JP6171481B2 - 印刷装置、及び、印刷方法 - Google Patents

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

また、インク非吸収性の媒体に着弾したインクは流動し易い。そのため、媒体に着弾したインクの乾燥を早めてインク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。ただし、媒体を加熱することで、ヘッドのノズル形成面も加熱されてしまい、ノズルからインク溶媒が蒸発して、ノズルが目詰まりし易くなってしまう。ノズルが目詰まりすると、ノズルから既定量のインクが吐出されなかったり、ノズルから吐出されたインク滴の飛翔方向がずれたりと、吐出不良が発生し、印刷画像の画質が劣化してしまう。

そこで、本発明では、ノズルの目詰まりを抑制する印刷装置、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、前記ノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記ノズル及び前記圧力室に対応する複数の駆動素子と、を備えるヘッドと、インク非吸収性であって、所定方向における長さが６４インチ以下である媒体と、前記ヘッドを前記所定方向に移動する移動機構と、前記媒体を加熱する加熱部と、前記移動機構により前記ヘッドを前記所定方向に移動させるとともに、前記圧力室内の前記インクに圧力変動を生じさせる駆動波形を前記駆動素子に印加する制御部を有し、前記制御部は、前記ノズルが前記インクを吐出しない場合、前記ノズルに対応する前記駆動素子に前記ノズルから前記インクを吐出させない大きさの微振動波形を印加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はヘッドの移動方向から見た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。 ピエゾ素子を駆動する駆動信号を説明する図である。 ヘッド駆動回路を説明する図である。 図５Ａは実施例１における印刷方法を示すフローであり、図５Ｂはフラッシング処理を説明する図である。 微振動波形の強さとヘッドの移動距離を変化させてノズルからのインク吐出の状態を評価した結果を示す表である。 実施例２の印刷方法を説明する図である。

＝＝＝開示の概要＝＝＝
本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかとなる。

即ち、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、前記ノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記ノズル及び前記圧力室に対応する複数の駆動素子と、を備えるヘッドと、インク非吸収性であって、所定方向における長さが６４インチ以下である媒体と、前記ヘッドを前記所定方向に移動する移動機構と、前記媒体を加熱する加熱部と、前記移動機構により前記ヘッドを前記所定方向に移動させるとともに、前記圧力室内の前記インクに圧力変動を生じさせる駆動波形を前記駆動素子に印加する制御部を有し、前記制御部は、前記ノズルが前記インクを吐出しない場合、前記ノズルに対応する前記駆動素子に前記ノズルから前記インクを吐出させない大きさの微振動波形を印加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。

かかる印刷装置であって、前記微振動波形は、前記圧力室を膨張させる第１要素と、前記圧力室を収縮させる第２要素と、を有し、前記第１要素の始端電位と終端電位の電位差の上限値が、前記ノズルから前記インクが吐出されない電位差であること。
このような印刷装置によれば、ドットを形成すべきでない媒体上の画素に向けてノズルからインクが吐出されてしまうことを防止できる。

かかる印刷装置であって、前記微振動波形は、前記圧力室を膨張させる第１要素と、前記圧力室を収縮させる第２要素と、を有し、前記第１要素の始端電位と終端電位の電位差の下限値が、前記ノズルから前記インクを吐出させるときに前記駆動素子に印加する吐出波形における最高電位と最低電位の電位差の３５％であること。
このような印刷装置によれば、所定方向の長さが最大長さである６４インチの媒体に画像を印刷するときにも、ノズルの目詰まりを抑制することができる。

かかる印刷装置であって、前記所定方向における両側の非印刷領域に、前記ノズルから吐出された前記インクを受けるインク受け部が配置され、前記制御部は、前記移動機構により前記ヘッドを前記所定方向に移動させる毎に、前記所定方向における両側の前記非印刷領域において前記ノズルから前記インク受け部に向けて前記インクを吐出させること。
このような印刷装置によれば、ノズルの目詰まりを抑制することができる。

かかる印刷装置であって、前記所定方向における両側の非印刷領域に、前記ノズルから吐出された前記インクを受けるインク受け部が配置され、前記制御部は、前記移動機構により前記ヘッドを前記所定方向の一方側に移動させた後に、前記所定方向における前記他方側の前記非印刷領域まで前記ヘッドを折り返し移動させた際に、前記ノズルから前記インク受け部に向けて前記インクを吐出させること。
このような印刷装置によれば、ノズルの目詰まりを抑制しつつ、印刷時間を出来る限り短縮することができる。

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、前記ノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記ノズル及び前記圧力室に対応する複数の駆動素子と、を備えるヘッドによって、インク非吸収性であって、所定方向における長さが６４インチ以下である媒体へ画像を印刷する印刷方法であって、加熱されている前記媒体に向けて、前記ヘッドを前記所定方向に移動させるとともに、前記圧力室内の前記インクに圧力変動を生じさせる駆動波形を前記駆動素子に印加することと、制御部は、前記ノズルが前記インクを吐出しない場合、前記ノズルに対応する前記駆動素子に前記ノズルから前記インクを吐出させない大きさの微振動波形を印加することと、を有す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、ノズル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。
また、上記目的を達成するために提案される本発明は、以下の構成を備えたものであってもよい。
すなわち、本発明の印刷装置は、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、前記ノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記ノズル及び前記圧力室に対応する複数の駆動素子と、を備えるヘッドと、
インク非吸収性であって、所定方向における長さが６４インチ以下である媒体と、
前記ヘッドを前記所定方向に移動する移動機構と、
前記媒体を加熱する加熱部と、
前記移動機構により前記ヘッドを前記所定方向に移動させるとともに、前記圧力室内の前記インクに圧力変動を生じさせる駆動波形を前記駆動素子に印加する制御部を有し、
前記インクに含まれる顔料の平均粒子径が２５０ｎｍ以下であって、当該顔料の含有量がインクの総質量に対して、０．４質量％以上１２質量％以下であり、
前記インクが非プロトン性極性溶媒を含有し、当該非プロトン性極性溶媒の含有量がインクの総質量に対して、３質量％以上、３０質量％以下の範囲であり、
前記熱可塑性樹脂粒子の含有量が、インクの総質量対して０．５質量％以上、７質量％以下の範囲であって、当該熱可塑性樹脂の平均粒子径が５ｎｍ以上、４００ｎｍ以下の範囲であり、
前記熱可塑性樹脂粒子の最低造膜温度で表された熱変形温度が４０℃以上であり、
前記制御部は、前記ノズルが前記インクを吐出しない場合、前記ノズルに対応する前記駆動素子に前記ノズルから前記インクを吐出させない大きさの微振動波形を印加することを特徴とする。
このような印刷装置によれば、ノズル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。
また、上記構成において、前記微振動波形は、前記圧力室を膨張させる第１要素と、前記圧力室を収縮させる第２要素と、を有し、
前記第１要素の始端電位と終端電位の電位差の上限値が、前記ノズルから前記インクが吐出されない電位差である構成を採用することが望ましい。
このような印刷装置によれば、ドットを形成すべきでない媒体上の画素に向けてノズルからインクが吐出されてしまうことを防止できる。
さらに、上記各構成において、前記微振動波形は、前記圧力室を膨張させる第１要素と、前記圧力室を収縮させる第２要素と、を有し、
前記第１要素の始端電位と終端電位の電位差の下限値が、前記ノズルから前記インクを吐出させるときに前記駆動素子に印加する吐出波形における最高電位と最低電位の電位差の３５％である構成を採用することが望ましい。
このような印刷装置によれば、所定方向の長さが最大長さである６４インチの媒体に画像を印刷するときにも、ノズルの目詰まりを抑制することができる。
また、上記構成において、前記所定方向における両側の非印刷領域に、前記ノズルから吐出された前記インクを受けるインク受け部が配置され、
前記制御部は、前記移動機構により前記ヘッドを前記所定方向に移動させる毎に、前記所定方向における両側の前記非印刷領域において前記ノズルから前記インク受け部に向けて前記インクを吐出させる構成を採用することが望ましい。
このような印刷装置によれば、ノズルの目詰まりを抑制することができる。
さらに、前記所定方向における両側の非印刷領域に、前記ノズルから吐出された前記インクを受けるインク受け部が配置され、
前記制御部は、前記移動機構により前記ヘッドを前記所定方向の一方側に移動させた後に、前記所定方向における前記他方側の前記非印刷領域まで前記ヘッドを折り返し移動させた際に、前記ノズルから前記インク受け部に向けて前記インクを吐出させる構成を採用することが望ましい。
このような印刷装置によれば、ノズルの目詰まりを抑制しつつ、印刷時間を出来る限り短縮することができる。
そして、本発明の印刷方法は、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、前記ノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記ノズル及び前記圧力室に対応する複数の駆動素子と、を備えるヘッドによって、インク非吸収性であって、所定方向における長さが６４インチ以下である媒体へ画像を印刷する印刷方法であって、
前記インクに含まれる顔料の平均粒子径が２５０ｎｍ以下であって、当該顔料の含有量がインクの総質量に対して、０．４質量％以上１２質量％以下であり、
前記インクが非プロトン性極性溶媒を含有し、当該非プロトン性極性溶媒の含有量がインクの総質量に対して、３質量％以上、３０質量％以下の範囲であり、
前記熱可塑性樹脂粒子の含有量が、インクの総質量対して０．５質量％以上、７質量％以下の範囲であって、当該熱可塑性樹脂の平均粒子径が５ｎｍ以上、４００ｎｍ以下の範囲であり、
前記熱可塑性樹脂粒子の最低造膜温度で表された熱変形温度が４０℃以上であり、
加熱されている前記媒体に向けて、前記ヘッドを前記所定方向に移動させるとともに、前記圧力室内の前記インクに圧力変動を生じさせる駆動波形を前記駆動素子に印加することと、
制御部は、前記ノズルが前記インクを吐出しない場合、前記ノズルに対応する前記駆動素子に前記ノズルから前記インクを吐出させない大きさの微振動波形を印加することと、を有することを特徴とする。
このような印刷方法によれば、ノズル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。

＝＝＝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。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質量％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質量％から３０質量％であることが好ましく、１質量％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、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（移動機構に相当）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（所定方向に相当）に移動するためのものである。なお、本実施形態のプリンター１が印刷可能な媒体Ｓの移動方向における最大長さは６４インチである。従って、キャリッジ３２は移動方向に６４インチ以上の長さを移動可能である。

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を介して同色のインクを充填する複数の圧力室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の下面にノズルＮｚの開口部が形成され、ヘッド４１の下面では、吐出するインクの色毎にノズル開口が搬送方向に並んだノズル列が構成されている。例えば、ブラックインクを吐出するブラックノズル列Ｋや、シアンインクを吐出するシアンノズル列Ｃ、マゼンタインクを吐出するマゼンタノズル列Ｍ、イエローインクを吐出するイエローノズル列Ｙ等がヘッド４１の下面にて構成されている。

また、ピエゾ素子ＰＺＴは、各ピエゾ素子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から出力される駆動信号ＣＯＭにて発生する吐出波形Ｗａ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端部の非印刷領域に（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の下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の下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の下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の下面と媒体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く、ヒーター５１の温度を２５０℃以上３００℃以下に設定することが好ましい。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の上面や側面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。

また、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くなる（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が、インクの粘度が低下し過ぎるとノズルＮｚから安定してインクを吐出することができなくなってしまう。ただし、本実施形態のプリンター１では、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ため、高温の環境下でもノズルＮｚから安定してインクを吐出させることができる。

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（制御部に相当）は、移動方向の長さが６４インチ以下である媒体Ｓに対してキャリッジ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。

＝＝＝実施例１＝＝＝
＜＜ノズルＮｚの目詰まりについて＞＞
印刷中の使用頻度が低いノズルＮｚからは比較的に長い時間に亘ってインクが吐出されず、その間に、ノズル開口からインク溶媒が蒸発してノズルＮｚや圧力室４１１内のインクが増粘したり、紙粉や埃などの異物がノズルＮｚ内に混入したりして、ノズルＮｚが目詰まりする場合がある。特に、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、ヘッド４１のノズル形成面（下面）が加熱され、ノズルＮｚからインクの溶媒成分が蒸発し易く、ノズルＮｚが目詰まりし易くなっている。詳細には、ノズルＮｚからインク溶媒が蒸発してしまうことによって、ノズルＮｚ付近の樹脂濃度が高くなる。その結果、ノズルＮｚ付近の樹脂インクが増粘してしまい、吐出不良が発生し、さらに乾燥が進んで目詰まりが発生してしまう。また、例えば、ヒーター５１の温度を２５０℃〜３００℃の範囲に設定し、媒体Ｓの表面温度を４５℃〜６０℃にすると、ノズル形成面の温度は４０℃〜５５℃まで上がってしまう。前述したように、ノズル形成面の温度が樹脂インクのＭＦＴ以上になった場合、樹脂インクはノズルＮｚ付近で膜化してしまい、ノズルＮｚの目詰まりが発生してしまう。さらに、樹脂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、ノズルＮｚからのインク溶媒の蒸発が起こりやすくなる。したがって、ノズルＮｚがさらに目詰まりし易くなってしまう。

ノズルＮｚが目詰まりすると、ノズルＮｚからインクが吐出されないか又は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と、吐出不良が発生し、印刷画像の画質が劣化してしまう。そこで、本実施形態では、印刷中のノズルＮｚの目詰まりを抑制し、ノズルＮｚからのインク吐出不良を抑制することを目的とする。

＜＜ヘッド４１の駆動＞＞
図３は、ピエゾ素子ＰＺＴを駆動する第１駆動信号ＣＯＭ１と第２駆動信号ＣＯＭ２を説明する図であり、図４は、ヘッド駆動回路８０（制御部に相当）を説明する図である。本実施例では、ヘッド４１に設けられた各ノズルＮｚが３種類のサイズのドット（大ドット・中ドット・小ドット）を形成可能とし、媒体Ｓ上の１画素（１ドットが形成される単位領域）が４階調で表現される。また、媒体Ｓ上の１画素が１つのノズルＮｚと対向する期間を「繰り返し周期Ｔ」と呼ぶ。図３に示すように、ラッチ信号ＬＡＴにおける或る立ち上がりパルスから次の立ち上がりパルスまでの期間が繰り返し周期Ｔに相当する。

第１駆動信号ＣＯＭ１では、繰り返し周期Ｔ毎に微振動波形Ｗｂと吐出波形Ｗａが１つずつ発生し、繰り返し周期Ｔにおける期間ｔ１１にて微振動波形Ｗｂが発生し、期間ｔ１２にて吐出波形Ｗａが発生する。一方、第２駆動信号ＣＯＭ２では、繰り返し周期Ｔ毎に２つの吐出波形Ｗａが発生し、繰り返し周期Ｔにおける期間ｔ２１と期間ｔ２２にてそれぞれ吐出波形Ｗａが発生し、期間ｔ２３では電位が変化しない。そして、ノズルＮｚが形成すべきドットサイズに応じて、そのノズルＮｚに対応するピエゾ素子ＰＺＴに、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２で発生する波形Ｗａ，Ｗｂを適宜印加することで、ドットサイズに応じた量のインクがノズルＮｚから吐出されたり、ノズルＮｚからインクが吐出されなかったりする。なお、本実施例では、２種類の駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２でピエゾ素子ＰＺＴを駆動するがこれに限らず、例えば、１種類の駆動信号ＣＯＭでピエゾ素子ＰＺＴを駆動してもよい。

吐出波形Ｗａは、ノズルＮｚからインク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は、中間電位Ｖｃから第１最低電位Ｖｌａまで電位を下降させる第１膨張要素Ｓ１と、第１最低電位Ｖｌａから第１最高電位Ｖｈａまで電位を上昇させる第２収縮要素Ｓ２と、第１最高電位Ｖｈａから中間電位Ｖｃに電位を戻す第３要素Ｓ３と、を有する。第１膨張要素Ｓ１がピエゾ素子ＰＺＴに印加されると、圧力室４１１が膨張する。その後、第２収縮要素Ｓ２がピエゾ素子ＰＺＴに印加されると、急激に、圧力室４１１は収縮し、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、圧力室４１１の容積が元に戻る。

一方、微振動波形Ｗｂは、ノズルＮｚからインクを吐出させずに、ノズルＮｚ内のインクを微振動させるための波形である。微振動波形Ｗｂは、中間電位Ｖｃから第２最低電位Ｖｌｂまで電位を下降させる第４膨張要素Ｓ４（第１要素に相当）と、第２最低電位Ｖｌｂを保持する第５ホールド要素Ｓ５と、第２最低電位Ｖｌｂから中間電位Ｖｃまで電位を上昇させる第６収縮要素Ｓ６（第２要素に相当）と、を有する。第４膨張要素Ｓ４がピエゾ素子ＰＺＴに印加されることで圧力室４１１が膨張し、ノズルＮｚ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）が圧力室４１１側に引き込まれる。その後、第５ホールド要素Ｓ５がピエゾ素子ＰＺＴに印加されている期間に亘ってメニスカスが自由振動し、ノズルＮｚからインクが吐出されない程度にノズルＮｚ内のインクが微振動される。その結果、ノズルＮｚ内のインクが攪拌されて、ノズルＮｚ内でのインクの増粘を抑制することができる。最後に、第６収縮要素Ｓ６がピエゾ素子ＰＺＴに印加されることで、圧力室４１１が収縮し、メニスカスの振動が抑えられて、元の状態に戻る。

次に、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２で発生する波形Ｗａ，Ｗｂがピエゾ素子ＰＺＴに印加されるまでの流れについて説明する。ヘッドユニット４０が有するヘッド駆動回路８０は、図４に示すように、ノズルＮｚ毎（即ち、ピエゾ素子ＰＺＴ毎に）、第１シフトレジスタ８１１（図では第１ＳＲ）と、第２シフトレジスタ８１２（図では第２ＳＲ）と、第１ラッチ回路８２１と、第２ラッチ回路８２２と、デコーダ８３と、第１スイッチ８４（１）と、第２スイッチ８４（２）と、を有する。

まず、コントローラー１０からヘッド駆動回路８０に或る繰り返し周期ＴのドットデータＳＩがシリアル転送される。ドットデータＳＩは、媒体Ｓ上の画素にノズルＮｚが形成するドットのサイズを示すデータやドットを形成しないことを示すデータであり、１画素につき２ビットのデータとなる。具体的には、１画素に対して、「大ドット形成」を示すデータ（１１）と、「中ドット形成」を示すデータ（１０）と、「小ドット形成」を示すデータ（０１）と、「ドット無し」を示すデータ（００）の何れかを示している。シリアル転送されたドットデータＳＩは、各ノズルＮｚに割り当てられる２ビットデータのうちの上位ビットが第１シフトレジスタ８１１にセットされ、下位ビットが第２シフトレジスタ８１２にセットされる。

次に、ラッチ信号ＬＡＴにおける立ち上がりパルスが発生するタイミングで、第１ラッチ回路８２１は第１シフトレジスタ８１１にセットされたデータをラッチし、第２ラッチ回路８２２は第２シフトレジスタ８１２にセットされたデータをラッチする。その結果、コントローラー１０からシリアル転送されたドットデータＳＩが、各ノズルＮｚに割り当てられる２ビットデータの組になる。

次に、デコーダ８３が、第１ラッチ回路８２１と第２ラッチ回路８２２からのドットデータＳＩに基づいて、スイッチ制御信号ＳＷ１，ＳＷ２を出力する。スイッチ制御信号ＳＷ１，ＳＷ２は、第１スイッチ８４（１）及び第２スイッチ８４（２）のオン・オフ動作を示す。また、第１スイッチ８４（１）には第１駆動信号ＣＯＭ１が入力され、第２スイッチ８４（２）には第２駆動信号ＣＯＭ２が入力される。つまり、スイッチ制御信号ＳＷ１，ＳＷ２に基づいて、各スイッチ８４（１），８４（２）がオン・オフ動作することで、各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２で発生する波形Ｗａ，Ｗｂがピエゾ素子ＰＺＴに印加されたり遮断されたりする。

例えば、ドットデータＳＩが「大ドット形成（１１）」を示す場合、図３に示すように、第１スイッチ８４（１）は、期間ｔ１１にて微振動波形Ｗｂを遮断し、期間ｔ１２にて吐出波形Ｗａをピエゾ素子ＰＺＴに印加する。第２スイッチ８４（２）は、期間ｔ２１及び期間ｔ２２にて吐出波形Ｗａをピエゾ素子ＰＺＴに印加し、期間ｔ２３の波形（中間電位Ｖｃを維持する波形）を遮断する。つまり、ピエゾ素子ＰＺＴには吐出波形Ｗａが３回印加され、ノズルＮｚからインク滴が３回吐出される。その結果、大ドットが形成される。

また、ドットデータＳＩが「中ドット形成（１０）」を示す場合、第１スイッチ８４（１）は、微振動波形Ｗｂを遮断し、期間ｔ１２にて吐出波形Ｗａをピエゾ素子ＰＺＴに印加する。第２スイッチ８４（２）は、期間ｔ２１にて吐出波形Ｗａをピエゾ素子ＰＺＴに印加し、期間ｔ２２にて吐出波形Ｗａを遮断する。その結果、ピエゾ素子ＰＺＴに吐出波形Ｗａが２回印加され、ノズルＮｚからインク滴が２回吐出されることにより、中ドットが形成される。

また、ドットデータＳＩが「小ドット形成（０１）」を示す場合、第１スイッチ８４（１）は、微振動波形Ｗｂも吐出波形Ｗａも遮断する。第２スイッチ８４（２）は、期間ｔ２１にて吐出波形Ｗａを遮断し、期間ｔ２２にて吐出波形Ｗａをピエゾ素子ＰＺＴに印加する。その結果、ピエゾ素子ＰＺＴに吐出波形Ｗａが１回印加され、ノズルＮｚからインク滴が１回吐出されることにより、小ドットが形成される。

また、ドットデータＳＩが「ドットなし（００）」を示す場合、第１スイッチ８４（１）は、期間ｔ１１にて微振動波形Ｗｂをピエゾ素子ＰＺＴに印加し、吐出波形Ｗａを遮断する。第２スイッチ８４（２）は、２つの吐出波形Ｗａを遮断する。その結果、ピエゾ素子ＰＺＴには微振動波形Ｗｂのみが印加され、ノズルＮｚからはインク滴が吐出されずに、ノズルＮｚ内のインクが微振動する。

以上のように、本実施例１では、ドットを形成しない画素が割り当てられたノズルＮｚに対応するピエゾ素子ＰＺＴには、ヘッド駆動回路８０が微振動波形Ｗｂを印加する。つまり、ヘッド駆動回路８０は、媒体Ｓに向けてインクを吐出しないノズルＮｚに対応するピエゾ素子ＰＺＴに微振動波形Ｗｂを印加してピエゾ素子ＰＺＴを駆動し、そのピエゾ素子ＰＺＴに対応する圧力室４１１内のインクに圧力変動を生じさせることにより、ノズルＮｚからインクを吐出させない大きさの振動をノズルＮｚ内のインクに加える。

従って、本実施形態のプリンター１のように、ヒーター５１がヘッド４１の近傍に設けられてノズルＮｚが目詰まりし易い場合にも、インクを吐出しないノズルＮｚ内のインクを微振動させ、ノズルＮｚ内でのインクの増粘を抑えることができるため、ノズルＮｚの目詰まりを抑制することができる。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を着弾させることができるため、画像の画質劣化を抑制することができる。

＜＜印刷方法＞＞
図５Ａは、実施例１における印刷方法を示すフローであり、図５Ｂは、フラッシング処理を説明する図である。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、図５Ｂに示すように、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の下面とを対向させる。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を吐出させる処理である。例えば、図３に示す吐出波形Ｗａを複数回に亘ってピエゾ素子ＰＺＴに印加することにより、ノズルＮｚから強制的にインクを吐出させる。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る。即ち、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、画像の画質劣化を抑制することができる。

コントローラー１０は、次のパスが有る場合（Ｓ０４→Ｎｏ）、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からインクを吐出させて、媒体Ｓに画像（一部）を印刷する（Ｓ０２）。そして、コントローラー１０は、移動方向右側の非印刷領域に配置されたインク受け部４３ａとヘッド４１の下面とを対向させて、フラッシング処理を実施する。コントローラー１０は、全てのパスの印刷が終了するまで（Ｓ０４→Ｙｅｓ）、この一連の処理を繰り返す。

以上のように、本実施例１では、コントローラー１０が、ヘッド４１を移動方向に移動させる毎に、移動方向における両側の非印刷領域においてノズルＮｚからインク受け部４３ａ，４３ｂに向けてインクを吐出させる。つまり、１パスの印刷を実施する毎にフラッシング処理を実施する。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がヘッド４１の近傍に設けられてノズルＮｚが目詰まりし易い場合にも、パス毎のフラッシング処理によりノズルＮｚから増粘インクや異物を吐出させることができ、ノズルＮｚの目詰まりを抑制することができる。その結果、画像の画質劣化を抑制することができる。

なお、ヘッド４１が移動方向の左側に移動する時にも右側に移動する時にも画像を印刷する方法（所謂、双方向印刷）を例に挙げたが、これに限らず、ヘッド４１が移動方向の一方側に移動するときにだけ画像を印刷する方法（所謂、単方向印刷）を実施してもよい。この場合にも、ヘッド４１が移動方向に１回移動する毎に、移動方向における両側の非印刷領域にてフラッシング処理を実施するとよい。

＜＜微振動波形Ｗｂの強さ＞＞
図６は、微振動波形Ｗｂの強さとヘッド４１の移動距離を変化させて、ノズルＮｚからのインク吐出の状態を評価した結果を示す表である。図３に示す微振動波形Ｗｂの第４膨張要素Ｓ４の電位変化量を大きくする程に（即ち、中間電位Ｖｃと第２最低電位Ｖｌｂとの電位差を大きくする程に）、圧力室４１１が大きく膨張し、ノズルＮｚのメニスカスも圧力室４１１側に大きく引き込まれ、ノズルＮｚ内のインクの微振動（振幅）も大きくなる。よって、ノズルＮｚの目詰まりをより確実に抑制することができる。ただし、第４膨張要素Ｓ４の電位変化量を大きくし過ぎると、ノズルＮｚからインクが吐出されてしまう。そのため、ノズルＮｚからインクが吐出されず、且つ、ノズルＮｚの目詰まりを抑制するような微振動波形Ｗｂの強さに設定する必要がある。

そこで、本実施形態のプリンター１において、微振動波形Ｗｂの強さ（Ｘ％）とヘッド４１の移動距離（Ｙインチ）を変化させて、ノズルＮｚからのインク吐出の状態を評価した。具体的には、「吐出波形Ｗａの第１最高電位Ｖｈａと第１最低電位Ｖｌａとの電位差（１００％）」に対する「微振動波形Ｗｂの中間電位Ｖｃと第２最低電位Ｖｌｂとの電位差の割合Ｘ％」を、０％から６０％まで５％ずつ増やして変化させた。そして、Ｘ％の強さの微振動波形Ｗｂを繰り返し周期Ｔ毎にピエゾ素子ＰＺＴに印加しつつ、即ち、ノズルＮｚ内のインクを微振動させつつ、移動方向に所定の距離（Ｙインチ）だけヘッド４１を移動させた後に、ピエゾ素子ＰＺＴに吐出波形Ｗａを印加し、ノズルＮｚから媒体Ｓ上の目標位置に向けてインクを吐出させた。なお、微振動の強さＸ％が０％ということは、ノズルＮｚ内のインクを全く微振動させなかったということである。

ヘッド４１を移動方向に所定の距離（Ｙインチ）移動させた後にピエゾ素子ＰＺＴに最初に印加した吐出波形ＷａによってノズルＮｚからインクが吐出され、且つ、インクの着弾位置と目標位置とのずれ量が１００μｍ以下であった場合の評価を「○（合格）」とし、ピエゾ素子ＰＺＴに最初に印加した吐出波形ＷａによってノズルＮｚからインクが吐出されたが、インクの着弾位置と目標位置とのずれ量が１００μｍよりも大きかった場合の評価を「△」とし、ピエゾ素子ＰＺＴに最初に印加した吐出波形ＷａではノズルＮｚからインクが吐出されなかった場合の評価を「×」とした。

その結果、微振動の強さＸ％が６０％である場合（即ち、微振動波形Ｗｂの中間電位Ｖｃと第２最低電位Ｖｌｂとの電位差が、吐出波形Ｗａの第１最高電位Ｖｈａと第１最低電位Ｖｌａとの電位差の６０％である場合）、ノズルＮｚ内のインクの振動が強すぎて、ノズルＮｚからインクが吐出されてしまった。

また、インクを吐出させずにノズルＮｚを移動させる距離Ｙインチが「８０インチ及び１２８インチ」である場合、何れの微振動波形Ｗｂの強さ（０％〜５５％）でも、「○（合格）」の評価が得られなかった。
インクを吐出させずにノズルＮｚを移動させる距離Ｙインチが「６４インチ」である場合、微振動波形Ｗｂの強さＸ％が「３５％から５５％」の範囲にあるときに、「○（合格）」の評価が得られた。
インクを吐出させずにノズルＮｚを移動させる距離Ｙインチが「４８インチ」である場合、微振動波形Ｗｂの強さＸ％が「２５％から５５％」の範囲にあるときに、「○（合格）」の評価が得られた。
インクを吐出させずにノズルＮｚを移動させる距離Ｙインチが「２４インチ」である場合、微振動波形Ｗｂの強さＸ％が「１５％から５５％」の範囲にあるときに、「○（合格）」の評価が得られた。

前述のように、本実施形態のプリンター１が印刷可能な媒体Ｓの移動方向における最大長さは６４インチである。また、図５のフローで説明したように、本実施例１では、ヘッド４１を移動方向に１回移動させる毎に、移動方向における両側の非印刷領域においてフラッシング処理が行われる。そのため、ノズルＮｚを移動方向に６４インチ移動させる間に、ノズルＮｚからインクを吐出させずに、ある強さＸ％の微振動波形ＷｂによってノズルＮｚ内のインクを微振動させるだけでも、ノズルＮｚに目詰まりが生じなければ、微振動波形Ｗｂの強さをその強さＸ％に設定しても問題が無いということである。従って、図６の評価結果から、本実施形態のプリンター１では、微振動波形Ｗｂの強さＸ％を「３５％から５５％」の範囲に設定するとよい。

つまり、微振動波形Ｗｂにおける第４膨張要素Ｓ４の中間電位Ｖｃ（始端電位）と第２最低電位Ｖｌｂ（終端電位）の電位差（即ち、微振動波形Ｗｂの電位変化量Ｘ％）の上限値を、ノズルＮｚからインクが吐出されない電位差にする。具体的には、第４膨張要素Ｓ４の中間電位Ｖｃと第２最低電位Ｖｌｂの電位差の上限値を、吐出波形Ｗａにおける第１最高電位Ｖｈａと第１最低電位Ｖｌａの電位差（１００％）の５５％とする。
そうすることで、ドットを形成すべきでない画素に向けてノズルＮｚからインクが吐出されてしまうことを防止でき、画像の画質劣化を抑制することができる。

また、微振動波形Ｗｂにおける第４膨張要素Ｓ４の中間電位Ｖｃと第２最低電位Ｖｌｂの電位差（Ｘ％）の下限値を、吐出波形Ｗａにおける第１最高電位Ｖｈａと第１最低電位Ｖｌａの電位差（１００％）の３５％とする。
そうすることで、移動方向の長さが最大長さである６４インチの媒体Ｓに画像を印刷するためにヘッド４１が移動方向に１回移動する間に、比較的に長い時間に亘ってインクが吐出されないノズルＮｚが存在しても、そのノズルＮｚの目詰まりを防止することができ、そのノズルＮｚから規定量のインクを吐出させ、目標位置にインクを着弾させることができる。そのため、画像の画質劣化を抑制することができる。

＝＝＝実施例２＝＝＝
図７は、実施例２の印刷方法を説明する図である。実施例１では、ヘッド４１が移動方向に１回移動する毎に、移動方向における両側の非印刷領域においてフラッシング処理を実施している。この場合、印刷対象の媒体Ｓや画像の移動方向の長さが短くとも、ヘッド４１は移動方向の右端に位置するインク受け部４３ａから左端に位置するインク受け部４３ｂまで移動しなければならない。そこで、実施例２では、印刷対象の媒体Ｓ又は画像の移動方向の長さに応じて、ヘッド４１の移動距離を変動させる。

例えば、図７に示すように、媒体Ｓの右端をプラテン４２の右端に揃えて搬送する場合、ヘッド４１が、移動方向の右端に位置するインク受け部４３ａから媒体Ｓの左端を越える地点まで移動方向の左側に移動しながら画像を印刷した後に、その媒体Ｓの左端を越えた地点から移動方向の右側に折り返しながら画像を印刷するようにしてもよい。なお、ヘッド４１が印刷画像の左端を超えた地点から折り返すようにしてもよい。そして、移動方向の右端に位置するインク受け部４３ａにおいてフラッシング処理を行う。そうすることで、ヘッド４１が１回のパスで移動する距離を短くすることができ、印刷時間を短縮することができる。

つまり、実施例２では、コントローラー１０が、ヘッド４１を移動方向の一方側に移動させた後に、移動方向における他方側の非印刷領域までヘッド４１を折り返し移動させた際に、ノズルＮｚからインク受け部４３ａに向けてインクを吐出させる。ただし、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ノズルＮｚが目詰まりし易い。そのため、ヘッド４１が媒体Ｓ（又は印刷画像）の上を往復移動する間に、微振動波形ＷｂによってノズルＮｚ内のインクを微振動させるだけでも、ノズルＮｚに目詰まりが生じないような媒体Ｓ（又は印刷画像）の長さである場合に、媒体Ｓ（又は印刷画像）の移動方向の長さに応じて、ヘッド４１の移動距離を変動させるとよい。そうすることで、印刷時間を出来る限り短縮しつつ、ノズルＮｚの目詰まりを抑制することができる。

＝＝＝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、パス毎にフラッシング処理を実施しているが、これに限らず、フラッシ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、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 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 ヘッド駆動回路、
８１１ 第１シフトレジスタ、８１２ 第２シフトレジスタ、
８２１ 第１ラッチ回路、８２２ 第２ラッチ回路、
８３ デコーダ、８４（１） 第１スイッチ、８４（２） 第２スイッチ

Claims (6)

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、前記ノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記ノズル及び前記圧力室に対応する複数の駆動素子と、を備えるヘッドと、
   インク非吸収性であって、所定方向における長さが６４インチ以下である媒体と、
   前記ヘッドを前記所定方向に移動する移動機構と、
   前記媒体を加熱する加熱部と、
   前記移動機構により前記ヘッドを前記所定方向に移動させるとともに、前記圧力室内の前記インクに圧力変動を生じさせる駆動波形を前記駆動素子に印加する制御部を有し、
   前記インクに含まれる顔料の平均粒子径が２５０ｎｍ以下であって、当該顔料の含有量がインクの総質量に対して、０．４質量％以上１２質量％以下であり、
   前記インクが非プロトン性極性溶媒を含有し、当該非プロトン性極性溶媒の含有量がインクの総質量に対して、３質量％以上、３０質量％以下の範囲であり、
   前記熱可塑性樹脂粒子の含有量が、インクの総質量対して０．５質量％以上、７質量％以下の範囲であって、当該熱可塑性樹脂の平均粒子径が５ｎｍ以上、４００ｎｍ以下の範囲であり、
   前記熱可塑性樹脂粒子の最低造膜温度で表された熱変形温度が４０℃以上であり、
   前記制御部は、前記ノズルが前記インクを吐出しない場合、前記ノズルに対応する前記駆動素子に前記ノズルから前記インクを吐出させない大きさの微振動波形を印加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、
   前記微振動波形は、前記圧力室を膨張させる第１要素と、前記圧力室を収縮させる第２要素と、を有し、
   前記第１要素の始端電位と終端電位の電位差の上限値が、前記ノズルから前記インクが吐出されない電位差である、
   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、
   前記微振動波形は、前記圧力室を膨張させる第１要素と、前記圧力室を収縮させる第２要素と、を有し、
   前記第１要素の始端電位と終端電位の電位差の下限値が、前記ノズルから前記インクを吐出させるときに前記駆動素子に印加する吐出波形における最高電位と最低電位の電位差の３５％である、
   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、
   前記所定方向における両側の非印刷領域に、前記ノズルから吐出された前記インクを受けるインク受け部が配置され、
   前記制御部は、前記移動機構により前記ヘッドを前記所定方向に移動させる毎に、前記所定方向における両側の前記非印刷領域において前記ノズルから前記インク受け部に向けて前記インクを吐出させる、
   ことを特徴とする印刷装置。
5. 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、
   前記所定方向における両側の非印刷領域に、前記ノズルから吐出された前記インクを受けるインク受け部が配置され、
   前記制御部は、前記移動機構により前記ヘッドを前記所定方向の一方側に移動させた後に、前記所定方向における前記他方側の前記非印刷領域まで前記ヘッドを折り返し移動させた際に、前記ノズルから前記インク受け部に向けて前記インクを吐出させる、
   ことを特徴とする印刷装置。
6. 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、前記ノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記ノズル及び前記圧力室に対応する複数の駆動素子と、を備えるヘッドによって、インク非吸収性であって、所定方向における長さが６４インチ以下である媒体へ画像を印刷する印刷方法であって、
   前記インクに含まれる顔料の平均粒子径が２５０ｎｍ以下であって、当該顔料の含有量がインクの総質量に対して、０．４質量％以上１２質量％以下であり、
   前記インクが非プロトン性極性溶媒を含有し、当該非プロトン性極性溶媒の含有量がインクの総質量に対して、３質量％以上、３０質量％以下の範囲であり、
   前記熱可塑性樹脂粒子の含有量が、インクの総質量対して０．５質量％以上、７質量％以下の範囲であって、当該熱可塑性樹脂の平均粒子径が５ｎｍ以上、４００ｎｍ以下の範囲であり、
   前記熱可塑性樹脂粒子の最低造膜温度で表された熱変形温度が４０℃以上であり、
   加熱されている前記媒体に向けて、前記ヘッドを前記所定方向に移動させるとともに、前記圧力室内の前記インクに圧力変動を生じさせる駆動波形を前記駆動素子に印加することと、
   制御部は、前記ノズルが前記インクを吐出しない場合、前記ノズルに対応する前記駆動素子に前記ノズルから前記インクを吐出させない大きさの微振動波形を印加することと、を有することを特徴とする印刷方法。

Images