インクジェット記録装置
【課題】ノズルからのインクの吐出不良を生じさせることなく、再分散のムラを生じさせることなく、しかも印字速度に影響を与えることなく、インクに含まれる顔料凝集体を再分散させる。
【解決手段】分散媒体中に顔料を分散させた液体インクを用いて記録媒体上にインクジェットヘッドにより印字を行うインクジェット記録装置であって、液体インクに遠心力を付与して液体インク中に分散されている顔料凝集体を遠心分離する遠心分離部２０１と、遠心分離部２０１によって顔料凝集体が遠心分離された後の液体インクを貯留するインク貯留部（ダンパタンク）と、インク貯留部（ダンパタンク）に貯留された液体インクを前記インクジェットヘッドに供給する。
【解決手段】分散媒体中に顔料を分散させた液体インクを用いて記録媒体上にインクジェットヘッドにより印字を行うインクジェット記録装置であって、液体インクに遠心力を付与して液体インク中に分散されている顔料凝集体を遠心分離する遠心分離部２０１と、遠心分離部２０１によって顔料凝集体が遠心分離された後の液体インクを貯留するインク貯留部（ダンパタンク）と、インク貯留部（ダンパタンク）に貯留された液体インクを前記インクジェットヘッドに供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散媒体中に顔料を分散させた液体インクを用いて記録媒体上にインクジェットヘッドにより印字を行うインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置で高精彩な画像を印刷するために、分散媒体中に顔料を分散させた液体インクを用いる技術が従来から知られている。このような液体インクは、色材として染料又は顔料が用いられ、分散媒体として揮発性の高い有機溶剤又は揮発性の低いオイル若しくはアルコールなどが入った水系が用いられる。近年の傾向として、定着性、鮮明度、色濃度、印字滲み、耐水性、耐光性などに優れている顔料を色材として分散媒体中に分散したインクが種々報告され、実用化されるに至って来ている。
【０００３】
また、近年、感光性を有する液体インクとこれを用いたインクジェット記録装置が注目され始めている。このインクジェット記録装置は、被印刷面に吐出した感光性を有する液体インクを紫外線又は電子線などの活性エネルギー線を照射することで速やかに光硬化させる。使用する感光性インクとしては、顔料、重合性モノマー、重合開始剤を含んだラジカル重合性インクや光カチオン硬化型インクが代表的である。
【０００４】
感光性インクを光硬化させる技術によれば、光照射によりインク層を非流動化することができるので、比較的高い品質の印刷物を得ることができる。しかしながら、上記したラジカル重合性インクや光カチオン硬化型インクは、分散媒体中に分散した顔料が経時的に数μｍほどに凝集して巨大粒子化し、顔料凝集体を形成する。この顔料凝集体は、インクジェットヘッドのノズル近傍で悪影響を及ぼし、インクジェットヘッドの吐出安定性を不安定にしてしまうという問題を生じさせる。
【０００５】
このような問題に対する対策案として、顔料凝集体の再分散を促すことができるようにしたインクジェット記録装置が提案されている。例えば、特許文献１には、インクジェットヘッド全体をヘッドの壁に設置した超音波アクチュエータにより振動させ、ヘッド内部に供給されているインクのうち、顔料凝集体を再分散させることが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された技術によれば、ノズルからのインクの吐出不良を生じさせ易いという問題がある。このような吐出不良は、インクジェットヘッド全体を振動させるに際して、ノズル近傍の気液界面で形成されるメニスカスに乱れが生じたり、あるいは気泡の巻き込みが生じたりすることによって発生する。
【０００７】
特許文献１に記載された技術は、インクジェットヘッド内のインクに均等に超音波が伝わらず、これによってインクに含まれている顔料凝集体の再分散にムラができるという問題も有している。
【０００８】
その他、超音波による破砕効果がインク全体に行き渡るまでに時間がかかるため、高速印字に向いていないという点も、特許文献１に記載された技術の問題点である。
【０００９】
本発明の目的は、ノズルからのインクの吐出不良を生じさせることなく、再分散のムラを生じさせることなく、しかも印字速度に影響を与えることなく、インクに含まれる顔料凝集体を再分散させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本参考例は、分散媒体中に顔料を分散させた液体インクを用いて記録媒体上にインクジェットヘッドにより印字を行うインクジェット記録装置であって、前記液体インクに超音波振動を付与して前記液体インク中に分散されている顔料凝集体を再分散させ、超音波振動が付与された後の前記液体インクをインク貯留部に貯留しておき、前記インク貯留部に貯留された前記液体インクを前記インクジェットヘッドに供給するようにした。
【００１１】
本発明は、分散媒体中に顔料を分散させた液体インクを用いて記録媒体上にインクジェットヘッドにより印字を行うインクジェット記録装置であって、前記液体インクに遠心力を付与して前記液体インク中に分散されている顔料凝集体を遠心分離し、前記顔料凝集体が遠心分離された後の前記液体インクをインク貯留部に貯留しておき、前記インク貯留部に貯留された前記液体インクを前記インクジェットヘッドに供給するようにした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ノズルからの液体インクの吐出不良を生じさせることなく、再分散のムラを生じさせることなく、しかも印字速度に影響を与えることなく、液体インクに含まれる顔料凝集体を再分散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態のインクジェット記録装置の概略構造を示す正面図である。
【図２】液体インクに含まれる顔料凝集体を再分散するための構造を示す縦断正面図である。
【図３】超音波振動付与部及び第１の温度調節部の縦断正面図である。
【図４】中間パイプにおいて、液体インクが超音波に晒される部分の面積を例示する模式図である。
【図５】遠心分離部及び第１の温度調節部の縦断正面図である。
【図６】超音波振動付与部を通過する液体インク（温度２４±１℃）の通過時間を横軸にとり、吐出エラー率を縦軸にとったグラフである。
【図７】超音波振動付与部を通過する液体インク（温度３５±１℃）の通過時間を横軸にとり、吐出エラー率を縦軸にとったグラフである。
【図８】超音波振動付与部を通過する液体インク（温度５０±１℃）の通過時間を横軸にとり、吐出エラー率を縦軸にとったグラフである。
【図９】吐出エラーを最少化することができる超音波振動印加エネルギーの範囲と液体インクの温度との関係を示すグラフである。
【図１０】遠心分離部を通過する液体インク（付与される遠心力７５００Ｇ）の通過時間を横軸にとり吐出エラー率を縦軸にとったグラフである。
【図１１】遠心分離部を通過する液体インク（付与される遠心力１５０００Ｇ）の通過時間を横軸にとり吐出エラー率を縦軸にとったグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１．参考例
本発明の参考例を図１ないし図４に基づいて説明する。
【００１５】
［基本構成］
図１は、本参考例のインクジェット記録装置１０１の概略構造を示す正面図である。
【００１６】
インクジェット記録装置１０１は、複数枚の記録媒体１０２を積層保持する自動給紙装置１０３から給紙された記録媒体１０２をコンベア構造の搬送装置１０４で搬送し、その搬送過程でインクジェットヘッド１０５によって記録媒体１０２に所定事項を印字するという概略構造を有する。インクジェットヘッド１０５よりも記録媒体１０２の搬送方向下流側には、ＵＶ照射光源１０６と加熱部１０７とが順に配列されている。ＵＶ照射光源１０６は、インクジェットヘッド１０５より記録媒体１０２に吐出された液体インク１０８（図２参照）に紫外線を照射し、その液体インク１０８を硬化させる。加熱部１０７は、紫外線硬化後の液体インク１０８を加熱する。加熱部１０７による液体インク１０８の加熱は、液体インク１０８の硬化を促進する。本参考例では、インクとして、紫外線照射によって硬化する液体インク１０８が用いられていることから、ＵＶ照射光源１０６及び加熱部１０７が必要となる。インクとして、通常の顔料系液体インクが用いられる場合には、ＵＶ照射光源１０６及び加熱部１０７は不要である。以下、各部の詳細を説明する。
【００１７】
（１）液体インク１０８
液体インク１０８は、一例として、光カチオン硬化型のインクジェット用顔料インクが用いられる。もっとも、インクジェット用顔料系インクであれば、光カチオン硬化型という種類に限るものではなく、顔料系インク、例えば水ベースの水性顔料インク、溶剤系ベースの顔料インク、低揮発性オイルベースの油性顔料インク、アクリルモノマーをベースにしたラジカル系の光重合硬化タイプの顔料インクを用いることができる。
【００１８】
光カチオン硬化型のインクジェット用顔料インクは、少なくとも、酸の存在下で重合する少なくとも１種の溶媒と、溶媒中に溶解して光照射により酸を発生する光酸発生剤と、溶媒中に溶解又は分散した色成分とを含む組成物である。このような光カチオン硬化型のインクジェット用顔料インクは、露光後、加熱することにより硬化する。
【００１９】
このような液体インク１０８の組成物は、通常、カチオン重合性モノマーに顔料を含んでいる。カチオン重合性モノマーは、単独であっても、混合物であっても良く、例えば、カチオン重合可能なビニル結合を有するモノマー類が用いられる。このようなモノマー類としては、例えば、
・エポキシ基、オキセタン基、オキソラン基などのような環状エーテル基を有する分子量１０００以下の化合物
・置換基を側鎖に有するアクリル又はビニル化合物
・カーボネート系化合物
・低分子量のメラミン化合物
・ビニルエーテル類やビニルカルバゾール類
・スチレン誘導体
・アルファ−メチルスチレン誘導体
・ビニルアルコールとアクリル、メタクリルなどのエステル化合物をはじめとするビニルアルコールエステル類
などが用いられる。
【００２０】
顔料成分としては、一般に、顔料として知られている色材であって、基本的に分散可能なものであれば何れの顔料をも用いることができる。その中でも、特に、カチオン硬化型材料においては、その機構に酸を使用しているため、酸により退色しにくい顔料が望ましい。使用可能な顔料としては、例えば、光吸収性の顔料を挙げることができる。例えば、
・カーボンブラック、カーボンリファインド、カーボンナノチューブのような炭素系顔料
・鉄黒、コバルトブルー、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化クロム、酸化鉄のような金属酸化物顔料
・硫化亜鉛のような硫化物顔料
・フタロシアニン系顔料
・金属の硫酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩、及びリン酸塩のような塩からなる顔料、並びにアルミ粉末、ブロンズ粉末、及び亜鉛粉末のような金属粉末からなる顔料
を例示することができる。その他、有機系顔料、例えば、
・染料キレート、ニトロ顔料、アニリンブラック、ナフトールグリーンＢのようなニトロソ顔料
・ボルドー１０Ｂ、レーキレッド４Ｒおよびクロモフタールレッドのようなアゾ顔料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む。）
・ピーコックブルーレーキおよびローダミンレーキのようなレーキ顔料
・フタロシアニンブルーのようなフタロシアニン顔料
・多環式顔料（ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラノン顔料など）
・チオインジゴレッドおよびインダトロンブルーのようなスレン顔料
・キナクリドン顔料
・キナクリジン顔料
・イソインドリノン顔料
などを用いることもできる。更に、
・天然クレイ、鉛白や亜鉛華や炭酸マグネシウムなどの金属炭酸化物、バリウムやチタンなどの金属酸化物のような白色顔料
も、色成分として有用である。白色顔料を含有した液体インクは、白色印刷に使用可能なだけでなく、重ね書きによる印刷訂正や下地補正に使用することができる。
【００２１】
液体インク１０８に使用される顔料は、発色性及び着色性に加え、磁性を有するものであっても良い。顔料に磁性を持たせるには、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、それらの合金や酸化物などの磁性粉を顔料に含有させれば良い。また、顔料に導電性を付与させても良い。顔料に導電性を持たせるには、例えば、銀、金、銅、アルミニウム、炭素、ニッケル、鉄、コバルト、鉛、錫、アンチモン、それらの任意の組み合わせの合金粉末、それらと有機物との複合体などを顔料に含有させれば良い。また、顔料は、誘電性を有するものであっても良い。顔料に誘電性を持たせるには、バリウム鉛、ビスマス、イリジウム、ルテニウム、タンタル、白金、チタン、ストロンチウム、クロムなどの合金やその酸化物、セラミック粉末のような誘電体粉末を顔料に含有させれば良い。また、顔料は、電磁波発熱性を有するものであっても良い。顔料に電磁発熱性を持たせるには、電磁波発熱性セラミックスやシリコン樹脂などを顔料に含有させれば良い。さらに、顔料は、蛍光性等のような他の性質を示すものであっても良い。
【００２２】
（２）記録媒体１０２
記録媒体１０２は、印刷可能な媒体であれば特にその種類が限定されるものではない。記録媒体１０２としては、例えば、紙、ＯＨＰシート、樹脂フィルム、不織布、多孔質膜、プラスチック板、回路基板、金属基板などを使用することができる。
【００２３】
（３）搬送装置１０４
搬送装置１０４は、記録媒体１０２が、インクジェットヘッド１０５、ＵＶ照射光源１０６、及び加熱部１０７の正面を順次通過するように記録媒体１０２を搬送する。図１中、搬送装置１０４は、記録媒体１０２を右側から左側へ向けて搬送する。搬送装置１０４は、一対のプーリ１０９にベルト１１０が巻き掛けられたベルト巻掛機構１１１と、一方のプーリ１０９を回転駆動する図示しない駆動部とによって構成されている。別の参考例としては、ベルト巻掛機構１１１は、記録媒体１０２を搬送する複数対の搬送ローラによって構成しても良い。
【００２４】
（４）インクジェットヘッド１０５
インクジェットヘッド１０５は、画像信号に対応して記録媒体１０２に液体インク１０８を吐出し、記録媒体１０２の表面上にインク層を形成する。インクジェットヘッド１０５としては、例えば、キャリッジに搭載されたシリアル走査型ヘッド、記録媒体１０２の幅以上の幅を有するライン走査型ヘッドを使用することができる。高速印刷の観点では、通常、ライン走査型ヘッドの方がシリアル走査型ヘッドに比べて有利である。
【００２５】
インクジェットヘッド１０５における液体インク１０８の吐出方式としては、各種の方式を用いることができる。例えば、圧電素子に電圧を印加して圧力室に圧電素子の変形によるエネルギーを作用させ、これによって液体インク１０８を吐出させるピエゾ式のインクジェットヘッドを用いることができる。ピエゾ式のインクジェットヘッドは、特に、低揮発性の油性顔料インク、熱に対して弱いモノマー系のラジカル重合タイプの顔料インク、光カチオン重合タイプの顔料系インクに対して、有効なインク吐出を行うことができる。
【００２６】
（５）ＵＶ照射光源１０６
ＵＶ照射光源１０６は、記録媒体１０２の表面上に形成されたインク層に光を照射して、インク層中に酸を発生させる。ＵＶ照射光源１０６としては、例えば、低、中、高圧水銀ランプのような水銀ランプ、タングステンランプ、アーク灯、エキシマランプ、エキシマレーザ、半導体レーザ、ＹＡＧレーザ、レーザと非線形光学結晶とを組み合わせたレーザシステム、高周波誘起紫外線発生装置、電子線照射装置、Ｘ線照射装置などを使用することができる。システムを簡便化するためには、高周波誘起紫外線発生装置、高・低圧水銀ランプ、半導体レーザなどを使用することが望ましい。
【００２７】
（６）加熱部１０７
加熱部１０７は、記録媒体１０２の表面上のインク層を加熱し、酸を触媒とした架橋反応を促進する。加熱部１０７としては、例えば、赤外ランプ、セラミックヒーター、発熱体を内蔵したローラ（熱ローラ）、温風または熱風を吹き出すブロワなどを使用することができる。
【００２８】
［液体インク１０８に含まれる顔料凝集体を再分散するための構造］
前述したように、本参考例の形態で用いられるような光カチオン硬化型インクは、分散媒体中に分散した顔料が経時的に数μｍほどに凝集して巨大粒子化し、顔料凝集体を形成する。この顔料凝集体は、インクジェットヘッド１０５のノズル近傍で悪影響を及ぼし、インクジェットヘッドの吐出安定性を不安定にしてしまう。そこで、本参考例では、顔料凝集体を再分散させる再分散構造が設けられている。このような再分散構造について次に説明する。
【００２９】
図２は、液体インク１０８に含まれる顔料凝集体を再分散するための構造を示す縦断正面図である。図１及び図２に示すように、インクジェットヘッド１０５に供給する液体インク１０８は、インク容器１５１からインク処理部１５２を経てインクジェットヘッド１０５に供給される。
【００３０】
インク容器１５１には、液体インク１０８が充填されている。この液体インク１０８は、第１のポンプ１５３の動作によって吸い上げられるようになっている。そのための構造として、第１のポンプ１５３の図示しない流体吸込口にはインク容器１５１の内部に一端が配置されたインク吸引パイプ１５４の他端が連結されている。第１のポンプ１５３によってインク容器１５１から吸い上げられた液体インク１０８は、インク処理部１５２に供給される。
【００３１】
インク処理部１５２は、超音波振動付与部１５５と、第１の温度調節部１５６と、インク貯留部としてのダンパタンク１５７と、インク供給部としての第２のポンプ１５８と、圧力センサ１５９とから構成されている。
【００３２】
超音波振動付与部１５５は、第１のポンプ１５３の作動に応じてインク容器１５１から吸い上げられた液体インク１０８に超音波振動を付与し、ダンパタンク１５７に供給する。液体インク１０８に含まれる顔料凝集体は、超音波振動の付与によって再分散される。この際、第１の温度調節部１５６は、超音波振動を付与されている液体インク１０８の温度を調節し、顔料凝集体の再分散を補助する。ダンパタンク１５７は、超音波振動が付与されて顔料凝集体が再分散された液体インク１０８を貯蔵する。第２のポンプ１５８は、ダンパタンク１５７に貯蔵されている処理済みの液体インク１０８を吸い上げ、インクジェットヘッド１０５に供給する。この際、圧力センサ１５９は、インクジェットヘッド１０５へ供給される液体インク１０８の圧力を検出して出力する。図示しない制御部は、圧力センサ１５９の出力をモニタし、その出力値が予め定められた値になるように第２のポンプ１５８を駆動制御する。
【００３３】
図３は、超音波振動付与部１５５及び第１の温度調節部１５６の縦断正面図である。超音波振動付与部１５５は、第１のポンプ１５３の図示しない排出口から排出される液体インク１０８をダンパタンク１５７に導く中間パイプ１６０を備えている。この中間パイプ１６０は、その一部にカップ状の屈曲部１６１を有する。屈曲部１６１は、他の液体インク１０８の導通空間に比して、容積が大きくなっている。この容積が大きくなった屈曲部１６１には超音波発信部１６２が配置されている。超音波発信部１６２は、超音波発生部１６３に連結され、この超音波発生部１６３に駆動されて超音波振動を発生する。このような超音波発信部１６２を屈曲部１６１に配置するために、中間パイプ１６０には屈曲部１６１の位置に挿通孔１６４が形成され、この挿通孔１６４の部分で超音波発信部１６２が中間パイプ１６０に挿入されている。挿通孔１６４と超音波発信部１６２との嵌合部分はシール部材１６５によってシールされ、この嵌合部分からの液体インク１０８の漏れ出しが防止されている。
【００３４】
超音波発生部１６３に駆動された超音波発信部１６２が発生する超音波振動は、中間パイプ１６０を通過する液体インク１０８に作用する。これにより、液体インク１０８に凝集して分散している顔料凝集体が超音波振動によって破砕され、再分散される。この際、液体インク１０８に温度上昇が発生する。液体インク１０８の種類によっては、所定温度以上に温度上昇すると、液体インク１０８に含有されている成分同士が反応して化学変化を来たし、変質を生ずることがある。例えば、液体インク１０８として、本参考例で用いられる光カチオン硬化型インクジェット顔料インクは、温度が約５０℃以上に上昇すると、化学変化などにより変質してしまう。このため、インクジェットヘッド１０５により連続吐出を行った場合、顔料凝集体の超音波振動による破砕効果が安定に行われなくなってしまう。これに対して、破砕振動エネルギーを与えすぎると再凝集が起こってしまうことから、液体インク１０８の温度上昇は、超音波発信部１６２が発生する超音波振動エネルギーの有効範囲を狭めてしまう。このようなことから、液体インク１０８の温度上昇は、連続吐出時の吐出エラーの増加などの問題を生じさせる。第１の温度調節部１５６は、そのような液体インク１０８の温度上昇を抑制し、液体インク１０８の温度上昇によって発生する問題を解消する。
【００３５】
第１の温度調節部１５６は、超音波振動付与部１５５の中間パイプ１６０と一体に形成された冷却パイプ１６６を有する。この冷却パイプ１６６は、中間パイプ１６０の屈曲部１６１の部分において、隔壁１６７によって中間パイプ１６０と区画されて形成されている。隔壁１６７は、熱伝導率が比較的良好な材料であって、かつ、液体インク１０８に腐食されない材料、例えば、ＳＵＳ材や銅などで形成されている。こうして形成された冷却パイプ１６６には、その内部に冷媒、例えば冷却水が循環する。そのための構造として、冷媒を冷却パイプ１６６の内部に循環させる循環機構１６８が設けられている（図２参照）。第１の温度調節部１５６は、冷却パイプ１６６の内部に循環させる冷媒の循環を制御することで、液体インク１０８の温度を調節する。
【００３６】
図４は、中間パイプ１６０において、液体インク１０８が超音波に晒される部分の面積を例示する模式図である。液体インク１０８が超音波に晒される部分の容積、つまり、中間パイプ１６０の屈曲部１６１における液体インク１０８を流通させる部分の容積は、一例として、３０ｍｌに設定されている。超音波発信部１６２は、一例として、その直径がφ２．６ｃｍ、その高さが５ｃｍである。この場合、中間パイプ１６０の屈曲部１６１において超音波発信部１６２と液体インク１０８とが接触する部分の接触面積Ｓは、
Ｓ＝２．６π×５＋１．３２π＝４６．１５ｃｍ２
で表すことができる。そこで、中間パイプ１６０の屈曲部１６１を流れる液体インク１０８に印加される超音波振動印加エネルギー（Ｊ／ｃｍ２・ｍｌ）は、液体インク１０８に接触している超音波発信部１６２の表面の単位面積当り、およそ、次の式１で表わすことができる。
【００３７】
【数１】
【００３８】
［作用］
インクジェット記録装置１０１を用いて印刷を行うに際しては、搬送装置１０４により記録媒体１０２を搬送する。搬送方向は、図１中、右から左に向かう方向である。この際の記録媒体１０２の搬送速度は、例えば、０．１ｍ／ｍｉｎないし数１００ｍ／ｍｉｎの範囲内とされる。
【００３９】
インクジェットヘッド１０５には、第２のポンプ１５８によって吸い上げられたダンパタンク１５７に貯蔵されている処理済みの液体インク１０８が供給されている。そこで、記録媒体１０２がインクジェットヘッド１０５の正面まで搬送されると、インクジェットヘッド１０５は画像信号に応じて液体インク１０８を吐出する。これにより、記録媒体１０２の表面上にインク層が形成される。
【００４０】
記録媒体１０２がＵＶ照射光源１０６の正面に搬送されると、ＵＶ照射光源１０６は記録媒体１０２の表面上に形成されたインク層に向けて光を照射し、インク層中に酸を発生させる。この時の照射光強度は、使用する光源の波長などに応じて異なるが、通常、数ｍＷ／ｃｍ２ないし１ＫＷ／ｃｍ２ の範囲内に収められる。インク層への露光量は、液体インク１０８の感度や記録媒体１０２の搬送速度などに応じて適宜設定することができる。
【００４１】
続いて、記録媒体１０２が加熱部１０７を通過するに際して、記録媒体１０２の表面上に形成されたインク層が加熱される。これにより、インク層中での架橋反応が促進される。この際、加熱部１０７による加熱時間は、数秒ないし数１０秒程度と比較的短い。したがって、加熱部１０７の加熱によってインク層の硬化をほぼ完全に進行させるには、最高到達温度が例えば２００℃程度以下、望ましくは８０℃ないし２００℃、あるいは６０℃ないし１８０℃程度の比較的高い温度となるように加熱を行なう。
【００４２】
その後、記録媒体１０２は、例えば図示しないストッカなどに搬送され、印刷が完了する。
【００４３】
ここで、インクジェット記録を安定に行なうには、インクジェットヘッド１０５から液体インク１０８を安定して吐出させる必要がある。インクジェットヘッド１０５からの液体インク１０８の吐出状態の安定性は、インクジェットヘッド１０５に供給される液体インク１０８の色材成分である顔料粒子の状態が大きく関わっている。つまり、インクジェットヘッド１０５から液体インク１０８を安定して吐出させるには、インクジェットヘッド１０５に供給される液体インク１０８に含まれる顔料粒子を細かく均一に揃えることが肝要である。本参考例によれば、インク容器１５１から第１のポンプ１５３によって吸い上げられた液体インク１０８に対して、超音波振動付与部１５５が超音波振動を付与する。
【００４４】
つまり、液体インク１０８は、超音波振動付与部１５５において中間パイプ１６０を通過し、通過に際して、超音波発生部１６３に駆動された超音波発信部１６２が発生する超音波振動が液体インク１０８に作用する。このときの超音波振動周波数に関しては、４５ｋＨｚ付近が有効である。これにより、液体インク１０８に凝集して分散している顔料凝集体が超音波振動によって破砕され、再分散される。顔料凝集体が再分散された液体インク１０８は、ダンパタンク１５７に貯蔵され、インクジェットヘッド１０５に供給される。したがって、インクジェットヘッド１０５に供給される液体インク１０８は、顔料凝集体が再分散された後の、顔料粒子が細かく均一に揃えられている液体インク１０８である。したがって、本参考例によれば、インクジェットヘッド１０５から液体インク１０８を安定して吐出させることができ、これにより、インクジェット記録を安定に行なうことが可能となる。
【００４５】
本参考例において、液体インク１０８をダンパタンク１５７に貯蔵することは、顔料凝集体の再分散作業を良好に実行するというもう一つの技術的意義を有している。つまり、超音波振動付与部１５５において液体インク１０８に超音波振動を付与し、これによって顔料凝視体を良好に再分散させるには、超音波発信部１６２によって液体インク１０８に与える超音波振動印加エネルギーの値が最適な設定されている必要がある。この際、液体インク１０８に印加される超音波振動印加エネルギーは、中間パイプ１６０において超音波発信部１６２の周辺を通過する液体インク１０８の流速によって変動する。このため、超音波発信部１６２によって液体インク１０８に与える超音波振動印加エネルギーの値を最適値に維持するためには、超音波発信部１６２の周辺を通過する液体インク１０８の流速を一定に維持しなければならない。
【００４６】
このようなことを前提として、超音波振動付与部１５５において超音波振動を付与した液体インク１０８をダンパタンク１５７に一時貯蔵せず、直接的にインクジェットヘッド１０５に供給する場合を想定する。この場合、液体インク１０８の吐出動作に伴いインクジェットヘッド１０５において液体インク１０８が消費されると、超音波振動付与部１５５において超音波振動を付与しながら液体インク１０８をインクジェットヘッド１０５に供給することになる。ところが、インクジェットヘッド１０５における液体インク１０８の消費量は、印刷動作の都度、大きく変動してしまう。インクジェットヘッド１０５での液体インク１０８の消費量は、印字幅、印字速度、印字率等の各種の要因によって大きく変動するからである。一例として、２インチ３１８ノズルのインクジェットヘッド１０５で１ノズルあたり４２ｐｌ吐出させて２５ｍ／ｍｉｎの速度で印字する場合を想定する。この場合、ベタ印字（１００％印字）で１時間当り約２４０ｍｌ、1分あたりでは約４ｍｌの液体インクを消費することになる。つまり、インクジェットヘッド１０５における液体インク１０８の消費量は、０〜４ｍｌ／ｍｉｎ程度で変動することになる。このようなインクジェットヘッド１０５を用いて、例えば、Ａ４の記録媒体１０２に対して解像度３００ｄｐｉで印字をすると０〜３２ｍｌ／ｍｉｎ、解像度６００ｄｐｉで印字をすると０〜１９２ｍｌ／ｍｉｎのインク消費量となる。表１に、印字率と解像度と用紙サイズとインク消費量との関係を例示する。
【００４７】
【表１】
【００４８】
このようなことから、超音波振動付与部１５５において液体インク１０８に超音波振動を付与しながら液体インク１０８を直接的にインクジェットヘッド１０５に供給するという前提の下では、超音波発信部１６２の周辺を通過する液体インク１０８の流速も変動することになる。すると、超音波発信部１６２によって液体インク１０８に与える超音波振動印加エネルギーの値も変動することになり、その結果、液体インク１０８に含まれる顔料凝視体を良好に再分散させることができなくなる。
【００４９】
これに対して、本参考例では、液体インク１０８をダンパタンク１５７に一旦貯蔵し、インクジェットヘッド１０５において液体インク１０８が消費されると、ダンパタンク１５７に貯蔵された液体インク１０８をインクジェットヘッド１０５に供給する。このため、第１のポンプ１５３を駆動制御するだけで、超音波発信部１６２の周辺を通過する液体インク１０８の流速を常に一定に保つことが可能となる。その結果、超音波発信部１６２によって液体インク１０８に与える超音波振動印加エネルギーの値を常に最適な設定値に維持することができ、液体インク１０８に含まれる顔料凝視体を良好に再分散させることができる。
【００５０】
２．第２の実施の形態
本発明の第２の実施の形態を図５に基づいて説明する。本実施の形態のインクジェット記録装置１０１は、基本構造において第１の実施の形態と異なる点はない。第１の実施の形態と異なるのは、インク処理部１５２のうち、液体インク１０８に含まれる顔料凝集体を再分散するための構造である。つまり、この構造として、第１の実施の形態では、液体インク１０８に超音波振動を付与して液体インク１０８の中に含まれている顔料凝集体を再分散させるのに対して、本実施の形態では、液体インク１０８の中の顔料凝集体を遠心分離する。つまり、本実施の形態では、第１の実施の形態の超音波振動付与部１５５が遠心分離部２０１に置き換えられている。これに伴い、第１の実施の形態において超音波振動付与部１５５に一体に設けられている第１の温度調節部１５６は、遠心分離部２０１に一体に設けられた第２の温度調節部２５１に置き換えられている。
【００５１】
図５は、遠心分離部２０１及び第１の温度調節部１５６の縦断正面図である。遠心分離部２０１を構成する共にドーム型をした下部ハウジング２０２と上部ハウジング２０３とが接合固定され、内部に液体インク１０８を導入する遠心分離空間ＣＳＳを形成している。これらの下部ハウジング２０２及び上部ハウジング２０３は、第２の温度調節部２５１を構成する温度調節ハウジング２５２の内部に収納保持されている。
【００５２】
温度調節ハウジング２５２は、冷媒導入口２５３から導入された冷媒、例えば冷却水を温度調節ハウジング２５２の内部であって下部ハウジング２０２及び上部ハウジング２０３の外周に流通させて冷媒排出口２５４から排出させ得る構造を備えている。冷媒は、冷媒導入口２５３から導入されて温度調節ハウジング２５２の内部を流通し、冷媒排出口２５４から排出され、再び冷媒導入口２５３に導入される。このような冷媒の循環を実現させるのは、循環機構１６８である（図２参照）。このように、冷媒を循環させることにより、遠心分離部２０１を構成する下部ハウジング２０２及び上部ハウジング２０３との内部に導入された液体インク１０８の温度を調節する。ここに、第１の温度調節部１５６が構成されている。
【００５３】
遠心分離部２０１と第２の温度調節部２５１との間の隔壁は、熱伝導率の高い材料、例えば銅、アルミ、ステンレスなどで構成されている。隔壁が液体インク１０８の種類によっては腐食することがある。この場合には、液体インク１０８が接触する隔壁の表面に耐腐食性の樹脂等をコーティングする。これにより、当該部分の腐食が防止される。
【００５４】
次いで、遠心分離部２０１について説明する。下部ハウジング２０２と上部ハウジング２０３との内部に形成された遠心分離空間ＣＳＳには、回転体２０４が回転自在に配置されている。回転体２０４は、下部ハウジング２０２に沿ったカップ形状をしており、回転中心となる位置に垂直スピンドル２０５を有する。垂直スピンドル２０５は、下部ハウジング２０２に形成された挿通孔２０６を挿通し、温度調節ハウジング２５２に設けられた軸受２０７に回転自在に保持されている。軸受２０７は、液漏れ防止用のシールを兼ねている。このような垂直スピンドル２０５は、図示しないモータに駆動されて回転する。モータの回転力は、例えばベルト伝達機構等を介して垂直スピンドル２０５に伝達される。遠心分離部２０１による液体インク１０８の遠心分離の原理は、回転体２０４を回転駆動することで、比重が比較的軽い流体分を上昇させ、比重が比較的重い固形分である顔料凝集体群を最外周部分である下部ハウジング２０２と上部ハウジング２０３との接合部に追いやる、というものである。そこで、下部ハウジング２０２と上部ハウジング２０３との接合部の一箇所（図５中、右側の部分）には、液体インク１０８の流体分から遠心分離された固形分である顔料凝集体群を外部に排出するための顔料凝集体排出口２０８が設けられている。
【００５５】
このような構造の遠心分離部２０１に対して液体インク１０８を導入するための構造として、上部ハウジング２０３の頂上部か遠心分離空間ＣＳＳにインク導入パイプ２０９が挿入されている。このインク導入パイプ２０９は、一端が第１のポンプ（図２参照）の図示しない流体排出口に連結され、液体インク１０８の供給を受ける。そして、インク導入パイプ２０９は、回転体２０４の回転中心をなす垂直スピンドル２０５と同軸上に配置され、回転体２０４の底面近傍において液体インク１０８を排出する。
【００５６】
遠心分離部２０１における上部ハウジング２０３の最上部位置は、顔料凝集体群が遠心分離された後の流体分だけからなる液体インク１０８の溜り場２１０となっている。この溜り場２１０には、ペアリングディスクポンプ２１１がインク導入パイプ２０９の上部に固定されて設けられ、このペアリングディスクポンプ２１１の上方に位置させてインク排出口２１２が上部ハウジング２０３に形成されている。ペアリングディスクポンプ２１１は、回転体２０４の回転によって上昇した液体インク１０８の流体分をインク排出口２１２から排出する。
【００５７】
このような構成において、第１のポンプ１５３によってインク容器１５１から吸い上げられた液体インク１０８は、インク導入パイプ２０９を介して遠心分離部２０１の遠心分離空間ＣＳＳに導入される。遠心分離空間ＣＳＳでは、回転体２０４が回転駆動されることで液体インク１０８に遠心分離作用が及び、液体インク１０８は粒子サイズで遠心分離される。つまり、液体インク１０８が含む固形分である顔料凝集体群が流体分から遠心分離される。遠心分離された顔料凝集体群は、顔料凝集体排出口２０８から外部に排出される。こうして外部に排出される顔料凝集体群が遠心分離された後に残る液体インク１０８の流体分は、回転体２０４の回転によって上昇し、ペアリングディスクポンプ２１１によってインク排出口２１２から排出される。排出された液体インク１０８は、ダンパタンク１５７に供給され、一時的に貯蔵される。
【００５８】
ここで、遠心分離部２０１による顔料凝集体分離動作で発生する遠心力は、次の式２で表すことができる。
【００５９】
【数２】
【００６０】
式２で表わされる遠心力は、遠心加速度とも言い、回転する物体の中心からの距離に作用する力を表すことになる。
【００６１】
また、液体中に存在する粒子の沈降速度は、次のストークスの式（式３）により定義することができる。
【００６２】
【数３】
【００６３】
式３に示すストークスの式より、液体中に存在する粒子の沈降速度は、重力加速度に比例して、また、粒子の半径の２乗に比例して速くなることが分かる。これにより、大きい粒子は速く沈降することになる。また、遠心力により重力加速度を大きくしてやれば、更に速く大きな粒子を沈降させ、分離させることができる。つまり、本実施の形態の遠心分離部２０１は、ストークスの式の重力加速度を遠心加速度＝遠心力に置き換えてやり、顔料凝集体を取り除く手法であると言える。
【００６４】
ここで、インクジェット記録を安定に行なうには、インクジェットヘッド１０５から液体インク１０８を安定して吐出させる必要がある。インクジェットヘッド１０５からの液体インク１０８の吐出状態の安定性は、インクジェットヘッド１０５に供給される液体インク１０８の色材成分である顔料粒子の状態が大きく関わっている。つまり、インクジェットヘッド１０５から液体インク１０８を安定して吐出させるには、インクジェットヘッド１０５に供給される液体インク１０８に含まれる顔料粒子を細かく均一に揃えることが肝要である。本実施の形態によれば、インク容器１５１から第１のポンプ１５３によって吸い上げられた液体インク１０８に対して、遠心分離部２０１が顔料凝集体を遠心分離する。これにより、液体インク１０８に凝集して分散している顔料凝集体は、液体インク１０８の液体分から分離され、除去される。顔料凝集体が除去された液体インク１０８は、ダンパタンク１５７に貯蔵され、インクジェットヘッド１０５に供給される。したがって、インクジェットヘッド１０５に供給される液体インク１０８は、顔料凝集体が除去された後の、顔料粒子が細かく均一に揃えられている液体インク１０８である。したがって、本実施の形態によれば、インクジェットヘッド１０５から液体インク１０８を安定して吐出させることができ、これにより、インクジェット記録を安定に行なうことが可能となる。
【００６５】
本実施の形態において、液体インク１０８をダンパタンク１５７に貯蔵することは、顔料凝集体の除去作業を良好に実行するというもう一つの技術的意義を有している。つまり、遠心分離部２０１において液体インク１０８から顔料凝集体を遠心分離するには、遠心分離部２０１の遠心分離空間ＣＳＳで遠心分離される液体インク１０８の量が最適値に設定されていなければならない。そのためには、第１のポンプ１５３の作動に従い遠心分離部２０１の遠心分離空間ＣＳＳに供給される液体インク１０８の流量が、ある範囲に収まっている必要がある。これは、先にも述べたストークスの式より、顔料凝集体の分離速度はある範囲に限定されるからである。つまり、効率よく顔料凝集体を液体インク１０８から分離するには、構造（遠心半径）が確定している遠心分離部２０１を用い、決まった流量（液体インク流量）のもと、安定に分離動作を行なう必要がある。この場合、流量をある範囲以上にすると、本来的に取り除くべき顔料凝集体を分離しきれないなどの問題が生じ、これに対して、流量をある範囲以下にした場合には、過剰に顔料を分離してしまい、本来的に必要な粒径の顔料粒子までをも分離除去してしまうなどの弊害が生じる。これが、第１のポンプ１５３の作動に従い遠心分離部２０１の遠心分離空間ＣＳＳに供給される液体インク１０８の流量をある範囲に収めなければならない理由である。
【００６６】
このようなことを前提として、遠心分離部２０１によって顔料凝集体を遠心分離した液体インク１０８をダンパタンク１５７に一時貯蔵せず、直接的にインクジェットヘッド１０５に供給する場合を想定する。この場合、液体インク１０８の吐出動作に伴いインクジェットヘッド１０５において液体インク１０８が消費されると、遠心分離空間ＣＳＳで液体インク１０８を遠心分離しながら液体インク１０８をインクジェットヘッド１０５に供給することになる。ところが、インクジェットヘッド１０５における液体インク１０８の消費量は、印刷動作の都度、大きく変動してしまう。インクジェットヘッド１０５での液体インク１０８の消費量は、印字幅、印字速度、印字率等の各種の要因によって大きく変動するからである。このため、遠心分離空間ＣＳＳで液体インク１０８を遠心分離しながら液体インク１０８をインクジェットヘッド１０５に直接的に供給するという前提の下では、第１のポンプ１５３の作動に従い遠心分離部２０１の遠心分離空間ＣＳＳに供給される液体インク１０８の流量が一定であるとすると、遠心分離空間ＣＳＳで遠心分離される液体インク１０８の量がその都度変動することになる。その結果、液体インク１０８に含まれる顔料凝視体を良好に除去することができなくなる。
【００６７】
これに対して、本実施の形態では、液体インク１０８をダンパタンク１５７に一旦貯蔵し、インクジェットヘッド１０５において液体インク１０８が消費されると、ダンパタンク１５７に貯蔵された液体インク１０８をインクジェットヘッド１０５に供給する。このため、第１のポンプ１５３を駆動制御するだけで、遠心分離空間ＣＳＳで遠心分離する液体インク１０８の量を常に一定に保つことが可能となる。その結果、液体インク１０８に含まれる顔料凝視体を良好に除去することができる。
【００６８】
さらに、遠心分離部２０１よりも液体インク１０８の流通経路下流側に位置させて、脱泡又は脱気手段（図示せず）を設けることで、遠心分離部２０１では除去できない気泡などをさらに効率よく除去することができる。これにより、より吐出性能に優れたインクジェット記録装置１０１を提供することができる。
【００６９】
なお、遠心分離空間ＣＳＳの内容量Ｖ（ｍｌ）は１０００＜Ｖ＜３０００の範囲、遠心半径ｒ（ｃｍ）は５＜ｒ＜１５の範囲が実用的である。
【００７０】
３．第１の実施の形態及び第２の実施の形態に共通な事項
以上説明した本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態は、いずれも、インクジェット記録装置１０１として単色印刷を行うインクジェットプリンタへの適用例を示した。これに対して、実施に際しては、２色以上の多色印刷、例えばフルカラー印刷を行うインクジェットプリンタに適用しても良く、あるいは、複写機等のようなプリンタ以外の画像形成装置に適用しても良い。
【００７１】
また、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態は、いずれも、ライン型のインクジェット記録装置１０１への適用例である。ライン型のインクジェット記録装置１０１は、静止しているインクジェットヘッド１０５に対して記録媒体１０２を搬送移動させながら印刷を行う。これに対して、静止している記録媒体１０２に対してインクジェットヘッド１０５を移動させながら印刷を行うシリアル型のインクジェット記録装置１０１に適用しても良い。
【実施例】
【００７２】
以下、参考例の実例と第２の実施例とを説明する。参考例の実例は、参考例に対応する。第２の実施例は、第２の実施の形態に対応する。
【００７３】
１．参考例の実例
［実験条件］
この出願の発明者は、次のような条件で連続印字を行った。
【００７４】
顔料の平均粒径が約３５０ｎｍの液体インク１０８を用意し、インク容器１５１に充填した。液体インクの量は、３００ｍｌとした。液体インク１０８としては、エポキシモノマー系分散媒に対して、分散剤を介して顔料を分散させたものを使用した。顔料は、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １８０を使用した。超音波発信部１６２としては、株式会社日本精機製作所の超音波分散装置ＵＳ−３００Ｔ（出力：３００ｗ、周波数：１９．５±１ｋＨｚ、φ２６ｍｍチップ（超音波発信部））を用いた。
【００７５】
そして、液体インク１０８が含む顔料凝集体を再分散させるに際して、液体インク１０８を第１のポンプ１５３によって吸い上げ、超音波振動付与部１５５を通過させて超音波振動を付与し、ダンパタンク１５７に貯蔵した。このときの液体インク１０８の流量（流速）を、第１のポンプ１５３により調整した。実験では、液体インク１０８の流量として、１５ｍｌ／ｍｉｎ、３０ｍｌ／ｍｉｎ、６０ｍｌ／ｍｉｎ、１００ｍｌ／ｍｉｎ、１５０ｍｌ／ｍｉｎ、３００ｍｌ／ｍｉｎの６種類を試した。このような流量調整は、液体インク３００ｍｌの通過時間を、１ｍｉｎ、２ｍｉｎ、３ｍｉｎ、５ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎと可変して行った。
【００７６】
そして、ダンパタンク１５７に一時的に貯蔵した液体インク１０８を第２のポンプ１５８を動作させてインクジェットヘッド１０５に供給し、インク吐出動作を実行した。この際、第１の温度調節部１５６により液体インク１０８の温度を調節し、超音波振動付与部１５５を通過する液体インク１０８の温度条件を、２４±１℃、３５±１℃、５０±１℃と変えて、それぞれの条件でインクジェット吐出印字を行った。
【００７７】
［液体インク１０８の温度と流量とが吐出エラーに与える影響］
前述したように、超音波振動付与部１５５において液体インク１０８に超音波振動を付与し、これによって顔料凝視体を良好に再分散させるには、超音波発信部１６２によって液体インク１０８に与える超音波振動印加エネルギーの値が最適な設定されている必要がある。この際、液体インク１０８に印加される超音波振動印加エネルギーは、中間パイプ１６０において超音波発信部１６２の周辺を通過する液体インク１０８の流速によって変動することも前述した通りである。そこで、参考例の実例中、超音波発信部１６２によって液体インク１０８に与える超音波振動印加エネルギーの値を最適値に維持するためには、超音波発信部１６２の周辺を通過する液体インク１０８の流速を一定に維持しなければならない、と述べた。また、参考例の実例中、第１の温度調節部１５６によって液体インク１０８の温度を調節する技術的意義について言及した。これらの参考例の実例中で言及した事柄の根拠となる実験結果を次に説明する。
【００７８】
表２〜表４に、液体インク１０８の通過時間・流量に対応して実験で得られた吐出エラー率を示す。吐出エラーは、ドット抜け頻度（％）として把握した。吐出性能は、ドット抜け頻度（％）が少ない方が良いことになる。表２は、液体インク１０８の温度条件を２４±１℃に設定した場合の結果を、表３は、液体インク１０８の温度条件を３５±１℃に設定した場合の結果を、表４は、液体インク１０８の温度条件を５０±１℃に設定した場合の結果を、それぞれ示している。
【００７９】
【表２】
【００８０】
【表３】
【００８１】
【表４】
【００８２】
また、図６のグラフは、超音波振動付与部１５５を通過する液体インク１０８の通過時間を横軸にとり吐出エラー率を縦軸にとった表２に対応するグラフである。図７のグラフは、超音波振動付与部１５５を通過する液体インク１０８の通過時間を横軸にとり吐出エラー率を縦軸にとった表３に対応するグラフである。図８のグラフは、超音波振動付与部１５５を通過する液体インク１０８の通過時間を横軸にとり吐出エラー率を縦軸にとった表４に対応するグラフである。
【００８３】
表２〜表４、図６〜図８のグラフから、液体インク１０８に超音波振動エネルギーを印加した場合の顔料凝集体の再分散効果は、液体インク１０８の温度により異なることが分かる。
【００８４】
液体インク１０８の温度が２４±１℃の場合は、流量が６０ｍｌ／ｍｉｎ辺り以下で吐出エラーが少なくなる。このときの液体インク１０８の単位量及び液体インク１０８に接触している超音波発信部１６２の表面の単位面積当りの超音波振動印加エネルギーは、約６．５J／ｃｍ２ ・ｍｌ以上となる。
【００８５】
液体インク１０８の温度が３５±１℃の場合は、流量が３０ｍｌ／ｍｉｎ辺り以上１００ｍｌ／ｍｉｎ辺り以下で吐出エラーが少なくなる。このときの液体インク１０８の単位量及び液体インク１０８に接触している超音波発信部１６２の表面の単位面積当りの超音波振動印加エネルギーは、約３．９〜約１３J／ｃｍ２ ・ｍｌとなる。
【００８６】
液体インク１０８の温度が５０±１℃の場合は、流量が３０ｍｌ／ｍｉｎ辺り以上１５０ｍｌ／ｍｉｎ辺り以下で吐出エラーが少なくなる。このときの液体インク１０８の単位量及び液体インク１０８に接触している超音波発信部１６２の表面の単位面積当りの超音波振動印加エネルギーは、約２．６〜約１３J／ｃｍ２ ・ｍｌとなる。
【００８７】
図９は、吐出エラーを最少化することができる超音波振動印加エネルギーの範囲と液体インク１０８の温度との関係を示すグラフである。図９のグラフでは、超音波振動印加エネルギーを縦軸にとり、液体インク１０８の温度を横軸にとっている。図９のグラフからは、液体インク１０８の温度が高くなるとその流量が多くても顔料凝集体の再分散効果が生ずることが分かる。但し、液体インク１０８の温度が高い場合には、顔料凝集体の再分散効果が不安定になり易く、液体インク１０８を構成している材料にも悪影響を及ぼし易い。このことからすると、超音波振動付与部１５５は、できるだけ常温に近い温度でゆっくり超音波処理する方が望ましい。
【００８８】
なお、図９に例示する吐出エラーを最少化することができる範囲は、本参考例の実例での条件設定を前提とした結果であり、普遍的なものではない。
【００８９】
２．第２の実施例
［実験条件］
この出願の発明者は、次のような条件で連続印字を行った。
【００９０】
顔料の平均粒径が約１４１ｎｍの液体インク１０８を用意し、インク容器１５１に充填した。液体インクの量は、３０００ｍｌとした。遠心分離部２０１としては、例えば、アルファ・ラバル社製ＬＡＰＸ４０４やベックマン・コールター社製ＪＣＦ−Ｚなどを用いることができる。第２の実施例では、遠心分離部２０１として、遠心半径を１４．１ｃｍ、容量を１０００ｍｌのものを使用した。インク容器１５１に用意した液体インク１０８を、第１のポンプ１５３により吸い上げて遠心分離部２０１の遠心分離空間ＣＳＳに投入する。このときのインク流量は、第１のポンプ１５３により制御される。
【００９１】
実験では、流量（１０００ｍｌが通過する時間で規定する）と遠心力（遠心分離部２０１における回転体２０４の回転数）の条件を、
流 量：１００ｍｌ／ｍｉｎ
遠心力：１５０００Ｇ
として固定した。実験において、ペアリングディスクポンプ２１１を通って排出される液体インク１０８の温度を、液体インク１０８の流路中に取り付けた接触式の温度計（図示せず）によって測定した。測定した液体インク１０８の温度は、第２の温度調節部２５１によって一定の温度になるように制御した。ここでは、液体インク温度を３０±２℃（常温）になるように設定した。
【００９２】
［吐出エラーについての効果確認］
以上の条件で顔料凝集体を遠心分離して除去した液体インク１０８を用いてインクジェットヘッド１０５にインク吐出を行わせ、吐出エラーを測定したところ、遠心分離処理を行わなかった初期の液体インク１０８に比べ、遠心分離処理を行なった液体インク１０８の方が、吐出エラーが少ないことが確認された。具体的数値としては、遠心分離処理を行わなかった初期の液体インク１０８を用いた場合には吐出エラーが１２．２％であったものが、遠心分離処理を行なった液体インク１０８を用いた場合には吐出エラーが８．９％程度に改善された。
【００９３】
［液体インク１０８の流量が吐出エラーに与える影響］
表５に、遠心分離部２０１での液体インク１０８の通過時間・流量に対応して実験で得られた吐出エラー率を示す。吐出エラーは、ドット抜け頻度（％）として把握した。吐出性能は、ドット抜け頻度（％）が少ない方が良いことになる。
【００９４】
【表５】
【００９５】
また、図１０及び図１１のグラフは、遠心分離部２０１を通過する液体インク１０８の通過時間を横軸にとり吐出エラー率を縦軸にとった表５に対応するグラフである。図１０は液体インク１０８に与える遠心力を７５００Ｇとした場合の結果を、図１１は液体インク１０８に与える遠心力を１５０００Ｇとした場合の結果を、それぞれ示す。
【００９６】
表５、図１０、図１１のグラフから、液体インク１０８の最適な流量範囲が分かる。
【００９７】
表６は、液体インク１０８に与える遠心力と遠心分離部２０１での液体インク１０８の通過時間・流量との関係を示すグラフである。
【００９８】
【表６】
【００９９】
遠心力が２５００Ｇより小さい範囲では、遠心力による液体インク中の顔料凝集体の分離効果が少なくなる。その反面、遠心力が４００００Ｇを越える範囲では、遠心分離部２０１の精度を上げたり、高速回転させたりする必要が生ずる。これは、装置のコストアップの原因となり、実用的ではない。
【符号の説明】
【０１００】
１０２ 記録媒体、１０５ インクジェットヘッド、１０６ 光照射部（ＵＶ照射光源）、１０８ 液体インク、１５５ 超音波振動付与部、１５６ 第１の温度調節部、１５７ インク貯留部（ダンパタンク）、１５８ インク供給部（第２のポンプ）、２０１ 遠心分離部、２５１ 第２の温度調節部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０１】
【特許文献１】特開平４−２１６９４０号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散媒体中に顔料を分散させた液体インクを用いて記録媒体上にインクジェットヘッドにより印字を行うインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置で高精彩な画像を印刷するために、分散媒体中に顔料を分散させた液体インクを用いる技術が従来から知られている。このような液体インクは、色材として染料又は顔料が用いられ、分散媒体として揮発性の高い有機溶剤又は揮発性の低いオイル若しくはアルコールなどが入った水系が用いられる。近年の傾向として、定着性、鮮明度、色濃度、印字滲み、耐水性、耐光性などに優れている顔料を色材として分散媒体中に分散したインクが種々報告され、実用化されるに至って来ている。
【０００３】
また、近年、感光性を有する液体インクとこれを用いたインクジェット記録装置が注目され始めている。このインクジェット記録装置は、被印刷面に吐出した感光性を有する液体インクを紫外線又は電子線などの活性エネルギー線を照射することで速やかに光硬化させる。使用する感光性インクとしては、顔料、重合性モノマー、重合開始剤を含んだラジカル重合性インクや光カチオン硬化型インクが代表的である。
【０００４】
感光性インクを光硬化させる技術によれば、光照射によりインク層を非流動化することができるので、比較的高い品質の印刷物を得ることができる。しかしながら、上記したラジカル重合性インクや光カチオン硬化型インクは、分散媒体中に分散した顔料が経時的に数μｍほどに凝集して巨大粒子化し、顔料凝集体を形成する。この顔料凝集体は、インクジェットヘッドのノズル近傍で悪影響を及ぼし、インクジェットヘッドの吐出安定性を不安定にしてしまうという問題を生じさせる。
【０００５】
このような問題に対する対策案として、顔料凝集体の再分散を促すことができるようにしたインクジェット記録装置が提案されている。例えば、特許文献１には、インクジェットヘッド全体をヘッドの壁に設置した超音波アクチュエータにより振動させ、ヘッド内部に供給されているインクのうち、顔料凝集体を再分散させることが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された技術によれば、ノズルからのインクの吐出不良を生じさせ易いという問題がある。このような吐出不良は、インクジェットヘッド全体を振動させるに際して、ノズル近傍の気液界面で形成されるメニスカスに乱れが生じたり、あるいは気泡の巻き込みが生じたりすることによって発生する。
【０００７】
特許文献１に記載された技術は、インクジェットヘッド内のインクに均等に超音波が伝わらず、これによってインクに含まれている顔料凝集体の再分散にムラができるという問題も有している。
【０００８】
その他、超音波による破砕効果がインク全体に行き渡るまでに時間がかかるため、高速印字に向いていないという点も、特許文献１に記載された技術の問題点である。
【０００９】
本発明の目的は、ノズルからのインクの吐出不良を生じさせることなく、再分散のムラを生じさせることなく、しかも印字速度に影響を与えることなく、インクに含まれる顔料凝集体を再分散させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本参考例は、分散媒体中に顔料を分散させた液体インクを用いて記録媒体上にインクジェットヘッドにより印字を行うインクジェット記録装置であって、前記液体インクに超音波振動を付与して前記液体インク中に分散されている顔料凝集体を再分散させ、超音波振動が付与された後の前記液体インクをインク貯留部に貯留しておき、前記インク貯留部に貯留された前記液体インクを前記インクジェットヘッドに供給するようにした。
【００１１】
本発明は、分散媒体中に顔料を分散させた液体インクを用いて記録媒体上にインクジェットヘッドにより印字を行うインクジェット記録装置であって、前記液体インクに遠心力を付与して前記液体インク中に分散されている顔料凝集体を遠心分離し、前記顔料凝集体が遠心分離された後の前記液体インクをインク貯留部に貯留しておき、前記インク貯留部に貯留された前記液体インクを前記インクジェットヘッドに供給するようにした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ノズルからの液体インクの吐出不良を生じさせることなく、再分散のムラを生じさせることなく、しかも印字速度に影響を与えることなく、液体インクに含まれる顔料凝集体を再分散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態のインクジェット記録装置の概略構造を示す正面図である。
【図２】液体インクに含まれる顔料凝集体を再分散するための構造を示す縦断正面図である。
【図３】超音波振動付与部及び第１の温度調節部の縦断正面図である。
【図４】中間パイプにおいて、液体インクが超音波に晒される部分の面積を例示する模式図である。
【図５】遠心分離部及び第１の温度調節部の縦断正面図である。
【図６】超音波振動付与部を通過する液体インク（温度２４±１℃）の通過時間を横軸にとり、吐出エラー率を縦軸にとったグラフである。
【図７】超音波振動付与部を通過する液体インク（温度３５±１℃）の通過時間を横軸にとり、吐出エラー率を縦軸にとったグラフである。
【図８】超音波振動付与部を通過する液体インク（温度５０±１℃）の通過時間を横軸にとり、吐出エラー率を縦軸にとったグラフである。
【図９】吐出エラーを最少化することができる超音波振動印加エネルギーの範囲と液体インクの温度との関係を示すグラフである。
【図１０】遠心分離部を通過する液体インク（付与される遠心力７５００Ｇ）の通過時間を横軸にとり吐出エラー率を縦軸にとったグラフである。
【図１１】遠心分離部を通過する液体インク（付与される遠心力１５０００Ｇ）の通過時間を横軸にとり吐出エラー率を縦軸にとったグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１．参考例
本発明の参考例を図１ないし図４に基づいて説明する。
【００１５】
［基本構成］
図１は、本参考例のインクジェット記録装置１０１の概略構造を示す正面図である。
【００１６】
インクジェット記録装置１０１は、複数枚の記録媒体１０２を積層保持する自動給紙装置１０３から給紙された記録媒体１０２をコンベア構造の搬送装置１０４で搬送し、その搬送過程でインクジェットヘッド１０５によって記録媒体１０２に所定事項を印字するという概略構造を有する。インクジェットヘッド１０５よりも記録媒体１０２の搬送方向下流側には、ＵＶ照射光源１０６と加熱部１０７とが順に配列されている。ＵＶ照射光源１０６は、インクジェットヘッド１０５より記録媒体１０２に吐出された液体インク１０８（図２参照）に紫外線を照射し、その液体インク１０８を硬化させる。加熱部１０７は、紫外線硬化後の液体インク１０８を加熱する。加熱部１０７による液体インク１０８の加熱は、液体インク１０８の硬化を促進する。本参考例では、インクとして、紫外線照射によって硬化する液体インク１０８が用いられていることから、ＵＶ照射光源１０６及び加熱部１０７が必要となる。インクとして、通常の顔料系液体インクが用いられる場合には、ＵＶ照射光源１０６及び加熱部１０７は不要である。以下、各部の詳細を説明する。
【００１７】
（１）液体インク１０８
液体インク１０８は、一例として、光カチオン硬化型のインクジェット用顔料インクが用いられる。もっとも、インクジェット用顔料系インクであれば、光カチオン硬化型という種類に限るものではなく、顔料系インク、例えば水ベースの水性顔料インク、溶剤系ベースの顔料インク、低揮発性オイルベースの油性顔料インク、アクリルモノマーをベースにしたラジカル系の光重合硬化タイプの顔料インクを用いることができる。
【００１８】
光カチオン硬化型のインクジェット用顔料インクは、少なくとも、酸の存在下で重合する少なくとも１種の溶媒と、溶媒中に溶解して光照射により酸を発生する光酸発生剤と、溶媒中に溶解又は分散した色成分とを含む組成物である。このような光カチオン硬化型のインクジェット用顔料インクは、露光後、加熱することにより硬化する。
【００１９】
このような液体インク１０８の組成物は、通常、カチオン重合性モノマーに顔料を含んでいる。カチオン重合性モノマーは、単独であっても、混合物であっても良く、例えば、カチオン重合可能なビニル結合を有するモノマー類が用いられる。このようなモノマー類としては、例えば、
・エポキシ基、オキセタン基、オキソラン基などのような環状エーテル基を有する分子量１０００以下の化合物
・置換基を側鎖に有するアクリル又はビニル化合物
・カーボネート系化合物
・低分子量のメラミン化合物
・ビニルエーテル類やビニルカルバゾール類
・スチレン誘導体
・アルファ−メチルスチレン誘導体
・ビニルアルコールとアクリル、メタクリルなどのエステル化合物をはじめとするビニルアルコールエステル類
などが用いられる。
【００２０】
顔料成分としては、一般に、顔料として知られている色材であって、基本的に分散可能なものであれば何れの顔料をも用いることができる。その中でも、特に、カチオン硬化型材料においては、その機構に酸を使用しているため、酸により退色しにくい顔料が望ましい。使用可能な顔料としては、例えば、光吸収性の顔料を挙げることができる。例えば、
・カーボンブラック、カーボンリファインド、カーボンナノチューブのような炭素系顔料
・鉄黒、コバルトブルー、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化クロム、酸化鉄のような金属酸化物顔料
・硫化亜鉛のような硫化物顔料
・フタロシアニン系顔料
・金属の硫酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩、及びリン酸塩のような塩からなる顔料、並びにアルミ粉末、ブロンズ粉末、及び亜鉛粉末のような金属粉末からなる顔料
を例示することができる。その他、有機系顔料、例えば、
・染料キレート、ニトロ顔料、アニリンブラック、ナフトールグリーンＢのようなニトロソ顔料
・ボルドー１０Ｂ、レーキレッド４Ｒおよびクロモフタールレッドのようなアゾ顔料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む。）
・ピーコックブルーレーキおよびローダミンレーキのようなレーキ顔料
・フタロシアニンブルーのようなフタロシアニン顔料
・多環式顔料（ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラノン顔料など）
・チオインジゴレッドおよびインダトロンブルーのようなスレン顔料
・キナクリドン顔料
・キナクリジン顔料
・イソインドリノン顔料
などを用いることもできる。更に、
・天然クレイ、鉛白や亜鉛華や炭酸マグネシウムなどの金属炭酸化物、バリウムやチタンなどの金属酸化物のような白色顔料
も、色成分として有用である。白色顔料を含有した液体インクは、白色印刷に使用可能なだけでなく、重ね書きによる印刷訂正や下地補正に使用することができる。
【００２１】
液体インク１０８に使用される顔料は、発色性及び着色性に加え、磁性を有するものであっても良い。顔料に磁性を持たせるには、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、それらの合金や酸化物などの磁性粉を顔料に含有させれば良い。また、顔料に導電性を付与させても良い。顔料に導電性を持たせるには、例えば、銀、金、銅、アルミニウム、炭素、ニッケル、鉄、コバルト、鉛、錫、アンチモン、それらの任意の組み合わせの合金粉末、それらと有機物との複合体などを顔料に含有させれば良い。また、顔料は、誘電性を有するものであっても良い。顔料に誘電性を持たせるには、バリウム鉛、ビスマス、イリジウム、ルテニウム、タンタル、白金、チタン、ストロンチウム、クロムなどの合金やその酸化物、セラミック粉末のような誘電体粉末を顔料に含有させれば良い。また、顔料は、電磁波発熱性を有するものであっても良い。顔料に電磁発熱性を持たせるには、電磁波発熱性セラミックスやシリコン樹脂などを顔料に含有させれば良い。さらに、顔料は、蛍光性等のような他の性質を示すものであっても良い。
【００２２】
（２）記録媒体１０２
記録媒体１０２は、印刷可能な媒体であれば特にその種類が限定されるものではない。記録媒体１０２としては、例えば、紙、ＯＨＰシート、樹脂フィルム、不織布、多孔質膜、プラスチック板、回路基板、金属基板などを使用することができる。
【００２３】
（３）搬送装置１０４
搬送装置１０４は、記録媒体１０２が、インクジェットヘッド１０５、ＵＶ照射光源１０６、及び加熱部１０７の正面を順次通過するように記録媒体１０２を搬送する。図１中、搬送装置１０４は、記録媒体１０２を右側から左側へ向けて搬送する。搬送装置１０４は、一対のプーリ１０９にベルト１１０が巻き掛けられたベルト巻掛機構１１１と、一方のプーリ１０９を回転駆動する図示しない駆動部とによって構成されている。別の参考例としては、ベルト巻掛機構１１１は、記録媒体１０２を搬送する複数対の搬送ローラによって構成しても良い。
【００２４】
（４）インクジェットヘッド１０５
インクジェットヘッド１０５は、画像信号に対応して記録媒体１０２に液体インク１０８を吐出し、記録媒体１０２の表面上にインク層を形成する。インクジェットヘッド１０５としては、例えば、キャリッジに搭載されたシリアル走査型ヘッド、記録媒体１０２の幅以上の幅を有するライン走査型ヘッドを使用することができる。高速印刷の観点では、通常、ライン走査型ヘッドの方がシリアル走査型ヘッドに比べて有利である。
【００２５】
インクジェットヘッド１０５における液体インク１０８の吐出方式としては、各種の方式を用いることができる。例えば、圧電素子に電圧を印加して圧力室に圧電素子の変形によるエネルギーを作用させ、これによって液体インク１０８を吐出させるピエゾ式のインクジェットヘッドを用いることができる。ピエゾ式のインクジェットヘッドは、特に、低揮発性の油性顔料インク、熱に対して弱いモノマー系のラジカル重合タイプの顔料インク、光カチオン重合タイプの顔料系インクに対して、有効なインク吐出を行うことができる。
【００２６】
（５）ＵＶ照射光源１０６
ＵＶ照射光源１０６は、記録媒体１０２の表面上に形成されたインク層に光を照射して、インク層中に酸を発生させる。ＵＶ照射光源１０６としては、例えば、低、中、高圧水銀ランプのような水銀ランプ、タングステンランプ、アーク灯、エキシマランプ、エキシマレーザ、半導体レーザ、ＹＡＧレーザ、レーザと非線形光学結晶とを組み合わせたレーザシステム、高周波誘起紫外線発生装置、電子線照射装置、Ｘ線照射装置などを使用することができる。システムを簡便化するためには、高周波誘起紫外線発生装置、高・低圧水銀ランプ、半導体レーザなどを使用することが望ましい。
【００２７】
（６）加熱部１０７
加熱部１０７は、記録媒体１０２の表面上のインク層を加熱し、酸を触媒とした架橋反応を促進する。加熱部１０７としては、例えば、赤外ランプ、セラミックヒーター、発熱体を内蔵したローラ（熱ローラ）、温風または熱風を吹き出すブロワなどを使用することができる。
【００２８】
［液体インク１０８に含まれる顔料凝集体を再分散するための構造］
前述したように、本参考例の形態で用いられるような光カチオン硬化型インクは、分散媒体中に分散した顔料が経時的に数μｍほどに凝集して巨大粒子化し、顔料凝集体を形成する。この顔料凝集体は、インクジェットヘッド１０５のノズル近傍で悪影響を及ぼし、インクジェットヘッドの吐出安定性を不安定にしてしまう。そこで、本参考例では、顔料凝集体を再分散させる再分散構造が設けられている。このような再分散構造について次に説明する。
【００２９】
図２は、液体インク１０８に含まれる顔料凝集体を再分散するための構造を示す縦断正面図である。図１及び図２に示すように、インクジェットヘッド１０５に供給する液体インク１０８は、インク容器１５１からインク処理部１５２を経てインクジェットヘッド１０５に供給される。
【００３０】
インク容器１５１には、液体インク１０８が充填されている。この液体インク１０８は、第１のポンプ１５３の動作によって吸い上げられるようになっている。そのための構造として、第１のポンプ１５３の図示しない流体吸込口にはインク容器１５１の内部に一端が配置されたインク吸引パイプ１５４の他端が連結されている。第１のポンプ１５３によってインク容器１５１から吸い上げられた液体インク１０８は、インク処理部１５２に供給される。
【００３１】
インク処理部１５２は、超音波振動付与部１５５と、第１の温度調節部１５６と、インク貯留部としてのダンパタンク１５７と、インク供給部としての第２のポンプ１５８と、圧力センサ１５９とから構成されている。
【００３２】
超音波振動付与部１５５は、第１のポンプ１５３の作動に応じてインク容器１５１から吸い上げられた液体インク１０８に超音波振動を付与し、ダンパタンク１５７に供給する。液体インク１０８に含まれる顔料凝集体は、超音波振動の付与によって再分散される。この際、第１の温度調節部１５６は、超音波振動を付与されている液体インク１０８の温度を調節し、顔料凝集体の再分散を補助する。ダンパタンク１５７は、超音波振動が付与されて顔料凝集体が再分散された液体インク１０８を貯蔵する。第２のポンプ１５８は、ダンパタンク１５７に貯蔵されている処理済みの液体インク１０８を吸い上げ、インクジェットヘッド１０５に供給する。この際、圧力センサ１５９は、インクジェットヘッド１０５へ供給される液体インク１０８の圧力を検出して出力する。図示しない制御部は、圧力センサ１５９の出力をモニタし、その出力値が予め定められた値になるように第２のポンプ１５８を駆動制御する。
【００３３】
図３は、超音波振動付与部１５５及び第１の温度調節部１５６の縦断正面図である。超音波振動付与部１５５は、第１のポンプ１５３の図示しない排出口から排出される液体インク１０８をダンパタンク１５７に導く中間パイプ１６０を備えている。この中間パイプ１６０は、その一部にカップ状の屈曲部１６１を有する。屈曲部１６１は、他の液体インク１０８の導通空間に比して、容積が大きくなっている。この容積が大きくなった屈曲部１６１には超音波発信部１６２が配置されている。超音波発信部１６２は、超音波発生部１６３に連結され、この超音波発生部１６３に駆動されて超音波振動を発生する。このような超音波発信部１６２を屈曲部１６１に配置するために、中間パイプ１６０には屈曲部１６１の位置に挿通孔１６４が形成され、この挿通孔１６４の部分で超音波発信部１６２が中間パイプ１６０に挿入されている。挿通孔１６４と超音波発信部１６２との嵌合部分はシール部材１６５によってシールされ、この嵌合部分からの液体インク１０８の漏れ出しが防止されている。
【００３４】
超音波発生部１６３に駆動された超音波発信部１６２が発生する超音波振動は、中間パイプ１６０を通過する液体インク１０８に作用する。これにより、液体インク１０８に凝集して分散している顔料凝集体が超音波振動によって破砕され、再分散される。この際、液体インク１０８に温度上昇が発生する。液体インク１０８の種類によっては、所定温度以上に温度上昇すると、液体インク１０８に含有されている成分同士が反応して化学変化を来たし、変質を生ずることがある。例えば、液体インク１０８として、本参考例で用いられる光カチオン硬化型インクジェット顔料インクは、温度が約５０℃以上に上昇すると、化学変化などにより変質してしまう。このため、インクジェットヘッド１０５により連続吐出を行った場合、顔料凝集体の超音波振動による破砕効果が安定に行われなくなってしまう。これに対して、破砕振動エネルギーを与えすぎると再凝集が起こってしまうことから、液体インク１０８の温度上昇は、超音波発信部１６２が発生する超音波振動エネルギーの有効範囲を狭めてしまう。このようなことから、液体インク１０８の温度上昇は、連続吐出時の吐出エラーの増加などの問題を生じさせる。第１の温度調節部１５６は、そのような液体インク１０８の温度上昇を抑制し、液体インク１０８の温度上昇によって発生する問題を解消する。
【００３５】
第１の温度調節部１５６は、超音波振動付与部１５５の中間パイプ１６０と一体に形成された冷却パイプ１６６を有する。この冷却パイプ１６６は、中間パイプ１６０の屈曲部１６１の部分において、隔壁１６７によって中間パイプ１６０と区画されて形成されている。隔壁１６７は、熱伝導率が比較的良好な材料であって、かつ、液体インク１０８に腐食されない材料、例えば、ＳＵＳ材や銅などで形成されている。こうして形成された冷却パイプ１６６には、その内部に冷媒、例えば冷却水が循環する。そのための構造として、冷媒を冷却パイプ１６６の内部に循環させる循環機構１６８が設けられている（図２参照）。第１の温度調節部１５６は、冷却パイプ１６６の内部に循環させる冷媒の循環を制御することで、液体インク１０８の温度を調節する。
【００３６】
図４は、中間パイプ１６０において、液体インク１０８が超音波に晒される部分の面積を例示する模式図である。液体インク１０８が超音波に晒される部分の容積、つまり、中間パイプ１６０の屈曲部１６１における液体インク１０８を流通させる部分の容積は、一例として、３０ｍｌに設定されている。超音波発信部１６２は、一例として、その直径がφ２．６ｃｍ、その高さが５ｃｍである。この場合、中間パイプ１６０の屈曲部１６１において超音波発信部１６２と液体インク１０８とが接触する部分の接触面積Ｓは、
Ｓ＝２．６π×５＋１．３２π＝４６．１５ｃｍ２
で表すことができる。そこで、中間パイプ１６０の屈曲部１６１を流れる液体インク１０８に印加される超音波振動印加エネルギー（Ｊ／ｃｍ２・ｍｌ）は、液体インク１０８に接触している超音波発信部１６２の表面の単位面積当り、およそ、次の式１で表わすことができる。
【００３７】
【数１】
【００３８】
［作用］
インクジェット記録装置１０１を用いて印刷を行うに際しては、搬送装置１０４により記録媒体１０２を搬送する。搬送方向は、図１中、右から左に向かう方向である。この際の記録媒体１０２の搬送速度は、例えば、０．１ｍ／ｍｉｎないし数１００ｍ／ｍｉｎの範囲内とされる。
【００３９】
インクジェットヘッド１０５には、第２のポンプ１５８によって吸い上げられたダンパタンク１５７に貯蔵されている処理済みの液体インク１０８が供給されている。そこで、記録媒体１０２がインクジェットヘッド１０５の正面まで搬送されると、インクジェットヘッド１０５は画像信号に応じて液体インク１０８を吐出する。これにより、記録媒体１０２の表面上にインク層が形成される。
【００４０】
記録媒体１０２がＵＶ照射光源１０６の正面に搬送されると、ＵＶ照射光源１０６は記録媒体１０２の表面上に形成されたインク層に向けて光を照射し、インク層中に酸を発生させる。この時の照射光強度は、使用する光源の波長などに応じて異なるが、通常、数ｍＷ／ｃｍ２ないし１ＫＷ／ｃｍ２ の範囲内に収められる。インク層への露光量は、液体インク１０８の感度や記録媒体１０２の搬送速度などに応じて適宜設定することができる。
【００４１】
続いて、記録媒体１０２が加熱部１０７を通過するに際して、記録媒体１０２の表面上に形成されたインク層が加熱される。これにより、インク層中での架橋反応が促進される。この際、加熱部１０７による加熱時間は、数秒ないし数１０秒程度と比較的短い。したがって、加熱部１０７の加熱によってインク層の硬化をほぼ完全に進行させるには、最高到達温度が例えば２００℃程度以下、望ましくは８０℃ないし２００℃、あるいは６０℃ないし１８０℃程度の比較的高い温度となるように加熱を行なう。
【００４２】
その後、記録媒体１０２は、例えば図示しないストッカなどに搬送され、印刷が完了する。
【００４３】
ここで、インクジェット記録を安定に行なうには、インクジェットヘッド１０５から液体インク１０８を安定して吐出させる必要がある。インクジェットヘッド１０５からの液体インク１０８の吐出状態の安定性は、インクジェットヘッド１０５に供給される液体インク１０８の色材成分である顔料粒子の状態が大きく関わっている。つまり、インクジェットヘッド１０５から液体インク１０８を安定して吐出させるには、インクジェットヘッド１０５に供給される液体インク１０８に含まれる顔料粒子を細かく均一に揃えることが肝要である。本参考例によれば、インク容器１５１から第１のポンプ１５３によって吸い上げられた液体インク１０８に対して、超音波振動付与部１５５が超音波振動を付与する。
【００４４】
つまり、液体インク１０８は、超音波振動付与部１５５において中間パイプ１６０を通過し、通過に際して、超音波発生部１６３に駆動された超音波発信部１６２が発生する超音波振動が液体インク１０８に作用する。このときの超音波振動周波数に関しては、４５ｋＨｚ付近が有効である。これにより、液体インク１０８に凝集して分散している顔料凝集体が超音波振動によって破砕され、再分散される。顔料凝集体が再分散された液体インク１０８は、ダンパタンク１５７に貯蔵され、インクジェットヘッド１０５に供給される。したがって、インクジェットヘッド１０５に供給される液体インク１０８は、顔料凝集体が再分散された後の、顔料粒子が細かく均一に揃えられている液体インク１０８である。したがって、本参考例によれば、インクジェットヘッド１０５から液体インク１０８を安定して吐出させることができ、これにより、インクジェット記録を安定に行なうことが可能となる。
【００４５】
本参考例において、液体インク１０８をダンパタンク１５７に貯蔵することは、顔料凝集体の再分散作業を良好に実行するというもう一つの技術的意義を有している。つまり、超音波振動付与部１５５において液体インク１０８に超音波振動を付与し、これによって顔料凝視体を良好に再分散させるには、超音波発信部１６２によって液体インク１０８に与える超音波振動印加エネルギーの値が最適な設定されている必要がある。この際、液体インク１０８に印加される超音波振動印加エネルギーは、中間パイプ１６０において超音波発信部１６２の周辺を通過する液体インク１０８の流速によって変動する。このため、超音波発信部１６２によって液体インク１０８に与える超音波振動印加エネルギーの値を最適値に維持するためには、超音波発信部１６２の周辺を通過する液体インク１０８の流速を一定に維持しなければならない。
【００４６】
このようなことを前提として、超音波振動付与部１５５において超音波振動を付与した液体インク１０８をダンパタンク１５７に一時貯蔵せず、直接的にインクジェットヘッド１０５に供給する場合を想定する。この場合、液体インク１０８の吐出動作に伴いインクジェットヘッド１０５において液体インク１０８が消費されると、超音波振動付与部１５５において超音波振動を付与しながら液体インク１０８をインクジェットヘッド１０５に供給することになる。ところが、インクジェットヘッド１０５における液体インク１０８の消費量は、印刷動作の都度、大きく変動してしまう。インクジェットヘッド１０５での液体インク１０８の消費量は、印字幅、印字速度、印字率等の各種の要因によって大きく変動するからである。一例として、２インチ３１８ノズルのインクジェットヘッド１０５で１ノズルあたり４２ｐｌ吐出させて２５ｍ／ｍｉｎの速度で印字する場合を想定する。この場合、ベタ印字（１００％印字）で１時間当り約２４０ｍｌ、1分あたりでは約４ｍｌの液体インクを消費することになる。つまり、インクジェットヘッド１０５における液体インク１０８の消費量は、０〜４ｍｌ／ｍｉｎ程度で変動することになる。このようなインクジェットヘッド１０５を用いて、例えば、Ａ４の記録媒体１０２に対して解像度３００ｄｐｉで印字をすると０〜３２ｍｌ／ｍｉｎ、解像度６００ｄｐｉで印字をすると０〜１９２ｍｌ／ｍｉｎのインク消費量となる。表１に、印字率と解像度と用紙サイズとインク消費量との関係を例示する。
【００４７】
【表１】
【００４８】
このようなことから、超音波振動付与部１５５において液体インク１０８に超音波振動を付与しながら液体インク１０８を直接的にインクジェットヘッド１０５に供給するという前提の下では、超音波発信部１６２の周辺を通過する液体インク１０８の流速も変動することになる。すると、超音波発信部１６２によって液体インク１０８に与える超音波振動印加エネルギーの値も変動することになり、その結果、液体インク１０８に含まれる顔料凝視体を良好に再分散させることができなくなる。
【００４９】
これに対して、本参考例では、液体インク１０８をダンパタンク１５７に一旦貯蔵し、インクジェットヘッド１０５において液体インク１０８が消費されると、ダンパタンク１５７に貯蔵された液体インク１０８をインクジェットヘッド１０５に供給する。このため、第１のポンプ１５３を駆動制御するだけで、超音波発信部１６２の周辺を通過する液体インク１０８の流速を常に一定に保つことが可能となる。その結果、超音波発信部１６２によって液体インク１０８に与える超音波振動印加エネルギーの値を常に最適な設定値に維持することができ、液体インク１０８に含まれる顔料凝視体を良好に再分散させることができる。
【００５０】
２．第２の実施の形態
本発明の第２の実施の形態を図５に基づいて説明する。本実施の形態のインクジェット記録装置１０１は、基本構造において第１の実施の形態と異なる点はない。第１の実施の形態と異なるのは、インク処理部１５２のうち、液体インク１０８に含まれる顔料凝集体を再分散するための構造である。つまり、この構造として、第１の実施の形態では、液体インク１０８に超音波振動を付与して液体インク１０８の中に含まれている顔料凝集体を再分散させるのに対して、本実施の形態では、液体インク１０８の中の顔料凝集体を遠心分離する。つまり、本実施の形態では、第１の実施の形態の超音波振動付与部１５５が遠心分離部２０１に置き換えられている。これに伴い、第１の実施の形態において超音波振動付与部１５５に一体に設けられている第１の温度調節部１５６は、遠心分離部２０１に一体に設けられた第２の温度調節部２５１に置き換えられている。
【００５１】
図５は、遠心分離部２０１及び第１の温度調節部１５６の縦断正面図である。遠心分離部２０１を構成する共にドーム型をした下部ハウジング２０２と上部ハウジング２０３とが接合固定され、内部に液体インク１０８を導入する遠心分離空間ＣＳＳを形成している。これらの下部ハウジング２０２及び上部ハウジング２０３は、第２の温度調節部２５１を構成する温度調節ハウジング２５２の内部に収納保持されている。
【００５２】
温度調節ハウジング２５２は、冷媒導入口２５３から導入された冷媒、例えば冷却水を温度調節ハウジング２５２の内部であって下部ハウジング２０２及び上部ハウジング２０３の外周に流通させて冷媒排出口２５４から排出させ得る構造を備えている。冷媒は、冷媒導入口２５３から導入されて温度調節ハウジング２５２の内部を流通し、冷媒排出口２５４から排出され、再び冷媒導入口２５３に導入される。このような冷媒の循環を実現させるのは、循環機構１６８である（図２参照）。このように、冷媒を循環させることにより、遠心分離部２０１を構成する下部ハウジング２０２及び上部ハウジング２０３との内部に導入された液体インク１０８の温度を調節する。ここに、第１の温度調節部１５６が構成されている。
【００５３】
遠心分離部２０１と第２の温度調節部２５１との間の隔壁は、熱伝導率の高い材料、例えば銅、アルミ、ステンレスなどで構成されている。隔壁が液体インク１０８の種類によっては腐食することがある。この場合には、液体インク１０８が接触する隔壁の表面に耐腐食性の樹脂等をコーティングする。これにより、当該部分の腐食が防止される。
【００５４】
次いで、遠心分離部２０１について説明する。下部ハウジング２０２と上部ハウジング２０３との内部に形成された遠心分離空間ＣＳＳには、回転体２０４が回転自在に配置されている。回転体２０４は、下部ハウジング２０２に沿ったカップ形状をしており、回転中心となる位置に垂直スピンドル２０５を有する。垂直スピンドル２０５は、下部ハウジング２０２に形成された挿通孔２０６を挿通し、温度調節ハウジング２５２に設けられた軸受２０７に回転自在に保持されている。軸受２０７は、液漏れ防止用のシールを兼ねている。このような垂直スピンドル２０５は、図示しないモータに駆動されて回転する。モータの回転力は、例えばベルト伝達機構等を介して垂直スピンドル２０５に伝達される。遠心分離部２０１による液体インク１０８の遠心分離の原理は、回転体２０４を回転駆動することで、比重が比較的軽い流体分を上昇させ、比重が比較的重い固形分である顔料凝集体群を最外周部分である下部ハウジング２０２と上部ハウジング２０３との接合部に追いやる、というものである。そこで、下部ハウジング２０２と上部ハウジング２０３との接合部の一箇所（図５中、右側の部分）には、液体インク１０８の流体分から遠心分離された固形分である顔料凝集体群を外部に排出するための顔料凝集体排出口２０８が設けられている。
【００５５】
このような構造の遠心分離部２０１に対して液体インク１０８を導入するための構造として、上部ハウジング２０３の頂上部か遠心分離空間ＣＳＳにインク導入パイプ２０９が挿入されている。このインク導入パイプ２０９は、一端が第１のポンプ（図２参照）の図示しない流体排出口に連結され、液体インク１０８の供給を受ける。そして、インク導入パイプ２０９は、回転体２０４の回転中心をなす垂直スピンドル２０５と同軸上に配置され、回転体２０４の底面近傍において液体インク１０８を排出する。
【００５６】
遠心分離部２０１における上部ハウジング２０３の最上部位置は、顔料凝集体群が遠心分離された後の流体分だけからなる液体インク１０８の溜り場２１０となっている。この溜り場２１０には、ペアリングディスクポンプ２１１がインク導入パイプ２０９の上部に固定されて設けられ、このペアリングディスクポンプ２１１の上方に位置させてインク排出口２１２が上部ハウジング２０３に形成されている。ペアリングディスクポンプ２１１は、回転体２０４の回転によって上昇した液体インク１０８の流体分をインク排出口２１２から排出する。
【００５７】
このような構成において、第１のポンプ１５３によってインク容器１５１から吸い上げられた液体インク１０８は、インク導入パイプ２０９を介して遠心分離部２０１の遠心分離空間ＣＳＳに導入される。遠心分離空間ＣＳＳでは、回転体２０４が回転駆動されることで液体インク１０８に遠心分離作用が及び、液体インク１０８は粒子サイズで遠心分離される。つまり、液体インク１０８が含む固形分である顔料凝集体群が流体分から遠心分離される。遠心分離された顔料凝集体群は、顔料凝集体排出口２０８から外部に排出される。こうして外部に排出される顔料凝集体群が遠心分離された後に残る液体インク１０８の流体分は、回転体２０４の回転によって上昇し、ペアリングディスクポンプ２１１によってインク排出口２１２から排出される。排出された液体インク１０８は、ダンパタンク１５７に供給され、一時的に貯蔵される。
【００５８】
ここで、遠心分離部２０１による顔料凝集体分離動作で発生する遠心力は、次の式２で表すことができる。
【００５９】
【数２】
【００６０】
式２で表わされる遠心力は、遠心加速度とも言い、回転する物体の中心からの距離に作用する力を表すことになる。
【００６１】
また、液体中に存在する粒子の沈降速度は、次のストークスの式（式３）により定義することができる。
【００６２】
【数３】
【００６３】
式３に示すストークスの式より、液体中に存在する粒子の沈降速度は、重力加速度に比例して、また、粒子の半径の２乗に比例して速くなることが分かる。これにより、大きい粒子は速く沈降することになる。また、遠心力により重力加速度を大きくしてやれば、更に速く大きな粒子を沈降させ、分離させることができる。つまり、本実施の形態の遠心分離部２０１は、ストークスの式の重力加速度を遠心加速度＝遠心力に置き換えてやり、顔料凝集体を取り除く手法であると言える。
【００６４】
ここで、インクジェット記録を安定に行なうには、インクジェットヘッド１０５から液体インク１０８を安定して吐出させる必要がある。インクジェットヘッド１０５からの液体インク１０８の吐出状態の安定性は、インクジェットヘッド１０５に供給される液体インク１０８の色材成分である顔料粒子の状態が大きく関わっている。つまり、インクジェットヘッド１０５から液体インク１０８を安定して吐出させるには、インクジェットヘッド１０５に供給される液体インク１０８に含まれる顔料粒子を細かく均一に揃えることが肝要である。本実施の形態によれば、インク容器１５１から第１のポンプ１５３によって吸い上げられた液体インク１０８に対して、遠心分離部２０１が顔料凝集体を遠心分離する。これにより、液体インク１０８に凝集して分散している顔料凝集体は、液体インク１０８の液体分から分離され、除去される。顔料凝集体が除去された液体インク１０８は、ダンパタンク１５７に貯蔵され、インクジェットヘッド１０５に供給される。したがって、インクジェットヘッド１０５に供給される液体インク１０８は、顔料凝集体が除去された後の、顔料粒子が細かく均一に揃えられている液体インク１０８である。したがって、本実施の形態によれば、インクジェットヘッド１０５から液体インク１０８を安定して吐出させることができ、これにより、インクジェット記録を安定に行なうことが可能となる。
【００６５】
本実施の形態において、液体インク１０８をダンパタンク１５７に貯蔵することは、顔料凝集体の除去作業を良好に実行するというもう一つの技術的意義を有している。つまり、遠心分離部２０１において液体インク１０８から顔料凝集体を遠心分離するには、遠心分離部２０１の遠心分離空間ＣＳＳで遠心分離される液体インク１０８の量が最適値に設定されていなければならない。そのためには、第１のポンプ１５３の作動に従い遠心分離部２０１の遠心分離空間ＣＳＳに供給される液体インク１０８の流量が、ある範囲に収まっている必要がある。これは、先にも述べたストークスの式より、顔料凝集体の分離速度はある範囲に限定されるからである。つまり、効率よく顔料凝集体を液体インク１０８から分離するには、構造（遠心半径）が確定している遠心分離部２０１を用い、決まった流量（液体インク流量）のもと、安定に分離動作を行なう必要がある。この場合、流量をある範囲以上にすると、本来的に取り除くべき顔料凝集体を分離しきれないなどの問題が生じ、これに対して、流量をある範囲以下にした場合には、過剰に顔料を分離してしまい、本来的に必要な粒径の顔料粒子までをも分離除去してしまうなどの弊害が生じる。これが、第１のポンプ１５３の作動に従い遠心分離部２０１の遠心分離空間ＣＳＳに供給される液体インク１０８の流量をある範囲に収めなければならない理由である。
【００６６】
このようなことを前提として、遠心分離部２０１によって顔料凝集体を遠心分離した液体インク１０８をダンパタンク１５７に一時貯蔵せず、直接的にインクジェットヘッド１０５に供給する場合を想定する。この場合、液体インク１０８の吐出動作に伴いインクジェットヘッド１０５において液体インク１０８が消費されると、遠心分離空間ＣＳＳで液体インク１０８を遠心分離しながら液体インク１０８をインクジェットヘッド１０５に供給することになる。ところが、インクジェットヘッド１０５における液体インク１０８の消費量は、印刷動作の都度、大きく変動してしまう。インクジェットヘッド１０５での液体インク１０８の消費量は、印字幅、印字速度、印字率等の各種の要因によって大きく変動するからである。このため、遠心分離空間ＣＳＳで液体インク１０８を遠心分離しながら液体インク１０８をインクジェットヘッド１０５に直接的に供給するという前提の下では、第１のポンプ１５３の作動に従い遠心分離部２０１の遠心分離空間ＣＳＳに供給される液体インク１０８の流量が一定であるとすると、遠心分離空間ＣＳＳで遠心分離される液体インク１０８の量がその都度変動することになる。その結果、液体インク１０８に含まれる顔料凝視体を良好に除去することができなくなる。
【００６７】
これに対して、本実施の形態では、液体インク１０８をダンパタンク１５７に一旦貯蔵し、インクジェットヘッド１０５において液体インク１０８が消費されると、ダンパタンク１５７に貯蔵された液体インク１０８をインクジェットヘッド１０５に供給する。このため、第１のポンプ１５３を駆動制御するだけで、遠心分離空間ＣＳＳで遠心分離する液体インク１０８の量を常に一定に保つことが可能となる。その結果、液体インク１０８に含まれる顔料凝視体を良好に除去することができる。
【００６８】
さらに、遠心分離部２０１よりも液体インク１０８の流通経路下流側に位置させて、脱泡又は脱気手段（図示せず）を設けることで、遠心分離部２０１では除去できない気泡などをさらに効率よく除去することができる。これにより、より吐出性能に優れたインクジェット記録装置１０１を提供することができる。
【００６９】
なお、遠心分離空間ＣＳＳの内容量Ｖ（ｍｌ）は１０００＜Ｖ＜３０００の範囲、遠心半径ｒ（ｃｍ）は５＜ｒ＜１５の範囲が実用的である。
【００７０】
３．第１の実施の形態及び第２の実施の形態に共通な事項
以上説明した本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態は、いずれも、インクジェット記録装置１０１として単色印刷を行うインクジェットプリンタへの適用例を示した。これに対して、実施に際しては、２色以上の多色印刷、例えばフルカラー印刷を行うインクジェットプリンタに適用しても良く、あるいは、複写機等のようなプリンタ以外の画像形成装置に適用しても良い。
【００７１】
また、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態は、いずれも、ライン型のインクジェット記録装置１０１への適用例である。ライン型のインクジェット記録装置１０１は、静止しているインクジェットヘッド１０５に対して記録媒体１０２を搬送移動させながら印刷を行う。これに対して、静止している記録媒体１０２に対してインクジェットヘッド１０５を移動させながら印刷を行うシリアル型のインクジェット記録装置１０１に適用しても良い。
【実施例】
【００７２】
以下、参考例の実例と第２の実施例とを説明する。参考例の実例は、参考例に対応する。第２の実施例は、第２の実施の形態に対応する。
【００７３】
１．参考例の実例
［実験条件］
この出願の発明者は、次のような条件で連続印字を行った。
【００７４】
顔料の平均粒径が約３５０ｎｍの液体インク１０８を用意し、インク容器１５１に充填した。液体インクの量は、３００ｍｌとした。液体インク１０８としては、エポキシモノマー系分散媒に対して、分散剤を介して顔料を分散させたものを使用した。顔料は、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １８０を使用した。超音波発信部１６２としては、株式会社日本精機製作所の超音波分散装置ＵＳ−３００Ｔ（出力：３００ｗ、周波数：１９．５±１ｋＨｚ、φ２６ｍｍチップ（超音波発信部））を用いた。
【００７５】
そして、液体インク１０８が含む顔料凝集体を再分散させるに際して、液体インク１０８を第１のポンプ１５３によって吸い上げ、超音波振動付与部１５５を通過させて超音波振動を付与し、ダンパタンク１５７に貯蔵した。このときの液体インク１０８の流量（流速）を、第１のポンプ１５３により調整した。実験では、液体インク１０８の流量として、１５ｍｌ／ｍｉｎ、３０ｍｌ／ｍｉｎ、６０ｍｌ／ｍｉｎ、１００ｍｌ／ｍｉｎ、１５０ｍｌ／ｍｉｎ、３００ｍｌ／ｍｉｎの６種類を試した。このような流量調整は、液体インク３００ｍｌの通過時間を、１ｍｉｎ、２ｍｉｎ、３ｍｉｎ、５ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎと可変して行った。
【００７６】
そして、ダンパタンク１５７に一時的に貯蔵した液体インク１０８を第２のポンプ１５８を動作させてインクジェットヘッド１０５に供給し、インク吐出動作を実行した。この際、第１の温度調節部１５６により液体インク１０８の温度を調節し、超音波振動付与部１５５を通過する液体インク１０８の温度条件を、２４±１℃、３５±１℃、５０±１℃と変えて、それぞれの条件でインクジェット吐出印字を行った。
【００７７】
［液体インク１０８の温度と流量とが吐出エラーに与える影響］
前述したように、超音波振動付与部１５５において液体インク１０８に超音波振動を付与し、これによって顔料凝視体を良好に再分散させるには、超音波発信部１６２によって液体インク１０８に与える超音波振動印加エネルギーの値が最適な設定されている必要がある。この際、液体インク１０８に印加される超音波振動印加エネルギーは、中間パイプ１６０において超音波発信部１６２の周辺を通過する液体インク１０８の流速によって変動することも前述した通りである。そこで、参考例の実例中、超音波発信部１６２によって液体インク１０８に与える超音波振動印加エネルギーの値を最適値に維持するためには、超音波発信部１６２の周辺を通過する液体インク１０８の流速を一定に維持しなければならない、と述べた。また、参考例の実例中、第１の温度調節部１５６によって液体インク１０８の温度を調節する技術的意義について言及した。これらの参考例の実例中で言及した事柄の根拠となる実験結果を次に説明する。
【００７８】
表２〜表４に、液体インク１０８の通過時間・流量に対応して実験で得られた吐出エラー率を示す。吐出エラーは、ドット抜け頻度（％）として把握した。吐出性能は、ドット抜け頻度（％）が少ない方が良いことになる。表２は、液体インク１０８の温度条件を２４±１℃に設定した場合の結果を、表３は、液体インク１０８の温度条件を３５±１℃に設定した場合の結果を、表４は、液体インク１０８の温度条件を５０±１℃に設定した場合の結果を、それぞれ示している。
【００７９】
【表２】
【００８０】
【表３】
【００８１】
【表４】
【００８２】
また、図６のグラフは、超音波振動付与部１５５を通過する液体インク１０８の通過時間を横軸にとり吐出エラー率を縦軸にとった表２に対応するグラフである。図７のグラフは、超音波振動付与部１５５を通過する液体インク１０８の通過時間を横軸にとり吐出エラー率を縦軸にとった表３に対応するグラフである。図８のグラフは、超音波振動付与部１５５を通過する液体インク１０８の通過時間を横軸にとり吐出エラー率を縦軸にとった表４に対応するグラフである。
【００８３】
表２〜表４、図６〜図８のグラフから、液体インク１０８に超音波振動エネルギーを印加した場合の顔料凝集体の再分散効果は、液体インク１０８の温度により異なることが分かる。
【００８４】
液体インク１０８の温度が２４±１℃の場合は、流量が６０ｍｌ／ｍｉｎ辺り以下で吐出エラーが少なくなる。このときの液体インク１０８の単位量及び液体インク１０８に接触している超音波発信部１６２の表面の単位面積当りの超音波振動印加エネルギーは、約６．５J／ｃｍ２ ・ｍｌ以上となる。
【００８５】
液体インク１０８の温度が３５±１℃の場合は、流量が３０ｍｌ／ｍｉｎ辺り以上１００ｍｌ／ｍｉｎ辺り以下で吐出エラーが少なくなる。このときの液体インク１０８の単位量及び液体インク１０８に接触している超音波発信部１６２の表面の単位面積当りの超音波振動印加エネルギーは、約３．９〜約１３J／ｃｍ２ ・ｍｌとなる。
【００８６】
液体インク１０８の温度が５０±１℃の場合は、流量が３０ｍｌ／ｍｉｎ辺り以上１５０ｍｌ／ｍｉｎ辺り以下で吐出エラーが少なくなる。このときの液体インク１０８の単位量及び液体インク１０８に接触している超音波発信部１６２の表面の単位面積当りの超音波振動印加エネルギーは、約２．６〜約１３J／ｃｍ２ ・ｍｌとなる。
【００８７】
図９は、吐出エラーを最少化することができる超音波振動印加エネルギーの範囲と液体インク１０８の温度との関係を示すグラフである。図９のグラフでは、超音波振動印加エネルギーを縦軸にとり、液体インク１０８の温度を横軸にとっている。図９のグラフからは、液体インク１０８の温度が高くなるとその流量が多くても顔料凝集体の再分散効果が生ずることが分かる。但し、液体インク１０８の温度が高い場合には、顔料凝集体の再分散効果が不安定になり易く、液体インク１０８を構成している材料にも悪影響を及ぼし易い。このことからすると、超音波振動付与部１５５は、できるだけ常温に近い温度でゆっくり超音波処理する方が望ましい。
【００８８】
なお、図９に例示する吐出エラーを最少化することができる範囲は、本参考例の実例での条件設定を前提とした結果であり、普遍的なものではない。
【００８９】
２．第２の実施例
［実験条件］
この出願の発明者は、次のような条件で連続印字を行った。
【００９０】
顔料の平均粒径が約１４１ｎｍの液体インク１０８を用意し、インク容器１５１に充填した。液体インクの量は、３０００ｍｌとした。遠心分離部２０１としては、例えば、アルファ・ラバル社製ＬＡＰＸ４０４やベックマン・コールター社製ＪＣＦ−Ｚなどを用いることができる。第２の実施例では、遠心分離部２０１として、遠心半径を１４．１ｃｍ、容量を１０００ｍｌのものを使用した。インク容器１５１に用意した液体インク１０８を、第１のポンプ１５３により吸い上げて遠心分離部２０１の遠心分離空間ＣＳＳに投入する。このときのインク流量は、第１のポンプ１５３により制御される。
【００９１】
実験では、流量（１０００ｍｌが通過する時間で規定する）と遠心力（遠心分離部２０１における回転体２０４の回転数）の条件を、
流 量：１００ｍｌ／ｍｉｎ
遠心力：１５０００Ｇ
として固定した。実験において、ペアリングディスクポンプ２１１を通って排出される液体インク１０８の温度を、液体インク１０８の流路中に取り付けた接触式の温度計（図示せず）によって測定した。測定した液体インク１０８の温度は、第２の温度調節部２５１によって一定の温度になるように制御した。ここでは、液体インク温度を３０±２℃（常温）になるように設定した。
【００９２】
［吐出エラーについての効果確認］
以上の条件で顔料凝集体を遠心分離して除去した液体インク１０８を用いてインクジェットヘッド１０５にインク吐出を行わせ、吐出エラーを測定したところ、遠心分離処理を行わなかった初期の液体インク１０８に比べ、遠心分離処理を行なった液体インク１０８の方が、吐出エラーが少ないことが確認された。具体的数値としては、遠心分離処理を行わなかった初期の液体インク１０８を用いた場合には吐出エラーが１２．２％であったものが、遠心分離処理を行なった液体インク１０８を用いた場合には吐出エラーが８．９％程度に改善された。
【００９３】
［液体インク１０８の流量が吐出エラーに与える影響］
表５に、遠心分離部２０１での液体インク１０８の通過時間・流量に対応して実験で得られた吐出エラー率を示す。吐出エラーは、ドット抜け頻度（％）として把握した。吐出性能は、ドット抜け頻度（％）が少ない方が良いことになる。
【００９４】
【表５】
【００９５】
また、図１０及び図１１のグラフは、遠心分離部２０１を通過する液体インク１０８の通過時間を横軸にとり吐出エラー率を縦軸にとった表５に対応するグラフである。図１０は液体インク１０８に与える遠心力を７５００Ｇとした場合の結果を、図１１は液体インク１０８に与える遠心力を１５０００Ｇとした場合の結果を、それぞれ示す。
【００９６】
表５、図１０、図１１のグラフから、液体インク１０８の最適な流量範囲が分かる。
【００９７】
表６は、液体インク１０８に与える遠心力と遠心分離部２０１での液体インク１０８の通過時間・流量との関係を示すグラフである。
【００９８】
【表６】
【００９９】
遠心力が２５００Ｇより小さい範囲では、遠心力による液体インク中の顔料凝集体の分離効果が少なくなる。その反面、遠心力が４００００Ｇを越える範囲では、遠心分離部２０１の精度を上げたり、高速回転させたりする必要が生ずる。これは、装置のコストアップの原因となり、実用的ではない。
【符号の説明】
【０１００】
１０２ 記録媒体、１０５ インクジェットヘッド、１０６ 光照射部（ＵＶ照射光源）、１０８ 液体インク、１５５ 超音波振動付与部、１５６ 第１の温度調節部、１５７ インク貯留部（ダンパタンク）、１５８ インク供給部（第２のポンプ）、２０１ 遠心分離部、２５１ 第２の温度調節部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０１】
【特許文献１】特開平４−２１６９４０号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散媒体中に顔料を分散させた液体インクを用いて記録媒体上にインクジェットヘッドにより印字を行うインクジェット記録装置であって、
前記液体インクに遠心力を付与して前記液体インク中に分散されている顔料凝集体を遠心分離する遠心分離部と、
前記遠心分離部によって前記顔料凝集体が遠心分離された後の前記液体インクを貯留するインク貯留部と、
前記インク貯留部に貯留された前記液体インクを前記インクジェットヘッドに供給するインク供給部と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記インク貯留部に貯留される前の前記液体インクに対して脱気を施す脱気部を備えることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記遠心分離部を通過する前記液体インクの温度を調節する温度調節部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記インクジェットヘッドから吐出されて前記記録媒体に付着した後の前記液体インクに光を照射する光照射部を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記液体インクとして、
酸の存在下で重合する少なくとも１種の溶媒と、
前記溶媒中に溶解し、光照射により酸を発生する光酸発生剤と、
前記溶媒中に溶解又は分散した色成分と、
を含む前記液体インクが用いられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載のインクジェット記録装置。
【請求項１】
分散媒体中に顔料を分散させた液体インクを用いて記録媒体上にインクジェットヘッドにより印字を行うインクジェット記録装置であって、
前記液体インクに遠心力を付与して前記液体インク中に分散されている顔料凝集体を遠心分離する遠心分離部と、
前記遠心分離部によって前記顔料凝集体が遠心分離された後の前記液体インクを貯留するインク貯留部と、
前記インク貯留部に貯留された前記液体インクを前記インクジェットヘッドに供給するインク供給部と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記インク貯留部に貯留される前の前記液体インクに対して脱気を施す脱気部を備えることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記遠心分離部を通過する前記液体インクの温度を調節する温度調節部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記インクジェットヘッドから吐出されて前記記録媒体に付着した後の前記液体インクに光を照射する光照射部を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記液体インクとして、
酸の存在下で重合する少なくとも１種の溶媒と、
前記溶媒中に溶解し、光照射により酸を発生する光酸発生剤と、
前記溶媒中に溶解又は分散した色成分と、
を含む前記液体インクが用いられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載のインクジェット記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１６７７８４（Ｐ２０１０−１６７７８４Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１４９７（Ｐ２０１０−２１４９７）
【出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【分割の表示】特願２００４−１４２０６１（Ｐ２００４−１４２０６１）の分割
【原出願日】平成１６年５月１２日（２００４．５．１２）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【分割の表示】特願２００４−１４２０６１（Ｐ２００４−１４２０６１）の分割
【原出願日】平成１６年５月１２日（２００４．５．１２）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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