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【発明の名称】 インクジェットプリンタ及びインクジェット記録方法
【発明者】 【氏名】佐藤 直樹
【住所又は居所】東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会社内

【氏名】飯島 裕隆
【住所又は居所】東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会社内

【氏名】青木 哲志
【住所又は居所】東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会社内

【氏名】川端 勝一
【住所又は居所】東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会社内

【氏名】高崎 正明
【住所又は居所】東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会社内
【要約】 【課題】安定した清掃を可能とする清掃手段を備えたインクジェットプリンタ及びそれを用いたインクジェット記録方法を提供すること。

【解決手段】表面張力が３０〜３５ｍＮ／ｍのインクを用いるインクジェットプリンタにおいて、純水に対する接触角が１００度以上の樹脂またはゴムのブレードを記録ヘッドのノズル面の清掃手段に用いることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 表面張力が３０〜３５ｍＮ／ｍのインクを用いるインクジェットプリンタにおいて、純水に対する接触角が１００度以上の樹脂またはゴムのブレードを記録ヘッドのノズル面の清掃手段に用いることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】 ブレードがシリコン樹脂またはシリコンゴムであることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】 ブレードにより清掃されたインクを第２の除去部材により除去することを特徴とする請求項１または２記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタを用いることを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノズル面の清掃手段を有するインクジェットプリンタ及びそれを用いたインクジェット記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】複数のノズルを備えた記録ヘッドを左右に往復動させながら、インク滴を飛翔（吐出）させ、普通紙または特殊コート紙等の支持体の移動と相俟って、支持体上に画像データに従った画像（パターン）を形成するように構成したインクジェットプリンタは公知である。
【０００３】また、インクジェットプリンタを用いるインクジェット記録方法は記録媒体が限定されないという特性から、ラベル印刷、捺染（布印刷）、液晶パネルのカラーフィルタ印刷等に使用される等、応用範囲も広がりを持っている。
【０００４】しかしながら、インクジェットプリンタを用いるインクジェット記録方法の宿命はノズルにインクが詰まったり、ノズル面に付着したインクが乾燥してインク滴の正常な吐出ができない不具合を発生することである。
【０００５】このための対策として、従来のインクジェットプリンタはノズル内のインクの乾燥を防止するためのキャップ手段（キャップ部）や、ノズル面を清掃するためのワイピング手段（清掃部）を備え、かつ、ノズルから必要に応じてインクを強制的に吐出させるための構成を採用している。
【０００６】この中でも、ノズル面のインク（滴）残りはインクの着弾ズレを起こしたり、固形化すると前述のようにノズルの目詰まりを引き起こす原因となり、従って、正常なインク滴の飛翔を維持するためにはノズル面の清掃（以下、ワイピング、クリーニングともいう）技術が極めて重要である。
【０００７】従来のワイピング方式としては、フェルトやスポンジで吸い取る方式、ゴムブレードでノズル面をしごく方式及びゴムブレードとフェルトを組み合わせたコンビネーションブレード等が実用化されている。
【０００８】しかし、フェルト等の不織布はインク吸収性はよいが繊維の脱落を無くすことが困難であり、また使っているうちに吸収したインクが固形化するので頻繁に交換する必要があった。
【０００９】また、分散インクを使用した捺染機でＰＶＡ製スポンジローラを使用する提案もあるが、ウレタンやＰＶＡからなるスポンジは油性（有機溶剤系）のインクでは溶けたり、逆に硬化したりして使えないことが多く、更に適宜に洗浄しなければならないという二重のクリーニング機構が必要であった。
【００１０】ゴムブレード方式はブレードのエッジでノズル面に付着したインクを掻き取るものであるが、ブレードの材料はブチルゴム等の耐薬品性等の性質と記録ヘッドの吐出面を弾性的に拭くことに主眼が置かれ、インクの物性、例えば表面張力に付いての配慮はなされていなかった。現在、記録媒体の多様化に伴い使用されるインクの種類も増えたこともあり、インクの物性や化学的特性が異なることが要因となって、目詰まりに対するワイピングの構成も従来の構成では充分とは言えなくなってきた。例えば、特開平５−３３００７４号には親水性のブレードを用いる技術が開示され、これは紙くず、ほこりあるいは高表面張力の高粘度インクのワイピングには適しているが、低表面張力のインクでは拭き残りが生ずるといった問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような不都合さに鑑みてなされたもので、その目的は、安定した清掃を可能とする清掃手段を備えたインクジェットプリンタ及びそれを用いたインクジェット記録方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記の構成によって達成することができる。
【００１３】１．表面張力が３０〜３５ｍＮ／ｍのインクを用いるインクジェットプリンタにおいて、純水に対する接触角が１００度以上の樹脂またはゴムのブレードを記録ヘッドのノズル面の清掃手段に用いることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【００１４】２．ブレードがシリコン樹脂またはシリコンゴムであることを特徴とする上記１記載のインクジェットプリンタ。
【００１５】３．ブレードにより清掃されたインクを第２の除去部材により除去することを特徴とする上記１または２記載のインクジェットプリンタ。
【００１６】４．上記１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタを用いることを特徴とするインクジェット記録方法。
【００１７】以下、本発明を詳細に説明する。図１、図２に従来の清掃手段の例を示す。図１は、インクジェットの記録ヘッド５１がノズルキャップ２１から離れている状態を示す図であり、この状態から印字を開始する。それに対し、図２は記録ヘッド５１のノズル面５１ａがノズルキャップ２１に押圧したいわゆるキャッピング状態を示す図である。ノズルキャップ２１は、枠２３に弾力性を有する部材２４と、ガス透過率及び吸水率の小さい部材２５が多層になって挿入された構造になっている。またノズルキャップ２１には、外周面に弾力を有するへら状ブレード２４ａが有り、これがノズルクリーナーとなる。図２に示すキャッピング状態になった時にノズルキャップ２１の回転によってブレード２４ａがノズル面５１ａの先端面を擦ってクリーニングする。
【００１８】この様に、インクの乾燥、ゴミの付着を防ぐためにインク吐出面を弾力性のある部材でキャッピングし、印刷開始時にキャッピングを解除し、待機位置の状態で前記記録ヘッド吐出面の異物を拭き払うために、インクを吐出したり、可撓性のブレードでワイピングを行う機構が採用されている。
【００１９】しかしながら、従来のワイピング用ブレードの材料はブチルゴム等の耐薬品性等の性質と記録ヘッドの吐出面を弾性的に拭くことに主眼が置かれ、本発明で使用する３０〜３５ｍＮ／ｍの低表面張力のインクでは拭き残りが生ずるといった問題があった。そのためせっかくワイピングを行ったにも関わらず、インク等がノズル面に付着し吐出口の目詰まりが生じ、インクの吐出不良を起こしていた。表面張力の測定は、例えば、ウイルヘルミー型表面張力計により、相対湿度５５％、２３℃の環境で測定することができる。
【００２０】上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタの清掃手段は、ノズル面をクリーニングするワイピング用ブレードに、純水に対する接触角が７０度以上の樹脂またはゴムを使用することにより、ヘッドのノズル面に付着したインク等をブレードに付着し易くすることを特徴とする。接触角は、例えば、（株）協和界面科学製の接触角計ＣＡ−Ｘを使用して測定することができる。
【００２１】純水に対する接触角が１００度以上の樹脂またはゴムは、いわゆる撥水性の樹脂またはゴムであり、フッ素化樹脂、フッ素ゴム、シリコン樹脂、シリコンゴム、等が挙げられる。本発明ではシリコン樹脂またはシリコンゴムが好ましい。これらの樹脂またはゴムは信越化学工業、入間川ゴム、十川ゴム製造所、ダイキン工業、住友スリーエム、日本ゼオン、昭和電工等から販売され、容易に入手することができる。
【００２２】さらに、本発明の清掃手段におけるワイピング用ブレードによって拭き払われたインク等は、ブレードを移動し、第２の除去部材に付着させることにより完全にクリーニングすることが好ましい。このクリーニングによりブレードは再びきれいになり、清掃力が回復する。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図３は本発明によるインクジェットプリンタの要部構成を示し、プラテン１にバックアップされた用紙２の前方にガイドシャフト３が設置され、該ガイドシャフトに沿って移動するキャリッジ４上に記録ヘッド５が搭載されている。キャリッジのホーム位置４１にはインクジェットプリンタの清掃装置１０が設けられている。この清掃装置１０は、記録ヘッド５に対して進退駆動され前進位置で記録ヘッド前面（インク吐出面が形成されているノズル面）を密閉するキャッピング手段６と、該キャッピング手段６を通して配管されたパイプ９よりインク吐出面からインクを吸引するポンプ８とを備えている前記キャッピング手段６の側部（図３中の右側）には記録ヘッド５の前面、すなわちインク吐出が行われるノズル面を拭き取るための可撓性のワイピング用ブレードを設けた清掃手段７が前記キャッピング手段６と同様に進退駆動可能に装着されている。この清掃手段７は、キャリッジ４が清掃手段７の位置に来て、前記ヘッドをワイピングする時のみ前進し、キャッピング時や、印字時また該ヘッドがワイピング用ブレードからの離脱時には後退するよう装着されている。
【００２４】図４はインクジェットプリンタの清掃装置１０の構造を示す斜視図である。図４において、基台１１上にライトサイドフレーム１２及びレフトサイドフレーム１３が装着され、ライトサイドフレーム１２及びレフトサイドフレーム１３に支持された軸１４を回転中心として、前記キャッピング手段６と清掃手段７が支持されている。該キャッピング手段と清掃手段はバネによる付勢手段とカム等の組み合わせ（図示しない）により、進退駆動可能に支持されている。キャッピング手段６には、記録ヘッドのノズル面のインクが乾燥して増粘するのを防ぐために密閉性のよい可撓性のキャップ６ａを有している。また、清掃手段７には、前記ノズル面に付着したインク等を拭き取る可撓性のワイピング用ブレード７ａを備えている。
【００２５】図５は前記ワイピング用ブレードの好適な一例の斜視図である。環状の回転するワイピングベルト７ｂの複数箇所にワイピングするためのワイピング用ブレード７ａを備えている。ワイピング用ブレード７ａは、純水に対する接触角が１００度以上の樹脂またはゴム、例えば弾力性があり対薬品性のあるシリコンゴム等で成形され、記録ヘッドに対し約５０〜１５０ｍＮ程度の押し付け力で回転しながら記録ヘッドをワイピングする。
【００２６】図６は清掃手段７の断面図である。従来のブレードによりインクジェットプリンタの記録ヘッドのノズル面をワイピングすると、一度拭き払ったインク等を記録ヘッドのノズル面に再度擦りつけ、ノズル面の穴を詰まらせインクの射出に悪影響を与えていた。この欠点を除去するために、本発明では、図３の様に進退駆動可能にした清掃手段７の位置にガイドシャフト３を通してキャリッジ４上の記録ヘッドを移動し、可撓性のワイピング用ブレード７ａを搬送機構１５により図６に示す矢印方向に回転して、記録ヘッドのノズル面のインク等を撥水性のワイピング用ブレード７ａにより拭き取り、さらに搬送機構１５によりワイピング用ブレード７ａに拭き取られたインク等を第２の除去部材２０まで搬送し、図６に示すワイピング用ブレード７ａより充分体積の大きい多孔質部材で出来た第２の除去部材２０によりワイピング用ブレード７ａに拭き取られたインク等を吸収させることにより、確実なワイピングを行う。
【００２７】図７はブレードに純水を滴下した時の接触角θhを示す説明図である。インクを滴下した時の接触角は純水の場合と相関関係があることが知られているので、ブレード表面の撥水性は水の接触角で評価出来る。本発明では、図７のブレードの表面の水に対する接触角θhが１００度以上の樹脂またはゴムを用いることが必要である。また図５において、ワイピング用ブレードの撥水性はワイピング用ブレード７ａだけでもよく、同時に７ｂが撥水性でも問題はない。
【００２８】以上の実施例では環状の回転するワイピング用ブレードであるが、図８に示すように、プリンタ本体に固定された板状のワイピング用ブレード７１ａを用いて、図９に示すように、ガイドシャフト３０に沿って移動するキャリッジ４０の左右の移動によりキャリッジ４０上の記録ヘッド５０のノズル面をワイピングする構成にしても可能である。またこの場合の第２の除去部材は９０である。
【００２９】以上、本発明について詳しく説明したが、本発明のインクジェットプリンタの清掃手段の大きな特徴であるワイピング用ブレードを撥水性にすることは、従来回復させたつもりがかえって記録ヘッドのノズル面の穴を詰まらせていた要因を取り除くものであり、良好な印字品質を維持継続させるものである。
【００３０】
【実施例】以下本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００３１】
実施例１ 《インクの作製》
〔水系顔料インクの調製〕
（顔料分散液の調製）
〈イエロー顔料分散体１の調製〉 Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４ ２０質量％ スチレン−アクリル酸共重合体（分子量１０，０００、酸価１２０）
１２質量％ ジエチレングリコール １５質量％ イオン交換水 ５３質量％上記各添加剤を混合し、０．３ｍｍのジルコニアビーズを体積率で６０％充填した横型ビーズミル（アシザワ社製 システムゼータミニ）を用いて分散し、イエロー顔料分散体１を得た。得られたイエロー顔料の平均粒径は１１２ｎｍであった。
【００３２】
〈マゼンタ顔料分散体１の調製〉 Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２ ２５質量％ ジョンクリル６１（アクリル−スチレン系樹脂、ジョンソン社製）
固形分で１８質量％ ジエチレングリコール １５質量％ イオン交換水 ４２質量％上記各添加剤を混合し、０．３ｍｍのジルコニアビーズを体積率で６０％充填した横型ビーズミル（アシザワ社製 システムゼータミニ）を用いて分散し、マゼンタ顔料分散体１を得た。得られたマゼンタ顔料の平均粒径は１０５ｎｍであった。
【００３３】
〈シアン顔料分散体１の調製〉 Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３ ２５質量％ ジョンクリル６１（アクリル−スチレン系樹脂、ジョンソン社製）
固形分として１５質量％ グリセリン １０質量％ イオン交換水 ５０質量％上記各添加剤を混合し、０．３ｍｍのジルコニアビーズを体積率で６０％充填した横型ビーズミル（アシザワ社製 システムゼータミニ）を用いて分散し、シアン顔料分散体１を得た。得られたシアン顔料の平均粒径は８７ｎｍであった。
【００３４】
〈ブラック顔料分散体１の調製〉 カーボンブラック ２０質量％ スチレン−アクリル酸共重合体（分子量７，０００、酸価１５０）
１０質量％ グリセリン １０質量％ イオン交換水 ６０質量％上記各添加剤を混合し、０．３ｍｍのジルコニアビーズを体積率で６０％充填した横型ビーズミル（アシザワ社製 システムゼータミニ）を用いて分散し、ブラック顔料分散体１を得た。得られたブラック顔料の平均粒径は７５ｎｍであった。
【００３５】
（顔料インクの調製）
〈イエロー濃インク１の調製〉 イエロー顔料分散体１ １５質量％ エチレングリコール ２０質量％ ジエチレングリコール １０質量％ 界面活性剤（サーフィノール４６５ 日信化学工業社）
表１に記載の表面張力になる量 イオン交換水を加えて１００質量％に仕上げる。
【００３６】以上の各組成物を混合、攪拌し、１μｍフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるイエロー濃インク１を調製した。インク中の顔料の平均粒径は１２０ｎｍであった。
【００３７】
〈イエロー淡インク１の調製〉 イエロー顔料分散体１ ３質量％ エチレングリコール ２５質量％ ジエチレングリコール １０質量％ 界面活性剤（サーフィノール４６５ 日信化学工業社）
表１に記載の表面張力になる量 イオン交換水を加えて１００質量％に仕上げる。
【００３８】以上の各組成物を混合、攪拌し、１μｍフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるイエロー淡インク１を調製した。インク中の顔料の平均粒径は１１８ｎｍであった。
【００３９】
〈マゼンタ濃インク１の調製〉 マゼンタ顔料分散体１ １５質量％ エチレングリコール ２０質量％ ジエチレングリコール １０質量％ 界面活性剤（サーフィノール４６５ 日信化学工業社）
表１に記載の表面張力になる量 イオン交換水を加えて１００質量％に仕上げる。
【００４０】以上の各組成物を混合、攪拌し、１μｍフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるマゼンタ濃インク１を調製した。インク中の顔料の平均粒径は１１３ｎｍであった。
【００４１】
〈マゼンタ淡インク１の調製〉 マゼンタ顔料分散体１ ３質量％ エチレングリコール ２５質量％ ジエチレングリコール １０質量％ 界面活性剤（サーフィノール４６５ 日信化学工業社）
表１に記載の表面張力になる量 イオン交換水を加えて１００質量％に仕上げる。
【００４２】以上の各組成物を混合、攪拌し、１μｍフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるマゼンタ淡インク１を調製した。インク中の顔料の平均粒径は１１０ｎｍであった。
【００４３】
〈シアン濃インク１の調製〉 シアン顔料分散体１ １０質量％ エチレングリコール ２０質量％ ジエチレングリコール １０質量％ 界面活性剤（サーフィノール４６５ 日信化学工業社）
表１に記載の表面張力になる量 イオン交換水を加えて１００質量％に仕上げる。
【００４４】以上の各組成物を混合、攪拌し、１μｍフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるシアン濃インク１を調製した。インク中の顔料の平均粒径は９５ｎｍであった。
【００４５】
〈シアン淡インク１の調製〉 シアン顔料分散体１ ２質量％ エチレングリコール ２５質量％ ジエチレングリコール １０質量％ 界面活性剤（サーフィノール４６５ 日信化学工業社）
表１に記載の表面張力になる量 イオン交換水を加えて１００質量％に仕上げる。
【００４６】以上の各組成物を混合、攪拌し、１μｍフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるシアン淡インク１を調製した。インク中の顔料の平均粒径は９２ｎｍであった。
【００４７】
〈ブラック濃インク１の調製〉 ブラック顔料分散体１ １０質量％ エチレングリコール ２０質量％ ジエチレングリコール １０質量％ 界面活性剤（サーフィノール４６５ 日信化学工業社）
表１に記載の表面張力になる量 イオン交換水を加えて１００質量％に仕上げる。
【００４８】以上の各組成物を混合、攪拌し、１μｍフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるブラック濃インク１を調製した。インク中の顔料の平均粒径は８５ｎｍであった。
【００４９】
〈ブラック淡インク１の調製〉 ブラック顔料分散体１ ２質量％ エチレングリコール ２５質量％ ジエチレングリコール １０質量％ 界面活性剤（サーフィノール４６５ 日信化学工業社）
表１に記載の表面張力になる量 イオン交換水を加えて１００質量％に仕上げる。
【００５０】以上の各組成物を混合、攪拌し、１μｍフィルターでろ過し、本発明の水性顔料インクであるブラック淡インク１を調製した。インク中の顔料の平均粒径は８９ｎｍであった。
【００５１】《ブレードの作製》
〈ブレード１の作製〉厚さ１０ｍｍの市販のシリコンゴムを用いてブレード１を作製した。ブレード１の純水に対する接触角は１０３度だった。
【００５２】〈ブレード２の作製〉ブレード１の表面に、末端にアミノ基を有するシランカップリング剤を吸着させて親水化し、これを用いてブレード２を作製した。ブレード２の純水に対する接触角は２５度だった。
【００５３】《評価》インクジェットプリンタに上記作製したインク及びブレードを取り付け、画像形成、ワイピングを交互に１００回繰り返し、記録ヘッドのノズル面のインク汚れ（インク拭き残り）を下記基準に従い目視で観察した。その結果を表１に示す。
【００５４】
◎ インク拭き残りが全くない○ インク拭き残りがわずかにある△ インク拭き残りが少しある× インク拭き残りがあり実用上障害になる【００５５】
【表１】

【００５６】
【発明の効果】安定した清掃を可能とする清掃手段を備えたインクジェットプリンタ及びそれを用いたインクジェット記録方法を提供することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００１２７０
【氏名又は名称】コニカ株式会社
【住所又は居所】東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号
【出願日】 平成１３年１１月６日（２００１．１１．６）
【代理人】
【公開番号】 特開２００３−１３６７４０（Ｐ２００３−１３６７４０Ａ）
【公開日】 平成１５年５月１４日（２００３．５．１４）
【出願番号】 特願２００１−３４０４１５（Ｐ２００１−３４０４１５）