JP2010069635A - 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出ヘッドのノズル周辺について安定した加湿を行い、ノズルの乾燥・目詰まりを防止する。
【解決手段】ノズルプレート(12)のノズル面に乾燥防止液を供給する乾燥防止液供給口(18)と、該乾燥防止液供給口（18）からノズル面に供給された乾燥防止液をノズル面に沿って流す流路部(16)と、該流路部(16)を伝ってノズル面上を流れた乾燥防止液をノズル面から吸引排出する乾燥防止液排出口(20)と、を備え、流路部(16)に乾燥防止液を流しながら当該乾燥防止液の気化により加湿を行う。流路部(16)はノズル面に形成された親液性の領域により形成される。また、水平面に対してヘッドのノズル面を傾けて設置することにより、乾燥防止液の流れがスムーズになる。
【選択図】 図１

Description

本発明は液体吐出ヘッド及び画像形成装置に係り、特に、インクジェットヘッドにおけるノズル内インクの乾燥防止に好適なヘッド構造及びこれを用いた画像形成装置に関する。

特許文献１では、いわゆるオンデマンド方式のインクジェット記録装置において、非吐出状態が長時間持続する場合のノズル内インクの増粘による記録品質の悪化を防止するため、記録ヘッドの吐出面内に加湿液供給口を設けるとともに、該加湿液供給口から滲出した加湿液を気化させる湿潤領域を設け、当該湿潤領域における加湿液の気化によって吐出面を加湿する構成を提案している。

特許文献２は、ノズル内インクの高粘化による目詰まりを防止するため、ノズル近傍に、インクの揮発性溶媒の蒸気を含む気流を供給する気流供給口と、供給した気流を回収する気流回収口と、回収した気流を循環させて再び気流供給口から供給する気流循環機構と、を備える液体吐出ヘッドの構成を開示している。
特開２００６−６２１６６号公報 特開２００７−２６１２０４号公報

特許文献１に記載の構成は、ノズル面に加湿液を供給して、加湿液の気化により加湿しているが、ノズル面において液は留まっているだけであり、循環していない。そのため、紙粉やインクミストが湿潤領域に溜まっていき、加湿能力が悪くなる。また、加湿液として混合液を用いると揮発性の高い成分から蒸発していき、徐々に加湿液の成分が変わり、安定した加湿を行うことができない。

特許文献２に記載の構成は、揮発性溶液の蒸気を含む気流の流れによってインク吐出方向が変化してしまうため、着弾精度が悪くなるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、安定した加湿を行い、ノズルの乾燥・目詰まりを防止することができる液体吐出ヘッド及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明に係る液体吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズルが形成されているノズルプレートと、前記ノズルプレートのノズル面に乾燥防止液を供給する乾燥防止液供給口と、前記乾燥防止液供給口から前記ノズル面に供給された前記乾燥防止液を前記ノズル面上に沿って流す流路部と、前記流路部を伝って前記ノズル面上を流れた前記乾燥防止液を前記ノズル面から吸引排出する乾燥防止液排出口と、を備え、前記流路部に前記乾燥防止液を流しながら当該乾燥防止液の気化により加湿を行うことを特徴とする。

かかる構成によれば、ノズル面上を流れる乾燥防止液が蒸発することにより、ノズル周囲が加湿される。乾燥防止液供給口からノズル面に乾燥防止液を供給しつつ乾燥防止液排出口から吸引することにより、ノズル面に乾燥防止液を流し、常に新鮮な乾燥防止液を供給・循環させることで、安定した加湿を行うことができる。

本発明によれば、安定した加湿を行うことができ、ノズル内の液の乾燥を防止できる。また、ノズル面上を流れる乾燥防止液に、紙粉等の異物が混入した場合でも、乾燥防止液は留まることなく流れるため、加湿の効果を十分に発揮することができ、ノズル面を清浄に保つことができる。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔第１の実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドを構成するヘッドモジュール１０をノズルプレート１２の吐出面（ノズル面）側から見た平面図である。図１において、符号１４はインクの吐出口となるノズル、１６は乾燥防止液を流す親液部分(「流路部」に相当)である。ノズルプレート１２には、図示のように、複数のノズル１４が形成されており、ヘッドモジュール１０の長手方向（ｘ方向；ラインヘッドにおける主走査方向）に対して角度ψで交差する斜めの直線上にノズル孔１４が並んだノズル列をｘ方向に一定の間隔（周期）Ｐで複数列形成して成る、いわゆるマトリクス型のノズル配列となっている。

このノズル面において、各ノズル列の周囲（図１において左右両側）に乾燥防止液を流すための流路となる親液部分１６が形成されている。なお、ノズル面における親液部分１６以外の部分は撥液膜が形成されている。図示の親液部分１６は、ノズル列と平行な直線に沿って帯状に形成されているが、親液部分の形態はこれに限定されず、蛇行してもよい。

また、ヘッドモジュール１０には、各親液部分１６に乾燥防止液を供給するための供給口（以下、必要に応じて「乾燥防止液供給口」と記載する場合がある。）１８と、親液部分１６から乾燥防止液を排出させる排出口（必要に応じて「乾燥防止液排出口」と記載する場合がある。）２０が設けられている。乾燥防止液供給口１８は親液部分１６の一方の端部に接して開口し、乾燥防止液排出口２０は親液部分１６の他方の端部に接して開口している。符号２２はヘッドモジュール１０内に乾燥防止液の供給路を形成するための供給路形成部材、２４は乾燥防止液の排出路を形成するための排出路形成部材である。

本例では、図１のように、ノズルプレート１２の周辺（図１において上下）に供給路形成部材２２と排出路形成部材２４を設ける構成によって、高密度ヘッドにおいて乾燥防止液の供給・排出路を形成しているが、乾燥防止液の供給口１８、排出口２０をノズルプレート１２に設ける（ノズルプレート１２を貫通させて設ける）形態も可能である（図７にて後述）。

図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。ただし、図２では乾燥防止液の供給・排出路について示し、ノズルプレート１２裏面側のヘッド内におけるインクの供給路等は省略した。乾燥防止液供給路２８には、送液用の加圧ポンプ３２が接続され、排出路３０には吸引排出用の吸引ポンプ３４が接続される。

加圧ポンプ３２を作動させ供給口１８から乾燥防止液４０を滲み出させる（供給口１８から垂れ落ちないように濡れ拡がらせる）。ノズルプレート１２における親液部分１６の濡れ性により当該親液部分１６に沿って乾燥防止液４０が濡れ拡がり、やがて排出口２０へと達する。吸引ポンプ３４を駆動して排出口２０から乾燥防止液４０を吸い込むことにより、供給口１８から排出口２０の間の親液部分１６に乾燥防止液４０の流れを促進でき、乾燥防止液４０を循環させることができる。

なお、送液用の加圧ポンプ３２を省略する構成も可能であり、吸引ポンプ３４のみによってノズル面上における乾燥防止液の流れを形成することができる。

図３は、ノズルプレートのノズル面に親液部分を形成する製造工程を示す説明図である。

＜工程１＞：ノズル及び撥液膜を形成する工程
まず、図３（ａ）に示すように、ノズル１４を有するノズルプレート１２の吐出側表面に撥液膜４４を形成する。ノズル１４を有するノズルプレート１２と撥液膜４４を得るための具体的な手段としては、各種工法が選択できる。例えば、シリコンの基板をエッチングしてノズル１４を形成した後、撥液膜４４を塗布或いは蒸着によって形成する。また、別の工法として、電鋳によってノズル１４を有するノズルプレート１２を作成し、これに撥液膜４４を塗布或いは共析めっきで形成する態様も可能である。その他各種工法が選択できるため、必要な精度、コスト等の観点から適宜の工法を採用すればよい。

インクジェット記録装置に適用されるノズルプレート１２の具体的な寸法例として、例えば、ノズル径φｒ：10〜50μｍ、ノズル長さL：10〜100μｍ、撥液膜（成膜方法によるもの）の膜厚ｔ：数ｎｍ〜５μｍ、ノズル列のピッチ（図１参照）Ｐ：100〜1000μｍとする。

＜工程２＞：ノズル周辺の撥液膜の一部を除去し、当該一部の濡れ性を良くする工程
次に、図３（ｂ−１）に示すように、ノズル１４周辺の撥液膜４４の一部（後に親液部分となる箇所）を除去する。この除去部４６（親液部分１６）は、撥液膜４４が存在する部分より濡れ性が良くなる。

撥液膜４４の一部を除去する手段としては、例えば、レーザ光で除去する態様（図４参照）、或いは、除去部以外をマスクしてプラズマ処理（酸素プラズマなど）や紫外線照射によって除去する態様（図５）などがある。

図４に示すように、ノズルプレート１２上に形成された撥液膜４４の除去する部分に対し、レーザ加工ヘッド５０からレーザ光５２を照射することにより、撥液膜４４の一部を除去することができる。なお、レーザ光源としては、エキシマレーザ、炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザ、ＹＡＧレーザなど、各種レーザ光源を選択することができる。

図５は、プラズマ処理、若しくは紫外線照射を行う態様の例である。図５に示す通り、除去部に対応した位置に開口５４を有するマスク部材５６を用い、該マスク部材５６を介して酸素プラズマ、や紫外線を照射することにより、開口５４を通して露出する撥液膜４４の一部が除去される。

図４と図５の態様を対比すると、レーザで除去する場合は、マスク部材が不要であるという利点がある。その一方、酸素プラズマや紫外線を利用する場合は、マスク部材５６の作成の必要があり、かつノズル１４とマスク部材５６の位置合わせが必要であるが、面内一括処理が可能であるという利点がある。ノズルプレートのサイズ、生産量などから効率の良い方法を選択すればよい。

また、撥液膜４４の一部を除去する態様以外にも、当該一部の塗れ性を良くする（親液化する）方法として、撥液膜４４を部分的に改質する態様（図３（ｂ−２））がある。

図３（ｂ−２）の符号４７は、撥液膜４４の改質部を表している。撥液膜４４の一部を選択的に改質する手段としては、例えば、図５と同様にマスク部材５６を用いた酸素プラズマ処理を適用できる。

〔他の製造方法〕
図３で説明した製造方法では、ノズルプレート１２の吐出面側に一様に撥液膜４４を形成した後に、その一部を除去または改質することを説明したが（図３の（ｂ−１）、（ｂ−２））、このような段階的な工程に代えて、撥液膜４４形成時に撥液膜形成部と非形成部とをパターニングする態様も可能である。すなわち、撥液膜形成時において、後に乾燥防止液を流す流路となる部分に撥液膜が存在しないように成膜する。

図６は撥液膜形成時にパターニングを行う例を示す工程図である。

まず、図６(ａ)に示したように、ノズル１４が形成されたノズルプレート１２の吐出面側について、後の工程で親液部分とする部分（撥液膜除去部）にレジスト（感光性樹脂）６０など、後の工程で除去可能な物（犠牲層）を形成しておく。

次いで、共析めっきや蒸着などで撥液膜４４を形成した後に（図６（ｂ））、レジスト６０（犠牲層）を除去する（図６（ｃ））。

かかる製造方法によれば、レジスト６０をパターニングする工程は増えるが、撥液膜４４を除去する工程が無くなる。また、撥液膜４４を後から除去する場合は除去が不十分であると、乾燥防止液を安定して流すことが困難になるという問題があるが、図６で説明した製造方法によれば、確実に撥液膜がない部分を形成できる。ただし、レジスト６０が形成された基板に撥液膜４４を形成するために（図６（ｂ））、レジスト材料と撥液膜の成膜方法の整合を取る必要があり、採用できる撥液膜の成膜方法に制限が生じ得る。

〔乾燥防止液について〕
乾燥防止液としては、色材及び乾燥防止剤を除いたインクの成分の内、最も構成比が高い成分か、またはそれを主成分として更に残りの成分も含む溶液で構成される。即ち、乾燥防止液は、液体の主成分である水か、またはインクを構成する浸透剤、ｐＨ調整剤、防腐防カビ剤などの成分を含む水溶液等がこれに適合する。特に顔料インクの場合は、吐出口のインクのｐＨ変化による分散性の低下を防止するために、水溶液のｐＨはインクと同程度であることが望ましい。更に、親液部分との濡れを向上させる為に、界面活性剤、アルコールなどにより乾燥防止液の表面張力を調整しても良い。

乾燥防止液は、ノズル面の洗浄に用いる液を使用しても良い。この場合、ワイピング時に特に洗浄液を付与することなく、乾燥防止液がある状態でワイピングするだけで洗浄することが可能となる。乾燥防止液兼洗浄液としては、以下の物を用いる。

＜乾燥防止液兼洗浄液について＞
乾燥防止液兼洗浄液は、ＳＰ値（溶解度パラメータ）が２７．５以下の溶剤を全溶剤中５０質量％以上含むことを特徴とする。ＳＰ値が２７．５以下の溶剤を全溶剤中５０質量％以上含有することにより、メンテナンス性を向上させることができる。

上記溶剤を用いる以外に水を含むことが好ましいが、その他特に限定されるものではない。インクジェットヘッドのインク固着物を除去性向上の観点から、更に、ｐＨを調製する調整剤、界面活性剤を含有することが好ましく、更に、必要に応じて、防黴剤、防錆剤、防腐剤、粘度調整剤との他の添加剤を用いることができる。

＜ＳＰ値が２７．５以下の溶剤＞
本発明の実施形態に用いるＳＰ値２７．５以下の溶剤（以下、溶剤）は、全溶剤中５０質量％以上含有するが、インクジェットヘッドのインク固着物の除去性向上の観点から、更に、６０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましく、８０％以上が更に好ましい。５０質量％未満であると、固着物の除去能が不十分となる。本発明でいう溶剤の溶解度パラメーター（ＳＰ値）とは、分子凝集エネルギーの平方根で表される値で、Ｒ．Ｆ．Ｆｅｄｏｒｓ，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ，１４，ｐ１４７（１９６７）に記載の方法で計算することができ、本発明においてはこの数値を採用する。

本発明におけるＳＰ値が２７．５以下の溶剤として好ましい化合物の具体例とそのＳＰ値（カッコ内）を以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。

＜具体例＞
ジエチレングリコールモノエチルエーテル（２２．４）
ジエチレングリコールモノブチルエーテル（２１．５）
トリエチレングリコールモノブチルエーテル（２１．１）
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（２１．３）
ジプロピレングリコール（２７．２）

・ｎＣ_４Ｈ_９Ｏ（ＡＯ）_４−Ｈ （ＡＯ＝ＥＯ又はＰＯで、比率はＥＯ：ＰＯ＝１：１）
（２０．１）
・ｎＣ_４Ｈ_９Ｏ（ＡＯ）_１０−Ｈ （ＡＯ＝ＥＯ又はＰＯで、比率はＥＯ：ＰＯ＝１：１） （１８．８）
・ＨＯ（Ａ’Ｏ）_４０−Ｈ （Ａ’Ｏ＝ＥＯ又はＰＯで、比率はＥＯ：ＰＯ＝１：３） （１８．７）
・ＨＯ（Ａ’’Ｏ）_５５−Ｈ （Ａ’’Ｏ＝ＥＯ又はＰＯで、比率はＥＯ：ＰＯ＝５：６） （１８．８）
・ＨＯ（ＰＯ）_３−Ｈ （２４．７）
・ＨＯ（ＰＯ）_７−Ｈ （２１．２）
・１，２−ヘキサンジオール （２７．４）
本明細書において、ＥＯ、ＰＯはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基を表す。

これらは１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。

本発明の実施形態において、ＳＰ値２７．５以下の溶剤を全溶剤中５０質量％以上含むが、インク固着物の溶解性、膨潤性の向上の観点から、ＳＰ値２４以下の溶剤であることが好ましく、ＳＰ値２２以下の溶剤であることがより好ましい。

また本発明においては、本発明の効果を損なわない範囲で、他の溶剤を併用しても良い。

＜インクについて＞
本発明の実施形態に用いるインク組成物は、顔料を含む顔料インクの組成物である。前記顔料以外に水を含み、その他特に限定されるものではないが、ＳＰ値が２７．５以下の溶剤を含有すること、ポリマー粒子を含むこと等が好ましい態様である。

本発明の実施形態におけるインク組成物は、顔料の少なくとも１種を含む。本発明の実施において用いられる顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機顔料、無機顔料のいずれであってもよい。

本発明の実施形態におけるインク組成物は、ポリマー粒子の少なくとも１種を含むことが好ましい。これにより、形成される画像の耐擦性が効果的に向上する。

本発明の実施形態におけるポリマー粒子としては、例えば、熱可塑性、熱硬化性あるいは変性のアクリル系、エポキシ系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ポリアミド系、不飽和ポリエステル系、フェノール系、シリコーン系、又はフッ素系の樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、又はポリビニルブチラール等のポリビニル系樹脂、アルキド樹脂、フタル酸樹脂等のポリエステル系樹脂、メラミン樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アミノアルキド共縮合樹脂、ユリア樹脂、尿素樹脂等のアミノ系材料、あるいはそれらの共重合体又は混合物などのアニオン性基を有する樹脂の粒子が挙げられる。これらのうち、アニオン性のアクリル系樹脂は、例えば、アニオン性基を有するアクリルモノマー（アニオン性基含有アクリルモノマー）及び必要に応じて該アニオン性基含有アクリルモノマーと共重合可能な他のモノマーを溶媒中で重合して得られる。前記アニオン性基含有アクリルモノマーとしては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、及びホスホン基からなる群より選ばれる１以上を有するアクリルモノマーが挙げられ、中でもカルボキシル基を有するアクリルモノマー（例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、エタアクリル酸、プロピルアクリル酸、イソプロピルアクリル酸、イタコン酸、フマル酸等）が好ましく、特にはアクリル酸又はメタクリル酸が好ましい。

本発明の実施形態におけるポリマー粒子としては、吐出安定性及び後述の顔料を用いた場合の液安定性（特に分散安定性）の観点から、自己分散性ポリマー粒子が好ましく、カルボキシル基を有する自己分散性ポリマー粒子がより好ましい。自己分散性ポリマー粒子とは、他の界面活性剤の不存在下に、ポリマー自身が有する官能基（特に酸性基又はその塩）によって、水性媒体中で分散状態となり得る水不溶性ポリマーであって、遊離の乳化剤を含有しない水不溶性ポリマーの粒子を意味する。

本発明の実施形態におけるインク組成物は水を含むことが好ましい。

本発明の実施形態に使用される水の添加量は特に制限は無いが、全インク組成物中、安定性および吐出信頼性確保の点から、好ましくは１０質量％以上９９質量％以下であり、より好ましくは３０質量％以上８０質量％以下であり、更に好ましくは、５０質量％以上７０質量％以下である。

本発明の実施形態におけるインク組成物は、溶剤を含むことが好ましい。

該溶剤としては、前記洗浄液に記載される溶剤を用いることができ、中でも溶剤の７０質量％以上がＳＰ値２７．５以下の溶剤であることがカール抑制、インク組成物由来の固着物の溶解性の観点から好ましく、更にＳＰ値が２６以下が好ましく、２４以下が特に好ましい。

本発明の実施形態におけるＳＰ値２７．５以下の溶剤としては、前記洗浄液に記載の溶媒を挙げることができ、好ましい例も同様である。

溶剤は、単独で使用しても、２種類以上混合して使用してもよい。

インク組成物における溶剤の含有率は特に制限はないが、全インク組成物中、安定性及び吐出信頼性確保の観点から、１〜６０質量％が好ましく、５〜４０質量％がより好ましく、５〜３０質量％が特に好ましい。

また、前記ＳＰ値２７．５以下の溶剤は前記全溶剤中７０質量％含有することが好ましく、更に、８０質量％以上含有することが好ましく、９０質量％以上が特に好ましい。

本発明の実施形態におけるインク組成物は、上記必須成分に加え、必要に応じてその他の成分を含むことができる。その他の成分としては、例えば、界面活性剤、紫外線吸収剤、褪色防止剤、防黴剤、ｐＨ調整剤、防錆剤、酸化防止剤、乳化安定剤、防腐剤、消泡剤、粘度調整剤、分散安定剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。

〔作用効果〕
本実施形態によれば、ノズル面に乾燥防止液を流し、この液を循環させる構成にしたので、液がノズル面上を流れる間に蒸発してノズル周囲を加湿するため、ノズル内のインクの乾燥を防止できる。また、常に新鮮な乾燥防止液が流れるので、乾燥防止液の成分が安定しており、乾燥防止の効果が高い。

その他の効果として、液を流すことで、紙粉やインクミストが乾燥防止液に混ざっても、留まることなく流れるため、加湿の効果を十分に発揮することができ、更にノズル面を清浄に保つことができる。

〔変形例１〕
図７は、他の実施形態に係るヘッドモジュール７０をノズルプレート７２の吐出面側から見た平面図である。また、図７のＢ−Ｂ線に沿う断面図を図８に示す。図７、図８において図１、図２に示した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図７，図８に示した例は、乾燥防止液の供給口１８、排出口２０をノズルプレート７２に設けた形態である。図８では図示が省略されているが、ヘッドモジュール７０におけるノズルプレート７２の裏側の部分には、ノズル１４へのインク連通路のような流路や、圧力室、共通流路などの流路が形成される。特に、多数のノズルを高密度に形成した高密度ヘッドの場合は、かかるインクの流路と干渉することなく、当該流路の構造体７７を貫通した乾燥防止液の供給路２８及び排出路３０を形成することが困難な場合がある。かかる場合は、図１，２で説明したように、ノズルプレートの外側に乾燥防止液の供給口１８、排出口２０を形成する部材（符号２２，２４）を設ける態様が好ましい。

〔変形例２〕
図９は、更に他の実施形態に係るヘッドモジュール８０のノズルプレート８２を吐出面側から見た平面図である。図９において図１、図７に示した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図１，図７で説明した形態は、ノズルプレート１２，７２の短辺に沿って乾燥防止液を流す親液部分１６を形成したものであったが、乾燥防止液を流す部分（親液部分１６）の形態は、これに限らず、図９に示すように、ノズルプレート８２の長辺に平行な形態でもよく、また、蛇行（不図示）していてもよい。ノズルピッチなどの寸法から乾燥防止液を流しやすく、加湿効果が得られる部分に流せるよう、親液部分１６のパターンが設計される。

〔変形例３〕
図１，図７，図９で説明した形態において、供給口１８と排出口２０は、乾燥防止液を流す部分（親液部分１６）に一対一に対応して設けられているが、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、複数の乾燥防止液を流す部分に対して、１組の供給口１８、排出口２０を設けてもよく、供給口１８と排出口２０の数が異なっていてもよい。図１０（ａ）は、それぞれ乾燥防止液が流れる２本の親液部分１６-1、１６-2に対して共通の１組の供給口１８と排出口２０を設けた例である。図１０（ｂ）は、２本の親液部分１６-1、１６-2のそれぞれに供給口１８-1、１８-2が設けられ、これら２本の親液部分１６-1、１６-2に対して共通の１つの排出口２０が形成されている。なお、供給口と排出口の関係を入れ替える態様も可能である。

図１０（ｃ）は、３本の親液部分１６-1、１６-2、１６-3に対して共通の１組の供給口１８と排出口２０を設けた例である。

また、図１で説明したように、ノズル列間の全てに乾燥防止液を流す流路（親液部分１６）を設けると加湿効果が高いが、乾燥防止液の使用量が多くなるため、目的の加湿効果が得られる範囲で、例えば、ノズル列２本に対して乾燥防止液の流路を１本設ける、など、ノズル面における乾燥防止液の流路の本数を適当な間隔で形成してもよい。

〔寸法例〕
図１１に寸法例を示す。例えば、ノズル１４の縁から親液部分１６までの距離ｄは10〜200μｍ、親液部分１６の幅（乾燥防止液４０が流れる流路の幅）Ｗは80〜800μｍの範囲で適宜設計される。なお、乾燥防止液の高さｈは、幅Ｗとノズル面との接触角、乾燥防止液の供給量で決まる。

乾燥防止液の流量は、ヘッドの使用環境（温度、湿度）にもよるが、例として、図１２に示すように、乾燥防止液の流路の幅Ｗが300μm、流路の長さ（供給口１８から排出口２０までの長さＬ、図１参照）が20mm、ノズル面との接触角が30度とすると、1本あたり1〜5μL/min流す。例えば、20mmの長さの流路を5secで流れるとしたら2μL/minである。

〔乾燥防止液を流す部分の形状について〕
ノズル面において乾燥防止液を流す部分は、単に親液化するだけでなく、溝を形成し、その溝部分を親液化してもよい。図１３（ａ）、（ｂ）に溝の形状例を示す。図１３（ａ）、（ｂ）は、乾燥防止液４０の流れ方向に垂直な切断面による溝の形状(溝によって形成される流路の断面形状)を示す断面図である。図１３（ａ）に示すように矩形の溝８４や、図１３（ｂ）の逆台形の溝８６とする態様がある。このように、溝部分を親液化することにより、乾燥防止液の保持力が一層向上する。もちろん、溝の断面形状は図示の例に限定されない。

〔乾燥防止液の温調について〕
ノズル面に供給する乾燥防止液４０は、所定の温度に加熱制御されることが望ましい。一般にインクジェットヘッドは吐出性能の安定化等のために、規定の温度に温度調節されているが、ノズル面上に流す乾燥防止液は、このヘッド温度より高い温度に加温調節されることが好ましい。これによりノズル面上における乾燥防止液の蒸発を促進することができる。

〔他の増粘防止方法との併用について〕
ノズル内インクの増粘を防止する方法として、例えば、ノズル内のインクを循環させる方法や、吐出しない程度にノズル内のメニスカスを微振動させる方法（メニスカス揺らし）が知られている。これら増粘防止方法と、本発明による乾燥防止液の循環技術とを併用することにより、一層の増粘防止効果が達成される。

〔ヘッドの長尺化について〕
図１で説明したヘッドモジュール１０を単独で最大紙幅に対応した主走査方向ノズル列を実現する態様も可能であるし、例えば、図１４に示すように、略平行四辺形の平面形状を有する複数のヘッドモジュール１０を一列に並べて繋ぎ合わせることによって、最大紙幅に対応した主走査方向ノズル列を実現した長尺のラインヘッド９０を構成する態様も可能である。

〔第２実施形態〕
図１５に示すように、ヘッドモジュール１０のノズル面１２Ａを水平面ＨLに対して角度θだけ傾けて設置し、乾燥防止液４０をこの傾きに沿って、鉛直方向に流れるようにノズル面に流す態様が好ましい。なお、図１５において、図１，図２の構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図１５のようにノズル面１２Ａを傾けて設置する装置の形態として、例えば、ドラムの周りにヘッドを配置する場合などが該当する（図１６参照）。

図１５の構成によれば、重力の助けを借りることで、乾燥防止液４０の流れがスムーズになる。また、ノズル面１２Ａから乾燥防止液４０が垂れ落ちることがない。

水平面ＨＬに対するノズル面１２Ａの傾斜角度θについては、特にノズルが２次元のマトリクス配置の場合は、角度が大きいとノズル間の背圧の差が大きくなり、吐出が安定しなくなるそのため、水平方向に対して３°〜３０°の範囲であることが望ましい。

〔インクジェット記録装置への適用例〕
次に、上述したインクジェットヘッドを用いる画像形成装置の例について説明する。

図１６は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の構成図である。図１６に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置１１０は、圧胴１１２の周面に保持された記録媒体に直接的に画像を形成する圧胴直描方式のインクジェット記録装置である。

このインクジェット記録装置１１０は、記録媒体を周面に保持して搬送する圧胴１１２と、記録媒体１１４を供給する給紙部１１６と、圧胴１１２により保持された記録媒体１１４に色インクを付与して画像形成を行う印字部１１８と、インクの溶媒を乾燥させる溶媒乾燥部１２０と、画像を堅牢化する定着処理部１２２と、画像が形成された記録媒体１１４を搬送して排出する排出部１２４と、印字部１１８のインクジェットヘッド１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙにメンテナンス処理を施すメンテナンス処理部１２６と、から主に構成される。

給紙部１１６には、枚葉紙の形態の記録媒体１１４を供給する給紙トレイ１２８が設けられている。給紙トレイ１２８から給紙ローラ１３０によって送り出された記録媒体１１４は、ガイドローラ１３２を介して圧胴１１２の周面に送り出され圧胴１１２の周面に保持される。

カット紙形態の記録媒体１１４に代わり、ロール形状に巻かれた連続紙形態の記録媒体を用いることも可能である。連続紙形態の記録媒体を用いる場合には、ロールを保持する手段と、長尺の記録媒体を所定のサイズにカットするカッターと、を備えられる。

図示は省略するが、圧胴１１２の周面には多数の吸引穴が所定の配置パターンにしたがって配置され、多数の吸引穴が配置される領域が記録媒体を吸引保持する記録媒体保持領域として機能する。吸引穴は、圧胴１１２の内部に設けられた吸引流路と連通するとともに、吸引流路を介して外部の吸引装置（ポンプ）に接続される。なお、上述した負圧吸引方式に代わり、静電気により圧胴１１２の記録媒体保持領域に記録媒体１１４を保持する静電吸着方式を適用してもよい。記録媒体の搬送が安定するため搬送不良が低減できる。

印字部１１８は、圧胴１１２の周面に対向する位置に設けられる、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のインクに対応するインクジェットヘッド（以下、単に「ヘッド」と記載することがある。）１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙを有し、圧胴１１２の周面に保持された記録媒体１１４に対して画像データに応じて各色インクを吐出して画像記録を行う。

図１６に示すように、ヘッド１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙは、圧胴１１２の周面に沿って水平面に対して斜めに傾けて配置されている。言い換えると、各ヘッド１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙのノズル面（インク吐出面）の垂線方向と圧胴１１２の周面の法線方向が一致し、各ヘッド１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙのインク吐出面と圧胴１１２上（記録媒体１１４上）の打滴位置と距離が各ヘッド１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙとも同一になるように各ヘッド１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙが配置されている。特に、圧胴１１２の周囲に円弧状に配置することで、打滴距離に起因する着弾位置精度が確保され高品位画像の形成が可能となる。

図１６には、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示するが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクやレッド、ブルー、ゴールド、シルバーを吐出するインクヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

印字部１１８の後段には溶媒乾燥部１２０が設けられている。画像記録が行われた記録媒体１１４はガイドローラ１３４を介して溶媒乾燥部１２０に送られ、溶媒乾燥処理が施される。溶媒乾燥部１２０では、記録媒体１１４の画像記録面に５０℃〜１３０℃の温風を吹き付けて、記録媒体１１４の画像記録面に残留する水などの溶媒を蒸発させる。なお、溶媒乾燥部１２０の他の態様として、温風乾燥方式に代わり又はこれと併用して、赤外線ヒータによる輻射方式の加熱や、記録媒体１１４の画像形成面の反対側面からヒータを内蔵したヒートローラを接触させる接触乾燥方式を適用してもよい。つまり画像記録面と非接触で乾燥させることが望ましく、未乾燥による装置内接触汚れや排出記録媒体の積載による裏汚れ等が防止される。

溶媒乾燥部１２０の後段には、乾燥処理後の記録媒体１１４に定着処理を施す定着処理部１２２が設けられている。図１６に示す定着処理部１２２は、ヒータ１３６が内蔵されたヒートローラ１３８と、ヒートローラ１３８の記録媒体搬送路をはさんで反対側に配置される支持ローラ１４０と、を含んで構成されている。

乾燥処理後の記録媒体１１４はヒートローラ１３８と支持ローラ１４０との間に、画像記録面がヒートローラ１３８側となるようにはさみ込まれ、ヒータ１３６から放射される熱によりヒートローラ１３８を介して記録媒体１１４の画像記録面が加熱されるとともに、ヒートローラ１３８と支持ローラ１４０の押圧により記録媒体１１４は加圧される。これにより、記録媒体画像部の耐擦性が向上する。

定着処理部１２２によって定着処理が施された記録媒体１１４は、排出部１２４から装置外部に排出される。排出部１２４には、画像ごと（オーダーごと）に区別して排出されるようにソータを備える態様が好ましい。

メンテナンス処理部１２６は各ヘッド１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙのそれぞれに対応するメンテナンスユニット１２６Ｋ，１２６Ｃ，１２６Ｍ，１２６Ｙを有している。図１６に示すように、メンテナンスユニット１２６Ｋ，１２６Ｃ，１２６Ｍ，１２６Ｙはヘッド１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙと平行になるように水平面に対して斜めに傾けて配置されている。

メンテナンス処理部１２６は、圧胴１１２が配設される印字位置から、図１６の紙面に垂直な方向に離れたメンテナンス位置に設けられている。図１６おいて、紙面に垂直方向にヘッド１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙを水平移動させることで、各ヘッド１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙを圧胴１１２の直上の印字位置とメンテナンス位置との間を移動させることができるように構成されている。

〔ヘッドの構造〕
次にヘッド１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙについて説明する。なお、各ヘッド１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号１５０によってヘッドを示すものとする。

図１７(a) はヘッド１５０の構造例を示す平面透視図であり、図１７(b) はその一部の拡大図である。また、図１８はヘッド１５０の他の構造例を示す平面透視図、図１９は記録素子単位となる１チャネル分の液滴吐出素子（１つのノズル１５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図１７中のＣ−Ｃ線に沿う断面図）である。なお、説明の便宜上、図１７〜図１９において、乾燥防止液の流路の図示は省略した。

記録媒体１１４上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド１５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド１５０は、図１７に示したように、インク吐出口であるノズル１５１(図１のノズル１４に相当)と、各ノズル１５１に対応する圧力室１５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）１５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影（正射影）される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。

記録媒体１１４の送り方向（矢印Ｓ方向；副走査方向）と略直交する方向（矢印Ｍ方向；主走査方向）に記録媒体１１４の全幅Ｗmに対応する長さ以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図１７(a) の構成に代えて、図１８に示すように、複数のノズル１５１が２次元に配列された短尺のヘッドモジュール１５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録媒体１１４の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。

各ノズル１５１に対応して設けられている圧力室１５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図１７(a),(b) 参照）、対角線上の両隅部の一方にノズル１５１への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口（供給口）１５４が設けられている。なお、圧力室１５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。

図１９に示したように、ヘッド１５０は、ノズルプレート１２、流路板７８、及び振動板１５６等を積層接合した構造から成る。

ノズルプレート１２は、図３，図６等で説明した製造方法によって形成されたものである。このノズルプレート１２は、ヘッド１５０のノズル面（インク吐出面）１５０Ａを構成し、各圧力室１５２にそれぞれ連通する複数のノズル１５１が２次元的に形成されている。

流路板７８は、圧力室１５２の側壁部を構成するとともに、共通流路１５５から圧力室１５２にインクを導く個別供給路の絞り部（最狭窄部）としての供給口１５４を形成する流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図１８では簡略的に表示しているが、流路板７８は一枚又は複数の基板を積層した構造である。

振動板１５６は、圧力室１５２の一壁面（図１９の上面）を構成するとともに、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やニッケル（Ｎｉ）導電層付きのシリコン（Ｓｉ）などの導電性材料から成り、各圧力室１５２に対応して配置される複数のアクチュエータ（ここでは、圧電素子）１５８の共通電極を兼ねる。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様も可能であり、この場合は、振動板部材の表面に金属などの導電材料による共通電極層が形成される。

振動板１５６の圧力室１５２側と反対側（図１９において上側）の面には、各圧力室１５２に対応する位置に圧電体１５９が設けられており、該圧電体１５９の上面（共通電極を兼ねる振動板１５６に接する面と反対側の面）に個別電極１５７が形成されている。この個別電極１５７と、これに対向する共通電極（本例では振動板１５６が兼ねる）と、これら電極間に挟まれるように介在する圧電体１５９とによりアクチュエータ１５８として機能する圧電素子が構成される。圧電体１５９には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電材料が好適に用いられる。

各圧力室１５２は供給口１５４を介して共通流路１５５と連通されている。共通流路１５５はインク供給源たるインクタンク（不図示）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路１５５を介して各圧力室１５２に分配供給される。

アクチュエータ１５８の個別電極１５７と共通電極間に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ１５８が変形して圧力室１５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル１５１からインクが吐出される。インク吐出後、アクチュエータ１５８の変位が元に戻る際に、共通流路１５５から供給口１５４を通って新しいインクが圧力室１５２に再充填される。

上述した構造を有するインク室ユニット１５３を図２０に示す如く主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度ψを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。

すなわち、主走査方向に対してある角度ψの方向に沿ってインク室ユニット１５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰ_Ｎはｄ× cosψとなり、主走査方向については、実質的に各ノズル１５１が一定のピッチＰ_Ｎで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。

なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

特に、図２０に示すようなマトリクス状に配置されたノズル１５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル１５１-11 、１５１-12 、１５１-13、１５１-14 、１５１-15 、１５１-16を１つのブロックとし（他にはノズル１５１-21 、…、１５１-26を１つのブロック、ノズル１５１-31 、…、１５１-36を１つのブロック、…として）、記録媒体１１４の搬送速度に応じてノズル１５１-11 、１５１-12、…、１５１-16 を順次駆動することで記録媒体１１４の幅方向に１ラインを印字する。

一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

そして、上述の主走査によって記録される１ライン（或いは帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向といい、上述の副走査を行う方向を副走査方向という。すなわち、本実施形態では、記録媒体１１４の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。

本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータの変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。

〔インク供給系の構成〕
図２１はインクジェット記録装置１１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インクタンク１６０はヘッド１５０にインクを供給する基タンクである。インクタンク１６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。

図２１に示したように、インクタンク１６０とヘッド１５０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ１６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下とすることが好ましい。図２１には示さないが、ヘッド１５０の近傍又はヘッド１５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。

また、インクジェット記録装置１１０には、ノズル１５１の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ１６４と、ノズル面１５０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード１６６とが設けられている。

これらキャップ１６４及びクリーニングブレード１６６を含むメンテナンスユニットは、図１６で説明したメンテナンス処理部１２６におけるメンテナンスユニット１２６Ｋ，１２６Ｃ，１２６Ｍ，１２６Ｙに相当する。

図２１におけるキャップ１６４は、図示せぬ昇降機構によってヘッド１５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ１６４を所定の上昇位置まで上昇させ、ヘッド１５０に密着させることにより、ノズル面１５０Ａをキャップ１６４で覆う。

クリーニングブレード１６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構によりヘッド１５０のノズル面１５０Ａ（ノズルプレート表面）に摺動可能である。ノズルプレート表面にインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード１６６をノズルプレートに摺動させることでノズル面を拭き取る。或いはまた、クリーニングブレード１６６の位置を固定し、ヘッド１５０をメンテナンス位置に移動させる動きによってワイピングを行うように構成してもよい。

印字中又は待機中において、必要に応じて、ノズル内のインクを排出すべくキャップ１６４（インク受けとして兼用）に向かって予備吐出（空打ち）が行われる。また、ノズル面１５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード１６６等のワイパーによってノズルプレート表面の汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル１５１内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。

その一方で、ノズル１５１や圧力室１５２に気泡が混入したり、ノズル１５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記空打ちではインクを吐出できなくなる。このような場合、ヘッド１５０のノズル面１５０Ａに吸引手段たるキャップ１６４を当接させて、吸引ポンプ１６７で圧力室１５２内のインク（気泡が混入したインク又は増粘インク）を吸引する。かかる吸引動作によって吸引除去されたインクは回収タンク１６８へ送られる。回収タンク１６８に集められたインクは、再利用してもよいし、再利用不能な場合は廃棄してもよい。

上記の吸引動作は、圧力室１５２内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きいため、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出による回復を行うことが好ましい。なお、上記の吸引動作は、ヘッド１５０へのインク初期装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも行われる。

〔乾燥防止液の供給系〕
図２２は、インクジェット記録装置１１０における乾燥防止液の供給系の構成を示した概要図である。図２２中、図２で説明した構成と同一又は類似の供給タンク９２にはヘッド１５０に供給する乾燥防止液が貯留される。この供給タンク９２から送り出された乾燥防止液は、ヒータ９４によって所定の温度に加熱されヘッド１５０へと供給される。ノズル面を流れる乾燥防止液４０の温度を高くすることにより、乾燥防止液４０の気化（蒸発）が促進される。また、吸引ポンプ３４の駆動により、ヘッド１５０の乾燥液排出口２０から回収された乾燥防止液は回収タンク９６へと送られる。なお、回収タンク９６に回収された液は、不図示のフィルタによるゴミの除去や組成の再調整等を行った後に、供給タンク９２へと戻され、再利用可能である。

〔制御系の説明〕
図２３は、インクジェット記録装置１１０のシステム構成を示すブロック図である。同図に示したように、インクジェット記録装置１１０は、通信インターフェース１７０、システムコントローラ１７２、メモリ１７４、ＲＯＭ１７５、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８、プリント制御部１８０、画像バッファメモリ１８２、ヘッドドライバ１８４等を備えている。

通信インターフェース１７０は、ホストコンピュータ１８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部（画像入力手段）である。通信インターフェース１７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。

ホストコンピュータ１８６から送出された画像データは通信インターフェース１７０を介してインクジェット記録装置１１０に取り込まれ、一旦メモリ１７４に記憶される。メモリ１７４は、通信インターフェース１７０を介して入力された画像を格納する記憶手段であり、システムコントローラ１７２を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ１７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ１７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ１７２は、通信インターフェース１７０、メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ１８６との間の通信制御、画像メモリ１７４及びＲＯＭ１７５の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１８８やヒータ１８９を制御する制御信号を生成する。

ＲＯＭ１７５には、システムコントローラ１７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データ（画像形成用の吐出波形、空打ち用の吐出波形のデータを含む）などが格納されている。ＲＯＭ１７５は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。本例のＲＯＭ１７５は書換可能なＥＥＰＲＯＭで構成され、各色ヘッドのヘッド別の稼動履歴情報やノズルごとの吐出履歴情報を記憶する履歴情報記憶手段として兼用される。

メモリ１７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ１７６は、システムコントローラ１７２からの指示にしたがってモータ１８８を駆動するドライバである。図２３においては、装置内の各部に配置されるモータを代表して符号１８８で図示されている。モータ１８８には、図１６で説明した圧胴１１２を駆動するモータや、給紙ローラ１３０を駆動するモータなどが含まれている。

ヒータドライバ１７８は、システムコントローラ１７２からの指示にしたがって、ヒータ１８９を駆動するドライバである。図２３には、インクジェット記録装置１１０に備えられる複数のヒータを代表して符号１８９で図示されている。図２３のヒータ１８９には、図１６の溶媒乾燥部１２０のヒータや定着処理部１２２のヒータ１３６、図２２で説明した乾燥防止液の加熱手段としてのヒータ９４などが含まれている。

プリント制御部１８０は、システムコントローラ１７２の制御にしたがい、メモリ１７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データ（ドットデータ）をヘッドドライバ１８４に供給する制御部である。プリント制御部１８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいて、ヘッドドライバ１８４を介してヘッド１５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部１８０には画像バッファメモリ１８２が備えられており、プリント制御部１８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ１８２に一時的に格納される。なお、図２３において画像バッファメモリ１８２はプリント制御部１８０に付随する態様で示されているが、メモリ１７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部１８０とシステムコントローラ１７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース１７０を介して外部から入力され、メモリ１７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの画像データがメモリ１７４に記憶される。

インクジェット記録装置１１０では、インク（色材）による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、メモリ１７４に蓄えられた元画像（ＲＧＢ）のデータは、システムコントローラ１７２を介してプリント制御部１８０に送られ、該プリント制御部１８０において閾値マトリクスや誤差拡散法などを用いたハーフトーニング処理によってインク色ごとのドットデータに変換される。

すなわち、プリント制御部１８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部１８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ１８２に蓄えられる。

ヘッドドライバ１８４は、プリント制御部１８０から与えられる印字データ（すなわち、画像バッファメモリ１８２に記憶されたドットデータ）に基づき、ヘッド１５０の各ノズル１５１に対応するアクチュエータ５８を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ１８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

ヘッドドライバ１８４から出力された駆動信号がヘッド１５０に加えられることによって、該当するノズル１５１からインクが吐出される。記録媒体１１４を所定の速度で搬送しながらヘッド１５０からのインク吐出を制御することにより、記録媒体１１４上に画像が形成される。

また、システムコントローラ１７２は、図１６の圧胴１１２による記録媒体１１４の負圧吸着を制御する手段として機能し、記録媒体１１４が圧胴１１２に受け渡されると圧胴１１２の周面に設けられた吸引口に負圧を発生させるように吸引装置に指令信号を送出する。

更に、システムコントローラ１７２は、定着処理部１２２のニップ圧を制御する手段としても機能する。記録媒体１１４の種類情報を取得すると、処理対象の記録媒体１１４に対応するニップ圧となるように、定着処理部１２２のヒートローラ１３８と支持ローラ１４０との間のクリアランスを制御する。

また、システムコントローラ１７２は、センサ１９２から得られる検出信号に基づき装置各部に指令信号を送出する。図２３のセンサ１９２には、図１６の圧胴１１２の記録媒体１１４の受渡部に設けられる給紙センサや、圧胴１１２の表面温度を検出する温度センサ、溶媒乾燥部１２０に設けられる温度センサ、定着処理部１２２に設けられる温度センサ、図２２のヒータ９４を制御するために設けられる温度センサなどが含まれる。

図２３のプリント制御部１８０には、図１６の排出部１２４に配置される印字検出部（インラインセンサ）１９４から記録画像の撮像結果のデータが入力される。印字検出部１９４は、印字部１１８の打滴結果を撮像するためのイメージセンサを含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他吐出異常をチェックする手段として機能する。

すなわち、印字検出部１９４は、記録媒体１１４に印字された画像（テストパターン）を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部１８０に提供する。

プリント制御部１８０は、必要に応じて印字検出部１９４から得られる情報に基づいてヘッド１５０に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作（ノズル回復動作）を実施する制御を行う。

例えば、印字検出部１９４により、ヘッド１５０の吐出不良が検出されたときに、予備吐出を自動で行うように制御する。或いはまた、印字検出部１９４により、ヘッド１５０の吐出不良が検出されたときに、当該吐出不良が検出されたヘッド（１１８Ｃ、１１８Ｍ、１１８Ｙ、１１８Ｋ）、又は、そのヘッドにおける吐出不良のあるノズル列、若しくは、吐出不良のノズルのみについて、予備吐出を自動で行うように制御する態様も可能である。

更に、図２３のシステムコントローラ１７２は、乾燥防止液の供給部に設けられる加圧ポンプ３２や、排出部に設けられる吸引ポンプ３４の動作を制御する制御手段として機能し、各ポンプの駆動回路１９７，１９８に対して制御信号を出力する。

システムコントローラ１７２は、印字中にノズル面に乾燥防止液を流し続けるように、加圧ポンプ３２及び吸引ポンプ３４を作動させる。また、必要に応じて、印刷待機中においても加圧ポンプ３２及び吸引ポンプ３４を作動させて加湿を行う。

上記実施形態では、記録媒体１１４に直接インク滴を打滴して画像を形成する方式（直接記録方式）のインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、一旦、中間転写体上に画像（一次画像）を形成し、その画像を転写部において記録紙に対して転写することで最終的な画像形成を行う中間転写型の画像形成装置についても本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を有するページワイドのフルライン型ヘッドを用いたインクジェット記録装置（１回の副走査によって画像を完成させるシングルパス方式の画像形成装置）を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、シリアル型（シャトルスキャン型）ヘッドなど、短尺の記録ヘッドを移動させながら、複数回のヘッド走査により画像記録を行うインクジェット記録装置についても本発明を適用できる。

また、「画像形成装置」という用語の解釈においては、写真プリントやポスター印刷などのいわゆるグラフィック印刷の用途に限定されず、レジスト印刷装置、電子回路基板の配線描画装置、微細構造物形成装置など、画像として把握できるパターンを形成し得る工業用途の装置も包含する。

〔付記〕
上記に詳述した発明の実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。

（発明１)：液滴を吐出するノズルが形成されているノズルプレートと、前記ノズルプレートのノズル面に乾燥防止液を供給する乾燥防止液供給口と、前記乾燥防止液供給口から前記ノズル面に供給された前記乾燥防止液を前記ノズル面上に沿って流す流路部と、前記流路部を伝って前記ノズル面上を流れた前記乾燥防止液を前記ノズル面から吸引排出する乾燥防止液排出口と、を備え、前記流路部に前記乾燥防止液を流しながら当該乾燥防止液の気化により加湿を行うことを特徴とする液体吐出ヘッド。

（発明２）：発明１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記流路部は、前記ノズル面に形成された親液性の領域であることを特徴とする液体吐出ヘッド。

かかる態様によれば、ノズル面上において乾燥防止液が流れる場所が当該親液性の部分に決まるため、ノズル内に乾燥防止液が流れ込むことがない。

（発明３）：発明１又は２に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記流路部は、前記ノズル面に形成された溝であることを特徴とする液体吐出ヘッド。

かかる態様によれば、ノズル面上において乾燥防止液が流れる場所が当該親液性の部分に決まるため、ノズル内に乾燥防止液が流れ込むことがない。また、発明２と発明３とを組み合わせることにより、液の保持力を一層高めることができる。

（発明４）：発明１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記ノズル面が水平方向に対して傾いて設置され、その傾きの傾斜に沿って上から下へと前記乾燥防止液が前記ノズル面上を伝って流れることを特徴とする液体吐出ヘッド。

かかる態様によれば、ノズル面上において液が淀むことなく、スムーズに流れる。

（発明５）：発明１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記ノズルプレートの外側に、前記乾燥防止液供給口及びこれに繋がる供給路を形成する供給路形成部材と、前記乾燥防止液排出口及びこれに繋がる排出路を形成する排出路形成部材と、当該ノズルプレートを挟んで配設されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。

かかる態様によれば、高密度ヘッドにおいても乾燥防止液の供給路及び排出路を容易に形成することができる。

（発明６）：発明１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記乾燥防止液排出口に連通し、前記ノズル面上の前記乾燥防止液を吸引する吸引ポンプを備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド。

吸引ポンプを用いて強制的に吸引排出を行うことにより、ノズル面上での乾燥防止液の流れを促進できる。

（発明７）：発明１乃至６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記乾燥防止液供給口に連通し、前記吐出面上に前記乾燥防止液を送り出す加圧ポンプを備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド。

乾燥防止液の供給に際しては、ノズル面から乾燥防止液が垂れ落ちないように、圧力を調整して加圧を行うことが望ましい。

（発明８）：発明１乃至７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。

本発明の画像形成装置によれば、ノズルの目詰まりが防止され、安定して画像形成が可能である。

本発明に係る画像形成装置の一態様としてのインクジェット記録装置は、ドットを形成するためのインク液滴を吐出するためのノズル（吐出口）及び吐出圧を発生させる圧力発生素子（圧電アクチュエータや加熱発泡用の発熱体）を含む液滴吐出素子（インク液室ユニット）を高密度に多数配置した液体吐出ヘッド（記録ヘッド）を備えるとともに、入力画像から生成されたインク吐出用データ（ドット画像データ）に基づいて前記液体吐出ヘッドからの液滴の吐出を制御する吐出制御手段とを備え、ノズルから吐出した液滴によって記録媒体上に画像を形成する。

例えば、画像入力手段を介して入力された画像データ（印字データ）に基づいて色変換やハーフトーニング処理が行われ、インク色に応じたインク吐出データが生成される。このインク吐出データに基づいて、液体吐出ヘッドの各ノズルに対応する圧力発生素子の駆動が制御され、ノズルからインク滴が吐出される。

高解像度の画像出力を実現するためには、インク液を吐出するノズル（吐出口）と、該ノズルに対応した圧力室及び圧力発生素子とを含んで構成される液滴吐出素子（インク室ユニット）を高密度に多数配置した記録ヘッドを用いる態様が好ましい。

かかるインクジェット方式の記録ヘッドの構成例として、記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数の吐出口（ノズル）を配列させたノズル列を有するフルライン型のヘッドを用いることができる。この場合、記録媒体の全幅に対応する長さに満たないノズル列を有する比較的短尺の吐出ヘッドモジュールを複数個組み合わせ、これらを繋ぎ合わせることで全体として記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を構成する態様がある。

フルライン型のヘッドは、通常、記録媒体の相対的な送り方向（相対的搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってヘッドを配置する態様もあり得る。

「記録媒体」は、記録ヘッドの吐出口から吐出されるインクの付着を受ける媒体（印字媒体、被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体、被吐出媒体など呼ばれ得るもの）であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、配線パターン等が形成されるプリント基板、中間転写媒体、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。

記録媒体と記録ヘッドを相対的に移動させる搬送手段は、停止した（固定された）ヘッドに対して記録媒体を搬送する態様、停止した記録媒体に対してヘッドを移動させる態様、或いは、ヘッドと記録媒体の両方を移動させる態様の何れをも含む。なお、インクジェット方式の印字ヘッドを用いてカラー画像を形成する場合は、複数色のインク（記録液）の色別に印字ヘッドを配置してもよいし、１つの記録ヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。

（発明９）：発明８に記載の画像形成装置において、前記ノズルから吐出させる液体として顔料を含むインク組成物を用い、前記乾燥防止液としてＳＰ値が２７．５以下の溶剤を全溶剤中５０質量％以上含む液を用いることを特徴とする画像形成装置。

かかる態様によれば、乾燥防止液が洗浄液を兼ねるため、専用の洗浄液が不要になる。

本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドを構成するヘッドモジュールをノズルプレートの吐出面側から見た平面図 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図 乾燥防止液を流す親液部分を形成する方法の一例を示す説明図 レーザによる撥液膜の除去方法を示す説明図 紫外線又は酸素プラズマによって撥液膜を除去する工程の説明図 撥液膜形成時にパターニングを行う例を示す工程図 他の実施形態に係るヘッドモジュールをノズルプレートの吐出面側から見た平面図 図７のＢ−Ｂ線に沿う断面図 更に他の実施形態に係る他の実施形態に係るヘッドモジュールをノズルプレートの吐出面側から見た平面図 ノズル面上に形成する乾燥防止液の流路の例を示す図 具体的な寸法例の説明図 ノズル面上を流れる乾燥防止液の断面図 ノズル面に形成する溝の例を示す断面図 ヘッドモジュールを繋ぎ合わせて長尺化したラインヘッドの構成例を示す図 本発明の第２実施形態を示す断面図 本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置に構成図 ヘッドの構造例を示す平面透視図 フルライン型ヘッドの他の構造例を示す平面透視図 図１７中のＣ−Ｃ線に沿う断面図 図１７に示したヘッドのノズル配列を示す拡大図 インク供給系の構成図 乾燥防止液の供給系の構成図 本実施形態に係るインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図

符号の説明

１０…ヘッドモジュール、１２…ノズルプレート、１４…ノズル、１６…親液部分、１８…供給口、２０…排出口、２２…供給路形成部材、２４…排出路形成部材、２８…供給路、３０…排出路、３２…加圧ポンプ、３４…吸引ポンプ、４０…乾燥防止液、４４…撥液膜、７０，８０…ヘッドモジュール、７２，８２…ノズルプレート、８４，８６…溝、１１０…インクジェット記録装置、１１８…印字部、１１８Ｋ，１１８Ｃ，１１８Ｍ，１１８Ｙ…ヘッド、１１４…記録媒体、１５０…ヘッド、１５１…ノズル、１５２…圧力室、１５３…インク室ユニット、１５８…アクチュエータ、１６６…クリーニングブレード、１７２…システムコントローラ、１８０…プリント制御部

Claims (9)

1. 液滴を吐出するノズルが形成されているノズルプレートと、
   前記ノズルプレートのノズル面に乾燥防止液を供給する乾燥防止液供給口と、
   前記乾燥防止液供給口から前記ノズル面に供給された前記乾燥防止液を前記ノズル面上に沿って流す流路部と、
   前記流路部を伝って前記ノズル面上を流れた前記乾燥防止液を前記ノズル面から吸引排出する乾燥防止液排出口と、
   を備え、前記流路部に前記乾燥防止液を流しながら当該乾燥防止液の気化により加湿を行うことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
   前記流路部は、前記ノズル面に形成された親液性の領域であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
3. 請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
   前記流路部は、前記ノズル面に形成された溝であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
   前記ノズル面が水平方向に対して傾いて設置され、その傾きの傾斜に沿って上から下へと前記乾燥防止液が前記ノズル面上を伝って流れることを特徴とする液体吐出ヘッド。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
   前記ノズルプレートの外側に、前記乾燥防止液供給口及びこれに繋がる供給路を形成する供給路形成部材と、前記乾燥防止液排出口及びこれに繋がる排出路を形成する排出路形成部材と、当該ノズルプレートを挟んで配設されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
   前記乾燥防止液排出口に連通し、前記ノズル面上の前記乾燥防止液を吸引する吸引ポンプを備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
   前記乾燥防止液供給口に連通し、前記ノズル面上に前記乾燥防止液を送り出す加圧ポンプを備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８に記載の画像形成装置において、
   前記ノズルから吐出させる液体として顔料を含むインク組成物を用い、前記乾燥防止液としてＳＰ値が２７．５以下の溶剤を全溶剤中５０質量％以上含む液を用いることを特徴とする画像形成装置。

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