JP6331792B2 - 液体噴射装置、2流体噴射装置及び2流体噴射装置の制御方法 - Google Patents
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Description
上記課題を解決する液体噴射装置は、媒体に対して第1液体をノズルの開口から噴射可能な液体噴射部と、前記液体噴射部に対して、気体及び第2液体のうちの少なくとも一方を噴射可能な2流体噴射装置とを備え、前記2流体噴射装置は、前記気体と前記第2液体とを混合した混合流体を噴射可能な2流体噴射ノズルと、前記気体を前記2流体噴射ノズルに供給する気体流路と、前記第2液体を収容する液体収容部と、前記液体収容部に収容された前記第2液体を前記2流体噴射ノズルに供給する液体流路と、前記液体収容部の前記液体を収容する液体収容空間を大気と連通させる連通状態と、前記液体収容空間を大気と連通させない非連通状態との間で切り替え可能な開閉弁と、を有し、前記液体収容部には、少なくとも前記2流体噴射ノズルから前記混合流体が噴射されない状態において、前記第2液体の気液界面が前記気体と前記第2液体とを混合する混合部よりも前記液体収容部側に位置するように、負圧が付与されており、前記開閉弁は、前記2流体噴射ノズルから前記混合流体が噴射されている状態で、前記液体収容空間が前記連通状態から前記非連通状態になるように切り替えられる。
この構成によれば、上記液体噴射装置と同様の作用効果を得ることが可能となる。
上記課題を解決する2流体噴射装置の制御方法において、気体と液体とを混合した混合流体を噴射可能な2流体噴射ノズルと、前記気体を前記2流体噴射ノズルに供給する気体流路と、前記液体を収容する液体収容部と、前記液体収容部に収容された前記液体を前記2流体噴射ノズルに供給する液体流路と、前記液体収容部の前記液体を収容する液体収容空間を大気と連通させる連通状態と、前記液体収容空間を大気と連通させない非連通状態との間で切り替え可能な開閉弁とを有し、前記液体収容部の水頭面が前記気体と前記液体とを混合する混合部よりも下方に位置している2流体噴射装置の制御方法であって、前記2流体噴射ノズルから前記混合流体が噴射されている状態で、前記液体収容空間が前記連通状態から前記非連通状態になるように前記開閉弁を切り替える。
上記2流体噴射装置の制御方法において、前記液体収容空間が前記非連通状態になるように前記開閉弁を切り替え、前記気体流路からの前記気体の供給を停止した後も、前記液体収容空間の前記非連通状態を維持する。
図1に示すように、プリンター11は、支持台12に支持された媒体の一例としてのシートSTを支持台12の表面に沿って搬送方向Yに搬送させる搬送部13と、搬送されるシートSTに第1液体の一例としてのインクを噴射して印刷を行う印刷部20と、シートSTに着弾したインクを乾燥させるための発熱部17及び送風部18とを備えている。
図9に示すように、プリンター11は、プリンター11を統括的に制御する制御部110を備えている。制御部110は、リニアエンコーダー111と電気的に接続されている。リニアエンコーダー111は、キャリッジ23の背面側にガイド軸22に沿って延びるように設けられたテープ状の符号板と、キャリッジ23(図1参照)に固定されて符号板に穿孔された一定ピッチのスリットを透過した光を検出するセンサーとを備えている。
外部機器から制御部110に印刷データが入力されると、制御部110は印刷データを基にキャリッジモーター48を駆動して印刷部20が走査方向Xに移動する途中で液体噴射ヘッド24A,24Bの各ノズル46からインク滴をシートSTの表面に向かって噴射する。すると、この噴射されたインク滴がシートSTの表面に着弾することで、シートSTの表面に画像等が印刷される。
(1)2流体噴射ノズル78からの混合流体の噴射を停止させる際には、洗浄用液体の気液界面KKが混合部KAよりも貯留タンク87側に位置するように貯留タンク87の液体収容空間SKに負圧が付与されるため、洗浄用液体が混合部KAを越えて気体流路83a側へ流れることを抑制することができる。したがって、2流体噴射装置75の気体流路83aに洗浄用液体が入り込むことを抑制することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図12に示すように、外部混合型の2流体噴射ノズル78の代わりに、液体流路88aから供給される洗浄用液体と気体流路83aから供給される空気とを混合して混合流体を生成する混合部KAを内部に有する、いわゆる内部混合型の2流体噴射ノズル130を用いてもよい。この場合、混合部KAで生成された混合流体は、2流体噴射ノズル130の先端(上端)に設けられた噴射口130aから噴射される。
・インクタンク(図示略)内のインクを貯留部30に供給するための加圧ポンプを設け、2流体噴射ノズル78からの目詰まりしたノズル46への混合流体の噴射中における目詰まりしたノズル46と連通する圧力室44内のインクの加圧は、差圧弁31を開放した状態で上記加圧ポンプによって行うようにしてもよい。
・非印刷領域NAにおける2流体噴射装置75と印刷領域PAとの間に、液体噴射ヘッド24A,24Bのノズル形成面24aを払拭するワイパーを別途設けるようにしてもよい。このようにすれば、2流体噴射装置75による液体噴射ヘッド24A,24Bへの混合流体の噴射後に、印刷領域PAを横切って印刷部20をホームポジションHP側へ移動させる前に混合流体(洗浄用液体)で濡れたノズル形成面24aを上記ワイパーで払拭することができる。したがって、印刷領域PAでの印刷部20の移動中にノズル形成面24aに付着した混合流体(洗浄用液体)が垂れることを抑制することができる。
・ノズル46の開口径よりも小さい直径を有する洗浄用液体の液滴の質量と当該液滴のノズル46の開口位置における飛翔速度の2乗との積は、必ずしもノズル46の開口から噴射されるインク滴の質量と当該インク滴の飛翔速度の2乗との積よりも大きくする必要はない。
プリンター11に使用されるインクは、組成上、樹脂を含有し、1気圧下での沸点が290℃のグリセリンを実質的に含有しない。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、種々の媒体、特にインク非吸収性又は低吸収性の媒体において、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、インクは、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(上記グリセリンを除く)を実質的に含まないことが好ましい。
[1.色材]
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。
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、酸化チタン、及び酸化シリカが挙げられる。
顔料の平均粒子径は、ノズル46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。
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、0.4〜12質量%であることが好ましく、2質量%以上5質量%以下であることがさらに好ましい。
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、媒体上に樹脂被膜が形成され、結果としてインクを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。このため、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、ノズル46の目詰まりを起こしにくく、媒体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℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがより好ましい。
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、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で媒体を印刷した場合、インクは特にインク非吸収性又は低吸収性の媒体上で耐擦性に優れたものとなる。
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、インク非吸収性及び低吸収性の媒体上でのインクの定着性がより優れたものとなる。ワックスは、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、後述する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。
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、媒体上でインクを均一に拡げる作用がある。このため、ノニオン系界面活性剤を含むインクを用いて印刷を行った場合、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。
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、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(上記グリセリンを除く)を実質的に含まないことが好ましい。
インクは、非プロトン性極性溶媒を含んでもよい。インクに非プロトン性極性溶媒を含有することにより、インクに含まれる上述の樹脂粒子が溶解するため、印刷の際にノズル46の目詰まりを効果的に抑制することができる。また、塩化ビニル等の媒体を溶解させる性質があるので、画像の密着性が向上する。
インクは、上記の成分に加えて、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。
Claims (8)
- 媒体に対して第1液体をノズルの開口から噴射可能な液体噴射部と、
前記液体噴射部に対して、気体及び第2液体のうちの少なくとも一方を噴射可能な2流体噴射装置とを備え、
前記2流体噴射装置は、
前記気体と前記第2液体とを混合した混合流体を噴射可能な2流体噴射ノズルと、
前記気体を前記2流体噴射ノズルに供給する気体流路と、
前記第2液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部に収容された前記第2液体を前記2流体噴射ノズルに供給する液体流路と、
前記液体収容部の前記液体を収容する液体収容空間を大気と連通させる連通状態と、前記液体収容空間を大気と連通させない非連通状態との間で切り替え可能な開閉弁と、
を有し、
前記液体収容部には、少なくとも前記2流体噴射ノズルから前記混合流体が噴射されない状態において、前記第2液体の気液界面が前記気体と前記第2液体とを混合する混合部よりも前記液体収容部側に位置するように、負圧が付与されており、
前記開閉弁は、前記2流体噴射ノズルから前記混合流体が噴射されている状態で、前記液体収容空間が前記連通状態から前記非連通状態になるように切り替えられることを特徴とする液体噴射装置。 - 前記2流体噴射ノズルは、前記混合流体を上方に噴射するように配置され、
前記液体収容部の水頭面は、前記混合部よりも下方に位置していることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。 - 前記液体収容部は、前記第2液体を収容する液体収容空間を形成する壁部を備えており、
前記壁部の少なくとも一部は、可撓性を有していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体噴射装置。 - 前記2流体噴射ノズルは、前記第2液体が噴射される液体噴射ノズルと、前記気体が噴射されるとともに前記液体噴射ノズルを囲む環状の気体噴射ノズルとを備え、前記気体噴射ノズルからの前記気体の噴射に伴って前記液体噴射ノズルから前記第2液体が噴射されることで、前記混合流体が噴射されるように構成され、
前記2流体噴射ノズルから前記混合流体が噴射されている状態で、前記2流体噴射ノズルを相手部材と対向させることを特徴とする請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記液体収容部は、前記第2液体を収容する液体収容空間を形成する壁部を備えており、
前記壁部の少なくとも一部は、可撓性を有しており、
前記可撓性を有する壁部は、付勢部材によって前記液体収容空間の容積を大きくする方向に付勢されていることを特徴とする請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置。 - 請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載の液体噴射装置に備えられる2流体噴射装置。
- 気体と液体とを混合した混合流体を噴射可能な2流体噴射ノズルと、
前記気体を前記2流体噴射ノズルに供給する気体流路と、
前記液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部に収容された前記液体を前記2流体噴射ノズルに供給する液体流路と、
前記液体収容部の前記液体を収容する液体収容空間を大気と連通させる連通状態と、前記液体収容空間を大気と連通させない非連通状態との間で切り替え可能な開閉弁と
を有し、
前記液体収容部の水頭面が前記気体と前記液体とを混合する混合部よりも下方に位置している2流体噴射装置の制御方法であって、
前記2流体噴射ノズルから前記混合流体が噴射されている状態で、前記液体収容空間が前記連通状態から前記非連通状態になるように前記開閉弁を切り替えることを特徴とする2流体噴射装置の制御方法。 - 前記液体収容空間が前記非連通状態になるように前記開閉弁を切り替え、
前記気体流路からの前記気体の供給を停止した後も、前記液体収容空間の前記非連通状態を維持することを特徴とする請求項7に記載の2流体噴射装置の制御方法。
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