WO2006070777A1

WO2006070777A1 - ヘッド用液体とその成分含有量決定方法および成分比率安定化方法

Info

Publication number: WO2006070777A1
Application number: PCT/JP2005/023849
Authority: WO
Inventors: Mikio Sanada; Nobuyuki Matsumoto; Noribumi Koitabashi
Original assignee: Canon Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2006-07-06
Also published as: EP1834784A1; US7695099B2; US20070252868A1; JP2006205713A; EP1834784B1; DE602005013432D1; ATE425873T1; JP4812078B2; EP1834784A4

Abstract

　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付着したインク残渣等を効率よく排除するために供給されるヘッド用液体に関連する。かかるヘッド用液体としてグリセリン等の不揮発性溶剤を用いる場合、不揮発性溶剤は吸湿によって極めて大きな質量変化を呈し、これによって上記供給量がばらつく。この問題に対し、予め不揮発性溶剤に水を混合しておくことで、不揮発性溶剤に単体で吸湿を生じさせた場合よりも少ない質量変化を与え得ることを見出した。そして、不揮発性溶剤と水とを適切な所定比率で混合したものをヘッド用液体として用いる。

Description

明細書

ヘッド用液体とその成分含有量決定方法および成分比率安定化方法技術分野

[0001] 本発明は、インクジェットヘッド (以下、記録ヘッドとも言う）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するために用いられるヘッド用液体に関する。また本発明は、該液体の成分含有量決定方法および成分比率安定化方法、並びに前記液体を用いる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。

[0003] 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）力記録媒体にインクを直接吐出するものである。従って、吐出したィ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、これら力 S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。

[0004] 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 (ヮイノく)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ビングと呼ばれるものが採用される。

[0005] 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つてきている。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!/、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、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。

[0006] これらの課題に対し、特許文献 1および特許文献 2には、記録ヘッドのワイビング時に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、これらのワイビ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。

[0007] さらに、特許文献 1および特許文献 2には、吐出面に対してワイパを相対移動させること〖こよるクリーニング工程と、この工程の前に吐出面に不揮発性溶剤をヘッド用液体として供給する工程と、が開示されている。しかし、当該不揮発性溶剤についての開示内容は極めて少ない。すなわち、特許文献 1では、分子量 200〜600のポリエチレングリコール（PEG)を、特許文献 2では、分子量 300のポリエチレングリコール（PEG300)を開示するのみである。

[0008] 本発明者らは、上記特許文献に開示の方式でクリーニング工程に先立つ不揮発性溶剤の供給を行ったところ、この溶剤のヘッドに対する供給状態にばらつきが多いという問題を見出した。そこでこの問題をさらに検討したところ、本発明者らは、不揮発性溶剤自身がもつ要因が支配的であることを見出した。通常、不揮発性溶剤を単体としてヘッド用液体に使用する以上、蒸発特性を基準に選定することは当業者としては当然であるので、ヘッド用液体として使用する上で蒸発しにくい処理液を本発明者らも検討した。この過程で本発明者らは、不揮発性溶剤自身の特性とこれが置かれる環境に起因した吸湿特性との相関を制御することが困難であることを見出だした。カロえて、不揮発性溶剤は吸湿によって極めて大きな重量変化を呈し、これによつて上記供給量のばらつきを低減することができないということを見出した。

[0009] そこで、本発明者らは、上記吐出面に供給する液体を根本的に見直すことで吸湿による重量 (質量)変化を抑え、供給量の安定ィ匕を図ることを主たる技術課題として捉えた。そしてこの技術課題を追求したところ、不揮発性液体に敢えて、予め水を加えることで上記課題を解決することができるという知見を得た。これは全く逆転の発想に基づくものである。

[0010] 一方従来では、プリンタ本体の物流時の姿勢変化や振動等により、ヘッド用液体が貯蔵部から漏れ出す等の問題がある。具体的には、物流時の姿勢や振動等に対する液漏れに対してヘッド用液体をどのように保持するかが、解決すべき重要な課題として存在する。また、物流時の環境変化によるヘッド用液体の蒸発による物性 (組成）変化を抑制する技術内容や極端な環境変化にどのように対応するかについても解決すべき重要な課題である。このヘッド用液体の蒸発による物性 (組成)変化は、ヘッド用液体の目的としているヘッドのクリーニング効果を充分発揮できなくなり、吐出面にダメージを与えるという結果をもたらす。また、物流時の環境変化だけでなぐプリンタ使用環境の変化によっても、ヘッド用液体の物性変化が生じた場合には、ヘッド用液体の目的としている記録ヘッドのクリーニングが充分に行えなくなるという問題が生じる。

[0011] 特許文献 1 :特開平 10— 138503号公報

特許文献 2：特開 2000 - 203037号公報

発明の開示

[0012] 本発明の目的は、上述した少なくとも 1つの課題を解決する技術を提供することにある。すなわち本発明は、物流時や、プリンタ使用時における環境変化による吸湿または蒸発に起因したヘッド用液体の物性 (組成)変化を抑制することである。また、記録ヘッド吐出面に付着したインク残渣を常に安定して効率よく排除できるようにすることである。さらに、液体の漏洩が生じないようにすることにある。

[0013] そのために、第 1の形態に係る発明は、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供給可能なヘッド用液体にぉ、て、グリセリンと水とを質量比で 75： 25な、し 95： 5の範囲内の比で有することを特徴とする。

[0014] 第 2の形態に係る発明は、容器に収納されているヘッド用液体に存する。

[0015] これらにおいて、前記表面と相対的に移動する塗布部材を介して前記表面に供給されるものとすることができる。また、前記インクは前記色材として顔料を含むものとすることがでさる。

[0016] 第 3の形態に係る発明は、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供給可能で、予め混合した不揮発性溶剤と水とを成分として含むヘッド用液体の成分含有量決定方法であって、前記不揮発性溶剤と混合させる水の量を、前記不揮発性溶剤に単体で吸湿を生じさせた場合よりも少ない質量変化を与える量として決定することを特徴とする。

[0017] 第 4の形態に係る発明は、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供給可能で、予め混合した不揮発性溶剤と水とを成分として含むヘッド用液体の成分比率安定化方法であって、前記不揮発性溶剤と混合している水の比率を、前記不揮発性溶剤に単体で吸湿を生じさせた場合よりも少ない質量変化を与える比率の範囲内に維持するために、前記ヘッド用液体に水を補充する工程を有することを特徴とする。

[0018] 第 5の形態に係る発明は、予め混合した不揮発性溶剤と水とを成分として含むへッド用液体を、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のクリーニングを行うために供給する手段と、

前記ヘッド用液体に水を補充する手段と、

を具えたインクジェット記録装置に存する。

[0019] ここで、前記ヘッド用液体は前記不揮発性溶剤としてグリセリンを含み、前記補充手段は、グリセリンと水とが質量比で 75： 25な、し 95： 5の範囲内の比となるよう水をネ甫充するちのとすることができる。

[0020] 第 1の形態に係る発明によれば、吸湿問題を解決し、前記ヘッド用液体の特性を安定ィ匕できる。第 2の形態に係る発明によれば、第 1の形態に係る発明に加えて記録装置本体の物流時の姿勢変化や振動等に対応できる。第 3の形態に係る発明によれば、ヘッド用液体の特性安定ィ匕の指針を与えることができる。第 4の形態に係る発明によれば、極端な環境変化があってもヘッド用液体の特性を維持することのできる。第 5の形態に係る発明によれば、ヘッド用液体の特性を維持し、その特性を利用した吐出面のクリーニングを実行することができる。

図面の簡単な説明

圆 1]図 1は不揮発性液体であるグリセリン 100%と、所定質量比ずつ水を予め混合したグリセリン水溶液とを比較的高温多湿の環境下に置いた場合の時間経過に対する吸湿による重量変化を計測した実験結果を示すグラフである。

[図 2]図 2はグリセリンに対し所定質量比ずつ水を予め混合したグリセリン水溶液を比較的高温低湿の環境下に置いた場合の時間経過に対する水分蒸発によるグリセリン濃度変化を計測した実験結果を示すグラフである。

[図 3]図 3はグリセリン 100%と、所定質量比ずつ水を予め混合したグリセリン水溶液とを比較的低温低湿の環境下に置いた場合の時間経過に対するグリセリン濃度変化を計測した実験結果を示すグラフである。

[図 4]図 4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 5]図 5は図 4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 6]図 6は図 5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 7]図 7は図 6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。

[図 8A]図 8Aは図 7の記録素子基板の製造工程の説明図である。

圆 8B]図 8Bは図 7の記録素子基板の製造工程の説明図である。

圆 8C]図 8Cは図 7の記録素子基板の製造工程の説明図である。

圆 8D]図 8Dは図 7の記録素子基板の製造工程の説明図である。

圆 8E]図 8Eは図 7の記録素子基板の製造工程の説明図である。

圆 8F]図 8Fは図 7の記録素子基板の製造工程の説明図である。 [図 8G]図 8Gは図 7の記録素子基板の製造工程の説明図である。

[図 9]図 9は図 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 10]図 10は図 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。

[図 11]図 11は実施例の各種ヘッド用液体に対する物流試験を行った場合のグリセリン濃度変化を表すグラフである。

発明を実施するための最良の形態

[0022] 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

[0023] (本発明の基本的概念）

図 1は、上記知見に基づき、不揮発性液体であるグリセリン 100%と、所定質量比ずつ水を予め混合したグリセリン水溶液との、時間（日）経過に対する吸湿による重量変化を計測した実験結果を示すグラフである。ここでは、それぞれ同量をシャーレに入れ、温度 30°C、相対湿度 80%程度の比較的高温多湿の環境下に置いて実験した。

[0024] この実験結果から、グリセリン 100%のものの重量変化に対し、予め水を混合したものの重量変化が効果的に抑制されていることがわ力つた。まだこのメカニズムを解明してはいないが、液体である水分子の運動によって外部力の水蒸気状態の水分子の侵入が妨げられることが考えられる。あるいは、グリセリン分子またはその集団の周りを水素結合した水の分子集団が取り囲み、水蒸気状態の水分子の侵入をブロックすることなどが考えられる。これは今後の検討課題でもある。し力しいずれにしても、上記実験結果からは、水を 5%以上混合させた場合に顕著な効果があることがわかつた o

[0025] 図 2は、グリセリンに対し所定質量比ずつ水を予め混合したグリセリン水溶液の、時間（日）経過に対する水分蒸発によるグリセリン濃度変化を計測した実験結果を示すグラフである。ここでは、各グリセリン混合液をそれぞれ同量ずつシャーレに入れ、温度 30°C、相対湿度 15%程度の比較的高温低湿の環境下に置いて実験した。この実験結果から、比較的高温低湿の環境下では、当初のグリセリン濃度によらず約 2日でグリセリン濃度が 98%まで上昇することがわ力つた。 [0026] 図 3は、グリセリン 100%と、所定質量比ずつ水を予め混合したグリセリン水溶液との、時間（日）経過に対するグリセリン濃度変化を計測した実験結果を示すグラフである。ここでは、それぞれ同量ずつシャーレに入れ、温度 5°C、相対湿度 15%程度の比較的低温低湿の環境下に置いて実験した。この実験結果から、比較的低温低湿の環境下では、当初のグリセリン濃度によらずグリセリン濃度が 95%付近で平衡すること、またグリセリン濃度が極めて高いもの（98%ないし 100%)のものでも、吸湿により濃度が 95%程度となることがわ力つた。また、これらの実験結果から、水の含有率を 25%以下とすれば水分蒸発による濃度変化を抑制できることがわ力つた。

[0027] 以上のような吸湿による重量変化、ないしは水分蒸発によるグリセリン濃度変化に基づき、本発明は、色材を含むインクを吐出する吐出口を吐出面に供給されるべきヘッド用液体に含まれるグリセリン等不揮発性液体と水との含有量を決定すること〖こ基準を置く。すなわち本発明は、予め不揮発性液体と混合させる水の量が、不揮発性液体を単独で吸湿させた場合の質量変化よりも少な、質量変化を与え、かつ蒸発等による濃度変化も少なくなるように決定することを基本技術概念とする。そして本発明は、吐出面に供給されるべきヘッド用液体がグリセリンと水とを質量比で 75 : 25乃至 95： 5の範囲内の比で有することを規定するものである。

[0028] このことにより、プリンタ使用時の環境変化のみならず、本体物流時における環境変化に対しても、ヘッド用液体の変化を抑制することで、常に安定したヘッド用液体を供給可能になり、安定した記録ヘッドクリーニングが可能となる。また、ヘッド用液体を上記構成とすることで、下記効果を得ることができる。すなわち、

(1)ヘッド用液体の変化の抑制

ヘッド用液体の重量変動等の要因である水を敢えて予め一定の範囲で混ぜておくことで、種々環境における吸湿や蒸発に伴うヘッド用液体の変化を抑えることができる。

(2)安定供給

プリンタ使用環境に温度変化等が生じてもヘッド用液体を安定して供給することができる。

(3)クリーニング性能上記（1)および（2)に基づく吐出面の良好なクリーニング性。

(4)物流時等の安定性

使用時は想定されない比較的苛酷な環境、例えば物流時の環境変化に対応するためにタンクに収納することで、その後は極端な変化がないと考えられる通常の使用環境であれば上記（2)および（3)を達成できる。また、重量変動ないしは体積変動が少ないために、物流時の姿勢や振動等、さらには極端な環境変化に対応すべくタンクに要求される液漏れ防止や物性 (組成)変化抑制のための設計条件も緩和される。

[0029] (装置の実施形態）

図 4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。

[0030] 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 50 3に卷回され、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に沿つ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。

[0031] 図 5は図 4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 6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。

[0032] 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 4 00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)、イェロー（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!/、る。

[0033] ヘッドユニット 400は、図 6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 力も構成されている。各色インクの吐出口列を有する記録素子基板 420は、酸ィ匕ァルミ-ゥム (Al O )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

2 3

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、る。

[0034] 図 7は、図 6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 7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、榭脂の被膜層 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。

[0035] 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 1Z2 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 力 S600dpi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。 [0036] 図 8A〜図 8G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

[0037] 図 8Aおよび図 8Bは、それぞれ、記録素子基板 420の模式的斜視図およびその VI IIB'— VIIIB'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、る（ヒータに通電を行うための電極等は不図示)。

[0038] 図 8Cは、図 8Β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、この共通液室力複数に分岐し、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。

[0039] 図 8Dは、図 8C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、これら材料によつて吐出口プレート 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、吐出面の形成が可會になる。

[0040] 図 8Εは、図 8D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 8Fは、図 8Ε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 8Gは、図 8Fの状態に対し、インク流路パターン形成材 4333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 5に示した構成が得られる。

[0041] 再び図 4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ィ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ァエンコーダ 4が設けられて、る。

[0042] 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 9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の吐出面をキヤッビングし、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つて予備吐出を受けることが可能である。

[0043] 図 9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 4の矢印方向から見たものである。

[0044] 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、ィ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が、後者は比較的小さく屈曲して先端部が当接するようになつている。

[0045] 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ヽてもよヽ。 14は水補充装置であり、極端な環境変化によって水分蒸発が生じても、ヘッド用液体を上記成分比率範囲に維持するために配置される。この補充装置は、本発明の溶剤に対する本発明の比率決定方法で決定された混合状態を維持する限り作動する必要は無いが、所望の条件によって、本発明が開示する範囲内でその混合比を適宜変更したり、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場合がある。この場合には、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。本発明は、基本的には色材を含むィ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供給可能で、予め混合した不揮発性溶剤と水とを成分として含むヘッド用液体の成分比率安定化方法に係る。そして、本発明の好ましい形態としては、次のものを挙げることができる。すなわち、前記不揮発性溶剤と混合している水の比率を、前記不揮発性溶剤に単体で吸湿を生じさせた場合よりも少ない質量変化を与える比率の範囲内に維持するために、前記ヘッド用液体に水を補充する工程を有することを特徴とする発明である。また、本発明の好ましい一形態に係るインクジェット記録装置は、次の要件を含む。すなわち、

'任意の制御や駆動によって、予め混合した不揮発性溶剤と水とを成分として含むへッド用液体を、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のクリーニングを行うために供給する手段、および

•前記ヘッド用液体に水を補充する手段、

を具えたものである。

[0046] 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、ワイパブレード 9Bがこれに続くことになる。

[0047] 図 10はこの過程の説明図である。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に転写させてゆく。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搔きとって行き、記録ヘッドのクリーニングが行われる。

[0048] なお、上記ワイビングの結果、ワイパブレード上にはインク残渣の溶解物が付着して V、る。これが重力の作用に従、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 9 A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 (スポンジゃスクレイパ等)または工程を設けることが望ま、。ワイパブレードを清浄な状態として力ヘッド用液体を転移させるようにすれば、直ちに次のワイビング動作に備えることができる。

[0049] このようなクリーニングを行う上でも、本発明ヘッド用液体の構成を採用することが好ましい。ワイパブレードは供給装置 12および吐出面 11との摺接に伴い、所望の転移量 (供給装置力ワイパブレードへの転移量およびワイパブレードから吐出面への転移量)を得るベぐ材質、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。これは、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。以下では、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。

[0050] (実施例）

ヘッド ffl 容器の · ,験

実施例では、表 1の構成ヘッド用液体を使用した。

[0051] [表 1]

表 1

[0052] これらのヘッド用液体を、キャノン株式会社製のインクタンク「BCI— 3eカラー」に充填し、物流時の環境を想定した温度（60°C)に設定したオーブンに投入し、ヘッド用液体の蒸発の様子を観察した。なお、当該インクタンクは、インクをそのまま貯留する第 1液室部分と、インクを含浸保持することで記録ヘッドのノズルに好ま、負圧を発生するための吸収体を収納する第 2液室部分とを有するものである。また、この際、プリンタ本体に装着されたままの物流を考慮し、インクタンクの吐出面を保護する保護用キャップを外した状態とした。

[0053] まず、 2週間放置した後のインクタンク内の液体の状態観察結果は表 2の通りであつた。

[0054] [表 2]

表 2

[0055] また、グリセリン濃度変化は図 11に示す通りであった。

実施例に係る「ヘッド用液体 1」〜「ヘッド用液体 3」は、ずれも、適切な量の水分を含有することで重量変化が見られず、また上記物流試験の結果から、水分蒸発に伴う濃度変化も小さく抑えられることが確認された。

[0056] ワイビング耐久試験

次に、上記物流試験を経た「ヘッド用液体 1」〜「ヘッド用液体 3」を使用し、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クリーニング動作を連続して 5000回行、、試験前後での記録状態の変化を確認した。

[0057] 耐久試験条件は次の通りである。

•評価用本体:評価に使用した本体は、キャノン株式会社製のインクジヱットプリンタ一「PIXUS850i」の回復系を図 4のように改造したものを用いた。

•評価用ヘッド用液体および収容容器：基本的に上記物流試験に使用した形態を用いた。ただし、ワイパブレードの摺接およびヘッド用液体の転移が良好となるように改造を施したものとした。

•評価環境:上記と同様 60°Cの環境下で 2週間放置した後、実使用環境として、室温 30°Cと室温 15°Cとで試験を行つた。 •評価用インク：表 3に示す組成のインクを記録ヘッドのカラータンク位置装着して評価を行った。

[0058] [表 3]

表 3

[0059] (注 1)商品名ァセチレノール、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。

[0060] 比表面積 210m²Zgで、 DBP吸油量 74mlZl00g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%水酸ィ匕ナトリウム中和水溶液 20部、さらにイオン交換水 70部を混合した。そして、サンドダラインダーを用いて 1時間分散させる。その後、遠心分離処理によって粗大粒子を除去し、ポアサイズ 3. 0 μ mのミクロフィルター（富士フィルム製）にて加圧ろ過し、榭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。

[0061] M ¾

評価は、温度条件 30°Cおよび 15°Cにおける耐久試験前後での記録状態の変化を確認した。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印字し、ドット形成位置のずれ (ョレ）を観察した。評価は次の 3段階とした。

〇：ノズルチェックパターンにョレがなぐ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、)。

△：ノズルチェックパターンの一部にョレが生じて!/、る。

X：ノズルチェックパターンの全体にョレが生じて、る。

[0062] 各温度での評価結果を表 4および表 5に示す。

[0063] [表 4]

表 4 ：耐久評価（3 0 °C環境

[0064] [表 5]

表 5 ：耐久評価（1 5 °C環境

[0065] (比較例）

実施例の耐久試験と同様の試験を、表 6に示す組成のヘッド用液体を用いて行つた。

[0066] [表 6]

表 6

[0067] 評価結果は次の通りであった。

[0068] [表 7]

表 7 ：耐久評価（3 0 °C環境)

へッド用液体インク i インク ii ィンク i ii

へッド用液体 4 〇 O O

へッド用液体 5 〇 O O [0069] [表 8]

表 8 ：耐久評価（1 5 °C環境

[0070] これらに示すように、「ヘッド用液体 4」および「ヘッド用液体 4」は、 30°Cの環境下での評価結果は良好であつたが、 15°Cの環境下ではノズルチェックパターンの全体にョレが生じていた。

[0071] 以上のように、本発明の効果が検証された。これは、物流試験にあたり 45°Cに設定したオーブンに投入して 2週間以上放置した場合や、さらに耐久試験を行った場合にも同様であった。カロえて、上記とは別の形態のインクタンク、例えばキャノン株式会社製 BCI— 7に上記「ヘッド用液体 1」〜「ヘッド用液体 3」を充填し、物流試験および耐久試験を施した場合にも良好な結果が得られた。

[0072] なお、以上ではワイパブレードにヘッド用液体を転移させ、その後にこれを吐出面にワイビングさせてクリーニングを行う実施形態について例示した力本発明はそのような形態に限られな、。例えば、ワイパとは別部材にて吐出面にヘッド用液体を塗布 (供給)し、その後ワイビングを行う構成であってもよい。そのような形態であっても、インクの転移 (供給)を良好に行うためには、本発明の如き構成のヘッド用液体とすることが好ましいからである。

[0073] 以上のように、本発明におけるヘッド用液体の溶剤に対する水の混合割合は、重要な要素となることがわかるが、ヘッド用液体の溶剤の種類が変化したり複数になる場合は、それらの特性を上記のように判定し、比率を決定することで応用が可能である。このような比率決定は、従来では予想されていないものである。ここに本発明の好ましい形態として、ヘッド用液体の成分含有量決定方法であって、前記不揮発性溶剤と混合させる水の量を、前記不揮発性溶剤に単体で吸湿を生じさせた場合よりも少ない質量変化を与える量として決定することを特徴とする発明が存在する。ここで、ヘッド用液体とは、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へッドの表面に供給可能で、予め混合した不揮発性溶剤と水とを成分として含むものである。なお、本発明におけるヘッド用液体は、溶剤と水の混合割合に影響を与えないものであれば、添加剤等をカ卩えて作成されたものでも良、。

本出願は、 2004年 12月 28日に出願された日本国特許出願第 2004— 381749 号および 2005年 8月 15日に出願された日本国特許出願第 2005— 235404号に基づいて優先権を主張し、前記日本国特許出願は、この参照によって本明細書に含まれる。

Claims

請求の範囲

[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供給可能なヘッド用液体にぉ、て、

グリセリンと水とを質量比で 75： 25な、し 95： 5の範囲内の比で有することを特徴とするヘッド用液体。

[2] 前記ヘッド用液体は容器に収納されて、ることを特徴とする請求項 1に記載のへッド用液体。

[3] 前記表面と相対的に移動する塗布部材を介して前記ヘッド用液体は前記表面に供給されることを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載のヘッド用液体。

[4] 前記インクは前記色材として顔料を含むものであることを特徴とする請求項 1な、し請求項 3の、ずれかに記載のヘッド用液体。

[5] 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供給可能で、予め混合した不揮発性溶剤と水とを成分として含むヘッド用液体の成分含有量決定方法であって、

前記不揮発性溶剤と混合させる水の量を、前記不揮発性溶剤に単体で吸湿を生じさせた場合よりも少ない質量変化を与える量として決定することを特徴とするヘッド用液体の成分含有量決定方法。

[6] 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供給可能で、予め混合した不揮発性溶剤と水とを成分として含むヘッド用液体の成分比率安定化方法であって、

前記不揮発性溶剤と混合している水の比率を、前記不揮発性溶剤に単体で吸湿を生じさせた場合よりも少な、質量変化を与える比率の範囲内に維持するために、前記ヘッド用液体に水を補充する工程を有することを特徴とするヘッド用液体の成分比率安定化方法。

[7] 予め混合した不揮発性溶剤と水とを成分として含むヘッド用液体を、色材を含むィ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のクリーニングを行うために供給する手段と、

前記ヘッド用液体に水を補充する手段と、を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。

前記ヘッド用液体は前記不揮発性溶剤としてグリセリンを含み、前記補充手段は、グリセリンと水とが質量比で 75： 25な、し 95： 5の範囲内の比となるよう水を補充することを特徴とする請求項 7に記載のインクジェット記録装置。