JP5659202B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
そして、このようなインク液滴が吐出されないノズルにおいて、インクにおけるメニスカスが停止した状態で維持される。
この場合、インクにおけるメニスカスの近傍において、インクに含まれる溶剤等が蒸発して、ノズルにおけるインクの粘度が上昇する。
その結果、ノズルにおけるインク液滴の吐出が乱れたり、ノズルが目詰まりしたりしてインク液滴が吐出できなくなる場合がある。
例えば、インクを吐出させるための吐出信号を発生させる吐出信号発生手段と、インクを吐出させない程度の微振動信号を周期的に発生させる微振動信号発生手段とを設け、前記各吐出信号及び微振動信号中に含まれる波形要素を連結することにより得られる新たな駆動パルスを圧力発生素子に入力し、待機中のインクに微振動を与えてインクの粘度が上がらないようにする技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ノズルは、記録媒体に向けてインク液滴を吐出可能な複数のノズルであって、インクのメニスカスを形成する。
加圧室は、複数の前記ノズルそれぞれに連通して設けられ、内部にインクが充填される。
圧電素子は、駆動電圧の印加により変形して前記加圧室に充填されたインクを前記ノズルからインク液滴として吐出させる。
環境条件取得部は、周囲の環境条件を取得可能である。
印加部は、前記圧電素子に駆動電圧を印加する。
制御部は、印字状態における印字時に前記ノズルから液滴を吐出させるように前記圧電素子を変形させる吐出駆動電圧を前記印加部に出力させると共に、印字状態における印字時と印字時との間の非印字時に前記ノズル内のメニスカスを揺動させるよう前記圧電素子を所定振動回数だけ振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる。
そして、制御部は、前記環境条件取得部により取得された前記環境条件、又は前記取得された環境条件に基づいて算出又は取得されたインクのゼロせん断粘度に基づいて、非印字時における前記圧電素子の振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ前記圧電素子を振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる。
ノズルは、記録媒体に向けてインク液滴を吐出可能な複数のノズルであって、インクのメニスカスを形成する。
加圧室は、複数の前記ノズルそれぞれに連通して設けられ、内部にインクが充填される。
圧電素子は、駆動電圧の印加により変形して前記加圧室に充填されたインクを前記ノズルからインク液滴として吐出させる。
環境条件取得部は、周囲の環境条件を取得可能である。
印加部は、前記圧電素子に駆動電圧を印加する。
制御部は、印字状態における印字時に前記ノズルから液滴を吐出させるように前記圧電素子を変形させる吐出駆動電圧を前記印加部に出力させると共に、印字状態における印字時と印字時との間の非印字時に前記ノズル内のメニスカスを揺動させるよう前記圧電素子を所定振動回数だけ振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる。
そして、制御部は、前記環境条件取得部により取得された前記環境条件に基づいて、非印字時における前記圧電素子の振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ前記圧電素子を振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる。
ノズルは、記録媒体に向けてインク液滴を吐出可能な複数のノズルであって、インクのメニスカスを形成する。
加圧室は、複数の前記ノズルそれぞれに連通して設けられ、内部にインクが充填される。
圧電素子は、駆動電圧の印加により変形して前記加圧室に充填されたインクを前記ノズルからインク液滴として吐出させる。
環境条件取得部は、周囲の環境条件を取得可能である。
印加部は、前記圧電素子に駆動電圧を印加する。
ゼロせん断粘度算出/取得部は、前記環境条件取得部により取得された環境条件に基づいて、インクのゼロせん断粘度を算出又は取得する。
制御部は、印字状態における印字時に前記ノズルから液滴を吐出させるように前記圧電素子を変形させる吐出駆動電圧を前記印加部に出力させると共に、印字状態における印字時と印字時との間の非印字時に前記ノズル内のメニスカスを揺動させるよう前記圧電素子を所定振動回数だけ振動させ揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる。
そして、制御部は、前記ゼロせん断粘度算出/取得部により算出又は取得された前記ゼロせん断粘度に基づいて、非印字時における前記圧電素子の振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ前記圧電素子を振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる。
まず、図1から9により、第1実施形態のインクジェット記録装置1について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態のインクジェット記録装置の概要を正面側から模式的に示す縦断面図である。図2は、第1実施形態のインクジェット記録装置において、各ラインヘッドに対応してキャップユニットが装着された状態における記録部及び搬送ユニットの周辺部を示す平面図である。図3は、図1におけるラインヘッドと搬送ベルト側面断面図である。図4は、図3に示すインクジェット記録装置の搬送ベルトを上方からみた平面図である。図5は、ラインヘッドの断面図である。図6は、メニスカス揺動における、メニスカス面の揺動の過程を示す図である。図7は、第1実施形態におけるインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。図8は、温度と、圧電素子の振動回数との関係を示したテーブルである。図9は、ラインヘッドのノズル列を示す図である。図10は、第1実施形態のインクジェット記録装置におけるメニスカス揺動動作を説明するフローチャートである。
搬送ベルト31としては、両端部を互いに重ね合わせて接合してエンドレス状にしたベルトや、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルト等が使用される。
4つのインクタンク23K,23C,23M,23Yは、4色のラインヘッド22K,22C,22M,22Yそれぞれに対応して、搬送ユニット30の下方に配置されている。4つのインクタンク23K,23C,23M,23Yは、4色のラインヘッド22K,22C,22M,22Yに供給されるインクを収容する。4つのインクタンク23K,23C,23M,23Yに収容された各色のインクは、後述する4つのポンプ機構24K,24C,24M,24Yに供給される。4つのインクタンク23K,23C,23M,23Yは、搬送ベルト31の用紙搬送方向Pに沿って、用紙搬送方向Pの上流側から下流側に向かって順に配列して配置されている。
4つのポンプ機構24K,24C,24M,24Yは、4つのインクタンク23K,23C,23M,23Yに収容された各色のインクを一旦収容する。そして、4つのポンプ機構24K,24C,24M,24Yに収容された各色のインクは、4つのポンプ機構24K,24C,24M,24Yから4色のラインヘッド22K,22C,22M,22Yへ供給される。
インク供給部100の詳細については後述する。
複数のベアリング43は、偏心カム41の回転時において、周縁方向で隣り合う2個のベアリング43が同時に搬送ユニット30の外底面に当接する期間を有するような間隔に、配置されている。
図3に示すように、インクジェット記録装置1の右側部には記録用紙Tを収容する給紙カセット3が設けられている。給紙カセットの一端部には、収容された記録用紙Tを、最上位の記録用紙Tから順に1枚ずつ後述する搬送ベルト31へと搬送給紙するための給紙ローラー4が設けられる。
ノズル74(図4参照)は、ラインヘッド22に複数形成される。複数のノズル74それぞれは、記録用紙T(記録媒体)に向けてインク液滴を吐出可能に構成される。複数のノズル74それぞれは、メニスカス面Mを形成可能に構成される。
複数の加圧室76は、複数のノズル74それぞれに連通して設けられ、内部にインクWが充填される。
振動板79における加圧室76と反対側の面には、共通電極80が積層配置される。共通電極80は、複数の加圧室76に対応する領域にわたって連続して配置される。
複数の圧電素子72それぞれにおける共通電極80と反対側の面には、複数の個別電極81が配置される。複数の圧電素子72それぞれは、後述する個別電極81を介してラインヘッド制御回路66から印加される駆動電圧により変形して複数の加圧室76それぞれに充填されたインクWを複数のノズル74それぞれからインク液滴として吐出させる。
また、複数の圧電素子72それぞれは、個別電極81を介してラインヘッド制御回路66から印加される駆動電圧により変形して、単位時間あたり所定数だけ振動する。そして、複数の圧電素子72それぞれは、メニスカス面Mを揺動させる
個別電極81は、ラインヘッド制御回路66からの吐出駆動電圧、及び揺動駆動電圧を圧電素子72に出力(印加)する。個別電極81は、印字時において、ラインヘッド制御回路66からの吐出駆動電圧を圧電素子72に出力し、非印字時において、ラインヘッド制御回路66からの揺動駆動電圧を圧電素子72出力する。
上述の通り、ラインヘッド制御回路66から複数の個別電極81を介して揺動駆動電圧が印加されると、複数の圧電素子72それぞれは、単位時間あたり所定の振動数で、所定振動時間だけ振動する。言い換えると、複数の圧電素子72それぞれは、所定振動回数だけ振動する。これにより、複数のノズル74それぞれに形成されるメニスカス面Mは、揺動する。
まず、加圧室76内にインクWが充填された状態において、複数のノズル74それぞれには、メニスカス面Mが形成される。
そして、図6における(a)に示されるように静止状態にあるインク吐出口75近傍のメニスカス面Mは、圧電素子72への揺動駆動電圧の印加によって、図6における(b)に示されるように加圧室76内へと引き込まれる。
続けて、揺動駆動電圧が印加されない状態において、メニスカス面Mは、図6における(c)に示されるように、加圧室76内へ引き込まれた反動で加圧室76の外側方向へ膨らむ。
そして、メニスカス面Mは、振幅を徐々に減少させながら複数回の振動(揺動)を繰り返して、図6における(a)に示すような静止状態に収束する。
このように、圧電素子72への1回の駆動電圧の印加により、メニスカス面Mは、図6における(a)〜(c)に示される一連の動作を含むメニスカス揺動をする。
ここで、圧電素子72における振動回数は、制御部60により設定される。制御部609は、圧電素子72における振動回数を変更する。制御部60は、振動時間、単位時間あたりの振動数等を変更することで、圧電素子72における振動回数を変更する。例えば、制御部60は、単位時間あたりの振動数を一定とした場合、振動時間を長くすることで、圧電素子72における振動回数を多くさせる。
ここで、圧電素子72の振動回数は、例えば、2000回以下、好ましくは400回以上1500回以下に設定される。
ここで、印字状態とは、インクジェット記録装置1が印刷ジョブを実行中の状態をいう。印字状態において、文字及び/又は画像を形成する(ノズルからインクを吐出する)印字時と、印字時と次の印字時との間の非印字時と、がある。
制御部90は、印字状態における印字時の全部又は一部において、メニスカス面Mを揺動させるよう、所定振動回数だけ圧電素子72を振動させる揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66(印加部)に出力させる。制御部90は、印字状態における印字時の一部、例えば、搬送される用紙Tと用紙Tとの間の領域にノズル74が対向しているときに、上述の揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66(印加部)に出力させてもよい。制御部90は、いわゆる紙間においてメニスカス面Mを揺動させるよう、揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66(印加部)に出力させるよう構成されてもよい。
この場合、例えば、制御部90は、インクジェット記録装置1が150枚/分で印字する場合、所定のノズル74に対向する位置に用紙Tの後端が位置した後、次の用紙Tの前端部が位置するまでの間(例えば、0.15秒)における所定時間内(例えば、0.1秒)だけ、メニスカス面Mを揺動させるよう、揺動駆動電圧をラインヘッド制御部66(印加部)に出力させるよう構成されてもよい。
制御部90は、全ての紙間においてメニスカス面Mを揺動させるよう、揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66(印加部)に出力させるよう構成されてもよい。また、制御部90は、全ての紙間ではなく所定間隔ごとの紙間において、メニスカス面Mを揺動させるよう、揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66(印加部)に出力させるよう構成されてもよい。
インクジェット記録装置1は、インターフェイス59と、制御部60と、ROM62と、RAM63と、エンコーダー64と、モーター制御回路65と、ラインヘッド制御回路66と、電圧制御回路67と、湿度センサー69と、温度センサー70とを有する。
制御部60は、印字時においてノズル74から液滴を吐出させるように圧電素子72を変形させる吐出駆動電圧を、ラインヘッド制御回路66に出力させると共に、非印字時においてノズル74内のメニスカス面Mを揺動させるよう圧電素子72を所定振動回数だけ振動させる揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66に出力させる。
また、制御部60は、ラインヘッド制御回路66を介して、ノズル74におけるインクWの吐出、及びインクWのメニスカス面Mの揺動を制御する。
制御部60は、圧電素子72の単位時間あたりの振動数及び振動時間の情報を含む揺動駆動信号をラインヘッド制御回路66に出力することで、ラインヘッド制御回路66に揺動駆動電圧を出力させる。
そして、制御部60は、変更した振動時間の情報を含む揺動駆動信号をラインヘッド制御回路66に出力する。これにより、ラインヘッド制御回路66は、変更された振動時間だけ圧電素子72を振動させる揺動駆動電圧を出力する。
つまり、制御部60は、温度センサー70により取得された温度に応じて、圧電素子72における振動回数を設定(変更)する。制御部60は、圧電素子72の振動回数の情報を含む揺動駆動信号(例えば、パルス信号)を、ラインヘッド制御回路66に出力する。そして、ラインヘッド制御回路66は、設定(変更)された振動回数だけ圧電素子72を振動させる揺動駆動電圧を圧電素子72に対して出力する。
言い換えると、制御部60は、温度センサー70により取得された温度に応じて、圧電素子72における振動時間を設定(変更)する。制御部60は、圧電素子72の単位時間あたりの振動数及び振動時間の情報を含む揺動駆動信号を、ラインヘッド制御回路66に出力する。そして、ラインヘッド制御回路66は、所定の単位時間あたりの振動数(本実施形態において一定)で、設定(変更)された振動時間だけ圧電素子72を振動させる揺動駆動電圧を圧電素子72に対して出力する。
本実施形態において、制御部60は、上記温度がT1以上T2未満の場合、圧電素子72をN1(回)振動させる揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66に出力させる。また、制御部60は、上記温度がT2以上T3未満の場合、圧電素子72をN2(回)振動させる揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66に出力させる。また、制御部60は、上記温度がT3以上の場合、圧電素子72をN3(回)振動させる揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66に出力させる。ここで、N1、N2、N3いずれも、非印字時ごと(例えば、紙間ごと)に実施される振動の回数である。
そして、制御部60は、湿度センサー69(環境条件取得部)により取得された湿度条件に基づいて、第1モードと第2モードとにモード変更可能に構成される。
そして、制御部60は、第1モードにおいて、非印字時における圧電素子72の振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ圧電素子72を振動させる揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66に出力させることをしない。制御部60は、第1モードにおいて、非印字時における圧電素子72の振動回数を変更せず、又は、変更した振動回数だけ圧電素子72を振動させる揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66に出力させない。
そして、制御部60は、第2モードにおいて、非印字時における圧電素子72の振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ圧電素子72を振動させる揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66に出力させる。
ROM62に記憶されたテーブル500は、温度範囲と、該温度範囲に対応する振動回数(フラッシング回数)と、を互いに関連づけて格納する。
本実施形態において、テーブル500は、低温(T1以上T2未満)の場合は振動回数がN1(回)、中温(T2以上T3未満)の場合は振動回数がN2(回)、高温(T3以上)の場合は振動回数がN3(回)である情報を格納する。
なお、温度については、0℃<T1℃<T2℃<T3℃である。
また、振動回数については、NX>N1>N2>N3>0である。ここで、NXは、ノズル74からインクWが吐出に至らない回数である。
また、ここで、上述の制御部60は、例えばN2を、非印字時における通常の振動回数として設定してもよい。この場合、制御部60は、温度センサー70が取得した温度が低い場合又は取得した温度が高い場合に、振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ圧電素子72を振動させる揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66に出力させる。
温度センサー70(環境情報取得部)は、温度条件(情報)を取得する。記録部20の周辺に設けられて、記録部20の周囲の温度を測定する。
本実施形態において、湿度センサー69と温度センサー70とは、ラインヘッド22における周囲の環境条件(湿度、温度)を取得可能になっている。
湿度センサー69及び温度センサー70は、取得した温度情報及び湿度情報を、制御部60に出力する。
まず、ステップST101において、インクジェット記録装置1(制御部60)は、通常の揺動動作において設定される振動回数だけ圧電素子72を振動させる。インクジェット記録装置1(制御部60)は、通常の揺動動作において設定される単位時間あたりの振動数で、通常の揺動動作において設定される所定振動時間だけ、圧電素子72を振動させる。
インクジェット記録装置1(制御部60)は、湿度A(%)が所定の湿度B(%)以下であると判定した場合(ステップST103、YES)、処理をステップST104に進める。
また、インクジェット記録装置1(制御部60)は、湿度A(%)が所定の湿度B(%)より高いと判定した場合(ステップST103、NO)、処理をステップST105に進める。
続けて、ステップST107において、インクジェット記録装置1(制御部60)は、測定された温度に基づいて、圧電素子72における振動回数を設定(変更する)。例えば、インクジェット記録装置1(制御部60)は、テーブル500を参照して、圧電素子72における振動回数を設定(変更)する。
インクジェット記録装置1(制御部60)は、印刷指示がない場合(ステップST110、NO)、処理をステップST102の前に戻す。
そして、インクジェット記録装置1(制御部60)は、印刷指示がある場合(ステップST110、YES)、揺動動作を終了させる。
また、これにより、インクジェット記録装置1は、高温環境下においてメニスカス面の揺動を少なくし、低温環境下においてメニスカス面の揺動を多くする。これにより、インクジェット記録装置1は、ノズル74における吐出性の低下を抑制する。
また、これにより、インクジェット記録装置1は、高温環境下で、メニスカス面の揺動により発生するノズル74内への空気の侵入を抑制可能に構成される。これにより、インクジェット記録装置1は、ノズルにおける吐出性の低下を抑制可能に構成される。
また、これにより、インクジェット記録装置1は、インクの吐出性に大きく影響する温度に基づいて、圧電素子における振動回数を変更するので、ノズルにおける吐出性の低下をより好適に抑制可能に構成される。
これにより、インクジェット記録装置1は、ノズルにおける吐出性の低下をより好適に抑制できる。
これにより、インクジェット記録装置1は、ノズルにおける吐出性の低下をより好適に抑制できる。
第2実施形態におけるインクジェット記録装置1Aは、インクにおけるゼロせん断粘度に基づいて圧電素子72における振動回数を変更する点で、第1実施形態におけるインクジェット記録装置1と相違する。
上述の通り、図13は15℃のせん断粘度とsinθとの関係図であり、同様な方法で各温度におけるゼロせん断粘度を求めてグラフにしたのが図14である。図12に示す温度とゼロせん断粘度との関係は、図14のグラフに基づいて得たものである。
ゼロせん断粘度算出/取得部71は、温度センサー70により測定された温度に基づいて、ゼロせん断粘度を所定の算出式、グラフ、プログラム等により算出し、又はゼロせん断粘度をROM62に記憶されるテーブル500A等から取得する。
ここで、ROM62は、ノズル74から吐出されるインクWにおけるゼロせん断粘度が記憶される記憶部であって、所定温度と該所定温度におけるゼロせん断粘度とが関連づけて記憶されるテーブル500Aを格納する記憶部である。
制御部60は、温度ではなく、温度に基づいて算出又は取得されたゼロせん断粘度に基づいて、非印字時における圧電素子72の振動回数を変更する。そして、制御部60は、変更した振動回数だけ圧電素子72を振動させる揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66に出力させる。
具体的には、制御部60は、湿度センサー69により測定された湿度に基づいて非印字時における圧電素子72の振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ圧電素子72を振動させる揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66に出力させることをしない第1モードと、湿度センサー69により測定された湿度に基づいて非印字時における圧電素子72の振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ圧電素子72を振動させる揺動駆動電圧をラインヘッド制御回路66に出力させる第2モードと、を有する。そして、制御部60は、湿度センサー69により測定された湿度に基づいて、第1モードと第2モードとにモード変更可能に構成される。
まず、ステップST201において、インクジェット記録装置1A(制御部60)は、通常の揺動動作において設定される振動回数だけ圧電素子72を振動させる。インクジェット記録装置1(制御部60)は、通常の揺動動作において設定される単位時間あたりの振動数で、通常の揺動動作において設定される所定振動時間だけ、圧電素子72を振動させる。
インクジェット記録装置1A(制御部60)は、湿度A(%)が所定の湿度B(%)以下であると判定した場合(ステップST203、YES)、処理をステップST204に進める。
また、インクジェット記録装置1A(制御部60)は、湿度A(%)が所定の湿度B(%)より高いと判定した場合(ステップST203、NO)、処理をステップST205に進める。
続けて、ステップST207において、インクジェット記録装置1A(ゼロせん断粘度算出/取得部71)は、温度に基づいて、ゼロせん断粘度を算出又は取得する。
インクジェット記録装置1A(制御部60)は、印刷指示がない場合(ステップST211、NO)、処理をステップST202の前に戻す。
そして、インクジェット記録装置1A(制御部60)は、印刷指示がある場合(ステップST211、YES)、揺動動作を終了させる。
また、これにより、インクジェット記録装置1Aは、インクの状態に応じて圧電素子における振動回数を変更する。これにより、インクジェット記録装置1Aは、ノズル74における吐出性の低下を好適に抑制する。
また、これにより、インクジェット記録装置1Aは、ゼロせん断粘度の低いインクにおけるメニスカス面の揺動を少なくし、ゼロせん断粘度の高いインクにおけるメニスカス面の揺動を多くする。これにより、インクジェット記録装置1は、ノズル74における吐出性の低下を抑制する。
また、これにより、インクジェット記録装置1Aは、ゼロせん断粘度の低いインクにおけるメニスカス面の揺動により発生するノズル74内への空気の侵入を抑制可能に構成される。これにより、インクジェット記録装置1Aは、ノズルにおける吐出性の低下を抑制可能に構成される。
また、これにより、インクジェット記録装置1Aは、インクの吐出性に大きく影響するゼロせん断粘度に基づいて、圧電素子における振動回数を変更するので、ノズルにおける吐出性の低下をより好適に抑制可能に構成される。
これにより、インクジェット記録装置1Aは、ノズルにおける吐出性の低下をより好適に抑制できる。
これにより、インクジェット記録装置1Aは、ノズルにおける吐出性の低下をより好適に抑制できる。
上述のように、インクジェット記録装置において、圧電素子の振動回数は、ゼロせん断粘度が5.0mPa・s以下の場合、500回以下、ゼロせん断粘度が5.0より大きく9.0mPa・sより小さい場合、500〜1000回、ゼロせん断粘度が9.0mPa・s以上の場合、1000回以上が好ましいとして例示している。
下記において、上記設定された数値の根拠について説明する。
インクの組成及び製造方法、評価方法、評価結果を下記に示す。
(アクリル樹脂の合成)
アクリル樹脂については、下記に説明する。
アクリル樹脂を合成する方法としては、容易、且つ、安定的な重合方法であるマクロモノマー合成法を採用した。
ポリスチレンの分子末端の一個に(メタ)アクリロイル基が結合したオリゴマー(Mn=6,000、商品名:AS−6、東亜合成株式会社製)を採用し、樹脂の比率に合う様にその他のモノマーを添加した。
上記モノマーはMEK中で、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物等の公知な開始剤と共に重合反応させ分子量60000のアクリル樹脂を得た。反応終了後、溶媒を減圧留去した。
また、得られた樹脂の分子量は、ゲルろ過クロマトグラフィーにより重量平均分子量を確認し、酸価も滴定により確認した。
顔料としては、シアン:P. B−15:3を使用した。
実験に使用する顔料分散体に関して、画像品質を求める場合には、微粒子且つ数万の分子量をもつ樹脂に被覆された顔料分散体が適している。
上記条件を満たす材料として、スチレンアクリル樹脂が挙げられ、酸価 150〜300の範囲の樹脂が適性である。(酸価が低い場合には顔料分散性が悪く微粒子化が困難となり、発色・着色力が落ちる。また酸価が高い場合はインクの保存安定性が悪くなる。)
また、種々の材料を上記の組成で混合し、メディア型分散機にて混練を行った。分散機に関しては、湿式分散機(ナノグレンミル:淺田鉄工株式会社製)を採用した。
分散条件としては、小径ビーズ(0.5・1.0mmジルコニアビーズ)をベッセル内にセットし、顔料分散体の分散粒度として、平均粒子径が70〜130nmになるように調整した。また、ビーズ系を変えることで分散度合いや遊離樹脂量を変化させた。当然、より小さいビーズ径を使用すれば容易に微粒子化が出来、且つ樹脂の顔料に対する被覆は強くなる。
粒度分布測定に関しては、イオン交換水で300倍に希釈した溶液をゼータサイザー ナノ(シスメックス株式会社製)を測定装置として使用した。
ここで、顔料分散体配合は、表1に示す通りである。
また、インクの配合は、表2に示す通りである。
インクジェット記録装置に使用されるインクについて、ゼロせん断粘度が4mPa・s、5mPa・s、9mPa・s、10mPa・sとなる環境で、着弾ばらつき、濃度、サテライト評価について評価した。
評価項目及び評価基準は、下記の通りである。
(着弾ばらつき)
600dpiのヘッドの全ノズル(2564ピン)から同時に吐出する画像を、被記録媒体を搬送速度846.7mm/sec、液滴の吐出速度を8m/sにて画像を印字した。その印画物を画像処理システム装置Da−6000(王子計測機器社株式会社製)にて測定した。
画像を取り込み、その画像の2値化を行い画像修正した。その後Da−6000での一画素あたりの輝度分布を測定し、平均化して二次で表現する。
(評価基準)
○:着弾ばらつき10μm未満(下限値)
△:着弾ばらつき10μm〜15μm
×:着弾ばらつき15μm以上
印字濃度は、22C(図2)ヘッドを使用して被記録媒体への打込み量が15g/m2となるように吐出量を制御し、搬送速度846.7mm/secにてベタ画像を印字した。
なお、用紙は王子製紙株式会社製のIJW(銘柄)をA4サイズにカットしたものを使用し、画像サイズは10×10cmとした。
印字濃度は、画像を印字してから一昼夜放置後、グレタグマクベスを使用し、D50光源、視野角2°で測定した。
(評価基準)
○:印字濃度が0.98以上
×:印字濃度が0.98未満
画像を記録ヘッドにより光沢紙に印画して、そのドットの印字状態を顕微鏡にて観察し評価した。
(評価基準)
○:サテライトが発生していない
×:サテライトが発生している
以下の表3から表6により、着弾ばらつきの評価結果を示す。
また、表7から10により、濃度の評価結果を示す。
また。表11から表14により、サテライト評価の評価結果を示す。
例えば、本実施形態において、インクジェット記録装置として、カラーのインクジェット記録装置(プリンター)について説明しているが、これに限定されず、インクジェット記録装置は、モノクロプリンター、モノクロコピー機、カラーコピー機、ファクシミリ又はこれらの複合機等であってもよい。
Claims (8)
- 記録媒体に向けてインク液滴を吐出可能な複数のノズルであって、インクのメニスカスを形成するノズルと、
複数の前記ノズルそれぞれに連通して設けられ、内部にインクが充填される加圧室と、
駆動電圧の印加により変形して前記加圧室に充填されたインクを前記ノズルからインク液滴として吐出させる圧電素子と、
周囲の環境条件を取得可能な環境条件取得部と、
前記圧電素子に駆動電圧を印加する印加部と、
印字状態における印字時に前記ノズルから液滴を吐出させるように前記圧電素子を変形させる吐出駆動電圧を前記印加部に出力させると共に、印字状態における印字時と印字時との間の非印字時に前記ノズル内のメニスカスを揺動させるよう前記圧電素子を所定振動回数だけ振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる制御部であって、
前記環境条件取得部により取得された前記環境条件に基づいて、非印字時における前記圧電素子の振動回数を変更すると共に、変更した単位時間あたりの振動回数だけ前記圧電素子を振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる制御部と、を備え、
前記環境条件取得部は、湿度条件を取得可能に構成され、
前記制御部は、
前記環境条件取得部により取得された前記環境条件に基づいて非印字時における前記圧電素子の振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ前記圧電素子を振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させることをしない第1モードと、
前記環境条件取得部により取得された前記環境条件に基づいて非印字時における前記圧電素子の振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ前記圧電素子を振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる第2モードと、を有すると共に、
前記環境条件取得部により取得された湿度条件に基づいて、前記環境条件取得部により取得された湿度が所定閾値より高い場合に前記第1モードに遷移させ、前記環境条件取得部により取得された湿度が所定閾値以下の場合に前記第2モードに遷移させる
インクジェット記録装置。 - 前記環境条件取得部は、温度条件を取得し、
前記制御部は、
前記環境条件取得部により取得された温度条件に基づいて、非印字時における前記圧電素子の振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ前記圧電素子を振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる
請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 記録媒体に向けてインク液滴を吐出可能な複数のノズルであって、インクのメニスカスを形成するノズルと、
複数の前記ノズルそれぞれに連通して設けられ、内部にインクが充填される加圧室と、
駆動電圧の印加により変形して前記加圧室に充填されたインクを前記ノズルからインク液滴として吐出させる圧電素子と、
周囲の環境条件を取得可能な環境条件取得部と、
前記圧電素子に駆動電圧を印加する印加部と、
前記環境条件取得部により取得された環境条件に基づいて、インクのゼロせん断粘度を算出又は取得するゼロせん断粘度算出/取得部と、
印字状態における印字時に前記ノズルから液滴を吐出させるように前記圧電素子を変形させる吐出駆動電圧を前記印加部に出力させると共に、印字状態における印字時と印字時との間の非印字時に前記ノズル内のメニスカスを揺動させるよう前記圧電素子を所定振動回数だけ振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる制御部であって、
前記ゼロせん断粘度算出/取得部により算出又は取得された前記ゼロせん断粘度に基づいて、非印字時における前記圧電素子の振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ前記圧電素子を振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる制御部と、を備え、
前記環境条件取得部は、湿度条件を取得可能に構成され、
前記制御部は、
前記環境条件取得部により取得された前記環境条件に基づいて非印字時における前記圧電素子の振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ前記圧電素子を振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させることをしない第1モードと、
前記環境条件取得部により取得された前記環境条件に基づいて非印字時における前記圧電素子の振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ前記圧電素子を振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる第2モードと、を有すると共に、
前記環境条件取得部により取得された湿度条件に基づいて、前記環境条件取得部により取得された湿度が所定閾値より高い場合に前記第1モードに遷移させ、前記環境条件取得部により取得された湿度が所定閾値以下の場合に前記第2モードに遷移させる
インクジェット記録装置。 - 前記環境条件取得部は、温度条件を取得し、
前記ゼロせん断粘度算出/取得部は、前記環境条件取得部により取得された温度条件に基づいて、ゼロせん断粘度を算出し、
前記制御部は、
前記ゼロせん断粘度算出/取得部により算出されたゼロせん断粘度に基づいて、非印字時における前記圧電素子の振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ前記圧電素子を振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる
請求項3に記載のインクジェット記録装置。 - 前記ノズルから吐出されるインクにおけるゼロせん断粘度が記憶される記憶部であって、所定温度と該所定温度におけるゼロせん断粘度とが関連づけて記憶される記憶部と、を更に備え、
前記環境条件取得部は、温度条件を取得し、
前記ゼロせん断粘度算出/取得部は、
前記環境条件取得部により取得された温度条件に基づいて前記記憶部よりゼロせん断粘度を取得し、
前記制御部は、
前記ゼロせん断粘度算出/取得部により取得されたゼロせん断粘度に基づいて、非印字時における前記圧電素子の振動回数を変更すると共に、変更した振動回数だけ前記圧電素子を振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる
請求項3に記載のインクジェット記録装置。 - 前記制御部は、
前記圧電素子を振動させる振動時間を変更することで前記振動回数を変更すると共に、前記変更した振動回数だけ前記圧電素子を振動させる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる
請求項1から5のいずれかに記載のインクジェット記録装置。 - 前記制御部は、
非印字時における前記圧電素子の振動回数を2000回以下とさせる揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる
請求項1から6のいずれかに記載のインクジェット記録装置。 - 前記制御部は、
非印字時における前記圧電素子の振動回数を、
ゼロせん断粘度が5.0mPa・s以下の場合、500回以下、
ゼロせん断粘度が5.0より大きく9.0mPa・sより小さい場合、500〜1000回、
ゼロせん断粘度が9.0mPa・s以上の場合、1000回以上
とさせるよう揺動駆動電圧を前記印加部に出力させる
請求項3から5のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
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