴目の速度は速いが（８．２ｍ／ｓ＞６．９ｍ／ｓ）、３滴目の速度は遅い（２．４ｍ／ｓ＜３．３ｍ／ｓ）という結果が得られた。つまり、１滴目の速度を速くし過ぎると、３滴目が遅くなるという結果が得られた。この理由は定かではないが、第２比較例では、第１比較例に比べて、駆動波形Ｗの最低電位Ｖｌと最高電位Ｖｈの電位差を大きくしたため、インク吐出時におけるノズルＮｚのメニスカスの挙動が変わったことが影響していると考えられる。従って、本実施例でも、ペーパーギャップ１．２５ｍｍの地点での１滴目の吐出速度を６．９ｍ／ｓよりも速くし過ぎてしまうと、３滴目の吐出速度が遅くなり、３滴目が飛翔中に速度を失ってミストとして舞い上がり、ノズル開口面４１ａに付着してしまう虞がある。

そこで、本実施形態のプリンター１では、ピエゾ素子ＰＺＴに駆動波形Ｗが印加されることによりノズルＮｚから吐出される１滴目（１番目のインク滴）の吐出速度を７．０ｍ／ｓ以下にする。なお、ここでいう吐出速度とは、ノズル開口面４１ａから媒体Ｓ側に１．２５ｍｍ離れた地点において、媒体Ｓに向かうインク滴の速度である。
そうすることで、３滴目の吐出速度が遅くなり、３滴目がミスト化してしまうことを抑制することができる。つまり、３滴目を媒体Ｓに着弾させることができ、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。

＝＝＝印刷方法＝＝＝
図７Ａ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７Ｂ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７Ｂ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。なお、図７Ｂでは、ワイパー部材８１を移動させる移動機構の詳細な記載を省略する。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、交換が容易であるため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３Ｂに示す駆動波形Ｗ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、ヒーター５１がヘッド４１の近傍に設けられているため、プリンター１内の温度が高い。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７Ｂに示すように、ヘッド４１のノズル開口面４１ａとワイパー部材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、２滴目及び３滴目の吐出速度を４．０ｍ／ｓ以上にすることで、ノズル開口面４１ａに付着するインク量を低減する。ただし、ノズル開口面４１ａへのインクの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、所定時間ごとにワイピング処理を実施するに限らず、例えば、パスごと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、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。

上記の実施形態では、所定の時間ごとにワイピング処理を実施しているが、プリンター１にワイパー部材８１を設けず、ワイピング処理を実施しなくてもよい。

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に駆動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、
４１２ 共通インク室、４１３ 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、
ＰＺＴ ピエゾ素子、Ｎｚ ノズル、
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 (4)

1. インク非吸収性の媒体に向けて、熱可塑性樹脂粒子を含むインクであり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た駆動素子と、を備えるヘッドと、
   前記媒体を加熱する加熱部と、
   駆動波形の印加により前記駆動素子を駆動して、当該駆動素子に対応する前記ノズルからインク滴を吐出させる制御部と、
   を有し、
   前記駆動素子に前記駆動波形が印加されることにより前記ノズルから１番目のインク滴が吐出され、前記１番目のインク滴に付随して吐出される２番目のインク滴および３番目のインク滴のうちの遅い方のインク滴の吐出速度が４．０ｍ／ｓ以上であ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１番目のインク滴の吐出速度が７．０ｍ／ｓ以下である、
   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。
4. （１）インク非吸収性の媒体に向けて、熱可塑性樹脂粒子を含むインクであり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た駆動素子と、を備えるヘッドによる印刷方法であって、
   （２）駆動波形の印加により前記駆動素子を駆動して、当該駆動素子に対応する前記ノズルから、加熱されている前記媒体に向けて、インク滴を吐出し、
   前記駆動素子に前記駆動波形が印加されることにより前記ノズルから１番目のインク滴が吐出され、前記１番目のインク滴に付随して吐出される２番目のインク滴および３番目のインク滴のうちの遅い方のインク滴の吐出速度を４．０ｍ／ｓ以上にする、
   （３）ことを特徴とする印刷方法。

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