JP4942139B2 - インクジェットヘッドの清浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットヘッドの清浄化装置およびインクジェット記録装置に関する。詳しくは、本発明は、インクジェットヘッド（以下、記録ヘッドまたは単にヘッドとも言う）のインク吐出口が形成された表面（以下、吐出面とも言う）に付着したインク残渣等を効率よく排除して清浄化するための技術に関するものである。

インクジェット記録方式は、液体であるインクを媒介として入力画像データを出力画像に変換するシステムであるため、インクを吐出する記録ヘッドの清浄化（クリーニング）技術が非常に重要な要素となっている。クリーニングを必要とする主な課題を簡単に説明すると、次の通りである。

インク吐出用の記録ヘッドは微細なノズル（以下、特にことわらない限り、吐出口、これに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギを発生するための素子を総称して言う）から記録媒体にインクを直接吐出するものである。従って、吐出したインクが記録媒体に当たって跳ね返ったり、インクを吐出する際に記録に関与する主なインクの他に微小なインク滴（サテライト）が吐出されて雰囲気中に漂ったりすることがある。すると、これらがインクミストとなって、記録ヘッドのインク吐出口の周りに付着することがある。また、空気中を漂っていた塵埃などが付着することもある。すると、吐出される主インク滴をこれらの付着物が引っ張ることで、インク吐出方向がよれること、すなわち主インク滴の直進性が妨げられることがある。

そこで、この問題を解決するためのクリーニング技術として、インクジェット記録装置では、所定のタイミングで、ゴム等の弾性材料でなる払拭部材（ワイパブレード）で記録ヘッドの吐出面というを掃き、付着物を除去するワイピングと呼ばれるものが採用される。

一方最近では、記録物の記録濃度、耐水性および耐光性等を向上する目的で、色材として顔料成分を含有するインク（顔料系インク）が使用されることが多くなってきている。顔料系インクは、元来固体である色材を、分散剤や、顔料表面に官能基を導入するなどして水中に分散させてなるものである。従って、吐出面上でインク中の水分が蒸発し乾燥した顔料インクの乾燥物は、色材自体が分子レベルで溶解している染料系インクの乾燥固着物と比べ、吐出面に与えるダメージが大きい。また、また顔料を溶剤中に分散させるために用いている高分子化合物が吐出面に対して吸着されやすいという性質が見られる。これは、インクの粘度調整や、耐光性向上その他の目的でインクに反応液を添加する結果インク中に高分子化合物が存在する場合には、顔料系インク以外でも生じる問題である。

これらの課題に対し、特許文献１および２には、記録ヘッドのワイピング時に不揮発性溶剤のヘッド用液体を吐出面に塗着させることで、ワイパの磨耗を軽減し、記録ヘッドに蓄積したインク残渣を溶解させることによって蓄積物を除去する技術が開示されている。さらには、記録ヘッド上にヘッド用液体の薄膜を形成させることによって異物の記録ヘッドに対する付着を防止することが図られ、これらによって拭き取り性を向上させている。また、これらのワイピング時に用いるヘッド用液体は、プリンタ本体内部に貯蔵する構成がとられている。

特許文献３には、ワイパに不揮発性溶剤でなるヘッド用液体を塗布した後、ヘッドの吐出面に対して払拭動作を行っている内容が開示されている。

また、特許文献４には、吐出面に溶解液を噴霧し、吐出面に付着した不溶化物をワイパーで除去している内容が開示されている。

さらに、特許文献５には、ヘッド上のインク残渣をワイパー上に保持された不揮発性のインク溶剤中に溶かすことにより払拭動作を行っている内容が開示されている。

特開平１０−１３８５０３号公報 特開２０００−２０３０３７号公報 特開平１０−１３８５０２号公報 特開平１０−１５１７５９号公報 特開平１１−２５４６９２号公報

先述した文献における方法は、吐出面に対するワイパの摺接状態など、ワイピング条件が明確にはされていない。ワイピングの動作が全てワイパの先端部分（エッジ）を摺接させて行われているとすれば、特許文献１〜３および５では、エッジでヘッド用液体を塗布することになる。すると、ヘッド用液体とインク残渣との混合が良好に行われないために吐出面からの払拭が不完全となり、所期の清浄化を達成できないおそれがある。また、ヘッド用液体が好ましく塗布されていない状態でワイピング動作を行うと、吐出面を劣化させるおそれがある。また、特許文献４に開示の構成では、ヘッド用液体が表面だけにしか付着せず、ヘッド用液体とインク残渣との混合が十分に行われないおそれがあるため、所期の清浄化を達成できないおそれがある。

従って本発明は、インク残渣を効率的かつ確実に吐出面より排除し、十分な清浄化を達成することで、記録ヘッドの持つ初期性能を維持することを目的とする。

そのために、本発明インクジェットヘッドの清浄化装置は、色材を含むインクを吐出する吐出口が設けられたインクジェットヘッドの表面にヘッド用液体を塗布し、前記表面のインク残渣と撹拌混合した後、当該混合物を前記表面から掻き取る手段を具え、前記手段は前記表面に対して順次接触可能な少なくとも２枚のワイパを有し、先行するワイパによって前記ヘッド用液体の塗布および撹拌混合を行い、後続のワイパによって前記混合物の掻き取りを行うようにしたことを特徴とする。

また、本発明は、かかる清浄化装置を具えたインクジェット記録装置に存する。

本発明によれば、ヘッド用液体を塗布し、インク残渣と撹拌混合することで、インク残渣はヘッド用液体中に取り込まれる。例えば、ワイパを比較的大きく屈曲させてその腹部がヘッド表面（吐出面）に摺接して行くようにするワイピング動作を行うことで、ヘッド用液体の塗布および撹拌混合が効率的に行われる。そして、ワイパの先端のエッジ部分が前記表面に摺接して行くようにするワイピング動作を行うことで、ヘッド用液体とインク残渣との混合物を効率的に掻き取って行くことができる。これらにより、インク残渣を効率的に吐出面より排除することが可能になり、吐出面の表面特性の変化を抑制し、記録ヘッドの持つ初期特性を維持することで、安定した画質品位を保つことが可能となる。

なお、吐出面の表面張力＜インク表面張力＜ヘッド用液体表面張力の関係とすれば、ヘッド用液体と比較して表面張力の低いインク残渣はより表面張力の高いヘッド用液体に溶け込むことでより高い表面張力状態となり、吐出面との濡れがより少なくなる。これにより、第２のワイピング動作によって混合物はスムーズに移動する。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

（装置の実施形態）
図１は本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの主要部の模式的な斜視図である。

図示のインクジェット記録装置において、キャリッジ１００は無端ベルト５に固定され、かつガイドシャフト３に沿って移動可能になっている。無端ベルト５は一対のプーリ５０３に巻回され、一方のプーリ５０３にはキャリッジ駆動モータ（不図示）の駆動軸が連結されている。従って、キャリッジ１００は、モータの回転駆動に伴いガイドシャフト３に沿って図の左右方向に往復主走査される。キャリッジ１００上には、インクタンク２を着脱可能に保持するカートリッジ形態の記録ヘッド１が搭載されている。

図２は図１のキャリッジ１００に搭載可能な記録ヘッド１の一構成例を示す斜視図、図３は記録ヘッド１の構成要素であるヘッドユニットの一構成例を示す分解斜視図である。

本例に係る記録ヘッド１は、インクを吐出する吐出口の配列を有したヘッドユニット４００と、インクを貯蔵し、ヘッドユニット４００にインクを供給するインクタンク４１０とを有している。記録ヘッド１は、ヘッドユニット４００に設けられたインク吐出口列が記録媒体としての用紙６と対向し、かつ上記配列方向が主走査方向と異なる方向（例えば記録媒体６の搬送方向である副走査方向）に一致するようにキャリッジ１００に搭載される。インク吐出口列およびインクタンク４１０の組は、使用するインク色に対応した個数を設けることができる。図示の例では、６色（例えばブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、淡シアン（ＰＣ）および淡マゼンタ（ＰＭ））に対応して６組設けられている。ここに示す記録ヘッド１では、各色独立のインクタンク４１０が用意されており、それぞれがヘッドユニット４００に対して着脱自在となっている。

ヘッドユニット４００は、図３に示すように、記録素子基板４２０、第１のプレート４３０、電気配線基板４４０、第２のプレート４５０、タンクホルダ４６０および流路形成部材４７０から構成されている。各色インクの吐出口列を有する記録素子基板４２０は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を材料とする第１のプレート４３０上に接着固定されており、ここには記録素子基板４２０にインクを供給するためのインク供給口４３１が形成されている。さらに、第１のプレート４３０には、開口部を有する第２のプレート４５０が接着固定されている。この第２のプレート４５０は、インクを吐出するための電気信号を印加する電気配線基板４４０と記録素子基板４２０とが電気的に接続されるように電気配線基板４４０を保持している。一方、インクタンク４１０を脱着可能に保持するタンクホルダ４６０には流路形成部材４７０が超音波溶着され、インクタンク４１０から第１のプレート４３０にわたるインク流路（不図示）を形成している。

図４は、図３に示す記録素子基板４２０において、一色についての吐出口列付近の構造を、部分的に破断して示す斜視図である。図４において、４２１はインクを吐出するために利用されるエネルギとして、通電に応じインクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する発熱素子（ヒータ）である。また、ヒータ４２１が実装される基体４２３上には、ヘッドユニット４００の温度を検出する温度センサ４２８と、当該検出温度に応じてヘッドないしインクを保温するためのサブヒータ（不図示）と、が設けられる。４２２はインク吐出口、４２６はインク流路壁である。４２５は各ヒータに対向した状態でインク吐出口４２６が形成された吐出口プレートであり、樹脂の被膜層４２７を介して基体４２３上に配設される。また、吐出口プレート４２５の表面（記録媒体と対向する吐出面）には、所望の撥水材が設けられている。

本例においては、ヒータ４２１ないし吐出口４２２の列が２列配置され、各列間のヒータ４２１ないし吐出口４２２同士は配列方向すなわち副走査方向に配列ピッチの１／２だけずれて配置されている。ここで、１列あたり１２８個のヒータ４２１ないし吐出口４２２が６００ｄｐｉの密度で配列されることで、１色のインクあたり１２００ｄｐｉの解像度を実現している。そして、上記６色に対応した記録素子基板構成が第１のプレート４３０上に配置される。

図５（ａ）〜（ｇ）を用い、記録素子基板および吐出面の作成方法について説明する。

図５（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、記録素子基板４２０の模式的斜視図およびそのＢ−Ｂ’線の模式的断面図であり、複数のヒータ４２１がシリコン等でなる基体１上に配置されている（ヒータに通電を行うための電極等は不図示）。

図５（ｃ）は、図５（ｂ）で示した基体４２３上に、ポジ型レジストによりインク流路パターン形成材４３３を配置した図である。このインク流路パターン形成材４３３は、各吐出口へ供給するインクを一時保持するための共通液室と、この共通液室から複数に分岐し、ヒータにより膜沸騰を起こさせるインクの流路を構成するためのパターンに対応している。

図５（ｄ）は、図５（ｃ）で示したインク流路パターン形成材４３３の上にネガ型レジストからなるノズル形成材料４３４とフッ素およびシロキサン分子を含むネガ型レジストである撥水材料４３５を形成した状態を示す図である。本実施形態では、これら材料によって吐出口プレート４２５が形成されることになる。このように撥水材料４３５を用いることにより、吐出面に撥水性を持たせることが可能となる。あるいは、この工程において、ノズル形成材料に組み合わせる材料を変更することにより、吐出面を所望の表面特性に変化させることが可能である。また、吐出面に撥水性を必要としない場合には、撥水材料を用いずノズル材料のみ用いることで、撥水性を有さない吐出面の形成が可能になる。

図５（ｅ）は、図５（ｄ）の状態に対し、フォトリソグラフィ法によりインク吐出口４２２およびこれに通じるインク路を形成した状態である。さらに図５（ｆ）は、図５（ｅ）の状態に対し、吐出口形成面側等を適切に保護しながら、基体４２３の裏面側よりシリコンの異方性エッチングによりインク供給口４２４を形成した状態を示す図である。図５（ｇ）は、図５（ｆ）の状態に対し、インク流路パターン形成材４３３を溶出させ、記録素子基板を完成させた状態を示している。そしてこのように完成した記録素子基板４２０を第１のプレート４３０上に配置し、さらに各部との接続や電気的実装等を行うことで、図２に示した構成が得られる。

再び図１を参照するに、記録媒体６は、キャリッジ１００のスキャン方向と直交する方向に間欠的に搬送される。記録媒体６は搬送方向の上流側および下流側にそれぞれ設けた一対のローラユニット（不図示）により支持され、一定の張力を付与されてインク吐出口に対する平坦性を確保した状態で搬送される。そして、キャリッジ１００の移動に伴うヘッドユニット１の吐出口の配列幅に対応した幅の記録と、記録媒体６の搬送とを交互に繰り返しながら、記録媒体６全体に対する記録が行われる。また、図示の装置には、キャリッジの主走査方向上の移動位置を検出するなどの目的でリニアエンコーダ４が設けられている。

キャリッジ１００は、記録開始時または記録中に必要に応じてホームポジションで停止する。ホームポジション付近には、キャップや、図６について後述するクリーニング装置を含むメンテナンス機構７が設置されている。キャップは昇降可能に支持されており、上昇位置では、ヘッドユニット１の吐出面をキャッピングし、非記録動作時等においてその保護を行ったり、あるいは吸引回復を行うことが可能である。記録動作時にはヘッドユニット１との干渉を避ける下降位置に設定され、また吐出面との対向によって予備吐出を受けることが可能である。

図６は本発明に係るクリーニング装置の一例を示す模式的側面図であり、図１の矢印方向から見たものである。

ゴム等の弾性部材でなるワイパブレード９Ａおよび９Ｂがワイパホルダ１０に固定されており、ワイパホルダ１０は図の左右方向（記録ヘッド１の主走査方向と直交する、インク吐出口が配列された方向）に移動可能である。ワイパブレード９Ａおよび９Ｂは高さが異なっており、記録ヘッド１の吐出面１１との摺接時に、前者は比較的大きく屈曲して側部（腹部）が、後者は比較的小さく屈曲して先端部（エッジ部）が摺接するようになっている。

１２はワイパブレードが接触することでヘッド用液体を転移させるための供給装置であり、タンク（容器）にヘッド用液体を収納した形態とすることができる。また、所定量のヘッド用液体を保持する一方、ワイパブレードとの接触に応じてヘッド用液体を滲出させる吸収体を少なくとも当該接触部位に有したものとすることができる。さらに、均一な混合状態を得るための攪拌装置等が付加されていてもよい。１４はヘッド用液体の性能維持装置としての水補充装置である。これは、水を含有するヘッド用液体を用いた場合に、極端な環境変化によって水分蒸発が生じても、ヘッド用液体が上記式（１）または（２）で規定する表面張力の範囲を維持するために配置される。この補充装置は、ヘッド用液体が本発明で規定する状態を維持する限り作動する必要は無い。しかし、所望の条件によって、本発明が開示する範囲内でその表面張力を適宜変更したり、維持したりすることもできる。当然、異常環境下に置かれた場合や、もしくは適切でない放置状態に置かれる等、通常では予想できない事態が生じたために水分が失われてしまうことで上記規定を満たさなくなるような場合には、この手段１４により補給することで、本発明の範囲内の条件に収めるべく使用されることが好ましい。

クリーニング動作にあたっては、まず記録ヘッド１をホームポジションから離れた位置で待機させた状態、またはホームポジションに移動させる前に、供給装置１２にワイパブレードを接触させることでヘッド用液体を転移させる。そしてワイパホルダ１０を図示の位置に戻し、記録ヘッドをホームポジションに設定した後、再びワイパホルダ１０を矢印方向に移動させる。この移動の過程で、まず比較的長いワイパブレード９Ａがまず吐出面１１に摺接し、比較的短いワイパブレード９Ｂがこれに続くことになる。

図７はこの過程の模式図である。ワイパブレード９Ａは比較的大きく屈曲してその側部（腹部）が吐出面１１に摺接し、ヘッド用液体１６を効率よく吐出面１１に転写・塗布されてゆく。吐出面１１にインク残渣１１０４があっても、ヘッド用液体１６の付与によって溶解する。この状態でワイパブレード９Ｂの先端部（エッジ）が吐出面１１に当接することで、インク残渣の溶解物を効率的に掻きとって行き、記録ヘッドのクリーニングが行われる。

なお、上記ワイピングの結果、ワイパブレード９Ｂ上にはインク残渣の溶解物が付着している。これが重力の作用に従いワイパブレードを伝って流れ落ちるようにする場合には、図示のワイパホルダ１０の位置の下方においてこれを受容する部材を設けることができる。

しかし、供給装置１２の付近でワイパブレード９Ａおよび９Ｂに当接することで溶解物をワイパブレードから積極的に受容し、ワイパブレードを清浄な状態にする手段（スポンジやスクレイパ等）または工程を設けることが望ましい。ワイパブレード９Ａおよび９Ｂを清浄な状態としてからヘッド用液体を転移させるようにすれば、直ちに次のワイピング動作に備えることができる。

上述のようなクリーニングを行う上でも、ヘッド用液体の性能維持構成を採用することが好ましい。ワイパブレード９Ａは供給装置１２および吐出面１１との摺接に伴い、所望の転移量（供給装置１２からワイパブレード９Ａへの転移量およびワイパブレード９Ａから吐出面１１への転移量）を得るべきである。このためには、材質、形状、寸法および摺接対象との相対位置を定めるべきである一方、環境変化に起因したヘッド用液体の重量変動や物性変化が大きいと、所望の転移量が得られなくなり、クリーニング性が低下する恐れがあるからである。

（クリーニング動作の詳細および好適条件）
図８（ａ）〜（ｃ）はクリーニング動作時のワイパブレードの移動を模式的に示している。クリーニング動作にあたっては、まず記録ヘッド１をホームポジションから離れた位置で待機させた状態、またはホームポジションに移動させる前に、同図（ａ）に示すように、ワイパホルダ１０を矢印方向に移動させる。そして供給装置１２にワイパブレードを接触させることで、ヘッド用液体を転移させる。

次にワイパホルダ１０を図６に示した位置に戻し、記録ヘッドをホームポジションに設定した後、図８（ｂ）に示すように再びワイパホルダ１０を矢印方向に移動させる。この移動の過程で、まず比較的長いワイパブレード９Ａが先行して吐出面１１に摺接して行くが、このときワイパブレード９Ａに転移していたヘッド用液体１６を吐出面１１に塗布され、ここに付着していたインク残渣等と混合撹拌される。そして、図８（ｃ）に示すように、ワイパホルダ１０の移動を継続することで、後続のワイパブレード９Ｂにより、ヘッド用液体とインク残留物との混合物が掻き取られる。

図９は、ヘッド用液体の塗布およびヘッド用液体とインク残留物との混合物の掻き取りの動作の説明図である。

ヘッド用液体転写用のワイパブレード９Ａは、インクの掻き取り能力を持たないように、侵入量（吐出面相当の位置からワイパブレード先端までの高さ）を大きくすることで比較的大きく屈曲し、腹部が吐出面と摺接するようにしている。これにより、ヘッド用液体１６がインク残渣上をすり抜けるようになる。この際、吐出面１１におけるインク残渣１１０４に多少の移動が起こっても、実質的に除去はされないようにする。

このように、ワイパブレード９Ａでヘッド用液体１６を吐出面１１に塗布し、吐出面１１に付着したインク残渣等と混合撹拌を行う際は、腹部摺接とすることが好ましい。ワイパブレード９Ａについてはこのようなワイピング条件とし、インク残渣上をヘッド用液体と共にすり抜ける構成にすることで、インク残渣に対してヘッド用液体を均一に塗布することが可能となり、インク残渣はヘッド用液体に溶け込みやすくなる。つまり、ワイパブレード９Ａの腹部摺接を行うことにより、ワイパブレード９Ａと吐出面１１との間をヘッド用液体が通過し、その際インク残渣への擦り付けが行われることでインク残渣とヘッド用液体との撹拌が生じる。これにより混合が促進され、インク残渣はヘッド用液体中にとりこまれる。

ここで、吐出面１１の表面張力＜インクの表面張力＜ヘッド用液体の表面張力の関係であることが好ましい。この条件が満たされていると、ヘッド用液体と比較して表面張力の低いインク残渣がより表面張力の高いヘッド用液体に溶け込むことになる。すなわちインク残渣単独のときよりも高い表面張力となるので、吐出面１１との表面張力差がインク残渣単独のときより大きくなる。従って、吐出面の濡れがより少なくなることにより、インク残渣混合液は吐出面上での移動が容易になる。このため、インク残渣混合液は後続のワイパーブレード９Ｂの移動に伴って吐出面１１より容易に排除（掻き取り）可能になる。

かかる効果は、ヘッド用液体がある程度多く塗布された状態において好ましく発揮される。具体的には、吐出面におけるインク残渣の量に対して０．１〜１００倍の範囲が好ましい。後述する実施例のプリンターを用いた結果から言えば、０．０５〜０．５ｇの塗布量が好ましい。

また、ヘッド用液体としては、インク残渣の効果的な溶解に供し得るものであれば適宜のものを採用できる。例えばグリセリンを単独で用いるものでもよく、グリセリン水溶液を用いることもできる。

ワイパブレード９Ｂについては、吐出面１１上のインクの掻き取り性を向上するために、侵入量を調整して先端のエッジ部分が吐出面に当接するようになし、拭き残りが生じにくいようにする。このようにエッジ当接を行うことにより、ワイパブレード９Ａの塗布および混合撹拌機能とは異なり、ヘッド用液体とインク残渣の混合物の除去がスムーズに行われるのである。

以上の構成により、吐出面１１に対してヘッド用液体を確実に塗布し、インク残渣と混合撹拌することが可能であり、従って、吐出面に固着したインク残渣等を容易に取り除くことが可能となる。そしてこの効果により、多数回のワイピング動作を行った後でも、吐出面の初期の表面特性（例えば撥水性）を維持することができ、長期にわたって安定した記録性能を維持することが可能となる。さらに、本発明の効果は、色材としての顔料を分散させるために高分子ポリマーを含有するインクを用いた場合、あるいは色材として染料を含むインクを用いた場合においても、拭き残りが生じないヘッドの清浄化が可能となる。そしてこれらにより、記録性能の安定性が向上するので有効である。

なお、先行するワイパブレード９Ａにヘッド用液体の塗布および混合および撹拌機能を持たせ、後続のワイパブレード９Ｂに掻き取り機能を持たせるためには、上述のように侵入量を調整するほか、２種のワイパブレードの材質や形状を適切に変えるものでもよい。

また、本実施形態ではノズル配列方向に対して平行な方向（図４の左右方向）にワイピングを行うものとした。しかしその方向は適宜定め得るものであり、ノズル配列方向に対して垂直な方向にワイピングが行なわれるものでもよい。

（他の実施形態）
上記構成では、２枚のワイパブレードを用い、先行するワイパブレード９Ａにヘッド用液体の塗布および混合および撹拌機能を持たせ、後続のワイパブレード９Ｂに掻き取り機能を持たせるようにした。しかしワイパブレードが１枚であっても、両機能を果たすことは可能であり、本実施形態ではそのための構成について説明する。本実施形態では２ステップでワイピングが行なわれる。すなわち、まず第１ステップでは、ワイパブレードの片面にヘッド用液体を付着させ、腹部摺接により吐出面に塗布し、混合撹拌させる。その後、第２ステップで、ワイパブレードをヘッド用液体塗布時の方向と同一方向あるいは逆方向に移動させながら、エッジ当接を行わせ、インク残渣とヘッド用液体との混合物を除去するものである。

図１０（ａ）〜（ｅ）はこの実施形態によるクリーニング動作時のワイパブレードの移動を模式的に示している。

クリーニング動作にあたっては、まず記録ヘッド１をホームポジションから離れた位置で待機させた状態、またはホームポジションに移動させる前に、同図（ａ）に示すように、ワイパホルダ１０を矢印方向に移動させる。そして供給装置１２にワイパブレード９を接触させることで、ヘッド用液体を転移させる。

次にワイパホルダ１０を戻し、記録ヘッドをホームポジションに設定した後、図１０（ｂ）に示すように再びワイパホルダ１０を矢印方向に移動させる。この移動の過程でワイパブレード９の腹部が吐出面１１に摺接して行くが、このときワイパブレード９に転移していたヘッド用液体１６を吐出面１１に塗布され、ここに付着していたインク残渣等と混合撹拌される。

このような塗布工程（第１ステップ）を経た後（図１０（ｃ））、ワイパブレード９を戻し、ヘッド用液体塗布時の方向と同一方向に移動させながらインク残渣とヘッド用液体との混合物を除去する（図１０（ｄ））。あるいは、塗布工程後の位置（図１０（ｃ））から逆方向に移動させながら、インク残渣とヘッド用液体との混合物を除去する（図１０（ｅ））。ヘッド用液体塗布時と掻き取り時とで移動方向を逆にする場合には、同一方向とする場合に比べクリーニング動作の時間短縮を図ることが可能となる。

いずれの場合であっても、ワイパブレード９が吐出面１１に対しエッジ当接を行う条件に設定される。このように１枚のワイパブレードを用いつつも腹部摺接とエッジ当接とを切り替えるためには、次のような構成を採用することができる。

例えばヘッド用液体塗布時と掻き取り時とで移動方向を同一にする場合（図１０（ｄ））には、ヘッド用液体塗布時には侵入量が大きく、掻き取り時には侵入量が小さくなるように、侵入量が切り替えられるようにすればよい。これには、記録ヘッドおよびワイパブレードの相対高さを切り替える手段を用いることができる。この手段としては、記録媒体の厚みに応じて吐出面と記録媒体の被記録面との間隙を設定するべく記録ヘッドの高さを変更する公知の機構を利用することができる。また、ワイパブレードを保持するワイパホルダ１０の高さを変更する機構が用いられてもよい。

ヘッド用液体塗布時と掻き取り時とで移動方向を逆にする場合（図１０（ｅ））にも、そのような侵入量の変更機構を用いることができる。しかし図１１（ａ）に示すように、片持ち支持されているワイパブレード９の一方の側部に変形を規制する部材９０を設けることも可能である。すなわち、同図（ｂ）および（ｃ）に示すようにワイピング方向によって自由長の長さが変わるようにすることにより、エッジ当接と腹部摺接とが切り替えられるようにすることもできる。

以下、より具体的な実施例および比較例を挙げて本発明の効果を検証する。

（実施例）
表面張力
ここでまず、本明細書に記載している表面張力について説明する。
吐出面の表面張力（固体の表面張力）の測定にあたっては、まずＪＩＳ Ｋ６７６８-１９７１記載の濡れ試験標準液（濡れ試薬）を綿棒により吐出面に塗布した。そして、塗布直後の状態（塗布時の綿棒の移動に伴う濡れ試薬の「尾引き」の状態）における濡れ試薬の弾き度合いを観察することにより行った。測定方法は、塗布直後に濡れ試薬が丸い液滴を形成している場合は「弾く」と判断し、直後の液滴が真円でない場合には「濡れている」と判断した。測定は表面張力の低い濡れ試薬から順番に行い、最初に「弾く」と判定されたときに適用した濡れ試薬の直前に適用した濡れ試薬の表面張力を、測定物すなわち吐出面の表面張力とした。
また、インクおよびヘッド用液体の表面張力の測定には、協和界面科学製の表面張力計「ＣＢＶＰ-Ａ３」を用いた。

以下で述べる実施例に適用した記録ヘッド吐出面、インクおよびヘッド用液体の表面張力は次のとおりである。
吐出面表面張力 ： Ｆγｓ＝２２ｄｙｎ／ｃｍ
インク表面張力 ： Ｉγｓ＝３６〜４０ｄｙｎ／ｃｍ
ヘッド用液体表面張力 ： Ｒγｓ＝３７〜６６ｄｙｎ／ｃｍ

ワイピング耐久試験
下記のヘッド用液体とインクとを使用し、ワイピング条件を変えてワイピング耐久試験を行った。ここでは、実使用上の環境を想定して、プリンタを用い吐出面のクリーニング動作を記録動作と組み合わせて連続して５０００回行い、試験前後での記録状態評価することで吐出面表面特性の変化を確認した。

評価用本体
評価に使用した本体は、キヤノン株式会社製のインクジェットプリンター「ＰＩＸＵＳ８５０ｉ」の回復系を図４のように改造したものを用いた。

評価用ヘッド
評価に使用した記録ヘッドは、吐出面がフッ素およびシロキサン分子を含むネガ型レジストである撥水材料により作られた記録ヘッドを用い、吐出面の表面張力がＦγｓ＝２２ｄｙｎ／ｃｍであるものを用いた。

評価用インク
表1に示す組成のインクを記録ヘッドのカラータンク位置に装着して評価を行った。

（注１）商品名アセチレノール、川研ファインケミカル製
（注２）ＣＡＢＯＴ社製自己分散顔料
（注３）顔料分散液１は以下の方法で調整したものを使用した。

比表面積２１０ｍ^２／ｇで、ＤＢＰ吸油量７４ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック１０部と、酸価２００、重量平均分子量１０，０００のスチレン−アクリル酸共重合体の１０％水酸化ナトリウム中和水溶液２０部、さらにイオン交換水７０部を混合し、サンドグラインダーを用いて１時間分散させた後、遠心分離処理によって粗大粒子を除去し、ポアサイズ３．０μｍのミクロフィルター（富士フィルム製）にて加圧ろ過し、樹脂分散型顔料が含有された顔料分散液１を得た。得られた顔料分散液１の物性値は、固形分１０％であり、ｐＨ＝１０．０、平均粒子径１２０ｎｍであった。

ヘッド用液体
ヘッド用液体は表２に示すものを用いた。

ワイピング条件
（１）ワイピング条件（１）：下記２枚のワイパブレードを図７〜図９のように使用した。
・第１ワイパブレード（吐出面に腹部が摺接するワイパブレード９Ａに対応）
材質：ウレタン、硬度：７５°、厚み：０．５ｍｍ、幅：９ｍｍ
自由長：６ｍｍ、侵入量：１．７５ｍｍ
・第２ワイパブレード（吐出面にエッジが摺接するワイパブレード９Ｂに対応）
材質：ウレタン、硬度：７５°、厚み：０．５ｍｍ、幅：９ｍｍ
自由長：５ｍｍ、侵入量：０．６ｍｍ

（２）ワイピング条件（２）：下記の１枚のワイパブレードを図１０（ａ）〜（ｄ）のように使用した。
材質：ＨＮＢＲ、硬度：７５°、厚み：０．５ｍｍ、幅：９ｍｍ
自由長：５ｍｍ、
第１ステップ（腹部摺接）の侵入量 ：１．２ｍｍ
第２ステップ（エッジ当接）の侵入量：０．６ｍｍ

（３）ワイピング条件（３）：図１１の構成を適用し、下記の１枚のワイパブレードを図１０（ａ）〜（ｃ）および（ｅ）のように使用した。
材質：ウレタン、硬度：７５°、厚み：０．５ｍｍ、幅：９ｍｍ
第１ステップ（腹部摺接）の自由長 ：７ｍｍ、侵入量：１．２ｍｍ
第２ステップ（エッジ当接）の自由長：５ｍｍ、侵入量：１．２ｍｍ

評価結果
評価は、上記評価用インク（３種）、ヘッド用液体（２種）およびワイピング条件（３種）の１８種類の組み合わせについて、温度条件２５℃における耐久試験前後での記録状態の変化を確認することで行った。この際、プリンタ本体内蔵のノズルチェックパターンを高品位専用紙に記録し、ドット形成位置のずれ（ヨレ）を観察した。なお、評価は次の３段階とした。
○：ノズルチェックパターンにヨレがなく、良好に印字されている（無改造のプリンタ本体に純正インクを使用した場合の印字と変わらない）。
△：ノズルチェックパターンの一部にヨレが生じている。
×：ノズルチェックパターンの全体にヨレが生じている。

この結果、実施例の１８種類の組み合わせのすべてについて、ワイピング動作を連続で５０００回行った後も、全ての組み合わせにおいて、初期と同様、実使用上問題のないレベルでの記録性能を維持していた。すなわち、吐出面に付着した多数の顔料粒子や撥水性の低下を受けた不吐出やヨレといった実質的な画像劣化は確認されなかった。

以上説明したように、本発明の実施形態ないしは実施例に示された構成を用いることで、顔料インクを用いた場合にもヘッド吐出面の清浄化が可能になるので、インク吐出動作に悪影響を与えるような拭き残しが生じない。またその結果、吐出面１１に対するポリマーの付着や、ワイピング動作の繰り返しに伴う顔料の凝集物による吐出面の削れなど、吐出面の劣化を抑制することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの主要部の模式的な斜視図である。 図１のインクジェットプリンタのキャリッジに搭載可能な記録ヘッドの一構成例を示す斜視図である。 図２の記録ヘッドの構成要素である記録ヘッドの一構成例を示す分解斜視図である。 図５の記録ヘッドに適用される記録素子基板において、一色についての吐出口列付近の構造を、部分的に破断して示す斜視図である。 （ａ）〜（ｇ）は図４の記録素子基板の製造工程の説明図である。 図４のプリンタに適用されるクリーニング装置の一例を示す模式的側面図である。 図５のクリーニング装置の動作を説明するための模式図である。 （ａ）〜（ｃ）はクリーニング動作時のワイパブレードの移動を模式的に示す説明図である。 図５のクリーニング装置の動作をさらに詳しく説明するための模式図である。 （ａ）〜（ｅ）は本発明の他の実施形態によるクリーニング動作時のワイパブレードの移動を模式的に示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は図１０（ａ）〜図１０（ｃ）および図１０（ｅ）の動作を行うために好ましく適用できるワイパブレード関連の構成および動作の説明図である。

符号の説明

１ インクジェット記録ヘッド
２ インクタンク
３ ガイド軸
４ リニアエンコーダ
５ ベルト
６ 記録媒体
９、９Ａ、９Ｂ ワイパブレード
１０ ワイパホルダ
１１ 吐出面
１２ ヘッド用液体供給装置
１４ ヘッド用液体補充装置
９０ ワイパブレードの変形規制部材
１００ キャリッジ
４００ ヘッドユニット
４１０ インクタンク
４２０ 記録素子基板
４２１ ヒータ
４２２ 吐出口
４２５ 吐出口プレート

Claims (4)

1. 色材を含むインクを吐出する吐出口が設けられたインクジェットヘッドの表面にヘッド用液体を塗布し、前記表面のインク残渣と撹拌混合した後、当該混合物を前記表面から掻き取る手段を具え、
   前記手段は前記表面に対して順次接触可能な少なくとも２枚のワイパを有し、先行するワイパによって前記ヘッド用液体の塗布および撹拌混合を行い、後続のワイパによって前記混合物の掻き取りを行うようにしたことを特徴とするインクジェットヘッドの清浄化装置。
2. 前記先行するワイパは、比較的大きく屈曲してその腹部が前記表面に摺接して行くことで前記ヘッド用液体の塗布および撹拌混合を行い、前記後続のワイパは、その先端のエッジ部分が前記表面に摺接して行くことで前記掻き取りを行うように構成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ヘッドの清浄化装置。
3. 前記インクジェットヘッドの表面張力＜前記インクの表面張力＜前記ヘッド用液体の表面張力の関係を満たす前記インクジェットヘッド、前記インクおよび前記ヘッド用液体を用いることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のインクジェットヘッドの清浄化装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインクジェットヘッドの清浄化装置を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。

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