JPH09216352A - 液体吐出装置および液体吐出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクおよびこのインクを不溶化させる処理
液をインクジェットヘッドから吐出してプリントを行う
インクジェットプリント装置において、インクと処理液
とを重ねてプリント媒体上に打ち込むことによって生じ
るはね返りミスト似含まれる不溶化物のインクジェット
ヘッドに対する付着範囲を制御して重大な吐出不良を適
切に防止する。 【解決手段】 吐出口面５Ａにこれを被覆するカバープ
レート８を設け、これによりインクジェットヘッド５を
走査させたときに生じる相対的な気流によりはね返りミ
ストの付着範囲を制御する。すなわち、上流側のカバー
プレートによりその背後にまわり込む流れＥが生じ、こ
れによってミストはカバープレート８の背後に導かれ
る。一方、後流側のカバープレート８では、それから離
隔した一定の流れＤに向う流れＦを生じ、ミストはカバ
ープレート上面に導かれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体吐出装置およ
び液体吐出方法に関し、詳しくは、プリント媒体上にイ
ンクおよび該インク中の色材を不溶化または凝集させる
プリント性向上液（以下、単に処理液ともいう）を吐出
してプリントを行うための液体吐出装置および液体吐出
方法に関するものである。

【０００２】本発明は、紙や布、革、不織布、ＯＨＰ用
紙等、さらには金属等を、吐出されたインクおよびプリ
ント性向上液を受容する媒体（以下、プリント媒体とい
う）として用いる機器すべてに適用可能である。具体的
な適用機器としては、例えばプリンタ、複写機、ファク
シミリ等の事務機器や工業用生産機器等を挙げることが
できる。

【０００３】

【従来技術】従来から知られている液体噴射方式により
液体を滴状にして空間を飛翔させ、これをプリント媒体
（紙、ＯＨＰ用紙、加工紙等）に対して付着せしめるプ
リント方式が多くの製品に利用されている。

【０００４】従来から知られているこのような液体噴射
方式における現象として、インクミストと呼ばれる、吐
出された液滴とは別の小液滴が、プリント媒体の不特定
な部分やヘッドの不特定な部分に付着してしまうことが
知られている。

【０００５】このインクミストによる不特定な部分への
付着を防止するため、例えば、ヘッド自体の改良やファ
ンによる空気流をヘッドとプリント媒体との間のプリン
ト空間内へ導入することが行われている。前者による効
果として、インクミストの発生が減少することを観察す
ることができる。しかし、後者では、空気流によって吐
出液滴自体の飛翔方向等が乱されることがあるため、比
較的弱い空気流とする必要がありインクミストの付着防
止について満足のいく効果は得られていない。

【０００６】また、インクミスト自体を電界により、所
定の領域に付着させようとするものも知られているが、
インクミストとなる微小インク滴は、その滴を形成する
分離の際に帯びる極性が所定のものでなかったり、また
極性を帯びない滴も発生するため、電界による付着範囲
の制御を有効にできない場合があった。

【０００７】

【背景技術】本発明者達は、従来の装置で発生するイン
クミストについて検討し、従来、認識されているインク
ミストの多くは、比較的体積が大きくそれ自体の移動速
度がある程度大きいものであるとの検討結果を得た。す
なわち、この従来のインクミストは、自分自身の運動エ
ネルギーによってそのエネルギー付与時に方向つけられ
た方向に向かって移動しヘッドやプリント媒体あるいは
装置内部の機能部分に確実に到達し、上述した付着現象
を生ずるものである。従って、これら従来のインクミス
ト付着現象を防止するには、インクミストの移動エネル
ギーに対向できる何らかの手段が必要となる。

【０００８】ところが、このような対向手段をプリント
装置にもたせることは、結果的に画像を形成するための
吐出液滴そのものにも影響を与えることがほとんどであ
り、また、コストも増加してしまうため、実用上の大き
な課題を招くことになる。

【０００９】本発明者達は、インクミストの発生状況を
再検討すると共に、従来にはない着眼をもって鋭意研究
をしたところ、新規な本発明をなすに至った。

【００１０】また、インクジェットプリント物の耐水性
等を向上するために、インク同士（異なる色または同
色）、またはインクに対して反応する処理液をプリント
媒体表面上で反応させることも知られている。

【００１１】これらの場合は、特に、プリント媒体上に
先行する吐出によって形成される液状の滴に対して後続
の吐出液滴を衝突させるため、発生するミストの多くは
はねかえりによるミストが主体となってきている。この
場合も、はねかえりミスト自体が大きな運動エネルギー
を有し、不特定な場所へ付着する。本発明はこの場合に
おいても同様に検討し、本発明を提供するに至った。

【００１２】

【発明の目的】本発明は、インクミストの発生を根本的
に改良し、制御若しくは規制し易い状況を形成すること
を主たる技術原理として提供することを目的とするもの
である。

【００１３】また、本発明は、積極的に反応による不溶
化物の付着範囲を制御することにより、吐出口部および
その近傍に付着する不溶化物の量を低減し常に吐出状態
を良好に維持することが可能な液体吐出装置および液体
吐出方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
液体を吐出する吐出口が設けられた吐出手段を媒体に対
して相対的に移動するための移動手段と、該移動手段に
よる前記吐出手段と前記媒体との相対的な移動を利用す
ることによって発生する気流であって、前記吐出口が配
された前記吐出手段の吐出口面の近傍空間において前記
吐出口から離れる方向の気流を発生させるための気流発
生手段と、を有することを特徴とする。

【００１５】また、液体を吐出する吐出口が設けられた
吐出手段が媒体に対して相対的に移動し前記吐出口から
媒体に対して液体を吐出する液体吐出方法において、前
記吐出手段と前記媒体との相対的な移動を利用すること
によって発生する気流であって、前記吐出口が配された
前記吐出手段の吐出口面の近傍空間において前記吐出口
から離れる方向の気流を発生させながら液体を吐出する
ことを特徴とする。

【００１６】さらに、液体を吐出する吐出口が設けられ
た吐出手段が媒体に対して相対的に移動し前記吐出口か
ら媒体に対して液体を吐出する液体吐出方法において、
前記吐出手段と前記媒体との間に前記液体を浮遊させる
とともに、前記吐出手段と前記媒体との相対的な移動を
利用することによって発生する気流であって、前記吐出
口が配された前記吐出手段の吐出口面の近傍空間におい
て前記吐出口から離れる方向の気流を発生させながら液
体を吐出することを特徴とする。

【００１７】さらに、吐出手段から２５ｐｌ以下の量の
滴を４００ｐｌ・ｍ／ｓｅｃ以下の運動量で吐出し、媒
体または媒体上の液体との衝突によって生じるミストを
前記吐出手段と前記媒体との間の空間内に浮遊させるス
テップを有することを特徴とする。

【００１８】以上の構成によれば、ヘッドからの液体吐
出に伴なって生じるミストは、気流によって吐出口から
離れる方向に移動させることができ、これにより、吐出
口にミストが付着し吐出不良を生じさせることを防止で
きる。また、ミストを浮遊させた状態、すなわち、気流
によって制御が容易な状態とすることができるので、ミ
ストが付着する範囲を容易に制御することが可能とな
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明は、上述のように、はね返
りミストの内容およびその挙動を検討した結果として、
新規な観点からなされたものである。特に、インクジェ
ットヘッド（吐出手段）が走査を行いながらインクまた
は処理液が吐出されるときのはね返りミストの挙動に着
目したものである。

【００２０】図１（ａ）〜（ｃ）および図２（ａ）〜
（ｃ）は、はね返りミストの挙動を説明する図である。

【００２１】図１（ａ）〜（ｃ）はインクジェットヘッ
ド５から１つのインク滴４Ａまたは処理液滴４Ａがプリ
ント媒体２に対して吐出されたときのはね返りミスト７
の挙動を示す。同図（ｃ）に示すように、プリント媒体
２に着弾したインク滴または処理液滴は、所定の角度の
ほぼ円錐状のはね返りミスト７を生成し、このミスト７
は、ほぼ上記所定の角度でインクジェットヘッド５に向
けて飛翔する。

【００２２】図２（ａ）〜（ｃ）は、処理液とインクが
ある時間差でインクジェットヘッド５（それぞれ別のイ
ンクジェットヘッド）から吐出された場合のはね返りミ
ストを示す。この場合、先行して吐出されすでにプリン
ト媒体２に着弾したインク滴４Ｂまたは処理液滴４Ｂに
対して後続の処理液滴４Ａまたはインク滴４Ａが着弾す
ることになる（同図（ｂ））。そして、この場合も同様
にほぼ円錐状のはね返りミストを生じる（同図
（ｃ））。

【００２３】ただし、図２に示すミスト７は異質の液体
である処理液とインクとが衝突して生成されるものであ
るため、このミスト中には処理液とインクの混合物が含
まれることになる。

【００２４】本願発明者等らは、このはね返りミストの
内容が処理液とインクの吐出順序によって比較的大きく
相違することを見出した。すなわち、処理液が先に吐出
される場合には、処理液とインクとの反応による凝集物
もしくは不溶化物が多く含まれるのに対し、インクが先
に吐出され、その後にこのインクに対し処理液が着弾す
る場合には、上述の凝集物がほとんど含まれない。本発
明の一実施形態ではこのような吐出順序を考慮してミス
トの付着範囲の制御を行うものである。

【００２５】本願発明者等は、また、主にインクジェッ
トヘッドとプリント媒体の距離を要因としてはね返りミ
ストの形態が変化することをも見い出した。図３および
図４は、この様子を説明する図である。

【００２６】上記距離がある一定の距離以上である場合
には、図３に示すようなほぼ円錐状のミスト７が形成さ
れる。

【００２７】これに対し、距離が短くなると、連続的な
吐出の初期の段階では図３に示すはね返りミストが形成
されるが、上記吐出がさらに連続する場合には、その連
続的に吐出されるインク滴の飛翔により図中Ａに示すよ
うな気流を生じ、これによって、はね返りミスト７は徐
々に図中中央側へ向う力を受け、最終的に図４に示すよ
いうな渦を形成する。

【００２８】なお、この渦形成では、インクジェットヘ
ッドの相対移動が関与する。すなわち、連続的な吐出が
行われる場合、上記相対移動によりそれらの着弾位置は
連続的にずれていくため、厳密には、図４に示すような
渦は形成されない。しかしながら、はね返りミスト自体
が相対移動方向の速度成分を有していること、およびそ
の成分と比較して吐出速度がはるかに大きいことから、
ある着目する吐出口に関しては、ほぼ図４に示すような
渦が形成されると推定される。

【００２９】以上のような図３または図４に示すいずれ
の形態のはね返りミストが形成されても、インクジェッ
トヘッド５の吐出口面５Ａにおける吐出口６もしくはそ
の近傍にミストが付着するおそれがある。特に、図２で
示した不溶化物が多く含まれるミストが吐出口もしくは
その近傍に付着した場合には、前述した重大な吐出不良
を生じさせることがある。

【００３０】これに対し、本発明の一実施形態では、図
３に示す円錐状のミストまたは図４に示すミスト渦のい
ずれが形成される場合でも、それらの付着範囲を適切に
制御することによって、吐出口６等にミストが付着する
可能性を低減する。

【００３１】図５および図６は、このような制御を説明
する図である。

【００３２】本発明の一実施形態では、インクジェット
ヘッドの吐出口面にミストが付着することを防止するた
めに設けられるカバープレートを、付着範囲の制御に積
極的に利用するものである。

【００３３】前述のように、紙間距離に応じてはね返り
ミストの状態は、円錐状に飛散するか（図５）、また渦
を形成するか（図６）のいずれかである。このいずれの
場合にもインクジェットヘッド５の走査のための移動に
よりこのインクジェットヘッドに対して相対的な気流が
生じる。この気流は、まず、気流の上流側のカバープレ
ート８の存在によりまわり込む流れＥを生ずる。すなわ
ち、カバープレート８の表面に沿って流れる気流は、上
流側のカバープレート８の角度８ｊで流れの剥離を生じ
カバープレート８の背後にまわり込む流れＥを生じ、こ
れにより、はね返りミストは、吐出口６から離隔した位
置であるカバープレート８の背後の部分に導かれると考
えられる。

【００３４】一方、後流側のカバープレートにおいて
は、カバープレート８からある程度離れた一定の流れＤ
が存在し、この比較的大きな速度を有する部分に対して
後流側カバープレート８の周囲の流れが相対的に大きな
圧力を有することによって、その部分の流れは、図中矢
印Ｆで示すものとなる。これにより、はね返りミスト
は、同様に吐出口６から離隔した位置である後流側カバ
ープレート８の表面側に導かれると考えられる。

【００３５】このように、本発明の一実施形態によれ
ば、カバープレート８を適切に配置することによって、
はね返りミストの付着位置を制御することができる。

【００３６】本発明の他の実施形態では、図５および図
６に示した気流による付着範囲の制御を行うため、上述
のカバープレートを利用する代りに、単に吐出口面もし
くは各色インク吐出部間の境界に設けられる凸部を利用
することもできる。すなわち、一般的にこの凸部の形状
等を適切に定めることにより、はね返りミストの付着範
囲を所望のものとすることができる。

【００３７】ここで上述のカバープレートを含め一般的
な凸部の形状として好ましいものは、上流側の凸部にお
いては、その凸部の背後に気流を巻き込むものである。
このような気流の巻き込みを生じさせる形状としては、
例えばまず凸部形状に沿った流れを生じさせ、その形状
の変化によって流れをその凸部から剥離させるものなど
が考えられる。一方、後流側の凸部においては、凸部か
ら離れた部位に生じている一定の流れを乱さないものが
好ましい。

【００３８】本発明の他の実施形態では、ミスト付着範
囲の制御を積極的に利用するものである。

【００３９】すなわち、上述したように、形成されるミ
ストは、インクジェットヘッドとプリント媒体との間で
浮遊した状態のものである。つまり、これらのミスト
は、ヘッドから吐出される際に付与される運動エネルギ
ー、特に２５ｐｌ以下の量の滴を４００ｐｌ・ｍ／ｓｅ
ｃ以下の運動量で吐出される場合のエネルギーは、プリ
ント媒体上のはね返り後、空気抵抗等によって消費され
最終的に上記図３，図４に示す状態では極めて小さなも
のとなる。その結果、吐出されるインクまたは処理液の
液滴そのものが比較的微細であることと相俟って浮遊状
態となる。この浮遊状態にあるミストは、例えば気流を
用いて移動させ易いものであり、本実施形態では、この
ことを利用し、ミストに主に含まれる成分に応じてその
付着部位を変更するものである。

【００４０】前述したように、インクとこれを不溶化す
る処理液を用いた場合や互いに反応し不溶化する同色ま
たは異なる色のインクを用いた場合は、不溶化物が吐出
口またはその近傍に付着することは好ましいことではな
い。このため、気流および／または、カバープレート等
の凸部の位置を適切に定めることにより、ミスト付着部
位を吐出口から離れた位置とする。

【００４１】これに対し、互いに無反応で不溶化を生じ
ないインクを用いる場合には、上記とは逆に付着部位を
吐出口面に集中させることにより、他の部位へのミスト
付着を防止する。そして、吐出口面に付着するミストに
ついては、ワイピングによって処理することができる。

【００４２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００４３】（実施例１）図７は、本発明の一実施例に
係るインクジェットプリント装置の概略図を示す斜視図
である。

【００４４】図７において、装置１００の給紙位置に挿
入された記録媒体１０６は、送りローラ１０９によって
インクジェットユニット１０３によるプリント可能領域
へ搬送される。このプリント可能領域におけるプリント
媒体の背面部には、プラテン１０８が設けられている。

【００４５】キャリッジ１０１は、２本のガイド軸１０
４および１０５によって一定の方向に移動可能な構成と
なっており、これにより、ヘッドユニット１０３はプリ
ント領域を往復走査することができる。キャリッジ１０
１には、後述される各ユニットを搭載することができ
る。すなわち、複数の色それぞれのインクと処理液を吐
出するインクジェットヘッドと、それぞれのインクジェ
ットヘッドにインク又は処理液を供給するためのインク
タンクを含むインクジェットユニット１０３が搭載され
る。例えば複数の色のインクとしては、ブラック（Ｂ
ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）
の４色を用いることができる。

【００４６】キャリッジ１０１が移動可能な領域の左端
においては、その下部に後述のワイピング機構等を有し
た回復系ユニット１１０が設けられ、非プリント時等に
各インクジェットヘッドの吐出口部をキャップすること
等が可能となる。この左端位置を各インクジェットヘッ
ドのホームポジションと呼ぶ。

【００４７】１０７はスイッチ部と表示素子部を示し、
スイッチ部はインクジェットプリント装置の電源のオン
／オフや各種プリントモードの設定時等に使用され、表
示素子部はプリント装置の各種状態を表示するためのも
のである。

【００４８】インク染料を不溶化する処理液は、一例と
して以下のようにして得ることができる。

【００４９】すなわち、下記の成分を混合溶解した後、
さらにポアサイズが０．２２μｍのメンブレンフィルタ
（商品名：フロロポアフィルタ、住友電気工業株式会社
製）にて加圧濾過した後、ＮａＯＨでｐＨを４．８に調
整し、処理液Ａｌを得ることができる。

【００５０】［Ａｌの成分］ カチオン性化合物の低分子成分 ステアリルトリメチルアンモニウム塩 ２．０部 （商品名；エレクトロストリッパＱＥ、花王株式会社製） または、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド （商品名；ユータミン８６Ｐ、花王株式会社製） カチオン性化合物の高分子成分 ジアリルアミン塩酸塩と二酸化イオウとの共重合体 ３．０部 （平均分子量；５０００） （商品名；ポリアミンスルホンＰＡＳ−９２、 日東紡績株式会社製） チオジグリコール １０部 水 残部 また、上記処理液と混合し不溶化するインクの好適な例
として以下のものを挙げることができる。

【００５１】すなわち、下記の成分を混合し、さらにポ
アサイズが０．２２μｍのメンブレンフィルタ（商品
名：フロロポアフィルタ、住友電気工業株式会社製）に
て加圧濾過してイエロー，マゼンタ，シアン，ブラック
のインクＹ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１を得ることができる。

【００５２】 Ｙ１ Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１４２ ２部 チオジグリコール １０部 アセチレノールＥＨ ０．０５部 （川研ファインケミカル株式会社製） 水 残部 Ｍ１ 染料をＣ．Ｉ．アシッドレッド２８９；２．５部に代え
た以外はＹ１と同じ組成 Ｃ１ 染料をＣ．Ｉ．アシッドブルー９；２．５部に代えた以
外はＹ１と同じ組成 Ｋ１ 染料をＣ．Ｉ．フードブラック２；３部に代えた以外は
Ｙ１と同じ組成 以上示したそれぞれ処理液（液体組成物）とインクとの
混合において、本発明では、上述した処理液とインクが
被プリント材上あるいは被プリント材に浸透した位置で
混合する結果、反応の第１段階として処理液中に含まれ
ているカチオン性物質の内、低分子量の成分またはカチ
オン性オリゴマーとインクに使用しているアニオン性基
を有する水溶性染料とがイオン的相互作用により会合を
起こし、瞬間的に溶液相から分離を起こす。

【００５３】次に、反応の第２段階として、上述した染
料と低分子カチオン性物質またはカチオン性オリゴマー
との会合体が処理液中に含まれる高分子成分により吸着
されるために、会合で生じた染料の凝集体のサイズがさ
らに大きくなり、被プリント材の繊維間の隙間に入り込
みにくくなり、その結果として固液分離した液体部分の
みが記録紙中にしみこむことにより、プリント品位と定
着性との両立が達成される。同時に上述したようなメカ
ニズムにより生成したカチオン物質の低分子成分または
カチオン性オリゴマーとアニオン性染料で形成される凝
集体は粘性が大きくなり、液媒体の動きとともに移動す
ることがないので、フルカラーの画像形成時のように隣
接したインクドットが異色のインクで形成されていたと
しても互いに混じり合うようなことはなく、ブリーデイ
ングも起こらない。また、上記凝集体は本質的に水不溶
性であり形成された画像の耐水性は完全なものとなる。
また、ポリマーの遮蔽効果により形成された画像の耐光
堅牢性も向上するという効果も有する。

【００５４】本明細書において使用される「不溶化」ま
たは「凝集」の用語は、前記第１段階のみの現象また
は、第１段階と第２段階の両方を含んだ現象を意味す
る。

【００５５】また、本発明の実施にあたっては、従来技
術のように分子量の大きいカチオン性高分子物質や多価
の金属塩を使用する必要がないか、あるいは使用する必
要があっても本発明の効果をさらに向上させるために補
助的に使用するだけで良いので、その使用量を最小限に
抑えることができる。その結果として、従来のカチオン
性高分子物質や多価金属塩を使用して耐水化効果を得よ
うとした場合の問題点であった染料の発色性の低下がな
くなるということを本発明の別の効果として挙げること
ができる。

【００５６】なお、本発明を実施するにあたって使用す
る被プリント材については特に制限されるものではな
く、従来から使用されているコピー用紙、ボンド紙等の
いわゆる普通紙を好適に用いることができる。もちろん
インクジェットプリント用に特別に作製したコート紙や
ＯＨＰ用透明フィルムも好適に使用でき、また、一般の
上質紙や光沢紙も好適に使用可能である。

【００５７】図８は、本実施例に係るインクジェットプ
リント装置の制御構成を示すブロック図である。

【００５８】図８において、ホストコンピュータから、
プリントすべき文字や画像のデータ（以下画像データと
いう）が本例プリント装置の受信バッファ４０１に入力
される。また、正しくデータが転送されているかを確認
するデータや、プリント装置側の動作状態を知らせるデ
ータがプリント装置側からホストコンピュータに転送さ
れる。受信バッファ４０１に保持された画像データはＣ
ＰＵ４０２の管理のもとでメモリ部４０３に転送され、
そのＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に一時的に格納
される。メカコントロール部４０４は、ＣＰＵ４０２か
らの指令によりキャリッジモータやラインフィードモー
タ等のメカ部４０５を駆動する。センサ／ＳＷコントロ
ール部４０６は、各種センサやＳＷ（スイッチ）からな
るセンサ／ＳＷ部４０７からの信号をＣＰＵ４０２に転
送する。表示素子コントロール部４０８は、ＣＰＵ４０
２からの指令により表示パネル群のＬＥＤや液晶表示素
子等からなる表示素子部４０９を制御する。ヘッドコン
トロール部４１０はＣＰＵ４０２からの指令により各イ
ンクジェットヘッド２００の駆動を制御する。また、ヘ
ッドコントロール部４１０はインクジェットヘッド２０
０の状態に関して、不図示のセンサによって検出される
温度情報等をＣＰＵ４０２に伝える。

【００５９】図９は本実施例のヘッドユニット１０２を
示す斜視図であり、図１０はヘッドユニット１０２がプ
リント動作を行っている状態を示す図である。なお、こ
れら図では、Ｙ，ＭおよびＣインク用のヘッドユニット
１０２の図示は省略されている。

【００６０】これら図に示すように、本実施例では各イ
ンクジェットヘッドにおいて、吐出口２０６の配列を２
列とし、各列の吐出口配置を相互に吐出口ピッチの１／
２だけずらしたものとする。これにより、吐出口配列が
１列の場合に実現可能な解像度の２倍の解像度のプリン
トを行うことができる。

【００６１】カバープレート２０８は、上記２列の吐出
口列の周囲の部分を除いた吐出口面２０５を覆う。これ
により、図５および図６にて説明したように、キャリッ
ジ移動によって生じる気流によりミストの付着範囲の制
御を行うことができる。なお、本実施例および上記図
５，図６にて説明した例では、プリント動作を一方向の
みで行う場合について説明したが、いわゆる双方向プリ
ントの場合でも付着範囲の制御を有効に行い得ることは
勿論である。

【００６２】図９および図１０において、各インクジェ
ットヘッド２００ＢＫ１，２００Ｓ，２００ＢＫ２の各
吐出口には、インク路が連通して設けられ、各インク路
には熱エネルギーを発生するための電気熱変換素子が形
成されている。配線基板２１０上に設けられるコンタク
トパッド２１０Ａはインクジェットヘッドと装置本体と
の電気的なコンタクトをとるために用いられる。

【００６３】カバープレート２０８は、ステンレス（Ｓ
ＵＳ）製のプレートを接着剤により吐出口面に貼り合せ
たものである。各色のインクジェットヘッドは、支持部
材２０９によって固定されている。そして、１つの画素
をプリントするのに、ヘッド２００ＢＫ２，２００Ｓ，
２００ＢＫ１の順、すなわち、黒インク、処理液、黒イ
ンクの順で吐出する。

【００６４】本実施例においては、カバープレート２０
８の厚みは０．３ｍｍ、カバープレート２０８の開口部
の図中ｘ方向の長さは２．５ｍｍ、ｙ方向の長さは１８
ｍｍであり、図に示す３つの開口部は同寸法である。ま
た、カバープレート全体は、図中ｘ方向は４０ｍｍ、ｙ
方向は２０ｍｍであり、各ヘッド間のｘ方向のプレート
幅は１０．２ｍｍである。さらに開口部のエッジは、略
垂直であることが望ましい。

【００６５】各インクジェットヘッドは、その吐出液滴
の体積８．５ｐｌ、吐出速度１８ｍ／ｓ、また、吐出口
は１列が３００ｄｐｉの解像度で配列されている。ま
た、吐出口から用紙１０６までの距離は１．３ｍｍであ
る。さらに、各ヘッドの駆動周波数は、１０ｋＨｚ、プ
リント解像度は１２００ｄｐｉである。

【００６６】図１０において、キャリッジは、図中矢印
方向に２１１．７ｍ／ｓの速度で進行して、これによ
り、キャリッジと用紙との間には、キャリッジ進行方向
と逆の方向に空気の相対的な流れが発生する。このよう
な構成において、６００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉでプリ
ントを行った結果、紙面からのはね返りミストが各ヘッ
ドの吐出口面上に図１１に示すように付着し、吐出口付
近のミスト付着量を低減することができた。

【００６７】また、インクジェットヘッドをプリント装
置本体から取外し、例えば机の上等の平面部に置いたよ
うな場合、従来ならば吐出口部が直接平面部に接触し損
傷するなどして吐出不良を発生させることがあった。し
かし、本実施例によれば、カバープレートを設けたこと
により吐出口部が直接平面部に接触することを防止でき
る。

【００６８】なお、本実施例では、カバープレートとし
てＳＵＳ製のプレートを用いたが、これに限られず、ア
ルミ等の金属、ノリル、ＰＰ、ポリエチレン等の樹脂材
料を用いることもできる。

【００６９】さらに、カバープレートとインクジェット
ヘッドとを別体とするのではなく、一体に形成すること
もでき、この場合も同様の効果が得られる。

【００７０】さらに、本実施例では、３つのインクジェ
ットヘッドが１つの支持部材によって支持される構成と
したが、１つの支持部材によって１つのインクジェット
ヘッドが支持される構成であっても、カバープレート等
の条件が次の範囲内であれば同様の効果を得られること
が検討により明らかとなっている。

【００７１】すなわち、インク吐出量５〜２５ｐｌ、吐
出速度８〜２５ｍ／ｓ、ヘッドと用紙との間の距離０．
５〜２０ｍｍ、プレートの厚み０．１〜１．０ｍｍ、プ
レート開口部ｘ方向長さ１．０〜６．０ｍｍ、ｘ方向の
プレートの幅１．０ｍｍ以上、キャリッジ速度５０ｍｍ
／ｓ以上、好ましくは１００ｍｍ／ｓ以上である。そし
て、上述の条件において好ましくは、ヘッドから吐出さ
れるときの運動量は、２５ｐｌ以下の量の滴について、
４００ｐｌ・ｍ／ｓｅｃ以下である。

【００７２】（実施例２）本実施例は、実施例１に比較
してプレートのみを異ならせたものである。すなわち、
図１２に示すように、各ヘッドの吐出口配列方向におけ
る両端部のカバープレートを除いたものである。

【００７３】インクジェットヘッドでは、プリント中に
吐出口面に、はね返りミストや他の原因によりインク滴
等が付着する。このような付着物はワイピングにより除
去するが、本実施例はブレードの通過性を良好としワイ
ピング性を向上させたものである。

【００７４】本実施例のヘッドは、吐出体積１７ｐｌ、
吐出速度１５ｍ／ｓ、吐出口は１列３００ｄｐｉの解像
度で２列で配列されている。吐出口から用紙までの距離
は１．６ｍｍ、各ヘッドの駆動周波数は１０ｋＨｚ、プ
リント解像度は６００ｄｐｉである。

【００７５】本実施例においても、図１１に示すように
吐出口付近のミスト付着量を減少させることができた。

【００７６】（実施例３）本実施例においても上述の実
施例１に対してカバープレート構成のみを異ならせる。
図１３は、本実施例のカバープレートを示す図である。

【００７７】図に示すように、ヘッドＢＫ１の吐出口列
の周囲にのみカバープレート２０８を設ける。カバープ
レートの厚さは０．２５ｍｍ、カバープレート開口部の
ｘ方向の長さは４．０ｍｍ、ｙ方向の長さは２０ｍｍで
ある。また、プレート全体は、ｘ方向１８．５ｍｍ、ｙ
方向２０ｍｍである。

【００７８】各インクジェットヘッドにおける吐出体積
は４ｐｌ、吐出速度２２ｍ／ｓであり、吐出口は１列３
００ｄｐｉの解像度で２列で配列されている。また、吐
出口と用紙との間の距離は１．０ｍｍである。各ヘッド
の駆動周波数は、１５ｋＨｚ、プリント解像度は１２０
０ｄｐｉ、すなわち、キャリッジ速度は、３１７．５ｍ
ｍ／ｓとなる。本実施例装置においても、片方向プリン
トが行われ、ヘッドＢＫ２，２００Ｓ，２００ＢＫ１の
順序で吐出が行われる。

【００７９】この片方向プリントにおいて、ある画素に
ついて着目すると、上述のようにまずインクジェットヘ
ッド２００ＢＫ２から黒インクが吐出されるが、このと
きのはね返りミストの内容は黒インクのみである。従っ
て、この場合、そのヘッド２００ＢＫ２の吐出口周囲に
カバープレートを設けなくても、付着したミスト等をワ
イピングにより比較的容易に除去でき、また、不溶化物
等による重大な吐出不良のおそれはない。

【００８０】次に、インクジェットヘッド２００Ｓから
処理液が吐出されるが、この場合は、前述したように、
黒インク、処理液の順で吐出が行われ、それによっては
ね返りミストが生じるものであるから、付着ミストに含
まれる不溶化物が少なく、しかもこの不溶化物を処理液
がその内部に取り込んだものとなっている。従って、こ
の場合も、同様に重大な吐出不良を生じるおそれは少な
い。

【００８１】最後にインクジェットヘッド２００ＢＫ１
の場合は、その直前で吐出された処理液に対して黒イン
クが吐出され、この場合は不溶化物を多く含んだはね返
りミストが発生する。このため、カバープレート２０８
を設けるとともに、これによってミストの付着範囲を制
御する。

【００８２】なお、図１３に示す例は、片方向プリント
の場合であったが、両方向プリントの場合は図１４に示
すように、インクジェットヘッド２００ＢＫ１および２
００ＢＫ２それぞれの吐出口の周囲にカバープレートを
設ければよい。

【００８３】（実施例４）図１５は、本発明の第４の実
施例に係るインクジェットヘッドを示す斜視図である。

【００８４】本実施例のインクジェットヘッドは、Ａ４
サイズの用紙の短手方向の長さにほぼ等しい２２０ｍｍ
の幅で吐出口を配列するものである。このインクジェッ
トヘッドは、いわゆるフルラインタイプのものであり装
置本体に対して固定された状態で用いられ、これに対し
用紙が相対的に搬送されるものである。

【００８５】本実施例の場合、カバープレートの厚さは
０．４ｍｍ、カバープレート開口部の図中ｘ方向の長さ
は６．０ｍｍ、ｙ方向の長さは２４０ｍｍである。また
プレート全体のサイズは、ｘ方向１４ｍｍ、ｙ方向２６
０ｍｍである。

【００８６】また、インクジェットヘッドにおける吐出
体積は１７ｐｌ、吐出速度は２４ｍ／ｓであり、吐出口
は６００ｄｐｉの解像度で配列されている。また吐出口
と用紙との距離は１．２ｍｍである。さらに、駆動周波
数は１ｋＨｚでプリント解像度は６００ｄｐｉである。
すなわち、用紙の搬送速度は、４２．３ｍｍ／ｓであ
る。

【００８７】本実施例のような装置においては、インク
ジェットヘッドと用紙の間に生じる空気の流れは用紙の
搬送によるものであるため、その速度は比較的小さなも
のであり、はね返りミストの付着範囲を制御するには充
分でない。そこで、図１６に示すように、インクジェッ
トヘッド２００と用紙１０６との間に充分な速度の空気
の流れを発生させるために、ファン２２０を設ける。

【００８８】すなわち、本実施例では、ファン２２０お
よびそれを駆動するモータ２２１を設け、これによって
生じる流れをガイド２２３によって案内することによ
り、約１００ｍｍ／ｓの空気の流れを生じ、これによ
り、ミストの付着範囲を制御し、吐出口付近のミスト付
着量を低減することができた。

【００８９】なお、図７に示すような、キャリッジが走
査することによりプリントする装置に搭載されるヘッド
においても、高解像度で記録する場合には充分な速度の
空気の流れが生じない場合がある。例えば、濃度を向上
させるため４８００ｄｐｉの解像度で８ｋＨｚの駆動周
波数でプリントを行う場合、キャリッジ速度は４２．３
ｍｍ／ｓであり、これによって気流を生じさせるには充
分ではない。その場合は、本実施例と同様にファンを設
けることにより、空気の流れを発生させることもでき
る。

【００９０】（実施例５）図１７は本発明の第５の実施
例に係るヘッドユニットを示す斜視図である。

【００９１】図に示すように本実施例では、はね返りミ
スト等の付着を防止などするためのカバープレートを利
用してミスト付着範囲の制御をする代わりに、各インク
ジェットヘッドの吐出口配列領域の周囲に凸部２３０を
設けるものである。この凸部は幅１．０ｍｍ、高さ０．
３ｍｍである。このような構成によっても、図５および
図６で示したような気流を生じ、ミスト付着範囲を制御
することができる。

【００９２】なお、本発明を実施するにあたって、使用
するインクは特に染料インクに限るものではなく、顔料
を分散させた顔料インクを用いることもできるし、使用
する処理液はその顔料を凝集させるものを用いることが
できる。前記した無色液体Ａ１と混合して凝集を引き起
こす顔料インクの一例として以下のものを挙げることが
できる。すなわち、下記に述べるようにして、それぞれ
顔料とアニオン性化合物とを含むイエロー，マゼンタ，
シアン，ブラックの各色インク、Ｙ２，Ｍ２，Ｃ２およ
びＫ２を得ることができる。

【００９３】ブラックインクＫ２ アニオン系高分子Ｐ−１（スチレン−メタクリル酸−エ
チルアクリレート、酸価４００、重量平均分子量６，０
００、固形分２０％の水溶液、中和剤：水酸化カリウ
ム）を分散剤として用い、以下に示す材料をバッチ式縦
型サンドミル（アイメックス製）に仕込み、１ｍｍ径の
ガラスビーズをメディアとして充填し、水冷しつつ３時
間分散処理を行った。分散後の粘度は９ｃｐｓ、ｐＨは
１０．０であった。この分散液を遠心分離機にかけ粗大
粒子を除去し、重量平均粒径１００ｎｍのカーボンブラ
ック分散体を作製した。

【００９４】 （カーボンブラック分散体の組成） ・Ｐ−１水溶液（固形分２０％） ４０部 ・カーボンブラック Ｍｏｇｕｌ Ｌ （キャブラック製） ２４部 ・グリセリン １５部 ・エチレングリコールモノブチルエーテル ０．５部 ・イソプロピルアルコール ３部 ・水 １３５部 次に、上記で得られた分散体を充分に拡散して顔料が含
有されたインクジェット用のブラックインクＫ２を得
た。最終調製物の固形分は、約１０％であった。

【００９５】イエローインクＹ２ アニオン系高分子Ｐ−２（スチレン−アクリル酸−メチ
ルメタアクリレート、酸価２８０、重量平均分子量１
１，０００、固形分２０％の水溶液、中和剤：ジエタノ
ールアミン）を分散剤として用い、以下に示す材料を用
いて、ブラックインクＫ２の作製の場合と同様に分散処
理を行い、重量平均粒径１０３ｎｍのイエロー色分散体
を作製した。

【００９６】 （イエロー分散体の組成） ・Ｐ−２水溶液（固形分２０％） ３５部 ・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０ ２４部 （ノバパームイエロー ＰＨ−Ｇ、ヘキスト製） ・トリエチレングリコール １０部 ・ジエチレングリコール １０部 ・エチレングリコールモノブチルエーテル １．０部 ・イソプロピルアルコール ０．５部 ・水 １３５部 上記で得られたイエロー分散体を充分に拡散して、顔料
が含有されたインクジェット用のイエローインクＹ２を
得た。最終調製物の固形分は、約１０％であった。

【００９７】シアンインクＣ２ ブラックインクＫ２の作製の際に使用したアニオン系高
分子Ｐ−１を分散剤として用い、以下に示す材料を用い
て、前記したカーボンブラック分散体の場合と同様の分
散処理を行い、重量平均粒径１２０ｎｍのシアン色分散
体を作製した。

【００９８】 （シアン色分散体の組成） ・Ｐ−１水溶液（固形分２０％） ３０部 ・Ｃ．Ｉ．ビグメントブルー１５：３ ２４部 （ファストゲンブル−ＦＧＦ、大日本インキ化学） ・グリセリン １５部 ・ジエチレングリコールモノブチルエーテル ０．５部 ・イソプロピルアルコール ３部 ・水 １３５部 上記で得られたシアン色分散体を充分に攪拌して、顔料
が含有されたインクジェット用のシアンインクＣ２を得
た。最終調製物の固形分は、約９．６％であった。

【００９９】マゼンタインクＭ２ ブラックインクＫ２の作製の際に使用したアニオン系高
分子Ｐ−１を分散剤として用い、以下に示す材料を用い
て、前記したカーボンブラック分散体の場合と同様の分
散処理を行い、重量平均粒径１１５ｎｍのマゼンタ色分
散体を作製した。

【０１００】 （マゼンタ色分散体の組成） ・Ｐ−１水溶液（固形分２０％） ２０部 ・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２（大日本インキ化学） ２４部 ・グリセリン １５部 ・イソプロピルアルコール ３部 ・水 １３５部 上記で得られたマゼンタ色分散体を充分に拡散して、顔
料が含有されたインクジェット用のマゼンタインクＭ２
を得た。最終調製物の固形分は、約９．２％であった。

【０１０１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ヘッドからの液体吐出に伴なって生じるミス
トは、気流によって吐出口から離れる方向に移動させる
ことができ、これにより、吐出口にミストが付着し吐出
不良を生じさせることを防止できる。また、ミストを浮
遊させた状態、すなわち、気流によって制御が容易な状
態とすることができるので、ミストが付着する範囲を容
易に制御することが可能となる。

【０１０２】この結果、吐出口またはその近傍に付着す
るミストの量を低減でき、重大な吐出不良を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）ははね返りミストの生成を説明
する図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）ははね返りミストの生成を説明
する図である。

【図３】はね返りミストの挙動の一例を説明する図であ
る。

【図４】ばね返りミストの挙動の他の例を説明する図で
ある。

【図５】本発明によるはね返りミストの付着範囲制御の
一例を説明する図である。

【図６】本発明によるはね返りミストの付着範囲制御の
他の例を説明する図である。

【図７】本発明の一実施例に係るインクジェットプリン
ト装置を示す斜視図である。

【図８】上記インクジェットプリント装置の制御構成を
示すブロック図である。

【図９】本発明の第１の実施例に係るヘッドユニットを
示す斜視図である。

【図１０】上記ヘッドユニットのプリント動作時の状態
を示す上面図である。

【図１１】第１の実施例によるミスト付着範囲の制御結
果を説明する図である。

【図１２】本発明の第２の実施例に係るヘッドユニット
を示す斜視図である。

【図１３】本発明の第３の実施例に係るヘッドユニット
を示す斜視図である。

【図１４】上記第３実施例の変形例に係るヘッドユニッ
トを示す斜視図である。

【図１５】本発明の第４の実施例に係るヘッドユニット
を示す斜視図である。

【図１６】上記第４実施例において強制的に気流を生じ
させるための構成を示す図である。

【図１７】本発明の第５の実施例に係るヘッドユニット
を示す斜視図である。

【符号の説明】

２，１０６ プリント媒体（用紙） ５，２００，２００ＢＫ，２００ＢＫ１，２００ＢＫ
２，２００Ｓ，２００ＹＭＣ インクジェットヘッド ５Ａ，２０５ 吐出口面 ６，２０８ 吐出口 ７ はね返りミスト ８，２０８ カバープレート（被覆部材） １０１ キャリッジ １１０ 回復ユニット ２３０ 凸部

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を吐出する吐出口が設けられた吐出
   手段を媒体に対して相対的に移動するための移動手段
   と、 該移動手段による前記吐出手段と前記媒体との相対的な
   移動を利用することによって発生する気流であって、前
   記吐出口が配された前記吐出手段の吐出口面の近傍空間
   において前記吐出口から離れる方向の気流を発生させる
   ための気流発生手段と、 を有することを特徴とする液体吐出装置。
2. 【請求項２】 前記気流発生手段は、前記移動の方向に
   沿って前記吐出口に並んで前記吐出手段に設けられた凸
   部であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装
   置。
3. 【請求項３】 前記凸部は前記吐出口の周囲に設けられ
   たカバープレートであることを特徴とする請求項２に記
   載の液体吐出装置。
4. 【請求項４】 前記凸部の高さは０．１ｍｍ以上１．０
   ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２または３に記
   載の液体吐出装置。
5. 【請求項５】 前記移動の方向に沿った前記凸部の断面
   形状は矩形であることを特徴とする請求項２または３に
   記載の液体吐出装置。
6. 【請求項６】 前記吐出口と前記媒体との距離は０．５
   ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項
   １に記載の液体吐出装置。
7. 【請求項７】 前記移動手段の移動速度は５０ｍｍ／ｓ
   ｅｃ以上であることを特徴とする請求項１に記載の液体
   吐出装置。
8. 【請求項８】 前記吐出口からの液体の吐出量は２５ｐ
   ｌ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか
   に記載の液体吐出装置。
9. 【請求項９】 前記吐出口から吐出される液体の運動量
   は４００ｐｌ・ｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする
   請求項８に記載の液体吐出装置。
10. 【請求項１０】 前記吐出手段に前記吐出口は複数設け
    られていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出
    装置。
11. 【請求項１１】 前記吐出口は前記移動の方向に交差す
    る方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請
    求項１０に記載の液体吐出装置。
12. 【請求項１２】 前記吐出手段はインクを吐出するイン
    ク吐出部とインクを不溶化処理するための処理液を吐出
    する処理液吐出部とを有することを特徴とする請求項１
    に記載の液体吐出装置。
13. 【請求項１３】 前記吐出手段は液体を吐出するための
    エネルギーを発生するエネルギー発生手段として電気熱
    変換体を有することを特徴とする請求項１に記載の液体
    吐出装置。
14. 【請求項１４】 前記吐出手段は液体を吐出するための
    エネルギーを発生するエネルギー発生手段として圧電素
    子を有することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出
    装置。
15. 【請求項１５】 液体を吐出する吐出口が設けられた吐
    出手段が媒体に対して相対的に移動し前記吐出口から媒
    体に対して液体を吐出する液体吐出方法において、 前記吐出手段と前記媒体との相対的な移動を利用するこ
    とによって発生する気流であって、前記吐出口が配され
    た前記吐出手段の吐出口面の近傍空間において前記吐出
    口から離れる方向の気流を発生させながら液体を吐出す
    ることを特徴とする液体吐出方法。
16. 【請求項１６】 液体を吐出する吐出口が設けられた吐
    出手段が媒体に対して相対的に移動し前記吐出口から媒
    体に対して液体を吐出する液体吐出方法において、 前記吐出手段と前記媒体との間に前記液体を浮遊させる
    とともに、前記吐出手段と前記媒体との相対的な移動を
    利用することによって発生する気流であって、前記吐出
    口が配された前記吐出手段の吐出口面の近傍空間におい
    て前記吐出口から離れる方向の気流を発生させながら液
    体を吐出することを特徴とする液体吐出方法。
17. 【請求項１７】 液体を吐出する吐出口が設けられた吐
    出手段を用い、媒体に対して液体を吐出する液体吐出装
    置において、 前記吐出手段には凸部が設けられ、該凸部と気流生成手
    段が生成する気流とにより、前記吐出口が配された前記
    吐出手段の吐出口面の近傍空間において前記吐出口から
    離れる方向の気流を発生させることを特徴とする液体吐
    出装置。
18. 【請求項１８】 前記気流生成手段は、ファンを有し該
    ファンによって気流を生成することを特徴とする請求項
    １７に記載の液体吐出装置。
19. 【請求項１９】 吐出手段から２５ｐｌ以下の量の滴を
    ４００ｐｌ・ｍ／ｓｅｃ以下の運動量で吐出し、媒体ま
    たは媒体上の液体との衝突によって生じるミストを前記
    吐出手段と前記媒体との間の空間内に浮遊させるステッ
    プを有することを特徴とする液体吐出方法。