(57)【要約】【課題】顔料インクを用いる記録ヘッドの吐出口面のクリーニング精度を更に向上させ、長期間にわたって吐出口からの吐出安定性を維持することを可能とする記録装置を提供すること。【解決手段】顔料インクを吐出する記録ヘッド、供給系、ワイパ機構及びキャップ機構を有する記録装置に、以下のステップを有する制御でのクリーニングモードを行うためのコントローラを設ける。（１）記録ヘッドのノズル先端部の吐出口を大気に開放し、少なくともノズル先端部内のインクの顔料濃度が、顔料後退前の濃度に対して１/１０以下に低下させる。（２）吐出口から顔料濃度の低下したインクを吐出口面に押し出す。（３）インクの押し出しを停止させる。（４）インクが押し出された吐出口面にワイピングを行なう。（５）ノズル内のインクに負圧を与えて吐出口近傍にインクのメニスカスを形成する。【選択図】図２
2016043587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アニオン性顔料及び水性媒体を含有するインクを用いるインクジェット記録装置であって、
前記インクジェット記録装置は、
インクを吐出する吐出口を先端部に有するノズルと、前記吐出口が開口する吐出口面と、を有する記録ヘッドと、
前記ノズルにインクを供給する供給系と、
前記記録ヘッドの吐出口面をワイピングするワイパを有するワイピング機構と、
前記吐出口を大気に対して密閉するためのキャップを有するキャップ機構と、
前記供給系、前記ワイピング機構及びキャップ機構を制御するコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、前記ワイピング機構によるクリーニング動作時に、以下の第１ステップ〜第５ステップ：
（１）前記キャップにより密閉されたノズル先端部の吐出口を大気に開放し、前記吐出口の大気への開放状態を、前記ノズル内のインク中の前記アニオン性顔料を前記ノズル先端部から後退させ、少なくともノズル先端部内のインクの顔料濃度が、顔料後退前の濃度に対して１/１０以下に低下するまで維持し、顔料濃度が低下したインクを得る第１ステップ；
（２）前記供給系を作動させて前記吐出口から前記顔料濃度の低下したインクを前記吐出口面に押し出す第２ステップ；
（３）前記インクの押し出しを停止させる第３ステップ；
（４）前記インクが押し出された吐出口面に前記ワイピングを行なう第４ステップ；
（５）前記ノズル内のインクに負圧を与えて前記吐出口近傍にインクのメニスカスを形成する第５ステップ；
を実行するように前記供給系、前記ワイピング機構及びキャップ機構を制御する
ことを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記インクの押し出しのための前記供給系内のインクを加圧する加圧手段を有する請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記ノズル先端部内のインクと、前記供給系内のインクとに、前記インクの押し出しのための水頭圧差を生じさせる水頭圧差発生手段を有する請求項１または２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記記録ヘッドは、前記ノズル内のインクの温度を変化させる記録ヘッド温度調整機構と、前記記録ヘッド温度調整機構を制御する温度コントローラとを備え、前記温度コントローラにより前記第１ステップ動作前または動作時に、前記記録ヘッド温度調整機構による前記ノズル内のインク温度を上昇させる制御モードを更に有する請求項１から３のいずれか１項に記載の記録装置。
【請求項５】
前記記録ヘッドは、前記吐出口からインクが付与される記録媒体の全幅に亘ってノズル列を配列した長尺ヘッドである請求項１から４のいずれか１項に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッド内に供給したインクから得られる液体を、記録ヘッドの吐出口面のワイピングによるクリーニング液として利用することができるクリーニング機構を有する記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク吐出用のノズル先端に設けられた吐出口が開口する吐出口面を備えた記録ヘッドにおいて、記録の際に吐出口面の吐出口の近傍にインクやゴミ等が付着すると、吐出口からのインク吐出の安定性が阻害されることがある。そこで、弾性体からなるワイパによって吐出口面からインクやゴミを拭き取るクリーニング機構を備えた記録装置が一般的である。
【０００３】
最近では、記録物の耐候性などを向上する目的で、色材として顔料を含有する顔料インクが使用されている。顔料インクでは、高分子樹脂や界面活性剤などの分散剤を共存させることや、顔料表面に親水性官能基を導入することによって顔料を分散状態で水性媒体に含有させている。そのため、吐出口面に付着した顔料インクは、水分の蒸発に伴って乾燥固着物へと変化する。このような状態で記録ヘッドの吐出口面をワイピングすると、十分な拭き取りができずにワイパに付着した固着物によって吐出口面がさらに汚染されことがある。このようなワイパ上の固着物による汚染がさらに進むと、吐出口に目詰まりが生じ、吐出不良を引き起こす場合がある。
このような課題に対して、特許文献１には、加圧機構によりノズルからインクを溢れ出させた状態でワイピングを行うことで、それまでの方法では十分に拭き取ることができなかったゴミを効果的に除去する記録ヘッドのワイピング方法が示されている。
また、特許文献２には、プリントヘッドのワイパによるクリーニングに先立ってインク溶媒をプリントヘッドのエッジに塗布する構成を有するクリーニングシステムが示されている。このインク溶媒の付与によって、プリントヘッドに付着した付着物がワイパで除去される。そして、特許文献２では、この付着物除去効果が得られるワイピングに用いるインク溶媒は、インクジェット印刷機構の内部の多孔質物質を用いたインク溶媒貯蔵器に貯蔵される構成がとられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−５６７２号公報
【特許文献２】特開２０００−２０３０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のインクジェット記録装置の構成によれば、漏れ出たインクをクリーニング液として利用することで、吐出口面の吐出口付近のゴミを効果的に除去することが可能である。しかしながら、顔料インクを用いる記録装置においては、ワイパ後の吐出口面に一部顔料インクが残留すると、顔料インクの組成にもよるが、顔料インクからの乾燥固着物が付着し、ワイピング効果や吐出口からの吐出性能に影響を及ぼす可能性がある。
また、特許文献２のインクジェット印刷機構におけるプリントヘッドへのインク溶媒の供給では、ワイピング開始時には十分な量のインク溶媒がプリントヘッドのエッジからワイパにより吐出口面へ供給される。しかし、特許文献２のクリーニングシステムをワイパ作動距離が長い記録ヘッド、例えばラインタイプの長尺ヘッドなどに適用した場合は、ワイピング完了前にインク溶媒が吐出口面全面に十分供給されない場合がある。そのため、顔料インクではワイパによる十分な拭き取りができずに、吐出面に残留した顔料インクにより吐出不良になることがある。
【０００６】
また、特許文献２のインクジェット印刷機構は、クリーニング用のインク溶媒を機構内に貯蔵し、プリントヘッドのエッジ部へ供給するための構成が更に必要となるので、装置構成部品が多くなるという課題がある。
本発明は上述の課題の認識に基づいてなされたものであり、従来技術にかかる記録装置の構成を改良して上述の課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明の目的は、顔料インクを用いる記録ヘッドの吐出口面のクリーニング精度を更に向上させ、長期間にわたって吐出口からの吐出安定性を維持することを可能とする記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決する本発明の記録装置は、
アニオン性顔料及び水性媒体を含有するインクを用いるインクジェット記録装置であって、
前記インクジェット記録装置は、
インクを吐出する吐出口を先端部に有するノズルと、前記吐出口が開口する吐出口面と、を有する記録ヘッドと、
前記ノズルにインクを供給する供給系と、
前記記録ヘッドの吐出口面をワイピングするワイパを有するワイピング機構と、
前記吐出口を大気に対して密閉するためのキャップを有するキャップ機構と、
前記供給系、前記ワイピング機構及びキャップ機構を制御するコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、前記ワイピング機構によるクリーニング動作時に、以下の第１ステップ〜第５ステップ：
（１）前記キャップにより密閉されたノズル先端部の吐出口を大気に開放し、前記吐出口の大気への開放状態を、前記ノズル内のインク中の前記アニオン性顔料を前記ノズル先端部から後退させ、少なくともノズル先端部内のインクの顔料濃度が、顔料後退前の濃度に対して１/１０以下に低下するまで維持し、顔料濃度が低下したインクを得る第１ステップ；
（２）前記供給系を作動させて前記吐出口から前記顔料濃度の低下したインクを前記吐出口面に押し出す第２ステップ；
（３）前記インクの押し出しを停止させる第３ステップ；
（４）前記インクが押し出された吐出口面に前記ワイピングを行なう第４ステップ；
（５）前記ノズル内のインクに負圧を与えて前記吐出口近傍にインクのメニスカスを形成する第５ステップ；
を実行するように前記供給系、前記ワイピング機構及びキャップ機構を制御する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、顔料インクを用いる記録ヘッドの吐出口面のクリーニングを、記録ヘッドのノズル内に供給されたインクを利用して行うための制御機構を記録装置に付加したことにより、吐出口面のクリーニング精度の更なる向上を達成することが可能となる。その結果、長期間にわたって吐出口からの吐出安定性を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】記録装置１の主要部の構成を示す図である。
【図２】記録ヘッドの構造を示す断面図である。
【図３】制御系のブロック図である。
【図４】動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図５】クリーニング動作を説明するための図である。
【図６】クリーニング動作を説明するための図である。
【図７】クリーニング動作中のノズルの圧力変化を示す図である。
【図８】記録装置２の主要部の構成を示す図である。
【図９】加圧ポンプの動作を説明するための図である。
【図１０】記録ヘッドの構造を示す断面図である。
【図１１】制御系のブロック図である。
【図１２】動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図１３】クリーニング動作中のノズルでの圧力変化を示す図である。
【図１４】動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図１５】クリーニング動作中のノズルでの圧力変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明にかかるインクジェット記録装置は、ノズル先端部の吐出口が開口する吐出口面を有する記録ヘッドと、ノズルにインクを供給する供給系と、記録ヘッドの吐出口面をワイピングするためのワイピング機構と、吐出口を大気に対して密閉するためのキャップ機構と、を有する。ワイピング機構は、記録ヘッドの吐出口面に当接可能に設けられたワイパを有する。このワイパを記録ヘッドの吐出口との当接状態を保持しつつ吐出口面に沿って、例えば吐出口面と平行に移動させて吐出口面のクリーニングを行うことができる。キャップ機構は、記録動作待機位置にある記録ヘッドの吐出口を覆って大気に対して密閉するキャップを有する。
供給系からノズルに供給されるインクとしては、アニオン性顔料及び水性媒体を含有する顔料インクが用いられる。このアニオン性顔料（以下単に「顔料」と記載する場合がある）は、（Ａ）アニオン性基を表面に有する自己分散顔料、又は、（Ｂ）アニオン性基を有する樹脂分散剤で分散された顔料（樹脂分散顔料）であることが好ましい。これらの顔料は、単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１１】
本発明にかかる記録装置には、供給系、ワイピング機構及びキャップ機構を制御するコントローラが設けられており、これらはコントローラからの指示により制御されて吐出口面のクリーニングが行われる。コントローラによる制御は、ワイピング機構によるクリーニング動作時に、以下の第１ステップ〜第５ステップ：
（１）前記キャップにより密閉されたノズル先端部の吐出口を大気に開放し、該吐出口の大気への開放状態を、該ノズル内のインク中の顔料を該ノズル先端部から後退させ、少なくともノズル先端部内のインクの顔料濃度が、顔料後退前の濃度に対して１/１０以下に低下するまで維持し、顔料濃度が低下したインクを得る第１ステップ；
（２）前記供給系を作動させて前記吐出口から前記顔料濃度の低下したインクを前記吐出口面に押し出す第２ステップ；
（３）前記インクの押し出しを停止させる第３ステップ；
（４）前記インクが押し出された吐出口面に前記ワイピングを行なう第４ステップ；
（５）前記ノズル内のインクに負圧を与えて前記吐出口近傍にインクのメニスカスを形成する第５ステップ；
を実行するように前記供給系、前記ワイピング機構及びキャップ機構を制御するモードを有する。
【００１２】
本発明にかかる記録装置の有する記録ヘッドのノズルは、吐出時のインクの流れ方向の下流側に位置する吐出口内およびその近傍を含む先端部と、吐出時のインクの流れ方向の上流側に位置する後方部とからなる。ノズル先端部内では、吐出口の開放状態において吐出口を介して大気と接するインクの液面が形成されている。例えば、図６（ｂ）のノズルでは、１１２Ａで示される先端部を有する。
上述した大気開放によってノズル内に充填されたインク中の顔料はノズル先端部から後方部へ移動し、大気開放時間の経過とともに更に供給系側へ移動する。この分散状態にある顔料がインク中を移動する現象を「後退現象」という。
【００１３】
以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する主旨のものではない。
以下、記録装置の例としてインクジェット方式のプリンタの実施形態を説明する。本明細書において「記録装置」とは、プリント機能に特化した専用機に限らず、プリント機能とその他の機能を複合した複合機や、基板などにパターンを形成する製造装置等も含むものとする。
（第一の実施形態）
図１（Ａ）及び（Ｂ）は第一の実施形態である記録装置１の主要部の構成を示す構成図である。この記録装置は、ノズル先端の吐出口からインクを吐出させて紙などの記録媒体上にプリントを行なうための記録ヘッド１２を備えている。記録ヘッド１２は、吐出口が開口する吐出口面が下面となり、インクの吐出方向が鉛直方向となるように配置されている。
供給系によって、インクタンク１３から記録ヘッド１２にインクが供給される。供給系は、インクを貯留するインクタンク１３と、インクタンク１３から記録ヘッド１２にインクを供給する供給チューブ１５（供給路）を備える。インクタンク１３は後述するように、インクタンク１３の底面と、記録ヘッド１２の吐出口面の高低差により水頭圧差を調整できるように昇降可能である。なお、インクタンク１３を記録装置に対して脱着可能に設ける場合は、インクタンクの設置部を昇降可能となる構成とする。
また、キャップ２３及びキャップホルダ２４を有してキャップ機構が構成されている。キャップ機構により記録ヘッド１２の吐出口面にキャップ２３を当接させることで、ノズル内のインクに含まれる蒸発成分の吐出口を介した大気中への蒸発を防止または抑制する。キャップ２３はキャップホルダ２４によって支持されている。キャップホルダ２４は、キャップホルダ駆動手段（不図示）によって吐出口面に垂直なＤｃ方向、すなわち、インク吐出方向に移動することができる。キャップホルダ２４の移動によって、キャップホルダ２４が搭載するキャップ２３の位置を、吐出口面と当接する位置と、吐出口面から離れる位置とのいずれかに切り換えることが可能となる。すなわち、キャップ２３による吐出口の大気に対する開閉のスイッチングを行うことができる。
【００１４】
記録ヘッド１２としては、吐出口からインクが付与される記録媒体の全幅に亘ってノズル列を配列した長尺ヘッドを用いることができる。例えば、６色のインクに対応した６本のラインヘッドを備える。色数は６色に限らず１色でもあっても６色以外の複数色であってもよい。各色のラインヘッドは、継ぎ目無く単一のノズルチップで形成されたものであってもよいし、分割されたノズルチップが一列又は千鳥配列のように規則的に並べられたものであってもよい。本実施例では、説明を簡略化するために、１色分の供給系についてのみ説明するが、同様の供給系が使用する６色のインク色ごとに設けられている。
また、ワイパ２１とワイパホルダ２２によってワイピング機構が構成されている。ワイピング機構には更にワイパ２１を支持するワイパホルダ２２のＤｗ方向での移動を可能とするワイパ駆動手段（不図示）を有する。ワイピング機構の有するワイパ駆動手段によって記録ヘッド１２の吐出口面にワイパ２１を当接させ、且つワイパ２１と記録ヘッド１２とを相対的に移動させて、吐出口面のクリーニング動作を行なう。ワイパ２１と記録ヘッド１２の移動は、ワイパ２１が記録ヘッド１２の吐出口面に沿って、例えば、ワイパ２１が吐出口面に平行方向に、これらの当接状態を維持しつつ相対的に移動するように制御される。多数のノズルが長手方向に配列した長尺状の記録ヘッドを用いる場合には、この長手方向と交差する、例えば直交する方向におけるクリーニング領域の幅全域に一度で当接可能な長さを有するブレードを備えたワイパを用いることが好ましい。このようなブレードワイパをその長手方向が吐出口面の長手方向と交差する方向となるように吐出口面に当接させた状態で、吐出口面の長手方向に移動させることが好ましい。このようにワイパ移動を制御することによって、少なくともノズルの配列長手方向でノズルの配列長さに渡ってのワイパ移動が可能となる。また、ワイパホルダ２２は、ワイパ駆動手段によって吐出口面に交差する方向に変位して、搭載するワイパ２１の先端の位置を、吐出口面に接する位置と離れる位置とのいずれかに切り換えることが可能となる。
【００１５】
供給系の個々の部材について以下にさらに詳しく説明する。
記録ヘッド１２は、供給チューブ１５が接続される供給口１４を有する。記録ヘッド１２の内部には、後述するように所定量のインクを蓄積する液室が設けられている。インクを貯蔵するインクタンク１３には供給チューブ１５が接続され、インクタンク１３上面には大気連通口２０が設けられている。
図１（Ａ）ではインクタンク１３の底面と、記録ヘッド１２の吐出口面は高低差、例えば１５０ｍｍの水頭圧差がある。この水頭差による記録ヘッド１２内の負圧とノズル内のメニスカス力とが平衡状態になり、ノズルからインクの漏れ出しや、記録動作中のノズルからのインクの過剰な流出が起きないようになっている。
図１（Ｂ）ではインクタンク１３の底面に対する記録ヘッド１２の吐出口面は高低差、例えば−５０ｍｍの水頭圧差がある。この水頭差により、記録ヘッド１２内は正圧となり、ノズルからインクが押し出された状態を得ることができる。
【００１６】
図２（ａ）は記録ヘッド１２の構造を示す断面図である。この記録ヘッドは、ヘッド内液室１１Ａ、ノズルチップ１２１、供給口１４、フィルタ１４Ａを備える。ヘッド内液室１１Ａはインクを一時蓄積してノズルチップ１２１にインクを供給する。ヘッド内液室１１Ａの一端は供給口１４に接続されている。供給チューブ１５は供給口１４に接続されている。供給口１４の内部にはフィルタ１４Ａが配置されており、供給チューブ１５から供給されたインクはフィルタ１４Ａでゴミが濾過されてヘッド内液室１１Ａ内に導入される。
図２（ｂ）はノズルチップ１２１の設置部分の模式的断面図である。ノズルチップ内液室１１Ｂから供給されたインクを液滴として吐出させるための複数のノズル１２２がノズルチップ１２１の下面の長手方向に配列されている。各ノズル先端の吐出口がノズルチップ１２１の長手方向の配列に応じて吐出口列を形成している。上述したように、ワイパ２１はワイピングの際にはノズル１２２の配列方向、すなわち吐出口列に沿って移動する。ノズル１２２にはインク滴を吐出させるためのエネルギー発生素子（不図示）が設けられている。本実施形態ではエネルギー発生素子は発熱素子である。これに限らず、ピエゾ素子を用いる方式、静電素子を用いる方式、ＭＥＭＳ素子を用いる方式など、別の方式のインクジェット方式を採用するようにしてもよい。
【００１７】
図３は、記録装置の制御系のブロック図を示す。ＣＰＵ２００は記録装置の全体の各種制御を司る、ＲＯＭ２０１は制御プログラムや制御データを記憶する。ＲＡＭ２０２は画像処理のために展開されたデータ保存領域となったり、制御パラメータを一時保存する保存領域となる。バス２０３はデータや制御指令を伝達する。これらＣＰＵ２００、ＲＯＭ２０１、ＲＡＭ２０２、バス２０３が中心となってコントローラを構成する。ＣＰＵ２００からの制御指令はバス２０３を通じて記録ヘッド１２、キャップホルダ２４、インクタンク昇降機構３０、 ワイパホルダ２２、シート搬送機構３１等に伝達され、それぞれが指令に従って作動する。シート搬送機構３１は、記録ヘッド１２でプリントを行なうシートを所定の速度で搬送させるための搬送ローラ等を含む機構である。
コントローラのＲＯＭ２０１には、プリントモードとクリーニングモードを選択的に実行するための制御プログラムが記憶されている。コントローラは、プリントモードの実行時には、シート搬送機構３１で記録ヘッド１２に対して記録媒体としてのシートを搬送させながら記録ヘッド１２からインクを吐出させてシート上に画像を形成するように制御する。
【００１８】
クリーニングモードが選択された場合のクリーニング動作時のシーケンスについて以下に説明する。図４は動作シーケンスを示すフローチャート、図５はクリーニング動作中の各ステップでの状態を吐出口断面方向から示す図、図６はクリーニング動作中のステップでの状態を吐出口正面方向から示す図である。
クリーニングモードがスタートする初期状態では、ノズル内のインクはインクタンク１３と記録ヘッド１２の吐出口面との高低差に基づく水頭圧差による負圧状態を保っているため、例えば図５（ａ）や図６（ａ）に示すように、吐出口１２３で凹のメニスカスを形成している。
【００１９】
ここで、図４のステップＳ１ではキャップ２３を開放して吐出口１２３を大気解放させる。吐出口１２３において大気開放状態を維持すると、ノズル１２２内において以下の現象が生じるものと考えられる。
記録ヘッド１２の各ノズル１２２内のインクは、記録ヘッド１２からインクが吐出されない状態では吐出口１２３より水分が急激に蒸発し、先ず、ノズル１２２の吐出口１２３を含む先端部内にあるインクは顔料及び水溶性有機溶剤の濃度が高い状態になる。この初期状態から、イオン化されたカルボン酸やスルホン酸などのアニオン性の電荷を有する顔料を用いた場合は、親水性エネルギーによって、水分の多く分布する各ノズルの後方部方向、例えば液室側（吐出口とは反対方向）に移動する。また、アニオン性の親水性分散剤によって分散している顔料においても、親水性エネルギーによって分散剤が水分の多く分布する各ノズルの後方部方向、例えば液室側へ移動し、分散剤の移動とともに顔料も各ノズルの後方の液室側へ移動する。こうして吐出口付近には少量の水分と水溶性有機溶剤を主成分とする液相が存在した状態となる。この現象が顔料の「後退現象」である。その結果、図５（ｂ）や図６（ｂ）にＢで示す領域のように、少なくとも吐出口１２３を含むノズル先端部内のインクに、顔料がほとんど存在しない透明な液相が生じる。また、図５（ｂ）及び図６（ｂ）においてＡで示した領域のインクには顔料が含まれ、顔料により着色された状態が維持された液相となる。Ｓ１の動作時間は、顔料濃度が低下した液相部分が、後述するワイピングによるクリーニング時にクリーニング液として利用するに十分な量となるように設定する。
【００２０】
ステップＳ２ではインクタンク１３を図１（Ａ）の位置から図１（Ｂ）の位置まで、昇降機構（不図示）を用いて上昇させる。水頭圧差発生手段はこのインクタンク昇降機構を含んで構成されている。このインクタンク１３の設置位置の上昇に伴って、ノズル１２２の先端部内のインクは、インクタンク１３と記録ヘッド１２の吐出口面との高低差による水頭圧差によって徐々に負圧状態から正圧状態となる。すなわち、ノズル先端部内のインクと、供給系内のインクとに、インクの押し出しのための水頭圧差が生じる。その結果、図５（ｂ）の状態でメニスカスを形成していた顔料がほとんど存在しないインクは図５（ｃ）に示す状態になるまで記録ヘッド１２の各ノズル１２２から徐々に押し出される。
ステップＳ３ではインクタンク１３を図１（Ｂ）の位置で停止させる。ノズルから押し出されたインクは水頭圧差が安定するため、図５（ｃ）のように吐出口面はインクが押し出された状態を維持する。
ステップＳ４では、ワイパホルダ２２に設置したワイパ２１を駆動手段（不図示）により移動させて、記録ヘッド１２の吐出口面に対してワイピング動作を行なう。図５（ｄ）に示すように、拭き取られたインクはワイパ２１の移動方向にかき寄せられてワイパホルダ２２を介してインク排出機構１２４へ排出される。図５（ｅ）はワイパ２１がワイピング終了位置まで移動した状態を示す。ワイパ２１が移動した後の吐出口１２３近傍のインクは水頭圧差によって正圧状態となっているため、再び吐出口面からインクが押し出された状態となる。
その後、ステップＳ５でインクタンク１３を図１（Ｂ）の位置から図１（Ａ）の位置まで下降させる。図５（ｆ）に示すように、記録ヘッド１２の各ノズルに負圧が与えられてインクの表面張力によって凹のメニスカスが形成される。以上で、クリーニング動作のシーケンスが終了する。
【００２１】
図７はクリーニング動作中のキャップの開閉及びインクタンクの昇降に伴う吐出口付近のインクにおける時系列的な圧力変化を示す図である。図７（Ａ）のグラフは吐出口付近でのインクの圧力Ｐを示す。横軸は時間であり（ａ）〜（ｆ）は、図５（ａ）〜（ｆ）のそれぞれの状態に対応する。図７（Ｂ）はキャップ２３の開閉、インクタンク１３の昇降のそれぞれのタイミングを示す。
図７（Ａ）から分かるように、インクタンク１３の上昇に伴い、圧力Ｐは負圧から徐々に正圧となる。圧力Ｐはワイピングの期間中も正圧で維持される。このとき、圧力Ｐは正圧であり、ワイパが通過した直後のノズル内の吐出口付近のインクは、インクタンク１３の上昇後の時間（ｃ）と同等な圧力となり、インクが吐出口から押し出された状態となる。ワイピング終了後、インクタンク１３の下降を完了させることで圧力Ｐは負圧になり、ノズルの吐出口には凹のメニスカスが形成される。
Ｓ２からＳ５までの時間は、記録ヘッドの構造、特にノズル及びそれに連通する液路及び／または液室の容量、Ｓ１動作時間等から求められる顔料濃度の低下したインクの量と、吐出口からの時間当たりのインク吐出量に基づいて求めることができる。
本実施形態の特徴の一つは、ステップＳ１で吐出口１２３を大気解放させ、後退現象を生じさせて、少なくともノズル１２２の先端部内に、少量の水分と水溶性有機溶剤を主成分とする顔料濃度が低下した液相が存在した状態としたことである。このようにして、吐出口面に付着して残留固着した場合に吐出口面やインク滴の直進性などに影響を与えることのあるインク中の顔料をノズル先端部からその後方部、例えは液室方向へ隔離できる。
また、本実施形態の別の特徴は、図５（ｃ）、（ｄ）で示したように、顔料濃度が低下した液相を、吐出口面とインクタンクの水頭圧差を利用してノズルから押し出し、ワイプ時に記録ヘッド用クリーニング液として利用したことである。各ノズルから記録ヘッド用クリーニング液を吐出口面に供給することになるので、ワイプ動作開始から完了時まで安定したクリーニング液量で吐出口面のクリーニング領域全面に対して効果的なクリーニングを行うことができる。
ステップＳ１の後退現象の完了は、吐出口近傍のインクに含まれる顔料の濃度から判定することができる。ノズルの先端部内、特に吐出口内またはその近傍のインクに含まれる顔料の濃度（Ｃ２）が、吐出口の大気開放によって低下し、大気開放前の濃度（Ｃ１）に対して、１/１０以下（Ｃ２／Ｃ１≦１／１０）まで低下していれば、顔料が後退していると言える。
【００２２】
顔料の後退を間接的に確認する方法としては、インク排出機構１２４に排出されたインクの顔料濃度と、大気開放前のインクの顔料濃度を比較することによって、１/１０以下まで濃度が低下しているか確認する方法が利用できる。インク排出機構１２４に回収されたインクは、図５（ｄ）で示すワイピングにより吐出口面から拭き取られたものであり、インク排出機構１２４に回収されたインクの顔料濃度の低下の有無を測定することで、顔料の後退を確認できる。また、大気開放前のインクの顔料濃度は、インクタンクや供給路内のインクにおいて測定された顔料濃度を用いることができる。なお、インクの顔料濃度は、インクの色に応じた波長の吸光度を測定し、予め実験等で得た吸光度と顔料濃度の関係から求めることができる。
インライン工程で後退現象が完了したか判定を行う場合は、例えば、ノズル部材が無色透明な材料で構成されていれば、吐出口面側からの光学的な濃度検知手段により検知した測定値（例えば吸光度）を利用してインクの光学濃度を観察することで判定できる。例えば、図６（ａ）のインクの光学濃度に変化がない状態から、吐出口の大気開放によって顔料の後退現象が進行し、図６（ｂ）に示すように、ノズル内のインクに含まれる顔料はノズル先端部からノズル後方の液室側まで後退する。その結果、ノズル先端部にある液相Ｂを顔料がほとんど存在しない透明な液体として観察することができる。そのため、吐出口内またはその近傍のインクにおける後退現象前後の顔料濃度差を、光学センサにより測定した吸光度から上述の方法により求めることで、後退現象の程度を確認することができる。本発明においては、後退現象後の顔料濃度が後退現象前の顔料濃度の１／１０以下となった時点で、目的とする後退現象が生じていると判定する。
【００２３】
また、別の判定手法としては、後退現象を起こしたインクを記録媒体に数発吐出するテストパターン印字を行い、記録媒体の印字濃度検知手段により印字されたドットの濃度を読み取り、吐出口付近のインクの顔料濃度の低下を確認する手法がある。
あらかじめ実験等で、吸光度測定により得られたインクの顔料濃度と、印字されたドットの濃度との関係を求めておき、テストパターン印字により得られたドットの濃度からテストパターン印字に用いたインクの顔料濃度を求めることができる。こうして求めた顔料濃度が後退現象前後で１／１０まで低下しているかどうかを確認し、後退現象後の顔料濃度が後退現象前の顔料濃度の１／１０以下となった時点で、目的とする後退現象が生じていると判定する。
テストパターン印字を行う場合、インクの吐出によりノズル後方の顔料を含む液相部分を吐出口方向に押し出すことになるので、後退した顔料が吐出口まで押し出されないように考慮する必要がある。そのため、記録媒体に吐出するインクの発数は極力少ない発数にする必要があり、各ノズルの吐出発数は１発（１液滴）が好ましい。
上記方法により、吐出口内またはその近傍のインクに含まれる顔料の濃度が、Ｓ１動作開始前のインク中の濃度に対して、基準値である１/１０以下の濃度まで低下していることを確認して、ステップＳ１の動作が完了する。顔料濃度低下がこの基準値を満たしていない場合は、ステップＳ１を続行する。
【００２４】
また、後退現象の完了に要する時間は、ノズル形状、ノズル長さ、吐出口径、液室の容量、インク含有成分の種類、それらの含有量、ノズルの温度等の条件により変化する。そのため、これらの変動要因となる条件を考慮した上で、後退現象の完了に要する時間を確認する必要がある。後退現象の完了に要する時間は上記した条件を考慮して、あらかじめ実験等において後退現象の完了までの時間を求め、その値をコントローラのＲＯＭに記憶しておき、Ｓ１の動作時間を指示してもよい。
本実施形態の記録装置では後退現象の完了に要する時間は約６０秒であった。この時、記録ヘッドの吐出口径は１５μｍ、ノズル長は６５μｍ、インクは実施例で後述するインク３、ノズル近傍の温度は２５℃である。
ステップＳ２のインクの押し出し量はインクが滴下しない程度に吐出口に凸のメニスカスが形成されている状態が好ましい。また、インクが滴下するまで押し出しを行うと、ノズルの後方の液室側まで後退した顔料も吐出口外へ押し出してしまい、本発明の効果を得られない場合がある。勿論、インクが滴下するまで押し出しを行った場合でも、最終的にノズルから押し出された顔料の濃度がインク中に含有する濃度に対して１/１０以下になっていればよい。
また、インクを押し出しすぎて、規定濃度以上の顔料が吐出口から押し出されないようにするために検知機能を設けることもできる。検知機能としては、例えば、一般的に使用されている発光部と受光部を有する光透過形センサが挙げられる。発光部と受光部センサを吐出口面よりも下の位置に設け、インクの滴下による遮光を検出することで押し出し量を検知する。インクの押し出し過ぎを検知した場合は、クリーニング動作を中断し、改めてステップＳ１からクリーニング動作を再開する。
Ｓ２〜Ｓ５までの各ステップの動作時間についても、上述したＳ１において述べた変動要因を考慮して、予め実験等で求めた動作時間をコントローラのＲＯＭに記憶しておき、Ｓ２〜Ｓ５の動作時間を指示してもよい。
【００２５】
（第二の実施形態）
第二の実施形態として、加圧ポンプを利用してノズルから後退現象後のインクを吐出口から押し出すクリーニング方法について以下に説明する。
図８は第二の実施形態である記録装置２の主要部の構成を示す構成図である。第一の実施形態では、吐出口からインクを押し出す手段として、インクタンクの昇降による水頭圧差を利用したが、記録装置２ではその手段としてインク供給系加圧ポンプを有する。
供給系は、インクを貯留するインクタンク１３と、インクタンク１３から記録ヘッド２５にインクを供給する供給チューブ１５（供給路）と、記録ヘッド１２からインクタンク１３にインクを回収させる回収チューブ１７（回収路）を備える。
インク供給系によって、インクタンク１３から記録ヘッド１２にインクがＩＦ方向の流れで供給され、吐出されなかったインクはＩＦ方向の流れでインクタンク１３に戻される。供給チューブ１５はフレキシブルな材質でできており、後述するように押し潰すことができるようになっている。供給チューブ１５の流路途中には、インクタンク１３から記録ヘッド２５にインクを送るための加圧ポンプ１６が設けられている。回収路側には流路を開閉する開閉弁１８が設けられている。
ワイパ２１とワイパホルダ２２によって構成されるワイピング機構、キャップ２３とキャップホルダ２４によって構成されるキャップ機構は第一の実施形態と同様である。
記録ヘッド２５は、供給チューブ１５が接続される供給口１４と、回収チューブ１７が接続される回収口１９を有する。インクタンク１３には供給チューブ１５と回収チューブ１７が接続され、タンク上面には大気連通口２０が設けられている。インクタンク１３の底面と、記録ヘッド２５の下面に設けられた吐出口面は、高低差、例えば１５０ｍｍの水頭圧差がある。
【００２６】
加圧ポンプ１６は、加圧ローラ２７が供給チューブ１５を押さえ付けＲｐ方向に回転することで供給チューブ１５の内部を加圧する所謂チューブポンプである。図９は加圧ポンプ１６の動作を説明するための図である。図９（ａ）は加圧ポンプ１６が動作して加圧している様子を示す。加圧ローラ２７は複数のローラが同心円で円周方向に配列された構造を有する。加圧ローラ２７を構成するローラの１つ又は複数が供給チューブ１５に当接して、フレキシブルなチューブを押し潰す。そして、加圧ローラ２７が図中時計回りに回転してチューブに対して移動することで、押し潰される箇所が順次移動しそれ以外の箇所は元の形状に復元する。ローラの１つ又は複数が供給チューブ１５をしごいて、チューブ内のインクを矢印方向に押出して流れを作り出す。こうして、加圧ポンプ１６と記録ヘッド２５との間の供給チューブ１５内が加圧される。
図９（ｂ）、図９（ｃ）は加圧ポンプ１６が回転を停止している様子を示す。図９（ｂ）の状態では、加圧ローラ２７のローラの１つ又は複数が回転停止状態で供給チューブ１５に当接して押し潰しているので、供給チューブ１５の流路が閉塞されている。これに対して、図９（ｃ）の状態では、加圧ローラ２７が供給チューブ１５から離間して、供給チューブ１５を押さえ付けていないので、供給チューブ１５の流路は開放される。すなわち、加圧ローラ２７は加圧ポンプとしての機能のみならず、流路の開閉弁としても機能する。このように、加圧ローラ２７のチューブ１５への押圧とチューブ１５からの離間によって、閉弁状態（図９（ｂ））と開弁状態（図９（ｃ））とを切り換えることができる。なお、本実施形態では加圧ポンプ１６はチューブポンプとしたが、これには限定されず、弁機能を有するピストン方式など他の方式のポンプであってもよい。
【００２７】
図１０（ａ）は記録ヘッド２５の構造を示す断面図である。この記録ヘッドは、ヘッド内液室１１Ａ、ノズルチップ１２１、供給口１４、フィルタ１４Ａ、回収口１９、フィルタ１９Ａを備える。ヘッド内液室１１Ａはインクを一時蓄積してノズルチップ１２１にインクを供給する。ヘッド内液室１１Ａの一端は供給口１４に接続され、他端は回収口１９に接続されている。供給系を構成する供給チューブ１５は供給口１４に接続されている。供給口１４の内部にはフィルタ１４Ａが配置されており、供給チューブ１５から供給されたインクはフィルタ１４Ａでゴミが濾過されてヘッド内液室１１内に導入される。回収系を構成する回収チューブ１７は回収口１９に接続されている。回収口１９の内部にはフィルタ１９Ａが配置され、ヘッド内液室１１Ａ内のインクはフィルタ１９Ａで濾過されて回収チューブ１７に排出される。
図１０（ｂ）はノズルチップ１２１の断面図である。ノズルチップ内液室１１Ｂから供給されたインクを液滴として吐出させるための複数のノズル１２２が吐出口面に配列されている。
上述したように、ワイパ２１はワイピングの際にはノズル１２２の配列方向Ｄｗに移動する。ノズル１２２にはインク滴を吐出させるためのエネルギー発生素子（不図示）が設けられている。
【００２８】
図１１は、記録装置の制御系のブロック図を示す。ＣＰＵ２００は記録装置の全体の各種制御を司る、ＲＯＭ２０３は制御プログラムや制御データを記憶する。ＲＡＭ２０２は画像処理のために展開されたデータ保存領域となったり、制御パラメータを一時保存する保存領域となる。バス２０３はデータや制御指令を伝達する。これらＣＰＵ２００、ＲＯＭ２０１、ＲＡＭ２０２、バス２０３が中心となってコントローラを構成する。ＣＰＵ２００からの制御指令はバス２０３を通じて加圧ポンプ１６、開閉弁１８、記録ヘッド２５、キャップホルダ２４、ワイパホルダ２２、シート搬送機構３１等に伝達され、それぞれが指令に従って作動する。シート搬送機構３１は、記録ヘッド１２でプリントを行なう記録媒体としてのシートを所定の速度で搬送させるための搬送ローラ等を含む機構である。
コントローラのＲＯＭ２０３には、プリントモードとクリーニングモードを選択的に実行するための制御プログラムが記憶されている。コントローラは、プリントモードの実行時には、シート搬送機構３１で記録ヘッド２５に対してシートを搬送させながら記録ヘッド２５からインクを吐出させてシート上に画像を形成するように制御する。
【００２９】
クリーニングモードが選択された場合のクリーニング動作時のシーケンスについて以下に説明する。図１２は動作シーケンスを示すフローチャートである。なお、クリーニング動作中の各ステップでのノズルチップの状態は図５で示したものと同じである。
クリーニングモードがスタートする初期状態は、第一の実施形態の図５（ａ）と同じである。また、図１２のＳ１の動作も、第一の実施形態の図４で示すＳ１と同じであり、その動作の結果生じる後退現象によって引き起こされる状態も図５（ｂ）と同じであるので、図１２のＳ１の動作についてはその説明を省略する。
ここで、図１２のステップＳ２では開閉弁１８を閉じて回収チューブ１７を閉塞させる。ステップＳ３では加圧ポンプ１６の駆動を開始する。加圧ローラ２７は図９（ｂ）の状態となり、供給チューブ１５は閉塞される。ステップＳ２とステップＳ３の順番は逆であっても良いし同時であってもよい。
ステップＳ４では加圧ポンプが加圧を開始する。加圧ローラ２３は図９（ａ）のように回転を始める。加圧ポンプによる加圧開始に伴って、記録ヘッド２５の各ノズル１２２からインクが押し出される。このインクの押し出し状態は、図５（ｃ）に示された状態と同じである。
【００３０】
続くステップＳ５では、加圧ポンプ１６の回転を停止させて加圧を停止する。加圧ローラ２７は図９（ｂ）の状態となって供給チューブ１５を閉塞する。開閉弁１８も閉じた状態を維持している。供給側と回収側の両方の流路の弁を閉じているので、インクタンク１３と記録ヘッド２５の吐出口面との高低差による水頭圧差が発生しない。そのため、記録ヘッド２５には負圧が発生せず、吐出口面はインクが押し出された状態を維持する。
ステップＳ６ではワイパホルダ２２によってワイパ２１を移動させて、記録ヘッド２５の吐出口面に対してワイピング動作を行なう。吐出口面から拭き取られたインクはワイパ２１の移動方向にかき寄せられてワイパホルダ２２を介してインク排出機構へ排出される。ワイパ２１がワイピング終了位置まで移動した状態は図５（ｅ）と同じである。その後、ステップＳ７で開閉弁１８を閉から開に切り換える。そして、ステップＳ８で加圧ポンプ１６の加圧ローラ２７を供給チューブ１５から離間させて図９（ｃ）の状態にする。ステップＳ７とステップＳ８の順序は逆であってもよいし同時であっても良い。また、開状態にするのは加圧ポンプ１６と開閉弁１８の一方だけにしてもよい。こうして供給側と回収側の少なくとも一方（好ましくは両方）の流路の弁が開放されるので、記録ヘッド２５の各ノズルに負圧が与えられてインクの表面張力によって凹のメニスカスが形成される。ノズル１２２の吐出口１２３にメニスカスが形成された状態は図５（ｆ）と同じである。
以上で、クリーニング動作のシーケンスが終了する。
【００３１】
図１３はクリーニング動作中のノズル内の吐出口付近のインクにおけるキャップの開閉、加圧ポンプの動作、開閉弁の動作に対応した時系列的な圧力変化を示す図である。図１３（Ａ）のグラフはノズル内の吐出口付近でのインクの圧力Ｐを示す。横軸は時間であり（ａ）〜（ｆ）は、図５（ａ）〜（ｆ）のそれぞれの状態に対応する。図１３（Ｂ）は加圧ポンプ１６の加圧動作のＯＮ／ＯＦＦ、加圧ポンプ１６による供給チューブ１５の弁開閉、回収側の開閉弁１８の弁開閉のそれぞれのタイミングを示す。図１３（Ａ）から分かるように、時間（ｃ）において加圧ポンプ１６の加圧をＯＦＦにしても、ノズルの圧力Ｐは正圧からゼロに即座に変化するのではなく、最初は急激にその後徐々に低下していく。圧力Ｐはワイピングの期間中にゼロには近づくがゼロ以下になることはない。これは、供給側と回収側の弁を両方とも閉状態にしているからである。このとき、圧力Ｐは正圧であっても加圧ポンプ１６で加圧していないので、ワイパが通過した直後のノズルの吐出口にはインクの表面張力によって凸のメニスカスが形成されるだけで、吐出口からインクが溢れ出ることはない。ワイピング終了後の時間（e）において供給側と回収側の弁の少なくとも一方を開状態にすることで、初めて圧力Ｐはゼロを下回って、負圧によってノズルの吐出口には凹のメニスカスが形成される。
【００３２】
本実施形態においても、インクの後退現象後に少量の水分と水溶性有機溶剤を主成分とするインクをポンプチューブによりノズルから吐出口面側へ押し出し、ワイプ時に記録ヘッド用クリーニング液として利用することが可能である。また、ワイピング中はポンプチューブの加圧が停止しているため、ノズルのインクに負圧が与えられない状態となっている。そのため、加圧ポンプ１６と開閉弁１８を開放することで、すみやかに吐出口内に凹のメニスカスを形成することができる。
また本実施形態のようにインクが記録ヘッドとインクタンクの間を循環できるような構成の場合、記録時や待機時などインクが常時循環した状態で使用されることもある。その場合は後退現象が阻害されることもあるので、本実施形態にかかるクリーニングモードの実行はインクの循環を止めた状態にしてから開始する。
なお、Ｓ２〜Ｓ８の動作時間についても、第一の実施形態と同様に変動要因を考慮して予め実験等で求めた動作時間をコントローラのＲＯＭに記憶しておき、Ｓ２〜Ｓ８の動作時間を指示してもよい。
【００３３】
（第三の実施形態）
第三の実施形態として、インクの後退現象を短時間で進行させるクリーニング方法について以下に説明する。本実施形態の装置構成は、インクを吐出させるためのエネルギー発生素子が発熱素子である第一の実施形態と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
また、本実施形態のクリーニング時におけるコントローラによる制御モードは、以下に説明する記録ヘッドの加熱ステップを含む以外は、第一の実施形態と同様である。この加熱ステップは、記録ヘッド温度調整機構を制御する温度コントローラにより行われる。
本実施形態に係るクリーニング動作時のシーケンスについて以下に説明する。
図１４は動作シーケンスを示すフローチャートであり、クリーニング動作中の各ステップでの状態を吐出口断面方向から示す図は図５と同様である。クリーニングモードがスタートする初期状態は、第一の実施形態の図５（ａ）や図６（ａ）と同じである。ここで、図１４のステップＳ１ではキャップ２３を開放して吐出口１２３を大気解放させる。ステップＳ２ではインクを吐出させるための発熱素子をインク吐出が行われない程度の短いパルスで駆動する（短パルス加熱とも称する）。この際、発熱素子近傍は約６０℃まで温度上昇して、これに伴いノズル内のインク温度も上昇する。その結果、吐出口からのインク水分や溶剤の蒸発が促進されるため、後退現象も促進され、第一の実施形態よりも短時間で図５（ｂ）や図６（ｂ）に示す状態となる。この加熱ステップは、第１ステップ動作前または動作時に行うことができる。すなわち、ステップＳ１とステップＳ２の順番は逆であっても良いし同時であってもよい。以後、ステップＳ３以降のクリーニング動作は図４のＳ２以降の動作と同様であるので省略する。
【００３４】
図１５はクリーニング動作中のノズル内のインクにおける時系列的な圧力変化を示す図である。図１５（Ａ）のグラフはノズル内の吐出口付近でのインクの圧力Ｐを示す。図１５の横軸は時間であり、（ａ）〜（ｆ）は図５（ａ）〜（ｆ）のそれぞれの状態に対応する。図１５（Ｂ）はキャップ２３の開閉、発熱素子の駆動、インクタンク１３の昇降のそれぞれのタイミングを示す。
図１５（Ｂ）から分かるように、発熱素子の駆動により、クリーニング開始前の時間（ａ）から後退現象が完了するまでの時間（ｂ）を図７に示す第一の実施形態よりも短くできる。
本実施形態の特徴は、発熱素子を利用してインク温度を上昇させ、吐出口からのインク水分や溶剤蒸発を促進して、後退現象が完了する時間を短縮化させたことである。これにより、後退現象に要する時間が短いので、クリーニング動作全体の時間を、第一の実施形態に比べて短縮することができる。第一の実施形態では後退現象の完了に要する時間は約６０秒であった。これに対して本実施形態では、後退現象の完了に要する時間を約２０秒まで短縮できた。
また、本実施形態では発熱素子としてインクを吐出させるための発熱素子を用いたが、記録ヘッド内において、インクを吐出させるための発熱素子とは別の発熱素子（サブヒータ）を設け、インクを直接的あるいは間接的に加熱することでも同様な効果を得ることができる。
【００３５】
（インク）
本発明の記録ヘッドのクリーニングの技術を適用した記録装置に用いられるインクについて以下に説明する。
インクとして、水性媒体と、水性媒体中に分散状態で含有される顔料を含む顔料インクが用いられる。
水性媒体としては、水、あるいは水と水溶性有機溶剤との混合物を用いることができる。
さらに、水溶性有機溶剤は、少なくとも低揮発性の良溶媒を含有することが好ましい。この良溶媒について以下に説明する。その定義の詳細は後述するが、顔料の分散方法に関わらず、水溶性有機溶剤共存下にて顔料の分散安定性を維持できるものを良溶媒とする。逆に、顔料の分散安定性を阻害するものは貧溶媒とする。
インクに配合する良溶媒を選択する場合は、溶媒に対する顔料の分散状態の安定性を観察し、その結果から良溶媒となるものを選択することが好ましい。
【００３６】
本発明者らは、良溶媒の選択を以下のようにして行った。
まず、判定対象の水溶性有機溶剤５０質量％、及び水４５質量％を含有し、且つ当該インクに用いる顔料５質量％を分散状態で含有する顔料分散液を調製する。そして、調製した分散液を６０℃で４８時間保存したときの、当該液体中の顔料の平均粒径が、別途調製した５質量％の上記顔料、及び水９５質量％を含有する水分散液の顔料の平均粒径と比較して増加しているものを貧溶媒とし、又、当該分散液の水不溶性色材の平均粒径が、同等か、或いは減少しているものを良溶媒と規定した。
例えば、スチレン−アクリル酸共重合体を分散剤とする顔料をインクに用いる場合の良溶媒としては、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール等が挙げられる。本発明で用いられるインクは、吐出安定性に優れることは当然のことながら、分散状態の顔料を含有するインクからの固形物の固着堆積を抑制する機能と、固着堆積物を再分散させる機能とを有することが好ましい。このような観点から、インクは上記したような良溶媒を含有することが好ましい。低揮発性溶剤とは、２０°Ｃにおいて蒸気圧が１０Ｐａ以下のものを指す。具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール等が挙げられる。さらに、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール（分子量が２００〜６００のものが好ましい）、グリセリン、ジグリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、３−メチルペンタンジオール、１，３，５−トリオール等を挙げることができる。これらの溶剤種はあくまで例示である。実際に用いる水溶性有機溶剤は、インクの特性に応じて選択することができる。これらの少なくとも１種をインクの成分として用いることができる。
【００３７】
また、先に述べた記録ヘッドノズル内での顔料の後退現象は、インクに含まれる溶剤組成により制御することもできる。例えば、インク中に含まれる良溶媒と貧溶媒の比率によって後退現象に要する時間は変化する。インク中の貧溶媒の比率を高くすると、後退現象が短時間で起きやすく、クリーニングに要する時間を短縮することが可能であるが、インクの固着堆積を抑制する機能と、固着堆積物を再分散させる機能が低下する傾向がある。インク中の良溶媒の比率を高くすると、インクの固着堆積を抑制する機能と、固着堆積物を再分散させる機能が高くなり、その一方で、後退現象が完了するまで時間が長くなる傾向がある。良溶媒に加えて貧溶媒を組み合わせることによって、後退現象に要する時間と、インクの固着堆積を抑制する機能及び固着堆積物を再分散させる機能とのバランスを良好なものとすることもできる。そのため、インク中の良溶媒と貧溶媒の比率は上述した各種の機能を考慮した上で決定することが好ましい。このような観点から、インク中における良溶媒の全量（質量％）と貧溶媒の全量（質量％）の比率は１：０以上、１：２．５以下の範囲内であることが好ましい。
水としては、脱イオン水を使用するのが望ましい。インク中に含有される水溶性有機溶剤の含有量は特に限定されないが、インク全質量に対して約３〜５０質量％の範囲が好適である。より好ましくは約１０〜３５質量％の範囲である。また、インク中の水の含有量は、インク全質量に対して約４０〜９５質量％の範囲が好適である。より好ましくは約６０〜８５質量％の範囲である。さらに、上記の成分の他に、必要に応じて、保湿剤を添加することは勿論、所望の物性値を持つインクとするために界面活性剤、消泡剤、防腐剤あるいは防黴剤等を添加しても良い。
【００３８】
（顔料）
次に、本発明に用いられるインクを構成する顔料について以下に説明する。
インク中での顔料の分散方法は特に限定されず、本発明において目的とする後退現象を吐出口の大気開放により得ることができる顔料インクが形成できればよい。
顔料としては、インクジェットインク用として入手可能な顔料から選択した自己分散型顔料、顔料分散剤との併用により分散状態を得ることができる分散剤分散型顔料等を用いることができる。これらの顔料の１種を、あるいは２種以上を組み合わせてインクの色材として用いることができる。
自己分散型の顔料としては顔料表面にアニオン性基を有する顔料を挙げることができる。自己分散型顔料としては、顔料粒子の表面にアニオン性の親水性基を導入した自己分散型顔料や、顔料粒子の表面にアニオン性高分子を化学的に結合させることにより改質した顔料（ポリマー結合型自己分散顔料）を用いることができる。アニオン性の親水性基としては、カルボン酸、スルホン酸及びそれぞれの塩から選ばれた少なくとも１種を用いることができる。
顔料のインク全量に対する割合としては、好ましくは０．１〜１５質量％、より好ましくは１〜１０質量％である。また、分散剤分散型顔料を用いる場合の顔料と分散剤の配合比は、１：０．１〜１：１．５の範囲から選択することができる。
顔料分散剤としては、アニオン性樹脂分散剤及びアニオン性樹脂界面活性剤型分散剤を挙げることができ、これらの少なくとも１種を利用することができる。
界面活性剤型分散剤としては、例えば、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、及びこれらの置換誘導体等が挙げられる。
樹脂分散剤としては、スチレン及びその誘導体、ビニルナフタレン及びその誘導体、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、アクリル酸及びその誘導体、マレイン酸及びその誘導体、イタコン酸及びその誘導体、フマール酸及びその誘導体、酢酸ビニル、ビニルアルコール、ビニルピロリドン、アクリルアミド、及びその誘導体等から選ばれた少なくとも２種の単量体（このうち少なくとも１つはアニオン性の親水性単量体）を重合させて得られるブロック共重合体、ランダム共重合体及びグラフト共重合体、並びにこれらの塩等を挙げることができる。これらの樹脂分散剤は、重量平均分子量が１，０００〜３０，０００の範囲内のものが好ましく、特に、３，０００〜１５，０００の範囲のものが好ましい。
【実施例】
【００３９】
以下に、参考例、実施例及び比較例を用いて本発明にかかる記録装置における記録ヘッドのクリーニング効果について具体的に説明する。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、以下の実施例により限定されるものではない。なお、以下の記載で、「部」又は「％」とあるものは特に断らない限り質量基準である。
（参考例１：顔料分散体の調製）
以下に示す材料をバッチ式縦型サンドミル（アイメックス製）に仕込み、０．３ｍｍ径のジルコニアビーズを１５０部充填し、水冷しつつ、５時間分散処理を行った。この分散液を遠心分離機にかけ、粗大粒子を除去した後、固形分濃度：約１２％、重量平均粒径：１２０ｎｍのブラック顔料分散体を得た。
・顔料（カーボンブラック：製品名：Ｍｏｇｕｌ Ｌ、キャブラック製）：１０部
・アニオン系高分子Ｐ−１（スチレン−アクリル酸共重合体、酸価２００、重量平均分子量１０，０００、固形分１０％の水溶液、中和剤：水酸化カリウム）：２０部
・純水：７０部
【００４０】
（参考例２：使用する水溶性有機溶剤の良溶媒及び貧溶媒の判定方法）
参考例１で調製したブラック顔料分散体に対する良溶媒と貧溶媒とを選択するため、以下の実験を行った。
まず、判定対象の水溶性有機溶剤５０質量％、及び水４５質量％を含有し、且つ当該インクに用いる顔料５質量％を分散状態で含有する顔料分散液を調製する。そして、調製した分散液を６０℃で４８時間保存したときの、当該液体中の顔料の平均粒径が、別途調製した５質量％の上記顔料、及び水９５質量％を含有する水分散液の顔料の平均粒径と比較して増加しているものを貧溶媒とし、又、当該分散液の水不溶性色材の平均粒径が、同等か、或いは減少しているものを良溶媒とした。
【００４１】
【表１】
2016043587.tif 000003
【００４２】
表１より、本発明に用いられるインクの良溶媒としてグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、２−ピロリドンが挙げられる。また、貧溶媒としてポリエチレングリコール６００、１，２，６−ヘキサントリオールが挙げられる。勿論、本発明に用いられる水溶性有機溶剤はこれらに限定されるものではない。
（参考例３：インクの調製）
表２に示す各成分を十分攪拌して混合し後、得られ液状混合物をポアサイズ０．２μｍのミクロフィルター（富士フィルム製）にて加圧濾過することで、インク１〜５を調製した。
【００４３】
【表２】
2016043587.tif 000004
【００４４】
（実施例１〜１１及び比較例１〜１０）
表３に示す記録装置およびインクの組み合わせで実施例及び比較例とした。なお、比較例６〜１０は図４で示されるシーケンスのうち、ステップＳ１（吐出口大気解放）とステップＳ２（インク押し出し）を同時に開始させ、後退現象が完了しない状態でインク押し出し、ワイプ動作を行った。記録装置１は図１に示すインクタンクの昇降機構を有する装置であり、記録装置２は図８に示す開閉弁、ロータリーポンプを有する装置である。
また、インク押し出し時の吐出口近傍のインクの顔料濃度（Ｃ２）と、表３に示す各動作シーケンスの開始前のインクの顔料濃度（Ｃ１）との比（Ｃ２／Ｃ１）を求め、目的とする後退現象の有無を以下の基準で判定した。なお、顔料濃度は、波長５５０ｎｍにおけるインクの吸光度を測定し、予め実験で求めた検量線を用いて算出した。また、顔料濃度（Ｃ１）は、インクタンク中のインクの吸光度を測定することで、顔料濃度（Ｃ２）は、表２に示される各シーケンス動作でインク排出機構に排出されたインクの吸光度を測定することにより求めた。
[後退現象の判定基準]
・吐出口近傍/インク中の顔料分散体濃度比が１/１０以下： ○
・吐出口近傍/インク中の顔料分散体濃度比が１/１０より大きい：×
なお、実施例１１では図１４で示される動作シーケンスのうち、Ｓ２（発熱素子駆動）〜Ｓ３（インク押し出し）までの時間を２０秒から４０秒に変更した。
【００４５】
【表３】
2016043587.tif 000005
【００４６】
記録装置１、２を用いて、上記実施例及び比較例に示したようなインクを搭載した。温度２５℃ 、湿度１０％の環境下にて、各インクにおいて７．５％の記録密度の記録画像を３５００枚まで記録耐久を行った。その間、１００枚おきに表３に示すクリーニング動作を行った。これを以下の評価基準によって評価した。表４に評価結果を示す。
〔評価基準〕
◎：ワイパ上に顔料堆積物を含む固形物が観察されず、良好な記録が持続し、吐出性に問題は見当たらなかった。
△：ワイパ上に若干顔料堆積物を含む固形物が観察されるが、良好な記録が持続し、吐出性に問題は見当たらなかった。
×： 途中からワイパ上に顔料堆積物を含む固形物が観察され、記録に乱れが生じ、吐出性に問題が生じた。
【００４７】
【表４】
2016043587.tif 000006
【００４８】
上記の結果から明らかなように、記録に用いる顔料インクをクリーニング液としてそのまま、あるいは顔料濃度が十分に低下していない状態で利用する各比較例におけるワイピング方法では、吐出口面の顔料堆積物を十分に拭き取ることができなかった。
これに対して各実施例では、クリーニング液自体からの吐出口面で顔料堆積物の形成がなく、かつ各吐出口から供給されるクリーニング液による吐出口面に付着する固形物の効果的なクリーニングを行い、長期間にわたって吐出安定性を維持することが可能となる。
【符号の説明】
【００４９】
１１Ａ  ヘッド内液室
１１Ｂ  ノズルチップ内液室
１２  記録ヘッド
１３  インクタンク
１４  供給口
１５  供給チューブ
２０  大気連通口
２１  ワイパ
２２  ワイパホルダ
２３  キャップ
２４  キャップホルダ
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図５】
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【図６】
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