JP2007090853A

JP2007090853A - 液体吐出装置

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Publication number: JP2007090853A
Application number: JP2006167884A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yakura; 雄次矢倉; Masahiro Koike; 正啓小池; Shota Nishi; 正太西; Yasuhiro Tanaka; 康大田中
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2007-04-12
Also published as: CN1931582A; CN1931582B; US20070057990A1; US7824005B2

Abstract

【課題】吐出面のクリーニング効果を向上させ、吐出安定性を向上させる。
【解決手段】吐出面２３ａに形成された吐出口２７ａより液体ｉを液滴の状態にして吐出して対象物に着弾させる液体吐出ヘッドと、弾性を有し、液体吐出ヘッド２３の吐出面２３ａに接触し、吐出面２３ａに付着している液体ｉを吸収する吸収部材３４と、吐出面２３ａに接触させながら吸収部材３４を吐出面２３ａに対して移動させる移動機構とを備え、吸収部材３４の表層部３９に界面活性剤を含む溶液を含浸させる。
【選択図】図９

Description

本発明は、液体を吐出する吐出口が設けられた吐出面に付着した液体を吸収して吐出面をクリーニングする吸収部材を備える液体吐出装置に関する。

インクジェット方式を用いたプリンタ装置（以下、インクジェットプリンタ装置という）は、記録紙に対してインク吐出ヘッドよりインクを吐出させて、画像や文字を印刷する。このインクジェットプリンタ装置は、低ランニングコスト、装置の小型化、印刷画像のカラー化が容易という利点を有する。

インクジェットプリンタ装置は、インクタンクからインクをインク吐出ヘッドの発熱抵抗体や圧電素子等の圧力発生素子が設けられたインク液室に供給し、インク液室内のインクを圧力発生素子で押圧して微小な吐出口、いわゆるノズルよりインクを液滴の状態で吐出させる。インクジェットプリンタ装置では、吐出したインク液滴を記録紙等に着弾させることで画像や文字を印刷する。

インクジェットプリンタ装置では、ノズルより吐出されたインク液滴以外のインク、いわゆるインクサテライト等がインク吐出ヘッドの記録紙と対向するノズルが設けられた吐出面に付着してしまう場合がある。インクジェットプリンタ装置では、例えば長時間続けて印刷を行わなかった場合、前回の印刷動作によりノズル付近に付着したインクが蒸発乾燥して増粘、固化してしまったり、ノズルの吐出面側の開口端から蒸発乾燥してノズルの先端部分で増粘、固化してしまうことがある。インクジェットプリンタ装置では、ノズル付近に増粘、固化したインクが付着していると、この増粘、固化したインクがインク液滴を吐出する際の妨げとなり、インク液滴が吐出されなかったり、インク液滴の吐出方向が乱れてしまう。

このような問題を解決する方法としては、例えばやや硬めのゴム製のクリーニングブレードをインク吐出ヘッドの吐出面に押し当てて、吐出面上をスライドさせることにより、吐出面に付着した増粘、固化したインクを除去する方法がある。例えば、下記の特許文献１には、複数のクリーニングブレードを回転軸に取り付けて、回転軸を回転させてクリーニングブレードで吐出面を擦ることによって、ワイピング効果を更に高めることが記載されている。

しかしながら、クリーニングブレードを用いた方法では、やや硬めのクリーニングブレードを吐出面に押し当てて、吐出面上をスライドさせていることで、吐出面に付着した増粘、固化したインクや塵埃を除去しているので、クリーニングブレードにより吐出面に大きな力が加わり、吐出面を傷つけてしまうことがある。また、この方法では、吐出面を払拭する効果のみに頼らざるを得ないので、ノズルの先端で増粘、固化しているインクを除去することが困難である。また、このようなクリーニングブレードで吐出面を払拭する方法では、複数枚のクリーニングブレードを用いても同様に、吐出面を傷つけてしまったり、ノズル付近やノズル先端で増粘、固化しているインクを除去することが困難である。このため、クリーニングブレードを用いた方法では、増粘、固化したインクを完全に除去することができず、印刷する際にインクが吐出されなかったり、吐出方向が変わってしまったりすることにより、白抜けや白スジができてしまい、画像品位が低下してしまう虞がある。

また、上述したゴム製のブレードを用いた方法を改良した方法としては、クリーニングローラやクリーニングブレード等の払拭部材に多孔質体を用いる方法がある。このような方法としては、例えば下記の特許文献２や特許文献３に記載されているような方法がある。特許文献２には、吐出面をクリーニングするものとして多孔質体のクリーニングローラを用いることが記載されている。特許文献３には、多孔質体からなるクリーニングブレードで吐出面に付着している余分なインクを拭き取ることが記載されている。

これらの特許文献２及び特許文献３には、多孔質体のクリーニングローラやブレードを吐出面に接触させることによって、多孔質体のセルで生じる毛細管力を利用して、インクを吸収しながら塵埃を払拭するものである。特許文献２及び特許文献３には、多孔質体の内部にインクや塵埃を吸収することによって、インクや塵埃が吐出面に再付着したり、装置内に飛散することを防止し、クリーニング効果を向上させている。

しかしながら、特許文献２及び特許文献３のような方法では、ノズルの目詰まりを生じさせるようなノズル付近で増粘、固化したインクに対して、多孔質体の吸引力が不十分であり、確実に増粘、固化したインクを除去できず、インクの不吐出や吐出方向が変わってしまう。

特開昭５７−３４９６９号公報特開平４−１８５４５０号公報特許第２７３８８５５号公報

本発明は、液体吐出ヘッドの吐出面に付着している余分な液体を吸収することで、吐出面をクリーニングし、安定した吐出特性を維持することができる液体吐出装置を提供することを目的とする。また、本発明では、液体の吸収を最適化することで、吸収部材の寿命を長くなるようにした液体吐出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液体吐出装置は、吐出面に形成された吐出口より液体を液滴の状態にして吐出して対象物に着弾させる液体吐出ヘッドと、弾性を有し、液体吐出ヘッドの吐出面に接触し、吐出面に付着している液体を吸収する吸収部材と、吐出面に接触させながら吸収部材を吐出面に対して移動させる移動手段とを備え、吸収部材の表層部には、界面活性剤を含む溶液が含浸されている。

本発明では、吐出面をクリーニングする吸収部材の表層部に界面活性剤を含む溶液が含浸されていることによって、液体を吸収する吸収力が向上し、高いクリーニング効果が得られる。これにより、本発明では、吐出回復が確実に達成でき、安定した吐出特性を維持することができる。また、本発明では、界面活性剤を含む溶液を吸収部材の表層部だけに含浸させることによって、液体を吸収し過ぎることがないため、吸収部材の寿命を長くすることができる。

以下、本発明を適用したインクジェットプリンタ装置（以下、プリンタ装置という。）１について具体的に説明する。図１に示すように、プリンタ装置１は、液体として例えばインクｉを紙等の記録紙Ｐに対して吐出して画像や文字の印刷を行う。プリンタ装置１は、インクｉを吐出するヘッドカートリッジ２と、このヘッドカートリッジ２が装着される装置本体３とを備える。このプリンタ装置１は、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１中矢印Ｗ方向にインク吐出口（ノズル）を略ライン状に色毎に並設した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。プリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ２が装置本体３に対して着脱可能である。

先ず、プリンタ装置１を構成するヘッドカートリッジ２について説明する。ヘッドカートリッジ２は、例えば圧力発生素子として電気熱変換式を用いた発熱抵抗体を用いてインクｉを吐出させ、記録紙Ｐの主面にインクｉを着弾させる。ヘッドカートリッジ２には、図２及び図３に示すように、インクｉが収容されたインクタンク１１が装着される。インクタンク１１は、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクの色毎に、イエローインクのインクタンク１１ｙ、マゼンタインクのインクタンク１１ｍ、シアンインクのインクタンク１１ｃ、ブラックインクのインクタンク１１ｋを備える。

インクタンク１１は、記録紙Ｐの幅方向（図２中Ｗ方向）の寸法と略同じ寸法をなす略矩形状に形成されている。インクタンク１１には、底面の略中央に収容しているインクｉをヘッドカートリッジ２に供給するインク供給部１２が設けられている。インク供給部１２は、略突形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するヘッドカートリッジ２の接続部２５に嵌合される。インクタンク１１は、インク供給部１２をヘッドカートリッジ２の接続部２５に嵌合することによって、ヘッドカートリッジ２と接続し、インクｉをヘッドカートリッジ２に供給することができる。なお、インクタンク１１は、ヘッドカートリッジ２と一体に形成されていてもよい。

インクタンク１１が装着されるヘッドカートリッジ２は、図２及び図３に示すように、カートリッジ本体２１を有する。カートリッジ本体２１には、インクタンク１１が装着される装着部２２と、インクｉを吐出する液体吐出ヘッドとなるインク吐出ヘッド２３と、インク吐出ヘッド２３を保護するヘッドキャップ２４とを備える。

装着部２２の長手方向略中央には、装着部２２に装着されたインクタンク１１のインク供給部１２と接続する接続部２５が設けられている。この接続部２５は、装着部２２に装着されたインクタンク１１のインク供給部１２からカートリッジ本体２１の底面に設けられたインクｉを吐出するインク吐出ヘッド２３にインクｉを供給するインク供給路となる。接続部２５は、インクタンク１１からインク吐出ヘッド２３へのインクｉの供給を弁機構で調整している。

接続部２５からインクｉが供給されるインク吐出ヘッド２３は、カートリッジ本体２１の底面に沿って配設されている。インク吐出ヘッド２３は、接続部２５から供給されるインクｉを吐出する吐出口である後述するノズル２７ａが記録紙Ｐの幅方向、すなわち図３中矢印Ｗ方向に略ライン状にインクｉの４色の色毎に並設されている。インク吐出ヘッド２３は、インクｉを吐出する際に、記録紙Ｐの幅方向に移動することなく、ノズルライン毎にインクｉを吐出する。そのため、プリンタ装置１では、記録紙Ｐの幅方向（Ｗ方向）に移動して印刷するシリアル型のプリンタ装置と比べて印刷速度が速くなっている。

インク吐出ヘッド２３は、図４に示すように、電気熱変化式の発熱抵抗体２６ａが設けられた回路基板２６と、直径１２μｍ〜１７μｍ程度のノズル２７ａが形成されたノズルシート２７と、回路基板２６とノズルシート２７との間に設けられたフィルム２８とを備える。インク吐出ヘッド２３では、接続部２５から供給されたインクｉをインク流路２９を介して、回路基板２６とノズルシート２７とフィルム２８とで囲まれて形成され、発熱抵抗体２６ａがインクｉを加圧するためのインク液室３０にインクｉを供給する。インク流路２９は、ノズル２７ａが並設されている方向、即ち図３中矢印Ｗ方向に長く形成されている。インク液室３０は、発熱抵抗体２６ａ毎に設けられている。インク吐出ヘッド２３では、インクタンク１１からヘッドカートリッジ２の接続部２５を介してインクｉがインク流路２９に流れ込み、インク流路２９から各インク液室３０にインクｉを供給する。

以上のような構成からなるインク吐出ヘッド２３では、印刷データに基づいて選択された発熱抵抗体２６ａに対して、例えば１〜３マイクロ秒程度の間パルス電流を供給する。発熱抵抗体２６ａは、供給された電流により急速に加熱する。インク吐出ヘッド２３では、図４（Ａ）に示すように、加熱された発熱抵抗体２６ａと接するインクｉに気泡ｂが発生する。そして、インク吐出ヘッド２３では、図４（Ｂ）に示すように、気泡ｂが膨張しながらインクｉを加圧し、押し退けられたインクｉが液滴の状態となってノズル２７ａより吐出する。インクｉの液滴が吐出された後は、インク流路２９を通してインクｉがインク液室３０に供給されることによって、再び吐出前の状態へと戻る。インク吐出ヘッド２３では、印刷データに基づいて、上述した動作を繰り返して、インクｉを連続的に吐出する。

インク吐出ヘッド２３のノズル２７ａが設けられた吐出面２３ａを保護するためのヘッドキャップ２４は、図２及び図５に示すように、ヘッドカートリッジ２の底面に設けられ、ノズル２７ａ内のインクｉを乾燥等から保護している。このヘッドキャップ２４は、図２に示すように、ヘッドカートリッジ２の底面を覆うことができる大きさで、ヘッドカートリッジ２の底面側が開口した略箱状に形成されている。ヘッドキャップ２４は、図２中矢印Ａ及び矢印Ｂ方向に移動可能であり、インクｉを吐出していないとき、短辺方向の両端に設けられたカバー保持片３１がヘッドカートリッジ２の底面に設けられたガイド溝３２に係合され、ヘッドカートリッジ２の底面に保持される。一方、インクｉを吐出するときには、ノズル２７ａが外部に臨むように、カバー保持片３１がガイド溝３２に沿って移動し、ヘッドカートリッジ２の底面から図２中の矢印Ａ方向、即ち図５に示すように装置本体３の前面側に向かって移動する。

ヘッドキャップ２４は、ヘッドカートリッジ２の底面に保持されて吐出面２３ａを閉塞した状態において、ノズル２７ａから落ちたインクｉ及び予備吐出された際に吐出されたインクｉの受け皿となる。ヘッドキャップ２４には、ノズル２７ａから落ちたインクｉや予備吐出されたインクｉを受容するインク受容部材３３が配設されている。このインク受容部材３３は、例えば吸湿性を有するスポンジ等である。ヘッドキャップ２４では、インク受容部材３３でノズル２７ａから落ちたインクｉや予備吐出されたインクｉを吸収する。

このヘッドキャップ２４の内部には、図６に示すように、ヘッドカートリッジ２の底面から移動する際に、吐出面２３ａに付着しているインクｉや塵埃、乾燥して増粘、固化したインクｉ、ノズル２７ａの先端部分で増粘、固化したインクｉを吸収する吸収部材となるクリーニングローラ３４と、クリーニングローラ３４の表面に付着した塵埃等を除去するスクレーパ３５とが取り付けられている。クリーニングローラ３４は、ヘッドキャップ２４がヘッドカートリッジ２の底面から移動する際に、ヘッドキャップ２４と共に移動し、吐出面２３ａ上を従動回転しながら付着したインクｉや塵埃等を吸収する。なお、クリーニングローラ３４は、ヘッドキャップ２４をヘッドカートリッジ２の底面に戻す際に吐出面２３ａに付着したインクｉや塵埃等を吸収するようにしてもよい。

クリーニングローラ３４は、図７に示すように、略円柱棒状の回転軸３６と、この回転軸３６の周囲に設けられた吸収体３７とを有する。クリーニングローラ３４は、上述したインク吐出ヘッド２３がノズル２７ａよりインクｉを液滴の状態で吐出したときに一緒に吐出されたミストやノズル２７ａ内のインクｉが乾燥することによりノズル２７ａの開口端で増粘、固化したインクｉ、吐出面２３ａに付着している塵埃等を吸収して、吐出面２３ａをクリーニングするものである。このクリーニングローラ３４には、インクｉや塵埃等に対する吸収力を向上させるため、後述する表層部３９に界面活性剤を含む溶液が含浸されている。

回転軸３６は、軸方向の長さが少なくとも吐出面２３ａの図２中矢印Ｗで示す記録紙Ｐの幅方向でノズル２７ａがライン状に並設されたノズルラインよりも長くされている。回転軸３６は、図６に示すように、軸がヘッドキャップ２４に設けられた支持部３８に回転可能に支持されている。

吸収体３７は、弾性変形が可能であり、インクｉを吸収することができる多孔質体であり、図８に示すように、スポンジやフェルト、連続気泡型の有機樹脂多孔質体である。連続気泡型の有機樹脂多孔質体としては、例えばポリエチレン、ポリウレタンやポリオレフィン、メラミン、ポリビニルアルコール等からなる様々な発泡体樹脂を用いることができる。吸収体３７に形成されている気孔３７ａは、吐出面２３ａに６００ｄｐｉ（約４２．３μｍ）間隔で設けられたノズル２７ａのノズル間隔４２．３μｍよりも小さい孔径となるように形成されており、１５μｍ程度である。

吸収体３７は、空隙率が６０％以上、９０％以下であることが好ましい。空隙率が９０％を越える場合には、吸収体３７としての機械的強度が著しく低下してしまう。また、空隙率が６０％より小さい場合には、吸収したインクｉを保持しておく空間が少なくなり過ぎてクリーニング能力が低下してしまう。したがって、吸収体３７においては、空隙率が６０％以上、９０％以下の範囲にすることで、機械的強度に優れ、クリーニング能力の低下を抑制することができる。

尚、ここでは、下記するように空隙率８０％±３％の吸収体３７を用いた。この空隙率は、上記範囲（６０％以上、９０％以下）内においていずれも良好な性能を示すが、空隙率８０％±３％の仕様が製造コストに対し、上記物理特性（吸収性、機械的強度）とのバランスで最も優れている。また、空隙率は、空隙を形成する前の状態の重さから空隙を形成した後の状態の重さの変化より求めた。±３％は、製造上の誤差を考慮したものである。

吸収体３７は、図２に示すように、吐出面２３ａのノズル２７ａが形成された領域、すなわち記録紙Ｐの幅方向（Ｗ方向）の幅よりも大きく形成されている。吸収体３７は、吐出面２３ａをクリーニングするとき、吐出面２３ａに隙間なく当接且つ押圧され、毛細管作用を利用して吐出面２３ａに付着している余分なインクｉやノズル２７ａ内で増粘、固化したインクｉ、塵埃等を吸収して吐出面２３ａをクリーニングする。

このような構成からなるクリーニングローラ３４は、吸収力を向上させるため、図７に示すように、表層部３９に界面活性剤を含む溶液が含浸された部分４０を有する。クリーニングローラ３４では、表層部３９に界面活性剤を含む溶液を含浸させることにより、吐出面２３ａに付着しているインクｉと接した際に、インクｉが接する表層部３９の濡れ性を向上させて、インクｉを馴染みやすくさせ、吸収力を向上させる。

表層部３９に含浸させる溶液は、不揮発性溶剤や水等に界面活性剤を所定量含有させたものである。界面活性剤の含有量は、最大４．５６ｗｔ％であり、４．５６ｗｔ％より少なくてもクリーニングローラ３４の表層部３９の濡れ性を向上させることができ、インクｉを馴染みやすくさせることができる。この溶液は、インクｉから顔料や防かび剤等の添加剤を除去したものとほぼ同じ組成である。

また、不揮発性溶剤には、蒸気圧が水より低いもの、例えば２０℃における蒸気圧が０．１ｍｍＨｇ以下の溶液を用いる。２０℃における蒸気圧が０．１ｍｍＨｇより高い溶液を用いた場合には、吸収体３７から揮発してしまうため、クリーニングローラ３４の表層部３９の濡れ性を向上させることが困難となる。不揮発性溶剤としては、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等のグリコール系溶剤、プロピレングリコール、へキシレングリコール、１，３−ブタンジオール等のジオール系溶剤、ジエチレンクリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコール系溶剤等が挙げられ、これらのうちの一種又は複数種を混合して用いる。特に、これらの中でも、粘性が低いことから例えばジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコール系溶剤等を用いることが好ましい。

溶液に含有される界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等のエーテル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等のエステル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体、ポリオキシエチレンアルキルアミンエーテル、脂肪酸ジエタノールアミド等の含窒素類等をポリオキシエチレンアセリレングリコール類等と混合した界面活性剤等が挙げられ、これらのうち一種以上が用いられる。

界面活性剤を含む溶液が含浸された部分４０の深さは、クリーニングローラ３４の表面から３．７μｍ以上、２２６．２μｍ以下の深さである。界面活性剤を含む溶液が含浸された部分４０の深さが表面から３．７μｍよりも浅い場合には、クリーニングローラ３４に含浸されている溶液の量が少ないため、インクｉが接するクリーニングローラ３４の表層部３９の濡れ性を向上させることができず、インクｉが含浸されている溶液と馴染まず、クリーニングローラ３４の吸収力が向上しない。プリンタ装置１では、クリーニングローラ３４のインクｉの吸収力が向上しないため、画像にスジや混色が生じてしまう。

一方、界面活性剤を含む溶液が含浸された部分４０の深さが表面から２２６．２μｍよりも深い場合は、界面活性剤を含む溶液の量が多すぎるため、インクｉを吸収し過ぎてしまい、クリーニングローラ３４の吸収容量を超えてしまい、画像に混色が生じたり、クリーニングローラ３４の寿命が短くなる。また、溶液が含浸された部分４０の深さが深い場合には、インクｉの吸収量が多くなることで、インクｉの消費量が多くなり、コストアップしてしまう。

そこで、クリーニングローラ３４では、溶液が含浸された部分４０を表面から３．７μｍ以上、２２６．２μｍ以下の深さとなるようにすることによって、インクｉが接する表層部３９の濡れ性が向上し、インクｉが馴染むようになり、インクｉの吸収力が向上する。また、クリーニングローラ３４では、表面から３．７μｍ以上、２２６．２μｍ以下の深さまでしか溶液が含浸されていないため、インクｉを吸収しすぎることなく、適度に増粘、固化したインクｉ等を吸収することができる。

このような構成のクリーニングローラ３４では、インクｉを吐出する直前、即ちヘッドキャップ２４がヘッドカートリッジ２の底面から移動して吐出面２３ａを露出させる際に、図８及び図９に示すように、全長に亘って適度な圧力で吐出面２３ａに接触しながら、ヘッドキャップ２４の移動方向、図９中矢印Ａ方向とは反対方向、即ち図９中矢印Ｃ方向に回転しながら吐出面２３ａ上を移動する。クリーニングローラ３４は、吐出面２３ａ上に適度な圧力で接しながら回転することによって、図８に示すように、吸収体３７の圧接された部分の気孔３７ａが押し潰されて、孔径が小さくなる。これにより、気孔３７ａが押し潰れた部分では、吐出面２３ａに圧接されていない部分の気孔３７ａの毛細管力よりも大きい毛細管力（Ｑｎ）が発生し、インクｉが浸み込みやすい状態となる。また、クリーニングローラ３４では、吐出面２３ａ上を回転することによって、圧接が解除された部分で押し潰されていた気孔３７ａがもとの大きさに戻るため、吸引力（Ｑｒ）が発生する。クリーニングローラ３４では、吐出面２３ａ上を圧接しながら回転することによって、圧接された部分の気孔３７ａの毛細管力（Ｑｎ）及び圧接が解除された部分の気孔３７ａの吸引力（Ｑｒ）の複数の作用によって、吐出面２３ａに付着している増粘、固化したインクｉやノズル２７ａ内の増粘、固化したインクｉ、塵埃等を吸収することができる。

さらに、クリーニングローラ３４では、表層部３９に界面活性剤を含む溶液が含浸されているため、インクｉが接する表層部３９の濡れ性が向上し、インクｉが馴染むようになるため、インクｉを吸収しやすくなる。

また、クリーニングローラ３４は、ヘッドキャップ２４内のクリーニングローラ３４よりも内側にほぼ同じ長さで設けられたスクレーパ３５によって、表面に付着したインクｉのかすやゴミ等が擦り取られ、吸収力の低下が防止されている。

ここで、界面活性剤を含む溶液を含浸させる深さの上限値２２６．２μｍ及び下限値３．７μｍ、溶液中の界面活性剤の最大含有量４．５６ｗｔ％について説明する。

上限値２２６．２μｍ、下限値３．７μｍ及び最大含有量４．５６ｗｔ％を求める際には、例えば次のようなクリーニングローラ３４を用いる。

ここで用いたクリーニングローラ３４は、材質がポリエチレン系であり、気孔３７ａの平均孔径が１５μｍであり、空隙率が８０％±３％である。クリーニングローラ３４の形状は、クラウン形状であり、最小直径は、８．５ｍｍであり、最大直径は、９．２ｍｍであり、有効長さが２１６．５７６ｍｍである。なお、以下では、クリーニングローラ３４は、最小直径８．５ｍｍと最大直径９．２ｍｍの平均値である８．８５ｍｍの直径を有する円筒とする。

クリーニングローラ３４は、ヘッドカートリッジ２の吐出面２３ａにおいて、６００ｄｐｉで、ノズル２７ａ数が５１２０のインク吐出ヘッド２３に対応可能である。また、このクリーニングローラ３４で吐出面２３ａをクリーニングした際には、クリーニングローラ３４に対して６５０ｇ〜８５０ｇの荷重がかかり、クリーニングローラ３４が吐出面２３ａと接している幅（ニップ幅）は１．０ｍｍ〜１．５ｍｍである。以下では、クリーニングローラ３４のニップ幅は、最小幅１．０ｍｍと、最大幅１．５ｍｍの平均値１．２５ｍｍとする。

以上のような条件のクリーニングローラ３４において、インクｉを吸収させた場合のインクｉの吸収重量と、インクｉが吸収されてインクｉが染み込んだ深さ、即ち吸収深さとの関係は、図１０に示す曲線Ｌとなる。

この曲線Ｌに関する理論式は、インクｉの比重が１であることから吸収したインクｉの体積Ｖ(ｇ)、空隙率８０％、クリーニングローラの半径Ｒ_０（ｍｍ）、インクｉの吸収深さｘ（ｍｍ）、クリーニングローラの全長ｄ（ｍｍ）とした場合、以下のようになる。

また、図１０に示す曲線Ｌは、界面活性剤を含む溶液がインクｉとほぼ同じ組成であるため、クリーニングローラ３４の表層部４０に含浸させる溶液の含浸重量と含浸深さとの関係を示すものとしてもよい。

図１０に示すクリーニングローラ３４が吸収したインクｉの吸収重量と吸収深さとの関係を踏まえて、実際に吐出面２３ａをクリーニングしながら印刷をし、得られた画像やクリーニングローラ３４の寿命の評価結果から、上限値は、２２６．２μｍとした。

具体的には、上述した条件のクリーニングローラ３４に、界面活性剤として下記の化学式１に示す２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７，−ジオール−ジ（ポリオキシエチレン）エーテルの含有量が０．３５ｗｔ％、グリセリンの含有量が９．０ｗｔ％、２−ピロリドンの含有量が６．３ｗｔ％、水の含有量が８４．３５ｗｔ％の溶液を吸収させた後、３０℃のオーブンで１４〜２０時間乾燥させて表層部３９に溶液を含浸させた。

クリーニングローラ３４への溶液の含浸方法は、インク吐出ヘッド２３にインクｉに代えて溶液を充填し、吐出面２３ａ上にクリーニングローラ３４を転がすことによって、ノズル２７ａより吐出された溶液を含浸させる。インク吐出ヘッド２３を用いてクリーニングローラ３４に溶液を含浸させることによって、クリーニングローラ３４の全面に亘ってほぼ均一に溶液を含浸させることができる。

このようにして界面活性剤を含む溶液を含浸させて、溶液の含浸重量が異なるサンプル１〜サンプル５５を用意した。サンプル１〜サンプル５５の含浸重量は、以下の表１及び表２に示すようにした。

ここで、図１０に示す曲線Ｌは、界面活性剤を含む溶液がインクｉとほぼ同じ組成であるため、溶液の含浸重量と含浸深さとの関係を示すものとできる。これにより、表１及び表２の溶液の含浸深さは、溶液の含浸重量から曲線Ｌ、即ちこの曲線Ｌの理論式より求めた。

各サンプルのクリーニングローラ３４について、新品に交換直後、１枚目を印刷し、１枚目の画像にスジがあるかどうか、混色状態、クリーニングローラの寿命の評価を行った。評価方法は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のノズルラインを有するインク吐出ヘッド２３を用いて、記録紙Ｐにベタ印刷を行い、１枚毎にクリーニングローラ３４で吐出面２３ａをクリーニングした。各評価の評価結果を表１及び表２に示す。

新品に交換直後の画像のスジについて、スジが表れた場合には、×印で示し、スジがなかった場合には、○印で示した。

混色状態について、連続印刷で１０００枚以上印刷しても混色がなかった場合には、表１中に○印で示し、７００〜１０００枚の間で混色が生じた場合には、△印で示し、７００以下で混色が生じた場合には、×印で示した。

クリーニングローラ３４の寿命については、連続印刷で１０００枚以上印刷してもクリーニングローラ３４からインクｉが溢れなかった場合には、表１中に○印で示し、７００〜１０００枚で溢れが生じた場合には、△印で示し、７００枚以下で溢れが生じた場合には、×印で示した。

表１に示す評価結果から、界面活性剤を含む溶液を表層部３９に含浸させていないサンプル１では、吐出面２３ａに付着しているインクｉやノズル２７ａ内の増粘、固化したインクｉを吸収することができず、ノズル２７ａ内の増粘、固化したインクｉによりインクｉが適切に吐出されず、新品に交換直後の画像にスジが発生した。このことから、サンプル１では、クリーニング動作の初期段階でインクｉを吸収することができなかったことが分かる。また、サンプル１では、吐出面２３ａに付着している他の色のインクｉが吐出されたインクｉと混ざって混色が発生してしまった。

サンプル３６〜サンプル５５では、界面活性剤が含有されている溶液の含浸重量が１．４１５ｇ以上であり、溶液の含浸重量が多いため、吸収したインクｉの量が多く、クリーニングローラ３４からインクｉが溢れてしまった。また、サンプル３６〜サンプル５５では、クリーニングローラ３４から溢れたインクｉにより混色が生じた。

一方、サンプル１及びサンプル３６〜サンプル５５と比べて、サンプル２〜サンプル３５では、新品に交換直後の画像のスジ、混色状態、クリーニングローラ３４の寿命についてすべての評価が良好であった。

サンプル２〜サンプル３５では、溶液の含浸重量が０．３１２ｇ以上、１．０６２ｇ以下であり、表面からの含浸深さが０．０６５２ｍｍ以上、０．２２６２ｍｍ以下である。これにより、サンプル２〜サンプル３５では、含浸させる溶液の量が適切であるため、インクｉを吸収しすぎることなく、吐出面２３ａに付着している余分なインクｉやノズル２７ａ内の増粘、固化したインクｉを吸収し、吐出面２３ａから確実に除去することができる。したがって、クリーニングローラ３４では、サンプル３５で示すように、溶液を染み込ませる深さ、即ち表面から０．２２６２ｍｍ（２２６．２μｍ）の深さまで溶液を染み込ませることで、吐出面２３ａを適切にクリーニングすることができる。クリーニングローラ３４では、溶液が含浸された部分４０の深さの上限値を２２６．２μｍとすることができる。

また、クリーニングローラ３４では、印刷した際に少なくとも画像にスジや混色が生じない程度に吐出面２３ａの付着した余分なインクｉやノズル内２７ａの増粘、固化したインクｉを吸収する能力を持っている必要がある。このことから、溶液を含浸させた部分４０の深さの下限値については、印刷しながら実際に吐出面２３ａをクリーニングして得られた画像を評価して、３．７μｍとした。実際にインクｉを用いて印刷を行い、得られた画像の評価結果から下限値を決めた理由としては、上述したようなクリーニングローラ３４に溶液を吸収させて画像や寿命の評価を行う方法では、サンプル２で示すようにクリーニングローラ３４に含浸させる溶液の量、すなわち溶液の含浸重量が０．３１２ｇより少ない場合、クリーニングローラ３４の全面に均一に吸収させることが困難であるためである。

そこで、実際に印刷をして、スジがなく、高画質を維持するために最低限吸収しなければならないインクｉの吸収量が分かれば、クリーニングローラ３４のニップ幅、有効長さ、空隙率の条件から、そのときのインクｉの吸収深さを算出することができる。この算出した吸収深さは、クリーニングローラ３４がその深さまでインクｉを吸収しなければならない深さであることから、この深さまで溶液を含浸させることでインクｉを効率良く吸収することができるため、溶液を含浸させる深さ、すなわち溶液が含浸された部分４０の深さとすることができる。

具体的には、用いるクリーニングローラ３４としては、表３に示すサンプル５６〜サンプル５８を用意した。サンプル５６は、表１中のサンプル８と同様に溶液を表層部３９に含浸させたクリーニングローラ３４である。サンプル５７は、表１中のサンプル２３と同様に溶液を表層部３９に含浸させたクリーニングローラ３４である。サンプル５８は、表層部３９に溶液を含浸させていない無処理のクリーニングローラ３４である。

これらのサンプルを用いて、次のようにして印刷及び吐出面２３ａをクリーニングした。先ず、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のインクｉを用いて、ノズルピッチが６００ｄｐｉのインク吐出ヘッド２３を用いて記録紙Ｐに対してベタ印刷を行い、１枚印刷が終わる毎に各サンプルのクリーニングローラ３４で吐出面２３ａをクリーニングし、１００枚印刷して１００回クリーニングを行った。１００回クリーニングを行った後、クリーニングローラ３４の重量変化からインクｉの吸収重量を求めた。下記の表３に吸収重量を示す。そして、得られた画像についてスジや混色の有無について評価を行った。画像にスジや混色がなかった場合には、表３中に○印で示し、画像にスジや混色があった場合には、×印で示した。

表３に示す結果から、サンプル５６及びサンプル５７では、画像にスジや混色がなく、高品質の画像が得られた。一方、サンプル５８では、画像にスジや混色が生じた。

サンプル５６〜サンプル５８のインクｉの吸収深さは、次のようにして求める。サンプル５６を例に挙げて説明する。

サンプル５６のクリーニングローラ３４が１００回クリーニングして吸収したインクｉの吸収重量０．３９ｇである。インクｉの吸収重量０．３９ｇは、インク吐出ヘッド２３に４ラインのヘッドを用いたため、４ラインを１００回クリーニングしたときの吸収重量である。

したがって、１回のクリーニング動作で１ライン当たりの平均吸収重量（ｗ）は、以下に示す値となる。

ｗ＝（１００回での吸収重量）／（１００×４）＝０．３９／４００＝１．０×１０^−３（ｇ）

インクの比重が１であることから、得られた平均吸収重量（ｗ）より吸収されたインクｉの吸収量は、１．０μｌとなる。したがって、１回のクリーニング動作おける１ラインあたりに対して吸収したインクｉの吸収量は、１．０μｌとなる。

インクｉの吸収量と、クリーニングローラ３４のニップ幅、有効長さ、インクｉが染み込んだ深さ即ちインクｉの吸収深さ、空隙率との関係は、以下に示す式となる。

（インクｉの吸収量）＝（ニップ幅）×（有効長さ）×（インクｉの吸収深さ）×（空隙率）となる。

したがって、インクｉの吸収深さは、（インクｉの吸収深さ）＝（インクｉの吸収量）／｛（ニップ幅）×（有効長さ）×（空隙率）｝となる。

この関係式から、インクｉの吸収深さは、以下に示す値となる。

（吸収深さ）＝１．０／｛（１．２５）×（２１６．５７６）×（０．８０）｝＝４．６（μｍ）

同様にして計算すると、サンプル５７及びサンプル５８について、１回のクリーニング動作での１ライン当たり吸収されたインクｉの吸収量及びインクｉの吸収深さは、下記の表４に示すようになる。

表３及び表４に示す結果から、サンプル５６及びサンプル５７では、高品質の画像が維持されていることから、ノズル２７ａ内の増粘、固化したインクｉが適切に除去されていることが分かる。これにより、最低限吸収しなければならないインクｉの吸収量は、サンプル５７の０．８μｌである。このサンプル５７のインクｉの吸収深さは、３．７μｍであることから、この深さまでインクｉを吸収することができれば、高品質の画像を維持することができる。すなわち、クリーニングローラ３４の表面から最低でも深さ３．７μｍまでインクｉに対する濡れ性がよければ、最低限吸収しなければならない０．８μｌのインクｉを吸収することができる。これにより、クリーニングローラ３４では、界面活性剤を含む溶液を表面から深さ３．７μｍまで含浸させる。

一方、サンプル５８では、画像にスジや混色が生じていることから、ノズル２７ａ内の増粘、固化したインクｉを十分に吸収できていないことが分かる。これにより、界面活性剤を含有した溶液が含浸されていないクリーニングローラ３４では、増粘、固化したインクｉを十分に吸収できないことが分かる。したがって、クリーニングローラ３４の溶液を含浸させた部分４０の深さの下限値は、サンプル５７に示すように、画像にスジや混色が生じなかった３．７μｍとする。

以上のように、クリーニングローラ３４の表層部３９の溶液が含浸された部分４０の深さは、クリーニングローラ３４の表面から３．７μｍ以上、２２６．２μｍ以下となる。

溶液が含浸された部分４０の深さについては、表１及び表２に示す実験の評価結果から、評価が良好であった含浸深さの上限値から２２６．２μｍとし、実際に吐出面２３ａをクリーニングして評価した結果から、評価が良好であったインクｉの吸収深さを含浸させる溶液の含浸深さの下限値３．７μｍとした。したがって、空隙率以外の他のクリーニングローラ３４の条件に限定されることなく、空隙率が８０％のクリーニングローラ３４において、溶液が含浸された部分４０の深さをクリーニングローラ３４の表面から３．７μｍ以上、２２６．２μｍ以下とすることで、安定した吐出特性を維持できるように吐出面２３ａをクリーニングすることができる。

クリーニングローラ３４に含浸させる溶液中の界面活性剤の最大含有量については、クリーニングローラ３４の気孔３７ａの表面を一様に覆いつくせることができる量が必要な界面活性剤の最大量と見積もることができる。

具体的には、溶液で表面処理された部分の気孔３７ａの全表面積をＳとし、界面活性剤の分子の吸着面への投影面積をｓとした場合に、気孔３７ａの全表面を覆うのに必要な界面活性剤の分子数（Ｍｎ）は、以下に示す式から求まる。

Ｍｎ＝Ｓ／ｓ

したがって、界面活性剤の必要な最大量（Ｗ）は、界面活性剤の分子量をＭとし、アボガドロ数をＮａとした場合、以下に示す式から求まる。

Ｗ＝Ｍｎ／Ｎａ×Ｍ

このときのクリーニングローラ３４に含浸させた溶液の重量をＷ０とした場合、界面活性剤の最大含有量は、以下に示す式から求まる。

（最大含有量）＝Ｗ／Ｗ０×１００

例えば、クリーニングローラ３４の表面から０．１０５９ｍｍの深さで含浸させた表１中のサンプル４の場合には、気孔３７ａの全表面積（Ｓ）は、以下のようにして求めることができる。

図１１に示すように、先ず半径ｒ_ｉから半径ｒ_ｉ＋１までの厚み△の層の体積と、吸収体３７の空隙率８０％と、気孔３７ａ１個あたりの体積（１．７６７×１０^−９ｃｍ^３）とから、厚みΔの層に含まれる気孔３７ａの個数を算出する。厚みΔの層における気孔３７ａの個数と、気孔３７ａ１個あたりの表面積（７．０６９×１０^−６ｃｍ^２）から、厚み△の層における気孔３７ａの表面積の合計が得られる。これをクリーニングローラ３４の表面から溶液を含浸させた含浸深さまで積分することで、表面からその深さまでの層に含まれている気孔３７ａの全表面積が得られる。

ここで、上述した算出方法より、クリーニングローラ３４の表面から深さ０．１０５９ｍｍまでの層に含まれる気孔３７ａの全表面積（Ｓ）は、２０１８ｃｍ^２となる。なお、以下では、クリーニングローラ３４の空隙が連続気泡型であるため、気孔３７ａの全表面積（Ｓ）を約２０００ｃｍ^２とする。

気孔３７ａの全表面を覆うのに必要な界面活性剤の分子数（Ｍｎ）は、界面活性剤の分子の吸着面への投影面積（ｓ）が９．６×１０^−１７（ｃｍ^２）であることから、以下に示す値となる。

Ｍｎ＝Ｓ／ｓ＝２０００／９．６×１０^−１７≒２．０８×１０^１９

界面活性剤の必要な最大量（Ｗ）は、界面活性剤の分子量（Ｍ）が６６４であり、アボガドロ数（Ｎａ）が６．０×１０^２３であることから、以下に示す値となる。

Ｗ＝Ｍｎ／Ｎａ×Ｍ＝２．０８×１０^１９／６．０×１０^２３×６６４＝０．０２３０（ｇ）

界面活性剤の最大含有量は、溶液の重量（Ｗ０）が表１より０．５０４０ｇであることから、以下に示す値となる。

（最大含有量）＝Ｗ／Ｗ０×１００＝０．０２３０／０．５０４０×１００＝４．５６（ｗｔ％）

したがって、界面活性剤の最大含有量は、４．５６ｗｔ％となる。クリーニングローラ３４に含浸させる溶液では、界面活性剤の最大含有量が４．５６ｗｔ％であり、これより少なくても十分にインクｉを吸収する吸収力を向上させることができる。

以上のことから、クリーニングローラ３４の溶液を含浸させた部分４０は、界面活性剤の最大含有量が４．５６ｗｔ％であり、深さが表面から３．７μｍ以上、２２６．２μｍ以下である。

以上のような構成のクリーニングローラ３４は、インクｉを吐出する直前、即ちヘッドキャップ２４がヘッドカートリッジ２の底面から移動して吐出面２３ａを露出させる際に、図８及び図９に示すように、吐出面２３ａ上に適度な圧力で接しながら回転することによって、圧接されていない気孔３７ａの毛細管力よりも押し潰れた気孔３７ａの毛細管力（Ｑｎ）が大きくなることと、圧接が解除された気孔３７ａがもとの大きさに戻ることによって発生する吸引力（Ｑｒ）との複数の作用が発生する。これにより、クリーニングローラ３４では、吐出面２３ａに付着している増粘、固化したインクｉやノズル２７ａ内の増粘、固化したインクｉ、塵埃等を吸収することができる。

さらに、クリーニングローラ３４では、表層部３９に表面から３．７μｍ以上、２２６．２μｍ以下の深さで含浸されている界面活性剤を含む溶液により、インクｉが接する表層部３９の濡れ性が向上し、インクｉが馴染み、インクｉを吸収しやすくなる。その結果、クリーニングローラ３４では、インクｉを吸引する毛細管力（Ｑｎ）が増加し、吐出面２３ａに付着しているインクｉや増粘、固化したインクｉ、塵埃等を吸収する力が増大する。これにより、クリーニングローラ３４では、インクｉの吐出の妨げとなる吐出面２３ａに付着した余分なインクｉやノズル２７ａ内で増粘、固化したインクｉ、汚れを確実に除去することができ、クリーニング効果が向上する。クリーニングローラ３４では、余分なインクｉや汚れを確実に除去することができることによって、吐出回復を確実に達成することができ、吐出性能を向上させることができる。

クリーニングローラ３４では、溶液が含浸されている部分４０の深さが３．７μｍ以上、２２６．２μｍ以下であることによって、インクｉを吸収し過ぎることなく、吐出面２３ａに付着しているインクｉやノズル２７ａ内の増粘、固化したインクｉを適切に除去できる。これにより、クリーニングローラ３４では、長期間使用することができ、寿命を長くすることができる。また、インクｉを吸収し過ぎないことで、インクｉの消耗量を抑え、コストアップすることを抑えることができる。

また、クリーニングローラ３４では、界面活性剤を含む溶液が含浸されていることによって、クリーニングの初期段階からインクｉを吸収する吸収能力があり、クリーニング回数が増えてもインクｉの吸収が安定している。クリーニングローラ３４では、安定したクリーニング効果を得ることができ、吐出性能を維持でき、画質が安定する。

さらに、クリーニングローラ３４では、ノズル２７ａの周囲のミストも吸収することができるため、このミストによる混色も防止できる。以上のことから、クリーニングローラ３４は、吐出面２３ａに付着したインクｉや汚れ、ノズル２７ａ内の増粘、固化したインクｉを表層部３９に溶液を含浸させていないクリーニングローラや従来のブレードよりも効率良く除去することができるため、長時間印刷をせず、吐出していなくても、インクｉを吐出でき、常に安定した吐出性能を得ることができる。

なお、クリーニングローラ３４は、ヘッドキャップ２４の支持部３８に回転可能に支持されているが、回転しないように支持部３８に固定されていてもよい。クリーンニングローラ３４は、回転しないように支持部３８に固定されることによって、吐出面２３ａ上を移動する際に抵抗が生じ、毛細管力だけではなく、吐出面２３ａに付着している増粘、固化したインクｉ等を削り落とすことができる。また、クリーニングローラ３４では、ヘッドキャップ２４内に回転を制御するブレーキ機構を設けて、回転速度を遅くして吐出面２３ａ上を移動する際に抵抗が生じるようにしてもよい。

また、クリーニングローラ３４は、ヘッドキャップ２４の支持部３８から着脱することができ、適宜、交換可能である。

次に、以上のように構成されるヘッドカートリッジ２が装着される装置本体３について説明する。

装置本体３は、図１２に示すように、内部への塵埃等の侵入を防ぐために、上部筐体４１ａと下部筐体４１ｂとから構成される外筐４１の内部に組み付けられた構造を有している。上部筐体４１ａは、下部筐体４１ｂに対して開閉可能となっている。

外筐４１の前面には、記録紙Ｐの給排紙が行われる給排紙口４２が設けられている。この給排紙口４２には、印刷前の記録紙Ｐを収納する収納トレイ４３が下側に取り付けられ、この収納トレイ４３上に印刷後の記録紙Ｐが排紙される排紙トレイ４４が設けられている。

上部筐体４１ａには、図１に示すように、上述したヘッドカートリッジ２が装着されるヘッド装着部５１が設けられている。ヘッド装着部５１にヘッドカートリッジ２が装着された際には、ヘッドカートリッジ２の吐出面２３ａが、後述する下部筐体４１ｂ内の印刷位置に臨むことになる。ヘッド装着部５１には、ヘッドカートリッジ２の装着状態を保持するため、ヘッドカートリッジ２に設けられたつまみ２ａを係止する係止孔５２が設けられている。これにより、ヘッド装着部５１には、ヘッドカートリッジ２の吐出面２３ａと印刷位置に搬送された記録紙Ｐとが平行となり、平行となった状態が維持される。

筐体４１には、図１２に示すように、ヘッド装着部５１に装着されたヘッドカートリッジ２のヘッドキャップ２４を吐出面２３ａと対向させて吐出面２３ａを閉塞する閉塞位置と、上部筐体４１ａの前面側上方に移動させて吐出面２３ａを開放する開放位置との間を移動させて、吐出面２３ａを開閉するヘッドキャップ移動機構５３が設けられている。

ヘッドキャップ移動機構５３は、図１３及び図１４に示すように、ヘッドキャップを保持する移動可能なスライダ６１と、このスライダ６１の移動をガイドするガイド板６２と、スライダ６１を移動させる移動板６３と、移動板６３を移動させる駆動部６４とを備える。

スライダ６１は、ヘッド装着部５１が設けられた上部筐体４１ａ側に設けられている。ヘッドキャップ２４の外周部を保持するように、このヘッドキャップ２４に対応した略矩形状の枠体からなる。スライダ６１には、前後一対のガイドピン７１ａ、７１ｂがそれぞれ長辺方向の両端から外側に向かって突出して設けられている。なお、これらガイドピン７１ａ、７１ｂのうち、筐体４１前側に位置するガイドピン７１ａの方が後述するガイド板６２のガイド孔８１に挿通させるため、後側のガイドピン７１ｂの長さより長くなっている。

スライダ６１には、長辺方向の両端の前後に枠の内側に向かって係合突部７２が形成されている。一方、ヘッドキャップ２４には、底面の前後にスライダの係合突部７２が係合される係合凹部７３が形成されている。したがって、スライダ６１は、ヘッドカートリッジ２がヘッド装着部５１に装着された際に、係合突部７２がヘッドキャップ２４の係合凹部７３に係合され、ヘッドキャップ２４を保持する。

ガイド板６２は、スライダ６１のガイドピン７１ａ、７１ｂが設けられている両端に設けられ、ヘッド装着部５１の側面に一体に形成されている。各ガイド板６１には、スライダ６１の前側に設けられたガイドピン７１ａが挿通するガイド孔８１と、スライダ６１の後側に設けられたガイドピン７１ｂが挿通せずに係合されるガイド孔８２が設けられている。

前後一対のガイド孔８１、８２には、スライダ６１を吐出面２３ａに対して平行に移動させる第１の水平部８１ａ、８２ａと、スライダ６１を上下方向にガイドする傾斜部８１ｂ、８２ｂと、スライド６１を開放位置で水平に支持する第２の水平部８１ｃ、８２ｃとが連続して設けられている。

第１の水平部８１ａ、８２ａは、吐出面２３ａを開放、閉塞する際に、吐出面２３ａに対してヘッドキャップ２４を平行に移動させるため、スライダ６１のガイドピン７１ａ、７１ｂを吐出面２３ａと平行に移動できるようにガイドする。

傾斜部８１ｂ、８２ｂは、吐出面２３ａを開放する際には、第１の水平部８１ａ、８２ａにガイドされたスライダ６１を吐出面２３ａと対向する位置から、上部筐体４１ａの前面側上方に移動させるため、スライダ６１のガイドピン７１ａ、７１ｂを上部筐体４１ａの前面側上方に向かってガイドする。また、傾斜部８１ｂ、８２ｂは、吐出面２３ａを閉塞する際に、第２の水平部８１ｃ、８２ｃにガイドされたスライダ６１を上部筐体４１ａの前面側上方から、吐出面２３ａと対向する位置に向かって上部筐体４１ａの背面側下方に向かってガイドする。

第２の水平部８１ｃ、８２ｃは、傾斜部８１ｂ、８２ｂによって上部筐体４１ａの前面側上方にガイドされたスライダ６１のガイドピン７１ａ、７１ｂを上部筐体４１ａの前面側上方でスライダ６１が水平となるようにガイドする。

したがって、ガイド板６２は、スライダ６１のガイドピン７１ａ、７１ｂを第１の水平部８１ａ、８２ａから傾斜部８１ｂ、８２ｂを介して、第２の水平部８１ｃ、８２ｃまで移動可能にガイドする。これにより、スライダ６１に支持されているヘッドキャップ２４は、吐出面２３ａの閉塞位置と開放位置との間を移動可能となる。

スライド６１を移動させる移動板６３は、図１４に示すように、ガイド板６２に沿って外側に配置された略矩形状の平板部材からなる。移動板６３の上部側には、前後一対のガイドピン９１ａ、９１ｂがガイド板６２に向かって突出形成されている。一方、ガイド板６２には、これらガイドピン９１ａ、９１ｂが係合される水平スリット８３が前後方向に亘って直線状に形成されている。したがって、移動板６３は、ガイド板６２の水平スリット８３内をガイドピン９１ａ、９１ｂがスライドすることによって、ガイド板６２と平行して前後方向にスライド可能となっている。

また、移動板６３の筐体４１の前面側には、ガイド板６２の前側に設けられたガイド孔８１を挿通したスライダ６１の前側のガイドピン７１ａが係合される垂直スリット９２が上下方向に亘って直線状に設けられている。

移動板６３の下端には、後述する駆動部６４のピニオンギア１０３と噛合されるラックギア９３が前後方向に亘って形成されている。これにより、移動板６３は、駆動部６４からの動力が伝わり、移動可能となる。

駆動部６４は、図１４に示すように、下部筐体４１ｂ側に設けられる。駆動部６４は、駆動モータ１０１と、この駆動モータ１０１の回転軸１０１ａに取り付けられたウォームギア１０２と、このウォームギア１０２と噛合されたピニオンギア１０３とを備える。

以上のような構成からなるヘッドキャップ移動機構５３において、ヘッドキャップ２４が吐出面２３ａを閉塞している状態では、図１４に示すように、スライダ６１のガイドピン７１ａ、７１ｂがガイド板６２に設けられたガイド孔８１、８２の下側水平部８１ａ、８１ｂに支持されている。また、ガイド板６２の前側のガイド孔８１を挿通したスライダ６１の前側のガイドピン７１ａは、図１４に示すように、移動板６３に設けられた垂直スリット９２の下側に位置している。

次に、吐出面２３ａを開放するため、駆動部６４の駆動モータ１０１を回転駆動させると、この駆動モータ１０１の回転軸１０１ａに接続されているウォームギア１０２が回転し、このウォームギア１０２と噛合されているピニオンギア１０３が回転することによって、移動板６３に設けられたガイドピン９１ａ、９１ｂがガイド板６２の水平スリット８３に沿って図１４中矢印Ｄ方向に移動し、移動板６３が上部筐体４１ａの前面側上方に向かって移動する。移動板６３が筐体４１の前面側に移動すると、スライダ６１のガイドピン７１ａが移動板６３の垂直スリット９２に係合されているため、スライダ６１が移動板６３に引っ張られ、スライダ６１のガイドピン７１ａが垂直スリット９２の下側に位置したまま、ガイドピン７１ａがガイド板６２のガイド孔８１の下側水平部８１ａを移動し、ガイドピン７１ｂがガイド孔８２の下側水平部８２ａを移動する。これにより、ヘッドキャップ２４は、吐出面２３ａと平行に上部筐体４１ａの前面側に移動する。

さらに駆動部６４のピニオンギア１０３が回転して、移動板６３が筐体４１の前面側に移動することによって、スライダ６１のガイドピン７１ａが移動板６３に引っ張られ、ガイドピン７１ａがガイド板６２のガイド孔８１の傾斜部８１ｂに沿って、ガイドピン７１ｂがガイド孔８２の傾斜部８２ｂに沿って移動する共に、移動板６３の垂直スリット９２の上側に向かって移動する。これにより、ヘッドキャップ２４は、吐出面２３ａを開放しながら、上部筐体４１ａの前面側に移動する。

さらに駆動部６４のピニオンギア１０３が回転して、移動板６３が上部筐体４１ａの前面側、図１４中矢印Ｄ方向に移動することによって、スライダ６１のガイドピン７１ａが移動板６３に引っ張られ、ガイドピン７１ａが垂直スリット９２の上側に位置したまま、ガイドピン７１ａがガイド板６２のガイド孔８１の上側水平部８１ｃに沿って移動し、ガイドピン７１ｂがガイド板６２のガイド孔８２の上側水平部８２ｃに沿って移動する。これにより、ヘッドキャップ２４は、上部筐体４１ａの前面側に保持され、吐出面２３が開放された状態となる。

一方、吐出面２３ａをヘッドキャップ２４で閉塞する場合には、駆動部６４の駆動モータ１０１を吐出面２３ａを開放する場合とは反対方向に回転駆動させ、移動板６３を上部筐体４１ａの前面側から背面側に図１４中矢印Ｅ方向に向かって移動させる。移動板６３を上部筐体４１ａの背面側に移動させると、スライダ６１のガイドピン７１ａが移動板６３に引っ張られ、ガイドピン７１ａが垂直スリット９２の上側に位置したまま、ガイド板６２のガイド孔８１の上側水平部８１ａに沿って移動し、ガイドピン７１ｂがガイド孔８２の上側水平部８２ｂに沿って移動する。

さらに、駆動部６４のピニオンギア１０３が回転して、移動板６３が上部筐体４１ａの背面側、図１４中矢印Ｅ方向に移動することによって、スライダ６１のガイドピン７１ａが移動板６３に引っ張られ、ガイドピン７１ａがガイド板６２のガイド孔８１の傾斜部８１ｂに沿って移動し、ガイドピン７１ｂがガイド孔８２の傾斜部８２ｂに沿って移動する共に、移動板６３の垂直スリット９２の下側に向かって移動する。これにより、ヘッドキャップ２４は、吐出面２３ａの対向する位置に向かって移動する。

さらに、駆動部６４のピニオンギア１０３が回転して、移動板６３が上部筐体４１ａの背面側、図１４中矢印Ｅ方向に移動することによって、スライダ６１のガイドピン７１ａが移動板６３に引っ張られ、スライダ６１のガイドピン７１ａが垂直スリット９２の下側に位置したまま、ガイドピン７１ａがガイド板６２のガイド孔８１の下側水平部８１ａを移動し、ガイドピン７１ｂがガイド孔８２の下側水平部８２ａを移動する。これにより、ヘッドキャップ２４は、吐出面２３ａと平行に筐体４１の背面側に向かって移動し、吐出面２３ａを閉塞する。

以上のようにして、ヘッドキャップ移動機構５３は、ヘッドキャップ２４を吐出面２３ａと対向させて吐出面２３ａを閉塞する閉塞位置と、上部筐体４１ａの前面側上方に移動させて吐出面２３ａを開放する開放位置との間を移動させて、吐出面２３ａの開閉する。

以上のような構成からプリンタ装置１は、外部に設けられた情報処理装置から入力された印刷データに基づき、ヘッドキャップ移動機構５３及び下部筐体４１ｂ内に設けられた給排紙機構１１０、インク吐出ヘッド２３に供給する電流の制御が制御部によって制御される。

具体的に、プリンタ装置１では、先ず、筐体４１に設けられた操作ボタン４１ｃの操作により制御部に印刷開始の命令がされると、制御部からの制御信号によりヘッドキャップ移動機構５３、給排紙機構１１０が駆動して、図１２に示すように、印刷が可能な状態となる。

プリンタ装置１では、ヘッドキャップ移動機構５３により、ヘッドキャップ２４をヘッドカートリッジ２に対して収納トレイ４３及び排紙トレイ４４が設けられている上部筐体４１ａの前面側上部に移動する。これにより、プリンタ装置１では、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａに設けられたノズル２７ａが外部に露出し、インクｉが吐出できるようになる。

ここで、プリンタ装置１では、ヘッドキャップ２４が移動することによって、ヘッドキャップ２４に備わるクリーニングローラ３４が吐出面２３ａ上を転がりながら、吐出面２３ａに付着している余分なインクｉやノズル２７ａ内の増粘、固化したインクｉを吸収して、吐出面２３ａをクリーニングする。プリンタ装置１では、クリーニングローラ３４の表層部３９に界面活性剤が含有されていることによって、インクｉが接するクリーニングローラ３４の表層部３９の濡れ性が向上し、インクｉが馴染みやすくなる。プリンタ装置１では、インクｉが馴染み、クリーニングローラ３４が吸収しやすくなるため、吐出面２３ａに付着しているインクｉや増粘、固化したインクｉ、塵埃等を確実に効率よく吸収することができる。これにより、プリンタ装置１では、吐出面２３ａや増粘、固化したインクｉをノズル２７ａから確実に除去することができることによって、白抜けの原因となるインクｉの不吐出を防止することができる。また、プリンタ装置１では、印刷を行う前に吐出面２３ａがきれいになることによって、吐出されたインクｉに他の色のインクｉが混ざることがなく、混色を防止できる。

次に、プリンタ装置１では、給排紙機構１１０により、収納トレイ４３から給紙ローラ１１１によって記録紙Ｐを引き出し、互いに反対方向に回転する一対の分離ローラ１１２ａ、１１２ｂによって１枚だけ引き出された記録紙Ｐを反転ローラ１１３に搬送して搬送方向を反転させて、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａと対向する位置に設けた搬送ベルト１１４に記録紙Ｐを搬送する。プリンタ装置１では、搬送ベルト１１４に搬送させた記録紙Ｐをプラテン板１１５で所定の位置に支持し、記録紙Ｐを吐出面２３ａと対向させる。

次に、プリンタ装置１では、インク吐出ヘッド２３に設けられた発熱抵抗体２６ａに印刷データの制御信号に基づいて、発熱抵抗体２６ａを加熱する。プリンタ装置１では、発熱抵抗体２６ａを加熱することによって、図４に示すように、印刷位置に搬送された記録紙Ｐに対してノズル２７ａより上述したインクｉが液滴の状態にして吐出され、インクドットからなる画像や文字等が印刷される。

そして、プリンタ装置１では、インクｉを液滴の状態にしてノズル２７ａより吐出すると、インクｉを吐出した量と同量のインクｉがインクタンク１１から接続部２５を介してインク吐出ヘッド２３に補充される。

次に、プリンタ装置１では、印刷された記録紙Ｐを給排紙口４２方向に回転する搬送ベルト１１４と、搬送ベルト１１４と対向し、給排紙口４２側に設けられた排紙ローラ１１６とによって記録紙Ｐを排紙トレイ４４に送り出す。

以上のように、プリンタ装置１では、記録紙Ｐに印刷を行う。このプリンタ装置１では、ヘッドキャップ２４を開放する際に界面活性剤を含む溶液が表層部３９に含浸されているクリーニングローラ３４で吐出面２３ａをクリーニングすることによって、吐出面２３ａに付着しているインクｉやノズル２７ａ内の増粘、固化したインクｉを適切に除去できる。プリンタ装置１では、インクｉを適切に除去できることによって、得られた画像に混色や白抜け等がない高品位な画像が得られる。

また、上述したプリンタ装置１では、発熱抵抗体２６ａによってインクｉを加熱し、ノズル２７ａからインクｉを吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えばピエゾ素子といった圧電素子等の電気機械変換素子等によってインクｉを電気機械的にノズルより吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってもよい。

また、上述では、ライン型のプリンタ装置１を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えばヘッドカートリッジ２が記録紙Ｐの走行方向と略直交する方向に移動するシリアル型のプリンタ装置にも適用可能である。

また、本発明をプリンタ装置に適用した例について説明したが、本発明は、以上の例に限定されるものではなく、液体を吐出する他の液体吐出装置に広く適用することが可能である。例えばファクシミリやコピー機、液体中のＤＮＡチップ用吐出装置（特開２００２−２５３２００号公報）、プリンタ配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出したりする液体吐出装置等にも適用可能である。

以下に、本発明を適用したプリンタ装置のクリーニングローラの表面処理方法が異なる実施例１、比較例１及び比較例２について説明する。

〈実施例１〉
実施例１では、次のようなクリーニングローラを作製した。用意したクリーニングローラは、ポリエチレン系であり、弾性変形が可能な多孔質体からなる。空隙率は、８０％である。このクリーニングローラの形状は、クラウン形状であり、平均直径が９．０ｍｍであり、有効長さが２２５ｍｍである。ニップ幅は、１．２ｍｍである。このクリーニングローラの表層部に、界面活性剤として２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７，−ジオール−ジ（ポリオキシエチレン）エーテルが０．３５ｗｔ％、不揮発性溶剤としてグリセリンが９．０ｗｔ％、２−ピロリドンが６．３ｗｔ％、水が８４．３５ｗｔ％含有された溶液を含浸重量０．３１２〜１．０５０ｇとなるように表層部に含浸させ、６０分間放置した後、３０℃に設定したオーブンの中に１４時間放置して乾燥させた。このクリーニングローラは、溶液の含浸重量が０．６５１０ｇであることから、表１に示すサンプル１０に相当する。したがって、表面から深さが０．１３７３ｍｍ（１３７．３μｍ）の表層部に溶液が含浸されたクリーニングローラを作製した。

〈比較例１〉
比較例１では、実施例１と同じクリーニングローラに溶液を全体に含浸させたこと以外は、実施例１と同様にしてクリーニングローラを作製した。なお、このクリーニングローラは、表１中のサンプル４８に相当する。

〈比較例２〉
比較例２では、実施例１と同じクリーニングローラを用い、このクリーニングローラに溶液を含浸させていない無処理のクリーニングローラを用いた。なお、このクリーニングローラは、表１中のサンプル１に相当する。

実施例１、比較例１及び比較例２のクリーニングローラについて、インクの吸収特性を比較した。また、各クリーニングローラについて、新品に交換直後、即ち１枚印刷後の画像のスジ、混色状態の評価を行った。特性の確認方法及び評価方法は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のノズルラインを有するインク吐出ヘッドを用いて、記録紙Ｐにベタ印刷を行い、１枚毎にクリーニングローラで吐出面をクリーニングした。クリーニングローラのインクの吸収特性を比較した結果を図１５に示し、各評価の評価結果を表５に示す。

インクの吸収特性の比較結果から、実施例１では、使用初期、即ちクリーニング動作の動作回数が初期の段階からインクの吸収量がある程度あり、クリーニング動作の動作回数が増えても、インクの吸収量が安定している。これにより、実施例１では、クリーニングローラの寿命が長いことが分かる。

比較例１では、動作回数が初期の段階からインクの吸収量が多く、全体の吸収量も多くなった。また、比較例１では、動作回数が増すにつれてクリーニング動作１回当たりの吸収量が少なくなり、吸収量が減少する傾向にあった。これにより、比較例１では、クリーニングローラの寿命が短いことが分かる。

比較例２では、クリーニングローラに対して溶液を含浸させず、無処理であるため、インクを吸収する吸収能力が小さく、動作回数が増してもインクの吸収量が少なく、全体の吸収量が少なかった。このため、比較例２では、吐出面に付着したインクやノズル内の増粘、固化したインクを十分に吸収することができなかった。

また、実施例１、比較例１及び比較例２の画像のスジ、混色状態の評価について、表５に示す結果から、実施例１は、比較例１及び比較例２と比べて画像のスジ及び混色状態の評価が共に良好であった。

実施例１では、クリーニングローラの表層部に界面活性剤を含有する溶液が含浸されていることによって、吐出面をクリーニングした際にインクが馴染みやすく、吐出面に付着している余分なインクやノズル内の増粘、固化したインクを適切に吸収することができた。これにより、実施例１では、インクの吸収特性が動作初期の段階からインクを適切に吸収することができ、比較例１や比較例２と比べてインクの吸収特性が安定している。また、実施例１では、動作初期の段階からインクを適切に吸収できることから、動作初期の段階でもノズル内の増粘、固化したインクを吸収でき、インクの不吐出を防止できるため、画像にスジが発生しなかった。また、実施例１では、吐出面に付着している余分なインクを吸収できたため、混色を防止することができた。

一方、比較例１では、クリーニングローラの全体に溶液が含浸されているため、図１５に示すように、１回のクリーニング動作で吸収するインクの吸収が多くなり、全体の吸収量が多くなった。また、比較例１では、クリーニング回数が増すにつれて、クリーニングローラに吸収されているインクの量が多くなるため、クリーニングローラの吸収能力が低下し、吐出面に付着している余分なインクやノズル内の増粘、固化したインクを吸収できなくなった。これにより、比較例１では、吐出されたインクに吐出面に付着しているインクが混ざり混色が生じた。

比較例２は、クリーニングローラに溶液が含浸されていなく、無処理であるため、多孔質体の気孔による毛細管力だけでインクを吸収するため、吐出面に付着したインクやノズル内の増粘、固化したインクを十分に吸収することができず、図１５に示すように、溶液が含浸されている実施例１と比べて、吸収量が少ない。これにより、比較例２では、動作初期の段階で画像にスジが生じてしまい、混色も生じてしまった。

以上のことから、吐出面をクリーニングした際にインクと馴染みやすく、吸収力が向上するため、クリーニングローラの表層部に界面活性剤を含有する溶液を含浸させることは大変重要であることがわかる。

本発明が適用された液体吐出装置を示す分解斜視図である。同液体吐出装置に備わるヘッドカートリッジを示す分解斜視図である。同ヘッドカートリッジの断面図である。インク吐出ヘッドを示しており、同図（Ａ）は発熱抵抗体上に気泡が発生した状態を模式的に示す断面図であり、同図（Ｂ）はノズルよりインクを吐出した状態を模式的に示す断面図である。ヘッドキャップを開放している状態を示すプリンタ装置の一部を透視して示した側面図である。ヘッドキャップの断面図である。クリーニングローラの側面図である。クリーニングローラがインクを吸収している状態を示す断面図である。クリーニングローラで吐出面をクリーニングしている状態を示す断面図である。インクの吸収重量とインクの吸収深さとの関係を示すグラフである。吸収重量を求める際の説明図である。印刷可能な状態となっているプリンタ装置の一部を透視して示した側面図である。ヘッドキャップ移動手段のガイド部５４の構成を模式的に示す側面図であるヘッドキャップ移動手段の駆動機構の構成を一部透視して示す側面図である。実施例１、比較例１及び比較例２の吸収特性を比較したグラフである。

符号の説明

１プリンタ装置、２ヘッドカートリッジ、３装置本体、１１インクタンク、２１カートリッジ本体、２２装着部、２３インク吐出ヘッド、２４ヘッドキャップ、３１カバー保持片、３３インク受容部材、３４クリーニングローラ、３５スクレーパ、３６回転軸、３７吸収体、３８支持部、３９表層部、５３ヘッドキャップ移動機構、６１スライダ、６２ガイド板、６３移動板、６４駆動部、１１０給排紙機構

Claims

吐出面に形成された吐出口より液体を液滴の状態にして吐出して対象物に着弾させる液体吐出ヘッドと、
弾性を有し、上記液体吐出ヘッドの吐出面に接触し、上記吐出面に付着している上記液体を吸収する吸収部材と、
上記吐出面に接触させながら上記吸収部材を上記吐出面に対して移動させる移動手段とを備え、
上記吸収部材の表層部には、界面活性剤を含む溶液が含浸されていることを特徴とする液体吐出装置。
上記吸収部材は、空隙率が８０±３％の多孔質体であり、
上記界面活性剤を含む溶液が含浸される深さは、表面から３．７μｍ以上、２２６．２μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置。
上記吸収部材は、上記吐出面に対して移動するヘッドキャップに取り付けられ、上記ヘッドキャップが上記移動手段によって移動されることによって、上記吐出面に対して移動することを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置