JP2001049292A

JP2001049292A - 液体組成物、インクジェット記録ヘッドの洗浄方法、インクジェット記録装置、カートリッジ及びインクジェット記録ヘッドの再生方法

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Publication number: JP2001049292A
Application number: JP2000165927A
Authority: JP
Inventors: Takashi Katsuragi; 隆司葛城; Makoto Shiotani; 真塩谷; Masataka Sakaeda; 正孝榮田; Hideto Yokoi; 英人横井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2001-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】記録へッドの寿命及びインク吐出特性を向上
させることができる液体組成物、インクジェット記録ヘ
ッドの洗浄方法、インクジェット記録装置、カートリッ
ジ及びインクジェット記録ヘッドの再生方法を提供する
こと。【解決手段】インクジェット記録へッドを洗浄するた
めに有効な量の洗浄剤を少なくとも１種含むことを特徴
とする液体組成物、インクジェット記録ヘッドの洗浄方
法、インクジェット記録装置、カートリッジ及びインク
ジェット記録ヘッドの再生方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体組成物、イン
クジェット記録へッドの洗浄方法、インクジェット記録
装置、インクカートリッジ及びインクジェット記録ヘッ
ドの再生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクジェット記録方法は様
々な方式が案出されている。その中でも、例えば、特開
昭５４−５１８３７号公報等に記載されている、インク
を熱エネルギーの作用によりインク滴として吐出させる
インクジェット記録方法（所謂バブルジェット（登録商
標）記録方法）は、高密度マルチノズル化が非常に簡単
であるため、高画質の画像が高速で且つ非常に安いコス
トで得られ、しかも特別なコート層等を有しない普通紙
にも印字できるという特徴を有している。

【０００３】所謂バブルジェット記録方法は、記録へッ
ドのヒーターを急速に加熱することにより、ヒーター上
のインクに気泡が発生し、急激な体積の増大を起こし、
この急激な体積の増大に基づく作用力によって、記録へ
ッド部先端のノズルよりインク液滴が吐出及び飛翔して
記録紙に付着し、記録が行われる。

【０００４】しかし、所謂バブルジェット記録方法は、
インクを吐出させるために記録へッドのヒーターが繰返
し加熱されるため、大量の記録を行うとヒーター面にイ
ンクの分解物（所謂コゲ）が堆積する。ヒーター面にコ
ゲが堆積すると、ヒーターの熱エネルギーがインクに有
効に伝わらず、吐出するインクの液滴量や、吐出するイ
ンク滴の速度が初期と比べて減少したり、吐出不能状態
に陥ることがある。このように、バブルジェット記録ヘ
ッドの吐出寿命を向上させるために、ヒーター面上のコ
ゲの堆積を減少させることが求められており、様々なイ
ンク組成が提案されてきた。

【０００５】例えば、インク中に含まれる色材である染
料やインク中の不純物の量を減らす方法や、又、インク
組成に関する方法として、特開平３−１６００７０号公
報には、オキソ陰イオンを含むインク、特開平５−１９
４８８８号公報には胆汁酸塩を含むインク、特開平６−
２２０３８６号公報には特定の一般式で表されるアミン
化合物を含むインクがそれぞれ提案されている。しか
し、長期間の使用、例えば、インクタンクが記録ヘッド
と分離されている型のプリンタでは、インクタンクを何
回も交換するような場合に、コゲが堆積して吐出不良に
なることがある。又、使用済みのカートリッジを回収
し、リサイクル工場で記録ヘッドを再生することは困難
である。又、特開平９−３９２６０号公報には、インク
ジェット記録装置の加熱ヘッドを水及び界面活性剤を含
有する洗浄液で洗浄する方法が提案されている。しかし
ながら、本発明者らの検討によれば、記録ヘッドのヒー
ター上に堆積したコゲを完全に洗浄するには不充分であ
った。

【０００６】又、完成したてのインクジェット記録へッ
ドは、種々の製造工程によりヒーター面が汚染されてい
ることがあり、使用初期はインク吐出が不安定になる場
合がある。使用初期のインク吐出を安定化させるため
に、例えば、特開平２−７８５５４号公報等に記載され
ているように、エージング処理を行うことが提案されて
いる。しかしながら、エージング処理を行うとヒーター
面にコゲが付着することがあり、インクジェット記録装
置の使用初期からインクの吐出量が少なくなる等、本来
の吐出性能が発揮されないことがある。上記したような
技術的背景と、それらについての本発明者らによる検
討、及び資源のリサイクルに対する世界的な要求の高ま
りに鑑み、本発明者らは、インクジェット記録ヘッドの
ヒーター表面に生じる付着物の、より優れた除去方法の
開発が必要であるとの認識を持つに至った。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記したような従来の問題を解決し、特に、熱エネ
ルギーを利用したインクジェット記録において、インク
ジェット記録へッドを長時間使用した際に生ずるヒータ
ー面上のコゲや、インクジェット記録へッド製造時の汚
染物を洗浄・除去することにより、該記録へッドの寿命
及びインク吐出特性を向上させることができる液体組成
物を提供することにある。

【０００８】又、本発明の他の目的は、インクジェット
記録へッドのヒーター面上のコゲや汚染物を洗浄・除去
することにより、該記録ヘッドの寿命及びインク吐出特
性を向上させるインクジェット記録へッドの洗浄方法、
及び該液体組成物を使用し、該洗浄方法を行う手段を具
備したインクジェット記録装置を提供することにある。
又、本発明の他の目的は、インクジェット記録ヘッドの
より優れた洗浄や、インクジェット記録ヘッドの効率的
な再生を容易に行うことを可能とするカートリッジを提
供することにある。又、本発明の他の目的は、インクジ
ェットインクの吐出に使用された結果、ヒーター表面に
コゲや付着物が認められるようになったインクジェット
記録ヘッドを再生し、再び高品位な画像等のインクジェ
ット記録に使用することのできるインクジェット記録ヘ
ッドの再生方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するこ
とのできる液体組成物の一実施態様は、インクジェット
記録へッドを洗浄するために有効な量の洗浄剤を少なく
とも１種含むことを特徴とするものである。又、上記の
目的を達成することのできる液体組成物の他の実施態様
は、表面が金属及び金属酸化物の少なくとも一方を含む
保護層で被覆されたヒーターを具備し、該ヒーターの働
きで色材を含有するインクを吐出させるインクジェット
記録ヘッドにおいて生じる該記録ヘッド表面への付着物
を除去するために用いられる液体組成物であって、上記
ヒーターと液体組成物とを接触させた状態でインクジェ
ット記録ヘッドのヒーターに熱エネルギーを印加するこ
とによって、インクジェット記録ヘッド表面の付着物を
酸化分解させることができるものであることを特徴とす
る。

【００１０】上記の目的を達成することのできるインク
ジェット記録ヘッドの洗浄方法の一実施態様は、例え
ば、インクジェット記録へッドを洗浄するために有効な
量の洗浄剤を少なくとも１種含む液体組成物を使用する
ことを特徴とするものである。又、上記の目的を達成す
ることのできるインクジェット記録装置の一実施態様
は、例えば、インクジェット記録へッドを洗浄するため
に有効な量の洗浄剤を少なくとも１種含む液体組成物が
充填されている液体タンク、色材を有するインクが充填
されているインクタンク、インクジェット記録ヘッドに
供給する上記液体組成物と上記インクを任意に選択でき
るバルブ手段、及びインクジェット記録へッドを具備す
ることを特徴とするものである。

【００１１】又、上記の目的を達成することのできるカ
ートリッジの一実施態様は、表面が金属及び金属酸化物
の少なくとも一方を含む保護層で被覆されたヒーターを
具備しているインクジェット記録ヘッドの洗浄に用いら
れるカートリッジであって、該カートリッジは、上記イ
ンクジェット記録ヘッドに対して着脱可能に構成され、
且つ、該記録ヘッドの洗浄に用いるための酸化力を有す
る化合物が含有されている液体組成物を有することを特
徴とする。又、上記の目的を達成することのできるイン
クジェット記録ヘッドの再生方法の一実施態様は、表面
が金属及び金属酸化物の少なくとも一方を含む保護層で
被覆されたヒーターを具備している、色材を含有するイ
ンクを吐出させるためインクジェット記録ヘッドの再生
方法であって、上記ヒーター表面に酸化力を有する化合
物が含有された液体組成物を接触させ、この状態で該ヒ
ーターに熱エネルギーを印加する工程を有することを特
徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に好ましい実施の形態を挙げて
本発明をより詳細に説明する。まず、本発明の液体組成
物に含まれている洗浄剤としては、酸化力を有する化合
物が好ましい。酸化力を有する化合物が、ヒーター面上
のコゲや汚染物を洗浄及び除去する理由は、この酸化力
を有する化合物をインクジェット記録ヘッドのヒーター
面上で発泡させることにより、ヒーター面上に付着した
コゲや汚染物を酸化分解したり、発泡及び消泡の衝撃に
よりコゲや汚染物を洗浄及び除去し、ヒーターを再び初
期の状態に戻すことができるためと考えられる。この結
果、ヒーター面上に付着したコゲや汚染物のため不安定
になったインク吐出特性が、再び安定なインク吐出特性
となることが可能となる。

【００１３】上記の酸化力を有する化合物としては、例
えば、過酸化水素、過炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム
・過酸化水素化物、過硼酸ナトリウム、過酸化ナトリウ
ム、過ヨウ素酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過
塩素酸ナトリウム、過硫酸ナトリウム、過酢酸等が挙げ
られるが、過酸化水素が特に好ましい。又、洗浄剤の含
有量としては、液体組成物全量に対して、好ましくは
０．０５〜４０重量％、より好ましくは０．３〜１０重
量％の範囲である。

【００１４】本発明の液体組成物は、通常は、水に上記
に挙げた酸化物等からなる洗浄剤を配合して調製する。
使用する水としては、種々のイオンを含有する一般の水
ではなく、脱イオン水を使用することが望ましい。又、
水の含有量としては、液体組成物全量に対して、好まし
くは６０〜９９．９５重量％の範囲である。

【００１５】本発明の液体組成物は、上記したような洗
浄剤及び水を含有していればよいが、その他に、液体組
成物の粘度や表面張力を、使用上好ましい適当な粘度と
表面張力に調整するため、及び液体組成物を安定に発泡
させるために、水溶性有機溶剤を含有してもよい。

【００１６】水溶性有機溶剤としては、例えば、メチル
アルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコー
ル、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、
ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコー
ル、イソブチルアルコール、ｎ−ペンタノール等の炭素
数１〜５のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジアセト
ンアルコール等のケトン又はケトアルコール類；テトラ
ヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレン
グリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレン
グリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール等のオキシエチレン又はオキシプロピレン共
重合体；エチレングリコール、プロピレングリコール、
トリメチレングリコール、トリエチレングリコール等の
アルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレング
リコール類；１，２，６−へキサントリオール、グリセ
リン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン
等のポリオール類；エチレングリコールモノメチル（又
はエチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル
（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノ
メチル（又はエチル）エーテル等の低級アルキルエーテ
ル類；トリエチレングリコールジメチル（又はエチル）
エーテル、テトラエチレングリコールジメチル（又はエ
チル）エーテル等の多価アルコールの低級ジアルキルエ
ーテル類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類；
スルホラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリ
ドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙
げられる。上記のような水溶性有機溶剤は、単独でも或
いは混合物としても使用することができる。

【００１７】更に、本発明の液体組成物には、上記の成
分の他に必要に応じて、従来公知の一般的な各種添加
剤、例えば、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、防かび剤、防腐
剤、酸化防止剤、消泡剤、界面活性剤、尿素等の乾燥防
止剤等を適宜併用することができる。以上の本発明の液
体組成物は、インクジェット記録へッドを洗浄するため
に使用される。

【００１８】次に上記液体組成物を用いるインクジェッ
ト記録ヘッドの洗浄方法について説明する。従来のイン
クジェット記録方法としては、インクに力学的エネルギ
ーを作用させ、インク滴を吐出する記録方式、及びイン
クに熱エネルギーを加えてインクの発泡によりインク滴
を吐出する記録方式がある。本発明の液体組成物は、ど
ちらの記録方式のインクジェット記録へッドの洗浄にも
用いることができるが、特に熱エネルギーを作用させて
インク滴を吐出させる方式のインクジェット記録ヘッド
の洗浄に用いた場合は、本発明の液体組成物の効果を最
もよく発揮することができる。このような、熱エネルギ
ーを作用させてインク滴を吐出させる方式のインクジェ
ット記録ヘッドを具備した記録装置における記録ヘッド
の洗浄について、図を用いて以下に説明する。

【００１９】まず、熱エネルギーを作用させてインク滴
を吐出させる方式のインクジェット記録ヘッド（以下、
単に「記録ヘッド」と呼ぶ）を具備したインクジェット
記録装置（所謂バブルジェット記録装置）の主要部であ
る記録へッド構成の一例を図１及び図２に示す。本発明
では、これらの色材を含むインクを吐出させるための記
録ヘッド表面に生じる、製造時の汚染物、使用によって
生じるコゲや付着物を、本発明の液体組成物を用いて洗
浄・除去することで再生させる。

【００２０】図１は、インク流路に沿った記録へッド１
３の断面図であり、図２は図１のＡ−Ｂ線での切断面図
である。記録ヘッド１３は、インクを通す流路（ノズ
ル）１４を有するガラス、セラミック、シリコン、ポリ
サルホン又はプラスチック板等と、発熱素子基板１５と
を接着して得られる。発熱素子基板１５は、酸化シリコ
ン、窒化シリコン、炭化シリコン等で形成される保護層
１６−１、白金等の金属又は白金の酸化物等の金属の酸
化物、好ましくはタンタル又はタンタルの酸化物等で形
成される最表面保護層１６−２、アルミニウム、金、ア
ルミニウム−銅合金等で形成される電極１７−１及び１
７−２、ハフニウムボライド、窒化タンタル、タンタル
アルミニウム等の高融点材料から形成される発熱抵抗体
層１８、酸化シリコン、酸化アルミニウム等で形成され
る蓄熱層１９、シリコン、アルミニウム、窒化アルミニ
ウム等の放熱性の良い材料で形成される基板２０よりな
っている。

【００２１】図１に示した記録ヘッド１３の作用を説明
する。記録へッド１３の電極１７−１及び１７−２にパ
ルス状の電気信号が印加されると、発熱素子基板１５の
ｎで示される領域（ヒーター）が急速に発熱し、この表
面に接しているインク２１に気泡が発生し、その圧力で
メニスカス２３が突出し、インク２１が記録へッド１３
のノズル１４を通して吐出し、吐出オリフィス２２より
インク小滴２４となり、記録紙２５に向かって飛翔す
る。図３には、図１に示したへッドを多数並べたマルチ
ヘッドの一例の外観図を示す。このマルチヘッドは、マ
ルチノズル２６を有するガラス板２７と、図１に説明し
たものと同じような発熱へッド２８を接着して作られて
いる。

【００２２】次に、図１に示したような記録ヘッドを搭
載したインクジェット記録装置について説明する。図４
は、インクジェット記録装置におけるインクと、本発明
の液体組成物の経路を示す概略図である。切替えバルブ
１２により、インク１２６又は本発明の液体組成物１２
７が任意に選択され、先に述べた記録へッド１３に供給
される。インクによって印刷を行う場合は、切り替えバ
ルブ１２をインク側に切り替えておき、インク１２６を
記録へッド１３に供給する。大量に印刷を行い、記録へ
ッドのヒーター面上にコゲが堆積し、インクの吐出量が
小さくなる等の吐出特性が不安定になった場合は、切り
替えバルブ１２を切り替え、本発明の液体組成物１２７
を記録へッド１３に供給し、記録へッド１３のヒーター
面の洗浄を行う。

【００２３】又、完成したての記録へッド１３は、種々
の製造工程により、ヒーター面上やノズル内が汚染され
ていて、インク吐出特性が不安定なことがある。この場
合も、本発明の液体組成物１２７を記録へッド１３に供
給し、記録へッド１３のヒーター面の洗浄を行って、初
期のインク吐出特性を安定化することができる。

【００２４】ヒーター面の洗浄方法としては、本発明の
液体組成物１２７を、好ましくは１×１０²〜１×１０⁷
発、より好ましくは１×１０³〜５×１０⁶発程度インク
ジェット方式によって記録へッド１３より吐出させれば
よい。本発明の液体組成物によってヒーター面を洗浄し
た後は、再び切り替えバルブ１２をインク側に切り替え
てインク１２６を記録へッド１３に供給して、印刷を行
う。以後は、インク吐出特性が不安定になる毎に、上記
の方法でヒーター面の洗浄を行えばよい。

【００２５】更に具体的なヒーター面の洗浄方法として
は、例えば、インクジェット記録装置のユーザーに一定
時間毎、又は一定記録枚数毎に駆動してもらう方法、イ
ンクジェット記録装置本体に、ヒーター面上のコゲ除去
を行うための専用のスイッチやシーケンスを設け、ユー
ザーにこれによってヒーター面上のコゲ除去のための駆
動を起動してもらう方法、インクジェット記録装置本体
が、本発明の液体組成物が収納されたカートリッジを自
動的に識別し、自動的に駆動を行う方法等が挙げられ
る。

【００２６】次に本発明のインクジェット装置について
説明する。図５は、インクジェット記録装置の外観斜視
図、図６は、上記インクジェット記録装置の内部構成斜
視図、図７は、記録へッドキャリッジとチューブユニッ
トの構成斜視図、図８は、チューブ部材と切替えバルブ
部材の嵌合部の構成斜視図、図９は、インクカートリッ
ジの内部構成図である。

【００２７】図５において、１はインクジェット記録装
置（以下、単に「装置」と呼ぶ）、２は装置１のケース
（以下、単に「ケース」と呼ぶ）の一部をなすメインケ
ースであり、装置１のフレームの一部に固定され、装置
１の両端部分、即ち、記録紙が搬送される搬送径路の幅
に対応した部分を除いた部分を覆う。この両端部分のう
ち、一方の端部には記録へッドのホームポジションが規
定される。記録ヘッドは非記録時等にこの位置にあり、
この位置には、記録へッドのインク吐出口面のキャッピ
ング等を行う吐出回復ユニットがあり、これらがメイン
ケース２によって覆われている。これにより、ケースの
一部が開けられ装置の保守点検等が行われるとき、不用
意に記録へッドや吐出回復ユニットに触れ、これらの位
置ずれを生じたり、これら自体を傷めたりすることを防
止することができる。

【００２８】３は、同様にケースの一部をなす中ケース
であり、主に記録時に記録へッドが移動する部分を覆
う。この中ケース３は簡易に脱着できるように設けられ
ている。又、中ケース３の一部には、後述する排紙ロー
ラに対応して設けられる拍車が取付けられている。中ケ
ース３の装着により、この拍車は適切な押圧力を持って
排紙ローラに圧接する。４は、ケースの一部をなし、開
閉自在に設けられている給紙蓋である。この給紙蓋４
は、その略矩形の形状における図中手前側の辺の両端が
軸支され、これを回動軸として図中上方側へ開けること
ができ、所定の角度で保持することができるように設け
られている。

【００２９】給紙蓋４は、図中の角度で保持された状態
で、後述の給紙トレイと略々直線状となり、記録紙を載
置することが可能となる。６は、装置手前側に設けられ
たケースの一部を構成するインク蓋である。このインク
蓋６は、装置手前側の下部に設けられる軸によって回動
自在に軸支され、必要に応じてインク蓋６の手前側に開
けることができる。これにより、内部に収納されるイン
クカートリッジの装着及び取外し等の脱着動作を行うこ
とが可能となる。

【００３０】７は、装置１に対して着脱自在に装着され
る排紙トレイである。この排紙トレイ７は、装置１の後
部に所定の角度を有して装着され、記録を終了した記録
紙を順次積層させることができる。８は、操作部であ
り、装置手前のメインケース２の一方に設けられる。こ
の操作部８は、装置１の状態等を表示する表示部８ｂ
と、装置１に対する各種指令を入力するためのキー８ａ
とを備える。

【００３１】図６において、１１１は給紙トレイであ
り、図５に示した給紙蓋４（図６では不図示）を取り外
した状態で、給紙蓋４とともに給紙部を構成する。給紙
トレイ１１１は、その上に記録紙を載置し、不図示の給
紙ローラにより図示の矢印Ｚ方向に記録紙を搬送する構
成となっている。尚、この給紙機構において、１１１ａ
は記録紙のサイズに応じて給紙を案内するガイド板であ
り、１１１ｂはガイド板１１１ａが記録紙のサイズに応
じて移動するための溝である。ここで言う記録紙は、プ
ラスチックシート等を含み、広く被記録媒体を意味す
る。

【００３２】１１２は、記録紙の記録面を規制するため
のプラテンであり、記録紙搬送路上において搬送ローラ
等の下流側であって、後述の記録へッドに対向する部位
に配設される。更に、プラテン１１２の下流側には、排
紙ローラ１１３が設けられており、不図示のモータによ
って回転し、図５に示した中ケース３によって保持され
る拍車との協動によって、図５の排紙トレイ７へ記録の
終了した記録紙を排紙する。

【００３３】１１４は、記録へッド部であり、図７で詳
述する各インク色に対応した４個の記録ヘッドチップを
備える。これらの記録ヘッドチップは、容易に着脱でき
るようにキャリッジ部１２０（図７）のキャリッジ本体
１２１に装着される。１２２は、キャリッジカバーであ
り、１２３は、ヘッドカバーである。これらのカバーが
キャリッジ本体１２１に装着されることによって、上記
記録ヘッドチップへの電気的接続及び上記チップの位置
決めや固定等がなされる。又、キャリッジ本体１２１の
一部には、不図示のサブインクタンクが配設され、この
サブインクタンクによってインク供給系内の気泡の捕
集、及びキャリッジ移動に伴ってインク供給系内に生じ
る圧力変動の緩衝を行い、気泡や圧力変動による影響を
記録へッドに及ぼさないようにすることができる。

【００３４】１２４は、装置フレームに固定されるカバ
ーであり、キャリッジ部１２０の移動に伴ってこれに追
動するインク供給チューブユニット１２５、及び不図示
のフレキシブルケーブル等を保護する。１２６Ｂｋ、１
２６Ｃ、１２６Ｍ、１２６Ｙは、インク供給ユニット内
に装着されるインクカートリッジである。インクカート
リッジは、それぞれインク色が黒（Ｂｋ）、シアン
（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）又はイエロー（Ｙ）のインクを
貯溜するインク袋、及び吐出回復処理におけるインク吸
引等によって排出されるインクを吸引するための廃イン
ク袋を格納する。１２７ａはインク供給ユニット内に装
着される液体組成物カートリッジであり、本発明の液体
組成物を貯溜する袋、及び吐出回復処理における吸引等
によって排出される本発明の液体組成物を吸引するため
の廃液体組成物袋を格納する。

【００３５】図７においては、４色の各インクに対応し
て設けられる記録ヘッドチップ（キャリッジカバー１２
２及びヘッドカバー１２３を取り外した状態）を示して
いる。記録ヘッドチップ１３は、装着時においては、キ
ャリッジ本体１２１の所定の部位（各色について１３Ｂ
ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙで図示）に正確に位置決め
され、記録へッド１３への信号を伝達するための電気的
接続、及びインクの供給が行われる構成となっている。
１３１は、記録へッド１３とサブタンク間でインク供給
を行うためのチューブ部材（以下、「チューブ」とい
う。）、１３２は、サブタンクとインクカートリッジ１
２６ａ間でインク供給を行うためのチューブである。チ
ューブの材質としては、ポリエチレン樹脂が適当で、薄
肉チューブとして構成すれば、半透明状態なので内部の
インク充填状態が可視となる。

【００３６】図８は、チューブ部材と切替えバルブ部材
の嵌合部の外観斜視図である。インクと本発明の液体組
成物を切替える方法として、切替えバルブ１２を使用す
る。更に好適には、記録へッドに配置されるサブタンク
と記録へッド１３の共通液室との間に、バルブ機構を配
置するのが望ましい。その理由は、サブタンクは一般的
に３〜１０ｃｃ程度のインクの貯蔵能力を有するように
設計されている。一方、記録へッド１３の共通液室は、
０．３〜０．５ｃｃ程度のインク貯留の能力を有してい
る。従って、本発明の液体組成物をサブタンクをも含め
て置換する場合には、無駄に廃棄されるインクの量が前
記の共通液室内のインクを置換する場合に比べて、かな
り大量となる。よって、本発明にかかる液体組成物を記
録へッド１３の液室のみに供給してサブタンクには供給
しない方が、インクの廃棄量、及び該インクの廃棄と再
充填に必要とされる時間の都合上有利である。

【００３７】具体的方法は、例えば、サブタンクと共通
液室の間に、２方向バルブを設ける。又は、開閉バルブ
と逆止弁を組み合わせて設ける等の方法が挙げられる。
前記の２方向バルブを用いる方法は、通常は、２方向バ
ルブをインク側に切り替えてインクが流れる流路を形成
しておき、本発明の液体組成物を必要とする時は、２方
向バルブを切替えて本発明の液体組成物が記録へッド１
３の共通液室のみに供給されるような流路形成とする方
法である。この方法は、２方向バルブを使用するため
に、本発明の液体組成物はサブタンク側へは供給される
ことがなく、本発明の液体組成物がサブタンク内のイン
クと混合することがないために、サブタンクのインクを
廃棄入れ替えする必要がない。

【００３８】又、逆止弁と開閉バルブを用いる方法は、
例えば、インク流路内にポリエチレン製の薄いフィルム
を部分的に未溶着部分を残して、熱溶着して逆止弁を形
成する。このようにすると、インクは一方向には流れる
が、逆方向へは流れなくなる。この逆止弁が配置された
部位よりも記録へッド１３の共通液室側に、通常流路の
横から本発明の液体組成物を供給するパイプを接続す
る。このパイプのすぐ横には開閉バルブが配置されてお
り、このバルブの開閉により本発明の液体組成物が供給
される構成とする。

【００３９】このようにして、本発明の液体組成物をイ
ンクが通常供給される圧力より０．３気圧程度高い圧力
で本発明の液体組成物を開閉バルブを開放することによ
り供給すると、本発明の液体組成物は逆止弁の存在によ
り、サブタンク側へは流れず、記録へッド１３の共通液
室側へ流れる。この操作により、共通液室内のインク
は、供給されてきた本発明の液体組成物の圧力に負け
て、記録へッド１３から押し出されて、記録へッド１３
の共通液室が液体組成物で置換される。次に、所定の液
体組成物が供給完了した後に開閉バルブを遮断し、その
後は、この状態で所定の洗浄動作を行えばよい。本発明
の液体組成物による記録ヘッド１３の洗浄が終了したな
らば、その後、吸引回復等の手段、或いは加圧供給等で
通常のインクを共通液室に供給置換すればよい。

【００４０】図９は、記録へッド１３にチューブを介し
て供給されるインクを収容したインクカートリッジ１２
６ａの一例を示す内部構成図である。ここで４０は、供
給用インクを収納したインク収容部、例えば、インク袋
であり、その先端にはゴム製の栓４２が設けられてい
る。この栓４２に、針（不図示）を挿入することによ
り、インク袋４０中のインクを記録へッド１３に供給可
能にする。４４は、廃インクを受容するインク吸収体で
ある。インク収容部としてはインクとの接液面がポリオ
レフィン、特にポリエチレンで形成されているものが好
ましい。

【００４１】又、インクジェット記録装置としては、図
１０に示すようにインクカートリッジ１２６ａと記録へ
ッド１３が必要に応じて着脱自在に構成されているもの
でもよい。１３３は、インクカートリッジ１２６ａ中の
インクを記録ヘッド１３に供給するために設けられたイ
ンク供給口である。図１１における１３４は、液体組成
物カートリッジ１２７ａ中の液体組成物を記録ヘッド１
３に供給するために設けられた液体組成物供給口であ
る。ユーザーはインクカートリッジ１２６ａの交換時、
又はインクが未だインクカートリッジ１２６ａ中に残っ
ている場合でも、コゲや付着物によって起こる印字濃度
の低下や、画像の乱れが発生した場合に、図１１に示す
液体組成物カートリッジ１２７ａを、インクカートリッ
ジ１２６ａに換えて記録へッド１３に装着し、本発明の
液体組成物の吐出を行うことで、ヒーター面に生じたコ
ゲや付着物、更には汚染物を除去することができる。

【００４２】この際には、記録用のインクの入ったカー
トリッジ１２６ａと液体組成物カートリッジ１２７ａと
を区別できるように、カートリッジ形状や大きさを変え
ておくことが望ましい。又、プリンタ本体が、本発明の
液体組成物であることを識別するためのメカ形状や電気
接点を設けてもよい。又、ヒーター面上のコゲ除去のた
めに本発明の液体組成物の吐出が行われているかどうか
をユーザーが確実に知ることができるように、少量の色
材を本発明の液体組成物に添加し、本発明の液体組成物
を着色しておくことも好ましい。

【００４３】更に、記録へッドに対しての予備的な補助
手段等を付加することは、本発明の効果を一層安定でき
るので好ましいものである。具体的には、記録ヘッドに
対してのキャピング手段やワイピング手段等を設置する
ことが安定したインクジェット記録を行うために有効で
ある。更に、記録装置が記録できる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へッドに
対しても、本発明は有効に適用できる。そのような記録
へッドとしては、複数記録へ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
録へッドとしての構成等が挙げられる。

【００４４】又、搭載される記録へッドの種類乃至個数
についても、例えば、単色のインクに対応して１個のみ
の記録ヘッド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記録ヘッドが設け
られていてもよい。即ち、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な
く、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組合せに
よるか何れでもよいが、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
この発明は極めて有効である。又、使用済みの記録ヘッ
ドを回収してリサイクル工場等で記録ヘッドを再生する
といったリサイクルビジネスに対しても、本発明は極め
て有効である。

【００４５】

【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更
に具体的に説明する。尚、文中「部」及び「％」とある
のは、特に断りのない限り重量基準である。＜実施例１〜３＞下記に示す各成分を混合し、充分攪拌
して溶解させた後、ポアサイズ０．２μｍのミクロフィ
ルター（富士写真フイルム製）にて加圧濾過して実施例
１〜３の液体組成物（洗浄液）を各々調製した。

【００４６】（実施例１の液体組成物の組成）・過酸化水素３０％水溶液３．３部・水９６．７部（実施例２の液体組成物の組成）・過硼酸ナトリウム１部・水９９部（実施例３の液体組成物の組成）・過酸化水素３０％水溶液６．６部・２−プロパノール３部・水９０．４部

【００４７】＜比較例１〜２＞下記に示す各成分を混合
し、充分撹拌して溶解させた後、ポアサイズ０．２μｍ
のミクロフィルター（富士写真フイルム製）にて加圧濾
過して比較例１〜２の液体組成物を各々調製した。

【００４８】（比較例１の液体組成物の組成）・水１００部（比較例２の液体組成物の組成）・２−プロパノール３部・水９７部

【００４９】＜評価用インクＡの作成＞下記に示す各成
分を混合し、充分攪拌して溶解させた後、ポアサイズ
０．２μｍのミクロフィルター（富士写真フイルム製）
にて加圧濾過して評価用のインクＡを調製した。（評価用インクＡの組成）・プロジェットファストブラック２（Ｚｅｎｅｃａ社）２．５部・グリセリン５部・エチレングリコール１０部・２−プロパノール４部・水酸化ナトリウム０．１部・水７８．４部

【００５０】＜評価＞上記の実施例１〜３の液体組成
物、比較例１〜２の液体組成物及び評価用インクＡを用
いて、記録信号に応じた熱エネルギーをインクに付与す
ることによりインクを吐出させるオンデマンド型マルチ
記録へッドＢＣ−０２（商品名、キヤノン製、ヒーター
上の最表面保護層は、タンタル及びタンタルの酸化物よ
りなる。）を有するインクジェット記録装置を用いて、
駆動パルス幅１．１μ（Ｏｎ）＋３．０μｓ（Ｏｆｆ）
＋３．２μｓ（Ｏｎ）、駆動電圧２４．６Ｖ、駆動周波
数６，２５０Ｈｚで評価を行った。

【００５１】まず、評価用インクＡを、前記の装置及び
駆動条件で連続吐出を行い、１×１０⁶発毎に記録へッ
ドから吐出される液滴を容器に収集して、電子天秤で秤
量した。容器の増加重より、１×１０⁶発毎の平均のイ
ンク吐出液滴量を算出した。尚、連続吐出は１×１０⁸
発まで行った。その結果、９．９×１０⁷〜１×１０⁸発
目の平均の吐出液滴量が、０〜１×１０⁶発目の平均の
インク吐出液滴量と比べて、約７０％に減少していた。
又、使用した記録ヘッドを分解し、使用したノズルのヒ
ーター表面を光学顕微鏡（倍率４００倍）で目視したと
ころ、コゲの付着が多く見られた。

【００５２】次に、上記の評価用インクＡを用いて１×
１０⁸発の吐出耐久を行った前記記録へッドに接続した
カートリッジに、本発明の液体組成物を充填した。そし
て、前記吐出耐久に使用したノズルを使用して、実施例
１〜３の液体組成物及び比較例１〜２の液体組成物を５
×１０⁶発吐出させた。その後、前記記録ヘッドに接続
したカートリッジに、評価用インクＡを再充填し、前記
条件で再度１×１０⁶発のインクを吐出した。０〜１×
１０⁶発目の平均吐出量を測定し、その後、該記録へッ
ドを分解し、使用したノズルのヒーター表面を光学顕微
鏡（倍率４００倍）で目視した。評価基準を下記に示
す。又、その結果を表１に示す。

【００５３】

【００５４】（コゲ付着量）Ａ：ヒーター面上にコゲの付着が殆ど見られない。Ｂ：ヒーター面上にコゲの付着が僅かに見られる。Ｃ：ヒーター面上にコゲの付着が多く見られる。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の効果は、
インクジェット記録へッドを長時間使用した際に生ずる
ヒーター面上のコゲや、使用によって生じる付着物や、
インクジェット記録へッド製造時の汚染物を洗浄・除去
することにより、該記録へッドの寿命及び吐出特性を向
上させる液体組成物を提供したことにある。又、本発明
の効果は、インクジェット記録へッドのヒーター面上の
コゲや付着物や汚染物を洗浄・除去することにより、記
録ヘッドの吐出不良を容易に回復でき、記録へッドの寿
命を向上させることのできるインクジェット記録ヘッド
の洗浄方法、及び該方法を行う手段を具備したインクジ
ェット記録装置を提供したことにある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の記録へッド
の一例を示す縦断面図。

【図２】本発明のインクジェット記録装置の記録へッド
の一例を示す横断面図。

【図３】図１に示した記録へッドをマルチ化したヘッド
の外観斜視図。

【図４】本発明のインクジェット記録装置におけるイン
クと液体組成物の経路を示す概略図。

【図５】本発明のインクジェット記録装置の一例を示す
外観斜視図。

【図６】図５に示したインクジェット記録装置の内部構
成斜視図。

【図７】図５に示したインクジェット記録装置の記録ヘ
ッドキャリッジとチューブユニットの構成斜視図。

【図８】図５に示したインクジェット記録装置のチュー
ブ部材と切替えバルブ部材の嵌合状態を示す外観斜視
図。

【図９】図５に示したインクジェット記録装置のインク
カートリッジの一例を示す内部構成斜視図。

【図１０】本発明のインクジェット記録装置の記録へッ
ドとインクカートリッジの一例を示す構成斜視図。

【図１１】本発明のインクジェット記録装置の記録へッ
ドと液体組成物カートリッジの一例を示す構成斜視図。

【符号の説明】

１：インクジェット記録装置２：メインケース３：中ケース４：給紙蓋６：インク蓋７：排紙トレイ８：操作部８ａ：キー８ｂ：表示部１２：切替えバルブ１３：記録へッド１３Ｂｋ：記録へッドチップ（ブラック）１３Ｃ：記録へッドチップ（シアン）１３Ｍ：記録へッドチップ（マゼンタ）１３Ｙ：記録へッドチップ（イエロー）１４：流路（ノズル）１５：発熱素子基板１６−１：保護層１６−２：最表面保護層１７−１、１７−２：電極１８：発熱抵抗体層１９：蓄熱層２０：基板２１：インク２２：吐出オリフィス（微細孔）２３：メニスカス２４：インク小滴２５：記録紙２６：マルチノズル２７：ガラス板２８：発熱へッド４０：インク収容部４２：栓４４：インク吸収体１１１：給紙トレイ１１１ａ：ガイド板１１１ｂ：溝１１２：プラテン１１３：排紙ローラ１１４：記録へッド部１２０：キャリッジ部１２１：キャリッジ本体１２２：キャリッジカバー１２３：ヘッドカバー１２４：カバー１２５：インク供給チューブユニット１２６：インク１２６ａ：インクカートリッジ１２６Ｂｋ：インクカートリッジ（ブラック）１２６Ｃ：インクカートリッジ（シアン）１２６Ｍ：インクカートリッジ（マゼンタ）１２６Ｙ：インクカートリッジ（イエロー）１２７：液体組成物１２７ａ：液体組成物カートリッジ１３１：チューブ部材（記録へッド１３とサブインクタ
ンク間）１３２：チューブ部材（サブインクタンクとインクカー
トリッジ１２６ａ間）１３３：インク供給口１３４：液体組成物供給口

フロントページの続き (72)発明者榮田正孝東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者横井英人東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクジェット記録へッドを洗浄するた
めに有効な量の洗浄剤を少なくとも１種含むことを特徴
とする液体組成物。
【請求項２】インクジェット記録へッドが、熱エネル
ギーを作用させてインク滴を吐出させる方式のインクジ
ェット記録へッドである請求項１に記載の液体組成物。
【請求項３】インクジェット記録へッドの洗浄部位
が、インクジェット記録へッドのヒーター面上の最表面
保護層である請求項１に記載の液体組成物。
【請求項４】最表面保護層が、金属及び／又は金属の
酸化物である請求項３に記載の液体組成物。
【請求項５】金属及び／又は金属の酸化物が、タンタ
ル及び／又はタンタルの酸化物である請求項４に記載の
液体組成物。
【請求項６】洗浄剤が、酸化力を有する化合物である
請求項１乃至５の何れか１項に記載の液体組成物。
【請求項７】酸化力を有する化合物が、過酸化水素、
過炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム・過酸化水素化物、
過硼酸ナトリウム、過酸化ナトリウム、過ヨウ素酸ナト
リウム、次亜塩素酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、
過硫酸ナトリウム及び過酢酸から選択される少なくとも
１種である請求項６に記載の液体組成物。
【請求項８】酸化力を有する化合物が、過酸化水素で
ある請求項７に記載の液体組成物。
【請求項９】請求項１乃至８の何れか１項に記載の液
体組成物を使用することを特徴とするインクジェット記
録へッドの洗浄方法。
【請求項１０】インクジェット記録へッドが、熱エネ
ルギーを作用させてインク滴を吐出させる方式のインク
ジェット記録へッドである請求項９に記載のインクジェ
ット記録へッドの洗浄方法。
【請求項１１】インクジェット記録へッドの洗浄部位
が、インクジェット記録へッドのヒーター面上の最表面
保護層である請求項９に記載のインクジェット記録へッ
ドの洗浄方法。
【請求項１２】最表面保護層が、金属及び／又は金属
の酸化物である請求項１１に記載のインクジェット記録
へッドの洗浄方法。
【請求項１３】金属及び／又は金属の酸化物が、タン
タル及び／又はタンタルの酸化物である請求項１２に記
載のインクジェット記録へッドの洗浄方法。
【請求項１４】請求項１乃至８の何れか１項に記載の
液体組成物が充填されている液体タンク、色材を有する
インクが充填されているインクタンク、インクジェット
記録ヘッドに供給する上記液体組成物と上記インクを任
意に選択できるバルブ手段、及びインクジェット記録へ
ッドを具備することを特徴とするインクジェット記録装
置。
【請求項１５】インクジェット記録へッドが、熱エネ
ルギーを作用させてインク滴を吐出させる方式のインク
ジェット記録へッドである請求項１４に記載のインクジ
ェット記録装置。
【請求項１６】インクジェット記録へッドの最表面保
護層が、金属及び／又は金属の酸化物である請求項１５
に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１７】金属及び／又は金属の酸化物が、タン
タル及び／又はタンタルの酸化物である請求項１６に記
載のインクジェット記録装置。
【請求項１８】表面が金属及び金属酸化物の少なくと
も一方を含む保護層で被覆されたヒーターを具備してい
るインクジェット記録ヘッドの洗浄に用いられるカート
リッジであって、該カートリッジは、上記インクジェット記録ヘッドに対
して着脱可能に構成され、且つ、該記録ヘッドの洗浄に
用いるための酸化力を有する化合物が含有されている液
体組成物を有することを特徴とするカートリッジ。
【請求項１９】酸化力を有する化合物が、過酸化水
素、過炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム・過酸化水素化
物、過硼酸ナトリウム、過酸化ナトリウム、過ヨウ素酸
ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウ
ム、過硫酸ナトリウム及び過酢酸から選択される少なく
とも１つである請求項１８に記載のカートリッジ。
【請求項２０】酸化力を有する化合物が、過酸化水素
である請求項１９に記載のカートリッジ。
【請求項２１】表面が金属及び金属酸化物の少なくと
も一方を含む保護層で被覆されたヒーターを具備してい
る、色材を含有するインクを吐出させるためのインクジ
ェット記録ヘッドの再生方法であって、上記ヒーター表面に酸化力を有する化合物が含有された
液体組成物を接触させ、この状態で該ヒーターに熱エネ
ルギーを印加する工程を有することを特徴とするインク
ジェット記録ヘッドの再生方法。
【請求項２２】酸化力を有する化合物が、過酸化水
素、過炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム・過酸化水素化
物、過硼酸ナトリウム、過酸化ナトリウム、過ヨウ素酸
ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウ
ム、過硫酸ナトリウム及び過酢酸から選択される少なく
とも１つである請求項２１に記載の記録ヘッドの再生方
法。
【請求項２３】酸化力を有する化合物が、過酸化水素
である請求項２２に記載の記録ヘッドの再生方法。
【請求項２４】表面が金属及び金属酸化物の少なくと
も一方を含む保護層で被覆されたヒーターを具備し、該
ヒーターの働きで色材を含有するインクを吐出させるイ
ンクジェット記録ヘッドにおいて生じる該記録ヘッド表
面への付着物を除去するために用いられる液体組成物で
あって、該液体組成物は、上記ヒーターと液体組成物とを接触さ
せた状態でインクジェット記録ヘッドのヒーターに熱エ
ネルギーを印加することによって、インクジェット記録
ヘッド表面の付着物を酸化分解させることができるもの
であることを特徴とする液体組成物。
【請求項２５】液体組成物が、酸化力を有する化合物
を含有している請求項２４に記載の液体組成物。
【請求項２６】酸化力を有する化合物が、過酸化水
素、過炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム・過酸化水素化
物、過硼酸ナトリウム、過酸化ナトリウム、過ヨウ素酸
ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウ
ム、過硫酸ナトリウム及び過酢酸から選択される少なく
とも１つである請求項２５に記載の液体組成物。
【請求項２７】酸化力を有する化合物が、過酸化水素
である請求項２６に記載の液体組成物。