JP2003205619A

JP2003205619A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2003205619A
Application number: JP2002005888A
Authority: JP
Inventors: Naoki Sato; 直樹佐藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2003-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】ワイピング後のノズル面のインク残留量が少
なく、かつノズル面の耐久性に優れた染料インク及び顔
料インク兼用インクジェットプリンタを提供すること。【解決手段】ワイピング手段を有する染料インク及び
顔料インク兼用インクジェットプリンタにおいて、染料
インクを用いる場合より顔料インクを用いる場合のワイ
ピング回数が少ないことを特徴とするインクジェットプ
リンタ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録ヘッドのノズル
面のワイピング手段を有するインクジェットプリンタに
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタルカメラあるいはコンピュ
ータの普及に伴い、それらの画像を紙面等に記録するた
めのハードコピー画像記録技術が急速に発達している。
これらのハードコピーの究極の目標は、その画質をいか
に銀塩写真に近づけるかにあり、特に、色再現性、色濃
度、質感、解像度、光沢性、耐光性等を銀塩写真に近づ
けることが開発の目標となっている。

【０００３】この様なハードコピー記録方式としては、
銀塩写真によって画像を表示したディスプレーを直接撮
影するものの他にも、昇華型感熱転写方式、インクジェ
ット方式、静電記録方式等、多種多様な記録方式が提
案、実用化されている。これらの記録方法のうち、イン
クジェット方式による記録装置は、フルカラー化が容易
であることや印字騒音が少ないと言う利点を有している
ので、近年急速に普及している。また、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】インクジェット方式による記録装置は、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
た装置である。

【０００５】しかしながら、インクジェット記録装置を
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、インク吐出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。

【０００６】このための対策として、従来のインクジェ
ット記録装置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、インク吐出面を清掃
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。

【０００７】この中でも、インク吐出面のインク（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イン
ク吐出面の清掃（以下、クリーニングまたはワイピング
ともいう）技術が極めて重要である。

【０００８】ワイピング後にノズル付近にインク滴が残
留すると、このインク滴が毛細管現象によりノズル内に
吸い込まれる際に空気を含んで吸い込まれてしまうこと
があり、その後の印刷でノズル欠（出射不良）が発生し
たり、吐出曲がり等の吐出不良が発生したりして、印刷
画像が不明瞭になってしまうことがある。

【０００９】一方、用途の多様化により染料インク及び
顔料インク兼用インクジェットプリンタが望まれ、さら
に高速化によるメンテナンス時間の短縮が要望されてい
る。

【００１０】染料インク及び顔料インク兼用インクジェ
ットプリンタとは、少なくとも１色について、染料イン
クと顔料インクを共に使用可能であるインクジェットプ
リンタ（以下プリンタともいう）であり、染料インクと
顔料インクを同時に搭載できるタイプ、染料インクと顔
料インクを必要に応じて入れ替えるタイプのいずれでも
よく、また、染料インクと顔料インクで同一のヘッドを
利用しても、染料インク、顔料インクでそれぞれ別のヘ
ッドを用いてもよい。

【００１１】好ましくは、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色についてそ
れぞれ染料インク、顔料インクを利用可能であり、Ｙ、
Ｍ、Ｃ染料インクセット、Ｙ、Ｍ、Ｃ顔料インクセット
を切り替えるタイプである。さらに好ましくは、Ｙ、
Ｍ、Ｃ、Ｋ染料インクセット、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ顔料イン
クセットを切り替えるタイプである。

【００１２】従来の染料インク及び顔料インク兼用イン
クジェットプリンタはワイピング条件が一定のため、顔
料インクを用いる場合には、顔料インク中の固形分がヘ
ッド表面に付着しやすく、これがワイピング時にノズル
面を傷つけることがあった。記録ヘッドのインク吐出面
はインクの吐出性向上のため撥インク性にする必要があ
り、ノズルプレート基材を撥インク性物質で被覆する。
一方、一般に撥インク性物質はノズルプレート基材との
接着が十分ではなく、例えば、フッ素系樹脂を基材のヘ
ッド吐出面に乾燥膜厚が数μｍになるように塗布して撥
インク性とし、次にエキシマレーザー等によりノズルを
穿孔しヘッドを作製する場合には、この撥インク性のフ
ッ素系樹脂は表面エネルギーが低いため、基材との接着
強度が不足し、ワイピングにより膜の剥離や破損を生じ
やすい。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ワイ
ピング後のノズル面のインク残留量が少なく、かつノズ
ル面の耐久性に優れた染料インク及び顔料インク兼用イ
ンクジェットプリンタを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は以下
の手段により達成される。

【００１５】１．ワイピング手段を有する染料インク及
び顔料インク兼用インクジェットプリンタにおいて、染
料インクを用いる場合より顔料インクを用いる場合のワ
イピング回数が少ないことを特徴とするインクジェット
プリンタ。

【００１６】２．ワイピング手段を有する染料インク及
び顔料インク兼用インクジェットプリンタにおいて、染
料インクを用いる場合より顔料インクを用いる場合のワ
イピング速度が低いことを特徴とするインクジェットプ
リンタ。

【００１７】３．ワイピング手段を有する染料インク及
び顔料インク兼用インクジェットプリンタにおいて、染
料インクを用いる場合より顔料インクを用いる場合のワ
イピング時のノズル面とブレードの重なりが小さいこと
を特徴とするインクジェットプリンタ。

【００１８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明
は、ワイピング手段を有する染料インク及び顔料インク
兼用インクジェットプリンタに関するものである。

【００１９】カラーインクジェットプリンタは通常、
Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの４色また最近の高画質化に対応する
ため、それぞれ濃淡のインクを備えている場合もあり、
さらに染料インク及び顔料インク兼用インクジェットプ
リンタではインク物性が大きく異なる染料インク及び顔
料インクを使用する。これら全てのインクに対して、ワ
イピング後のノズル面のインク残留量を抑える必要があ
る。

【００２０】ノズル面のインク残留量を抑えるには、キ
ャップ部材が記録ヘッドのノズル面から外れる速度を遅
くすることが有効であるが、これはメンテナンス時間が
長くなる問題があった。

【００２１】本発明者は、ワイピングの工程を詳細に検
討した結果、メンテナンス時間の制約の中でノズル面の
インク残留量を抑えて、かつノズル面の耐久性を得るに
は、染料インクと顔料インクでワイピング条件を変え、
顔料インクを用いる場合にはワイピング条件をより弱く
することが必要であることを見出した。ワイピング条件
をより弱くするとは、具体的には、ワイピング回数が少
ないこと、ワイピング速度が低いこと、ワイピング時の
ブレード押圧が低いことである。但し、インク残留量を
抑えるためにはそれぞれの下限値として、ワイピング回
数はキャッピング当たり１回、ワイピング速度は１０ｍ
ｍ／ｓｅｃ、ワイピング時のブレード押圧は下記ブレー
ドとノズル面の重なり量で１ｍｍである。

【００２２】ワイピング回数、ワイピング速度について
は、プリンタを従来のワイピング回数、ワイピング速度
を固定型から可変型に改造し、染料インクを用いる場合
と顔料インクを用いる場合で設定値を変えればよい。ワ
イピング回数、ワイピング速度を固定型から可変型に改
造することは比較的容易である。

【００２３】ノズル面をブレードがワイピングする際の
押圧は、ブレードとノズル面の重なり量で表される。図
１、２はブレードとノズル面の重なり量を示す図であ
る。図１の（ａ）はブレード１７がノズル面５をワイピ
ングしている様子を示しているが（矢印はワイピング方
向を示す）、重なり量とは、図１の（ｂ）で示される位
置にブレード１７を持ってきたときのノズル面５とブレ
ード１７の重なりｄで定義される。

【００２４】染料インクセット、顔料インクセットの設
定の切り替えは、両者を同時に搭載できる場合はそれぞ
れについて設定し、染料インクセットと顔料インクセッ
トを入れ替える場合には手動で設定してもよいが、好ま
しくはインク容器に情報を設定し、インクジェットプリ
ンタがインク容器の情報を読み込んで設定を変更するこ
とが好ましい。

【００２５】以下に例を挙げて本発明の実施の態様につ
いて説明する。

【００２６】

【発明の実施の形態】図３はインクジェットプリンタ１
の主要構成の一例を示す概略図である。インクジェット
プリンタは、記録紙にインクを吐出し印刷を行うもので
あり、その印刷を行う部分の主要構成として、図３に示
すように、記録紙２を印刷時に前方へ搬送させる搬送手
段（図示省略）と、記録紙２にインクを吐出する記録ヘ
ッド（ヘッド）３と、複数色毎の記録ヘッド３を収納す
るキャリッジ４と、記録ヘッド３のメンテナンスを行
う、吸引キャップ１６及びブレード部１７を有するメン
テナンスユニット５と、印刷時あるいはメンテナンス時
等にキャリッジ４を水平方向（矢印Ａ）に沿って案内す
るガイドレール６と、キャリッジ４の待機所となる保湿
キャップ８を有するホームポジション７と、これら各部
の制御を行う制御部（図示省略）とを備えている。Ｃは
インクカートリッジ、インクカートリッジＣから送られ
た各インクは一旦サブタンクＴに蓄えられたうえ、供給
弁Ｖを通して、インク供給路Ｐを通って記録ヘッドに送
られる構成となっている。

【００２７】記録紙の搬送手段は、印刷時において、キ
ャリッジ４の動作にタイミングを合わせて、記録紙２を
印字領域９上で搬送し、印刷の終了に応じて、記録紙２
は印字領域から下方（矢印Ｂ）に向かって搬送される。

【００２８】図４は記録ヘッドの構成を示す概略図であ
る。記録ヘッド３は、ヘッド基板１０に、インクを吐出
するインク吐出本体部１１と、インク吐出本体部１１近
傍で温度を測る温度センサー（温度測定手段）１２と、
フレキシブルケーブルが接続され、これらインク吐出本
体部１１と温度センサー１２に信号の入出力を行うフレ
キシブルケーブル接続部１３等を設置した構成となって
いる。インクを吐出する駆動周波数はインク吐出本体部
１１内の制御部（図示されていない）で制御される。そ
して、インク吐出本体部１１には、インクを吐出する吐
出口１４が、記録紙２に対向する面（ノズル面１５）の
センターラインに沿って複数設けられており、この吐出
口１４は、ノズル（流路）に連通している。また、記録
ヘッド３は、ノズル面１５の一端が他端よりも下となる
ように傾いた状態でキャリッジ４に設置されている。

【００２９】温度センサー１２は、インク吐出本体部１
１近傍の気温あるいは、ヘッド基板１０の温度を測定す
るものであり、フレキシブルケーブル接続部１３を通し
て、制御部と電気的に接続している。

【００３０】図３に示すように、キャリッジ４には、記
録ヘッド３が、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブ
ラック）に応じて複数設けられている。

【００３１】図３に示すメインテナンスユニット５は、
図４に示す吐出口１４を覆って、吐出口１４からインク
を吸引する吸引キャップ（キャップ部材）１６と、吸引
キャップ１６によるインクの吸引が行われた後に、ノズ
ル面１５に残るインクを拭き取るブレード部１７と、図
３には示していないがブレード部の清掃を行うブレード
クリーナー部とを備えている。吸引キャップ１６は、複
数（本実施の形態では２個）並んで設けられており、メ
ンテナンス時において、一度に複数個の記録ヘッド３の
吸引を行うことを可能としている。

【００３２】図５は、吸引キャップ１６及び吸引手段２
０を含むインク吸引ユニットの概略を示す構成図である
が、この吸引キャップ１６には記録ヘッド３のノズル面
１５の周囲を覆うと共に、密閉性を保つために弾性を有
するリップ部１９が備えられている。更に、この吸引キ
ャップ１６の背面には、吸引キャップ１６とノズル面１
５により形成された空間内部を吸引する吸引ポンプ（吸
引手段）２０、大気連通弁２１が連結されており、この
吸引ポンプ２０が、吸引キャップ１６により覆われ密閉
された状態のノズル面１５を、吸引キャップ１６を介し
て吸引する。そして、吸引ポンプ２０によって吐出口１
４から吸引されたインクは、廃インクタンク２２に排出
される。

【００３３】また、この吸引キャップ１６は、吸引後に
ノズル面１５から外れる際に、一方の端部側から先に外
れさせて徐々に他方の端部まで離間させる構成となって
いる（図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ））。そして、この吸
引キャップ１６は、側面に略Ｌ字状の支持片１８により
支持され、記録ヘッド３のノズル面１５とほぼ対向され
た状態に配置されている。

【００３４】なお、本実施の形態では、吸引手段として
吸引ポンプ２０を例示しているが、吐出口１４からイン
クを吸引するものであれば、如何なるものでもよく、例
えば、ピストンやシリンダ等が挙げられる。

【００３５】支持片１８は、吸引キャップ１６を支持す
る本体部２３と、本体部２３の下端から直角に延出する
延出部２４とから構成されており、本体部２３と延出部
２４の接合部分で回動可能に軸支されている。そして、
延出部２４には、略楕円形のカム（移動手段）２６が接
触している。カム２６は、回動することで、支持片１８
を回動させ、それに伴って、吸引キャップ１６を記録ヘ
ッド３のノズル面１５に着脱させる。

【００３６】このカム２６のカム駆動軸２７は、モータ
等のカム駆動部に接続されており、このカム駆動部の制
御で回転し、吸引キャップ１６を、記録ヘッド３と離間
した所定の位置（待機位置；図５（ｃ））と、ノズル面
１５を覆って密閉した位置（図５（ａ））との間で移動
させている。

【００３７】図６はブレード及びブレードクリーナー部
を含むワイピングユニットの構成を示す概略図である。
ブレード部１７は、弾性体で形成され、吸引キャップ１
６によるインク吸引の終了後に、ノズル面１５に残留す
るインクを拭き取るブレード本体３５と、ブレード本体
３５を支持し、上下動（矢印Ｅ）させるブレード可動部
３６とを備えている。

【００３８】また、ブレードクリーナー部３７がメンテ
ナンスユニット５の内部に設置されており、ブレード本
体３５のインクを吸収し拭き取るインク吸収体３８と、
インク吸収体３８を保持する吸収体保持部３９とを備え
ている。

【００３９】また、図３に示すように、ホームポジショ
ン７には、ノズル面１５を保湿する保湿キャップ８が、
記録ヘッド３と同数設けられており、キャリッジ４の待
機中においては、記録ヘッド３のノズル面１５を覆って
密閉している。

【００４０】メンテナンスが開始されると、先ず、キャ
リッジ４の移動により、記録ヘッド３が吸引キャップ１
６まで移動する。

【００４１】キャリッジ４の移動は、キャリッジ駆動部
（図示されていない）の駆動によって行われ、そして、
キャリッジセンサーによりキャリッジ４が吸引位置まで
移動したことを検知すると、キャリッジ駆動部が停止
し、キャリッジが停止する。

【００４２】キャリッジ４が吸引位置で停止すると、吸
引キャップ１６が、カム駆動部により（図示されていな
い）、記録ヘッド３のノズル面１５まで移動し、記録ヘ
ッド３のノズル面１５を密閉し、吐出口１４を覆う。

【００４３】この状態で、吸引ポンプ２０の作動が開始
され、吐出口１４からインクの吸引を行う。この吸引
は、所定時間経過する迄行われ更に所定回数繰り返され
る。

【００４４】吸引ポンプ２０が停止すると、その後、大
気連通弁２１が開かれて、吸引キャップ１６とノズル面
１５とを離間しやすい状態にした上で、吸引キャップ１
６を待機位置まで移動させる。

【００４５】更に、吸引キャップ１６を停止させると、
大気連通弁２１を閉め、キャリッジ４を、ノズル面１５
の拭き取り清掃（ワイプ）を行うブレード部１７まで、
キャリッジ駆動部により移動させる。

【００４６】キャリッジ４がワイプ位置まで移動したこ
とを検知すると、キャリッジ駆動部が停止し、キャリッ
ジが停止する。

【００４７】キャリッジ４がワイプ位置で停止すると、
ブレード部１７が移動を開始する。ブレード部１７がワ
イプ位置で停止すると、キャリッジが動きワイプを開始
する。このときのワイピング回数及び速度は可変で、キ
ャリッジ駆動部内の制御部（図示されていない）によっ
て制御される。本発明において顔料インクを用いる場合
には、染料インクを用いる場合よりワイピング回数を少
なく、ワイピング速度を低く、ワイピング時のブレード
押圧を低くする。

【００４８】そして、ワイプの終了と共に、ブレードク
リーナー部３７によってブレード部１７が清掃される。

【００４９】ブレード部１７の清掃が終わると、キャリ
ッジ４は、待機位置であるホームポジション７まで移動
し、停止する。

【００５０】ブレード部１７は、メンテナンスを行わな
い時には、図６（ａ）に示すように、ブレードクリーナ
ー部３７のインク吸収体３８よりも下方で待機してい
る。そして、ノズル面１５にワイプが必要になると、ブ
レード可動部３６は、上方に向かって移動することで、
ブレード本体３５を上方に移動させる。この移動の際
に、ブレード本体の上面と、インク吸収体３８とが接触
する。つまり、ブレード本体３５に残っていたインク
は、この動作によりインク吸収体３８に吸収される。こ
のような構成であるので、ブレード本体３５は、メンテ
ナンスが行われる毎に清掃され、残留インクによりブレ
ード本体３５が劣化するということを防止することがで
きる。

【００５１】更に、ブレード可動部３６が上昇し、ブレ
ード本体３５の上端部がノズル面通過位置Ｆにまで達す
ると、キャリッジ４が作動し、このブレード本体３５の
上面と、記録ヘッド３のノズル面とが接触し、ノズル面
１５に残るインクは、ブレード本体３５によって拭き取
られる。

【００５２】本実施の形態では、ブレード本体３５の上
面と、ノズル面１５とが接触することで、ノズル面１５
上に残留するインクを拭き取る構成であるので、ブレー
ド本体３５の清掃を行う際には、ブレード本体３５の上
面側を拭き取る。

【００５３】このような構成のインクジェットプリンタ
において、染料インクと顔料インクとでワイピング条件
を変えることで、効率的にワイピングすることができ、
ワイピング後のノズル面のインク残留量とメンテナンス
時間の両立を図ることができる。

【００５４】記録ヘッドのノズル面は撥水性（撥インク
性）にすることが必要で、通常、ノズル面を構成する例
えばノズルプレート表面を撥水加工する。

【００５５】ノズル表面は、通常、例えば、ポリエステ
ル、ポリアミド等のプラスチック、ガラス、セラミック
及び金属等の素材に撥水性コーティングを施したもの
で、撥インク性の表面としたものが用いられる。

【００５６】ノズル面にインクが付着しないよう撥水
性、撥インク性コーティングを施す方法については、例
えば、特公昭５２−２４８２１号、特開昭５６−２８６
２号にはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の
フッ素樹脂やシリコーン樹脂等インクをはじく特性を有
する素材のコーティングが、特開昭５７−７２８６６
号、同６０−２５５４４１号等には撥インク膜としてテ
トラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重
合体（ＦＥＰ）を使用することがそれぞれ記載されてい
る。このＦＥＰはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）と同等の低い表面エネルギー（撥インク性）を有し
ながら、加熱溶融時の粘度がＰＴＦＥと比較して低く、
水分散液を塗布して加熱溶融によって均一膜を形成する
場合にＰＴＦＥよりも低温で短時間に均一膜が得られ、
成膜加工性に優れている。また、特開２００１−７１５
０９にはＦＥＰ水分散液とシリカゾル粒子分散液を混合
塗布して乾燥及び３００〜４００℃で焼成する方法が、
また、特表平１０−５０５８７０号等にもフッ素含有ポ
リシロキサン化合物を用いる方法等が記載されている。

【００５７】また、記録ヘッド前面のノズル面のクリー
ニングを行うブレードは、（親インク性（親水性）であ
っても、撥インク性（撥水性）であってもよいが、）例
えば、各種のゴム等、弾性を有する材料から選ばれる。
ウレタンゴム等の比較的親水性のブレードを用いる場合
には、その親和性によりインクを引きつけこれを拭き取
ることができる。しかしながら、その親水性により、ク
リーニングしたノズル面に再度インク滴を（ノズルか
ら）引き出してしまうことがあり、ブレードはどちらか
というと、親インク性の弱い、撥インク性を有する材質
で構成するのが好ましい。インク滴をノズルから引き出
すことがなく、また、ブレード自体の汚れも少なく好ま
しい。

【００５８】親インク性（親水性）のブレードの材料と
しては、ウレタンゴム、また、ブチルゴム等のブレード
素材にシラン化合物をコーティングしたり、親水性のポ
リマー（例えばナイロン、ポリウレタン、ポリビニルア
ルコール等）をコーティングしたり、ゴム表面に予めプ
ラズマ処理を行ったりする、所謂表面改質によって親水
化したものが例として挙げられる。例えばインクに対す
る接触角として４０度以下のものが選ばれる。

【００５９】撥インク性、撥水性の表面を有するブレー
ド材料としては、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、室
温硬化型シリコーン樹脂、室温硬化型有機変性シリコー
ン樹脂等シリコーン系の材料によるものが挙げられる。
また、弾性を有するプラスチック基材表面を疎水性材料
に、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等の撥水性高
分子樹脂あるいはこれらの樹脂をコーティングした材料
等が挙げられる。中ではシリコーン系材料が好ましい。
インクに対する接触角で評価した場合、５０度以上の材
料が好ましい。シリコーンゴムとしては、例えば、入間
川ゴム（株）ＩＳ−８２５５０ＨＳ等が入手できる。

【００６０】前記インクのノズル面（ノズルプレート）
の撥インク性や、ブレードの撥インク性を測定・評価す
るには、接触角を用いる。

【００６１】一般に、外力が働かない時、液滴に働く力
は、重力と表面張力である。液滴が小さくなると、質量
の割に表面積が非常に大きくなるので、重力に比べて表
面張力の影響が圧倒的に大きくなる。従って、微小液滴
の移動に影響する力は、表面張力（σ：ｍＮ／ｍ）だけ
になる。静止している液滴が、固体表面と成す角を平衡
接触角θｅ、または、単に接触角θと呼ぶが、液滴が移
動を開始すると、平衡接触角θｅが消滅して、前進接触
角θａと後退接触角θｒが現れる。液滴に働く表面張力
の大きさは、液滴を進める方向にσｃｏｓθａ、液滴の
移動を妨げる方向にσｃｏｓθｒとなる。

【００６２】前進接触角θａは、まだ液で濡れていない
表面に対する接触角であり、後退接触角θｒは、既に、
液体で濡れた表面に対する接触角であるので、常にθａ
＞θｒが成立する。液滴に外力が作用して、移動を開始
しθａとθｒが現れると、その時、液滴には、液滴の移
動を妨げる方向にσｃｏｓθｒ−σｃｏｓθａの力が働
き、これが液滴の移動を妨げる力となる。

【００６３】前進接触角θａと平衡接触角θｅは、共
に、まだ液体で濡れていない表面に対する接触角のた
め、多くの系でθａ≒θｅが成立する。θｒは、既に液
体で濡れた面に対する接触角のため、インク成分が固体
表面に吸着したり、インクの影響で、固体表面の官能基
が反転すると、大きく変化する。液体が濡れ拡がらず、
球状になってコロコロと転がることを防ぐには、前進接
触角θａが大きく、後退接触角θｒが小さくなる系が好
ましい。

【００６４】〈前進接触角、後退接触角の測定〉前進接
触角、後退接触角は、（株）協和界面科学製の接触角計
ＣＡ−Ｘを使用して測定する。測定しようとするインク
滴５μｌをシリンジから基板上に乗せる。更に、シリン
ジから少量のインクを供給して、液滴を少し拡がらせて
前進接触角を測定する。直ちに、少量のインクをシリン
ジに吸い取り液滴を後退させて後退接触角を測定する。

【００６５】本発明においては水系インクを用いるが、
染料、顔料どちらのタイプのインクを用いても構わな
い。水系インクとは、例えば、インクの１０質量％以上
の水を含有するインクである。

【００６６】インクに用いられる着色剤としては、水溶
性染料、例えば、酸性染料、直接染料、反応性染料、あ
るいは分散染料、顔料等を用いることができる。

【００６７】本発明では、着色剤として顔料インクを用
いることが好ましい。顔料インクで用いる顔料として
は、不溶性顔料、レーキ顔料等の有機顔料及びカーボン
ブラック等を好ましく用いることができる。

【００６８】不溶性顔料としては、特に限定するもので
はないが、例えば、アゾ、アゾメチン、メチン、ジフェ
ニルメタン、トリフェニルメタン、キナクリドン、アン
トラキノン、ペリレン、インジゴ、キノフタロン、イソ
インドリノン、イソインドリン、アジン、オキサジン、
チアジン、ジオキサジン、チアゾール、フタロシアニ
ン、ジケトピロロピロール等が好ましい。

【００６９】好ましく用いることのできる具体的顔料と
しては、以下の顔料が挙げられる。マゼンタまたはレッ
ド用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッ
ド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．ピグメン
トレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６、Ｃ．Ｉ．ピ
グメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１５、
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレ
ッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３：１、
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメン
トレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメント
レッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッ
ド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．
ピグメントレッド２２２等が挙げられる。

【００７０】オレンジまたはイエロー用の顔料として
は、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．
Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエ
ロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．
ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー
１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９
３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３
８等が挙げられる。

【００７１】グリーンまたはシアン用の顔料としては、
例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１
５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７等が
挙げられる。

【００７２】これらの顔料には、必要に応じて顔料分散
剤を用いてもよく、用いることのできる顔料分散剤とし
ては、例えば、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキ
ルエステル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハ
ク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、
ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリ
オキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキ
シエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリ
ンエステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン
脂肪酸アミド、アミンオキシド等の活性剤、あるいはポ
リマー類、例えば、スチレン、スチレン誘導体、ビニル
ナフタレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マ
レイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸
誘導体、フマル酸、フマル酸誘導体から選ばれる２種以
上の単量体からなるブロック共重合体、ランダム共重合
体及びこれらの塩を挙げることができる。

【００７３】顔料の分散方法としては、例えば、ボール
ミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテ
ータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジ
ナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシ
ェーカー等の各種分散機を用いることができる。また、
顔料分散体の粗粒分を除去する目的で、遠心分離装置を
使用すること、フィルターを使用することも好ましい。

【００７４】顔料インク中の顔料粒子の平均粒径は、イ
ンク中での安定性、画像濃度、光沢感、耐光性等を考慮
して選択するが、光沢向上、質感向上の観点からも粒径
を適宜選択することが好ましい。平均粒径は好ましくは
１５０ｎｍ以下である。

【００７５】顔料インクとして好ましい形態である水系
インク組成物は、水溶性有機溶媒を併用することが好ま
しい。本発明で用いることのできる水溶性有機溶媒とし
ては、例えば、アルコール類（例えば、メタノール、エ
タノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノー
ル、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシ
ャリーブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シク
ロヘキサノール、ベンジルアルコール等）、多価アルコ
ール類（例えば、エチレングリコール、ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタ
ンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジ
グリコール等）、多価アルコールエーテル類（例えば、
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリ
コールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブ
チルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチ
レングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブ
チルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル
アセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテ
ル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリ
エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリ
コールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモ
ノフェニルエーテル等）、アミン類（例えば、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、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタ
ノールアミン、モルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、エ
チレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテ
トラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイ
ミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチ
ルプロピレンジアミン等）、アミド類（例えば、ホルム
アミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルアセトアミド等）、複素環類（例えば、２−ピロリ
ドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、シクロヘキシルピ
ロリドン、２−オキサゾリドン、１，３−ジメチル−２
−イミダゾリジノン等）、スルホキシド類（例えば、ジ
メチルスルホキシド等）、スルホン類（例えば、スルホ
ラン等）、尿素、アセトニトリル、アセトン等が挙げら
れる。好ましい水溶性有機溶媒としては、多価アルコー
ル類が挙げられる。さらに、多価アルコールと多価アル
コールエーテルを併用することが特に好ましい。

【００７６】水溶性有機溶媒は、単独もしくは複数を併
用してもよい。水溶性有機溶媒のインク中の添加量とし
ては、総量で５〜６０質量％であり、好ましくは１０〜
３５質量％である。

【００７７】インク組成物は、必要に応じて、出射安定
性、記録ヘッドやインクカートリッジ適合性、保存安定
性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、
公知の各種添加剤、例えば、粘度調整剤、表面張力調整
剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、分散剤、界面活性剤、
紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい剤、防
錆剤等を適宜選択して用いることができ、例えば、ポリ
スチレン、ポリアクリル酸エステル類、ポリメタクリル
酸エステル類、ポリアクリルアミド類、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、またはこれらの共重合体、尿素樹脂、またはメラミ
ン樹脂等の有機ラテックス微粒子、流動パラフィン、ジ
オクチルフタレート、トリクレジルホスフェート、シリ
コンオイル等の油滴微粒子、カチオンまたはノニオンの
各種界面活性剤、特開昭５７−７４１９３号、同５７−
８７９８８号及び同６２−２６１４７６号に記載の紫外
線吸収剤、特開昭５７−７４１９２号、同５７−８７９
８９号、同６０−７２７８５号、同６１−１４６５９１
号、特開平１−９５０９１号及び同３−１３３７６号等
に記載されている退色防止剤、特開昭５９−４２９９３
号、同５９−５２６８９号、同６２−２８００６９号、
同６１−２４２８７１号及び特開平４−２１９２６６号
等に記載されている蛍光増白剤、硫酸、リン酸、クエン
酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム
等のｐＨ調整剤等を挙げることができる。

【００７８】インク組成物は、その飛翔時の粘度として
４０ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、３０ｍＰａ・ｓ以下で
あることがより好ましい。また、インク組成物はその飛
翔時の表面張力として、２０ｍＮ／ｍ以上が好ましく、
３０〜４５ｍＮ／ｍであることがより好ましい。

【００７９】インク中の顔料固形分濃度は、０．１〜１
０質量％の範囲で選択でき、写真画像を得るには、顔料
固形分濃度を各々変化した、いわゆる濃淡インクを用い
ることが好ましく、前記のようにイエロー、マゼンタ、
シアン、ブラックの濃淡インクを各々用いることは特に
好ましい。また、必要に応じて、赤、緑、青等の特色イ
ンクを用いることも色再現性上好ましい。

【００８０】

【実施例】以下に実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれにより限定されるものではない。

【００８１】実施例１（プリンタ１の作製）１２５μｍ厚のポリイミドシート
（宇部興産（株）製、ユービレックス）を用い、酸素プ
ラズマ処理（１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ、１０Ｐａ、
３分）を施してから、下記組成の塗布液をワイヤーバー
で乾燥膜厚が０．８μｍとなるように塗布し、３３０°
で２時間焼成して撥インク処理を行ってノズルプレート
Ａを作製した。

【００８２】ＦＥＰ分散液（ダイキン工業（株）製、ネオフロンＮＤ−１）１０質量部シリカゾル粒子分散液（触媒化学工業（株）製、カタロイドＳ−３０Ｈ）０．０２質量部水９０質量部撥インク処理を行ったノズルプレートＡに、エキシマレ
ーザを用いノズル孔加工を行った。ノズル径は４０μｍ
とした。

【００８３】ノズルを穿った後、ノズルプレートＡを用
いた記録ヘッドを作製した。次いで、コニカ製インクジ
ェットプリンタＩＧＵＡＺＵ１０４４ＳＤ（図３に概
略図を示した）を改造し、記録ヘッドを上記作製した記
録ヘッドに換え、ワイピング回数を１〜１０回（可
変）、ワイピング速度を１０〜１００ｍｍ／ｓｅｃ（可
変）とした。また、シリコーンゴム（入間川ゴム
（株）、ＩＳ−８２５５０ＨＳ、硬度５０度）をブレー
ドに加工し、ブレードをこれに換えプリンタ１を作製し
た。

【００８４】（染料インクの調製）以下に記載の方法に
従って、染料インクを調製した。

【００８５】〈染料インク１〉Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＹｅｌｌｏｗ２３３質量％ジエチレングリコール２５質量％ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム０．０１質量％水で１００質量％に仕上げる。

【００８６】〈染料インク２〉Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ２２７３質量％ジエチレングリコール２９質量％ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム０．０１質量％水で１００質量％に仕上げる。

【００８７】〈染料インク３〉Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１９９３質量％ジエチレングリコール２５質量％ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム０．０１質量％水で１００質量％に仕上げる。

【００８８】〈染料インク４〉Ｃ．Ｉ．ＦｏｏｄＢｌａｃｋ２４質量％トリプロピレングリコール２５質量％ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム０．０１質量％水で１００質量％に仕上げる。

【００８９】以下に記載の方法に従って、顔料インクを
調製した。（イエロー顔料分散液）Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４９５ｇデモールＣ（花王（株）製）６５ｇエチレングリコール１００ｇイオン交換水１２０ｇを混合し、０．５ｍｍのジルコニアビーズを体積率で５
０％充填したサンドグラインダーを用いて分散し、遠心
分離器で沈降物を除去し、イエロー顔料分散液を得た。

【００９０】（マゼンタ顔料分散液）Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２１０５ｇ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）６０ｇグリセリン１００ｇイオン交換水１３０ｇを混合し、０．５ｍｍのジルコニアビーズを体積率で５
０％充填したサンドグラインダーを用いて分散し、遠心
分離器で沈降物を除去し、マゼンタ顔料分散液を得た。

【００９１】（シアン顔料分散液）Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３１００ｇデモールＣ６８ｇジエチレングリコール１００ｇイオン交換水１２５ｇを混合し、０．５ｍｍのジルコニアビーズを体積率で５
０％充填したサンドグラインダーを用いて分散し、遠心
分離器で沈降物を除去し、シアン顔料分散液を得た。

【００９２】（ブラック顔料分散液）カーボンブラック２５０ｇスチレン−アクリル酸共重合体１００ｇ（固形分）（分子量７，０００、酸価１５０）グリセリン１００ｇイオン交換水５５０ｇを混合し、０．３ｍｍのジルコニアビーズを体積率で６
０％充填した横型ビーズミル（アシザワ（株）製システ
ムゼータミニ）を用いて分散し、遠心分離器で沈降物を
除去し、ブラック顔料分散液を得た。

【００９３】（顔料インク１）イエロー顔料分散液１１０ｇＮｉｐｏｌＬＸ８４４Ｂ（日本ゼオン（株）製；固形分４０％）５０ｇエチレングリコール２００ｇプロピレングリコール１５０ｇオルフィン１０１０（日信化学（株）製）４ｇプロキセルＧＸＬ（ゼネカ社製）２ｇジオクチルスルホコハク酸ナトリウム０．１ｇ塩化ナトリウム０．６ｇこれらをイオン交換水で１０００ｇに仕上げ、十分に攪
拌した後に、孔径１μｍのミリポアフィルター濾過機を
２度通過させ、顔料インク１を得た。顔料の平均粒径は
１２２ｎｍで、４００ｎｍ以上の粒径の粒子は０．２％
であった。尚、粒径測定はマルバーン社製ゼータサイザ
１０００により行った。

【００９４】（顔料インク２）マゼンタ顔料分散液１４０ｇＮｉｐｏｌＳＸ１１０５（日本ゼオン（株）製；固形分４５％）５６ｇエチレングリコール１５０ｇジエチレングリコール１２０ｇペレックスＯＴ−Ｐ（花王（株）製）４ｇプロキセルＧＸＬ２ｇ水酸化ナトリウム０．１ｇジオクチルスルホコハク酸ナトリウム０．１ｇ硝酸カリウム１．８ｇこれをイオン交換水で１０００ｇに仕上げ、十分に攪拌
した後に、孔径１μｍのミリポアフィルター濾過機を２
度通過させ、顔料インク２を得た。顔料の平均粒径は８
５ｎｍで、４００ｎｍ以上の粒径の粒子は０．１％であ
った。

【００９５】（顔料インク３）シアン顔料分散液１１０ｇタケラックＷ−６０５（武田薬品（株）製；固形分３０％）２６７ｇエチレングリコール１００ｇジエチレングリコール１４０ｇエマルゲン９１３４ｇプロキセルＧＸＬ２ｇジオクチルスルホコハク酸ナトリウム０．１ｇ塩化ナトリウム０．８ｇ塩化カリウム０．３ｇこれをイオン交換水で１０００ｇに仕上げ、十分に攪拌
した後に、孔径１μｍのミリポアフィルター濾過機を２
度通過させ、顔料インク３を得た。顔料の平均粒径は１
０５ｎｍで、粒径４００ｎｍ以上の粒子は０．５質量％
であった。

【００９６】（顔料インク４）ブラック顔料分散液１５０ｇエチレングリコール２００ｇトリエチレングリコールモノエチルエーテル５０ｇペレックスＯＰ−Ｔ（花王（株）製）２ｇこれをイオン交換水で１０００ｇに仕上げ、１μｍのミ
リポアフィルターを２度通過させて顔料インク４を得
た。顔料の平均粒径は７５ｎｍであった。

【００９７】（評価）以下の方法により耐久性及びイン
ク残留性を評価した。

【００９８】〈耐久性〉プリンタ１に上記作製した各イ
ンクを取り付け、駆動周波数８．２ｋＨｚ、出射速度１
０ｍ／ｓで出射させ、表１に示すようにワイピング回数
（メンテナンス工程で１回のキャッピング当たりのワイ
ピング数）、ワイピング速度、ワイピング時のノズル面
とブレードの重なり量を変えて５分間画像形成した後、
キャッピング、表１の条件でワイピングし、これを１ヶ
月間繰り返し、１ヶ月後にヘッド吐出面の膜の剥離や破
損を下記基準に従い目視で観察した。

【００９９】○ 膜の剥離や破損が全くない △ インク吐出面の外周部に膜の剥離や破損が認められ
るが、実用上問題ない × ノズル周辺部に膜の剥離や破損が認められ、実用上
障害になる。

【０１００】〈インク残留性〉プリンタ１に上記作製し
た各インクを取り付け、駆動周波数８．２ｋＨｚ、出射
速度１０ｍ／ｓで出射させ、表１に示すようにワイピン
グ回数（メンテナンス工程で１回のキャッピング当たり
のワイピング数）、ワイピング速度、ワイピング時のノ
ズル面とブレードの重なり量を変えて、５分間画像形成
し、５ｍ印刷毎にワイピングし、カバーを開けてプリン
タの記録ヘッドのノズル面のインク残留性を観察し、目
視により以下に示す基準で評価した。

【０１０１】◎：ノズル面及びその周辺に微小なものも
含めインク滴の残りは全く確認できない ○：ノズル面及びその周辺に極僅かではあるが、微小な
インク滴がみられる ×：ノズル面及びその周辺に拭き残りのインク滴が明ら
かにみられる。

【０１０２】その結果を表１に示す。

【０１０３】

【表１】

【０１０４】

【発明の効果】ワイピング後のノズル面のインク残留量
が少なく、かつノズル面の耐久性に優れた染料インク及
び顔料インク兼用インクジェットプリンタを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブレードとノズル面の重なり量を示す図であ
る。

【図２】ブレードとノズル面の重なり量を示す図であ
る。

【図３】インクジェットプリンタの主要構成の一例を示
す概略図である。

【図４】記録ヘッドの構成を示す概略図である。

【図５】インク吸引ユニットの概略を示す構成図であ
る。

【図６】ワイピングユニットの構成を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１インクジェットプリンタ３記録ヘッド５メンテナンスユニット１６吸引キャップ１７ブレード部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワイピング手段を有する染料インク及び
顔料インク兼用インクジェットプリンタにおいて、染料
インクを用いる場合より顔料インクを用いる場合のワイ
ピング回数が少ないことを特徴とするインクジェットプ
リンタ。
【請求項２】ワイピング手段を有する染料インク及び
顔料インク兼用インクジェットプリンタにおいて、染料
インクを用いる場合より顔料インクを用いる場合のワイ
ピング速度が低いことを特徴とするインクジェットプリ
ンタ。
【請求項３】ワイピング手段を有する染料インク及び
顔料インク兼用インクジェットプリンタにおいて、染料
インクを用いる場合より顔料インクを用いる場合のワイ
ピング時のノズル面とブレードの重なりが小さいことを
特徴とするインクジェットプリンタ。