JP2014144567A - Ink jet recorder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインクジェット記録装置に関し、詳しくは、常温ではゲル状又は固体であり、加熱によって低粘度化して液体状になるインクを安定して吐出することができるインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus, and more particularly, to an ink jet recording apparatus capable of stably ejecting ink that is gel or solid at room temperature and is reduced in viscosity by heating to become liquid.
近年、簡便で安価に画像を記録形成することができるインクジェット記録方式を利用して、例えばプラスチックシート等のようなインク吸収性のない記録媒体にもインクジェット画像を記録形成する要請が増えてきている。この場合、一般的な染料インクや顔料インクに代えて、ゲルインク、熱溶融性固体インク、ワックスインク等のような常温ではゲル状又は固体であり、加熱によって相変化し、低粘度化して液体状になるインク(以下、このようなインクを相転移型のインクという場合がある。)を用いて記録媒体上に画像を記録形成するようにしている。このようなインクは記録媒体上に着弾すると、温度が下がって急速に粘度が上昇するため、インク吸収性がない記録媒体でも色混ざりを起こすことなく記録を行うことができる点でメリットがある。 In recent years, there has been an increasing demand for recording and forming an inkjet image on a recording medium that does not absorb ink, such as a plastic sheet, using an inkjet recording method that can record and form an image easily and inexpensively. . In this case, instead of the general dye ink or pigment ink, it is gel or solid at normal temperature such as gel ink, hot melt solid ink, wax ink, etc. An image is recorded and formed on a recording medium using an ink (hereinafter, such an ink may be referred to as a phase transition type ink). When such an ink lands on a recording medium, the temperature is lowered and the viscosity rapidly increases. Therefore, there is a merit in that recording can be performed without causing color mixing even on a recording medium having no ink absorbability.
このような相転移型のインクを記録ヘッドから吐出する場合、インクの粘度を安定吐出が可能となる一定の粘度に維持しておくことが重要である。粘度が変化するとノズルから吐出される際の液滴サイズや液滴速度が変化してしまい、着弾位置ずれ等の問題を引き起こすためである。このため、記録ヘッドにはヒーターが設けられ、ヒーターへの通電によって記録ヘッド内のインクを所定温度に加熱することにより、インクが安定吐出可能な粘度となるようにしている。 When ejecting such a phase transition type ink from a recording head, it is important to maintain the viscosity of the ink at a constant viscosity that enables stable ejection. This is because when the viscosity changes, the droplet size and the droplet velocity when ejected from the nozzle change, causing problems such as landing position deviation. For this reason, the recording head is provided with a heater, and the ink in the recording head is heated to a predetermined temperature by energizing the heater, so that the viscosity of the ink can be stably discharged.
しかし、上記のような相転移型インクを吐出する記録ヘッド内をヒーターによって加熱する場合、他のインクでは通常問題とならないような記録ヘッド内のインクの温度分布の偏りにより、吐出不良や記録画質の劣化、という問題が生じる。 However, when the inside of the recording head that discharges the phase transition type ink as described above is heated by a heater, due to the deviation of the temperature distribution of the ink in the recording head, which does not normally cause problems with other inks, ejection defects and recording image quality This causes the problem of deterioration.
特に近年では、記録速度の高速化の要請から高周波で吐出可能な記録ヘッドが使用されるようになり、単位時間当たりのインクの吐出量も多くなってきている。このような高周波で多量のインクを吐出する状況では、通常のインクでは記録ヘッド内のインクの温度分布が対流や吐出による流動などによって解消される上記偏りも、温度に敏感な相転移型インクでは、記録ヘッド内温度の均一化が吐出迄に十分に間に合わないこととなる。 Particularly in recent years, a recording head capable of discharging at a high frequency has been used due to a demand for higher recording speed, and the amount of ink discharged per unit time has increased. In a situation where a large amount of ink is ejected at such a high frequency, the above-mentioned bias, in which the temperature distribution of the ink in the recording head is eliminated by convection or flow due to ejection in normal ink, is also a problem with temperature-sensitive phase transition inks. Thus, the uniformization of the temperature inside the recording head will not be in time enough for ejection.
また、プリンタ内に組み込まれる記録ヘッドは、その配置、保持構造等の制約により、記録ヘッド内のインクを加熱してもヒーターを記録ヘッド内に均等に配置することは難しく、それによりヒーターから遠い部分と近い部分とで温度差が生じる。 In addition, due to restrictions on the arrangement and holding structure of the recording head incorporated in the printer, it is difficult to evenly arrange the heater in the recording head even if the ink in the recording head is heated, which is far from the heater. There is a temperature difference between the part and the part close to it.
特に記録ヘッドは、通常、共通流路を構成するインクマニホールド内にインクを外部から一旦流入させ、この共通流路から流入してきたインクが各圧力発生室内に導入されてノズルを通して吐出する構成であるが、ヒーターによるインク加熱を各圧力発生室で直接行うことは難しい。そのためインクマニホールドをヒーターで加熱することが考えられるが、インクマニホールド内の共通流路から各圧力発生室であるチャネルに流出した後はヒーターから遠ざかることとなるため、インク温度が下がってしまい、これが記録ヘッド内のインクに温度差を生じさせる原因となる。 In particular, the recording head usually has a configuration in which ink is once flown into the ink manifold constituting the common flow path from the outside, and the ink flowing in from the common flow path is introduced into each pressure generating chamber and discharged through the nozzles. However, it is difficult to directly heat the ink with a heater in each pressure generating chamber. For this reason, it is conceivable to heat the ink manifold with a heater, but after flowing out from the common flow path in the ink manifold to the channel which is each pressure generating chamber, it will move away from the heater, so the ink temperature will drop, which This causes a temperature difference in the ink in the recording head.
このことは記録ヘッドをノズル配列方向に沿って複数配列させ、記録媒体の搬送方向とは直交する方向の全幅に亘ってノズルが横切るように構成したフルライン型ヘッドであって、複数の記録ヘッドの各インクマニホールド間でインクの流出入を行うように導管を介して接続されているような場合に特に問題となる。 This is a full-line head in which a plurality of recording heads are arranged along the nozzle arrangement direction, and the nozzles traverse the entire width in the direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium. This is particularly a problem when the ink manifolds are connected via conduits so that ink flows in and out.
つまり、インクマニホールドの加熱に加えて、各記録ヘッドを接続する導管内のインクをヒーターで仮に加熱したとしても、導管から各インクマニホールドへの移動過程でやはりインク温度を十分に上げることはできず、結果として各記録ヘッド間の接続部、つまり各記録ヘッドの端部付近で温度が低くなり、温度分布の偏りが生じることとなる。 In other words, in addition to heating the ink manifold, even if the ink in the conduit connecting each recording head is temporarily heated with a heater, the ink temperature cannot be raised sufficiently during the movement from the conduit to each ink manifold. As a result, the temperature is lowered at the connection portion between the recording heads, that is, near the end of each recording head, and the temperature distribution is biased.
これは、記録幅全体を横切るノズル列の温度分布でみた場合、各記録ヘッドの接続部近傍と、それ以外の部分とで温度分布の偏りが生じる結果となる。 This is a result of the temperature distribution being biased in the vicinity of the connection portion of each print head and the other portions when viewed from the temperature distribution of the nozzle row across the entire print width.
一方、記録ヘッド内のインクをヒーターを用いて温度制御するための技術として、吐出量の増加に対し、印字データからインクの吐出量を算出するとともに記録ヘッドの温度を測定し、それらの結果から最適なヒーターの加熱温度を求めてヒーターの温度制御を行う技術が提案されている(特許文献1)。 On the other hand, as a technology for controlling the temperature of the ink in the recording head using a heater, the ink ejection amount is calculated from the print data and the temperature of the recording head is measured with respect to the increase in the ejection amount, and the results are obtained. A technique has been proposed in which the heater temperature is controlled by obtaining the optimum heater temperature (Patent Document 1).
しかし特許文献1記載の技術は、あくまでインクの吐出量が多くなるとそれに伴ってヒーターの温度を上げるような制御構成であり、上述したような記録ヘッド内のインクの温度分布の偏りが吐出不良や記録画質の劣化を招くことについては何ら考慮されていない。
However, the technique described in
また通常、記録ヘッドを駆動すればヘッド自身も発熱する。そのため、上述したような高周波で多量のインクの吐出を行うような状況では、それだけ記録ヘッドの発熱量も増大する。従って、上記技術のような吐出量に伴って温度を上げるような制御構成においては、ノズル近傍のインクの温度を過度に加熱してしまい、温度分布の偏りが生じることは勿論、吐出粘度が所望の粘度に比べて大きく変動してしまう可能性がある。 Usually, when the recording head is driven, the head itself generates heat. For this reason, in a situation where a large amount of ink is ejected at a high frequency as described above, the heat generation amount of the recording head increases accordingly. Therefore, in the control configuration in which the temperature is increased in accordance with the discharge amount as in the above technique, the temperature of the ink in the vicinity of the nozzle is excessively heated, resulting in uneven temperature distribution and, of course, the discharge viscosity is desired. There is a possibility that it will fluctuate greatly in comparison with the viscosity of.
勿論、記録ヘッドに接するさまざまな部材としてヒートシンク等の放熱部材を記録ヘッドと接するように設け、当該放熱部材により記録ヘッドの熱を積極的に放熱させる場合もある。このようにすれば、記録ヘッドの発熱が増大しても放熱部材からの放熱により内部のインクの温度が所定温度を超えないようにすることも可能かも知れない。 Of course, a heat radiating member such as a heat sink may be provided in contact with the recording head as various members in contact with the recording head, and the heat of the recording head may be actively radiated by the heat radiating member. In this way, even if the heat generation of the recording head increases, it may be possible to prevent the temperature of the internal ink from exceeding a predetermined temperature due to heat dissipation from the heat dissipation member.
しかしながら、放熱部材はそれ自体、部材へ接することで放熱するだけの構成である。したがって、印字データによってインク吐出量が少ない又は吐出が休止するなどして記録ヘッドの発熱量が比較的小さい場合でも、当該放熱部材を介して記録ヘッドの熱が放出され続け、結果として記録ヘッド内のインクの温度が所望温度よりも低下するおそれがある。 However, the heat dissipating member itself has a configuration that only dissipates heat by contacting the member. Therefore, even if the print head generates a relatively small amount of heat due to a small amount of ink discharged or the discharge stops depending on the print data, the heat of the print head continues to be released through the heat radiating member. The temperature of the ink may be lower than the desired temperature.
この場合、上述したようなヒーター配置に制約のある記録ヘッドの温度の低下を検出してヒーター温度を上げるような制御では、放熱部材の部分ではインクの熱がより放出される構成であるため、所望のインク粘度からますます変動してしまう他、記録ヘッド内の温度差も広がって、上述した吐出不良や記録画質の劣化を助長するおそれが生ずる。 In this case, in the control for detecting the temperature drop of the recording head with restrictions on the heater arrangement as described above and raising the heater temperature, the heat radiation member portion is configured to release the heat of the ink more. In addition to more and more fluctuations from the desired ink viscosity, the temperature difference in the recording head also widens, which may promote the above-described ejection failure and deterioration of recording image quality.
そこで、本発明は、記録ヘッド自体の加熱構成の制約や記録ヘッドに接している部材からの放熱により記録ヘッド単体での温度制御では解消できない記録ヘッド内のインクの温度分布の偏りによる吐出不良や記録画質の劣化を抑制することのできるインクジェット記録装置を提供することを課題とする。 In view of this, the present invention provides a discharge failure due to a deviation in the temperature distribution of the ink in the recording head, which cannot be eliminated by temperature control of the recording head alone due to restrictions on the heating configuration of the recording head itself or heat radiation from a member in contact with the recording head. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus capable of suppressing deterioration in recording image quality.
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。 Other problems of the present invention will become apparent from the following description.
上記課題を解決するため本発明の第1の態様は、常温ではゲル又は固体であり、所定温度に加熱されることによって液体になるインクを、印字データに基づいて、搬送される記録媒体上に吐出して画像形成するインクジェット記録装置であって、
前記液体を吐出する複数のノズルと、当該複数のノズルに対応し前記インクを吐出するために圧力を発生させる複数の圧力発生室と、前記複数の圧力発生室へ前記インクを導入する共通流路を形成するインクマニホールドとを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを保持する保持部材と、
前記記録ヘッドの温度を測定するヘッド温度測定手段と、
前記記録ヘッドに設けられ、当該記録ヘッド内の前記インクを加熱する第1の加熱手段と、
前記保持部材に設けられ、該保持部材を加熱する第2の加熱手段と、
前記ヘッド温度測定手段の測定結果に基づいて、前記第1の加熱手段及び前記第2の加熱手段の加熱温度をそれぞれ制御する制御手段と、を有する。
In order to solve the above-described problems, the first aspect of the present invention is a method in which an ink that is gel or solid at room temperature and becomes liquid when heated to a predetermined temperature is transferred onto a recording medium that is conveyed based on print data. An inkjet recording apparatus that forms an image by discharging,
A plurality of nozzles for discharging the liquid; a plurality of pressure generating chambers for generating pressure to discharge the ink corresponding to the plurality of nozzles; and a common flow path for introducing the ink into the plurality of pressure generating chambers A recording head having an ink manifold that forms
A holding member for holding the recording head;
Head temperature measuring means for measuring the temperature of the recording head;
A first heating means provided in the recording head for heating the ink in the recording head;
A second heating means provided on the holding member for heating the holding member;
Control means for controlling the heating temperatures of the first heating means and the second heating means based on the measurement result of the head temperature measuring means.
また、本発明における第2の態様は、前記第1の態様における前記制御手段が、前記ヘッド温度測定手段の測定結果から、前記ヘッドの温度が、該ヘッド内の前記インクが所定温度となる温度を超えたと判断した場合、前記第2の加熱手段について加熱を停止する又は加熱温度をそれまでの加熱温度よりも低くなるように制御するものである。 According to a second aspect of the present invention, the control means in the first aspect is configured so that the temperature of the head is a temperature at which the ink in the head becomes a predetermined temperature based on the measurement result of the head temperature measuring means. When it is determined that the temperature has exceeded, the heating of the second heating means is stopped or the heating temperature is controlled to be lower than the heating temperature so far.
また、本発明における第3の態様は、前記第1の態様において、前記印字データからインクの吐出量を求めるインク吐出量算出手段を有し、前記制御手段は、前記インク吐出量算出手段による算出結果が予め設定された設定値を超えたと判断した場合、前記第2の加熱手段について加熱を停止する又は加熱温度をそれまでの加熱温度よりも低くなるように制御するものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an ink discharge amount calculating means for obtaining an ink discharge amount from the print data in the first aspect, wherein the control means is calculated by the ink discharge amount calculating means. When it is determined that the result has exceeded a preset value, the second heating means is controlled to stop heating or to control the heating temperature to be lower than the previous heating temperature.
また、本発明における第4の態様は、前記第1の態様において、前記保持部材が、測定される前記記録ヘッドの温度よりも低い温度となるように制御されるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the holding member is controlled to have a temperature lower than the temperature of the recording head to be measured.
また、本発明における第5の態様は、前記第1の態様において、前記保持部材は、加熱前のインクが通過するインク経路を有するものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the holding member has an ink path through which ink before heating passes.
また、本発明における第6の態様は、前記第1〜第5の態様のいずれか一つにおいて、前記第1の加熱手段は、前記記録ヘッドの共通流路を形成するインクマニホールドに設けられ、前記保持部材は、前記インクマニホールドよりもノズル面側の記録ヘッド側面に接触して当該記録ヘッドを保持する構成である。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the first heating means is provided in an ink manifold that forms a common flow path of the recording head. The holding member is configured to hold the recording head in contact with the recording head side surface closer to the nozzle surface than the ink manifold.
また、本発明における第7の態様は、前記第6の態様において、前記記録ヘッドは、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向の全幅に亘って前記ノズルが横切るよう、前記記録媒体と直交する方向に複数配置され、前記保持部材は、前記複数の記録ヘッド各々の前記ノズル面側側面に接触して保持する複数の開口部を有するものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the recording head is orthogonal to the recording medium so that the nozzle traverses the entire width in a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium. A plurality of the holding members are arranged in a direction, and the holding member has a plurality of openings that are held in contact with the nozzle surface side surfaces of the plurality of recording heads.
また、本発明における第8の態様は、前記第1〜第7の態様のいずれか一つにおいて、前記保持部材はアルミニウム製である。 According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the holding member is made of aluminum.
本発明によれば、記録ヘッド内部の温度分布を小さく維持することができ、吐出不良や記録画質の劣化を小さく抑えることのできるインクジェット記録装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an ink jet recording apparatus that can keep the temperature distribution inside the recording head small, and can suppress the ejection failure and the deterioration of the recording image quality.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(インクジェット記録装置の概要)
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置の一例の概要を示す平面図である。
(Outline of inkjet recording apparatus)
FIG. 1 is a plan view showing an outline of an example of an ink jet recording apparatus according to the present invention.
インクジェット記録装置1において、記録媒体Pは不図示の搬送機構によって図中の矢印で示される方向に向けて一定の速度で搬送されるようになっている。具体的な搬送機構は特に限定されず、例えば記録媒体Pを一対の搬送ローラーによって表裏から挟持し、主走査モーターの駆動によって搬送ローラー対を回転させることによって記録媒体Pを所定速度で搬送させるものや、間隔をおいて平行に架設された複数のローラーに亘って無端状のベルトを掛け渡し、主走査モーターの駆動によってベルトを回転させ、ベルトの上面に載置された記録媒体Pを所定速度で搬送させるもの等が挙げられる。
In the ink
記録媒体Pは特に限定されないが、特にプラスチックシート等のインク吸収性のない記録媒体を好ましく用いることができる。記録媒体Pは長尺状又は所定サイズに予め裁断されたシート状のものが使用される。 The recording medium P is not particularly limited, but a recording medium having no ink absorbability such as a plastic sheet can be preferably used. The recording medium P is used in a long shape or a sheet shape cut in advance to a predetermined size.
記録媒体Pの上面には、記録媒体Pの搬送方向と直交する幅方向に亘ってヘッドユニット2が架け渡されている。ヘッドユニット2は複数の記録ヘッド(以下、単にヘッドという。)3を有している。図示例では8個のヘッド3が、記録媒体Pの全幅に亘って複数のノズルが横切るように当該直交方向に沿って4個ずつ配列されたものが2列構成されており、各ヘッド3から記録媒体Pに向けてそれぞれインクを吐出することにより、所定速度で搬送過程の記録媒体Pの全幅に亘ってワンパスでインクジェット画像を記録することができるようになっている。
On the upper surface of the recording medium P, the
(ヘッドユニット)
図2はヘッドユニット2の詳細を示す斜視図である。図3はヘッドユニット2におけるヘッド3の取り付け部分を示す正面図である。図4はヘッドユニット2の他の態様を示す平面図である。
(Head unit)
FIG. 2 is a perspective view showing details of the
ヘッドユニット2は、複数のヘッド3を1枚の共通の保持プレート4によって固定保持することによって形成されている。
The
保持プレート4は、記録媒体Pの幅よりも長さが長く形成されている。そして各ヘッド3の、後述する共通流路を形成するインクマニホールドよりもノズル面3a側の記録ヘッド側面に接触して該ヘッド3を保持するよう、ヘッド3のノズル面3a側を挿通させ得る8つの開口部41を有している。各ヘッド3は、各開口部41にノズル面3a側を挿通させ、該ノズル面3aが保持プレート4における記録媒体Pと対向する下面4aから僅かに突出するように位置決めされることにより、例えばビス等の不図示の固定手段によって保持プレート4に固定されている。
The holding
なお、図2に示すヘッドユニット2は、保持プレート4上に2列合計8個のヘッド3が配列保持されているが、本発明においてヘッドユニット2は、例えば図4に示すように、一つの保持プレート4上に、例えば図2に示した2列合計8個のヘッド3のように複数のヘッド3の集合体を一つの単位20とし、この単位20を、記録媒体Pの搬送方向及び当該搬送方向と直交する幅方向のいずれか一方又は両方に沿って複数配列して保持するものであっても良い。
In the
保持プレート4は放熱性を有する材質からなり、開口部41の内周面が各ヘッド3のノズル面3a側の外側面を取り囲むように接触することで、該開口部41内にヘッド3を固定保持している。これにより、各ヘッド3が持つ熱を保持プレート4を介して大気中に放出する機能を有している。このような保持プレート4の材質としては、一般には、熱伝導率が保持プレート4と接しているヘッド3の部分と同等以上となる金属、例えばアルミニウムや銅が用いられるが、コスト、加工性の観点からアルミニウム製がより好ましい。
The holding
ヘッドユニット2の保持プレート4上には、図2に示すように、2列に配列された複数のヘッド3の列間に、保持プレート4の長さ方向に沿うように流路部材5が設けられている。流路部材5の更に上方には、各ヘッド3に共通となるインク室6を有しており、不図示のインクタンクから供給されたインクをこのインク室6内に一旦貯留するようになっている。インク室6は保持プレート4に固定された複数のヘッド3の上方に、保持プレート4の長さ方向に沿って延びるように配置され、2本の導管61A、61Bによって流路部材5との間でインクの流出入が可能となっている。
As shown in FIG. 2, a
各ヘッド3は、図3に示すように、インク流入管34A、インク流出管34B及び流路連結部材35によってそれぞれ流路部材5と連通している。図3において、351は流路連結部材35内に形成された流路、51は流路部材5内に形成された流路である。
As shown in FIG. 3, each
(ヘッド)
図5はヘッド3の斜視図、図6は図3中のvi−vi線に沿う断面図、図7は図6中のvii−vii線に沿う断面図である。
(head)
5 is a perspective view of the
ヘッド3は、アルミニウム等の金属製のホルダー31の内部に、インクを吐出するためのアクチュエータであるヘッドチップ30を収容している。ホルダー31は、ヘッドチップ30のノズル面3a側の周囲と接触して該ヘッドチップ30を内部に支持している。
The
本実施形態に示すヘッドチップ30は、圧力発生室である多数のチャネル301と、圧力付与手段である隔壁302とが交互となるように並設されることによって形成されたチャネル列を2列有している。ヘッドチップ30の一方端面にはノズルプレート304が接着され、このノズルプレート304の表面によってノズル面3aが形成されている。ノズルプレート304にはチャネル301に対応する位置にノズル305が形成されている。
The
ホルダー31には合成樹脂製の筐体32が接続されており、ホルダー31との間でFPC307を含むヘッドチップ30の全体をその内部に収容している。FPC307は、筐体32の端面に設けられたコネクタ33を利用して、不図示のケーブルによって制御部100(図11、図14参照)と電気的に接続される。
A
ヘッドチップ30は、チャネル列毎に、全チャネル301を塞ぐように設けられるカバー基板303を有している。また、カバー基板303に形成された開口303aを塞ぐようにインクマニホールド306が設けられており、その内部にチャネル列毎に共通となる共通流路306aを形成している。これにより各チャネル列の各チャネル301は、開口303aを介して共通流路306aに連通し、この共通流路306aとの間でインクの流入及び流出が可能となっている。また、共通流路306aは、ホルダー31を貫通するように設けられたインク流入管34A及びインク流出管34Bと連通しており、インク流入管34Aから流入するインク室6内のインクが共通流路306a内に導入されると共に、共通流路306a内のインクがインク流出管34Bからインク室6に流出するようになっている。
The
隔壁302は、電気・機械変換手段である分極処理されたPZT等の圧電素子によって形成されており、その両面に形成された不図示の電極に、駆動制御部101(図11、図14参照)からFPC307を介して所定電圧及び所定波形の駆動信号が印加されると、該駆動信号に応じてチャネル301の容積を膨張又は収縮するように変形する。これにより、チャネル301内のインクには吐出のための圧力が付与され、ノズル305から液滴として吐出される。
The
(ヘッドの吐出動作)
ここで、このヘッド3のインク吐出動作について説明する。
(Head ejection operation)
Here, the ink discharge operation of the
このヘッド3は、駆動制御部101(図11、図14参照)から送信される印字データに応じた駆動信号がチャネル301の電極に印加されると、隔壁302がせん断変形してチャネル301の容積を変化させ、チャネル301内のインクに吐出のための圧力が付与される。
In the
図8はインクを吐出するためにヘッド3に与えられる駆動信号の例を示し、図9は駆動信号が与えられた際の隔壁301の変形動作を示している。図9では1列のチャネル列の隣接する3つのチャネル301A〜301Cのみを示す。
FIG. 8 shows an example of a drive signal given to the
図8において、横軸は(AL)時間、縦軸は駆動電圧を表している。また、t1は第1膨張パルスのパルス幅、t2は収縮パルスのパルス幅、t3は第2膨張パルスのパルス幅である。 In FIG. 8, the horizontal axis represents (AL) time, and the vertical axis represents drive voltage. Further, t1 is the pulse width of the first expansion pulse, t2 is the pulse width of the contraction pulse, and t3 is the pulse width of the second expansion pulse.
(1)かかるヘッド3は、図9(a)に示す状態において、電極d1及びd3をアースに接続すると共に、電極d2に、Von電圧値まで立ち上がり、その後一定時間保持する矩形波からなる第1の膨張パルス(正電圧)を印加すると、まず、第1の膨張パルスの立ち上がり(P1)によってVonの電圧が掛かり、隔壁302B、302Cを構成する圧電材料302a、302bの分極方向に直角な方向の電界が生じ、302a、302bともに隔壁302の接合面にズリ変形を生じ、図9(b)に示すように隔壁302B及び隔壁302Cは互いに外側に向けて変形し、チャネル301Bの容積が膨張する。これによりチャネル301B内のインクに負の圧力が生じて共通流路306aからインクが流れ込む。
(1) In the state shown in FIG. 9A, the
なお、AL(Acoustic Length)とは、チャネルの音響的共振周期の1/2である。このALは、電気・機械変換手段である隔壁302に矩形波のパルスを印加して吐出する液滴の速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたときに、液滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。この値は、ヘッドの構造やインクの密度等に依存して決まるものである。
Note that AL (Acoustic Length) is ½ of the acoustic resonance period of the channel. This AL applied a rectangular wave pulse to the
また、パルスとは、一定電圧波高値の矩形波であり、0Vを0%、波高値電圧を100%とした場合に、パルス幅とは、電圧の0Vからの電圧の立ち上がり始め又は立ち下がり始めの10%から波高値電圧からの立ち下がり始め又は立ち上がり始めの10%との間の時間として定義する。更に、ここで矩形波とは、電圧の10%と90%との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもがALの1/10以内、好ましくは1/20以内であるような波形を指す。 A pulse is a rectangular wave having a constant voltage peak value. When 0V is 0% and a peak voltage is 100%, the pulse width is the start of rising or falling of the voltage from 0V. Is defined as the time between 10% of 10% and 10% of the start of falling from the peak voltage or 10% of rising. Furthermore, the rectangular wave here refers to a waveform in which both the rise time and fall time between 10% and 90% of the voltage are within 1/10, preferably within 1/20 of AL. .
(2)チャネル301B内の圧力波は、1AL時間毎に反転を繰り返すので、この最初のP1の印加から1AL時間経過後に電位を0に戻す(P2)と、隔壁302B、302Cは膨張位置から図9(a)に示す中立位置に戻り、チャネル301B内のインクに高い圧力が掛かる。
(2) Since the pressure wave in the
引き続いて、矩形波からなる収縮パルス(負電圧Voff)を印加する。まず収縮パルスの立ち下がり(P3)によって、図9(c)に示すように、隔壁302B及び302Cは互いに逆方向に変形し、チャネル301Bの容積が収縮する。この収縮によりチャネル301B内のインクに更に高い圧力を掛け、ノズル305からインク柱を突出させる。
Subsequently, a contraction pulse (negative voltage Voff) composed of a rectangular wave is applied. First, as shown in FIG. 9C, the
(3)t2時間経過した時点で、電位を0に戻し(P4)、引き続き、第2の膨張パルス(電圧Von)を掛けると(P5)、チャネル301Bの容積が膨張することでチャネル301B内のインクに高い負の圧力が掛かる。これによりメニスカスが引き込まれ、ノズル305から突出されたインク柱の後端が引き戻され、インク柱の径が細くなり、液滴が切り離される。
(3) When t2 time elapses, the potential is returned to 0 (P4), and subsequently, when the second expansion pulse (voltage Von) is applied (P5), the volume of the
P5からt3経過後に電圧が0に戻り、図9(a)の状態にすることにより、圧力波を急速に減衰させることができる。 When the voltage returns to 0 after t3 from P5 and the state shown in FIG. 9A is obtained, the pressure wave can be rapidly attenuated.
第1膨張パルスのパルス幅t1は液滴の吐出力に大きく影響し、1ALにこのパルス幅が一致したときにインク滴吐出力(吐出速度)は最大となるが、0.8AL〜1.2ALの範囲とすることが好ましい。また、収縮パルスのパルス幅t2は、0.1〜0.5ALの範囲とすることにより小さな液滴を形成することができる。更に、第2膨張パルスのパルス幅t3は、液滴体積及び安定速度上限の点から、0.2〜0.6ALの範囲が好ましい。 The pulse width t1 of the first expansion pulse greatly affects the droplet ejection force. When this pulse width matches 1AL, the ink droplet ejection force (ejection speed) becomes maximum, but 0.8AL to 1.2AL. It is preferable to set it as the range. Moreover, a small droplet can be formed by setting the pulse width t2 of the contraction pulse to a range of 0.1 to 0.5 AL. Furthermore, the pulse width t3 of the second expansion pulse is preferably in the range of 0.2 to 0.6 AL from the viewpoint of the droplet volume and the upper limit of the stable speed.
また、図8(b)に示す駆動信号の場合、図9(a)に示した駆動信号における第2の膨張パルスを印加せず、収縮パルスのパルス幅t2を1.8〜2.2ALとした後、電圧を0に戻す波形である。これによってもノズル305から液滴を安定して吐出することができる。
8B, the second expansion pulse in the drive signal shown in FIG. 9A is not applied, and the pulse width t2 of the contraction pulse is 1.8 to 2.2 AL. After that, the waveform returns the voltage to zero. This also makes it possible to stably discharge droplets from the
(インク)
ここで、インクについて説明する。
(ink)
Here, the ink will be described.
本発明において、画像形成に用いられるインクは、当該インクの温度により相変化する性質を有する。具体的には、インクは、温度によってゲル又は固体と、液体とに相変化する。このようなインクの組成として、例えば、重合化合物と光重合開始剤を主とした組成物に数%のゲル化剤を添加したものが挙げられる。 In the present invention, the ink used for image formation has the property of changing phase depending on the temperature of the ink. Specifically, the ink changes in phase from gel or solid to liquid depending on the temperature. As such an ink composition, for example, a composition in which several percent of a gelling agent is added to a composition mainly composed of a polymerization compound and a photopolymerization initiator can be mentioned.
以下に、インクの製法例を開示する。 In the following, an example of a method for producing ink is disclosed.
まず、ソルスパーズ32000(ルーブリゾール社製)5部と、HD−N(1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、新中村化学社製)80部との2種の化合物をステンレスビーカーに入れ、加熱撹拌溶解する。その後、室温まで冷却した後、これにカーボンブラック(#56、三菱化学社製)15部を加え、0.5mmのジルコニアビーズと共にガラス瓶に入れて密栓し、ペイントシェーカーにて10時間分散処理した後、ジルコニアビーズを除去したものを顔料分散体として得る。 First, two kinds of compounds of 5 parts of Solspers 32000 (manufactured by Lubrizol) and 80 parts of HD-N (1,6-hexanediol dimethacrylate, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) are placed in a stainless steel beaker and dissolved with heating and stirring. To do. Then, after cooling to room temperature, 15 parts of carbon black (# 56, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was added thereto, sealed in a glass bottle with 0.5 mm zirconia beads, and dispersed for 10 hours with a paint shaker A product obtained by removing the zirconia beads is obtained as a pigment dispersion.
以上のようにして得られた顔料分散体を含めて、表1に示す例のように組成物を調整する。 Including the pigment dispersion obtained as described above, the composition is adjusted as shown in Table 1.
そして、表1に示す組成物に対してADVATEC社製テフロン(登録商標)3[μm]メンブランフィルタで濾過を行った濾過後の組成物をインクとして得る。 And the composition after filtration which filtered with the Teflon (trademark) 3 [micrometer] membrane filter made from ADVATEC is obtained as an ink as a composition shown in Table 1.
図10に、インクの温度上昇及び下降に伴うインクの粘度の変化例を示す。図10に示す線L1は温度上昇時におけるインクの粘度の変化例を示し、線L2は温度下降時におけるインクの粘度の変化例を示す。 FIG. 10 shows an example of change in the viscosity of the ink as the temperature of the ink rises and falls. A line L1 shown in FIG. 10 shows an example of change in the viscosity of the ink when the temperature rises, and a line L2 shows an example of the change in the viscosity of the ink when the temperature falls.
図10の線L1に示すように、インクは、温度上昇時において60[℃]前後を境に著しく粘度が変化する相変化を生じる。具体的には、60[℃]を下回る温度の際にゲル又は固体だったインクは、温度上昇により60[℃]を超えたあたりから著しく粘度が低下して液状となる。 As indicated by the line L1 in FIG. 10, the ink undergoes a phase change in which the viscosity changes remarkably around 60 [° C.] when the temperature rises. Specifically, the ink that was gel or solid at a temperature lower than 60 [° C.] becomes liquid with a markedly reduced viscosity from above 60 [° C.] due to the temperature increase.
一方、図10の線L2に示すように、インクは、温度下降時において45[℃]前後を境に、温度上昇時の相変化に比してさらに著しく粘度が変化する相変化を生じる。具体的には、45[℃]を上回る程度の温度まで液状を保っていたインクは、温度下降により45[℃]を下回ったあたりから極めて著しく粘度が上昇し、ゲル又は固体となる。 On the other hand, as shown by the line L2 in FIG. 10, the ink undergoes a phase change in which the viscosity changes remarkably as compared with the phase change at the time of temperature rise at about 45 [° C.] when the temperature is lowered. Specifically, an ink that has been kept in a liquid state to a temperature exceeding 45 [° C.] has a very high viscosity and becomes a gel or a solid since the temperature drops below 45 [° C.] due to the temperature drop.
(インクの加熱手段)
本発明において使用されるインクは上記の相転移型のインクである。このため、ヘッドユニット2及び各ヘッド3は、このようなインクをノズル305から安定して吐出することができるように、インクが安定吐出可能な粘度まで低下する所定温度となるようにインクを加熱する。この所定温度は、インクの種類、物性等によっても異なるが、一般に35℃〜100℃の範囲とされる。
(Ink heating means)
The ink used in the present invention is the above-described phase transition type ink. For this reason, the
インクは不図示のインクタンクからインク室6まで供給され、このインク室6からヘッドユニット2に至る過程においても加熱及び保温されることによって流動性を持たせる。インクはこのように流動性を有した状態で各ヘッド3に供給される。ノズル305から吐出される際のインクの温度範囲は、好ましくは設定温度に対して±5℃、より好ましくは設定温度に対して±2℃、更に好ましくは設定温度に対して±1℃とすることである。
Ink is supplied from an ink tank (not shown) to the
ここでいう設定温度とは、インクを吐出する際のインクの温度として設定される基準の温度をいう。 The set temperature here refers to a reference temperature set as the temperature of ink when ink is ejected.
このようにインクを加熱するため、ヘッドユニット2及びヘッド3の各部位には加熱手段が設けられている。
In order to heat the ink in this way, a heating unit is provided in each part of the
すなわち、図2に示すように、ヘッドユニット2のインク室6の外壁面にはヒーター63が貼着されており、このヒーター63への通電によってインク室6内に貯留されるインクの加熱を行うことができるようになっている。図2において、62はインク室6内のインクの温度を測定するための温度測定手段としての温度センサーである。温度センサー62は、インク室6の内部に配置されてもよいし、インク室6の壁内に埋設されてもよい。
That is, as shown in FIG. 2, a
また、ヘッド3には、図6に示すように、インクマニホールド306の外壁面に第1の加熱手段であるヒーター308が貼着されており、このヒーター308への通電によって共通流路306aに貯留されるインクの加熱を行うことができるようになっている。このヒーター308はインクマニホールド306の壁内に埋設されてもよい。
Further, as shown in FIG. 6, a
図6において、309はヘッドチップ30の外側面に接するように設けられ、該ヘッドチップ30の温度を測定するための温度測定手段としての温度センサーである。温度センサー309は、共通流路306aの内部に配置されてもよいし、インクマニホールド306の壁内に埋設されてもよい。
In FIG. 6,
更に、ヘッドユニット2の保持プレート4の上面には、図1〜図3に示すように、2列のヘッド3のそれぞれ外側に、4つのヘッド3に亘る長さで第2の加熱手段であるヒーター42が貼着されており、このヒーター42への通電によって保持プレート4自体の加熱を行うことができるようになっている。図1、図2において、43は保持プレート4の温度を測定するための温度測定手段としての温度センサーである。温度センサー43は、保持プレート4の表面に配置されてもよいし、保持プレート4内に埋設されてもよい。
Further, on the upper surface of the holding
これらヒーター42、63、308は、通電により発熱してインクを加熱することができ、その通電量の制御により発熱量(加熱温度)が制御可能であればどのようなものであってもよいが、好ましくはフィルムヒーターを用いることができる。これらヒーター42、63、308は、インクジェット記録装置1の全体制御を行う制御部100(図11、図14参照)と電気的に接続され、この制御部100によって制御される。
These
なお、保持部材4を加熱するヒーター42は、さらに複数に細分化して個別に温度制御することができるようにすることで、保持プレート4上の温度を更に均一化することも可能である。
In addition, the
(制御構成)
図11は、インクジェット記録装置1の制御を行う制御部100の構成を示している。ヒーター42、63、308及び温度センサー43、64、309は、同図に示すように、インクジェット記録装置1の全体制御を行う制御部100と電気的に接続されている。101は印字データに応じて駆動信号を生成して各ヘッド3の吐出動作を制御する駆動制御部、102は外部機器(例えばPC等)との間で印字データ等の各種データの送受信を行うためのインターフェース、103は各温度センサー43、64、309の検出値に基づいて各ヒーター42、63、308への最適な通電量を求め、各ヒーター42、63、308を制御してインクの加熱温度を制御する制御手段としての温度制御部、104は記録媒体Pの搬送を行う搬送モーターである。
(Control configuration)
FIG. 11 shows the configuration of the
(インクの加熱制御)
次に、かかるインクジェット記録装置1におけるインクの加熱制御の一例について説明する。
(Ink heating control)
Next, an example of ink heating control in the
図12はインクジェット記録装置1の電源投入後の動作を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the
インクジェット記録装置1は、装置電源がONにされると(S1)、制御部100はインクジェット記録装置1の全てのヒーターを通電してインクの加熱を開始する。これによりヘッドユニット2及びヘッド3の各ヒーター42、63、308にも通電される(S2)。
When the apparatus power source is turned on (S1), the
各ヒーター42、63、308が通電されてインクの加熱が開始されると、制御部100は、各温度センサー43、64、309の測定値が予め設定された設定温度となるように、各温度センサー43、64、309から送られる温度の測定値を監視する(S3)。そして、測定値が設定温度になったことが検出されると、ヘッド3内のインクは安定吐出可能な所定温度に加熱された状態となったと判断され、インクジェット記録装置1は印字可能状態となり(S4)、その後、印字データに基づいて各ヘッド3が駆動され、記録媒体Pに所定の画像が記録される。
When the
ヘッド3内のインクは、インクマニホールド306に設けられたヒーター308によって加熱されるが、その加熱の直接的な影響は共通流路306a内のインクに対してであり、この共通流路306aに流入する前のインクや、共通流路306aからチャネル301に流出した後のインクに対してはヒーター308による加熱の影響は小さくなる。このため、ヒーター308から遠ざかるにつれて温度が低下し、これが原因でヘッド3内のインクに温度差が生じていた。
The ink in the
しかし、本発明によれば、ヘッド3と接触して固定保持している保持プレート4もヒーター42によって加熱されているため、ヘッド3の周囲の環境温度も所定の温度に加温された状態にある。これにより、ヘッド3からの放熱が抑制され、ヘッド3内のインクの温度差は小さく抑えられるようになる。
However, according to the present invention, since the holding
また、ヘッド3内のインクの温度差が小さく抑えられることにより、インクを所定温度となるように加熱するためのヒーター308、63の加熱温度を低く抑えることができるようになる。通常、ヒーターの設定温度は、放熱等のロスを考慮して理想的なインクの温度よりも若干高めの温度に設定されるため、インクが熱に晒され続けることによる劣化が懸念されるが、ヒーター308、63の加熱温度を低く抑えられるようになることで、このような問題はない。
Further, since the temperature difference between the inks in the
図13は印字開始後の動作を示すフローチャートである。 FIG. 13 is a flowchart showing the operation after the start of printing.
印字データに基づいて各ヘッド3が駆動され、記録媒体Pに対する画像記録が開始されると(S10)、制御部100は、ヘッドチップ30に設けられている温度センサー309によってヘッドチップ30の発熱温度を監視する(S11)。
When each
ヘッドチップ30が駆動し続けると発熱するが、印字データによって単位時間当たりのインクの吐出量が多くなることにより発熱量が多くなると、ヘッドチップ30の温度は、インクが安定吐出可能な所定温度を超えてしまう温度となるおれがある。そこで、制御部100は、温度センサー309の測定値を、インクが所定温度を超えてしまう予め設定された一定値と比較し、この一定値を超えた場合に保持プレート4に設けられているヒーター42への通電を停止する(S12)。その後、印字動作は続行される(S13)。
When the
保持プレート4は放熱性を有しているため、ヒーター42の通電が停止されるとヒートシンクとして機能し、ヘッド3の熱を外気に放出し始める。これにより、インクが所定温度を超えてしまうような温度まで発熱したヘッドチップ30の熱がホルダー31及び保持プレート4を介して外気に放出されて冷却される。その結果、インクの吐出量が多くなってヘッドチップ30の発熱量が多くなっても、内部のインクを所定温度となるように維持することができる。
Since the holding
図14は、インクの加熱制御を行う際の制御構成の他の態様を示している。図11と同一符号の部位は同一構成の部位を示しているため、これらの説明は省略する。 FIG. 14 shows another aspect of the control configuration when the ink heating control is performed. The parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. 11 indicate the parts having the same configuration, and the description thereof is omitted.
この態様では、制御部100に、印字データからインクの吐出量を求めるためのインク吐出量算出手段としての吐出量算出部105を有している。この吐出量算出部105は、インターフェース102を介して送信された印字データを解析することで、単位時間当たりのインクの吐出量を算出する。
In this aspect, the
図15はインク吐出量を算出する場合の印字開始後の動作を示すフローチャートである。 FIG. 15 is a flowchart showing the operation after the start of printing when calculating the ink discharge amount.
印字開始により、インターフェース102を介して制御部100に印字データが送信される(S20)。制御部100では、この印字データを吐出量算出部105において解析し、単位時間当たりのインクの吐出量を算出する(S21)。
When printing is started, print data is transmitted to the
インク吐出量が多くなるとヘッドチップ30の発熱量も増加する。このため、ヘッドチップ30の温度は、インクが安定吐出可能な所定温度を超えてしまう温度となるおそれがある。この態様において、制御部100には、吐出量算出部105の算出値とヘッドチップ30の発熱量との関係を規定したテーブルが予め用意されており、このテーブルから吐出量算出部105の算出値に対応するヘッドチップ30の発熱量(発熱温度)が求められる。そして、制御部100は、テーブルから求められたヘッドチップ30の発熱温度を、インクが所定温度を超えてしまう予め設定された一定値と比較し(S22)、算出値が一定値を超えた場合に保持プレート4に設けられているヒーター42への通電を停止する(S23)。その後、印字動作は続行される(S24)。
As the ink discharge amount increases, the amount of heat generated by the
本発明において使用される相転移型のインクで、80℃の温度において7〜9cpのインク粘度となるインクを用いる場合、安定した吐出を実現し、所望の画像品質を得るためには、ヘッド内部の温度を、ヘッド内温度分布を均一にした状態で80±5℃以内の温度に保つことが望ましい。そのためには、上記のように、吐出量算出部105で算出された値に応じて、吐出量算出部105の算出値(印字率)とヘッドチップ30の発熱量(ヘッド内部温度)との関係を規定したテーブルに基づいて保持プレート4の温度を制御する。
In the case of using the phase transition type ink used in the present invention and having an ink viscosity of 7 to 9 cp at a temperature of 80 ° C., in order to achieve stable ejection and obtain a desired image quality, It is desirable to keep the temperature within 80 ± 5 ° C. in a state where the temperature distribution in the head is uniform. For this purpose, as described above, the relationship between the calculated value (printing rate) of the discharge
このようなテーブルの一例を図16に示す。 An example of such a table is shown in FIG.
このような制御を行うことによりヘッド内部の温度をある一定範囲内に保つことができる。あらかじめ用意する吐出量算出部105の算出値とヘッドチップ30の発熱量との関係を規定したテーブルを印字率に対してより細かく設定しておいてもよい。これにより、ヘッド内部の温度をより狭い範囲で制御することも可能である。
By performing such control, the temperature inside the head can be kept within a certain range. A table defining the relationship between the calculated value of the discharge
これにより、上記同様に保持プレート4はヒートシンクとして機能し、インク吐出量の増加によってヘッドチップ30の発熱量が増加しても、その熱を外気に放出して、内部のインクを所定温度となるように維持することができる。しかも、印字データからインクの吐出量を算出して保持プレート4のヒーター42を制御するため、予めヘッドチップ30の発熱量が多くなることを判断して保持プレート4のヒーター42の制御を行うことができるので、より安定した吐出が可能となる。
As a result, the holding
なお、図13、図15で説明した制御動作では、ヘッドチップ30の温度を測定する温度センサー309の測定値又はインク吐出量の算出値に基づいて保持プレート4のヒーター42への通電を完全に停止する制御を行うようにしたが、ヘッドチップ30の発熱量によっては、ヒーター42への通電を停止する制御に代えて、ヒーター42への通電量(加熱温度)をそれまでの通電量(加熱温度)よりも低下させることにより、保持プレート4の温度を、ヘッド温度よりも低くなるように制御してもよい。
In the control operation described with reference to FIGS. 13 and 15, the
図17に示すグラフは、以下の仕様の相転移型インク及び記録ヘッドを用いて、保持プレートの温度制御を実施しない場合と、複数の設定温度で温度制御した場合との各ノズル位置(ヘッドの長手方向各端部、中央部)におけるヘッド内の温度分布を測定し、プロットしたものである。 The graph shown in FIG. 17 shows each nozzle position (head of the head) when the temperature control of the holding plate is not performed and when the temperature control is performed at a plurality of set temperatures using the phase change ink and the recording head having the following specifications. The temperature distribution in the head at each end in the longitudinal direction and the center) is measured and plotted.
なお、測定に使用したインクは、ゲル化剤、活性光線硬化型組成物、光重合開始剤、ラジカル重合性化合物、色材を含む相転移型のインクで80℃の温度で8.1mPa・sになるように組成を調整したインクである。 The ink used for the measurement was a phase transition type ink containing a gelling agent, an actinic ray curable composition, a photopolymerization initiator, a radical polymerizable compound, and a coloring material, and was 8.1 mPa · s at a temperature of 80 ° C. It is an ink whose composition is adjusted so that
また、記録ヘッドは600npiで1800ノズルを有しており、各記録ヘッドは2ヘッド半ピッチずらして配列されてユニット化されている。更にユニット化された各ヘッドは熱伝導性の良いアルミニウムで作製された保持プレートで保持されており、ヘッド内に内蔵されたヒーターと保持プレートのヒーターによって温度が制御される。 The recording head has 1800 nozzles at 600 npi, and each recording head is arranged as a unit by being shifted by two heads and a half pitch. Further, each unitized head is held by a holding plate made of aluminum having good thermal conductivity, and the temperature is controlled by a heater built in the head and a heater of the holding plate.
なお、当該測定においては当該ヘッドでの印字は行っていない中での測定であり、ヒーターの位置、温度センサーの配置は図2、図6で示したヒーター42、308、温度センサー43、309の箇所に配置したもので行っている。以下の説明におけるヒーター及び温度センサーの符号は、図中の同一符号のヒーター及び温度センサーと同一位置にあるヒーター及び温度センサーを示している。
In this measurement, the printing with the head is not performed, and the position of the heater and the arrangement of the temperature sensor are the same as those of the
このグラフで示されるように、ヘッドチップの温度を測定する温度センサー309の測定値に基づいて保持プレートのヒーター42、308への通電を制御しない場合(本発明外)、60℃、70℃、80℃(それぞれ本発明)にそれぞれ制御した場合、制御しない場合と比べてヘッド内の温度分布の偏りが少なく、安定吐出粘度となる80℃前後ではヘッド内の温度分布がほとんどなく、均一化されていることを示している。
As shown in this graph, when the energization to the
また、上述したインク、記録ヘッドを用いて本発明における吐出量算出値に基づいて保持プレートの温度制御を行わなかった場合(図18)と、行った場合(図19)のヘッド内の温度分布の違いをグラフで示す。 Further, the temperature distribution in the head when the holding plate temperature control is not performed based on the discharge amount calculation value in the present invention using the ink and the recording head described above (FIG. 18) and when it is performed (FIG. 19). The difference is shown in a graph.
図18、図19からわかるように、本発明を実施しなかった場合、連続で印字を続けることにより、吐出量の増加に伴ってヘッドチップ自体の発熱により徐々にヘッド温度が上昇していくが、本発明を実施した場合、吐出量の増加にかかわらずヘッド内インクの温度が安定していることがわかる。 As can be seen from FIGS. 18 and 19, when the present invention is not carried out, the head temperature gradually rises due to the heat generation of the head chip itself as the discharge amount increases by continuously printing. When the present invention is implemented, it can be seen that the temperature of the ink in the head is stable regardless of the increase in the ejection amount.
1:インクジェット記録装置
2:ヘッドユニット
20:単位
3:記録ヘッド
3a:ノズル面
30:ヘッドチップ
301:チャネル
302:隔壁
302a、302b:圧電材料
303:カバー基板
303a:開口
304:ノズルプレート
305:ノズル
306:インクマニホールド
306a:共通流路
307:FPC
308:ヒーター(第1の加熱手段)
309:温度センサー
31:ホルダー
32:筐体
33:コネクタ
34A:インク流入管
34B:インク流出管
35:流路連結部材
351:流路
4:保持プレート
4a:下面
41:開口部
42:ヒーター(第2の加熱手段)
43:温度センサー
5:流路部材
51:流路
6:インク室
61A、61B:導管
62:温度センサー
63:ヒーター
100:制御部
101:駆動制御部
102:インターフェース
103:温度制御部
104:搬送モーター
P:記録媒体
1: Inkjet recording apparatus 2: Head unit 20: Unit 3:
308: Heater (first heating means)
309: Temperature sensor 31: Holder 32: Housing 33:
43: temperature sensor 5: flow path member 51: flow path 6:
Claims (8)
前記液体を吐出する複数のノズルと、当該複数のノズルに対応し前記インクを吐出するために圧力を発生させる複数の圧力発生室と、前記複数の圧力発生室へ前記インクを導入する共通流路を形成するインクマニホールドとを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを保持する保持部材と、
前記記録ヘッドの温度を測定するヘッド温度測定手段と、
前記記録ヘッドに設けられ、当該記録ヘッド内の前記インクを加熱する第1の加熱手段と、
前記保持部材に設けられ、該保持部材を加熱する第2の加熱手段と、
前記ヘッド温度測定手段の測定結果に基づいて、前記第1の加熱手段及び前記第2の加熱手段の加熱温度をそれぞれ制御する制御手段と、を有することを特徴とするインクジェット記録装置。 An ink jet recording apparatus that forms an image by ejecting ink that is a gel or a solid at room temperature and becomes a liquid when heated to a predetermined temperature on a recording medium to be transported based on print data,
A plurality of nozzles for discharging the liquid; a plurality of pressure generating chambers for generating pressure to discharge the ink corresponding to the plurality of nozzles; and a common flow path for introducing the ink into the plurality of pressure generating chambers A recording head having an ink manifold that forms
A holding member for holding the recording head;
Head temperature measuring means for measuring the temperature of the recording head;
A first heating means provided in the recording head for heating the ink in the recording head;
A second heating means provided on the holding member for heating the holding member;
An ink jet recording apparatus comprising: a control unit configured to control heating temperatures of the first heating unit and the second heating unit based on a measurement result of the head temperature measuring unit.
前記制御手段は、前記インク吐出量算出手段による算出結果が予め設定された設定値を超えたと判断した場合、前記第2の加熱手段について加熱を停止する又は加熱温度をそれまでの加熱温度よりも低くなるように制御することを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録装置。 An ink discharge amount calculating means for obtaining an ink discharge amount from the print data;
When the control unit determines that the calculation result by the ink discharge amount calculation unit exceeds a preset set value, the control unit stops heating the second heating unit or sets the heating temperature to be higher than the heating temperature up to that point. 2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink jet recording apparatus is controlled to be low.
The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the holding member is made of aluminum.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|---|
JP2016097568A (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | セーレン株式会社 | Head unit and ink jet recording device |
JP2017056654A (en) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | コニカミノルタ株式会社 | Ink jet recording device and ink jet recording method |
US9643412B1 (en) | 2016-01-29 | 2017-05-09 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Ejection apparatus |
JP2019130840A (en) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | 理想科学工業株式会社 | Double-sided printing system |
JP2021084326A (en) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | 株式会社リコー | Liquid discharge head, liquid discharge unit and device for discharging liquid |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012144598A1 (en) * | 2011-04-22 | 2012-10-26 | コニカミノルタIj株式会社 | Inkjet head |
-
2013
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012144598A1 (en) * | 2011-04-22 | 2012-10-26 | コニカミノルタIj株式会社 | Inkjet head |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016097568A (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | セーレン株式会社 | Head unit and ink jet recording device |
JP2017056654A (en) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | コニカミノルタ株式会社 | Ink jet recording device and ink jet recording method |
US9643412B1 (en) | 2016-01-29 | 2017-05-09 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Ejection apparatus |
JP2019130840A (en) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | 理想科学工業株式会社 | Double-sided printing system |
JP7071833B2 (en) | 2018-02-01 | 2022-05-19 | 理想科学工業株式会社 | Double-sided printing system |
JP2021084326A (en) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | 株式会社リコー | Liquid discharge head, liquid discharge unit and device for discharging liquid |
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