WO2021255814A1 - インクジェットヘッドの流路形成方法、画像形成方法及びインクジェットヘッド - Google Patents

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WO2021255814A1
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liquid
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particles
forming
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義朗 戸田
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コニカミノルタ株式会社
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    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
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    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/19—Ink jet characterised by ink handling for removing air bubbles

Definitions

  • the present invention relates to a flow path forming method, an image forming method, and an inkjet head of an inkjet head.
  • an inkjet head recording device using an inkjet head that ejects ink from a nozzle to form an image or a structure on a medium.
  • Patent Document 1 describes a path for circulating ink between a recording head (inkjet head) and an ink tank, and returning the ink from a filter in which air bubbles are easily trapped to the ink tank without passing the ink through the recording head.
  • a technique for removing air bubbles by providing the above is described.
  • Patent Document 2 describes a technique of adjusting a differential pressure with a bellows or a regulator to circulate ink between an inkjet head and an ink cartridge and remove air bubbles without using an expensive pressure sensor.
  • Patent Document 3 includes a liquid chamber including a structure in which the flow velocity of a liquid flowing along a surface where a liquid component stays when the liquid is not discharged is higher than the flow velocity flowing along the other surface.
  • the head (inkprint head) is described.
  • the stagnant portion is a region where the speed of the liquid in the flow path is relatively low, or a region where bubbles do not flow in the direction in which the liquid originally flows and form a vortex or the like and bubbles stay in that region. That is.
  • Patent Document 3 when the technique of Patent Document 3 is used, there are a plurality of regions in the flow path of the inkjet head where the flow velocity of the liquid becomes slow, and it is possible to form all of the regions into a structure so that the flow velocity does not slow down. It was not realistic because it caused the process to become complicated and costly to increase.
  • An object of the present invention is to provide a flow path forming method, an image forming method, and an inkjet head of an inkjet head that easily forms an inkjet flow path with less retention of bubbles.
  • the method for forming a flow path of an inkjet head according to claim 1 is used.
  • the method for forming a flow path of the inkjet head according to claim 2 is the method for forming a flow path of the inkjet head.
  • a tank for storing a first liquid containing settling particles An inkjet head that ejects the first liquid and A supply path for supplying the first liquid from the tank to the inkjet head, A circulation path for returning the first liquid from the inkjet head to the tank,
  • the first liquid is passed through the tank, the supply path, the flow path of the inkjet head, and the circulation path in this order, and the first liquid is circulated between the inkjet head and the tank.
  • the invention according to claim 3 is the method for forming a flow path of an inkjet head according to claim 1 or 2.
  • the first liquid is heated to a temperature higher than the environmental temperature.
  • the invention according to claim 4 is the method for forming a flow path of an inkjet head according to any one of claims 1 to 3.
  • the flow path forming step includes a cooling step of cooling the first liquid to an environmental temperature and allowing it to stand for a predetermined time between the filling step and the settling step.
  • the invention according to claim 5 is the method for forming a flow path of an inkjet head according to any one of claims 1 to 4.
  • the flow path forming step includes, after the second liquid passing step, an aggregation promoting step of passing a second liquid having a pH different from that of the first liquid through the flow path.
  • the invention according to claim 6 is the method for forming a flow path of an inkjet head according to claim 5.
  • the second liquid is a cleaning liquid.
  • the invention according to claim 7 is the method for forming a flow path of an inkjet head according to any one of claims 1 to 4.
  • the flow path forming step includes, after the second liquid passing step, an aggregation promoting step of bringing the PH of the first liquid in the flow path closer to the isoelectric point of the particles.
  • the invention according to claim 8 is the method for forming a flow path of an inkjet head according to any one of claims 1 to 7. After the second liquid passing step, the first liquid is replaced with a third liquid containing at least one kind of sedimentary particles having a volume average particle size different from that of the particles, and the flow path forming step is performed again. repeat.
  • the method for forming a flow path of an inkjet head according to claim 9 is the method for forming a flow path of the inkjet head.
  • the method for forming a flow path of an inkjet head according to claim 10 is the method for forming a flow path of the inkjet head.
  • a polymerization reaction step in which a liquid containing a polymerizable monomer is passed through the flow path to cause a polymerization reaction on the surface of the particles. including.
  • the invention according to claim 11 is the method for forming a flow path of an inkjet head according to claim 9 or 10. The flow path forming step is repeated.
  • the invention according to claim 12 is the method for forming a flow path of an inkjet head according to any one of claims 1 to 11.
  • the flow path forming step is performed in the direction in which the inkjet head is in the injection operation, and then the direction is changed and the flow path forming step is performed again.
  • the invention according to claim 13 is the method for forming a flow path of an inkjet head according to any one of claims 1 to 12.
  • the volume average particle size of the particles is 80 to 30,000 nm.
  • the invention according to claim 14 is the method for forming a flow path of an inkjet head according to any one of claims 1 to 13.
  • the particles include at least two types of particles having different volume average particle sizes.
  • the invention according to claim 15 is the method for forming a flow path of an inkjet head according to any one of claims 1 to 14.
  • the difference between the density of the particles and the density of the main solvent of the first liquid is 0.2 g / cm 3 or more.
  • the image forming method of the invention according to claim 16 is: The image is formed by using the inkjet head in which the flow path is formed by using the flow path forming method of the inkjet head according to any one of claims 1 to 15.
  • the inkjet head of the invention according to claim 17 is A flow path through which a liquid containing sedimentary particles flows, and A retention portion in which the particles settle is provided in the flow path.
  • an inkjet head flow path forming method it is possible to provide an inkjet head flow path forming method, an image forming method, and an inkjet head that easily form an inkjet flow path with less air bubble retention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an inkjet recording device 1.
  • the inkjet recording device 1 includes an inkjet head 10, an ink tank 20 for temporarily storing ink, and external flow paths 31 and 32 connecting the inkjet head 10 and the ink tank 20.
  • the inkjet head 10 includes a connecting portion 11 that connects to the external flow path 31 and a connecting portion 12 that connects to the external flow path 32.
  • the connecting portion 11 is an ink inlet
  • the connecting portion 12 is an ink outlet.
  • the ink temporarily stored in the ink tank 20 passes through the external flow path 31 and the connection portion 11, reaches the nozzle 211 (FIG. 2) of the inkjet head 10, and a part of the ink is ejected.
  • the ink that has not been ejected passes through the connection portion 12 and the external flow path 32 and returns to the ink tank 20.
  • the ink circulates between the ink tank 20 and the inkjet head 10, the external flow path 31 functions as a supply path, and the external flow path 32 functions as a circulation path.
  • the arrows near the external flow paths 31 and 32 in FIG. 1 indicate the direction in which the ink flows.
  • FIG. 2A and 2B are views showing a retention portion of the flow path of the inkjet head 10.
  • FIG. 2B is an enlarged view of the vicinity of the nozzle 211.
  • the inkjet head 10 includes a head chip 2, a holding unit 3, a common ink chamber 5, and the like.
  • the head chip 2 is configured by laminating and integrating a nozzle substrate 21, an intermediate substrate 22, an actuator substrate 23, and a protective substrate 24 in this order from the bottom.
  • the nozzle substrate 21 is formed with a nozzle 211 for ejecting ink droplets, a large diameter portion 212 communicating with the nozzle 211, and an individual circulation flow path 213 used for ink circulation.
  • the intermediate substrate 22 is formed with a communication hole 221 that penetrates the intermediate substrate 22 in the vertical direction and communicates with the large diameter portion 212, and a common circulation flow path 222 in which ink flowing from a plurality of individual circulation flow paths 213 joins. ing.
  • the actuator substrate 23 is formed with a pressure chamber 231 that communicates with the communication hole 221 and stores ink.
  • the protective substrate 24 is formed with a supply flow path 241 penetrating in the vertical direction, and communicates the common supply liquid chamber 51 and the pressure chamber 231.
  • the common ink chamber 5 has a common supply liquid chamber 51 filled with ink.
  • a connecting portion 11 is provided in the upper part of the common ink chamber 5, and ink supplied to the head chip 2 is supplied from the connecting portion 11.
  • Ink is supplied from the connection portion 11, and the common supply liquid chamber 51, the supply flow path 241 and the pressure chamber 231, the communication hole 221 and the large diameter portion 212, the individual circulation flow path 213, and the common circulation flow path 222 of the common ink chamber 5 are supplied.
  • connection portion 11 Consists of the flow path 200.
  • the locations indicated by “ ⁇ ” in FIGS. 2A and 2B flow in the region where the ink speed in the flow path 200 is relatively low, or in the direction in which the ink originally flows. Instead, it becomes a retention portion 250, which is a region where bubbles are formed and bubbles stay in that region.
  • the retention portion 250 near the nozzle shown in FIG. 2B is the retention portion 250A
  • the retention portion 250 in the upper right portion of the pressure chamber 231 shown in FIG. 2A is the retention portion 250B
  • the retention portion 250 in the lower left portion of the pressure chamber 231 is.
  • the retention portion 250C The retention portion 250C.
  • the inkjet head 10 is filled with ink containing sedimentary particles, the sedimentation particles are sedimented in the retention portion 250, and the retention portion 250 is used.
  • the method of forming an inkjet head flow path is performed. If the settling particles contained in the ink are too small, it takes a long time to settle, and if they are too large, the dispersion stability is poor, and the settling particles other than the retention portion 250 settle and become an obstacle to the flow of the ink. It is preferable to use sedimentary particles having a diameter of 80 to 30,000 nm. Further, when a pigment ink is used, it is more preferable to use sedimentary particles having a volume average particle size of 150 to 10,000 nm.
  • sedimentary particles having a volume average particle size of 200 to 10,000 nm When an ink containing titanium oxide is used, it is more preferable to use sedimentary particles having a volume average particle size of 200 to 10,000 nm.
  • the volume average particle size of the precipitated particles may be either a primary particle size or a secondary particle size in an aggregated state, and the method for measuring the volume average particle size is not limited. Further, it is preferable to use at least two kinds of sedimentary particles having different volume average particle diameters. By using the settling particles having different volume average particle diameters, the settling particles can be settled in the retention portion 250 in a state where there are few voids and irregularities and the packing is close to close pack.
  • the difference between the density of the settling particles and the density of the main solvent of the ink containing the settling particles is preferably 0.2 g / cm 3 or more. Due to the above density difference, the sedimenting particles can be settled in a short time. Further, the density difference is more preferably 0.5 g / cm 3 or more. However, any sedimentary particles may be used, and the density difference is not limited to the above numerical values.
  • the settling velocity of the settling particles is expressed by the following Stokes equation and is proportional to the difference between the density of the settling particles and the density of the main solvent of the ink containing the settling particles.
  • v s D p 2 ( ⁇ p - ⁇ f) g / 18 ⁇ v s: terminal velocity [cm / s]
  • D p Particle diameter [cm]
  • ⁇ p Particle density [g / cm 3 ]
  • ⁇ f Fluid density [g / cm 3 ]
  • g Gravitational acceleration [cm / s 2 ]
  • ⁇ Fluid viscosity [g / (cm ⁇ s)]
  • organic pigments, inorganic pigments, insoluble dyes, binder particles and the like can be used as the precipitating particles.
  • the material of the settling particles may be organic or inorganic including metal, and when organic, it may be thermosetting or thermoplastic. Further, these composite materials may be used.
  • the settling particles may be single, may have a coating such as a dispersant or deposits on the surface of the particles, or the particles may be aggregated with each other.
  • organic pigments that can be preferably used include the following pigments.
  • magenta or red pigment examples include C.I. I. Pigment Red 2, C.I. I. Pigment Red 3, C.I. I. Pigment Red 5, C.I. I. Pigment Red 6, C.I. I. Pigment Red 7, C.I. I. Pigment Red 15, C.I. I. Pigment Red 16, C.I. I. Pigment Red 48: 1, C.I. I. Pigment Red 53: 1, C.I. I. Pigment Red 57: 1, C.I. I. Pigment Red 122, C.I. I. Pigment Red 123, C.I. I. Pigment Red 139, C.I. I. Pigment Red 144, C.I. I. Pigment Red 149, C.I. I.
  • Pigment Red 166 C.I. I. Pigment Red 177, C.I. I. Pigment Red 178, C.I. I. Pigment Red 202, C.I. I. Pigment Red 222, C.I. I. Pigment Violet 19 and the like.
  • Examples of the pigment for orange or yellow include C.I. I. Pigment Orange 31, C.I. I. Pigment Orange 43, C.I. I. Pigment Yellow 12, C.I. I. Pigment Yellow 13, C.I. I. Pigment Yellow 14, C.I. I. Pigment Yellow 15, C.I. I. Pigment Yellow 15: 3, C.I. I. Pigment Yellow 17, C.I. I. Pigment Yellow 74, C.I. I. Pigment Yellow 93, C.I. I. Pigment Yellow 128, C.I. I. Pigment Yellow 94, C.I. I. Pigment Yellow 138, C.I. I. Pigment Yellow 155 and the like. Especially in the balance between color tone and light resistance, C.I. I. Pigment Yellow 155 is preferred.
  • Examples of the pigment for green or cyan include C.I. I. Pigment Blue 15, C.I. I. Pigment Blue 15: 2, C.I. I. Pigment Blue 15: 3, C.I. I. Pigment Blue 16, C.I. I. Pigment Blue 60, C.I. I. Pigment Green 7 and the like.
  • pigment for black for example, C.I. I. Pigment Black 1, C.I. I. Pigment Black 6, C.I. I. Pigment Black 7 and the like.
  • Specific inorganic pigments such as titanium oxide that can be preferably used include three crystal forms of anatase type, rutile type and blue kite type, and general-purpose ones can be roughly classified into anatase type and rutile type.
  • the rutile type having a large refractive index and high concealing property is preferable.
  • Specific examples include the TR series of Fuji Titanium Industry Co., Ltd., the JR series of TAYCA Corporation, and the type of Ishihara Sangyo Co., Ltd.
  • insoluble pigments that can be preferably used are not particularly limited, but for example, azo, azomethin, methine, diphenylmethane, triphenylmethane, quinacridone, anthraquinone, perylene, indigo, quinophthalone, isoindoline, and iso.
  • Indoline, azine, oxazine, thiazine, dioxazine, thiazole, phthalocyanine, diketopyrrolopyrrole and the like are preferable.
  • the flow path forming method of the inkjet head 10 shown in the flowchart of FIG. 3 is performed in the inkjet recording device 1.
  • the method for forming a flow path of the inkjet head 10 is started by fixing the nozzle substrate 21 in the direction in which the inkjet head 10 ejects ink, in the direction in which the nozzle substrate 21 is located on the lower surface of the inkjet head 10.
  • an ink containing sedimentary particles is used. Further, at least two types of sedimentary particles having different volume average particle diameters are used.
  • the first ink which is the first liquid
  • the first ink is flowed from the ink tank 20 in the order of the external flow path 31, the inkjet head 10, the external flow path 32, and the ink tank 20, and the first ink is circulated.
  • the first liquid passing step is performed (step S1).
  • the connection portion 11 which is the flow path 200 in the inkjet head 10
  • the common supply liquid chamber 51 of the common ink chamber 5 the supply flow path 241, the pressure chamber 231, the communication hole 221, the large diameter portion 212, and the individual circulation flow.
  • the passage 213, the common circulation flow path 222, and the connection portion 12 are filled with the first ink, and a filling step of stopping the circulation flow of the first ink is performed (step S2).
  • a cooling step of cooling the first ink to an ambient temperature and allowing it to stand for a predetermined time is performed (step S3).
  • the settling particles become soft agglomerates.
  • a settling step is performed in which the first ink is heated to a temperature higher than the environmental temperature and allowed to stand for a predetermined time to settle the settling particles in the retention portion 250 in the flow path 200 (step S4).
  • a second liquid passing step is performed in which the first ink is circulated again and the sedimenting particles existing in the stagnant portion 250 of the flow path 200 are flown (step S5).
  • the first ink may be ejected from the nozzle 211.
  • a second liquid having a pH different from that of the first ink is passed through the flow path 200 in the inkjet head 10, or the PH of the first ink in the flow path 200 in the inkjet head 10 is isoelectrically charged with the sedimenting particles.
  • An aggregation promoting step of bringing the ink closer to the point is performed (step S6).
  • the dispersion stability of the settling particles is changed, and it becomes easy to settle or form an agglomerate.
  • the flow path may or may not be filled with the first ink.
  • a cleaning liquid may be used as the second liquid.
  • the sedimenting particles are likely to aggregate.
  • step S7 By sedimenting the sedimenting particles having different volume average particle diameters, the filling rate is improved, and the retention portion 250 can be filled with few voids and irregularities.
  • FIG. 4A is a diagram showing a state in which settling particles are deposited on the retention portion 250A of the inkjet head 10
  • FIG. 4B is a diagram showing a state in which sedimentation particles are deposited on the retention portion 250B
  • FIG. 4C is a diagram. It is a figure which shows the state which the sedimentation particle was deposited in the retention part 250C.
  • step S9 it is confirmed by injecting ink whether the retention portion 250 in the flow path 200 of the inkjet head 10 has been reduced to the extent that there is no problem in the ejection characteristics by the above steps S1 to S8 (step S9).
  • the injection characteristics include the injection speed, the amount of the injected liquid, the injection angle, the reverberation vibration, and the like. Sedimentary particles settle in the retention portion 250, the retention portion 250 decreases, and bubbles do not accumulate in the flow path 200, so that the injection characteristics change.
  • step S9; YES the method of forming the flow path of the inkjet head is terminated. If the stagnant portion is not sufficiently reduced (step S9; NO), the process returns to step S1.
  • the tank for storing the first liquid containing the sedimentary particles and the inkjet head for ejecting the first liquid are used. It has a supply path (external flow path 31) for supplying the first liquid from the tank to the inkjet head 10 and a circulation path (external flow path 32) for returning the first liquid from the inkjet head 10 to the tank.
  • the first liquid is passed through the tank, the supply path, the flow path 200 of the inkjet head 10, and the circulation path in this order, and the first liquid is circulated between the inkjet head 10 and the tank.
  • One liquid flow step a filling step of filling the flow path 200 with the first liquid, and a settling step of stopping the flow of the first liquid for a predetermined time to settle the particles in the retention portion 250 in the flow path 200. And again include a second liquid passing step of circulating the first liquid between the inkjet head 10 and the tank. Therefore, it is possible to provide an inkjet head flow path forming method, an image forming method, and an inkjet head that easily form an inkjet head flow path with less air bubble retention. Further, according to the image formation using the inkjet head in which the flow path having a small retention portion is formed, it is possible to suppress the occurrence of image quality deterioration due to bubbles. Further, according to the inkjet head in which the flow path having a small retention portion is formed as described above, it is possible to perform image formation in which the occurrence of image quality deterioration due to bubbles is suppressed.
  • the external flow path 32 which is a circulation path, is not provided as shown in FIG. 1, and the ink is not circulated between the ink tank 20 and the inkjet head 10. That is, the ink is supplied from the ink tank 20 to the inkjet head 10 via the external flow path 31 which is a supply path, is ejected from the inkjet head 10, and is discharged.
  • FIG. 5A and 5B are views showing a retention portion 250 of the flow path of the inkjet head 10a according to the first modification of the first embodiment.
  • FIG. 5B is an enlarged view of the vicinity of the nozzle 211.
  • the inkjet head 10a shown in FIG. 5A is a bend mode inkjet head. The same components as those of the inkjet head 10 of FIG. 1 will be described with the same reference numerals.
  • the ink flow path 200 inside the inkjet head 10a will be described.
  • the ink is supplied from the connection portion 11, flows in the order of the supply flow path 241, the pressure chamber 231 and the communication hole 221, and is ejected from the nozzle 211. Arrows in FIG. 5A indicate ink flow.
  • the place indicated by " ⁇ " in FIGS. 5A and 5B is a region in the flow path 200 where the ink speed is relatively low, or the direction in which the ink originally flows. It becomes a retention portion 250 which is a region where bubbles do not flow and form a vortex or the like and bubbles stay in that region.
  • the retention portion 250 near the nozzle 211 shown in FIG. 5B is the retention portion 250D
  • the retention portion 250 in the upper right portion of the pressure chamber 231 shown in FIG. 5A is the retention portion 250E
  • FIG. 5C and 5D are views showing a retention portion 250 of the flow path 200 of the inkjet head 10b according to the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 5D is an enlarged view of the vicinity of the nozzle 211.
  • the inkjet head 10b shown in FIG. 5C is a shear mode inkjet head.
  • the ink flow path 200 inside the inkjet head 10b will be described.
  • the ink is supplied from the connection portion 11, flows in the order of the common supply liquid chamber 51 and the pressure chamber 231, and is ejected from the nozzle 211. Arrows in FIG. 5C indicate ink flow.
  • the retention portion 250 Inside the inkjet head 10b of such a modification 2, the place indicated by “ ⁇ ” in FIGS. 5C and 5D is the retention portion 250. Specifically, the retention portion 250 near the nozzle 211 shown in FIG. 5D is the retention portion 250G, the retention portion 250 at the lower right of the common supply liquid chamber 51 shown in FIG. 5C is the retention portion 250H, and the retention portion 250 is the lower left of the common supply liquid chamber 51.
  • the stagnant portion 250 is the stagnant portion 250I.
  • the first liquid passing step ( In step S1), the ink is not circulated, and the ink is flowed from the ink tank 20 in the order of the external flow path 31, the inkjet heads 10a, 10b, and the nozzle 211.
  • the second liquid passing step (step S5), ink is flowed from the ink tank 20 in the order of the external flow path 31, the inkjet heads 10a and 10b, and the nozzle 211.
  • FIG. 6A is a diagram showing a state in which settling particles are deposited on the retention portion 250D of the inkjet head 10a of Modification 1
  • FIG. 6B is a diagram showing a state in which sedimentation particles are deposited on the retention portion 250E.
  • FIG. 6C is a diagram showing a state in which sedimentary particles are deposited on the retention portion 250F.
  • FIG. 6D is a diagram showing a state in which settling particles are deposited on the retention portion 250G of the inkjet head 10b of Modification 2
  • FIG. 6E is a diagram showing a state in which sedimentation particles are deposited on the retention portion 250H.
  • FIG. 6F is a diagram showing a state in which sedimentary particles are deposited on the retention portion 250I.
  • the method for forming the flow path of the inkjet head of the modified example of the first embodiment includes the first liquid passing step of passing the first liquid containing the sedimentary particles through the flow path 200 and the flow path.
  • a second liquid passing step of passing liquid through the flow path 200 is included. Therefore, it is possible to provide an inkjet head flow path forming method, an image forming method, and an inkjet head that easily form an inkjet flow path with less air bubble retention.
  • FIG. 7 is a flowchart of the inkjet head flow path forming method according to the second embodiment of the present invention.
  • the binding step described in detail below is performed to promote aggregation. The process is not performed.
  • the liquid passing step of step S11 is the same step as the first liquid passing step in the flow path forming method of the inkjet head of the first embodiment and the modified example.
  • the same steps as the flow path forming method of the inkjet head of the first embodiment and the modified example will be given the same name, and the description thereof will be omitted.
  • At least one of the sedimentary particles is a sedimentary particle that is melted by heat or a sedimentary particle having a polymerization initiating group on the particle surface.
  • the flow paths 200 in the inkjet heads 10, 10a, 10b are heated to the temperature at which the sedimentation particles are melted. Is heated and a binding step (heat melting step) is performed to heat and dissolve at least a part of the settling particles. If only the settling particles are settled, the settling particles may flow out of the retention portion 250.
  • the method of heating the flow path 200 in the inkjet heads 10, 10a, 10b is to put the inkjet heads 10, 10a, 10b together in a heater, to flow a high temperature solution in the flow path 200, or to flow a high temperature gas in the flow path 200. Can be used. Further, in the method for forming the flow path of the inkjet head of the second embodiment, when the precipitation particles having the polymerization initiating group present on the surface of one or more kinds of particles are used, the flow path 200 in the inkjet heads 10, 10a and 10b is used.
  • a liquid containing a polymerizable monomer is passed through the liquid, and a binding step (polymerization reaction step) is performed to cause a polymerization reaction on the surface of the precipitated particles. If only the settling particles are settled, the settling particles may flow out of the retention portion 250. Therefore, at least a part of the settling particles is polymerized to be bonded to each other or with a polymer. Put it on and prevent it from flowing out.
  • the binding step by the polymerization reaction is performed, in order to prevent the polymerization reaction from occurring at a place other than the retention portion 250 in the flow path 200, the liquid is sufficiently passed so that the sedimentation particles other than the retention portion 250 flow after the sedimentation step. do.
  • the liquid used at this time is preferably a liquid that does not contain a polymerization initiator.
  • the tank for storing the first liquid containing the sedimentary particles and the inkjet head for ejecting the first liquid are used. It has a supply path (external flow path 31) for supplying the first liquid from the tank to the inkjet head 10 and a circulation path (external flow path 32) for returning the first liquid from the inkjet head 10 to the tank.
  • the first liquid is passed through the tank, the supply path, the flow path 200 of the inkjet head 10, and the circulation path in this order, and the first liquid is circulated between the inkjet head 10 and the tank.
  • a binding step of binding the particles retained in the retention portion 250 is included. Therefore, it is possible to provide an inkjet head flow path forming method, an image forming method, and an inkjet head that easily form an inkjet head flow path with less air bubble retention.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
  • the orientation of the inkjet heads 10, 10a, 10b is not limited to this, although the nozzle substrate 21 is fixed to the lower surface.
  • the nozzle substrate 21 may be fixed in the direction in which it is located on the upper surface and started, and the nozzle substrate 21 may be changed in the direction in which it is located on the lower surface in the middle.
  • the present invention can be used for an inkjet head flow path forming method, an image forming method, and an inkjet head.
  • Inkjet recording device Head chip 21 Nozzle board 200 Flow path 211 Nozzle 212 Large diameter part 213 Individual circulation flow path 22 Intermediate board 221 Communication hole 222 Common circulation flow path 23 Actuator board 231 Pressure chamber 24 Protective board 241 Supply flow path 250 Retention Part 3 Holding part 5 Common ink chamber 51 Common supply liquid chamber 10, 10a, 10b Inkjet head 11, 12 Connection part 20 Ink tank 31 External flow path (supply path) 32 External flow path (circulation path)

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Abstract

滞留部の少ないインクジェットの流路を形成するインクジェットヘッドの流路形成方法、画像形成方法及びインクジェットヘッドを提供する。 インクジェットヘッドの流路形成方法は、沈降性の粒子を含有する第１の液体を流路２００に通液する第１通液工程と、前記流路２００内を前記第１の液体で充填する充填工程と、前記第１の液体の流れを所定時間停止して、前記流路２００内の滞留部２５０に前記粒子を沈降させる沈降工程と、再度前記第１の液体を前記流路２００に通液する第２通液工程と、を含む流路形成工程を有する。

Description

インクジェットヘッドの流路形成方法、画像形成方法及びインクジェットヘッド
　この発明は、インクジェットヘッドの流路形成方法、画像形成方法及びインクジェットヘッドに関する。
　従来、ノズルからインクを吐出させて媒体上に画像や構造などを形成するインクジェットヘッドを用いたインクジェットヘッド記録装置がある。
　インクジェットヘッドの液体の流路内に気泡が残ると、気泡が射出時の圧力変動を吸収するため、射出特性のばらつきや、射出不良を引き起こすという問題がある。
　これに関連して、特許文献１には、記録ヘッド（インクジェットヘッド）とインクタンク間でインクを循環させ、さらにインクを記録ヘッドを通さずに、気泡がトラップされやすいフィルタからインクタンクへ戻す経路を設けることで、気泡を除去する技術が記載されている。
　また、特許文献２には、高価な圧力センサを用いずに、ベローズやレギュレータで差圧を調整して、インクジェットヘッドとインクカートリッジ間のインクの循環を行い、気泡を除去する技術が記載されている。
　また、特許文献３には、液体の非吐出時に液体の成分の滞留が生じる面に沿って流れる液体の流速が、他の面を沿って流れる流速よりも高くなる構造を含む液室を有する記録ヘッド（インクジェットヘッド）が記載されている。
特開平６－１５５７６５号公報 特開２０１１－１１０８５１号公報 特開２０１９－３４４６４号公報
　しかしながら、特許文献１、２の技術を用いた場合、一旦インクジェットヘッドの流路内の滞留部に入ってしまった気泡は、インクを循環しても容易に排出することは困難であり、気泡を排出するのには不十分であった。ここで、滞留部とは、流路内の液体の速度が相対的に低速である領域、あるいは本来液体が流れる方向に流れず、渦などを形成してその領域に気泡が留まってしまう領域のことである。
　また、特許文献３の技術を用いた場合、インクジェットヘッドの流路内の液体の流速が遅くなる領域は複数個所あり、当該箇所のすべてを流速が遅くならないような構造に形成することは、製造工程の煩雑化やコストアップの要因となり、現実的ではなかった。
　この発明の目的は、気泡の滞留の少ないインクジェットの流路を容易に形成するインクジェットヘッドの流路形成方法、画像形成方法及びインクジェットヘッドを提供することである。
　上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明のインクジェットヘッドの流路形成方法は、
　沈降性の粒子を含有する第１の液体を流路に通液する第１通液工程と、
　前記流路内を前記第１の液体で充填する充填工程と、
　前記第１の液体の流れを所定時間停止して、前記流路内の滞留部に前記粒子を沈降させる沈降工程と、
　再度前記第１の液体を前記流路に通液する第２通液工程と、
　を含む流路形成工程を有する。
　また、請求項２に記載の発明のインクジェットヘッドの流路形成方法は、
　沈降性の粒子を含有する第１の液体を貯留するタンクと、
　前記第１の液体を射出するインクジェットヘッドと、
　前記タンクから前記インクジェットヘッドに前記第１の液体を供給する供給経路と、
　前記インクジェットヘッドから前記タンクに前記第１の液体を戻す循環経路と、
　を有するインクジェット記録装置において、
　前記第１の液体を、前記タンク、前記供給経路、前記インクジェットヘッドの流路、前記循環経路の順に通液して、前記第１の液体を前記インクジェットヘッドと前記タンクの間で循環する第１通液工程と、
　前記流路内を前記第１の液体で充填する充填工程と、
　前記第１の液体の流れを所定時間停止して、前記流路内の滞留部に前記粒子を沈降させる沈降工程と、
　再度前記第１の液体を前記インクジェットヘッドと前記タンクの間で循環させる第２通液工程と、を含む流路形成工程を有する。
　また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法において、
　前記沈降工程において、前記第１の液体を、環境温度より高い温度に加熱する。
　また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法において、
　前記流路形成工程は、前記充填工程と前記沈降工程の間に、前記第１の液体を環境温度まで冷却して所定時間静置する冷却工程を含む。
　また、請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法は、
　前記流路形成工程は、前記第２通液工程の後に、前記第１の液体とはＰＨが異なる第２の液体を前記流路に通液する凝集促進工程を含む。
　また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法において、
　前記第２の液体は、洗浄液である。
　また、請求項７に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法において、
　前記流路形成工程は、前記第２通液工程の後に、前記流路内の前記第１の液体のＰＨを、前記粒子の等電点に近づける凝集促進工程を含む。
　また、請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法において、
　前記第２通液工程の後に、前記第１の液体を、体積平均粒径が前記粒子と異なる沈降性粒子を少なくとも１種類含有する第３の液体に代えて、再度、前記流路形成工程を繰り返す。
　また、請求項９に記載の発明のインクジェットヘッドの流路形成方法は、
　熱により溶解する沈降性の粒子を含有する第１の液体を流路に通液する通液工程と、
　前記流路内を前記第１の液体で充填する充填工程と、
　前記第１の液体の流れを所定時間停止して、前記流路内の滞留部に前記粒子を沈降させる沈降工程と、
　前記流路内を前記粒子が溶解する温度以上に加熱して、前記粒子の少なくとも一部を加熱溶解させる加熱溶解工程と、
　を含む流路形成工程を有する。
　また、請求項１０に記載の発明のインクジェットヘッドの流路形成方法は、
　表面に重合開始基を持つ沈降性の粒子を含有する第１の液体を流路に通液する通液工程と、
　前記流路内を前記第１の液体で充填する充填工程と、
　前記第１の液体の流れを所定時間停止して、前記流路内の滞留部に前記粒子を沈降させる沈降工程と、
　重合性のモノマーを含有する液体を前記流路に通液して、前記粒子の表面で重合反応を起こす重合反応工程と、
　を含む。
　また、請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法において、
　前記流路形成工程を繰り返す。
　また、請求項１２に記載の発明は、請求項１から１１のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法において、
　前記流路形成工程を、前記インクジェットヘッドが射出運転する時の向きで行った後、前記向きを変えて、再度、前記流路形成工程を行う。
　また、請求項１３に記載の発明は、請求項１から１２のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法において、
　前記粒子の体積平均粒径は、８０～３０，０００ｎｍである。
　また、請求項１４に記載の発明は、請求項１から１３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法において、
　前記粒子は、体積平均粒径が異なる粒子を少なくとも２種類以上含む。
　また、請求項１５に記載の発明は、請求項１から１４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法において、
　前記粒子の密度と前記第１の液体の主溶媒の密度との差は、０．２ｇ／ｃｍ３以上である。
　また、請求項１６に記載の発明の画像形成方法は、
　請求項１から１５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法を用いて、流路を形成したインクジェットヘッドを用いて画像を形成する。
　また、請求項１７に記載の発明のインクジェットヘッドは、
　沈降性の粒子を含有する液体が流れる流路と、
　前記流路内に前記粒子が沈降する滞留部を備える。
　本発明に従うと、気泡の滞留の少ないインクジェットの流路を容易に形成するインクジェットヘッドの流路形成方法、画像形成方法及びインクジェットヘッドを提供することができる。
本発明の実施形態１のインクジェット記録装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態１のインクジェットヘッドの流路の滞留部を示す図である。 本発明の実施形態１のインクジェットヘッドのノズル付近の滞留部を示す図である。 本発明の実施形態１のインクジェットヘッド流路形成方法のフローチャートである。 本発明の実施形態１のインクジェットヘッドの流路の滞留部に沈降性の粒子が堆積した状態を示す図である。 本発明の実施形態１のインクジェットヘッドの流路の滞留部に沈降性の粒子が堆積した状態を示す図である。 本発明の実施形態１のインクジェットヘッドの流路の滞留部に沈降性の粒子が堆積した状態を示す図である。 本発明の実施形態１の変形例１のインクジェットヘッドの流路の滞留部を示す図である。 本発明の実施形態１の変形例１のインクジェットヘッドのノズル付近の滞留部を示す図である。 本発明の実施形態１の変形例２のインクジェットヘッドの流路の滞留部を示す図である。 本発明の実施形態１の変形例２のインクジェットヘッドのノズル付近の滞留部を示す図である。 本発明の実施形態１の変形例１のインクジェットヘッドの流路の滞留部に沈降性の粒子が堆積した状態を示す図である。 本発明の実施形態１の変形例１のインクジェットヘッドの流路の滞留部に沈降性の粒子が堆積した状態を示す図である。 本発明の実施形態１の変形例１のインクジェットヘッドの流路の滞留部に沈降性の粒子が堆積した状態を示す図である。 本発明の実施形態１の変形例２のインクジェットヘッドの流路の滞留部に沈降性の粒子が堆積した状態を示す図である。 本発明の実施形態１の変形例２のインクジェットヘッドの流路の滞留部に沈降性の粒子が堆積した状態を示す図である。 本発明の実施形態１の変形例２のインクジェットヘッドの流路の滞留部に沈降性の粒子が堆積した状態を示す図である。 本発明の実施形態２のインクジェットヘッド流路形成方法のフローチャートである。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態１）
　図１は、インクジェット記録装置１の構成を示す図である。
　インクジェット記録装置１は、インクジェットヘッド１０、インクを一時貯留するインクタンク２０、及びインクジェットヘッド１０とインクタンク２０を接続する外部流路３１、３２を備える。
　インクジェットヘッド１０は、外部流路３１と接続する接続部１１、及び外部流路３２と接続する接続部１２を備える。接続部１１はインクの流入口であり、接続部１２はインクの流出口である。
　インクタンク２０に一時貯留されているインクは、外部流路３１及び接続部１１を通過し、インクジェットヘッド１０のノズル２１１（図２）に達し、一部が吐出される。吐出されなかったインクは、接続部１２及び外部流路３２を通過し、インクタンク２０に戻る。このようにインクは、インクタンク２０とインクジェットヘッド１０間を循環しており、外部流路３１は供給経路、外部流路３２は循環経路として機能する。図１の外部流路３１、３２付近の矢印は、インクの流れる方向を示す。
　図２Ａ及び図２Ｂは、インクジェットヘッド１０の流路の滞留部を示す図である。図２Ｂは、ノズル２１１付近の拡大図である。
　インクジェットヘッド１０は、ヘッドチップ２、保持部３及び共通インク室５等を備える。
　ヘッドチップ２は、内部に、下側から順にノズル基板２１、中間基板２２、アクチュエーター基板２３及び保護基板２４が積層一体化されることによって構成されている。
　ノズル基板２１にはインクの液滴を射出するためのノズル２１１、ノズル２１１と連通する大径部２１２、及びインクの循環に使用される個別循環流路２１３が形成されている。
　中間基板２２には、中間基板２２を上下方向に貫通し大径部２１２に連通する連通孔２２１、及び複数の個別循環流路２１３から流れてきたインクが合流する共通循環流路２２２が形成されている。
　アクチュエーター基板２３には、連通孔２２１に連通し、インクを貯留する圧力室２３１が形成されている。
　保護基板２４には、上下方向に貫通する供給流路２４１が形成されており、共通供給液室５１と圧力室２３１とを連通している。
　共通インク室５は、インクが充填されている共通供給液室５１を有する。
　共通インク室５の上部には、接続部１１が設けられ、接続部１１からヘッドチップ２に供給するインクが供給される。
　次に、インクジェットヘッド１０内部のインクの循環経路について説明する。インクは、接続部１１から供給され、共通インク室５の共通供給液室５１、供給流路２４１、圧力室２３１、連通孔２２１、大径部２１２、個別循環流路２１３、共通循環流路２２２、接続部１２の順に流れ、インクジェットヘッド１０外に排出される。
　図２Ａの矢印は、インクの流れを示す。
　よって、接続部１１、共通インク室５の共通供給液室５１、供給流路２４１、圧力室２３１、連通孔２２１、大径部２１２、個別循環流路２１３、共通循環流路２２２、接続部１２が流路２００を構成する。
　このような構造のインクジェットヘッド１０内部において、図２Ａ及び図２Ｂの「〇」で示す場所が、流路２００内のインクの速度が相対的に低速である領域、あるいは本来インクが流れる方向に流れず、渦などを形成してその領域に気泡が留まってしまう領域である滞留部２５０となる。具体的には、図２Ｂに示すノズル付近の滞留部２５０が滞留部２５０Ａ、図２Ａに示す圧力室２３１の右上部の滞留部２５０が滞留部２５０Ｂ、圧力室２３１の左下部の滞留部２５０が滞留部２５０Ｃである。
　前述したような流路２００内の滞留部２５０を少なくするために、インクジェットヘッド１０内に沈降性粒子を含有するインクを充填して、当該沈降性粒子を滞留部２５０に沈降させ、滞留部２５０を埋めるインクジェットヘッド流路形成方法を行う。
　インクに含有される沈降性粒子は、小さすぎると沈降に時間がかかり、大きすぎると分散安定性が悪く、滞留部２５０以外でも沈降してインクの流れの阻害因子となるため、体積平均粒径が８０～３０，０００ｎｍの沈降性粒子を用いるのがよい。さらに、顔料インクを使用する場合、体積平均粒径が１５０～１０，０００ｎｍの沈降性粒子を使用するのがより好ましい。また、酸化チタンを含むインクを使用する場合、体積平均粒径が２００～１０，０００ｎｍの沈降性粒子を使用するのがより好ましい。
　上記の沈降性粒子の体積平均粒径は、一次粒径と凝集状態である二次粒径のどちらでもよく、体積平均粒径の測定方法は限定しない。
　また、体積平均粒径が異なる沈降性粒子を少なくとも２種類以上使用するのが好ましい。体積平均粒径が異なる沈降性粒子を使用することで、空隙や凹凸が少なく、最密充填に近い状態で滞留部２５０に沈降性粒子を沈降させることができる。
　また、沈降性粒子の密度と沈降性粒子を含むインクの主溶媒の密度との差は、０．２ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。上記の密度差があることで、沈降性粒子を短時間で沈降させることができる。また、密度差は、０．５ｇ／ｃｍ３以上がより好ましい。しかし、沈降性粒子であればよく、密度差は以上の数値に限らない。
　沈降性粒子の沈降速度は下記のストークスの式によって表され、沈降性粒子の密度と沈降性粒子を含むインクの主溶媒の密度との差に比例する。
　ｖｓ＝Ｄｐ ２（ρｐ－ρｆ）ｇ／１８η
　　ｖｓ：終端速度［ｃｍ／ｓ］
　　Ｄｐ：粒子径［ｃｍ］
　　ρｐ：粒子の密度［ｇ／ｃｍ３］
　　ρｆ：流体の密度［ｇ／ｃｍ３］
　　ｇ：重力加速度［ｃｍ／ｓ２］
　　η：流体の粘度［ｇ／（ｃｍ・ｓ）］
　沈降性粒子は、有機顔料、無機顔料、不溶性の染料、バインダー粒子等を用いることができる。
　沈降性粒子の材料は、有機でも、金属を含む無機でもよく、有機である場合、熱硬化性でも、熱可塑性でもよい。また、これらの複合材料でもよい。
　沈降性粒子は、単一でも、粒子表面に分散剤などの被覆あるいは付着物があっても、あるいは粒子同士が凝集していてもよい。
　好ましく用いることのできる具体的な有機顔料としては、以下の顔料が挙げられる。
　マゼンタ又はレッド用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９等が挙げられる。
　オレンジ又はイエロー用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５等が挙げられる。特に色調と耐光性のバランスにおいて、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５が好ましい。
　グリーン又はシアン用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７等が挙げられる。
　また、ブラック用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７等が挙げられる。
　好ましく用いることのできる具体的な酸化チタン等の無機顔料としては、アナターゼ型、ルチル型及びブルーカイト型の三つの結晶形態があるが、汎用なものとしてはアナターゼ型とルチル型に大別できる。特に限定するものではないが、屈折率が大きく隠蔽性が高いルチル型が好ましい。具体的には、富士チタン工業株式会社のＴＲシリーズ、テイカ株式会社のＪＲシリーズや石原産業株式会社のタイペークなどが挙げられる。
　好ましく用いることのできる具体的な不溶性顔料としては、特に限定するものではないが、例えば、アゾ、アゾメチン、メチン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、キナクリドン、アントラキノン、ペリレン、インジゴ、キノフタロン、イソインドリノン、イソインドリン、アジン、オキサジン、チアジン、ジオキサジン、チアゾール、フタロシアニン、ジケトピロロピロール等が好ましい。
　前述したような流路２００内の滞留部２５０を少なくするために、インクジェット記録装置１において図３のフローチャートに示すインクジェットヘッド１０の流路形成方法を行う。
　当該インクジェットヘッド１０の流路形成方法は、インクジェットヘッド１０がインクを射出する向きである、ノズル基板２１がインクジェットヘッド１０の下面に位置する向きに固定して開始される。
　以下に記載するインクジェットヘッド１０の流路形成方法では、沈降性粒子を含有するインクが用いられる。また、体積平均粒径が異なる沈降性粒子が少なくとも２種類以上用いられる。
　まず、図１に示す構成において、インクタンク２０から、外部流路３１、インクジェットヘッド１０、外部流路３２、インクタンク２０の順に第１の液体である第１インクを流し、第１インクを循環させる第１通液工程を行う（ステップＳ１）。
　次に、インクジェットヘッド１０内の流路２００である、接続部１１から共通インク室５の共通供給液室５１、供給流路２４１、圧力室２３１、連通孔２２１、大径部２１２、個別循環流路２１３、共通循環流路２２２、接続部１２を第１インクで充填し、第１インクの循環の流れを停止する充填工程を行う（ステップＳ２）。
　次に、第１インクを環境温度まで冷却し、所定時間静置する冷却工程を行う（ステップＳ３）。第１インクを環境温度まで冷却することによって、沈降性粒子が軟凝集体化する。
　次に、第１インクを環境温度より高い温度に加熱し、所定時間静置して、沈降性粒子を流路２００内の滞留部２５０に沈降させる沈降工程を行う（ステップＳ４）。第１インクを環境温度より高い温度に加熱することによって、沈降性粒子の凝集が促進されて沈降しやすくなる。
　次に、再度第１インクを循環させ、流路２００の滞留部２５０以外に存在する沈降性粒子を流す第２通液工程を行う（ステップＳ５）。このとき、ノズル２１１内部の沈降性粒子を排出するため、ノズル２１１から第１インクを射出させてもよい。
　次に、第１インクとＰＨが異なる第２の液体をインクジェットヘッド１０内の流路２００に通液させる、あるいはインクジェットヘッド１０内の流路２００の第１インクのＰＨを沈降性粒子の等電点に近づける凝集促進工程を行う（ステップＳ６）。
　第２の液体をインクジェットヘッド１０内の流路２００に通液させることによって、沈降性粒子の分散安定性が変わり、沈降しやすくなったり、凝集体を形成しやすくなる。この工程において、第２の液体を流し始める時に、流路内に第１インクが充填されていても、されていなくてもどちらでもよい。第２の液体として洗浄液を使用してもよい。
　また、流路２００の第１インクのＰＨを沈降性粒子の等電点に近づけることによって、沈降性粒子は凝集しやすくなる。
　次に、上記のステップＳ１～Ｓ６において使用したインクに含まれる沈降性粒子とは体積平均粒径が異なる沈降性粒子を少なくとも１種類以上含む第３のインクを用いて、再度ステップＳ１～Ｓ６の工程（流路形成工程）を行う（ステップＳ７）。
　体積平均粒径が異なる沈降性粒子を沈降させることで、充填率が向上し、空隙や凹凸が少ない状態で滞留部２５０を埋めることができる。
　次に、インクジェットヘッド１０の固定している向きをノズル基板２１がインクジェットヘッド１０の上面に位置する向きに変えて、ステップＳ１～Ｓ７を再度行う（ステップＳ８）。沈降性粒子は重力方向（鉛直下側）にしか沈降しないため、向きを変えて、鉛直上側の滞留部２５０にも沈降性粒子を沈降させ、滞留部２５０を埋める。
　ここで、図４Ａはインクジェットヘッド１０の滞留部２５０Ａに沈降性粒子が堆積した状態を示す図であり、図４Ｂは滞留部２５０Ｂに沈降性粒子が堆積した状態を示す図であり、図４Ｃは滞留部２５０Ｃに沈降性粒子が堆積した状態を示す図である。
　次に、インクジェットヘッド１０の流路２００内の滞留部２５０は、上記ステップＳ１～Ｓ８によって射出特性に問題がない程度に減少したかを、インクを射出させて確認する（ステップＳ９）。ここで、射出特性とは、射出速度、射出した液量、射出角度、残響振動などである。滞留部２５０に沈降性粒子が沈降し、滞留部２５０が減少して、気泡が流路２００内に溜まることがなくなることで、射出特性が変化する。
　滞留部２５０が十分に減少している場合（ステップＳ９；ＹＥＳ）、インクジェットヘッドの流路形成方法を終了する。滞留部が十分に減少していない場合（ステップＳ９；ＮＯ）、ステップＳ１に戻る。
　以上のように、本実施形態１のインクジェットヘッドの流路形成方法は、沈降性の粒子を含有する第１の液体を貯留するタンク（インクタンク２０）と、第１の液体を射出するインクジェットヘッド１０と、タンクからインクジェットヘッド１０に第１の液体を供給する供給経路（外部流路３１）と、インクジェットヘッド１０からタンクに第１の液体を戻す循環経路（外部流路３２）と、を有するインクジェット記録装置１において、第１の液体を、タンク、供給経路、インクジェットヘッド１０の流路２００、循環経路の順に通液して、第１の液体をインクジェットヘッド１０とタンクの間で循環する第１通液工程と、流路２００内を第１の液体で充填する充填工程と、第１の液体の流れを所定時間停止して、流路２００内の滞留部２５０に粒子を沈降させる沈降工程と、再度第１の液体をインクジェットヘッド１０とタンクの間で循環する第２通液工程と、を含む。
　従って、気泡の滞留の少ないインクジェットヘッドの流路を容易に形成するインクジェットヘッドの流路形成方法、画像形成方法及びインクジェットヘッドを提供することができる。
　また、滞留部が少ない流路が形成されたインクジェットヘッドを用いた画像形成によれば、気泡による画質不良の発生を抑制することができる。
　さらに、上記のように滞留部が少ない流路が形成されたインクジェットヘッドによれば、気泡による画質不良の発生が抑制された画像形成を行うことができる。
（変形例）
　以下では、本変形例と上記実施形態１のインクジェット記録装置１との差異を中心に説明する。
　本変形例の構成では、図１のように循環経路である外部流路３２が設けられておらず、インクをインクタンク２０とインクジェットヘッド１０間で循環させない。つまり、インクはインクタンク２０から供給経路である外部流路３１を介して、インクジェットヘッド１０に供給され、インクジェットヘッド１０から射出され、排出される。
　図５Ａ及び図５Ｂは、上記実施形態１の変形例１に係るインクジェットヘッド１０ａの流路の滞留部２５０を示す図である。図５Ｂは、ノズル２１１付近の拡大図である。
　図５Ａに示すインクジェットヘッド１０ａはベンドモードのインクジェットヘッドである。なお、図１のインクジェットヘッド１０と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。
　インクジェットヘッド１０ａ内部のインクの流路２００について説明する。インクは、接続部１１から供給され、供給流路２４１、圧力室２３１、連通孔２２１の順に流れ、ノズル２１１から射出される。
　図５Ａの矢印は、インクの流れを示す。
　このような変形例１のインクジェットヘッド１０ａ内部において、図５Ａ及び図５Ｂの「〇」で示す場所が、流路２００内のインクの速度が相対的に低速である領域、あるいは本来インクが流れる方向に流れず、渦などを形成してその領域に気泡が留まってしまう領域である滞留部２５０となる。具体的には、図５Ｂに示すノズル２１１付近の滞留部２５０が滞留部２５０Ｄ、図５Ａに示す圧力室２３１の右上部の滞留部２５０が滞留部２５０Ｅ、圧力室２３１の左下部の滞留部２５０が滞留部２５０Ｆである。
　図５Ｃ及び図５Ｄは、上記実施形態１の変形例２に係るインクジェットヘッド１０ｂの流路２００の滞留部２５０を示す図である。図５Ｄは、ノズル２１１付近の拡大図である。
　図５Ｃに示すインクジェットヘッド１０ｂはシアモードのインクジェットヘッドである。
　インクジェットヘッド１０ｂ内部のインクの流路２００について説明する。インクは、接続部１１から供給され、共通供給液室５１、圧力室２３１の順に流れ、ノズル２１１から射出される。
　図５Ｃの矢印は、インクの流れを示す。
　このような変形例２のインクジェットヘッド１０ｂ内部において、図５Ｃ及び図５Ｄの「〇」で示す場所が滞留部２５０となる。具体的には、図５Ｄに示すノズル２１１付近の滞留部２５０が滞留部２５０Ｇ、図５Ｃに示す共通供給液室５１の右下部の滞留部２５０が滞留部２５０Ｈ、共通供給液室５１の左下部の滞留部２５０が滞留部２５０Ｉである。
　図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ及び図５Ｄに示すインクジェットヘッド１０ａ、１０ｂを用いたインクジェット記録装置１の構成において、図３に示すインクジェットヘッドの流路形成方法を行う場合、第１通液工程（ステップＳ１）では、インクを循環せず、インクタンク２０から、外部流路３１、インクジェットヘッド１０ａ，１０ｂ、ノズル２１１の順にインクを流す。
　同様に、第２通液工程（ステップＳ５）でも、インクタンク２０から、外部流路３１、インクジェットヘッド１０a，１０ｂ、ノズル２１１の順にインクを流す。
　その他の構成及びインクジェットヘッドの流路形成方法の工程は上記実施形態１のインクジェットヘッドの流路形成方法と同様である。
　ここで、図６Ａは、変形例１のインクジェットヘッド１０ａの滞留部２５０Ｄに沈降性粒子が堆積した状態を示す図であり、図６Ｂは、滞留部２５０Ｅに沈降性粒子が堆積した状態を示す図であり、図６Ｃは、滞留部２５０Ｆに沈降性粒子が堆積した状態を示す図である。
　また、図６Ｄは、変形例２のインクジェットヘッド１０ｂの滞留部２５０Ｇに沈降性粒子が堆積した状態を示す図であり、図６Ｅは、滞留部２５０Ｈに沈降性粒子が堆積した状態を示す図であり、図６Ｆは、滞留部２５０Ｉに沈降性粒子が堆積した状態を示す図である。
　以上のように、本実施形態１の変形例のインクジェットヘッドの流路形成方法は、沈降性の粒子を含有する第１の液体を流路２００に通液する第１通液工程と、流路２００内を第１の液体で充填する充填工程と、第１の液体の流れを所定時間停止して、流路２００内の滞留部２５０に粒子を沈降させる沈降工程と、再度第１の液体を流路２００に通液する第２通液工程と、を含む。
　従って、気泡の滞留の少ないインクジェットの流路を容易に形成するインクジェットヘッドの流路形成方法、画像形成方法及びインクジェットヘッドを提供することができる。
（実施形態２）
　図７は、本発明の実施形態２のインクジェットヘッド流路形成方法のフローチャートである。実施形態２のインクジェットヘッド流路形成方法は、上記実施形態１及び変形例のインクジェットヘッドの流路形成方法における第２通液工程の代わりに、以下に詳述する結着工程を行い、凝集促進工程は行わないものである。また、ステップＳ１１の通液工程は、上記実施形態１及び変形例のインクジェットヘッドの流路形成方法における第１通液工程と同様の工程である。
　また、実施形態１及び変形例のインクジェットヘッドの流路形成方法と同様の工程については同一名称を付して説明は省略する。
　実施形態２のインクジェットヘッド流路形成方法を行う場合、沈降性粒子のうち、少なくとも１種類以上は熱により溶解する沈降性粒子、あるいは粒子表面に重合開始基が存在する沈降性粒子を用いる。
　実施形態２のインクジェットヘッドの流路形成方法において、１種類以上の熱により溶解する沈降性粒子を使用した場合は、沈降性粒子が溶解する温度までインクジェットヘッド１０，１０ａ，１０ｂ内の流路２００を加熱し、沈降性粒子の少なくとも一部を加熱溶解させる結着工程（加熱溶解工程）を行う。
　沈降性粒子を沈降させただけだと、滞留部２５０の外に沈降性粒子が流れ出す可能性があるので、沈降性粒子の少なくとも一部を溶解させて沈降した粒子同士を溶解結着させ、流れ出しを防止する。
　インクジェットヘッド１０，１０ａ，１０ｂ内の流路２００を加熱する方法は、インクジェットヘッド１０，１０ａ，１０ｂごと加熱器に入れる、あるいは流路２００内に高温溶液を流す、あるいは流路２００内に高温ガスを流す方法を用いることができる。
　また、実施形態２のインクジェットヘッドの流路形成方法において、１種類以上の粒子表面に重合開始基が存在する沈降性粒子を使用した場合は、インクジェットヘッド１０，１０ａ，１０ｂ内の流路２００に重合性のモノマーを含有する液を通液し、沈降性粒子表面で重合反応を起こさせる結着工程（重合反応工程）を行う。
　沈降性粒子を沈降させただけだと、滞留部２５０の外に沈降性粒子が流れ出す可能性があるので、沈降性粒子の少なくとも一部を重合反応させて、沈降性粒子同士あるいは重合物で結着させ、流れ出しを防止する。
　重合反応による結着工程を行う場合、流路２００内の滞留部２５０以外の箇所で重合反応を起こさせないために、沈降工程後に、滞留部２５０以外の沈降性粒子が流れるように十分に通液する。このとき使用する液体は、重合開始剤が入っていない液体であることが好ましい。
以上のように、本実施形態２のインクジェットヘッドの流路形成方法は、沈降性の粒子を含有する第１の液体を貯留するタンク（インクタンク２０）と、第１の液体を射出するインクジェットヘッド１０と、タンクからインクジェットヘッド１０に第１の液体を供給する供給経路（外部流路３１）と、インクジェットヘッド１０からタンクに第１の液体を戻す循環経路（外部流路３２）と、を有するインクジェット記録装置１において、第１の液体を、タンク、供給経路、インクジェットヘッド１０の流路２００、循環経路の順に通液して、第１の液体をインクジェットヘッド１０とタンクの間で循環する通液工程と、流路２００内を第１の液体で充填する充填工程と、第１の液体の流れを所定時間停止して、流路２００内の滞留部２５０に粒子を沈降させる沈降工程と、滞留部２５０に滞留させた粒子を結着させる結着工程と、を含む。
　従って、気泡の滞留の少ないインクジェットヘッドの流路を容易に形成するインクジェットヘッドの流路形成方法、画像形成方法及びインクジェットヘッドを提供することができる。
　なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
　例えば、上記実施形態及び変形例のインクジェットヘッドの流路形成方法では、インクジェットヘッド１０，１０ａ，１０ｂの向きはノズル基板２１を下面に固定して開始するとしたが、これに限らない。ノズル基板２１が上面に位置する向きに固定して開始し、途中でノズル基板２１が下面に位置する向きに変えてもよい。
　その他、上記実施の形態及び変形例で示した構成の具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
　この発明は、インクジェットヘッドの流路形成方法、画像形成方法及びインクジェットヘッドに利用することができる。
１　インクジェット記録装置
２　ヘッドチップ
　２１　ノズル基板
　　２００　流路
　　２１１　ノズル
　　２１２　大径部
　　２１３　個別循環流路
　２２　中間基板
　　２２１　連通孔
　　２２２　共通循環流路
　２３　アクチュエーター基板
　　２３１　圧力室
　２４　保護基板
　　２４１　供給流路
　　２５０　滞留部
３　保持部
５　共通インク室
　５１　共通供給液室
１０、１０ａ、１０ｂ　インクジェットヘッド
１１、１２　接続部
２０　インクタンク
３１　外部流路（供給経路）
３２　外部流路（循環経路）

Claims (17)

  1. 　沈降性の粒子を含有する第１の液体を流路に通液する第１通液工程と、
    　前記流路内を前記第１の液体で充填する充填工程と、
    　前記第１の液体の流れを所定時間停止して、前記流路内の滞留部に前記粒子を沈降させる沈降工程と、
    　再度前記第１の液体を前記流路に通液する第２通液工程と、
    　を含む流路形成工程を有するインクジェットヘッドの流路形成方法。
  2. 　沈降性の粒子を含有する第１の液体を貯留するタンクと、
    　前記第１の液体を射出するインクジェットヘッドと、
    　前記タンクから前記インクジェットヘッドに前記第１の液体を供給する供給経路と、
    　前記インクジェットヘッドから前記タンクに前記第１の液体を戻す循環経路と、
    　を有するインクジェット記録装置において、
    　前記第１の液体を、前記タンク、前記供給経路、前記インクジェットヘッドの流路、前記循環経路の順に通液して、前記第１の液体を前記インクジェットヘッドと前記タンクの間で循環する第１通液工程と、
    　前記流路内を前記第１の液体で充填する充填工程と、
    　前記第１の液体の流れを所定時間停止して、前記流路内の滞留部に前記粒子を沈降させる沈降工程と、
    　再度前記第１の液体を前記インクジェットヘッドと前記タンクの間で循環させる第２通液工程と、を含む流路形成工程を有するインクジェットヘッドの流路形成方法。
  3. 　前記沈降工程において、前記第１の液体を、環境温度より高い温度に加熱する請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法。
  4. 　前記流路形成工程は、前記充填工程と前記沈降工程の間に、前記第１の液体を環境温度まで冷却して所定時間静置する冷却工程を含む請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法。
  5. 　前記流路形成工程は、前記第２通液工程の後に、前記第１の液体とはＰＨが異なる第２の液体を前記流路に通液する凝集促進工程を含む請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法。
  6. 　前記第２の液体は、洗浄液である請求項５に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法。
  7. 　前記流路形成工程は、前記第２通液工程の後に、前記流路内の前記第１の液体のＰＨを、前記粒子の等電点に近づける凝集促進工程を含む請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法。
  8. 　前記第２通液工程の後に、前記第１の液体を、体積平均粒径が前記粒子と異なる沈降性粒子を少なくとも１種類含有する第３の液体に代えて、再度、前記流路形成工程を繰り返す請求項１から７のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法。
  9. 　熱により溶解する沈降性の粒子を含有する第１の液体を流路に通液する通液工程と、
    　前記流路内を前記第１の液体で充填する充填工程と、
    　前記第１の液体の流れを所定時間停止して、前記流路内の滞留部に前記粒子を沈降させる沈降工程と、
    　前記流路内を前記粒子が溶解する温度以上に加熱して、前記粒子の少なくとも一部を加熱溶解させる加熱溶解工程と、
    　を含む流路形成工程を有するインクジェットヘッドの流路形成方法。
  10. 　表面に重合開始基を持つ沈降性の粒子を含有する第１の液体を流路に通液する通液工程と、
    　前記流路内を前記第１の液体で充填する充填工程と、
    　前記第１の液体の流れを所定時間停止して、前記流路内の滞留部に前記粒子を沈降させる沈降工程と、
    　重合性のモノマーを含有する液体を前記流路に通液して、前記粒子の表面で重合反応を起こす重合反応工程と、
    　を含む流路形成工程を有するインクジェットヘッドの流路形成方法。
  11. 　前記流路形成工程を繰り返す請求項９又は１０記載のインクジェットヘッドの流路形成方法。
  12. 　前記流路形成工程を、前記インクジェットヘッドが射出運転する時の向きで行った後、前記向きを変えて、再度、前記流路形成工程を行う請求項１から１１のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法。
  13. 　前記粒子の体積平均粒径は、８０～３０，０００ｎｍである請求項１から１２のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法。
  14. 　前記粒子は、体積平均粒径が異なる粒子を少なくとも２種類以上含む請求項１から１３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法。
  15. 　前記粒子の密度と前記第１の液体の主溶媒の密度との差は、０．２ｇ／ｃｍ３以上である請求項１から１４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法。
  16. 　請求項１から１５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの流路形成方法を用いて、流路を形成したインクジェットヘッドを用いて画像を形成する画像形成方法。
  17. 　沈降性の粒子を含有する液体が流れる流路と、
    　前記流路内に前記粒子が沈降する滞留部を備えるインクジェットヘッド。
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