JP2006297650A - インクジェット記録装置のメンテナンス方法、および、それを用いたインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】予備吐出によるスループットの低下を防ぎ、かつ、プリント媒体の上に付与したインクを目視での確認を困難にし、画像品質の低下を防ぐ事が可能であるインクジェット記録装置のメンテナンス方法及びそれを用いたインクジェット記録装置の提供。
【解決手段】少なくともインクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置において、予備吐出時のインク吐出量を、画像形成時の最大吐出量よりも小さくすることを特徴としたインクジェット記録装置のメンテナンス方法およびインクジェット記録装置。
【選択図】 なし

Description

本発明は、インクジェット記録装置のメンテナンス方法及びそれを用いたインクジェット記録装置に関する。

本発明は、紙、プラスチックシート、布、物品等を包含するプリント媒体（以下、代表的に「紙」と称する）に対してインク、機能性液体等（以下、代表的に「インク」と称する）を吐出することにより文字、記号、画像等（以下、代表的に「画像」と称する）の記録、印刷等（以下、代表的に「記録」と称する）を行うインクジェットヘッドや、該インクジェットヘッドに対して供給されるインクを貯溜するためのインク貯溜部を含むインクジェットペンが装着されるインクジェット記録装置に関する。また、本発明はインクジェット記録装置のメンテナンス方法及びそれを用いたインクジェット記録装置に関するものでもある。

本発明において言うインクジェットペンは、インクジェットヘッドとインク貯溜部とを一体としたカートリッジ形態も、それらを互いに別体として取り外し可能に組み合せた形態も、共に包含するものを意味する。

このインクジェットペンは、装置本体側のキャリッジ等の搭載手段に対して着脱自在である。また、本発明において言うインクジェット記録装置は、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報処理機器の出力端末として一体的に、または別体として設けられるものの他、情報読取機器等と組み合わされた複写装置、情報送受信機能を有するファクシミリ装置、布への捺染を行う機械等の種々の形態を包含するものを意味する。

このようなインクジェット記録装置では、一般に装置が長時間使用されずにいた場合などに、ノズル（以下、「吐出口」とも称す）内のインクの水分や他の揮発性成分が蒸発するなどしてインク粘度の上昇、または、気泡のノズル内やインク流路への混入などにより、インクが良好に吐出するのが困難となることがある。また、インクの成分である水分や他の揮発性成分の蒸発によりインク中の色材濃度が上昇し、印字濃度が上昇する（印字が濃くなる）場合がある。このような状態を元の良好な状態に回復させるために、インクジェット記録装置には何らかの回復手段が設けられていることが多い。そのような回復手段の一つとして、ノズルからインクを吸引しインクタンク側から新しいインクをヘッドの方へ供給するための吸引機構を挙げることができる。このような吸引機構を構成する代表的な要素として、シリンダとピストンとの相対移動を利用して圧力変化を発生するシリンダポンプや、チューブをしごくことによって圧力変化を発生するチューブポンプ等を挙げることができる。

また、記録動作の際、各記録ヘッドの複数の吐出口のうち、記録する文字，画像等によってはインクが吐出されない吐出口も存在する。そのため、このようなインクが吐出されない吐出口では、インクの成分である水分や他の揮発性成分が吐出口から蒸発し、インクが増粘することがあり、このような場合、吐出が不安定となったり、最悪の場合、不吐出となる場合がある。また、インクの成分である水分や他の揮発性成分の蒸発により、インク中の色材濃度が上昇し、プリント媒体上に印字した際の印字濃度が上昇する場合がある。ここでいう印字濃度の上昇というのは、ＯＤ（光学濃度）の上昇、または明度（Ｌ＊）、色度（ａ＊ｂ＊）の少なくとも一つが変化することを意味する。印字濃度の上昇は、測色機を用い数値化することもできる。また、印刷した画像やパッチなどを見比べることでも認識することができる。

以上のような吐出不良および印字濃度の上昇を防止するため、或るタイミングで記録ヘッドを非記録領域に移動し、所定個所にインクを吐出し、吐出口内部の増粘したり、色材濃度の上昇したインクを除去する、いわゆる予備吐出が、従来より行なわれている。ここでいう予備吐出とは画像情報とは独立した吐出のことである。

このような予備吐出は、通常、非記録領域に設けられた、ヘッド保護手段としてのキャップ内部または、前記キャップ近傍に設けられた予備吐出インク受けの内部に向かって行われている。この場合、予備吐出インク受けの上方にヘッドを移動させることが必要であり、この動作により印字に必要以上の時間がかかる。この結果、プリンタのスループットは低下してしまう。このような問題点を解決させるために、特許文献１に予備吐出をプリント媒体上に付与する方法が提案されている。

この方法の場合、インク吐出量が小さくなればなるほど、プリント媒体上に付与した予備吐出インク滴が小さくなり、目視での確認が困難になってくる。
特開平８−１１２９０４号公報

しかしながら、上記従来例では、例えば印字濃度の低い領域に予備吐出インクを付与した時に、付与したインク滴が目視で確認できる場合があり、その結果、画像品質が低下しているように見られる。

また、インク吐出量が小さくなればなるほど、プリント媒体上に付与した予備吐出インク滴が小さくなり、目視での確認が困難にはなってくるが、画像を形成するのに必要な単位面積当たりのインク滴数が増加する。たとえば、６００ｄｐｉの画像では１ｉｎｃｈ四方のベタ部の印字に、３６０，０００発のインク滴が必要だが、１２００ｄｐｉの画像では、１４４０，０００発と４倍ものインク滴が必要になってくる。その結果、スループットの低下という問題が生じてくる。

本発明は、上述したような問題に鑑みて成されたもので、予備吐出によるスループットの低下およびインクの吐出量を小さくすることによる画像形成時のスループットの低下を防ぎ、かつ、プリント媒体の上に付与した予備吐インク滴の目視での確認を困難にし、画像品質の低下を防ぐ事が可能であるインクジェット記録装置のメンテナンス方法及びそれを用いたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。

（１）少なくとも同一ノズルにおいてインクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置のメンテナンス方法において、予備吐出時のインク吐出量を、画像形成時の最大吐出量よりも小さくすることを特徴としたインクジェット記録装置のメンテナンス方法。

（２）少なくとも２種類以上のインクからなるインクセットおよび同一ノズルにおいてインクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置のメンテナンス方法において、前記インクセットのうち少なくとも濃度の高い１種類のインクの吐出量を、画像形成時の最大吐出量よりも小さくすることを特徴としたのインクジェット記録装置のメンテナンス方法。

（３）前記予備吐出インクをプリント媒体上に付着させることを特徴とした（１）または（２）に記載のインクジェット記録装置のメンテナンス方法。

（４）前記予備吐出時のインク吐出量を、画像形成時の最小吐出量または最小吐出量よりも小さくすることを特徴とした（１）〜（３）いずれかに記載のインクジェット記録装置のメンテナンス方法。

（５）前記予備吐出時のインク吐出量を、画像形成時の最小吐出量にすることを特徴とした（１）〜（３）いずれかに記載のインクジェット記録装置のメンテナンス方法。

（６）少なくとも同一ノズルにおいてインクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置において、予備吐出時のインク吐出量を、画像形成時の最大吐出量よりも小さくすることを特徴としたインクジェット記録装置。

（７）少なくとも２種類以上のインクからなるインクセットおよび同一ノズルにおいてインクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置において、前記インクセットのうち少なくとも濃度の高い１種類のインクの吐出量を、画像形成時の最大吐出量よりも小さくすることを特徴としたのインクジェット記録装置。

（８）前記予備吐出インクをプリント媒体上に付着させることを特徴とした（６）または（７）に記載のインクジェット記録装置。

（９）前記予備吐出時のインク吐出量を、画像形成時の最小吐出量または最小吐出量よりも小さくすることを特徴とした（６）〜（８）いずれかに記載のインクジェット記録装置。

（１０）前記予備吐出時のインク吐出量を、画像形成時の最小吐出量にすることを特徴とした（６）〜（８）いずれかに記載のインクジェット記録装置。

本発明によれば、少なくとも、インクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置において、予備吐出時のインク吐出量を、少なくとも画像形成時の最大吐出量よりも小さくすることにすることによって、予備吐出によるスループットの低下を防ぎ、かつ、プリント媒体の上に付与したインクを目視での確認を困難にし、画像品質の低下を防ぐ事が可能であるインクジェット記録装置のメンテナンス方法及びそれを用いたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

以下本発明に係るインクジェット記録装置およびそのメンテナンス方法についての実施態様について説明する。

＜インクジェット記録装置のメンテナンス方法＞
メンテナンス方法としては一般に、装置が長時間使用されずにいた場合などに、ノズル（以下、「吐出口」とも称す）内のインクの水分や他の揮発性成分が蒸発するなどしてインク粘度の上昇、または、気泡のノズル内やインク流路への混入などにより、インクが良好に吐出するのが困難な状態となることがある。また、インクの成分である水分や他の揮発性成分の蒸発によりインク中の色材濃度が上昇し、印字濃度が上昇する場合がある。このような状態を元の良好な状態に回復させるために、インクジェット記録装置には何らかの回復手段が設けられていることが多い。そのような回復手段の一つとして、ノズルからインクを吸引しインクタンク側から新しいインクをヘッドの方へ供給するための吸引機構を挙げることができる。このような吸引機構を構成する代表的な要素として、シリンダとピストンとの相対移動を利用して圧力変化を発生するシリンダポンプや、チューブをしごくことによって圧力変化を発生するチューブポンプ等を挙げることができる。

また、記録動作の際、各記録ヘッドの複数の吐出口のうち、記録する文字，画像等によってはインクが吐出されない吐出口も存在する。そのため、このようなインクが吐出されない吐出口では、インクの成分である水分が吐出口から蒸発し、インクが増粘したり、インク中の色材濃度が上昇することがある。このような場合、吐出が不安定となったり、印字濃度が上昇する場合がある。

以上のような吐出不良・印字濃度の上昇を防止するため、或るタイミングで記録ヘッドを非記録領域に移動し、所定の場所にインク吐出を行なって、吐出口内部の増粘および色材濃度の上昇したインクを排出するいわゆる予備吐出が従来より行なわれている。

本発明の特徴は、少なくともインクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置において、該予備吐出時のインク吐出量を、少なくとも画像形成時の最大吐出量よりも小さくすることにある。こうすることで、プリント媒体上に予備吐出を行った時に、例えば画像濃度の低い領域でも予備吐出インク滴の目視での確認を困難にし、画像品質の低下を防ぐことができる。さらに、本発明によると、画像形成時には、予備吐出時に比べ大きいインク吐出量を用いることができ、この結果、少ないインク滴数で画像を形成できるために、スループットの低下を抑えることができる。

また、予備吐出時の吐出量を画像形成時の最小吐出量にすれば、ヘッドに予備吐用の吐出量を達成するための新たな機構を設ける必要がなく、コスト的に有利になるため、より望ましい。

少なくとも２種類以上の色材濃度の異なるインクからなるインクセットおよびインクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置の場合、前記インクのうち、少なくとも色材濃度の高い１種類のインクの吐出量を画像形成時の最大吐出量よりも小さくし、濃度の低いインクは画像形成時と同じ吐出量であったとしても、同様の効果が得られる。

色材濃度の低いインクの場合、色材濃度の高いインクに比べ、同じ吐出量でも予備吐出インク滴の目視での確認が困難である。このため、色材濃度の高いインクの吐出量を画像形成時の最大吐出量よりも小さくするだけでも、画像品位の低下を防ぐことができるのである。

次に、本発明の応用例について例を挙げる。

インクの水分や他の揮発性成分の蒸発による吐出不良は、色材濃度の高いインクが、色材濃度の低いインクより顕著に出る場合が多い。このような事を防止するために、少なくとも２種類以上の色材濃度の異なるインクからなるインクセットおよびインクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置の場合、色材濃度の高いインクの吐出量を画像形成時の最大吐出量よりも小さくし、予備吐し、色材濃度の低いインクは予備吐を行なわなくても、吐出不良防止の効果は得られる。

インクの水分や他の揮発性成分の蒸発によって色材濃度が上昇することで、印字濃度の上昇は、色材濃度の低いインクが、色材濃度の高いインクより顕著に出る場合が多い。このような現象はは、さまざまな方法で確認することができる。例を挙げると均一なベタパターンを印字した時に端だけ濃くなる現象として確認できる。このような事を防止するために、少なくとも２種類以上の色材濃度の異なるインクからなるインクセットおよびインクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置の場合、色材濃度の低いインクの吐出量を画像形成時の最大吐出量よりも小さくし、予備吐し、色材濃度の高いインクは予備吐を行なわなくても、印字濃度の上昇の防止効果は得られる。

以上のように、本発明は、インクセットおよび予備吐をする目的に応じてさまざまに応用することが可能である。

また、従来行われている吸引動作・非記録領域に設けられたキャップ内部あるいは前記キャップ近傍に設けられた予備吐出インク受けの内部に向かって行なう予備吐出動作と組み合せることにより、より一層の効果が期待できることは明らかである。

プリント媒体上の予備吐位置は、プリント媒体上にランダムに配置しても構わないし、画像情報から、例えば、画像を印刷する直前に予備吐し、予備吐から画像形成の吐出までの期間を短くするなど、用途に応じて変えることが可能である。

もちろん、本発明は上記に限定されるものではない。

＜インクジェット記録ヘッド＞
次に本発明に、好適に用いることができるインクジェット記録ヘッドについて説明する。

図１は、インク流路に沿ったヘッド１３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。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、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、１７−２、ＨｆＢ２、ＴａＮ、ＴａＡｌ等の高融点材料から形成される発熱抵抗体層１８、熱酸化シリコン、酸化アルミニウム等で形成される畜熱層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より成り立っている。

上記ヘッドの電極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で示される領域が急速に発熱し、この表面に接しているインクに気泡が発生し、その発生する圧力でメニスカス２３が突出し、インクがヘッドのノズル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、被記録材２５に向かって飛翔する。

図３には図１に示したヘッドを多数並べたマルチヘッドの外観図を示す。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様な発熱ヘッド２８を接着して作られている。

上述のような記録ヘッドは、多くの場合、１つの吐出口に対応して、１つのヒータを具える構成を採用している。これに対し、１つの吐出口に対応して複数のヒータを具えるものも従来より知られている。

すなわち、インク吐出量を変化させる範囲を大きくする目的で複数のヒータを用いるものであり、ここでは、駆動するヒータやその数を選択することによって吐出量を変化させている。

より具体的な構成としては、インクジェットヘッドの吐出口に連通するインク路においてインク吐出方向に複数のヒータを配置し、駆動するヒータ（すなわち発熱させるヒータ）または駆動するヒータの数を選択することによって、吐出口と駆動されるヒータとの距離を異ならせ、これにより吐出量を変化させるものが知られている。

また、他の構成として、インク路にそれぞれ表面積の異なる複数のヒータを配設し、同様に駆動するヒータまたはその数を変更することによりインク吐出量を可変とするものも知られている。

＜インクジェット記録装置＞
図４に、このヘッドを組み込んだインクジェット記録装置の一例を示す。図４において、６１はワイピング部材としてのブレードであり、その一端はブレード保持部材によって保持固定されており、カンチレバーの形態をなす。ブレード６１は記録ヘッド６５による記録領域に隣接した位置に配置され、又、本例の場合、記録ヘッド６５の移動経路中に突出した形態で保持される。

６２は記録ヘッド６５の突出口面のキャップであり、ブレード６１に隣接するホームポジションに配置され、記録ヘッド６５の移動方向と垂直な方向に移動して、インク吐出口面と当接し、キャッピングを行う構成を備える。更に、６３はブレード６１に隣接して設けられるインク吸収体であり、ブレード６１と同様、記録ヘッド６５の移動経路中に突出した形態で保持される。上記ブレード６１、キャップ６２及びインク吸収体６３によって吐出回復部６４が構成され、ブレード６１及びインク吸収体６３によって吐出口面の水分、塵埃等の除去が行われる。またキャップを介して不図示のポンプによって記録へッドの各インクを吸引して、記録ヘッド本来のインク、あるいはインクの本来の吐出性能を回復させる回復系ユニットを構成している。

６５は、吐出エネルギー発生手段を有し、吐出口を配した吐出口面に対向する被記録材にインクを吐出して記録を行う記録ヘッド、６６は記録ヘッド６５を搭載して記録ヘッド６５の移動を行うためのキャリッジである。キャリッジ６６はガイド軸６７と摺動可能に係合し、キャリッジ６６の一部はモーター６８によって駆動されるベルト６９と接続（不図示）している。これによりキャリッジ６６はガイド軸６７に沿った移動が可能となり、記録ヘッド６５による記録領域及びその隣接した領域の移動が可能となる。５１は被記録材を挿入するための給紙部、５２は不図示のモーターにより駆動される紙送りローラーである。

これらの構成により記録ヘッド６５の吐出口面と対向する位置へ被記録材が給紙され、記録が進行するにつれて排紙ローラー５３を配した排紙部へ排紙される。

以上の構成において記録ヘッド６５が記録終了してホームポジションへ戻る際、吐出回復部６４のキャップ６２は記録ヘッド６５の移動経路から退避しているが、ブレード６１は移動経路中に突出している。その結果、記録ヘッド６５の吐出口がワイピングされる。

尚、キャップ６２が記録ヘッド６５の吐出面に当接してキャッピングを行う場合、キャップ６２は記録ヘッド６５の移動経路中に突出するように移動する。記録ヘッド６５がホームポジションから記録開始位置へ移動する場合、キャップ６２及びブレード６１は、上述したワイピングの時の位置と同一の位置に存在する。

この結果、この移動においても記録ヘッド６５の吐出口面はワイピングされる。

上述の記録ヘッド６５のホームポジションへの移動は、記録終了時や吐出回復時ばかりでなく、記録ヘッド６５が記録のために記録領域を移動する間に所定の間隔で記録領域に隣接したホ−ムポジションへ移動し、この移動に伴って上記ワイピングが行われる。

＜インクカートリッジ＞
図５は、記録ヘッドにインクを供給する部材、例えば、チュ−ブを介して供給されるインクを収容したカ−トリッジ４５の一例を示す図である。ここで４０は供給用のインクを収納した収容部、例えば、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、袋４０中のインクをヘッドに供給可能にする。４４は廃インクを受容する吸収体である。収容部４０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。このようなカートリッジは、例えば図７に示したようにインクを吐出せしめる記録ヘッド９０１に着脱可能に構成されてなるとともに、該カートリッジ４５を記録ヘッドに装着した状態ではインクが記録ヘッド９０１に供給される様に構成されている。

＜記録ユニット＞
本発明で使用されるインクジェット装置としては、上述の様にヘッドとカ−トリッジとが別体となったものに限らず、それらが一体になったものにも好適に用いられる。前記記録ユニットの中にはインクを収容した収容部である。例えばインクを収容する場合には、インク吸収体を収納し、かかるインク吸収体中のインクが複数オリフィスを有するヘッド部からインク滴として吐出される構成になっている。

又、吸収体を用いず、収容部が内部にバネ等を仕込んだ袋であるような構造でもよい。

次に、第二の力学的エネルギーを利用したインクジェット記録装置の形態として、複数のノズルを有するノズル形成基板と、ノズルに対向して配置される圧電材料と導電材料からなる圧力発生素子と、この圧力発生素子の周囲を満たすインクを備え、印加電圧により圧力発生素子を変位させ、インクの小液滴をノズルから吐出させるオンデマンドインクジェット記録ヘッドを挙げることができる。その記録装置の主要部である記録ヘッドの構成例を図６に示す。

ヘッドは、インク室（不図示）に連通したインク流路８０と、所望の体積のインク滴を吐出するためのオリフィスプレート８１と、インクに直接圧力を作用させる振動板８２と、この振動板８２に接合され、電気信号により変位する圧伝素子８３と、オリフィスプレート８１、振動板等を指示固定するための基板８４とから構成されている。

図６において、インク流路８０は、感光性樹脂等で形成され、オリフィスプレート８１は、ステンレス、ニッケル等の金属を電鋳やプレス加工による穴あけ等により吐出口８５が形成され、振動板８２はステンレス、ニッケル、チタン等の金属フィルム及び高弾性樹脂フィルム等で形成され、圧電素子８３は、チタン酸バリウム、ＰＺＴ等の誘電体材料で形成される。以上のような構成の記録ヘッドは、圧電素子８３にパルス状の電圧を与え、ひずみ応力を発生させ、そのエネルギーが圧電素子８３に接合された振動板を変形させ、インク流路８０内のインクを垂直に加圧しインク滴（不図示）をオリフィスプレートの吐出口８５より吐出して記録を行うように動作する。この様な記録ヘッドは図４に示したものと同様な記録装置に組み込んで使用される。記録装置の細部の動作は先述と同様に行うもので差しつかえない。

この方式では、ピエゾ素子に印可する電圧値を制御することによって、同一ノズルから異なる吐出量のインクを吐出することが可能である。

本発明に係る記録装置の形態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダと組み合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るものであってもよい。

＜インク＞
本発明に用いられるインクセットの着色剤としては、下記に挙げるような公知の染料や顔料を用いることができる。インク中に含有させる着色剤の含有量としては、インク全重量に対して、０．１〜１５重量％、特には１〜１０重量％の範囲とすることが好ましい。

インク中に含有させる染料としては、例えば、酸性染料、反応染料、直接染料、食用染料等を用いることができる。これらのアニオン性染料としては既存のものでも、新規に合成したものでもよく、画像を形成した場合に、適度な色調と濃度を有する画像が得られるものであれば大抵のものを用いることができる。又、これらのうちの何れかを混合して用いることも可能である。

下記に、インクに用いることのできるアニオン性染料の具体例について、インクの色調別に例示する。

（イエロー用の色材）
Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー：８、１１、１２、２７、２８、３３、３９、４４、５０、５８、８５、８６、８７、８８、８９、９８、１００、１１０、１３２
Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー：１、３、７、１１、１７、２３、２５、２９、３６、３８、４０、４２、４４、７６、９８、９９
Ｃ．Ｉ．リィアクティブイエロー：２、３、１７、２５、３７、４２
Ｃ．Ｉ．フードイエロー：３

（レッド用の色材）
Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド：２、４、９、１１、２０、２３、２４、３１、３９、４６、６２、７５、７９、８０、８３、８９、９５、１９７、２０１、２１８、２２０、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０
Ｃ．Ｉ．アシッドレッド：６、８、９、１３、１４、１８、２６、２７、３２、
３５、４２、５１、５２、８０、８３、８７、８９、９２、１０６、１１４、１１５、１３３、１３４、１４５、１５８、１９８、２４９、２６５、２８９
Ｃ．Ｉ．リィアクティブレッド：７、１２、１３、１５、１７、２０、２３、２４、３１、４２、４５、４６、５９
Ｃ．Ｉ．フードレッド：８７、９２、９４

（ブルー用の色材）
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー：１、１５、２２、２５、４１、７６、７７、８０、８６、９０、９８、１０６、１０８、１２０、１５８、１６３、１６８、１９９、２２６
Ｃ．Ｉ．アシッドブルー：１、７、９、１５、２２、２３、２５、２９、４０、４３、５９、６２、７４、７８、８０、９０、１００、１０２、１０４、１１７、１２７、１３８、１５８、１６１
Ｃ．Ｉ．リィアクティブブルー：４、５、７、１３、１４、１５、１８、１９、２１、２６、２７、２９、３２、３８、４０、４４、１００

（ブラック用色材）
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック：１７、１９、２２、３１、３２、５１、６２、７１、７４、１１２、１１３、１５４、１６８、１９５
Ｃ．Ｉ．アシッドブラック：２、４８、５１、５２、１１０、１１５、１５６
Ｃ．Ｉ．フードブラック１、２

カラーインク中に含有させる上述したような着色剤の含有量は、例えば、インクジェット記録に用いる場合には、該インクが優れたインクジェット吐出特性を備え、又、所望の色調や濃度を有するように適宜選択すればよい。又、インクに含有される水の量は、インク全重量に対して５０〜９５重量％の範囲が好ましい。

更に、カラーインクを調製する際に用いる溶媒又は分散媒としては、例えば、水、或いは水と水溶性有機溶媒との混合溶媒が挙げられる。水溶性有機溶媒としては、以下のようなものが使用できる。

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−ブチルアルコール等の炭素数１〜４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；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ポリアルキレングリコール類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジ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ポリオール類；ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の低級アルキルエーテルアセテート；グリセリン；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）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類；トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等の多価アルコール；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媒は、単独でも或いは混合物としても使用することができる。又、水としては脱イオン水を用いることが望ましい。

又、上記のカラーインクをインクジェット記録方法（例えば、バブルジェット(登録商標)法等）で記録媒体に付着させる場合には、優れたインクジェット吐出特性を有するように、所望の粘度、表面張力を有するように調製してもかまわない。

以上説明では、インクは液体として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば良い。

加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで防止するか、またはインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとして吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初めて液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能である。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても良い。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。

以下、実施例および比較例を用いて、更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記実施例により限定されるものではない。

（インクジェットプリント装置）
図８は本発明に係るインクジェットプリント装置としてのプリンタを示す斜視図である。

図８において、１０１はプリンタであり、１０２はプリンタ１０１のハウジングの上面前部に設けられた操作パネル部であり、１０３は上記ハウジングの前面の開口から装着される給紙カセットであり、１０４は給紙カセット３から供給された紙（プリント媒体）であり、１０５は上記プリンタ１０１内の紙搬送経路を通って排出された紙を保持する排紙トレーである。１０６はその断面がＬ字状の本体カバーである。この本体カバー１０６は、ハウジングの右前部に形成された開口部１０７を覆うものであって、蝶番１０８によって開口部１０７の内側端部に回動自在に取り付けられている。また、ハウジングの内部には、ガイド等（不図示）に支持されたキャリッジ１１０が配設されている。キャリッジ１１０は、上記紙搬送経路を通過する紙の幅方向（以下、主走査方向ともいう）に沿って往復移動可能に設けられている。

本実施例におけるキャリッジ１１０は、ガイド等によって水平に保持されるステージ１１０ａと、このステージ１１０ａ上の後方においてインクジェットヘッドを装着する開口部（不図示）と、この開口部より前方のステージ１１０ａ上に着脱自在に装着されるインクジェットヘッド３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂｋを収容するためのカートリッジガレージ１１０ｂと、このガレージ１１０ｂに対して開閉されガレージ１１０ｂに収容されたカートリッジの離脱を防止するためのカートリッジホルダ１１０ｃとから概略構成されている。

ステージ１１０ａは、その後端部においてガイドにより摺動自在に支持されると共に、その前端部の下側は図示しないガイド板と摺動可能に係合している。なお、このガイド板は上述の紙搬送経路を搬送される紙の浮き上がりを防止するための紙押え部材として機能するものでもよく、また紙の厚さに応じてステージをガイドに対して片持ち状に持ち上げる機能を有するものでもよい。

ステージ１１０ａの開口部にはインクジェットヘッド（不図示）がそのインク吐出口を下側に向けた状態で装着されるようになっている。

カートリッジガレージ１１０ｂは、４個のインクカートリッジ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋを同時に収容するための貫通口が前後方向に形成され、外側の両側部にはカートリッジホルダ１１０ｃの係合爪が係合する係合凹部が形成されている。

ステージ１１０ａの前端部には、蝶番１１６によって上記カートリッジホルダ１１０ｃが回動自在に取り付けられている。ガレージ１１０ｂの前端部から上記蝶番１１６までの寸法は、上記カートリッジ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋがガレージ１１０ｂ内に収容された際にガレージ１１０ｂの前端部から突出する寸法等を考慮して定められる。上記カートリッジホルダ１１０ｃは概略矩形の板状である。カートリッジホルダ１１０ｃには、上記蝶番１１６によって固定された下部から離れた上部の両側部に板面に直交する方向に突出し、かつ、ホルダ１１０ｃが閉じられた際に上記ガレージ１１０ｂの係合凹部１１０ｄに係合する一対の係合爪１１０ｅが設けられている。また、ホルダ１１０ｃには、その板部に上記各カートリッジ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋの取手部を嵌合するための嵌合孔１２０が形成されている。これら嵌合孔１２０は上記取手部に対応する位置、形状および大きさを有している
上述のインクジェットプリント装置は、４色のインク、シアン・マゼンタ・イエロー・ブラック各色についてインクジェットヘッドカートリッジ２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｂｋを具える。

図９は、上述したインクジェットプリント装置で用いられるインクタンクカートリッジ３およびヘッドをこれらの接続状態で示す断面図である。

本実施例で用いるインクタンクカートリッジ３は、インク吸収体９０２が充填された負圧発生部材収容部９０３および何も充填されていないインク収容部９０６の２つの室を有し、初期状態ではこれらの２つの室のいずれにもインクが収納されている。インクジェットヘッド３におけるインク吐出等に伴なってまずインク収容部９０６に収納されるインクから消費されて行く。

ヘッドは、吐出に利用される熱エネルギーを発生するヒータ（図３では不図示）を、複数のインク吐出口にそれぞれ対応したインク路２Ａに具え、接続管９０４を介してインクタンクカートリッジ３から供給されるインクを吐出する。

（インクジェットヘッド）
図１０は、本発明の実施例に係るヘッドの構造を示す模式的断面図である。

図１０に示すように、各インク路２Ａには２つのヒータＳＨ１およびＳＨ２が配設される。これら２つのヒータは相互に表面積を異ならせるものであり、各ヒータを別々に独立して駆動することもでき、また、２つのヒータを同時に駆動することもできるよう電極配線等（不図示）が設けられている。なお、ヒータＳＨ１とヒータＳＨ２とは、インク路２Ａの長手方向の長さは同一であり、これらの幅を異ならせることによって、互いの表面積を異ならせている。インク路２Ａの先端には、吐出口２Ｎが開口している。

以上説明したヒータ，吐出口，インク路等からなる各インク路単位の構造は、ヘッドにおいて７２０ＤＰＩの密度で所定数配設されるものであり、また、本実施例ではそれぞれの単位における吐出口の開口面積，ヒータ面積は、インク路単位間で等しいものである。

本実施例は、２つのヒータを用いた場合にその駆動するヒータの組合せに応じて基本的には吐出口毎に３段階に吐出量を異ならせることが可能となる。

すなわち、駆動するヒータを切り替えることにより小，中，大の３つの吐出量になり、小吐出量ではヒータＳＨ１のみ駆動し、１５ｐｌの体積の液滴を吐出し、中吐出量ではヒータＳＨ２のみ駆動し、２５ｐｌの液滴を吐出し、大吐出量ではヒータＳＨ１およびＳＨ２を同時に駆動し、４０ｐｌ（＝１５＋２５ｐｌ）の液滴を吐出する。

（インクセット）
以下の記載で、「部」「％」と有るものは特に断らない限り、質量基準である。

以下に示す成分を混合し、十分攪拌して溶解した後、ポアサイズ０．２μｍのミクロフィルター（富士フイルム製）にて加圧ろ過し、本実施例に用いるインクを調整した。

インクセット
Ｙｅｌｌｏｗインク
成分 混合比（重量）
アシッドイエロー２３ ３．０％
グリセリン １０．０％
トリメチロールプロパン １０．０％
アセチレノールＥＨ（商品名：川研ファインケミカル製） １．０％
水 残部

Ｍａｇｅｎｔａインク
成分 混合比（重量）
アシッドレッド２８９ ３．０％
グリセリン １０．０％
トリメチロールプロパン １０．０％
アセチレノールＥＨ（商品名：川研ファインケミカル製） １．０％
水 残部

Ｃｙａｎインク
成分 混合比（重量）
ダイレクトブルー１９９ ３．０％
グリセリン １０．０％
トリメチロールプロパン １０．０％
アセチレノールＥＨ（商品名：川研ファインケミカル製） １．０％
水 残部

Ｂｌａｃｋインク
成分 混合比（重量）
Ｃ．Ｉ．フードブラック２ ３．０％
グリセリン １０．０％
トリメチロールプロパン １０．０％
アセチレノールＥＨ（商品名：川研ファインケミカル製） ０．２％
水 残部

以上のようなインクセットを用い、上記プリンタの各色の位置にインクを詰め以下のような手順で評価した。

印字パターンとしては図１１に示すパターンを用い、ＣＡＮＯＮ社製ＨＲ−１０１紙 Ａ４に３０℃／１０％の環境で印字を行った。

印字は、１ｐａｓｓで、矢印の方向にインクジェットヘッドを走査し印字を行った。

プリント媒体上の予備吐はプリント媒体上の予備吐位置１１０２に１ｓｃａｎ当たり各色各ノズル５発予備吐を行った。

キャップは図９のインクジェットヘッドの下（不図示）にある。キャップ上に予備吐する場合、インクジェットヘッドは、１ｓｃａｎごとにキャップ上に移動しキャップ内へ各色各ノズル５発予備吐させた。予備吐しない場合およびプリント媒体上に予備吐する場合は、プリントヘッドはヘッドの走査範囲１１０３を往復させた。

「印字時間」
プリンタに給紙されてから、排紙されるまでの時間を測定した。

「文字品位」
１６ポイント明朝体の文字１１００を上からブラック・シアン・マゼンタ・イエローの順に印刷し、明所で紙面から３０ｃｍの距離から目視にて以下の基準で評価した。

乱れが確認できないものを○、乱れが確認できるが気にならないレベルであるものを△、乱れがひどいものを×とした。

「印字濃度」
１ｃｍ×３ｃｍの２５％濃度のパッチ１１０１を上からブラック・シアン・マゼンタ・イエローの順に印刷をし、明所で紙面から３０ｃｍの距離から目視にて以下の基準で評価した。

パッチが均一なものを○、端の印字濃度が多少上昇しているが気にならないレベルであるものを△、端の印字濃度が上昇しているものを×とした。

「画像品質」
プリント媒体上の予備吐位置１１０２を明所で紙面から３０ｃｍの距離から目視にて以下の基準で評価した。

インク滴を観察できないものを○、観察できるが気にならないレベルであるものを△、観察でき気になるものを×とした。

以上のように、インクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置において、予備吐出時のインク吐出量を、少なくとも画像形成時の最大吐出量よりも小さくすることを特徴としたインクジェット記録装置のメンテナンス方法およびインクジェット記録装置は、予備吐出によるスループットの低下を防ぎ、かつ、プリント媒体の上に付与したインクを目視での確認を困難にし、画像品質の低下を防ぐ事が可能である。

次に、以下のようなインクを前記と同様の方法で調合し、本発明の応用例について述べる。

Ｃｙａｎインク２
成分 混合比（重量）
ダイレクトブルー１９９ ５．０％
グリセリン １０．０％
トリメチロールプロパン １０．０％
アセチレノールＥＨ（商品名：川研ファインケミカル製） １．０％
水 残部

Ｃｙａｎインク３
成分 混合比（重量）
ダイレクトブルー１９９ ０．５％
グリセリン １０．０％
トリメチロールプロパン １０．０％
アセチレノールＥＨ（商品名：川研ファインケミカル製） １．０％
水 残部

以上のようなインクセットを用いて、Ｃｙａｎ位置にＣｙａｎインク２を、Ｍａｇｅｎｔａ位置にＣｙａｎインク３を入れて、試験を行なった。Ｂｌａｃｋ位置とＹｅｌｌｏｗ位置にはインクは入れなかった。

予備吐の有無・予備吐時の吐出量は、Ｃｙａｎインク２およびＣｙａｎインク３でそれぞれ独立に制御した。予備吐位置はプリント媒体上のみに行なった。

他については前回と同様に試験を行なった。

印字時間は、実施例４、比較例５共に１０ｓであった。

このように少なくとも２種類以上の色材濃度の異なるインクからなるインクセットおよびインクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置において、少なくとも濃インクの予備吐出時のインク吐出量を画像形成時の最大吐出量よりも小さし、プリント媒体上に予備吐出することで、画像品質の劣化なく文字品位向上を向上させることわかる。

インクジェット記録装置のヘッドの一例を示す縦断面図である。 インクジェット記録装置のヘッドの一例を示す横断面図である。 図１に示したヘッドをマルチ化したヘッドの外観斜視図である。 インクジェット記録装置の一例を示す概略斜視図である。 インクカートリッジの一例を示す縦断面図である。 インクジェット記録ヘッドの別の構成例を示す概略断面図である。 本発明の一実施態様にかかるインクカートリッジが記録ヘッドに装着された状態を示す概略平面図である。 本発明の実施例に用いたインクジェットプリント装置を示す斜視図である。 図８のインクジェットプリント装置で用いられるインクジェットヘッドおよびインクタンクカートリッジを示す断面図である。 図９のインクジェットヘッド構造を示す断面図である。 本発明の実施例に用いた印字パターンである。

符号の説明

１３ ヘッド
１４ インク溝
１５ 発熱ヘッド
１６ 保護膜
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 被記録材
２６ マルチ溝
２７ ガラス板
２８ 発熱ヘッド
５１ 給紙部
５２ 紙送りローラー
５３ 排紙ローラー
６１ ブレード
６２ キャップ
６３ インク吸収体
６４ 吐出回復部
６５ 記録ヘッド
６６ キャリッジ
６７ ガイド軸
６８ モーター
６９ ベルト
４０ 収容部
４２ 栓
４４ 吸収体
４５ カートリッジ
８０ インク流路
８１ オリフィスプレート
８２ 振動板
８３ 圧電素子
８４ 基板
８５ 吐出口
１０１ プリンタ
１０２ 操作パネル部
１０３ 給紙カセット
１０４ プリント媒体
１０５ 排紙トレー
１０６ 本体カバー
１０７ 開口部
１０８ 蝶番
１１０ キャリッジ
１１０ａ ステージ
１１０ｂ カートリッジガレージ
１１０ｃ カートリッジホルダ
１１０ｄ 係合凹部
１１０ｅ 係合爪
１１６ 蝶番
１２０ 嵌合孔
２Ａ インク路
２Ｎ 吐出口
２Ｙ インクジェットヘッドカートリッジＹｅｌｌｏｗ
２Ｍ インクジェットヘッドカートリッジＭａｇｅｎｔａ
２Ｃ インクジェットヘッドカートリッジＣｙａｎ
２Ｂｋ インクジェットヘッドカートリッジＢｌａｃｋ
３ インクタンクカートリッジ
３Ｙ インクカートリッジＹｅｌｌｏｗ
３Ｍ インクカートリッジＭａｇｅｎｔａ
３Ｃ インクカートリッジＣｙａｎ
３Ｂｋ インクカートリッジＢｌａｃｋ
９０１ 記録ヘッド
９０２ インク吸収体
９０３ 負圧発生部材収容部
９０４ 接続管
９０６ インク収容部
ＳＨ１ ヒータ
ＳＨ２ ヒータ
ＳＨ３ ヒータ
１１００ １６ポイント明朝体の文字
１１０１ ２５％濃度のパッチ
１１０２ プリント媒体上の予備吐位置
１１０３ ヘッドの走査範囲
１１０４ ヘッドの走査方向（印字方向）

Claims (10)

1. 少なくとも同一ノズルにおいてインクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置のメンテナンス方法において、予備吐出時のインク吐出量を画像形成時の最大吐出量よりも小さくすることを特徴としたインクジェット記録装置のメンテナンス方法。
2. 少なくとも２種類以上のインクからなるインクセットおよび同一ノズルにおいてインクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置のメンテナンス方法において、前記インクセットのうち少なくとも色材濃度の高い１種類のインクの予備吐出時の吐出量を、画像形成時の最大吐出量よりも小さくすることを特徴としたのインクジェット記録装置のメンテナンス方法。
3. 予備吐出インクをプリント媒体上に付着させることを特徴とした請求項１または２に記載のインクジェット記録装置のメンテナンス方法。
4. 前記予備吐出時のインク吐出量を、画像形成時の最小吐出量または最小吐出量よりも小さくすることを特徴とした請求項１〜３いずれかに記載のインクジェット記録装置のメンテナンス方法。
5. 前記予備吐出時のインク吐出量を、画像形成時の最小吐出量にすることを特徴とした請求項１〜３いずれかに記載のインクジェット記録装置のメンテナンス方法。
6. 少なくとも同一ノズルにおいてインクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置において、予備吐出時のインク吐出量を画像形成時の最大吐出量よりも小さくすることを特徴としたインクジェット記録装置。
7. 少なくとも２種類以上のインクからなるインクセットおよび同一ノズルにおいてインクの吐出量を異ならせる手段を有するインクジェット記録装置において、前記インクセットのうち少なくとも濃度の高い１種類のインクの予備吐出時の吐出量を、画像形成時の最大吐出量よりも小さくすることを特徴としたのインクジェット記録装置。
8. 予備吐出インクをプリント媒体上に付着させることを特徴とした請求項６または７に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記予備吐出時のインク吐出量を、画像形成時の最小吐出量または最小吐出量よりも小さくすることを特徴とした請求項６〜８いずれかに記載のインクジェット記録装置。
10. 前記予備吐出時のインク吐出量を、画像形成時の最小吐出量にすることを特徴とした請求項６〜８いずれかに記載のインクジェット記録装置。

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