JP2006015637A - Inkjet recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクを吐出するための吐出ヘッドを有するインクジェット記録装置に関し、更に詳細には、吐出ヘッドを洗浄するための洗浄系を有するインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an inkjet recording apparatus having an ejection head for ejecting ink, and more particularly to an inkjet recording apparatus having a cleaning system for cleaning an ejection head.
色材を含む微粒子をキャリア液に分散してなるインクに静電力を作用させて、インク液滴として吐出させて描画（画像記録）を行う、静電式のインクジェット記録装置が知られている。また、このような静電式のインクジェット記録装置の一種として、色材を含有し、かつ帯電した粒子をキャリア液に分散してなるインクを用い、静電力等による泳動で吐出部（ノズル）に色材粒子を移動して、インクを濃縮した状態でインク液滴を吐出する濃縮型の静電式インクジェット記録装置も知られている。
静電式のインクジェット記録装置では、通常、インクを貯留するメインのインクタンク（メインタンク）及び吐出ヘッドを含む所定のインク循環系でインクを循環することにより、吐出ヘッドにインクを供給して描画を行う。
2. Description of the Related Art There is known an electrostatic ink jet recording apparatus that performs drawing (image recording) by applying an electrostatic force to ink formed by dispersing fine particles containing a color material in a carrier liquid and ejecting the ink as ink droplets. In addition, as one type of such an electrostatic ink jet recording apparatus, an ink containing a coloring material and in which charged particles are dispersed in a carrier liquid is used for migration to an ejection portion (nozzle) by electrophoresis using an electrostatic force or the like. A concentration type electrostatic ink jet recording apparatus is also known that ejects ink droplets while moving color material particles and concentrating ink.
In an electrostatic ink jet recording apparatus, drawing is usually performed by supplying ink to a discharge head by circulating ink in a predetermined ink circulation system including a main ink tank (main tank) for storing ink and a discharge head. I do.
このような静電式のインクジェット記録装置に限らず、インクを循環して吐出ヘッドにインクを供給するインクジェット記録装置では、循環を停止して放置すると、インク（キャリア液）が蒸発することにより、吐出口（ノズル）や循環系でインクが乾燥して固着し、目詰まりや循環不良等を起こしてしまう場合がある。
そのためインクジェット記録装置における、このような不都合を回避するために、各種の提案がされている。
In an inkjet recording apparatus that circulates ink and supplies ink to an ejection head, not limited to such an electrostatic inkjet recording apparatus, if the circulation is stopped and left, the ink (carrier liquid) evaporates, Ink may be dried and fixed at the discharge port (nozzle) or circulation system, resulting in clogging or poor circulation.
Therefore, various proposals have been made to avoid such inconveniences in the ink jet recording apparatus.
例えば、特許文献１には、インク循環系と洗浄液循環系を具えるとともに、吐出ノズル側に、インクと洗浄液を切り替えて供給する三方電磁弁と、不要粒子をガターで捕捉する側にインク洗浄液を切り替えて分別回収する三方電磁弁とを設け、供給側の三方電磁弁の切換え指令に対して、回収側の三方電磁弁の洗浄側ソレノイドを遅延駆動させて、インクタンクへの洗浄廃液の混入を防止させたインクジェットプリンタが開示されている。
For example,
さらに、特許文献２には、同様のインク循環を行う静電式のインクジェット記録において、吐出口にインクを供給するインク送液系と、前記インク送液系にクリーニング液を供給するクリーニング液送液系と、クリーニング液を回収するクリーニング液回収系を有し、クリーニング時に、インクのメインタンクとインク送液系とを切り離してクリーニング液回収系を接続し、クリーニング液送液系からインク送液系にクリーニング液を供給してクリーニングを行うことにより、インク循環系の付着物の除去を好適に行うとともに、クリーニング液の混入による画像鮮明度の低下を防止した装置が開示されている。
Further, in
特許文献１及び２に開示されている装置では、洗浄液を循環させるためのポンプが必要であり、装置構成が複雑となり装置の製造コストが高くなるという問題がある。また、洗浄液が通過する経路も長く、確実に洗浄するためには大量の洗浄液が必要とされる。
In the apparatuses disclosed in
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、簡単な装置構成で吐出ヘッドを洗浄することができるインクジェット記録装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、少量の洗浄液であっても確実に吐出ヘッドを洗浄することができるインクジェット記録装置を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of cleaning an ejection head with a simple apparatus configuration.
Another object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of reliably cleaning an ejection head even with a small amount of cleaning liquid.
前記目的を達成するために、本発明は、インクを吐出するための吐出ヘッドを有するインクジェット記録装置であって、鉛直方向において前記吐出ヘッドよりも上方に配置され、前記吐出ヘッドに付着したインクを除去するための洗浄液が貯留される洗浄液タンクと、前記洗浄液タンクに接続され、前記洗浄液を前記吐出ヘッドに供給するための洗浄液供給流路とを有し、前記吐出ヘッドを洗浄する際に、前記洗浄液タンクに貯留されている前記洗浄液を、その圧力ヘッドを利用して前記吐出ヘッドに供給するインクジェット記録装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an ink jet recording apparatus having an ejection head for ejecting ink, wherein the ink is disposed above the ejection head in the vertical direction, and the ink attached to the ejection head is removed. A cleaning liquid tank that stores cleaning liquid for removal, and a cleaning liquid supply channel that is connected to the cleaning liquid tank and supplies the cleaning liquid to the discharge head, and when the discharge head is cleaned, Provided is an ink jet recording apparatus that supplies the cleaning liquid stored in a cleaning liquid tank to the discharge head using its pressure head.
本発明のインクジェット記録装置は、更に、鉛直方向において前記吐出ヘッドよりも上方に配置され、前記吐出ヘッドに供給するインクが貯留される供給サブタンクと、前記供給サブタンク及び前記吐出ヘッドを接続するインク供給流路と、鉛直方向において前記吐出ヘッドよりも下方に配置され、前記吐出ヘッドから回収したインクを貯留する回収サブタンクと、前記回収サブタンク及び前記吐出ヘッドを接続するインク回収流路とを有し、前記供給サブタンク内と前記回収サブタンク内のインク液面高さの圧力ヘッド差を利用してインクを循環することが好ましく、この場合は、前記供給サブタンク及び前記回収サブタンクは、それぞれ、内部に、オーバーフロー管を有し、当該オーバーフロー管を通じて、過剰に供給されたインクを外部に排出してタンク内のインク液面の高さを一定に維持することが好ましい。 The ink jet recording apparatus of the present invention further includes a supply subtank that is disposed above the discharge head in the vertical direction and stores ink supplied to the discharge head, and an ink supply that connects the supply subtank and the discharge head A flow path, a recovery subtank that is disposed below the discharge head in the vertical direction and stores ink recovered from the discharge head, and an ink recovery flow path that connects the recovery subtank and the discharge head; It is preferable to circulate ink using a pressure head difference in ink liquid level between the supply sub-tank and the recovery sub-tank. In this case, the supply sub-tank and the recovery sub-tank each overflow inside Have a pipe and remove excess ink through the overflow pipe. It is preferable to maintain the ink liquid surface height in the tank constant by discharging the.
また、この場合、前記洗浄液供給流路が前記供給サブタンクに接続されており、前記吐出ヘッドを洗浄する際に、前記洗浄液が前記供給サブタンクを介して前記吐出ヘッドに供給されることが好ましい。
又は、前記インク供給流路に前記洗浄液供給流路が接続されており、前記吐出ヘッドの洗浄時に、前記インク供給流路を通じて前記吐出ヘッドに前記洗浄液が供給されることが好ましい。
あるいは、更に、前記洗浄液供給流路に接続され、且つ、前記吐出ヘッドに装着されるキャップを備え、前記キャップは、前記洗浄液供給流路と接続される第１開口部と、前記吐出ヘッドに装着されたときに前記吐出ヘッドのインク吐出口と対向する位置に形成される第２開口部と、前記第１開口部及び第２開口部を結ぶ連通孔とを有し、前記吐出ヘッドを洗浄する際に、前記キャップが前記吐出ヘッドの先端に装着されて、前記吐出ヘッドのインク吐出側から前記洗浄液が注入されることが好ましい。
In this case, it is preferable that the cleaning liquid supply channel is connected to the supply sub tank, and the cleaning liquid is supplied to the discharge head via the supply sub tank when the discharge head is cleaned.
Alternatively, it is preferable that the cleaning liquid supply flow path is connected to the ink supply flow path, and the cleaning liquid is supplied to the discharge head through the ink supply flow path when the discharge head is cleaned.
Alternatively, it further includes a cap connected to the cleaning liquid supply flow path and attached to the discharge head, and the cap is attached to the discharge head and a first opening connected to the cleaning liquid supply flow path. A second opening formed at a position opposite to the ink discharge port of the discharge head, and a communication hole connecting the first opening and the second opening to clean the discharge head. In this case, it is preferable that the cap is attached to the tip of the ejection head and the cleaning liquid is injected from the ink ejection side of the ejection head.
本発明のインクジェット記録装置においては、前記回収サブタンク及び前記吐出ヘッドを接続する前記インク回収流路の途中に、前記インクの濃度を検出するためのインク濃度検出手段を有することが好ましい。 In the ink jet recording apparatus of the present invention, it is preferable that an ink concentration detection means for detecting the ink concentration is provided in the middle of the ink recovery flow path connecting the recovery sub tank and the ejection head.
また、前記インクは、少なくとも色材を含む帯電した微粒子を絶縁性の分散媒に分散してなるインクであり、前記吐出ヘッドは、静電力を利用して前記インクを吐出する静電式の吐出ヘッドであることが好ましい。 The ink is an ink in which charged fine particles including at least a coloring material are dispersed in an insulating dispersion medium, and the discharge head discharges the ink by using an electrostatic force. A head is preferred.
上記構成を有する本発明のインクジェット記録装置は、静圧方式により洗浄液を吐出ヘッドやインク循環系に供給することができるので、洗浄系の構造を従来よりも簡単にすることができる。特に、吐出ヘッドのインク流入口側から直接洗浄液を供給したり、吐出ヘッドの吐出口から洗浄液を注入することにより、少量の洗浄液で吐出ヘッドを洗浄することができるので、洗浄効率を従来よりも高めることができる。 The inkjet recording apparatus of the present invention having the above-described configuration can supply the cleaning liquid to the ejection head and the ink circulation system by a static pressure method, so that the structure of the cleaning system can be made simpler than before. In particular, the cleaning head can be cleaned with a small amount of cleaning liquid by supplying the cleaning liquid directly from the ink inlet side of the discharge head or by injecting the cleaning liquid from the discharge port of the discharge head. Can be increased.
以下、本発明のインクジェット記録装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。 Hereinafter, the ink jet recording apparatus of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
図１に、本発明のインクジェット記録装置のインク循環系の一構成例を概念的に示す。
図１に示したインクジェット記録装置（以下、記録装置１０という）１０は、色材を含む帯電した微粒子（以下、色材粒子とする）を絶縁性のキャリア液（分散媒）に分散してなるインクＱを用い、このインクに静電力を作用させることによりインク液滴を吐出する静電式のインクジェット記録装置である。記録装置１０は、図１に示すように、基本的に、吐出ヘッド（インクジェット記録ヘッド）１２、メインタンク１４、供給サブタンク１６、回収サブタンク１８、洗浄液タンク２０及び廃液タンク２２を有する。
FIG. 1 conceptually shows one structural example of the ink circulation system of the ink jet recording apparatus of the present invention.
An ink jet recording apparatus (hereinafter referred to as a recording apparatus 10) 10 shown in FIG. 1 is obtained by dispersing charged fine particles containing a color material (hereinafter referred to as color material particles) in an insulating carrier liquid (dispersion medium). This is an electrostatic ink jet recording apparatus that uses ink Q and discharges ink droplets by applying an electrostatic force to the ink. As shown in FIG. 1, the
記録装置１０のインク循環系は、主に、メインタンク１４のインクＱを吐出ヘッド１２に供給するインク供給系と、吐出ヘッド１２から吐出されなかったインクＱを回収するインク回収系とから構成される。インク供給系は、メインタンク１４内に配置されたインク循環ポンプ５８、供給サブタンク１６、インク循環ポンプ５８と供給サブタンク１６とを接続する第１供給流路３０、供給サブタンク１６と吐出ヘッド１２のインク流入口１２ａとを接続する第２供給流路３２、及び、供給サブタンク１６内のオーバーフロー管６２からオーバーフローしたインクＱを回収する第３回収流路３７から主に構成される。また、インク回収系は、回収サブタンク１８、吐出ヘッド１２のインク排出口１２ｂと回収サブタンク１８とを接続する第１回収流路３４、回収サブタンク１８内のオーバーフロー管６４からオーバーフローしたインクを回収する第２回収流路３６、及び、メインタンク１４に接続された共通回収流路５２から主に構成される。供給流路や回収流路は、例えば、パイプや可撓性を有するチューブなどから構成することができる。
The ink circulation system of the
図１において、洗浄液タンク２０は、洗浄液供給流路４０を介して供給サブタンク１６と接続され、洗浄液供給流路４０の途中には開閉弁４２が設けられている。洗浄液タンク２０は、供給サブタンク１６よりも鉛直方向において上方に配置されている。
また、回収サブタンク１８の底面には排液流路４４が接続されており、排液流路４４の一方の端部は共通回収流路５２と接続されている。排液流路４４の途中に、廃液弁４６が設けられている。
また、共通回収流路５２とメインタンク１４との間には切換弁３８が設けられており、切換弁３８は、更に、廃液タンク２２と接続される廃液流路４８と接続されている。切換弁３８は、共通回収流路５２から送出される液体を、メインタンク１４側と廃液タンク２２側のどちらか一方に切り替えることができる。また、廃液タンク２２には、連通口２２ａが形成されており、これにより廃液タンク２２の内部を大気圧環境にしている。
In FIG. 1, the cleaning
Further, a
A
なお、図１は、前述したように、インク循環系の一構成例であり、本発明の記録装置１０は、図に示したインク循環系以外にも、例えば、吐出ヘッド１２を駆動してインク液滴を吐出させるドライバ、吐出ヘッド１２と対面する所定の経路で、後述するノズル列方向（行方向）と直交する方向に記録媒体Ｐを搬送（走査搬送）する走査搬送手段、吐出ヘッド１２による画像記録に先立って記録媒体Ｐに所定のバイアス電圧を帯電させる帯電手段（あるいは吐出ヘッド１２の制御電極に対する対向電極）、帯電した記録媒体Ｐを除電する除電手段、所定の経路で記録媒体Ｐを搬送する搬送手段、搬送される記録媒体Ｐを検出するセンサ、装置内に滞留するキャリア液等を排出する溶媒排出手段など、公知の静電式のインクジェット記録装置が有する各種の構成要素を有しているのは、もちろんのことである。
FIG. 1 shows an example of the configuration of the ink circulation system as described above, and the
また、本発明のインクジェット記録装置は、Ｋ（黒）のみなどの１色の画像記録を行うモノクロの記録装置であってもよく、また、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、およびＫの４色のインクを用いて、記録媒体にフルカラー画像を描画する記録装置であってもよい。
また、吐出ヘッドは静電式のインクジェットヘッドに限定されず、サーマルインクジェットヘッド、ピエゾ素子やマイクロマシン等によってインク室の振動板振動することによりインクを吐出するいわゆるピエゾタイプのインクジェットヘッド等、各種のインクジェットヘッドを好適に利用可能である。
In addition, the inkjet recording apparatus of the present invention may be a monochrome recording apparatus that records an image of one color such as K (black) alone, and Y (yellow), M (magenta), C (cyan). And a recording apparatus that draws a full-color image on a recording medium using four colors of inks K and K.
In addition, the ejection head is not limited to an electrostatic inkjet head, and various inkjets such as a thermal inkjet head, a so-called piezo-type inkjet head that ejects ink by vibrating a vibration plate in an ink chamber by a piezoelectric element, a micromachine, or the like. The head can be suitably used.
また、図に示した記録装置１０は、メインタンク１４、供給サブタンク１６、および回収サブタンク１８、ならびに、これらを接続する各流路で構成されるインク循環系を有し、このインク循環系によってインクＱを循環することにより、吐出ヘッド１２（インク流路７８）にインクを供給する静圧式のインクジェット記録装置である。しかしながら、本発明は、このような静圧式のインクジェット記録装置に限定されず、例えば、吐出ヘッド内にインクを溜めておくためのインク溜を有し、このインク溜に、ポンプなどを用いて直接インクを供給してインクを循環させるようなポンプ式のインク循環系を有するインクジェット記録装置であってもよい。
Further, the
メインタンク１４は、記録装置１０のインク循環系を循環するインクを主に貯留するための密閉型のインクタンクである。メインタンク１４は、色材粒子の沈降／堆積を防止するための撹拌手段や、インク吐出の安定性を向上するための温度調節手段を有するのが好ましい。
メインタンク１４内には、第１供給流路３０から供給サブタンク１６にインクＱを送液するためのインク循環ポンプ５８が配置される。循環ポンプ５８による送液量は、供給サブタンク１６から吐出ヘッド１２へのインクＱ供給量よりも多く設定される。
The
An
図に示すように、供給サブタンク１６には、第１供給流路３０および第２供給流路３２が接続され、鉛直方向において吐出ヘッド１２よりも上方に配置される。供給サブタンク１６の上面には大気と連通した連通口１６ａが形成されており、これにより、供給サブタンク１６内を大気圧環境としている。供給サブタンク１６に接続された第２供給流路３２の他端は、吐出ヘッド１２のインク流入口１２ａに接続されている。
供給サブタンク１６には、第１供給流路３０によってメインタンク１４から供給されたインクＱが貯留され、貯留されたインクＱは第２供給流路３２を介して吐出ヘッド１２に供給される。
As shown in the figure, the
In the
また、供給サブタンク１６内には、第３回収流路３７に接続するオーバーフロー管６２が配置され、かつ、第２供給流路３２はオーバーフロー管６２の上端よりも下方に接続される。図示例では、第２供給流路３２との接続部を供給サブタンク１６の底面に設けた構成としている。
In addition, an
供給サブタンク１６に貯留されたインクは、供給サブタンク１６内のインク液面と回収サブタンク１８内のインク液面の高低差により生じる水頭圧（圧力ヘッド）で、重力落下によって第２供給流路３２から吐出ヘッド１２に供給され、更に第１回収路３４を介して回収サブタンク１８に貯留される。したがって、吐出ヘッド１２に供給されるインク流量は、吐出ヘッド１２に接続される供給サブタンク１６と回収サブタンク１８の２つのサブタンクのインク液面に基づく圧力ヘッドによって決定され、それらサブタンクの中間に位置する吐出ヘッドの高さによって吐出ヘッドの内圧（メニスカスの高さ）が決定される。
また、供給サブタンク１６では、循環ポンプ５８により供給されたインクがオーバーフロー管６２の高さを超えても、オーバーフロー管６２からオーバーフローして排出されるので、タンク内の液面の高さは一定に保たれる。その結果、供給サブタンク１６から吐出ヘッド１２へのインクＱの供給量および供給圧（圧力ヘッド）は一定に保たれ、いわゆる静圧系でのインク供給が行われる。
なお、オーバーフロー管６２から排出されたインクＱは、第３回収流路３７から共通回収流路５２、切換弁３８を経て、メインタンク１４に戻され、再度、循環に供される。
The ink stored in the
Further, in the
The ink Q discharged from the
回収サブタンク１８は、第１回収流路３４および第２回収流路３６に接続されるインクタンクであり、吐出ヘッド１２よりも鉛直方向において下方に配置される。回収サブタンク１８の上面には、図に示すように、大気と連通する連通口１８ａが形成されており、これにより回収サブタンク１８の内部を大気圧環境としている。前述のように、第１回収流路３４の他端は、吐出ヘッド１２のインク排出口１２ｂに、第２回収流路３６の他端はメインタンク１４に、それぞれ接続される。
回収サブタンク１８には、吐出ヘッド１２から吐出されなかったインクＱが第１回収流路３４を通じて貯留される。回収サブタンク１８に貯留されたインクＱは第２回収流路３６からメインタンク１４に戻される。
The
In the
吐出ヘッド１２から吐出されずに吐出ヘッド１２のインク排出口１２ｂから排出されたインクＱは、供給サブタンク１６内のインク液面と回収サブタンク１８内のインク液面の高低差により生じる圧力ヘッドで、重力落下によって第１回収流路３４から回収サブタンク１８に供給される。回収サブタンク１８において、オーバーフロー管６４を超えたインクＱは、第２回収流路３６から、共通回収流路５２、切換弁３８を通ってメインタンク１４に戻されて、再度、循環に供される。
また、回収サブタンク１８のインク液面は、オーバーフロー管６４によって一定に保たれる。これにより、吐出ヘッド１２からのインク流入にも、回収サブタンク１８の液面の高さに応じた一定の圧量がかかる。すなわち、吐出ヘッド１２の排出口１２ｂに、一定の静圧をかけることができる。
The ink Q discharged from the
Further, the ink liquid level in the
記録装置１０においては、このようにして、一定の圧力ヘッドで供給サブタンク１６から吐出ヘッド１２へインク供給するとともに、吐出ヘッド１２から回収サブタンク１８へのインク供給にも一定の圧力をかける。これにより、吐出ヘッド１２の内部に形成されたインク流路に係る圧力、すなわち吐出ヘッド１２へのインク供給および排出を完全に静圧にすることができ、後述する吐出ヘッド１２の吐出口に形成されるインクＱのメニスカス等を安定させることができる。
In the
本発明の記録装置１０においては、供給サブタンク１６および／または回収サブタンク１８の高さを、適宜、設定することにより、吐出ヘッドの吐出口に形成されるインクＱのメニスカスの高さを、高い自由度で選択することも可能である。従って、前記メニスカスの状態や高さをコントロール可能にするために、供給サブタンク１６および／または回収サブタンク１８の高さを調節するための高さ調節手段を有することが好ましい。
なお、高さ調節手段は、互いに螺合するネジ軸とナットによる方法、シリンダやアクチュエータを用いる方法、カムを用いる方法等、鉛直方向の高さ調整が可能な各種の方法が利用可能である。
In the
As the height adjusting means, various methods capable of adjusting the height in the vertical direction, such as a method using a screw shaft and a nut that are screwed together, a method using a cylinder or an actuator, and a method using a cam can be used.
洗浄液タンク２０は、インク循環系や吐出ヘッドを洗浄するための洗浄液を貯留するためのタンクであり、供給サブタンク１６よりも鉛直方向において上方に配置されている。図１に示すように、洗浄液タンク２０の底面には洗浄液供給流路４０の一端が接続されており、洗浄液供給流路４０の他方の端部は供給サブタンク１６と接続されている。洗浄液供給流路４０の途中には開閉弁４２が設けられており、開閉弁４２を開放することにより、洗浄液タンク２０内の洗浄液を供給サブタンク１６に供給することができる。
The cleaning
ここで、記録装置１０の運転時（記録時）のインク循環系の動作について説明する。まず、インク循環ポンプ５８によって、メインタンク１４から第１供給流路３０を通じて供給サブタンク１６にインクが送液され、供給サブタンク１６にインクが貯留される。供給サブタンク１６に貯留されたインクＱは、供給サブタンク１６と吐出ヘッド１２の落差のために、第２供給流路３２を通じて吐出ヘッド１２のインク流入口１２ａに流入される。吐出ヘッド１２において吐出に寄与しなかったインクＱは、吐出ヘッド１２と回収サブタンク１８との落差のために、第１回収流路３４を通じて回収サブタンク１８に供給される。ここで、切換弁３８のメインタンク１４側を開放し、廃液タンク２２側を閉塞しておくことにより、回収サブタンク１８をオーバーフローしたインクＱは、第２回収流路３６、共通回収流路５２、切換弁３８を通じてメインタンク１４に戻される。こうして、メインタンク１４、供給サブタンク１６、吐出ヘッド１２、回収サブタンクをインクＱが循環する。供給サブタンク１６と回収サブタンク１８にそれぞれ形成された連通口１６ａ及び１８ａにより大気開放されているので、供給サブタンク１６内のインクＱは、回収サブタンク１８まで自然に流れる。
なお、供給サブタンク３７をオーバーフローしたインクＱは、第３回収流路３７、共通回収流路５２、切換弁３８を介してメインタンク１４に戻される。
Here, the operation of the ink circulation system during operation of the recording apparatus 10 (during recording) will be described. First, ink is supplied from the
The ink Q that has overflowed the
つぎに、記録装置１０の洗浄時の動作について説明する。
まず、インク循環ポンプ５８を停止して、供給サブタンク１６へのインクＱの供給を停止する。そして、インク循環系内からすべてのインクを排出する。回収サブタンク１８に接続されている排液流路４４上の廃液弁４６を開放すると、回収サブタンク１８に貯留されているインクが、排液流路４４、共通回収流路５２、切換弁３８を通じてメインタンク１４に回収される。また、供給サブタンク１６に貯留されているインクＱは、吐出ヘッド１２を介して回収サブタンク１８に流入した後、上述と同様に、排液流路４４、共通回収流路５２、切換弁３８を通じてメインタンク１４に回収される。こうして、インク循環系内のすべてのインクがメインタンク１４に回収される。
Next, the operation during cleaning of the
First, the
次いで、切換弁３８のメインタンク１４側を閉塞し、廃液タンク２２側を開放する。更に、廃液弁４６を閉塞する。そして、洗浄液供給流路４０上に設けられている開閉弁４２を開放して、洗浄液２１を供給サブタンク１６に供給する。洗浄液タンク２０は、回収サブタンク１８よりも鉛直方向において上方に配置されているので、洗浄液２１は、洗浄液タンクと供給サブタンク１６の洗浄液面の高低差により生じる水頭圧（圧力ヘッド）で、重力落下により供給サブタンク１６内に供給される。供給サブタンク１６に供給された洗浄液は、第２供給流路４０を介して吐出ヘッド１２の流入口１２ａに一定の圧力で流入されるとともに、オーバーフロー管６２の高さになるまで供給サブタンク１６内に貯留される。オーバーフロー管６２の高さを超えて、オーバーフロー管６２から流出した洗浄液は、第３回収流路３７、共通回収流路、切換弁３８を介して、廃液タンク２２に排出される。
Next, the
一方、第２供給流路３２を通じて吐出ヘッド１２の流入口１２ａに一定の圧力で流入した洗浄液は、吐出ヘッド１２の内部のインク流路を通過した後、吐出ヘッド１２の排出口１２ｂから排出される。吐出ヘッド１２の排出口１２ｂから排出された洗浄液は、第１回収流路３４を介して回収サブタンク１８に流入した後、回収サブタンク１８に貯留される。回収サブタンク１８に貯留された洗浄液は、回収サブタンク１８内のオーバーフロー管６４から共通回収流路５２及び切換弁３８を経た後、廃液タンク２２に排出される。こうして、吐出ヘッド１２及びインク循環系に付着しているインクを洗浄液により除去する。
On the other hand, the cleaning liquid that flows into the
上述したような洗浄動作を終えた後、洗浄液を、インク循環系内から排出する場合は、開閉弁４２を閉めて洗浄液の供給を停止する。そして、前述したインクの廃液の場合と異なり、切換弁３８のメインタンク１４側を閉塞状態とし、廃液タンク２２側を開放状態としたまま、廃液弁４８を開放する。これにより、供給サブタンク１６及び回収サブタンク１８に貯留されている洗浄液が、排液流路４４から共通回収流路５２、切換弁３８、廃液流路４８を経て廃液タンク２２に排出される。
When the cleaning liquid is discharged from the ink circulation system after the cleaning operation as described above is completed, the supply of the cleaning liquid is stopped by closing the on-off
以上説明したように、本発明では、静圧方式により洗浄液を循環させるので、従来のような洗浄液を循環させるためのポンプなどが不要となり、極めて簡単な装置構成で吐出ヘッド又はインク循環系の洗浄を行うことができる。 As described above, in the present invention, since the cleaning liquid is circulated by the static pressure method, a conventional pump or the like for circulating the cleaning liquid is unnecessary, and the discharge head or the ink circulation system is cleaned with a very simple apparatus configuration. It can be performed.
つぎに、本発明に従う記録装置の別の形態として、吐出ヘッドの吐出口から、静圧方式により洗浄液を注入させて洗浄する場合の構成例について説明する。図２に、吐出ヘッド１２の吐出口１２ｃから、静圧方式により洗浄液を注入させて吐出ヘッド１２を洗浄する記録装置の一例を示す。
Next, as another embodiment of the recording apparatus according to the present invention, a configuration example in which cleaning is performed by injecting a cleaning liquid from a discharge port of a discharge head by a static pressure method will be described. FIG. 2 shows an example of a recording apparatus that cleans the
本実施形態における記録装置は、キャップ部材５４を有し、洗浄液タンク２０に接続される洗浄液供給流路４０がキャップ部材５４に接続されている以外は、基本的には図１に示した記録装置と同様の構造を有する。ここでは、洗浄液タンク２０は、吐出ヘッド１２よりも鉛直方向において上方に配置される。キャップ部材５４は、洗浄時に、吐出ヘッド１２の先端部１２ｃに装着される。キャップ部材５４には、図２に示すように、吐出ヘッド１２の先端部１２ｃと嵌合するような凹部が形成されている。また、キャップ部材５４には、側壁と凹部とを結ぶ連通孔５４ａが形成されている。連通孔５４ａの側壁側の開口部５４ｂは、洗浄液が流入される流入口であり、凹部側の開口部５４ｃは、開口部５４ｂから流入した洗浄液を吐出ヘッド１２の吐出口１２ｃに注入するための注入口である。キャップ部材５４の開口部５４ｂは、同図に示すように、洗浄液供給流路４０と接続される。ここで、この開口部５４ｂは、図２に示した位置に限定されず、任意の位置に形成することができる。キャップ部材５４の凹部に形成された注入口５４ｃは、キャップ部材５４を吐出ヘッド１２の吐出口１２ｃに嵌合したときに、吐出ヘッド１２のインク吐出口と対向する位置に形成される。
The recording apparatus according to the present embodiment basically includes the
ここで、図２に示した構造を有する記録装置の洗浄時の動作について説明する。図１に示した記録装置の場合と同様に、洗浄液を供給する前には、インク循環系からインクをすべて排出しておく。そして、キャップ部材５４を、図２に示すように、吐出ヘッド１２の先端部１２ｃに装着する。
Here, an operation during cleaning of the recording apparatus having the structure shown in FIG. 2 will be described. As in the case of the recording apparatus shown in FIG. 1, before supplying the cleaning liquid, all ink is discharged from the ink circulation system. Then, as shown in FIG. 2, the
洗浄動作が開始されて開閉弁４２が開放されると、洗浄液タンク２０内の洗浄液は、重力により所定の圧力で洗浄液供給路４０から排出され、洗浄液供給路４０を通じてキャップ部材５４の開口部５４ｂに流入する。キャップ部材５４に流入した洗浄液は、注入口５４ｃから吐出ヘッド１２の吐出口に注入される。吐出ヘッド１２の排出口１２ｂは、回収サブタンク１８を介して大気と連通していることから、吐出ヘッド１２の吐出口１２ｃから注入された洗浄液は、吐出ヘッド１２の内部のインク流路を通過した後、排出口１２ｂから排出される。排出口１２ｂから排出された洗浄液は、第１回収流路３４を通じて回収サブタンク１８に貯留された後、第２回収流路３６、共通回収流路４４、切換弁３８を介して排出タンク４８に排出される。こうして、浄液タンク２０の洗浄液を、静圧方式により吐出ヘッド１２の吐出口１２ｃ側から注入して、吐出ヘッド１２の内部のインク流路が洗浄される。回収サブタンク１８に貯留されている洗浄液及びは、前述した方法と同様の方法により、廃液タンク２２に排出することができる。
When the cleaning operation is started and the on-off
また、吐出ヘッド１２の吐出口１２ｃから注入された洗浄液は、吐出ヘッド１２のインク流入口１２ａを通って第２供給流路３２や供給サブタンク２０にも流入する。これにより、第２供給流路３２及び供給サブタンクも洗浄される。第２供給流路３２及び供給サブタンク２０に流入した洗浄液は、洗浄終了時に、洗浄液の排出動作によって廃液タンク２２に排出される。
Further, the cleaning liquid injected from the
このような構成の記録装置においては、洗浄液タンク２０から吐出ヘッド１２までの距離、すなわち、洗浄液供給路が短くて済むので、少ない洗浄液で吐出ヘッドを洗浄することができる。特に、図に示した構成では、吐出ヘッド１２に汚れの少ない洗浄液を供給することができるので洗浄効率が良い。
また、このようなキャップ部材５４は、記録装置１２を駆動していないときに吐出ヘッド１２に装着することで、吐出ヘッド１２の吐出口１２ｃにおけるインクの乾燥を抑制してインクが固着すること抑制することができる。それゆえ、インク循環系の洗浄頻度も大幅に低減することができる。
In the recording apparatus having such a configuration, since the distance from the cleaning
Further, such a
このようなキャップ部材５４は、静電式のインクジェット記録装置に限らず、各種のインクジェット記録装置で通常に使用されているものが各種利用可能である。また、キャップ部材５４を付勢して吐出ヘッド１２に押圧して吐出口を閉塞し、また、このキャップ部材５４を吐出ヘッド１２から離間して、所定の待機位置に移動するキャップ移動手段を備えていてもよい。
Such a
ここで、キャップ部５４は、前記キャップ移動手段が非稼動の状態（電源遮断状態）において、スプリングや弾性部材等の動力が不要な付勢部材によって吐出ヘッドに押圧されて、吐出口を密閉する構成とするのが好ましい。このような構成とすることにより、密閉中に停電が発生しても、吐出口の密閉状態を保つことができ、後述するインク循環の停止時における吐出ヘッドおよびインク循環系の密閉を確実に保つことができる。
Here, the
つぎに、上述した記録装置とは更に異なる構成例について図３を参照して説明する。図３に示した記録装置は、吐出ヘッド１２のインク流入口から洗浄液を静圧方式で注入するタイプの記録装置であり、図１に示す記録装置の洗浄液タンク２０の洗浄液供給流路４０を、供給サブタンク１６と吐出ヘッド１２との間の第２供給流路４０に接続した以外は、図１に示した記録装置と同様の構造を有する。また、ここでは、洗浄液タンク２０は、吐出ヘッド１２よりも鉛直方向において上方に配置される。
Next, a configuration example further different from the recording apparatus described above will be described with reference to FIG. The recording apparatus shown in FIG. 3 is a type of recording apparatus that injects the cleaning liquid from the ink inlet of the
インク循環系からすべてのインクが排出された後、洗浄動作に移行すると、洗浄液供給路４０上に設けられている開閉弁４２が開放される。洗浄液タンク２０は、吐出ヘッド１２よりも鉛直上方に位置づけられているので、洗浄液タンク２０内の洗浄液２１は、重力吐出ヘッド１２の供給口１２ａに流入する。そして、吐出ヘッド１２内のインク流路を通過した後、排出口１２ｃから排出され、第１回収流路３４を介して回収サブタンク１８に貯留される。回収サブタンク１８に貯留された洗浄液は、第２回収流路３６、共通回収流路５２、切換弁３８及び廃液流路４８を経て廃液タンク４８に排出される。こうして静圧方式により吐出ヘッド１２の洗浄が行われる。また、回収サブタンク１８に貯留されている洗浄液は、前述した方法と同様の方法により、廃液タンク２２に排出することができる。
When all of the ink is discharged from the ink circulation system and then the cleaning operation is performed, the on-off
このような構成を有する記録装置においては、洗浄液タンク２０の洗浄液は、供給サブタンク１６を介さずに吐出ヘッド１２に直接供給されるので、比較的汚れの少ない洗浄液を使って吐出ヘッド１２を洗浄することができる。それゆえ、少ない洗浄液で吐出ヘッド１２を洗浄することができ、洗浄効率が良い。
In the recording apparatus having such a configuration, since the cleaning liquid in the cleaning
本発明の記録装置においては、インク循環系を循環するインクの濃度を検出するための濃度検出部を設けても良い。濃度検出部で常にインク濃度を監視し、インク濃度が高く又は低くなった場合に、高濃度インクや希釈液をメインタンクに供給してインク濃度を最適化することにより、常に最適濃度で記録媒体に画像を形成することが可能となる。濃度検出部は、第１回収流路３４上、すなわち、吐出ヘッド１２と回収サブタンク１８との間に配置されることが好ましい。この位置に濃度検出部を設けることで、図１〜３に示した記録装置のいずれの場合においても、洗浄液を濃度検出部に供給して確実に濃度検出部を洗浄することができる。濃度検出部に付着したインクを除去することにより、正確な濃度の検出が可能となる。
In the recording apparatus of the present invention, a density detector for detecting the density of ink circulating in the ink circulation system may be provided. The ink density is constantly monitored by the density detector, and when the ink density is high or low, a high density ink or dilution liquid is supplied to the main tank to optimize the ink density, so that the recording medium is always at the optimum density. It is possible to form an image. The concentration detector is preferably arranged on the first
また、図示例の記録装置１０のように、静圧系のインク供給を行うインク循環系を有する記録装置においては、インクＱの循環時には供給サブタンク１６および回収サブタンク１８を大気開放して大気圧とされる。このような静圧系のインク循環系以外の記録装置に本発明を適用する場合は、洗浄時に、吐出ヘッドの、吐出に寄与しないインクを排出するための排出口が大気開放されるように、吐出ヘッド１２の排出口１２ｂ、又は、インク回収系を構成すればよい。
Further, in a recording apparatus having an ink circulation system that supplies static pressure ink, such as the
つぎに、吐出ヘッド１２の構造について図４〜６を参照して詳細に説明する。
吐出ヘッド１２は、前述のようなインクに静電力を作用させてインク液滴として吐出する静電式のインクジェットヘッドである。
図示例において、吐出ヘッド１２は、対応する記録媒体の幅（走査搬送方向と直交する方向のサイズ）に対して、全域に対応する吐出部の列（いわゆるノズル列）を有する、いわゆるラインヘッドであって、吐出部の列（後述する行方向）を記録媒体Ｐの幅方向に一致して、記録媒体の搬送方向（後述する列方向）に配列される。
なお、本発明のインクジェット記録装置は、このようなラインヘッドを用いるものに限定はされず、記録媒体Ｐを断続的に搬送しつつ、この搬送に同期して、記録ヘッドを搬送方向と直交方向する方向に走査する、いわゆるシャトルタイプの記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置であってもよい。
Next, the structure of the
The
In the illustrated example, the
The ink jet recording apparatus of the present invention is not limited to the one using such a line head, and the recording head is intermittently transported, and the recording head is orthogonal to the transport direction in synchronization with the transport. It may be an ink jet recording apparatus that uses a so-called shuttle type recording head that scans in the direction of movement.
図４に、吐出ヘッド１２の概念図を示す。なお、図４において、（Ａ）は一部断面斜視図を、（Ｂ）は断面図を、それぞれ示している。
記録装置１０においては、負の高電圧に帯電（バイアス電圧を帯電）された記録媒体Ｐを吐出部の配列方向（後述する行方向）と直交する方向に走査搬送しつつ、記録画像すなわち供給された画像データに応じて吐出ヘッド１２の各吐出部を変調駆動して吐出をｏｎ／ｏｆｆすることにより、インク液滴Ｒをオンデマンドで吐出して、記録媒体Ｐに目的とする画像を記録する。
FIG. 4 shows a conceptual diagram of the
In the
なお、吐出ヘッド１２は、前述のように、記録媒体Ｐの幅に対応する吐出口の列を有するラインヘッドであり、図５に概念的に示すように、多数の吐出部を二次元的に配置したマルチチャンネル構造のインクジェットヘッドであるが、図４においては、構造を明瞭に示すために、吐出部の一部のみを示す。
As described above, the
吐出ヘッド１２は、色材粒子（色材を含み、かつ帯電した微粒子）をキャリア液に分散してなるインクＱに、静電力を作用させてインク液滴Ｒとして吐出する静電式のインクジェットヘッドで、ヘッド基板７２と、吐出基板７４と、インクガイド７６とを備えている。
吐出ヘッド１２において、ヘッド基板７２と吐出基板７４は、互いに対面して所定の間隔離間して配置され、その間に、各吐出口９６にインクＱを供給するためのインク流路７８が形成される。インクＱは、前記インク循環系によってインク流路７８を含む所定の経路で循環され、記録時には、インク流路７８内を所定方向に所定の速度（例えば、２００ｍｍ／ｓのインク流）で、例えば、図中矢印方向に流される。
The
In the
ヘッド基板７２は、すべての吐出部に共通なシート状の絶縁性基板であり、その表面には、電気的にフローティング状態である浮遊導電板８０が設けられている。
浮遊導電板８０には、画像の記録時に、後述する第１制御電極８２および第２制御電極８４に印加される駆動電圧に応じて誘起される誘導電圧が発生する。また、誘導電圧の電圧値は稼動チャンネル数に応じて自動的に変化する。この誘導電圧により、インク流路７８内のインクＱに含まれる色材粒子は付勢されて吐出基板７４側に泳動し、すなわち、後述する吐出口９６のインクＱの濃縮が、より好適に行われる。
The
The floating
なお、浮遊導電板８０は必須の構成要素ではなく、必要に応じて適宜設けるのが好ましい。また、浮遊導電板８０は、インク流路７８よりもヘッド基板７２側に配置されていればよく、例えばヘッド基板７２の内部に配置してもよい。また、浮遊導電板８０は、吐出部が配置される位置よりもインク流路７８の上流側に配置される方が好ましい。また、浮遊導電板８０に所定の電圧を印加するようにしても良い。
The floating
他方、吐出基板７４は、ヘッド基板７２と同様に全ての吐出部に共通なシート状の絶縁性基板であり、絶縁性基板８６と、第１制御電極８２と、第２制御電極８４と、ガード電極８８と、絶縁層９０，９２および９４とを備えている。また、吐出基板７４には、各インクガイド７６に対応する位置に、インクの吐出口９６が貫通して開口しており、インクガイドの先端部分９８を吐出基板７４の表面から突出してインクガイド７６が挿通している。前述のように、ヘッド基板７２と吐出基板７４とは離間して配置され、その間にインク流路７８が形成される。
吐出ヘッド１２においては、互いに対応する第１制御電極８２、第２制御電極８４、吐出口９６、およびインクガイド７６等によって、１つのインクの吐出部が構成される。
On the other hand, the
In the
第１制御電極８２および第２制御電極８４は、それぞれ絶縁性基板８６の図中上面および下面の表面に、各々に対応する吐出口９６の周囲を囲むようにリング状に設けられた円形電極である（図５および図６参照）。絶縁性基板８６および第１制御電極８２の表面には、その表面を保護するとともに平坦化する絶縁層９２が被覆され、同様に、絶縁性基板８６および第２制御電極８４の表面には、その表面を平坦化するための絶縁層９０が被覆されている。さらに、絶縁層９２の上には、ガード電極８８が形成され、ガード電極８８および絶縁層９２の上には、その表面を平坦化するための絶縁層９４が形成される。
なお、第１制御電極８２および第２制御電極８４はリング状の円形電極に限定されず、インクガイド７６に臨むように配置される電極であれば、例えば略円形電極、分割円形電極、平行電極、略平行電極など、どのような形状であっても良い。
The
Note that the
図５および図６に示すように、吐出ヘッド１２において、インクガイド７６、第１制御電極８２および第２制御電極８４、吐出口９６等で構成される各吐出部は、マトリクス状に２次元的に配置されている。ここで、図５（Ａ）は、図４（Ａ）において、ガード電極８８を含み、絶縁性基板８６と平行な面で切断した場合の平面図である。また、図５（Ｂ）は、図４（Ａ）において、第１制御電極８２を含み、絶縁性基板８６と平行な面で切断した場合の平面図である。また、図５(Ｃ）は、図４（Ａ）において、第２制御電極８４を含み、絶縁性基板８６と平行な面で切断した場合の平面図である。
As shown in FIGS. 5 and 6, in the
具体的には、吐出ヘッド１２は、図５（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、行方向（図５横方向）に配列された吐出部の列を、列方向（走査搬送方向（図５縦方向））に３行（Ａ行、Ｂ行、Ｃ行）有する。なお、図５においては、行方向に５個（１列、２列、３列、４列、５列）の、計１５個のマトリクス状に配置された吐出部を示している。
吐出ヘッド１２は、ラインヘッドであり、この行方向に記録媒体Ｐのサイズ全域に対応する吐出部の列（ノズル列）を有している。従って、記録装置１０においては、記録媒体Ｐは行方向（吐出部（吐出口９６）の配列方向＝ノズル列方向）と直交する列方向に走査搬送されつつ、静電式インクジェットによって描画される。
各行の吐出部は、列方向に対して所定の間隔離間して配置される。また、各行は、吐出部を行方向に互いに１／３ピッチずらして、自身の吐出部が他行の吐出部の間（行方向の間）に位置するように配置される。
Specifically, as shown in FIGS. 5B and 5C, the
The
The ejection units in each row are arranged at a predetermined interval in the column direction. In addition, each row is arranged so that the ejection units are shifted from each other by 1/3 pitch in the row direction so that their ejection units are located between the ejection units of other rows (between the row directions).
図５（Ａ）に示すように、ガード電極８８は、吐出口９６および制御電極に対応する領域が円形に開口するシート状の電極である。すなわち、ガード電極８８は、各制御電極の間に形成される。
また、図５（Ｂ）に示すように、同じ列に配置された吐出部の第１制御電極８２は、相互に接続され、かつ、図５（Ｃ）に示すように、同じ行に配置された吐出部の第２制御電極８４は、相互に接続されている。
さらに、図示は省略するが、第１制御電極８２および第２制御電極８４は、それぞれ、駆動電圧（パルス電圧）を印加して、各電極を変調駆動してインク液滴Ｒの吐出をｏｎ／ｏｆｆするための、パルス電源に接続されている。
As shown in FIG. 5A, the
Further, as shown in FIG. 5B, the
Further, although not shown, the
画像の記録時には、同一列に配置された第１制御電極８２は同時かつ同一電圧レベルの駆動電圧が印加（ｏｎ）される。同様に、同一行に配置された第２制御電極８４は同時かつ同一電圧レベルに駆動電圧が印加（ｏｎ）される。
また、記録媒体Ｐに記録される１行は、列方向に対して、第２制御電極８４の行数に相当する３つのグループに分割され、Ａ行、Ｂ行およびＣ行の各行によって、時分割で順次記録される。
例えば、図４に示す例の場合、第２制御電極８４のＡ行目、Ｂ行目、Ｃ行目を所定のタイミングで順次ｏｎする。この駆動に対応して、第１制御電極８２を画像データ（記録画像）に応じて変調駆動（ｏｎ／ｏｆｆ）することにより、時分割した３回の記録によって、記録媒体Ｐ上に１行分の描画が行われる。前述のように、記録媒体Ｐは、列方向に搬送されるので、行方向（副走査方向）に、各行の有する記録密度（吐出部密度）の３倍の記録密度の描画を行うことができる。
At the time of image recording, the
In addition, one row recorded on the recording medium P is divided into three groups corresponding to the number of rows of the
For example, in the example shown in FIG. 4, the A line, the B line, and the C line of the
なお、制御電極は、第１制御電極８２および第２制御電極８４の２層電極構造に限定されず、単層電極構造でもよいし、３層以上の電極構造としても良い。
The control electrode is not limited to the two-layer electrode structure of the
先にも述べたが、ガード電極８８は、図５（Ａ）に示すように、各吐出口９６の周囲に形成された第１制御電極８２および第２制御電極８４に相当する部分がリング状に開口する、全ての吐出部に共通なシート状の電極である。すなわち、ガード電極８８は、各制御電極間に配置される電極である。絶縁層９２およびガード電極８８の表面には、その表面を保護するとともに、平坦化する絶縁層９４が被覆されている。
ガード電極８８には所定の電圧が印加されており、隣接する吐出部のインクガイド７６の間に生じる電界干渉を抑制する役割を果たす。
なお、ガード電極８８は必須の構成要素ではない。また、吐出基板７４には、第１制御電極８２または第２制御電極８４からのインク流路７８方向への反発電界を遮蔽するために、第２制御電極８４よりインク流路７８側にシールド電極を設けても良い。
As described above, the
A predetermined voltage is applied to the
The
インクガイド７６は、凸状の先端部分９８を持つ所定厚みのセラミック製平板である。図示例においては、同一行の吐出部のインクガイド７６は、ヘッド基板７２上の浮遊導電板８０の上に配置された同じ支持体４７の上に所定の間隔で配置される。インクガイド７６は、吐出基板７４に開孔された吐出口９６を貫通し、先端部分９８を吐出基板７４の記録媒体Ｐ側の最表面（絶縁層９４の図中上側の表面）よりも上部に突出している。
The
インクガイド７６の先端部分９８は、記録媒体Ｐの保持手段１７に向かって、漸次、細くなる略三角形状（ないしは台形状）に成形されている。
なお、先端部分９８（最先端部）は、金属が蒸着されているのが好ましい。この先端部分９８の金属蒸着は必須の要素ではないが、これにより、先端部分９８の誘電率が実質的に大きくなり、強電界を生じさせ易くできるという効果がある。
The
In addition, it is preferable that the tip portion 98 (the most advanced portion) is deposited with metal. Although metal deposition of the
なお、インクガイド７６の形状は、インクＱ内の色材粒子を先端部分９８に向けて泳動（すなわちインクＱを濃縮）させることができれば、特に制限的ではなく、例えば先端部分９８は凸状でなくても良い等、自由に変更してもよい。また、インクの濃縮を促進するために、毛細管現象によってインクＱを先端部分９８に集めるインク案内溝となる切り欠きを、インクガイド７６の中央部分に図中上下方向に沿って形成しても良い。
The shape of the
前述のように、第２制御電極８４は、所定のタイミングで１行ずつ、順次、ｏｎ（駆動（高電圧レベル（例えば、４００〜６００Ｖ）またはハイインピーダンス状態））され、残りのすべての第２制御電極８４はｏｆｆ（非駆動（接地レベル（接地状態））にされる。また、第１制御電極８２は、すべての列が同時に、画像データ（記録画像）に応じて、列単位でｏｎ（高電圧レベルまたは接地レベルにされる。これにより、各々の吐出部におけるインクの吐出／非吐出（インク吐出のｏｎ／ｏｆｆ）が制御される。
As described above, the
すなわち、第２制御電極８４がｏｎで、かつ第１制御電極８２がｏｎの場合にはインクＱがインク液滴Ｒとして吐出（吐出ｏｎ）され、第１制御電極８２および第２制御電極８４の少なくとも一方がｏｆｆの場合にはインクは吐出されない（吐出ｏｆｆ）。
そして、各々の吐出部から吐出されたインク液滴Ｒは、負のバイアス電圧を帯電された記録媒体Ｐに引き寄せられ、記録媒体Ｐの所定位置に付着して画像が形成される。
That is, when the
Then, the ink droplets R ejected from each ejection unit are attracted to the recording medium P charged with a negative bias voltage, and adhere to a predetermined position of the recording medium P to form an image.
上記のように、下層の第２制御電極８４の行を順次ｏｎし、画像データに応じて上層の第１制御電極８２をｏｎ／ｏｆｆした場合、第１制御電極８２が画像データに応じてｏｎされるため、列方向のそれぞれの吐出部を中心として、その両側の吐出部では、第１制御電極８２が高電圧レベルまたは接地レベルに頻繁に変化する。この場合、画像の記録時にガード電極８８を所定のガード電位、例えば接地レベル等にバイアスすることにより、隣接する吐出部の電界の影響を排除することができる。
As described above, when the row of the second
吐出ヘッド１２では、第１制御電極８２または第２制御電極８４の一方、または両方で、インク吐出のｏｎ／ｏｆｆの制御を行うかは何ら制限的ではない。すなわち、制御電極側のインクｏｎ／ｏｆｆの時の電圧値と記録媒体Ｐ側の電圧値との差分が所定値よりも大きい場合にはインクが吐出され、所定値よりも小さい場合にはインクが吐出されないように、制御電極側および記録媒体Ｐ側の電圧を適宜設定すればよい。
In the
従って、吐出ヘッド１２においては、図示例とは逆、すなわち第１制御電極８２を１列毎に順次ｏｎし、画像データに応じて、第２制御電極８４をｏｎすることで、インク吐出をｏｎ／ｏｆｆすることも可能である。
この場合、列方向は第１制御電極８２の１列毎にｏｎされ、列方向のそれぞれの吐出部を中心として、その両側の列の吐出部の第１制御電極８２は常に接地レベルになるため、この両側の列の吐出部の第１制御電極２６がガード電極８８の役割を果す。このように、上層の第１制御電極８２で各列を順次オンし、画像データに応じて下層の第２制御電極８４を駆動する場合には、ガード電極８８を設けなくても、隣接する吐出部の影響を排除し、記録品質を向上させることができる。
Accordingly, in the
In this case, the column direction is turned on for each column of the
また、この態様では、インクＱ中の色材粒子を正帯電させ、記録媒体側を負の高電圧に帯電させているが、これに限定されず、逆に、インク中の色材粒子を負に帯電させ、記録媒体Ｐ側を正の高電圧に帯電させても良い。このように、色材粒子の極性を本態様と逆にする場合には、対向電極、記録媒体Ｐの帯電ユニット、各々の吐出部の第１制御電極８２および第２制御電極８４への印加電圧極性等を上記の例と逆にすれば良い。
In this embodiment, the color material particles in the ink Q are positively charged and the recording medium side is charged to a negative high voltage. However, the present invention is not limited to this, and conversely, the color material particles in the ink are negatively charged. The recording medium P side may be charged to a positive high voltage. As described above, when the polarity of the color material particles is reversed from that of the present embodiment, the applied voltage to the counter electrode, the charging unit of the recording medium P, and the
前述のような色材粒子を含有するインクＱを用いる静電式のインクジェットにおいては、従来のインクジェット方式のように、インク全体に力を作用させて、インクを記録媒体に向けて飛翔させるのではなく、主に、キャリア液に分散させた固形成分である色材粒子に力を作用させて、インクを飛翔させる。以下、吐出ヘッド１２におけるインク液滴Ｒ吐出の作用を説明する。
なお、以下の例では、色材粒子は正荷電しており、従って、吐出ｏｎでは第１制御電極８２および第２制御電極８４には、正の駆動電圧が印加され、記録媒体Ｐには、負の高電圧（バイアス電圧）が帯電される。
In the electrostatic ink jet using the ink Q containing the colorant particles as described above, the force is applied to the entire ink to cause the ink to fly toward the recording medium as in the conventional ink jet system. Instead, a force is applied to the colorant particles, which are solid components dispersed in the carrier liquid, to cause the ink to fly. Hereinafter, the operation of discharging the ink droplet R in the
In the following example, the color material particles are positively charged. Therefore, when ejection is on, a positive drive voltage is applied to the
画像の記録時には、インクＱは前述のインク循環系によって循環され、インク流路７８内を図中右側から左側（図４中矢印方向）に向かって所定の速度で流れる。
また、前述のように、記録媒体Ｐは、負の高電圧に帯電されて、吐出ヘッド１２に対面して走査搬送される。
記録媒体Ｐに帯電する負の高電圧は、静電式のインクジェットにおけるバイアス電圧として作用し、また、このバイアス電圧をする帯電された記録媒体Ｐは、吐出ヘッド１２の制御電極に対する対向電極として作用するのは、前述のとおりである。
At the time of image recording, the ink Q is circulated by the above-described ink circulation system and flows in the
Further, as described above, the recording medium P is charged to a negative high voltage, and is scanned and conveyed facing the
The negative high voltage charged on the recording medium P acts as a bias voltage in electrostatic ink jet, and the charged recording medium P having this bias voltage acts as a counter electrode for the control electrode of the
記録媒体Ｐが所定の位置に搬送されると、吐出ヘッド１２には、記録媒体Ｐの搬送タイミングおよび画像データに応じて駆動信号が供給され、各吐出ヘッド１２は、これに応じて、各行の第２制御電極８４を順次駆動し、かつ、各列の第１制御電極８２を画像データに応じて変調駆動し、インク吐出を画像データに応じて変調してｏｎ／ｏｆｆする。
When the recording medium P is transported to a predetermined position, a drive signal is supplied to the
ここで、第１制御電極８２および第２制御電極８４の少なくとも一方がｏｆｆであり、すなわちバイアス電圧のみが印加されている状態では、インクＱには、バイアス電圧とインクＱの色材粒子（荷電粒子）の荷電とのクーロン引力、色材粒子間のクーロン反発力、キャリア液の粘性、表面張力、誘電分極力等が作用し、これらが連成して、色材粒子やキャリア液が移動し、図４（Ｂ）に概念的に示すように、吐出口９６から若干盛り上がったメニスカス状となってバランスが取れている。
また、このクーロン引力等によって、色材粒子は、いわゆる電気泳動でバイアス電圧が帯電された記録媒体Ｐに向かって移動する。すなわち、吐出口９６のメニスカスにおいては、インクＱが濃縮された状態となっている。
Here, when at least one of the
In addition, the colorant particles move toward the recording medium P charged with a bias voltage by so-called electrophoresis due to the Coulomb attractive force or the like. That is, the ink Q is concentrated in the meniscus of the
この状態から、インク液滴Ｒを吐出するための駆動電圧（パルス電圧）が印加される。すなわち、図示例においては、第１制御電極８２および第２制御電極８４の両方がｏｎされると、前記バイアス電圧に駆動電圧が重畳され、先の連成に、さらにこの駆動電圧の重畳によって連成された運動が起こり、静電力によって色材粒子およびキャリア液がバイアス電圧（対向電極）側すなわち記録媒体Ｐ側に引っ張られ、メニスカスが成長して、その上部から略円錐状のインク液柱いわゆるテーラーコーンが形成される。また、先と同様に、色材粒子は電気泳動によってメニスカスに移動しており、メニスカスのインクＱは濃縮され、色材粒子を多数有する、ほぼ均一な高濃度状態となっている。
From this state, a driving voltage (pulse voltage) for ejecting the ink droplet R is applied. That is, in the illustrated example, when both the
駆動電圧の印加開始後、さらに有限な時間が経過すると、色材粒子の移動等により、電界強度の高いメニスカスの先端部分で、主に色材粒子とキャリア液の表面張力とのバランスが崩れ、メニスカスが急激に伸びて曳糸と呼ばれる直径数〜数十μｍ程度の細長いインク液柱が形成される。
さらに有限な時間が経過すると曳糸が成長し、この曳糸の成長、レイリー／ウエーバー不安定性によって発生する振動、メニスカス内における色材粒子の分布不均一、メニスカスにかかる静電界の分布不均一等の相互作用によって曳糸が分断され、インク液滴Ｒとなって吐出／飛翔し、かつ、バイアス電圧にも引っ張られて、記録媒体Ｐに着弾する。
曳糸の成長および分断は、さらにはメニスカス（曳糸）への色材粒子の移動は、駆動電圧の印加中は連続して発生する。また、駆動電圧の印加を終了（第１制御電極８２および第２制御電極８４の少なくとも一方をｏｆｆ）した時点で、バイアス電圧のみが印加された図４（Ｂ）のメニスカスの状態に戻る。
記録媒体Ｐ上におけるインクの１ドットは、通常、この１回（１パルス）の駆動電圧の印加によるものであり、従って、１ドットは、この１回の駆動電圧の印加によって曳糸から分断して吐出した複数のインク液滴Ｒによって形成される。
When a finite time has passed after the start of the application of the drive voltage, the balance between the color material particles and the surface tension of the carrier liquid mainly breaks at the tip of the meniscus with high electric field strength due to the movement of the color material particles, The meniscus grows abruptly to form an elongated ink liquid column having a diameter of about several to several tens of μm, which is called a kite string.
Further, when a finite time elapses, the silk thread grows, and the growth of the silk thread, vibration caused by Rayleigh / Weber instability, uneven distribution of colorant particles in the meniscus, uneven distribution of electrostatic field on the meniscus, etc. As a result of this interaction, the kite string is divided, ejected / flyed as ink droplets R, and pulled by the bias voltage to land on the recording medium P.
The growth and splitting of the kite string, and further the movement of the color material particles to the meniscus (punch kite) occur continuously during the application of the drive voltage. When the application of the drive voltage is completed (at least one of the
One dot of ink on the recording medium P is usually obtained by applying the drive voltage once (one pulse). Therefore, one dot is separated from the string by applying the drive voltage once. Formed by a plurality of ink droplets R ejected in this manner.
ここで、本発明の記録装置に用いられるインクについて説明する。
インクＱは、色材粒子をキャリア液に分散することにより得られる。キャリア液は、高い電気抵抗率（１０9 Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０10Ω・ｃｍ以上）を有する誘電性の液体（非水溶媒）であるのが好ましい。キャリア液の電気抵抗が低いと、制御電極に印加される駆動電圧により、キャリア液自身が電荷注入を受けて帯電してしまい、色材粒子の濃縮がおこらない。また、電気抵抗の低いキャリア液は、隣接する制御電極間での電気的導通を生じさせる懸念もあるため不向きである。
Here, the ink used in the recording apparatus of the present invention will be described.
Ink Q is obtained by dispersing colorant particles in a carrier liquid. The carrier liquid is preferably a dielectric liquid (nonaqueous solvent) having a high electric resistivity (10 9 Ω · cm or more, preferably 10 10 Ω · cm or more). If the electric resistance of the carrier liquid is low, the carrier liquid itself is charged by charge injection due to the drive voltage applied to the control electrode, and the colorant particles do not concentrate. In addition, a carrier liquid having a low electrical resistance is not suitable because there is a concern of causing electrical conduction between adjacent control electrodes.
キャリア液として用いられる誘電性液体の比誘電率は、５以下が好ましく、より好ましくは４以下、さらに好ましくは３．５以下である。このような比誘電率の範囲とすることによって、キャリア液中の色材粒子に有効に電界が作用し、泳動が起こりやすくなる。
なお、このようなキャリア液の固有電気抵抗の上限値は１０16Ωｃｍ程度であるのが望ましく、比誘電率の下限値は１．９程度であるのが望ましい。キャリア液の電気抵抗が上記範囲であるのが望ましい理由は、電気抵抗が低くなると、低電界下でのインクの吐出が悪くなるからであり、比誘電率が上記範囲であるのが望ましい理由は、誘電率が高くなると溶媒の分極により電界が緩和され、これにより形成されたドットの色が薄くなったり、滲みを生じたりするからである。
The relative dielectric constant of the dielectric liquid used as the carrier liquid is preferably 5 or less, more preferably 4 or less, and still more preferably 3.5 or less. By setting the relative dielectric constant in such a range, an electric field effectively acts on the colorant particles in the carrier liquid, and migration easily occurs.
The upper limit value of the specific electric resistance of such a carrier liquid is preferably about 10 16 Ωcm, and the lower limit value of the relative dielectric constant is preferably about 1.9. The reason why it is desirable that the electric resistance of the carrier liquid is in the above range is that if the electric resistance is low, ink ejection under a low electric field is deteriorated, and the reason why the relative dielectric constant is preferably in the above range is the reason. This is because, when the dielectric constant increases, the electric field is relaxed by the polarization of the solvent, and the color of the dots formed thereby becomes thin or causes blurring.
キャリア液として用いられる誘電性液体としては、好ましくは直鎖状もしくは分岐状の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、または芳香族炭化水素、および、これらの炭化水素のハロゲン置換体がある。例えば、へキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソドデカン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、アイソパーＣ、アイソパーＥ、アイソパーＧ、アイソパーＨ、アイソパーＬ、アイソパーＭ（アイソパー：エクソン社の商品名）、シェルゾール７０、シェルゾール７１（シェルゾール：シェルオイル社の商品名）、アムスコＯＭＳ、アムスコ４６０溶剤（アムスコ：スピリッツ社の商品名）、シリコーンオイル（例えば、信越シリコーン社製ＫＦ−９６Ｌ）等を単独あるいは混合して用いることができる。 The dielectric liquid used as the carrier liquid is preferably a linear or branched aliphatic hydrocarbon, alicyclic hydrocarbon, or aromatic hydrocarbon, and halogen-substituted products of these hydrocarbons. For example, hexane, heptane, octane, isooctane, decane, isodecane, decalin, nonane, dodecane, isododecane, cyclohexane, cyclooctane, cyclodecane, benzene, toluene, xylene, mesitylene, Isopar C, Isopar E, Isopar G, Isopar H, Isopar L, Isopar M (isopar: trade name of Exxon), Shellsol 70, Shellsol 71 (shellsol: trade name of Shell Oil), Amsco OMS, Amsco 460 Solvent (trade name of Amsco: Spirits), Silicone oil (for example, KF-96L manufactured by Shin-Etsu Silicone) or the like can be used alone or in combination.
このようなキャリア液に分散される色材粒子は、色材自身を色材粒子としてキャリア液中に分散させてもよいが、好ましくは、定着性を向上させるための分散樹脂粒子を含有させる。分散樹脂粒子を含有させる場合、顔料などは分散樹脂粒子の樹脂材料で被覆して樹脂被覆粒子とする方法などが一般的であり、染料などは分散樹脂粒子を着色して着色粒子とする方法などが一般的である。 The colorant particles dispersed in such a carrier liquid may be dispersed in the carrier liquid as the colorant itself as colorant particles, but preferably contain dispersed resin particles for improving fixability. When the dispersed resin particles are included, the pigment is generally coated with the resin material of the dispersed resin particles to form resin-coated particles, and the dye is colored with the dispersed resin particles to form colored particles. Is common.
色材としては、従来か流路クジェットインク組成物、印刷用（油性）インキ組成物、あるいは静電写真用液体現像剤に用いられている顔料および染料であればどれでも使用可能である。
色材として用いる顔料としては、無機顔料、有機顔料を問わず、印刷の技術分野で一般に用いられているものを使用することができる。具体的には、例えば、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムイエロー、カドミウムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、コバルトグリーン、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ぺリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料、等の従来公知の顔料を特に限定なく用いることができる。
色材として用いる染料としては、アゾ染料、金属錯塩染料、ナフトール染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、カーボニウム染料、キノンイミン染料、キサンテン染料、アニリン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ペンゾキノン染料、ナフトキノン染料、フタロシアニン染料、金属フタロシアニン染料、等の油溶性染料が好ましく例示される。
As the coloring material, any of conventional pigments and dyes used in a flow channel kujet ink composition, a printing (oil-based) ink composition, or an electrophotographic liquid developer can be used.
As the pigment used as the color material, regardless of inorganic pigments or organic pigments, those generally used in the technical field of printing can be used. Specifically, for example, carbon black, cadmium red, molybdenum red, chrome yellow, cadmium yellow, titanium yellow, chromium oxide, viridian, cobalt green, ultramarine blue, Prussian blue, cobalt blue, azo pigment, phthalocyanine pigment Conventionally known pigments such as quinacridone pigments, isoindolinone pigments, dioxazine pigments, selenium pigments, perylene pigments, perinone pigments, thioindigo pigments, quinophthalone pigments, metal complex pigments, and the like are not particularly limited. Can be used.
As dyes used as coloring materials, azo dyes, metal complex dyes, naphthol dyes, anthraquinone dyes, indigo dyes, carbonium dyes, quinoneimine dyes, xanthene dyes, aniline dyes, quinoline dyes, nitro dyes, nitroso dyes, benzoquinone dyes, naphthoquinone dyes And oil-soluble dyes such as phthalocyanine dyes and metal phthalocyanine dyes.
さらに、分散樹脂粒子としては、例えば、ロジン類、ロジン変性フェノール樹脂、アルキッド樹脂、（メタ）アクリル系ポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニールアルコールのアセタール変性物、ポリカーボネート等を挙げられる。
これらのうち、粒子形成の容易さの観点から、重量平均分子量が２，０００〜１０００，０００の範囲内であり、かつ多分散度（重量平均分子量／数平均分子量）が、１．０〜５．０の範囲内であるポリマーが好ましい。さらに、前記定着の容易さの観点から、軟化点、ガラス転移点または、融点のいずれか１つが４０℃〜１２０℃の範囲内にあるポリマーが好ましい。
Further, as dispersed resin particles, for example, rosins, rosin-modified phenol resins, alkyd resins, (meth) acrylic polymers, polyurethane, polyester, polyamide, polyethylene, polybutadiene, polystyrene, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol, acetal-modified Products, polycarbonate and the like.
Among these, from the viewpoint of ease of particle formation, the weight average molecular weight is in the range of 2,000 to 1,000,000 and the polydispersity (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 1.0 to 5 Polymers in the range of 0.0 are preferred. Furthermore, from the viewpoint of ease of fixing, a polymer having any one of a softening point, a glass transition point, and a melting point within a range of 40 ° C. to 120 ° C. is preferable.
インクＱにおいて、色材粒子の含有量（色材粒子あるいはさらに分散樹脂粒子の合計含有量）は、インク全体に対して０．５〜３０重量％の範囲で含有されることが好ましく、より好ましくは１．５〜２５重量％、さらに好ましくは３〜２０重量％の範囲で含有されることが望ましい。色材粒子の含有量が少なくなると、印刷画像濃度が不足したり、インクＱと記録媒体Ｐ表面との親和性が得られ難くなって強固な画像が得られなくなったりするなどの問題が生じ易くなり、一方、含有量が多くなると均−な分散液が得られにくくなったり、インクジェットヘッド等でのインクＱの目詰まりが生じやすく、安定なインク吐出が得られにくいなどの問題が生じるからである。 In the ink Q, the content of the color material particles (the total content of the color material particles or further dispersed resin particles) is preferably contained in the range of 0.5 to 30% by weight with respect to the whole ink, and more preferably. Is preferably contained in the range of 1.5 to 25% by weight, more preferably 3 to 20% by weight. If the content of the colorant particles is reduced, problems such as insufficient printed image density or difficulty in obtaining a strong image due to difficulty in obtaining the affinity between the ink Q and the surface of the recording medium P are likely to occur. On the other hand, when the content is increased, it becomes difficult to obtain a uniform dispersion liquid, or the ink Q is easily clogged with an inkjet head or the like, and it is difficult to obtain stable ink discharge. is there.
また、キャリア液に分散された色材粒子の平均粒径は、０．１〜５μｍが好ましく、より好ましくは０．２〜１．５μｍであり、更に好ましくは０．４〜１．０μｍである。この粒径はＣＡＰＡ−５００（堀場製作所（株）製商品名）により求めたものである。 The average particle diameter of the colorant particles dispersed in the carrier liquid is preferably 0.1 to 5 μm, more preferably 0.2 to 1.5 μm, and still more preferably 0.4 to 1.0 μm. . This particle size is determined by CAPA-500 (trade name, manufactured by Horiba, Ltd.).
色材粒子をキャリア液に分散させた後（必要に応じて、分散剤を使用しても可）、荷電制御剤をキャリア液に添加することにより色材粒子を荷電して、荷電した色材粒子をキャリア液に分散してなるインクＱとする。なお、色材粒子の分散時には、必要に応じて、分散媒を添加してもよい。
荷電制御剤は、一例として、電子写真液体現像剤に用いられている各種のものが利用可能である。また、「最近の電子写真現像システムとトナー材料の開発・実用化」１３９〜１４８頁、電子写真学会編「電子写真技術の基礎と応用」４９７〜５０５頁（コロナ社、１９８８年刊）、原崎勇次「電子写真」１６（Ｎｏ．２）、４４頁（１９７７年）等に記載の各種の荷電制御剤も利用可能である。
After the colorant particles are dispersed in the carrier liquid (a dispersant may be used if necessary), the chargeant is added to the carrier liquid to charge the colorant particles, and the charged colorant The ink Q is obtained by dispersing particles in a carrier liquid. When dispersing the colorant particles, a dispersion medium may be added as necessary.
As an example of the charge control agent, various materials used in electrophotographic liquid developers can be used. Also, “Recent development and commercialization of electrophotographic development systems and toner materials”, pages 139 to 148, “The Basics and Applications of Electrophotographic Technology” edited by Electrophotographic Society, pages 497 to 505 (Corona Inc., published in 1988), Yuji Harasaki Various charge control agents described in “Electrophotography” 16 (No. 2), p. 44 (1977) can also be used.
なお、色材粒子は、制御電極に印加される駆動電圧と同極性であれば、正電荷および負電荷のいずれに荷電したものであってもよい。
また、色材粒子の荷電量は、好ましくは５〜２００μＣ／ｇ、より好ましくは１０〜１５０μＣ／ｇ、さらに好ましくは１５〜１００μＣ／ｇの範囲である。
The color material particles may be positively charged or negatively charged as long as they have the same polarity as the drive voltage applied to the control electrode.
The charge amount of the color material particles is preferably in the range of 5 to 200 μC / g, more preferably 10 to 150 μC / g, and still more preferably 15 to 100 μC / g.
また、荷電制御剤の添加によって誘電性溶媒の電気抵抗が変化することもあるため、下記に定義する分配率Ｐを、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上とする。
Ｐ＝１００×（σ１−σ２）／σ１
ここで、σ１は、インクＱの電気伝導度、σ２は、インクＱを遠心分離器にかけた上澄みの電気伝導度である。電気伝導度は、ＬＣＲメーター（安藤電気（株）社製ＡＧ−４３１１）および液体用電極（川口電機製作所（株）社製ＬＰ−０５型）を使用し、印加電圧５Ｖ、周波数１ｋＨｚの条件で測定を行った値である。また遠心分離は、小型高速冷却遠心機（トミー精工（株）社製ＳＲＸ−２０１）を使用し、回転速度１４５００ｒｐｍ、温度２３℃の条件で３０分間行った。
以上のようなインクＱを用いることによって、荷電粒子の泳動が起こりやすくなり、濃縮しやすくなる。
In addition, since the electric resistance of the dielectric solvent may change due to the addition of the charge control agent, the distribution ratio P defined below is preferably 50% or more, more preferably 60% or more, and even more preferably 70% or more. And
P = 100 × (σ1−σ2) / σ1
Here, σ1 is the electrical conductivity of the ink Q, and σ2 is the electrical conductivity of the supernatant obtained by applying the ink Q to the centrifuge. The electrical conductivity was measured using an LCR meter (AG-4311 manufactured by Ando Electric Co., Ltd.) and an electrode for liquid (LP-05 type manufactured by Kawaguchi Electric Manufacturing Co., Ltd.) under the conditions of an applied voltage of 5 V and a frequency of 1 kHz. This is the measured value. Centrifugation was performed for 30 minutes using a small high-speed cooling centrifuge (Tomy Seiko Co., Ltd. SRX-201) under conditions of a rotational speed of 14500 rpm and a temperature of 23 ° C.
By using the ink Q as described above, migration of charged particles is likely to occur, and concentration is facilitated.
インクＱの電気伝導度は、１００〜３０００ｐＳ／ｃｍが好ましく、より好ましくは１５０〜２５００ｐＳ／ｃｍ、さらに好ましくは２００〜２０００ｐＳ／ｃｍである。以上のような電気伝導度の範囲とすることによって、制御電極に印加する電圧が極端に高くならず、隣接する記録電極間での電気的導通を生じさせる懸念もない。
また、インクＱの表面張力は、１５〜５０ｍＮ／ｍの範囲が好ましく、より好ましくは１５．５〜４５ｍＮ／ｍ、さらに好ましくは１６〜４０ｍＮ／ｍの範囲である。表面張力をこの範囲とすることによって、制御電極に印加する電圧が極端に高くならず、ヘッド周りにインクが漏れ広がり汚染することがない。
さらに、インクＱの粘度は０．５〜５ｍＰａ・ｓｅｃが好ましく、より好ましくは０．６〜３．０ｍＰａ・ｓｅｃ、さらに好ましくは０．７〜２．０ｍＰａ・ｓｅｃである。
The electrical conductivity of the ink Q is preferably 100 to 3000 pS / cm, more preferably 150 to 2500 pS / cm, and still more preferably 200 to 2000 pS / cm. By setting the electric conductivity in the above range, the voltage applied to the control electrode does not become extremely high, and there is no fear of causing electrical continuity between adjacent recording electrodes.
The surface tension of the ink Q is preferably in the range of 15 to 50 mN / m, more preferably 15.5 to 45 mN / m, and still more preferably 16 to 40 mN / m. By setting the surface tension within this range, the voltage applied to the control electrode does not become extremely high, and the ink does not leak around the head to be contaminated.
Furthermore, the viscosity of the ink Q is preferably 0.5 to 5 mPa · sec, more preferably 0.6 to 3.0 mPa · sec, and still more preferably 0.7 to 2.0 mPa · sec.
このようなインクＱは、一例として、色材粒子をキャリア液に分散して粒子化し、かつ、荷電調整剤を分散媒に添加して、色材粒子に荷電を生じさせることで、調製できる。具体的な方法としては、以下の方法が例示される。
（１）色材あるいはさらに分散樹脂粒子をあらかじめ混合（混練）した後、必要に応じて分散剤を用いてキャリア液に分散し、荷電調整剤を加える方法。
（２）色材、あるいはさらに分散樹脂粒子および分散剤を、キャリア液に同時に添加して、分散し、荷電調整剤を加える方法。
（３）色材および荷電調整剤、あるいはさらに分散樹脂粒子および分散剤を、同時にキャリア液に添加して、分散する方法。
As an example, such an ink Q can be prepared by dispersing color material particles in a carrier liquid to form particles, and adding a charge adjusting agent to the dispersion medium to cause the color material particles to be charged. Specific methods include the following methods.
(1) A method in which a color material or further dispersed resin particles are mixed (kneaded) in advance, and then dispersed in a carrier liquid using a dispersant as required, and a charge adjusting agent is added.
(2) A method in which a coloring material, or further dispersed resin particles and a dispersing agent are simultaneously added to a carrier liquid, dispersed, and a charge adjusting agent is added.
(3) A method in which a coloring material and a charge adjusting agent, or further dispersed resin particles and a dispersing agent are simultaneously added to a carrier liquid and dispersed.
以上、本発明のインクジェット記録装置ついて、詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんのことである。 Although the ink jet recording apparatus of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course.
例えば、以上の例は、本発明のインクジェット記録装置を、色材粒子（色材を含む荷電した粒子）をキャリア液に分散してなるインクを用いる濃縮タイプの静電式インクジェット記録装置に利用したものであるが、本発明は、これに限定はされず、荷電粒子を含有するインクを用いない、非濃縮タイプの静電式インクジェット記録装置にも好適に利用可能である。 For example, in the above example, the ink jet recording apparatus of the present invention is used for a concentration type electrostatic ink jet recording apparatus that uses ink in which color material particles (charged particles including a color material) are dispersed in a carrier liquid. However, the present invention is not limited to this, and can be suitably used for a non-concentrated electrostatic ink jet recording apparatus that does not use ink containing charged particles.
また、本発明の記録装置における吐出ヘッドは、静圧式の吐出ヘッドに限定されず、例えば、吐出ヘッド内に設けられたインク溜に、ポンプなどを用いて直接インクを供給するようなポンプ式の吐出ヘッドであってもよい。この場合は、洗浄時に、静圧方式により、供給された洗浄液が吐出ヘッドから排出されるように、洗浄時にのみ吐出ヘッドの排出部が大気と連通するような構成にすればよい。 The discharge head in the recording apparatus of the present invention is not limited to a static pressure type discharge head. For example, a pump type that supplies ink directly to an ink reservoir provided in the discharge head using a pump or the like. It may be a discharge head. In this case, the discharge head of the discharge head may be configured to communicate with the atmosphere only during cleaning so that the supplied cleaning liquid is discharged from the discharge head by a static pressure method during cleaning.
また、本発明においては、洗浄液タンクよりも鉛直方向下方に、洗浄液タンクと密閉状態で接続されるサブ洗浄液タンクを設け、サブ洗浄液タンクの洗浄液排出部を、図２に示すキャップ部材の開口部５４ｂや、図３に示すような第２供給流路の途中に接続して構成してもよい。そして、洗浄液タンクから洗浄液をサブ洗浄液タンクに滴下してサブ洗浄液タンク内に洗浄液を貯留し、その洗浄液を吐出ヘッド又はインク洗浄系に供給する構成にしてもよい。このような滴下方式により洗浄液を供給する構成にすることにより、安定して洗浄液を吐出ヘッドに供給することができる。
Further, in the present invention, a sub-cleaning liquid tank connected in a sealed state to the cleaning liquid tank is provided below the cleaning liquid tank in the vertical direction, and the cleaning liquid discharge part of the sub-cleaning liquid tank is provided as the
１０ （インクジェット）記録装置
１２ 吐出ヘッド
１４ メインタンク
１６ 供給サブタンク
１８ 回収サブタンク
２０ 洗浄液タンク
２２ 廃液タンク
３０ 第１供給流路
３２ 第２供給流路
３４ 第１回収流路
３６ 第２回収流路
３７ 第３回収流路
３８ 切換弁
４０ 洗浄液供給流路
４２ 開閉弁
４４ 排液流路
４６ 廃液弁
４８ 廃液流路
５２ 共通回収流路
５４ キャップ部材
５８ インク循環ポンプ
６２、６４ オーバーフロー管
７２ ヘッド基板
７４ 吐出基板
７６ インクガイド
７８ インク流路
８０ 浮遊導電板
８２ 第１制御電極
８４ 第２制御電極
８６ 絶縁性基板
８８ ガード電極
９０，９２，９４ 絶縁層
９６ 吐出口
９８ 先端部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 (Inkjet)
Claims (7)
鉛直方向において前記吐出ヘッドよりも上方に配置され、前記吐出ヘッドに付着したインクを除去するための洗浄液が貯留される洗浄液タンクと、
前記洗浄液タンクに接続され、前記洗浄液を前記吐出ヘッドに供給するための洗浄液供給流路とを有し、
前記吐出ヘッドを洗浄する際に、前記洗浄液タンクに貯留されている前記洗浄液を、その圧力ヘッドを利用して前記吐出ヘッドに供給するインクジェット記録装置。 An inkjet recording apparatus having an ejection head for ejecting ink,
A cleaning liquid tank that is disposed above the discharge head in the vertical direction and stores a cleaning liquid for removing ink adhering to the discharge head;
A cleaning liquid supply channel connected to the cleaning liquid tank for supplying the cleaning liquid to the discharge head;
An inkjet recording apparatus that supplies the cleaning liquid stored in the cleaning liquid tank to the discharge head using the pressure head when cleaning the discharge head.
前記供給サブタンク及び前記吐出ヘッドを接続するインク供給流路と、
鉛直方向において前記吐出ヘッドよりも下方に配置され、前記吐出ヘッドから回収したインクを貯留する回収サブタンクと、
前記回収サブタンク及び前記吐出ヘッドを接続するインク回収流路とを有し、
前記供給サブタンク内と前記回収サブタンク内のインク液面高さの圧力ヘッド差を利用してインクを循環する請求項１に記載のインクジェット記録装置。 And a supply sub-tank that is disposed above the discharge head in the vertical direction and stores ink supplied to the discharge head;
An ink supply flow path connecting the supply sub-tank and the ejection head;
A collection sub-tank that is disposed below the ejection head in the vertical direction and stores ink collected from the ejection head;
An ink recovery channel connecting the recovery sub-tank and the ejection head;
The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink is circulated using a pressure head difference in ink liquid level between the supply sub tank and the recovery sub tank.
前記キャップは、前記洗浄液供給流路と接続される第１開口部と、前記吐出ヘッドに装着されたときに前記吐出ヘッドのインク吐出口と対向する位置に形成される第２開口部と、前記第１開口部及び第２開口部を結ぶ連通孔とを有し、
前記吐出ヘッドを洗浄する際に、前記キャップが前記吐出ヘッドの先端に装着されて前記吐出ヘッドのインク吐出側から前記洗浄液が注入される請求項２に記載のインクジェット記録装置。 And a cap connected to the cleaning liquid supply flow path and attached to the ejection head,
The cap has a first opening connected to the cleaning liquid supply flow path, a second opening formed at a position facing the ink discharge port of the discharge head when mounted on the discharge head, A communication hole connecting the first opening and the second opening,
The inkjet recording apparatus according to claim 2, wherein when cleaning the ejection head, the cap is attached to a tip of the ejection head and the cleaning liquid is injected from an ink ejection side of the ejection head.
前記吐出ヘッドは、静電力を利用して前記インクを吐出する静電式の吐出ヘッドである請求項１〜６のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
The ink is an ink obtained by dispersing charged fine particles containing at least a coloring material in an insulating dispersion medium,
The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the ejection head is an electrostatic ejection head that ejects the ink using electrostatic force.
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