JPH02198845A - インクジェット記録ヘッドの回復方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、結晶化する性質を有するインクを吐出して画
像記録を行なうインクジェット記録装置及び前記装置に
適用するインクジェット記録ヘッドの回復方法に関する
。

［従来の技術］ インクジェット記録用のインクとしては、主に水性イン
クが用いられている。

水性インクは、少なくとも水を主体とする溶剤と、着色
剤とを含む。

この水を主体とする溶剤を組成する成分として、通常不
揮発性のＤＥＣ（ジエチレングリコール）やＧＬ（グリ
セリン）等の溶剤が用いられている。

これは、吐出口にあるインク中の揮発成分が蒸発して、
その部分が増粘したり、析出した固形物が固着して、吐
出口からのインク吐出不良や吐出不能を発生させること
を防ぐためである。

ところが、上述のように、ＤＥＧやＧＬ等の溶剤を含む
水性インクでは、普通紙等に印字した際に、良好な乾燥
定着性が得られない場合がある。

そこで、確実な記録画像の乾燥定着を行なう場合には、
例えば別途設けたヒーターやファン等の乾燥手段によっ
て印字直後の記録画像を加熱乾燥させる方法が取られて
いる。

そこで、ＤＥＧやＧＬの不揮発性溶剤の使用を極力抑え
、乾燥定着性に優れたインクを用いれば、上述のように
ヒーターやファン等の記録画像の乾燥手段を別途設ける
必要がなくなる。ところが、ＤＥＧやＧＬ等の含有を抑
えた水性インクでは、上述のような記録ヘッドの吐出口
でのインクの増粘や固形物の析出がより起り易くなり、
ある程度の期間の停止や休止後の記録再開時に、吐出口
付近にある増粘インクや固形物を含む、あるいは固化し
たインクを取り除くための記録ヘッド回復操作が必要と
なる。

この回復操作は、例えば記録ヘッドの吐出口を吸引手段
により吸引し、良好な吐出状態を生じさせるのに適当な
物性を有していないインクを吐出口から除去することに
より行なわれている。

間等により違うため、粘度が高い場合に対応した吸引圧
を設定するのが困難な場合が多い０例えば増粘部の粘度
が見積った粘度よりも低いと、必要量以上のインクが吸
引されてしまう。

これは、ランニングコストの上昇を拓く要因となり得る
。また、吐出口にインク中に析出した固形物が固着した
り、その部分のインク全体が固化してしまうと、吸引だ
けでは回復させることができない恐れがある。

本発明の目的は、普通紙等を用いた場合でも、良好な印
字画像の乾燥定着性が得られ、かつ上述のような吸引に
よる回復操作と比較して、より効率の良い回復方法を用
いたインクジェット記録に必要な技術を提供することに
ある。

本発明の他の目的は、画像記録のためのインク吐出に先
立ってｌ＼ラッド加熱する際に、従来から公知の予備加
熱とは異なって、結晶を溶解する温度以上にヘッドを加
熱することによって、結晶化する性質を有するインクの
利点を充分に発揮させることのできるインクジェット記
録ヘッドの回復方法及びインクジェット記録装置を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、結晶化する性質を有するインクを吐出して画
像記録を行なうインクジェット記録装置に適用するイン
クジェット記録ヘッドの回復方法であって、 画像記録のためのインク吐出に先立って、結晶を溶解す
る温度以上にヘッドを加熱した後、予備吐出を行い画像
記録可能状態となることを特徴とするインクジェット記
録ヘッドの回復方法を含む。

また、本発明は、結晶化する性質を有するインクを吐出
して画像記録を行なうインクジェット記録装置であって
、 結晶化する性質を有するインクを吐出するための吐出口
と、 前記吐出口を複数個有するヘッドと、 結晶を溶解する温度以上にヘッドを加熱した後、予備吐
出を行う手段と、 を有し、 前記予備吐出を行ない記録可能状態となるインクジェッ
ト記録装置を含む。

上記結晶の溶解のための加熱の制御は、公知の加熱にお
ける温度制御手段が利用できる。

れたインクを用い、該インクを使用したインクンク内に
析出した固形物を溶解させるのに必要な温度に加熱した
状態で、予備吐出を行ない、記録可能な状態を得ること
により行なうことを特徴とする。

本発明で用いる水性インクとしては、例えばＤＥＣ，Ｇ
Ｌ等の不揮発性溶剤を１０重量％以下の割合で含み、か
つ尿素等のインク中で結晶化して析出した際に保水性を
有する成分（以下、保水性成分という）を、１〜１０重
量％、好ましくは３〜５重量％の割合で含む水性インク
を挙げることができる。

なお、該水性インクは、着色剤や更に必要に応じて添加
される各種添加剤を含んでいてシ良い。

この着色剤や添加剤としては、通常インクジェット用水
性インクに用いられているものが利用できる。

なお、回復操作における加熱条件は、用いるインクの物
性、即ち析出固形物の溶解に必要で、インクジェット記
録ヘッドの記録特性に悪影響を与えない程度の条件を設
定すれば良い。

［実施例］ 実施例１ 以下の組成の水性インクを第１図の構成を有すの条件下
に放置した。

イ　　ン　　り　　組　　成 尿　　素　　　　　　　　　５重量％ エチルアルコール　　　５　〃 染　　　料　　　　　　　　　　３　　〃５時間の放置
後、第２図に示すように、記録ヘッド１の吐出口３が析
出固形物の膜４でおおわれているのが観察された。

そこで、第１図に示したサブヒーター２で、記録ヘッド
内のインクを２０秒程度加熱したところ、約２０ｕｍ程
度の膜４が溶解した。そこで、この状態で予備吐出（各
吐出口につき約１００発）させると、吐出口部分に所定
の特性を有する記録ヘッド内部のインクが供給され、記
録ヘッドは記録可能な状態となった。

この状態で普通紙に対して記録を行なったところ、良好
な記録が行え、記録画像の乾燥定着性も良好であった。

なお、予備吐出の際には、サブヒーターをＯＦＦし空吐
出の周波数は１　ｋＨｚ以下にしてヘッド内のインクジ
ェット記録ヘッド特有の空吐出方法であり、吐出の際、
吐出ヒーターより熱が発生し、逆に吐出によりインクが
吐出口外に出ることで熱が逃げていく熱の発生と消滅の
バランスの系となっているためである。

以上のように、良好な記録ヘッドの回復操作が行なえる
のは、以下のような現象によるものと考えられる。

本発明に用いられる水性インク中には、水分等が蒸発し
た際に固形物として析出しても保水性のある固形分を形
成し得る成分が含有されているので、記録装置をある程
度の期間放置した際に、吐出口内でインク中の水分等の
蒸発により固形物が析出しても、第５図に示すように、
吐出口の先端に、氷が張ったように、保水性成分の結晶
の膜が生成する。保水性成分の結晶は水分を保持するの
で、吐出口内に付着した固形物から更に水分が蒸発して
もそこから水分が完全になくなることはない。

従って、−度保水性成分が結晶化して、析出固形物の膜
ができると、固形物の膜は、ある程度以上は乾燥するこ
とがなく、しかもこの膜が膜より内側にあるインク中の
水分等の蒸発を防ぐ。

具体的に尿素を用いた場合は、吐出口におけるインクと
外気との接触面では乾いた環境においては、第７図のよ
うに水分が時間の経過により急激に蒸発し、尿素のイン
ク成分（主に水）に対する溶解性が下がり、結晶化する
。

しかし、−度結晶化すると水分が蒸発しにくくなり、結
晶化のスピードは鈍る。更に、−度結晶化した尿素は吸
湿性（保水性）があり、特に３０℃を越えると、その保
水性は増大する。

そこで、加熱手段によって加熱してその温度を上げると
水分が増えることから保水性成分の溶解性は増大し、更
には尿素自身が第６図の様な溶解度曲線を描き、４０℃
をこえると急激に溶解度が増すため、尿素の結晶がイン
クに溶解する。

また、ＤｖやＧＬ等の不揮発性溶剤が多く含まれたイン
クは定着はしにくいものの普通紙等に印字した場合、な
かなか乾燥しないため、定着性が悪い。

実施例２ 実施例１と同様なインクジェット記録ヘッド放置条件を
設定したところ、吐出口内に析出固形物の膜（膜厚的３
０μｍ）が生成した１次に、第３図に示す位置にある吐
出エネルギー発生体（電気熱変換体）５にインクの吐出
を起さない程度の電気的信号（駆動電圧、駆動パルス巾
等のいずれか１以上）を印加し、少なくとも吐出口内の
インクを加熱し、その温度を４０℃まで上昇させた。す
ると、吐出口内の析出固形物膜は約３０秒で溶解した。

そこで、吐出に必要な電気的信号を吐出エネルギー発生
体５に加え、空吐出（各ノズル１００発程度）を行なっ
た。その後、記録情報に応じて記録を普通紙に行なった
ところ、良好な記録操作が行なえ、また普通紙に形成さ
れた記録画像の乾燥定着性も良好であった。

なお、上記の操作で吐出口内のインク温度を５０℃に昇
温すると、析出固形物の膜は約１０秒で溶解した。

このようにインク温度を上げる手段として、吐出用ヒー
ターを用いることで、インク温度を早く上げることが可
能であり、更には、サブヒーターを省略することができ
る。

実施例３ 第３図に示すように、フラッシュ光源６による吐出口へ
の熱に変換し得る光の照射を可能とする構成とし、実施
例１と同様の放置状態に設定し、記録ヘッドの吐出口に
フラッシュ光源から光照射（ＸＥクランプカットオフタ
イム２．５ｍ５ｅｃ、印画電圧２２０Ｖ）を１行なった
ところ、吐出口内のインクが昇温し、析出固形物膜（膜
厚的２０μｍ）程度が数秒で溶解した。この状態で、空
吐出を各吐出口あたり５０パルス巾の駆動信号で行なっ
た。その後、記録情報に応じて普通紙に記録を行って画
像を形成したところ、良好な画像形成操作が行なえ、か
つ形成された画像の乾燥定着性も良好であった。

実施例４ 第４図に示すように、温風ファン７を記録ヘッドの吐出
口を加熱できるように配置し、実施例１と同様の放置状
態を設定し、記録ヘッドの吐出口に温風ファン７から熱
風をあてた。１〜２分経過後、吐出口内に形成された析
出固形物膜（膜厚的２０μｍ）が溶解し、その後実施例
１と同様な条件で空吐出を行なった。その後、記録情報
に応じて普通紙に画像を形成したところ、良好な画像形
成操作が行なえ、しかも形成された画像の乾燥定着性も
良好であった。

実施例５ 実施例１で用いたインクにＤＥＧを５重量％更に加えた
インクと、ＴＤＧ　（チオジグリコール）を５重量％更
に加えたインクを調製した。

これらのインクをそれぞれ用いて、実施例１の操作を繰
り返えししたところ、実施例１と同様に良好な記録ヘッ
ドの回復操作、インクジェット記録操作が行なえ、形成
された画像の乾燥定着性も良好であった。

実施例６ ＤＥＧ及びＴＤＧの合計量の配合比を１０重量％とする
以外は実施例５と同様の操作を行なったところ、良好な
記録ヘッドの回復操作、インクジェット記録操作が行な
え、形成された画像の乾燥定着性も十分に満足できるも
のであった。

比較例Ｉ ＤＥＣの配合比を１５重量％とする以外は、実施例５と
同様の操作を行なったところ、吐出口内で析出固形物膜
の生成は認められず、回復操作の必要性はあまりなくな
ったが、形成された記録画像の乾燥定着性が低下した。

比較例２ 尿素の配合割合を種々変更する以下は、実施例１と同様
の操作を行なった。

尿素の配合割合が１０重量％を越えた場合、印字操作中
に吐出口部に固形物の析出が観察され、吐出不良が発生
した。また、１重量％以下の場合は、吐出口における効
果的な析出固形物の膜形成がみられなかった。

［発明の効果］ 本発明によれば、放置時に保水性があり、かつ加熱によ
り容易に溶解可能な析出固形物を生じ、しかも乾燥定着
性に優れた水性インクと、記録ヘッドの吐出口内に生成
した析出固形物を溶解させるだめの手段とが組合わされ
ることによって、吐出口内のインクを加熱するという簡
便な操作で効果的な回復操作が行なえ、かつ形成された
画像に良好な乾燥定着性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るインクジェット記録装置の記録ヘ
ッド部の構成を示す図、第２図は吐出口内に生じた析出
固形物膜の形成状態を示す図、第３図〜第５図はそれぞ
れ本発明に係る吐出口内インク加熱手段の例を示す図、
第６図は尿素の溶解度とインク温度との関係を示すグラ
フ、第７図は析出固形物膜が生成している吐出口内の水
分含有量の分布を示すグラフである。 １：記録ヘッド　　　　２：サブヒーター３：吐出口　
　　　　　４：析出固形物膜５：吐出エネルギー発生体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）結晶化する性質を有するインクを吐出して画像記録
   を行なうインクジェット記録装置に適用するインクジェ
   ット記録ヘッドの回復方法であって、 画像記録のためのインク吐出に先立って、結晶を溶解す
   る温度以上にヘッドを加熱した後、予備吐出を行い画像
   記録可能状態となることを特徴とするインクジェット記
   録ヘッドの回復方法。 ２）結晶化する性質を有するインクを吐出して画像記録
   を行なうインクジェット記録装置であって、 結晶化する性質を有するインクを吐出するための吐出口
   と、 前記吐出口を複数個有するヘッドと、 結晶を溶解する温度以上にヘッドを加熱した後、予備吐
   出を行う手段と、 を有し、 前記予備吐出を行ない記録可能状態となるインクジェッ
   ト記録装置。 ３）溶剤量が１０ｗｔ％以下で、尿素を含むインクを用
   いるインクジェット記録装置であって、前にインクの温
   度を上昇させる手段によりインクを環境温度以上に加熱
   した後、インクの吐出手段により、ノズル先端のインク
   を吐出することを特徴とするインクジェット記録装置。 ４）前記インクがＤＥＧ、ＧＬ等の不揮発性溶剤を１０
   重量％以下の割合で含む水性インクであることを特徴と
   する請求項第（１）項・第（２）項・第（３）項に記載
   のインクジェット記録装置。