(57)【要約】【課題】  記録品質の劣化が生じないようにインク吐出口面をクリーニングすることができるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】  複数のノズル列を有し、それぞれのノズル列に対応して異なる色の顔料インクを吐出する吐出口面を備えるインクジェットヘッドと、吐出口面をクリーニングするブレードと、を備え、ブレードは、クリーニングするノズル列に応じてワイピング強度を異ならせる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口から顔料インクを吐出するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの吐出口面をクリーニングするブレードと、
を備えるインクジェット記録装置において、
前記ブレードによる前記吐出口面のクリーニングは、前記吐出口面のＥＳＣＡによる表面分析で測定されるフッ素存在比率が初期値の７０％以下にならないことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
パーフルオロアルキル基を構造中に含むインク吐出口面を有し吐出口から顔料インクを吐出するインクジェットヘッドと、
前記吐出口面をクリーニングするブレードと、
を備えるインクジェット記録装置であって、
前記ブレードによる前記吐出口面のクリーニングは、前記吐出口面のＴＯＦ−ＳＩＭＳによる表面分析のＣＦ３＋イオンイメージにおいてＣＦ３＋イオンが偏在をきたさないことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
複数のノズル列を有し、それぞれのノズル列に対応して異なる色の顔料インクを吐出する吐出口面を備えるインクジェットヘッドと、
前記吐出口面をクリーニングするブレードと、
を備えるインクジェット記録装置において、
前記ブレードは、クリーニングするノズル列に応じてワイピング強度を異ならせることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記吐出口面は撥水性を有することを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記インクジェットヘッドは、顔料ブラックインクを吐出するノズル列と、顔料マゼンタインクを吐出するノズル列と、を有し、
前記顔料ブラックインクを吐出するノズル列をクリーニングするブレードのワイピング強度は、前記顔料マゼンタインクを吐出するノズル列をクリーニングするブレードのワイピング強度よりも小さいことを特徴とする請求項３または４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記顔料ブラックインクを吐出するノズル列をクリーニングするブレードの厚みは、前記顔料マゼンタインクを吐出するノズル列をクリーニングするブレードの厚みよりも小さいことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記顔料ブラックインクを吐出するノズル列をクリーニングするブレードの厚みは０．５ｍｍであり、前記顔料マゼンタインクを吐出するノズル列をクリーニングするブレードの厚みは１．０ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドから被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関し、特に記録ヘッドの吐出口面をワイピングするワイパーの構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インクジェット記録装置では、ゴム等の柔軟性を有する部材で形成されたワイパーにより記録ヘッドの吐出口面をワイピングして、吐出口面に付着したインクや紙粉を除去する構成を備えていた。
【０００３】
特許文献１には、複数色のインクを吐出するインク吐出面のクリーニング方法として、クリーニングブレードが各色に対応するように切込みにより分割した構造が記載されている。また、クリーニング時に各色のインクが移動することを阻止し、インクの混色を抑制する目的で、クリーニングブレードに切込みを入れて対応するように構成する必要があると記載されている。
【０００４】
特許文献２には、染料インクを吐出するインク吐出口面の拭き取り力に対して、顔料インクを吐出するインク吐出口面の拭き取り力を強くする構成が記載されている。また、顔料インクを吐出するインク吐出口面を拭き取るワイパーブレードは、染料インクを吐出するインク吐出口面拭き取るワイパーブレードに比べて、ワイパーブレードを偏らせる板バネのバネ定数が大きくなるように板バネの幅を大きくすることが記載されている。顔料インクは染料インクに比べて溶解性が低いため、顔料インクはインク吐出口面上にインクの固まりが生じやすい。そこで、顔料インクを吐出するインク吐出口面は、染料インクを吐出するインク吐出口面よりも強く拭き取る必要性があることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−７１９０４号公報
【特許文献２】特開平７−２７６６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のクリーニング方法は、インクの種類に応じてクリーニングブレードの切込み量を変化させることでクリーニングブレードの吐出口面への当接量を制御している。しかしながら、特許文献１に記載のクリーニング方法は、カラーインクを吐出する記録ヘッドへの手法として記載されている。特許文献１には、染料インクを吐出する吐出口面に比べて顔料インクを吐出する吐出口面に対して具体的にどれくらいの当接力でワイピングするかについては開示されていない。
【０００７】
特許文献２には、染料インクを吐出する吐出口面の拭き取り力に対して顔料インクを吐出する吐出口面の拭き取り力を大きくすることは記載されている。しかしながら、特許文献２に記載のワイピング方法では、ある種の顔料インクの吐出口面において、インク吐出口面の表面状態を劣化させてしまうおそれがある。特にインク吐出口面が撥液処理を有する場合は劣化が顕著であり、インク吐出口面にインク溜りがけいせいされてインク吐出方向が曲がるという問題があった。特許文献２に記載されているように、一般的に顔料インクは染料インクに比べてインク吐出口面上で固まりやすい。そのため、従来のワイピング方式では、顔料インクの吐出口面を染料インクの吐出口面よりも強く拭き、かつ、顔料インクの吐出口面はすべての色に対して同一強度のワイパーブレードでインク吐出口面の拭き取りを行っていた。
【０００８】
ここで、一例として、顔料ブラックのインク吐出口面と顔料マゼンタのインク吐出口面を、厚さｔ＝０．５ｍｍのワイパーブレード及びｔ＝１．０ｍｍのワイパーブレードを用いて拭き取りの耐久試験を行った。ここで、ｔ＝１．０ｍｍのワイパーブレードはインク吐出口面への当たり強度が相対的に強く、ｔ＝０．５ｍｍのワイパーブレードはインク吐出口面への当たり強度が相対的に低い。
【０００９】
図４に、顔料マゼンタのインク吐出口面に対して、２種類の厚みのワイパーブレードを用いて拭き取りの耐久試験を行った後のインク吐出口面の光学顕微鏡による観察結果を示す。図４−１は、ｔ＝０．５ｍｍのワイパーブレードを用いて拭き取りの耐久試験を行った後のインク吐出口面の観察結果である。この実験では、ワイピング強度が弱いため、インク吐出口面に拭き取れなかった顔料インクが固着しており、インク吐出に影響を及ぼす結果となった。図４−２は、ｔ＝１．０ｍｍのワイパーブレードを用いて拭き取りの耐久試験を行った後のインク吐出口面の観察結果である。この実験では、ワイピング強度が強いため、インク吐出口面に顔料の固着はほとんど観察されず、インク吐出も良好である結果となった。
【００１０】
次に、顔料ブラックインクを吐出する吐出口面のＸ線光電子分光法（ＸＰＳ：Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、または、ＥＳＣＡ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ｆｏｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ、以下まとめてＥＳＣＡと表記する）による分析結果を示す。分析結果の一例として、耐久試験に用いたインク吐出口面の表面は、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、フッ素（Ｆ）、ケイ素（Ｓｉ）で構成される撥水材を有する材料で被覆されている。撥水性の評価は、フッ素（Ｆ）の元素割合によって行った。ＥＳＣＡ測定は検出角度６°で行っており、試料の最表層約１．０ｎｍ程度までの深さに存在する原子が検出していると考えられる。
【００１１】
図５に耐久試験後のインク吐出口面の元素割合を示す。ｔ＝０．５ｍｍのワイパーブレードで拭き取りの耐久試験を行った顔料ブラックインクの吐出口面表面のＦ存在比率は約２７［Ａｔｏｍ％］であり、耐久試験後でも撥水性を保っていると考えられる。一方、ｔ＝１．０ｍｍのワイパーブレードで拭き取り耐久試験を行った顔料ブラックインクの吐出口面表面のＦ存在比率は約１５［Ａｔｏｍ％］であり、耐久試験後には撥水性が低下していると考えられる。ＥＳＣＡの分析結果から、顔料ブラックインクの吐出口面に対しては、ワイピング強度を強くすると撥水性が劣化することが明らかになった。
【００１２】
飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ：Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ−Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）にて顔料ブラックインクの吐出口面表面を分析した結果も同様の傾向を示した。ＴＯＦ−ＳＩＭＳは、試料の最表層約１．０ｎｍ未満の深さ分解能である。
【００１３】
分析結果の一例として、耐久試験に用いたインク吐出口面の表面は、パーフルオロアルキル基を構造中にもつ撥水性を有する材料で被覆されている。耐久後の撥水性の評価は、ＣＦ３＋イオンの検出強度、詳細にはイオンイメージングの分布状態によって評価を行った。図６に耐久試験後のインク吐出口面のＣＦ３＋イオンイメージングを示す。イオンイメージは検出強度が高いほど輝度が高く観察され、ＣＦ３＋イオンが面内に均一に観測されるほど撥水性を有する。
【００１４】
図６−１は、ｔ＝０．５ｍｍのワイパーブレードで拭き取りの耐久試験を行った後のＣＦ３＋イオンイメージングである。ワイピング強度が弱い場合、顔料ブラックインクの吐出口面表面はＣＦ３＋イオンが均一に分布しており、耐久試験後も撥水性を保っていると考えられる。図６−２は、ｔ＝１．０ｍｍのワイパーブレードで拭き取りの耐久試験を行った後のＣＦ３＋イオンイメージングである。ワイピング強度が強い場合、顔料ブラックインクの吐出口表面はＣＦ３＋イオンが不均一に偏在しており、耐久試験後に撥水性が低下していると考えられる。ＴＯＦ−ＳＩＭＳの分析結果からも、顔料ブラックインクの吐出口面に対するワイピング強度を強くすると吐出口面の撥水性が劣化することが確認された。
【００１５】
すなわち、特許文献２に記載の発明のように、異なる色の顔料インクの吐出口面を同一強度のワイパーブレードにより拭き取りを行った場合、顔料インクが吐出口面に固着したり、ノズル周囲の表面状態（撥水性）が劣化するという問題が発生する。
【００１６】
このような事情に鑑みて、本発明の目的は、記録品質の劣化が生じないようにインク吐出口面をクリーニングすることができるインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、上記目的を達成するため、吐出口から顔料インクを吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドの吐出口面をクリーニングするブレードと、を備えるインクジェット記録装置において、前記ブレードによる前記吐出口面のクリーニングは、前記吐出口面のＥＳＣＡによる表面分析で測定されるフッ素存在比率が初期値の７０％以下にならないことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、パーフルオロアルキル基を構造中に含むインク吐出口面を有し吐出口から顔料インクを吐出するインクジェットヘッドと、前記吐出口面をクリーニングするブレードと、を備えるインクジェット記録装置であって、前記ブレードによる前記吐出口面のクリーニングは、前記吐出口面のＴＯＦ−ＳＩＭＳによる表面分析のＣＦ３＋イオンイメージにおいてＣＦ３＋イオンが偏在をきたさないことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、複数のノズル列を有し、それぞれのノズル列に対応して異なる色の顔料インクを吐出する吐出口面を備えるインクジェットヘッドと、前記吐出口面をクリーニングするブレードと、を備えるインクジェット記録装置において、前記ブレードは、クリーニングするノズル列に応じてワイピング強度を異ならせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、記録品質の劣化が生じないようにインク吐出口面をクリーニングすることができるインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のインクジェット記録装置において、ワイピング動作を説明する斜視図である。
【図２】本発明のインクジェット記録装置において、ワイピング動作を説明する側面図である。
【図３】本発明のブレードユニットを説明する斜視図である。
【図４】顔料マゼンタインクの吐出口面に対して耐久試験を行った後の吐出口面の観察結果である。
【図５】顔料ブラックインクの吐出口面に対して耐久試験を行った後の吐出口面のＥＳＣＡ分析結果である。
【図６】顔料ブラックインクの吐出口面に対して耐久試験を行った後の吐出口面のＴＯＦ−ＳＩＭＳ分析結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置において、ワイピング動作を説明する斜視図である。図２は、本発明のインクジェット記録装置において、ワイピング動作を説明する側面図である。
【００２４】
図１において、インクジェット記録ヘッド１は不図示のキャリッジに搭載されて往復移動する。インクジェット記録ヘッド１は被記録媒体と対向するようにインク吐出口面４を備えている。インク吐出口面４には、同一色のインクを吐出するノズル２がキャリッジの移動方向と交差する方向に配列されたノズル列３が複数色形成されている。インク吐出口面４の周囲はヘッド表面５である。図２に示すクリーニング機構が、記録領域から外れた位置に配されている。図２において、ブレードユニットは、キャリッジの移動方向と交差する方向に移動する。
【００２５】
図３は、本発明のブレードユニットを説明する斜視図である。図３において、ａ及びｂはインク吐出口面４をクリーニングするブレードである。ｃは強度が弱い第１のブレードａを補強するための支持体である。ｄはヘッド表面用のブレードである。第１のブレードａは、相対的にワイピング強度が弱く、顔料ブラックインクを吐出する吐出口列を含む吐出口面を清掃する。第２のブレードｂは、相対的にワイピング強度が強く、顔料マゼンタインクを吐出する吐出口列を含む吐出口面を清掃する。ここで、顔料ブラックインクはカーボンブラックを含み、顔料マゼンタインクはジメチルキナクリドンを含む。
【００２６】
本実施形態では、ブレードの強度を変えるためにブレードの厚みを変更している。第１のブレードａは、ブレードの厚みをｔ＝０．５ｍｍとしている。第２のブレードｂは、ブレードの厚みをｔ＝１．０ｍｍとしている。ブレードの厚みを変更するのではなく、ブレードの長さを変更することによりブレードの強度を変えてもよい。
【００２７】
このように、顔料の特性に応じてブレードの強度を変えることによりインク吐出口面の表面状態の劣化を軽減し、かつ顔料の固着を抑制して、インク吐出口面をクリーニングすることが可能となる。
【００２８】
本発明の実施に好適なクリーニング手段としては、クリーニング後のＥＳＣＡによる表面分析でのインク吐出口面のＦ（フッ素）存在比率が、クリーニング前の初期値に対して７０％以下にならないようにすることが望ましい。Ｆ存在比率が初期値の７０％以下になると、インク吐出口面は十分な撥水性が得られず、インク吐出口面にインク溜りが形成されてインク吐出方向に乱れが生じる。ここで、インク吐出口面表面は、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、フッ素（Ｆ）、ケイ素（Ｓｉ）で構成される撥水性を有する材料で被覆されている。
【００２９】
顔料ブラックインクの吐出口面の耐久試験後の吐出口面の元素割合の評価には、ＥＳＣＡ（Ｑｕａｎｔｕｍ２０００−アルバック・ファイ製）を使用した。励起源はモノクロＡｌＫα（１４８６．６ｅＶ）１５ＫＶ−２５Ｗである。分析領域は約１００μｍΦである。測定中の装置内圧力は５×１０−９Ｔｏｒｒ以下である。ナロースペクトル測定はＰａｓｓ  ｅｎｅｒｇｙ＝５８．７ｅＶである。
【００３０】
顔料ブラックインクの吐出口面の耐久試験後の吐出口面の分析には、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（Ｔｒｉｆｔ  IV特−アルバック・ファイ製）を使用した。１次イオン種はＡｕ＋イオン３０ＫＶである。分析領域は約４００μｍである。２次イオン極性は正である。バンチングは無しである。測定中の装置内圧力は５×１０−９Ｔｏｒｒ以下である。
【００３１】
ＥＳＣＡ及びＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いたインク吐出口面の表面分析、および、インク吐出口面の光学顕微鏡観察から、顔料インクの種類やワイピング強度によってインク吐出口面の表面状態に影響を与えることが明らかになった。本発明では、インク吐出口面をクリーニングするブレードのワイピング強度（ブレードの厚さ）を顔料インクの種類によって変えることで、インク吐出口面の表面状態の劣化を軽減し、顔料の固着を抑制して、インク吐出口面をクリーニングすることが可能となる。顔料ブラックを含むインクのようにインク吐出口面の表面状態（撥水処理）を劣化させるインクでは、ワイピング強度を弱くすることでインク吐出口面の表面状態（撥水処理）の劣化を軽減しながらもインク吐出口面をクリーニングすることが可能となる。また、顔料マゼンタを含むインクのようにインク吐出口面に顔料が固着しやすいインクでは、顔料の固着を抑制しながらインク吐出口面をクリーニングすることが可能となる。
【００３２】
本発明は、吐出口から顔料インクを吐出するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドの吐出口面をクリーニングするブレードと、を備えるインクジェット記録装置に関する。そして、ブレードによる吐出口面のクリーニングは、吐出口面のＥＳＣＡによる表面部席で測定されるフッ素存在比率が７０％以下である。
【００３３】
また、本発明は、パーフルオロアルキル基を構造中に含むインク吐出口面を有し吐出口から顔料インクを吐出するインクジェットヘッドと、吐出口面をクリーニングするブレードと、を備えるインクジェット記録装置に関する。そして、ブレードによる吐出口面のクリーニングは、吐出口面のＴＯＦ−ＳＩＭＳによる表面分析のＣＦ３＋イオンイメージにおいてＣＦ３＋イオンが偏在をきたさない。
【００３４】
また、本発明は、複数のノズル列を有し、それぞれのノズル列に対応して異なる色の顔料インクを吐出する吐出口面を備えるインクジェットヘッドと、吐出口面をクリーニングするブレードと、を備えるインクジェット記録装置に関する。そして、ブレードは、クリーニングするノズル列に応じてワイピング強度を異ならせる。
【符号の説明】
【００３５】
１  インクジェット記録ヘッド
２  ノズル
３  ノズル列
４  インク吐出口面
５  ヘッド表面
ａ  第１のブレード
ｂ  第２のブレード
ｃ  支持体
ｄ  ヘッド表面用のブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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