(57)【要約】【課題】吐出口面の状態を常にインクに適した状態とすることができる（染料ならば撥水性、顔料ならば親水性）。【解決手段】流通ヘッド内、あるいはインクタンク内に記録インクとは異なる液体を有し、この液体は親水性の高い液体であって、撥水の吐出口面を濡らした後、ワイパーにて払拭することで、吐出口面の状態を変え親水性とし、顔料インクに適する状態にする。なおこの逆も可で親水ヘッドを撥水ヘッドに変えても良い。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドから記録インクを吐出させて被記録媒体に記録を行う第１の工程と、
該第１の工程に先立って、前記記録ヘッドから前記記録インクとは異なる成分を有する液体を排出させる第２の工程と、
該第２の工程を実行した後に、前記記録ヘッドの吐出口面を払拭する第３の工程と、
前記第３の工程を実行した後に、前記液体を完全に排出し、記録に用いるインクを記録ヘッド内に送り込むための第４の工程を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記液体は、インクを保持するインクタンク内に充填されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記液体は、流通形態の記録ヘッドに充填されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記第２の工程と前記第３の工程を行うことによって、記録ヘッドの吐出口面の濡れ性を変化させることを特徴とする請求項１乃至３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記記録インクよりも、前記記録インクとは異なる成分を有する液体のほうが、表面張力が低い、または親水性が高いことを特徴とする請求項１乃至４のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記記録インクとは異なる液体は樹脂、または顔料を含有していることを特徴とする請求項１乃至５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記第２の工程と第３の工程とを複数回繰り返すことを特徴とする請求項１乃至６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記第３の払拭の工程を行うにあたって、記録ヘッドの温度を上げてから払拭することを特徴とする請求項１乃至７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記払拭するための手段は弾性体、または多孔質体のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至８に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記払拭時の記録ヘッドへの当接圧は、通常の画像印字動作中の所望のタイミングにて行われる払拭時の当接圧よりも高いことを特徴とする請求項１乃至９に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
前記インクジェット記録装置は染料インクまたは顔料インクを用いた記録が可能な共用機であって、本体にセットされたインクに応じて、前記第２および第３の工程を行うもしくは行わないようにしたことを特徴とする請求項１乃至１０に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記記録ヘッドは第２、第３の工程を行わない場合はその吐出口面が撥水性を有し、行った場合は親水性を有するようにしたことを特徴とする請求項１乃至１１記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録装置に関し、特には顔料インクを用いたインクジェット記録装置に関するものである。さらには染料インク、顔料インク共用機に関する。特には大判インクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェット記録方法を利用したプリンタやファクシミリ、複写機等のインクジェット記録装置が急速に市場に拡大している。
【０００３】
インクジェット記録方法に用いるインクは水性染料を用いたものが主流であるが、染料インクは耐水性や耐光性、耐ガス性といったいわゆる耐候性が不十分である。耐候性が不十分な場合、記録物の色味が変化してしまいという致命的な問題となる。最近では染料が改良され屋内等の比較的好条件では耐候性が向上しているものの、特に屋外掲示用の印刷物には使用できないのが現状である。特に耐ガス性はラミネートを施せば改善されるものの耐光性については高価なＵＶ（紫外線）吸収能力のあるようなラミネートを施さないことには殆ど改善されない。
【０００４】
そこで近年、水性染料インクにかわり水性顔料インクが実用化されてきている。顔料インクは耐候性に優れているために屋外掲示用の印刷物としては特に適しているので、大判インクジェット記録装置等の出力物として多く用いられ始めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常、染料インクは染料を水溶液中に溶解させているが、顔料インクは、そもそも顔料粒子は親水性ではなく疎水性であるために、水には溶解しない。そこで水溶性を付与するために顔料粒子に樹脂や活性剤等を吸着させ顔料分散体として親水性を与え、水溶液中に分散させている。あるいは顔料粒子の構造自体の末端に親水基を持たせることで水溶液中に自己分散させている。
【０００６】
そして顔料そのものが疎水性であるため、染料インクと比較して、記録ヘッドから顔料インクを吐出させたときに吐出口面が顔料インクでヌレやすくなってしまう性質を持っている。また前述した樹脂を用いて顔料を分散させている、いわゆる樹脂分散系の顔料インクでは、顔料とともに樹脂も吐出口面を濡らし易いので一層顕著である。
【０００７】
吐出口面がヌレるとインクの吐出する方向性が安定しなくなり、インクが被記録媒体上に着弾する位置精度が悪くなり画像品位が低下する。
【０００８】
このような問題に対して、記録ヘッドの吐出口面に顔料インクを弾くいわゆる撥水処理を施した記録ヘッドを用いれば、初期は吐出の方向性は安定するが、基本的にヌレやすいインクであるために、徐々に撥水性が劣化し吐出の方向性は不安定となる。あるいは記録ヘッドの吐出特性維持のために行なわれるワイピングによっても、結果的にヌレやすい顔料インクを吐出口面に広げてしまうためその撥水性は劣化していき、画像品位の劣化を生じてしまう。
【０００９】
言い換えれば、水を弾く撥水面を有する記録ヘッドにて顔料インクを用いたとしても、初期は良好でも、撥水面が顔料インクにより部分的に濡れてしまい不均一な濡れが生じ、吐出時の吐出口周辺の濡れインクにより吐出されるべきインクが引っ張られてしまい吐出の方向性が定まらなくなるのである。
【００１０】
そのため例えば特開平１１−３３４０７４号公報に示されるように顔料インク用のヘッドとしては吐出口周辺のみを最初から親水化したようなヘッドが提案されている。
【００１１】
しかしながら吐出口面の撥水性、または親水性等の性質は長期間維持できるものではなく、経時的に劣化していく。例えば特開平１１−３３４０７４号公報に示されるＵＶ／Ｏ３処理は、処理直後は親水性を有するが時間と共にその親水の程度が変化してしまうことがある。
【００１２】
そのため好ましくはヘッドを使用開始する直前に撥水もしくは親水の皮膜を吐出口面に形成することが望ましいが、従来技術ではこのような技術はなかった。
【００１３】
また顔料インクは耐候性が必要とされる用途に関しては注目されてきているが、いわゆるホームユースのインクジェットプリンタにおいては染料インクが主流であり、また一方顔料インクが求められている大判インクジェットプリンタはそもそもその設置台数が、圧倒的に通常の小判（Ａ４サイズ程度が印字可能な）プリンタよりも少なく、そのため顔料用に特別なヘッドを少量、生産・流通させる場合、そのコストが染料用のインクのヘッドよりも非常に高価なものとなってしまうという問題もあった。
【００１４】
また顔料インクが普及し始めている大判インクジェットプリンタの分野においても、実際には染料と、顔料の使い分けが求められている。例えば１台のプリンタにて、屋内用途のＰＯＰ等をプリントする場合は耐光性はそれほど必要ではなく発色性が重要であるため染料インクを用い、逆に屋外用途のポスター等のプリントには発色性以上に耐光性が必須であるので顔料インクを用いるという場合がある。このような場合にユーザーが顔料用のヘッドと染料用のヘッドを別々にあらかじめ購入しておいて、その使用目的にあわせてヘッドを交換するのはヘッドの管理・交換の手間という点でユーザーの負荷となってしまうという問題もあった。
【００１５】
そこで、本発明は前記した問題点を改良し、インクによらず吐出口面の状態を常にインクに適した状態とすることができ、結果として吐出方向を安定化でき長期にわたって高品位な画像を出力できるインクジェット記録方法を提供するものである。
【００１６】
さらには顔料用のヘッドというような特別なヘッドを用意するのではなく、染料用のヘッドとして一種類のヘッドを生産・流通させ、当然ユーザーにも一種類のヘッドを提供し、本体のインクに応じて染料用途にも顔料用途にも変えることで、ヘッドのコストやユーザーの手間を減少させることを目的とする。あるいはその逆でも構わなく親水ヘッドを使用状況に応じて撥水ヘッドとするようにしても良い。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明では、記録ヘッドから記録インクを吐出させて被記録媒体に記録を行う第１の工程と、該第１の工程に先立って、前記記録ヘッドから前記記録インクとは異なる成分を有する液体を排出させる第２の工程と、該第２の工程を実行した後に、前記記録ヘッドの吐出口面を払拭する第３の工程と、前記第３の工程を実行した後に、前記液体を完全に排出し、記録に用いるインクを記録ヘッド内に送り込むための第４の工程を行うようにした。
【００１８】
このとき前記液体は、インクを保持するインクタンク内に充填されている、もしくは前記液体は、流通形態の記録ヘッドに充填されており、前記第２の工程と前記第３の工程を行うことによって、記録ヘッドの吐出口面の濡れ性を変化させるようにした。
【００１９】
さらには、前記記録インクよりも、前記記録インクとは異なる成分を有する液体のほうが、表面張力が低い、または親水性が高いようにすることで、吐出口面の状態を親水性へと変えることができる。
【００２０】
そして記録インクとは異なる液体は樹脂、または顔料を含有するようにして親水化させることもできる。
【００２１】
また前記第２の工程と第３の工程とを複数回繰り返してもよい。
【００２２】
さらに、前記第３の払拭の工程を行うにあたって、記録ヘッドの温度を上げてから払拭するようにしてもよい。
【００２３】
前記払拭するための手段は弾性体、または多孔質体のいずれかであることが好ましい。
【００２４】
前記払拭時の記録ヘッドへの当接圧は、通常の画像印字動作中の所望のタイミングにて行われる払拭時の当接圧よりも高くしてもよい。
【００２５】
前記インクジェット記録装置は染料インクまたは顔料インクを用いた記録が可能な共用機であって、本体にセットされたインクに応じて、前記第２および第３の工程を行うもしくは行わないようにしてもよく、第２、第３の工程を行わない場合はその吐出口面が撥水性を有し、行った場合は親水性を有するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置（以下、プリンタともいう）の要部の外観図である。このインクジェット記録装置は、いわゆるシリアルスキャン型の記録装置であり、被被記録媒体の搬送方向（副走査方向）に対して直交する方向（主走査方向）におけるインクジェット記録ヘッドの走査を伴って画像を記録する。
【００２７】
インクジェット記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドともいう）を搭載するキャリッジ１１と、キャリッジを主走査移動させるキャリッジモーター１２と、プリンタの図示しない制御部から電気信号を記録ヘッドに送るためのフレキシブルケーブル１３と、記録ヘッドの回復処理を行うための回復手段１４と、被記録材である記録紙を積層状態で蓄える給紙トレイ１５と、キャリッジの位置を光学式に読みとる光学位置センサ１６などを有する。このような構成を有するインクジェット記録装置はキャリッジ１１をシリアルスキャンさせ、記録ヘッドの吐出口（ノズル数）に対応した幅のプリントを行う一方、非プリント時に記録紙を所定量、間欠的に搬送する。
【００２８】
さらに回復手段１４を拡大した図２において、１４１は吸引および放置キャップであり、１４２は吐出回復時の吐出したインクを受ける吐出受け、１４３はフェイス面をワイピングするワイパーブレードで矢印の方向に移動しながらフェイス面をワイピングする。
【００２９】
インクは、インクタンク３（１色分しか図示していないが、通常４色以上のインクタンクを有する）から不図示のジョイントを経由して、記録ヘッドに供給される。インクタンクは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックのインクの収容部である。記録ヘッドは、キャリッジ１１と共に、シャフトに沿って主走査方向に移動する。
【００３０】
なお装置本体の定位置にインクタンク３を備え、チューブ等で這いまわして直接記録ヘッドにインクを供給するような構成にしてもよい。通常大判インクジェットプリンタはこのようなチューブ供給系を有している。しかし小型軽量化を図る上においては、図１のように、キャリッジ２にインクタンク３を小型化して搭載することが有効である。
【００３１】
図３は、この実施形態における電気的回路の全体構成を概略的に示す図である。
【００３２】
この実施形態における電気的回路は、主にキャリッジ基板３０１、メインＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）３０２、電源ユニット３０３等によって構成されている。ここで、前記電源ユニットは、メインＰＣＢ３０２と接続され、各種駆動電源を供給するものとなっている。また、キャリッジ基板３０１は、キャリッジ２（図１）に搭載されたプリント基板ユニットであり、コンタクトＦＰＣ３０４を通じて記録ヘッドとの信号の授受を行うインターフェースとして機能する他、キャリッジの移動に伴ってエンコーダセンサ３０５から出力されるパルス信号に基づき、エンコーダスケール３０６とエンコーダセンサ３０５との位置関係の変化を検出し、その出力信号をフレキシブルフラットケーブル（ＣＲＦＦＣ）３０７を通じてメインＰＣＢ３０２へと出力する。
【００３３】
さらに、メインＰＣＢはこの実施形態におけるインクジェット記録装置の各部の駆動制御を司るプリント基板ユニットであり、紙端検出センサ（ＰＥセンサ）３０８、ＡＳＦセンサ３０９、カバーセンサ３１０、パラレルインターフェース（パラレルＩ／Ｆ）３１１、リジュームキー３１２、ＬＥＤ３１３、電源キー３１４、ブザー３１５等に対するＩ／Ｏポートを基板上に有し、さらにＣＲモータ３１６、ＬＦモータ３１７、ＰＧモータ３１８と接続されてこれらの駆動を制御する他、ＰＧセンサ３１９、ＣＲＦＦＣ３０７、電源ユニット３０３との接続インターフェースを有する。
【００３４】
図４は、本実施形態の記録装置のメインＰＣＢのブロック図である。図において、４０１はＣＰＵであり、制御バスを通じてＲＯＭ４０２およびＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）４０３に接続され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従って、ＡＳＩＣの制御、電源キーからの入力信号４０４、及びリジュームキーからの入力信号４０５、カバー検出信号４０６の検知を行ない、さらにブザー信号（ＢＵＺ）によりブザー４０７を駆動する等、各種論理演算・条件判断等を行ない、記録ヘッド及びインクジェット記録装置の駆動制御を司る。また、ＣＰＵ４０１では、後述する前回の記録動作時から今回の記録動作時までの時間をソフト的に計測する機能を有する。
【００３５】
４０８はＣＲモータドライバであって、ＡＳＩＣ４０３からのＣＲモータ制御信号に従って、ＣＲモータ駆動信号を生成し、ＣＲモータ４０９を駆動する。４１０はＬＦ／ＰＧモータドライバであって、ＡＳＩＣ４０３からのパルスモータ制御信号（ＰＭ制御信号）に従ってＬＦモータ駆動信号を生成し、これによってＬＦモータ４１１を駆動すると共に、ＰＧモータ駆動信号を生成してＰＧモータ４１２を駆動する。
【００３６】
４１３は電源制御回路であり、ＡＳＩＣ４０３からの電源制御信号に従って発光素子を有する各センサ等への電源供給を制御する。パラレルＩ／Ｆ４１４は、ＡＳＩＣ４０３からのパラレルＩ／Ｆ信号を、外部に接続されるパラレルＩ／Ｆケーブルに伝達し、またパラレルＩ／Ｆケーブルの信号をＡＳＩＣ４０３に伝達する。
【００３７】
このＡＳＩＣ４０３は１チップの半導体集積回路であり、制御バスを通じてＣＰＵ４０１によって制御され、前述したＣＲモータ制御信号、ＰＭ制御信号、電源制御信号、ヘッド電源ＯＮ信号、及びモータ電源ＯＮ信号等を出力し、パラレルＩ／Ｆ４１４との信号の授受を行なう他、ＰＥセンサ４１５からのＰＥ検出信号、ＡＳＦセンサ４１６からのＡＳＦ検出信号、ＰＧセンサ４１７からのＰＧ検出信号の状態を検知して、その状態を表すデータを制御を通じてＣＰＵ４０１に伝達し、入力されたデータに基づきＣＰＵ４０１はＬＥＤ駆動信号の駆動を制御してＬＥＤ４１８の点滅を行なう。
【００３８】
次に上記記録装置で用いられる記録ヘッドと記録インクについて記す。
【００３９】
本発明で用いられる、インクジェット記録ヘッドは、例えば、ピエゾ素子等の電気機械変換体等を用いる記録ヘッドにも適用できるが、熱エネルギーを利用してインクを吐出する方式のインクジェット記録装置にも適用できる。かかる方式によれば、記録の高密度化、高精細化が達成できるからである。
【００４０】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うのが好ましい。この方式は、所謂オンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録手段（記録ヘッド）の熱作用面に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対一に対応し液体（インク）内の気泡を形成出来るので有効である。
【００４１】
この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行なわれるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、更に優れた記録を行うことができる。
【００４２】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても本発明は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであってもよい。
【００４３】
さらに、記録装置が記録できる被記録材（記録媒体）の最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対しても、本発明は有効に適用できる。そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。加えて、上例のようなシリアルタイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
【００４４】
また、本発明に記録装置の構成として設けられる記録ヘッドに対しての回復手段または予備的な補助手段等を付加することは、本発明の効果を一層安定化できるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対しての、前述のようなキャッピング手段、クリーニング手段、吸引回復手段の他に、加圧式の回復手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うために有効である。
【００４５】
また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数についても、例えば、単色のインクに対応して１個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対応して複数個数設けられるものであってもよい。すなわち、例えば、記録装置の記録モードとしては、黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか、いずれでもよいが、異なる色の複色カラー又は、混色によるフルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は有効である。
【００４６】
また本発明で用いることのできる顔料インクは、有機または無機顔料を用いた樹脂分散または界面活性剤分散あるいは自己分散等の顔料インクを用いることができる。
【００４７】
下記に一例として樹脂分散の顔料インクを示すが、インクに含有される個々の成分については下記の（イ）〜（ホ）のような組成物を含有し、またそれらの配合比率もそれぞれの組成物の説明中に記載されているようなインクであり、このようなインクを（リ）のように調整して、物性としては（ヌ）のような物性を持たせたものである。
【００４８】
（イ）水性キャリア媒体（Ａｑｕｅｏｕｓ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｍｅｄｉｕｍ）水性キャリア媒体は、水、あるいは水と少なくとも一種類の水溶性有機溶媒との混合物である。適当な混合物は、特定の用途に応じて選択されるもので、例えば所望の表面張力および粘性、選択された着色剤、インクの乾燥時間、さらにインクが印刷される被記録媒体の種類に応じて選択される。選択可能な水溶性有機溶媒の例は、米国特許第５，０８５，６９８号に開示されている。水と多価アルコール、例えばジエチレングリコールとの混合物が水溶性キャリア媒体として好ましい。もし水と水溶性溶媒との混合物を用いるならば、水溶性溶媒の含有量（すなわち、７０ないし５％）とのバランスから水の含有量を約３０ないし約９５％とする。さらに、水性キャリア媒体は選択された着色剤の種類に応じてインク組成物の全重量で７０ないし９９．８％を成す。好ましくは、水性キャリア媒体は、有機顔料が選択された場合は９４ないし９９．８％、無機顔料が選択された場合は７０ないし９９．８％を成す。
【００４９】
（ロ）着色剤（Ｃｏｌｏｒａｎｔｓ）
着色剤は、顔料分散（ｐｉｇｍｅｎｔ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）である。顔料分散は、顔料と樹脂重合体状分散体とからなる。
【００５０】
（ハ）顔料（Ｐｉｇｍｅｎｔｓ）
顔料は、幅広い範囲の有機顔料および無機顔料を単独で、あるいは組み合わせたものである。顔料の粒子は記録ヘッドの吐出口、直径が１０μｍないし５０μｍ内をインクが自由に流れるほどに十分に小さい。また、粒径はインクの寿命全体にわたって重要である顔料分散安定性に影響を与える。微粒子であることによって生ずるブラウン運動は、粒子の沈殿を防ぐことに貢献するであろう。また、小さな粒子を用いることで色の濃さを最大とすることが求められている。本発明に有用な粒径は、約０．００５μｍないし１５μｍ、好ましくは０．００５ないし０．５μｍ、さらに好ましくは０．０１μｍないし０．３μｍである。
【００５１】
選択された顔料を、乾燥した状態で、あるいは湿った状態（すなわち、圧縮した塊）で使用することができる。圧縮した塊の状態では、顔料はそれが乾燥した状態にある限りにおいて凝集しない。したがって、インクを調製するプロセスでの脱凝集を必要としてはいない。本発明を実施する上で使用される代表的な乾燥およびプレスケーク顔料は、１９９２年２月４日発行の米国特許第５，０８５，６９８号に開示されている。
【００５２】
金属または金属酸化物の微粒子もまた本発明を実施する上で使用することができる。例えば、金属および金属酸化物は磁気性のインクジェットインクを調製するのに適している。微粒子サイズの酸化物、例えばシリカ、アルミナ、二酸化チタン等を選択してもよい。さらに、微細金属粒子、例えば銅、鉄、スチール、アルミニウム、および合金を適当な用途に対して選択することができる。
【００５３】
有機顔料の場合、ほとんどのインクジェット印刷の用途に対してインク全体の重量でインクは約３０重量％の顔料を含むことができる。しかし、一般にはインク全体の重量で１ないし１５重量％、好ましくは約１ないし８重量％である。無機顔料を選択する場合、無機顔料は有機顔料に比べて比重が大きいので、有機顔料を用いるインクと比較して無機顔料を用いるインクは顔料含有率が高くなる傾向にあり、重量百分率で約５０％相当とすることができる。
【００５４】
（ニ）分散剤（Ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ）
界面活性剤にて、あるいは自己分散的に分散させる方法もあるがここでは樹脂分散剤について記す。
【００５５】
重合分散剤としては、ランダム重合体および構造重合分散剤、例えばブロック共重合体、枝分かれ重合体、またはグラフト重合体が挙げられる。重合体は、アニオン系、カチオン系、または非イオン系である。ランダム重合体は、構造重合体として着色剤分散を安定化させる効果を示さないので、好ましくはない。しかし、水安定性のための親水性部分と着色剤と相互作用するための疎水性部分との両方を有し、また分散安定性に貢献する平均分子量を有するランダム重合体は、本発明を実施する上で効果的に使用することができる。そのような重合分散剤は米国特許第４，５９７，７９４号に開示されている。
【００５６】
上記のようなブロック重合体は、ＡＢ、ＢＡＢ、およびＡＢＣ型構造である。疎水性のブロックと親水性のブロックとを有し、また分散安定性に貢献する均衡のとれたブロックサイズを有するブロック重合体は、本発明を実施する上で有利である。官能基を疎水性ブロック（着色剤が結合するブロック）に組み込むことができ、それによって分散安定性を改善するために重合分散剤と着色剤との間の特異的相互作用をよりいっそう強化される。これらの重合体の詳細は、米国特許第５，０８５，６９８号および第５，２７２，２０１号、さらに１９９３年８月２５日に発行された欧州特許出願第０    ５５６    ６４９    Ａ１号に開示されている。有用なグラフト重合体のいくつかは、米国特許第５，２３１，１３１号に開示されている。
【００５７】
重合体の量は、該重合体の構造、分子量、および他の特性、さらにインク組成物の他の成分に依存する。本発明を実施する上で選択される分散剤重合体の平均分子量は、４０，０００未満、好ましくは２０，０００未満、より好ましくは２，０００ないし１０，０００の範囲内である。
【００５８】
重合分散剤の含有量は、インク組成物の全重量にもとづいて０．１ないし２５重量％、好ましくは０．１ないし８重量％である。もし重合分散剤の含有量がこの範囲よりも高い場合、所望のインク粘度を維持するのが困難となろう。分散安定性は、十分な重合体が存在する場合、悪影響を受けるであろう。
【００５９】
（ホ）界面活性剤混合物（Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ  Ｍｉｘｔｕｒｅ）
界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、シロキサン界面活性剤、フッ素化界面活性剤等を用いることができる。界面活性剤混合物は、インク組成物の全重量にもとづいて０．５ないし５重量％、好ましくは１．０ないし３重量％の量で存在する。
【００６０】
（ヘ）インク配合物
インクの調製は、選択された不溶性の着色剤、例えば顔料および分散体を水性キャリア媒体に予混合し、続いて該着色剤を分散または脱凝集することによって行う。この工程は、水平小型ミル（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｍｉｎｉ  ｍｉｌｌ）、ボールミル（ｂａｌｌｍｉｌｌ）、磨砕機で行うことができる。あるいは、混合物を、水性キャリア媒体中の着色剤の均一分散体を作るために、少なくとも１００ｐｓｉの液圧で液体ジェットインタラクションチャンバーにある複数のノズルに通過させることで達成することができよう。
【００６１】
一般に、インクジェット用のインクは濃縮したかたちで作ることが望まれており、それによって製造プロセスおよび装置の効率を最大限にする。濃縮されたインクジェットインクは、インクジェットプリント装置で使用する際に適当な濃度に希釈される。希釈は、水および（または）適当な溶媒を添加することで行う。希釈することで、インクを特定の用途に合わせて所定の粘度、色、色調、飽和密度、およびプリント領域付着量に調製する。
【００６２】
（ト）インク物性
噴射速度、インク滴の分離長（ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｌｅｎｇｔｈ）、インク滴サイズ、流れ安定性がインクの表面張力および粘性によって著しく悪影響を受ける。インクジェットプリント装置で使用するのに適当な顔料系インクジェットインクは、約１５ｄｙｅ／ｃｍから約７０ｄｙｅ／ｃｍ、好ましくは１５ｄｙｅ／ｃｍから約３５ｄｙｎｅ／ｃｍの範囲内の表面張力を有するものでなければならない。許容できる粘度は２０ｃＰ以下であり、好ましくは約１．０ｃＰから約１５．０ｃＰまでの範囲内である。インクは、吐出状態の幅広い範囲に対応可能な物理的特性、すなわちサーマル式のインクジェットプリント装置の駆動電圧およびパルス幅、ドロップオンデマンド方式の装置またはコンティニュアス方式の装置のいずれか一方のピエゾ素子の駆動周期、さらにノズルの形状および寸法を有する。このような物理的特性は、種々のインクジェットプリンタ、例えばコンティニュアス、ピエゾ電気式ドロップオンデマンド、およびサーマルまたはバブルジェット（Ｒ）式ドロップオンデマンド、エアブラシ式、さらにバルブジェット式のプリンタＲが挙げられる。インクは長期間にわたる優れた保存安定性を有し、さらにインクジェット装置内で目詰まりを生ずることはない。紙、織物、フィルム等の被記録媒体へのインクの固定は、加熱することで重合体ラテックスを合体させることによって素早くかつ正確に実行することができる。
【００６３】
以下に上記記録装置本体と、記録ヘッドと、インクを用いて、本発明の具体的な実施形態例をあげてさらに詳しく説明する。
【００６４】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本実施例ではインクタンク内に、水性顔料インクである記録用のインクとは別に、異なる液体が充填されている。図５はそのようなインクタンクの構成図であり、図５を用いて第１の実施例を説明する。図５は図１中のインクタンク３と同じであるが、ここでは供給系として大判インクジェットプリンタにてしばしば用いられるチューブ供給系としているので、その構成は若干異なる。
【００６５】
図５（ａ）の流通形態のインクタンクにおいて、流通時はインクは弾性体３１によって漏出を防止されているが、本体にセットされた場合は本体のインク供給針が弾性体に刺さりこれを貫きここからインクを供給するための供給口３２を有する。タンク内には顔料インク３３と、これとは別に記録インクとは異なる液体３４の２種類が充填されている。これらのインクはフィルム等の膜３５によって互いに混ざり合わないようになっている。そしてまずユーザーがインクタンクをセットするが、このとき第１段階として図示しない本体の構成によって、インクタンクは本体のインク供給針３２が３４の液体を供給可能でき、かつ３３の記録インクの供給が不可能な位置にまで、セットされるようになっている。このような状態を図５（ｂ）に記す。実際には図５（ｂ）のようにインク供給針とは別のバッファー針を介して大気連通しているサブバッファーにつながるようになっている。液体３４の吸引時には、サブバッファーからエアーを液体３４内に取り込みながら、本体の吸引動作にて記録インクとは異なる液体３４を吸引する。液体３４がヘッドまで到達した後に、本体の払拭部材が吐出口面を払拭する。必要であればこの吸引と払拭の動作を繰り返し吐出口面の状態を変える。
【００６６】
例えばこの液体３４としては、樹脂分散系顔料インクの分散剤にも用いられることの多いスチレンアクリル樹脂を３％、溶剤としてエチレングリコールを１０％、グリセリンを１０％、固体成分としてトリメチロールプロパンを１０％、界面活性剤としてアセチレノールを１％、残りを純水にて調整した液体であり、表面張力が低くまた樹脂も含有しているので吐出口面を非常に濡らしやすい。
【００６７】
このような液体にて吐出口面を払拭することにより、吐出口面の状態を親水化することができるのである。
【００６８】
そして、所望の吐出口面の状態にしたあと、液体３４を完全に吸引してから、図示しない
記録装置の表示パネル等にて、ユーザーに対していったんインクタンクを押し込むように要求し、これに応じてユーザーがタンクを押し込むと、フィルム３５をインク供給針、バッファー針が共に突き破って（図５（ｃ））、インクタンクを元に戻すと実際に記録を行う顔料インク３３を供給することが可能な状態となる（図５（ｄ））。
【００６９】
そして先の工程で顔料インクに適した吐出口面すなわち親水化された吐出口面を、顔料インクの使用に先立って形成することができたので、吐出のヨレ等がなく、画像品位の良いさ状態にてプリントを行うことができる。さらにプリントを行い続けて、インクが切れたならば、上記と同様に再び吐出口面を親水化する処理が入るので、吐出口面の親水の状態もインクタンク交換と共にリニューアルされ常に顔料インクに適した状態を長期にわたって維持できるので、画像品位の劣化のないインクジェット記録装置を提供することができる。
【００７０】
（実施例２）
本実施例では、インクとは異なる液体は流通状態のヘッドに充填されていることが実施例１とは異なる。またこのヘッドは工場からの出荷時において染料インクに適した吐出口面の状態すなわち撥水な状態にその吐出口面を処理されている。
【００７１】
本実施例は染料顔料共用機で、以下に染料インクを用いていたのを顔料インクに交換したときの本体の動作を図６のシーケンス図を用いて説明する。
【００７２】
まずユーザーがインクを染料インクから顔料インクへと切り替えたときの動作を説明する。Ｓ１にてインクタンクの交換がなされ、このインクタンクには不図示のＥＥＰＲＯＭが装着されており、Ｓ２にて本体はセットされたインクの種類を読み取る。このときＳ３でインクがこれまで用いていたインクとは異なる場合（ここでは顔料インクの場合）、Ｓ４にて記録ヘッドの交換を促すメッセージが液晶等の表示パネルに表示される。なお記録ヘッドの交換を促すのは、記録ヘッドがこれまで用いていた染料インクの履歴を持っているため顔料インクを用いた時、その履歴によっては吐出が不安定となってしまうためである。ユーザーが指示に従って記録ヘッドを交換すると本体はＳ５にてヘッドが新規に交換されたことを認識し、構成図２中のキャップ１４１がヘッドに圧接され、吸引ポンプ１４４により吸引を開始する（Ｓ６）。最初に吸引されて記録ヘッドの吐出口面を通過していくのは当然チューブ内に残存している前のインクであり、ここでは染料インクである。このインクをＳ７にて吸引し終わって、さらに吸引を続けると、新規に交換されたヘッド内の液体がヘッドの吐出口面を通過していくようになる（Ｓ８）。ここでヘッド内にあらかじめ充填されているインクを吸引し終わる前に一旦、吸引を停止する（Ｓ９）。その後Ｓ１０にて構成図２中のワイパー１４３にて吐出口面を払拭する。このＳ８〜Ｓ１０を所定の回数繰り返す。ここで記録ヘッドには実施例１と同様な液体が充填されているので、排出しながら適宜吐出口面を払拭することで吐出口面の状態を撥水から親水へと変えることができる。
【００７３】
その後、所望の回数払拭したあとは、Ｓ１１にて記録ヘッド内の液体を完全に排出し、Ｓ１２にて記録インクを充填し、印字可能なスタンバイ状態となる。
【００７４】
一方、インクタンクの交換時に前回と同じインクがセットされた場合には、Ｓ３からＳ１１へ飛んで、Ｓ１０の吐出口面払拭を行わないので、初期の流通状態の撥水状態のままである。
【００７５】
このように、インクに応じて、濡れやすい液体での吐出口面の払拭を行うようにしたり行わないようにしたりすることで、インクに適したヘッドの吐出口面の状態を、実施例１と同様に、インク交換の度に作り出すことができ、長期にわたって吐出のヨレのない画像を提供することができる。
【００７６】
（その他の実施例）
他の実施例としては、払拭による吐出口面の状態を早期に変えるために、吐出口面の温度を常温よりも高くするようにしても良い。そのための手段は、周知の吐出しない程度のパルスをヘッドの吐出ヒーターに与える方法でもよいし、吐出ヒーターとは別にヘッドの保温ヒーターを設けそれを用いて温調しても良い。そうすることでヘッドの濡れ性を変えることが容易になり、インク交換時の吐出面の状態を変えるためのシーケンスが動作している時間を短くすることができる。
【００７７】
あるいは本体の払拭部材が吐出口面に接触する当接圧を通常よりも強めても、濡れ性の変化を促進することができる。
【００７８】
また他の実施例としては、記録インクとは異なる液体として上記では、特別に調整したインクを用いたが、通常顔料インクは濡れやすいため、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー等、いずれでもよいが、特に濡れやすいインクにて上記のような濡れ性を変えるシーケンスを動作させても良い。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明は吐出口面の状態を常にインクに適した状態とすることができるので、結果として吐出方向を安定化でき長期にわたって高品位な画像を出力できるという効果を有する。
【００８０】
また、顔料用のヘッドというような特別なヘッドを用意するのではなく、例えば染料用のヘッドとして撥水な吐出口面を有する一種類のヘッドを生産・流通させ、当然ユーザーにも一種類のヘッドを提供し、本体のインクとして顔料インクがセットされた場合にこれを検知し、記録インクとは異なる親水性の高い液体にて吐出口面を濡らした後、ワイパーにて吐出口面を払拭することで、吐出口面の状態を変え親水性とし、顔料インクに適する状態にすることによって、ユーザーが染料用、顔料用のヘッドを意識することがなくなり、結果としてヘッドのコストやユーザーの手間を減少させることができるという効果を有する。もちろん染料インクが用いられた場合においてはこのような親水化の処理を行わないことで、当初からの撥水吐出口面を用いる。
【００８１】
あるいは逆に親水な吐出口面を有するヘッドを生産・流通させ、本体のインクが染料インクの場合に、記録インクとは異なる撥水性の高いインクにて吐出口面を撥水化し染料インクに適した状態へと変えても良い。
【００８２】
このようにしてインクによらず常にインクの吐出方向を安定化でき長期にわたって高品位な画像を出力できるインクジェット記録方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例におけるインクジェット記録ヘッドの概略構成図である。
【図２】実施形態例における回復系の概略構成図である。
【図３】実施形態例における電気回路の全体構成の概略構成図である。
【図４】実施形態例における記録装置の制御系のブロック図である。
【図５】第１の実施形態例を説明する図である。
【図６】第２の実施形態例を説明する図である。
【符号の説明】
３  インクタンク
１１  ヘッドキャリッジ
３２  インク供給口
３３  記録インク
３４  記録インクとは異なる液体
３５  フィルム
１４３  払拭部材
１４４  吸引ポンプ
【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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