JP2009274258A - ヘッドメンテナンス方法及びヘッドメンテナンス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクの吐出性を容易に回復させることのできるヘッドメンテナンス方法、及びヘッドメンテナンス装置を提供する。
【解決手段】活性光線硬化型インクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置の記録ヘッド２に当接させてメンテナンスを行うヘッドメンテナンス方法に関し、インク吸収体４を用いたクリーニングであり、第一に予め溶剤を浸したインク吸収体を記録ヘッドノズル面３に当接させ、第二に当接させたインク吸収体の吸収箇所を新規な箇所に移動させ、第三に該溶剤を浸したインク吸収体を記録ヘッドノズル面に接触させた状態で移動する（擦る）操作を２回以上繰り返し、第四に乾いたインク吸収体を記録ヘッドノズル面に当接させることを特徴とするヘッドメンテナンス方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、活性光線硬化型インクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置のヘッドメンテナンス方法、及び該ヘッドメンテナンス方法に用いられるヘッドメンテナンス装置に関するものである。

従来、画像記録手段として、記録ヘッドからインクを吐出させて画像を形成するインクジェット方式の画像記録装置（以下、「インクジェット記録装置」と称する。）が広く用いられている。

近年は、樹脂フィルム等のインク吸収性の乏しい記録媒体に対しても画像を形成することのできる手段として、紫外線硬化型のインクジェット記録装置が知られている。これは、紫外線に対して所定の感度を有する光開始剤が含有された紫外線硬化性インクを用い、記録媒体上に着弾したインクに紫外線を照射することでインクを硬化させ記録媒体上に定着させるものであり、インク吸収性の乏しい包装材に対しても簡易に印刷を行うことが可能である。

このようなインクジェット記録装置においては、連続して記録作業を行った場合に、記録ヘッドの吐出口から吐出され霧状になったインクがインク吐出面や吐出口付近に付着、堆積したり、吐出口が目詰まりを起こすことがある。このような状態で記録作業を行った場合にはインクの吐出不良が生じ、画像記録に不具合が生じるおそれがある。

特に紫外線硬化型のインクジェットプリンタでは、紫外線光源等の反射光によりノズル付近に付着したインクが硬化することがあり、このような状態で記録作業を行った場合には、ピエゾ素子等の働きによって吐出動作を行ってもインク滴が吐出されない、所謂ノズル欠や、正しい方向にインク滴が吐出されない、所謂吐出曲がり等の吐出不良が顕著になりやすい。そのため、正常な画像記録を行うためには、適宜記録ヘッドのメンテナンスを行うことが必要となる。

従来の記録ヘッドメンテナンス方法としては、紙等のシート状のインク吸収体を記録ヘッドに接触させて、記録ヘッドのノズル付近に付着したインクを吸収し除去する動作を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、インクカートリッジを収納してインクカートリッジのプリントヘッドをヘッドワイパー（ブレード）で拭き取る方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特許２７０５９５６号公報 特開２００１−２５９７４６号公報

活性光線硬化型インクを用いて画像記録を行うインクジェット記録システムの場合には、インクの粘度が高かったり、前記反射光によるインク増粘または硬化の問題が有るため、シリコン等で形成されたブレードを用いた抜き取りだけでは十分に記録ヘッドノズル面のインクを除去できない。また、インク吸収性の高い吸収部材によって拭き取りを行うことも一般的には効果的だが、インク吸収体を用いて記録ヘッドのクリーニングを行う場合に、単にノズル面に吸収部材を接触させてインクの吸い取りを行うだけでは完全には汚れを取ることができない。更に、吸収部材が乾いた状態でノズル面の抜き取り（擦り）を行うと、前記反射光により強固に付着したインクのためにノズル面を傷つけ、結果としてノズル面に施された撥水処理が劣化してしまう問題がある。吸収部材の種類についてもより注意する必要がある。

また、記録ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス機構は、一般的にはインクジェット記録装置に組み込まれ、記録装置の制御の一つとして制御、使用することが多かった。しかしながら、メンテナンス機構をインクジェット記録装置に組み込む場合には、メンテナンス機構を組み込むスペースを確保する必要があり、装置が大型化する問題がある。

そこで、本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、活性光線硬化型インクを用いたインクジェット記録装置においても、記録装置の構成を複雑化することなく、簡易な構成により容易に記録ヘッドのメンテナンスを行い、インクの吐出性を回復させることのできるヘッドメンテナンス方法、及び該ヘッドメンテナンス方法に用いられるヘッドメンテナンス装置を提供することを目的とするものである。

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。

１．活性光線硬化型インクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置の記録ヘッドに当接させてメンテナンスを行うヘッドメンテナンス方法に関し、インク吸収体を用いたクリーニングであり、第一に予め溶剤を浸したインク吸収体を記録ヘッドノズル面に当接させ、第二に当接させたインク吸収体の吸収箇所を新規な箇所に移動させ、第三に該溶剤を浸したインク吸収体を記録ヘッドノズル面に接触させた状態で移動する（擦る）操作を２回以上繰り返し、第四に乾いたインク吸収体を記録ヘッドノズル面に当接させることを特徴とするヘッドメンテナンス方法。

２．前記溶剤が２０℃で液体、沸点１００℃以上であることを特徴とする前記１に記載のヘッドメンテナンス方法。

３．前記溶剤が活性光線硬化型インク中の重合性化合物及び／またはグリコールエーテル化合物であることを特徴とする前記１または２に記載のヘッドメンテナンス方法。

４．前記インク吸収体が０．５デニール以下の繊度で織られた高密度繊維であると共に、該高密度繊維はポリエステル、アクリル、ナイロンの内いずれか一つあるいはこれらの組み合わせの材料から形成されていることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載のヘッドメンテナンス方法。

５．前記インク吸収体がポリオレフィン製の連続微細気孔スポンジから形成されていることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載のヘッドメンテナンス方法。

６．前記１〜５のいずれか１項に記載のヘッドメンテナンス方法に用いられるヘッドメンテナンス装置であって、インクジェット記録装置とは別体に構成され、記録ヘッドのインク吐出面に沿ってインク吸収体を移動させる駆動機構を備えたことを特徴とするヘッドメンテナンス装置。

本発明により、インクの吐出性を容易に回復させることのできるヘッドメンテナンス方法、及び該ヘッドメンテナンス方法に用いられるヘッドメンテナンス装置を提供することができた。

本発明を更に詳しく説明する。

本発明においては、インク吸収体に溶剤を浸したものを用いて記録ヘッドノズル面をクリーニングする。本発明のヘッドメンテナンス方法により、通常記録装置内に組み込まれたメンテナンス機構では除去できない記録ヘッドノズル面の汚れを、簡易な構成により容易に除去できる。

具体的には、いきなり記録ヘッドノズル面を該インク吸収体で抜き取る（擦る）のではなく、最初に記録ヘッドノズル面に溶剤を浸したインク吸収体を接触させた（押し当てる）上で、次に溶剤を浸した吸収部材の新規な箇所で抜き取り（擦り）を２回以上行い、次に記録ヘッド内のインクを少量排出した後に乾いたインク吸収体を記録ヘッドノズル面に接触させる（吸い取る）。溶剤を浸した吸収部材の新規な箇所で抜き取り（擦り）を２回以上行った後の手順については、通常記録装置内に組み込まれたメンテナンス機構によるものであっても構わない。

本発明者は、このような手順でメンテナンスを行うことで、活性光線硬化型インクが反射光の影響で記録ヘッドノズル面に増粘、あるいは硬化して強固に付着しているような場合でも、容易に拭浄することができることを見出した。

また、従来のように単にインク吸収体によるノズル面の吸い取りワイプ動作を行った場合、その後正常なメニスカスを再形成させることが難しく、記録ヘッド部を吸引あるいは記録ヘッド上流側に有るポンプの作動により記録ヘッド内のインクを少量排出及びワイプ動作を何度も繰り返すことになり、メンテナンスの際に多量のインクを消費していた。

しかしながら、本発明の手順でメンテナンスをすることにより、メンテナンス後のノズル先端部のメニスカス再形成が容易であり、各ノズルからの正常吐出が瞬時に可能となることも加えて見出した。

本発明のヘッドメンテナンス方法に用いられる溶剤は、２０℃で液体、沸点１００℃以上である。活性光線硬化型インクを用いたインクジェット記録装置では、記録ヘッド部を加熱（３０〜８０℃）して用いられることが通常であるため、沸点が１００℃未満の溶剤は取扱い上不適切である。

また、本発明に用いられる好ましい溶剤としては、インク中の重合性化合物、グリコールエーテル化合物、またはその両方の使用が挙げられる。

光カチオン重合系インクを使用する記録装置で好ましく用いられる重合性化合物としては、東亞合成製ＯＸＴ２２１、ＯＸＴ１０１、ＯＸＴ２１１、ダイセル化学工業製セロキサイド３０００、ＡＯＥ−Ｘ２４、ＡＯＥ−Ｘ６８、ナガセケムテック製ＥＸ１４６、ＥＸ２１１、ＥＸ２１２、ＥＸ９２０、ＥＸ１９２などが一例として挙げられる。

光ラジカル重合系インクを使用する記録装置で好ましく用いられる重合性化合物としては、公知のあらゆる単官能アクリレートが好ましく用いられ、一例としては、イソアミルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクチルアクリレート、セチルアクリレート、デシルアクリレート、イソミルスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、イソボルニルアクリレート、ラクトン変性可とう性アクリレートなどが挙げられる。

また、グリコールエーテル化合物としては、市販のあらゆるものを用いることができる。例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（沸点１９４℃、粘度４．１ｍＰａ・ｓ）、トリエチレングリコールモノメチルエーテル（沸点２４９℃、粘度８．３ｍＰａ・ｓ）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（沸点２３０℃、粘度６．６ｍＰａ・ｓ）、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（沸点１８８℃、粘度４．１ｍＰａ・ｓ）、ジエチレングリコールジメチルエーテル（沸点１６２℃、粘度１．１ｍＰａ・ｓ）、トリエチレングリコールジメチルエーテル（沸点２１６℃、粘度２．２ｍＰａ・ｓ）、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（沸点２７５℃、粘度３．８ｍＰａ・ｓ）、ジエチレングリコールジエチルエーテル（沸点１８９℃、粘度１．４ｍＰａ・ｓ）、ジエチレングリコールジブチルエーテル（沸点２５６℃、粘度２．４ｍＰａ・ｓ）、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル（沸点１７６℃、粘度１．２ｍＰａ・ｓ）、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル（沸点１７９℃、粘度１．３ｍＰａ・ｓ）、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル（沸点２１２℃、粘度１．６ｍＰａ・ｓ）、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル（沸点２６１℃、粘度２．９ｍＰａ・ｓ）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（沸点１７１℃、粘度１．２ｍＰａ・ｓ）、トリプロピレングリコールジメチルエーテル（沸点２１５℃、粘度２．２５ｍＰａ・ｓ）などがあり、これらは東邦化学工業株式会社より「ハイソルブ」シリーズとして販売されている。

本発明のヘッドメンテナンス方法としては、これら溶剤を単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。これら溶剤をインク吸収体に含有せしめる量としては、特に制限はない。

本発明に用いられるインク吸収体としては、例えば、０．５デニール以下の繊度、好ましくは０．１デニール程度の繊度を有するような極細繊維である高密度繊維から形成されており、高密度繊維はポリエステル、アクリル、ナイロン等のうちいずれか一つ、あるいはこれらを組み合わせた材料により構成されているものが好ましい。高密度繊維からなる吸収部材はその表面に接触するものを吸着しやすく、インクの粘度や濡れ性に関わらず記録ヘッドノズル面のインクを速やかに吸収及び拭浄することができる。また、記録ヘッドノズル面に施されている撥水性を劣化させる可能性も低い。

例えば、ＫＢセーレン（株）製クリーンルーム用ワイピングクロス、ｓａｖｉｎａ Ｍｉｎｉｍａｘやクラウゼンなどが一例として挙げられるが、インク吸収性に優れた高密度繊維であればよく、その材料はここに例示したものに限定されない。

また、本発明に用いられるインク吸収体としては、ポリオレフィン製の連続微細気孔スポンジも好ましく用いられる。連続微細気孔による高い吸収性により、記録ヘッドノズル面のインクを速やかに吸収及び拭浄することができる。伏見製薬所製テクノポーラス清拭材やテクノポーラスローラーなどが一例として挙げられるが、インク吸収性に優れた連続微細気孔スポンジであればよく、その材料はここに例示したものに限定されない。

以下、図１、図２を参照しつつ、本発明のヘッドメンテナンス方法を説明する。

図１は本発明のヘッドメンテナンス装置とインクジェット記録装置の記録ヘッドの位置関係を示す図であり、図２はヘッドメンテナンス装置の移動方向から見た図である。

まず、図１、２に示すように、本実施形態の一例において、ヘッドメンテナンス装置１は、図示しないインクジェット記録装置と別体に設けられ、インクジェット記録装置の記録ヘッドノズル面３に当接させて記録ヘッド２のメンテナンスを行うものである。

インクジェット記録装置は、例えば、記録ヘッド２による記録を行わないときに、記録ヘッドを上方に上げて、ヘッドメンテナンス装置１を記録ヘッド２の下に持ち込むことによりメンテナンスを行う。なお、メンテナンスはインクジェット記録装置内で行われる場合に限定されず、装置外に記録ヘッド２を取り出した状態で行ってもよい。

記録ヘッド２は、図に示すようにほぼ直方体形状に形成されており、インクを吐出する複数の吐出口（図示せず）が形成されたインクが吐出する記録ヘッドノズル面３を備えている。なお、記録ヘッドノズル面３は、インクが付着し難いようにＦＥＰ（フツ化エチレンプロピレン樹詣）等のフッ素加工処理を施す等、撥水処理が施されていることが好ましい。なお、記録ヘッド２の種類、吐出するインクの色や種類等は特に限定されない。

各記録ヘッド２の吐出口には、例えば、アクチュエータとして電圧を印加することにより変形する圧電素子としてのピエゾ素子（図示せず）が付設されている。このピエゾ素子に駆動電圧を印加することによってピエゾ素子を変形させ、図示しないインク流路を圧縮して吐出口からインクを吐出させるようになっている。なお、吐出口の先端部ではインクが吐出口の内側に引き込まれて曲面形状（メニスカス）を形成するようになっており、このメニスカスの形状が正常に整えられていると、正常なインク吐出を行うことができるようになっている。

また、本実施形態の一例として、ヘッドメンテナンス装置１は、図１、図２に示すように箱型の筐体を有している。インク吸収体４は、シート状の部材をロール状に巻回したものである。

本発明においては、ロール状インク吸収体より巻き出した吸収体部分に、スポイトなどを用いて本発明の前記溶剤を滴下し、十分に吸収体に溶剤を含浸させる。その上で、記録ヘッドノズル面を溶剤を含浸させたインク吸収体部にまず押し当て、十分に記録ヘッドノズル面に溶剤をなじませる。その後、新しい吸収体を巻き出し同様にスポイトなどで溶剤を含浸させ、記録ヘッドノズル面を押し当てた後、手動でメンテナンス装置を動かしてノズル面の抜き取り（擦り）を行う。抜き取り（擦り）毎に、新しいワイプ材を巻き出し及び溶剤の含浸を行う。

以下に本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらの例に限定されるものではない。

インクジェットプリントユニットＳＰ−Ｌ２１３０にて、インクはＥｘ−ＵＶ ＳＰ２ Ｂｌａｃｋ（光カチオン重合性ブラック・インク）を用いて６時間連続印字を行った。

（印字条件）
記録材料：マルウ製白ＰＥＴ
光源：ＧＳユアサ製 ＭＡＰ２００ＮＬ メタルハライドランプ オゾンタイプ ２００Ｗ／ｃｍ、印字ユニット下流１０ｃｍに配置
印字スピード：３６０ｄｐｉ３０ｍ／ｓ搬送スピード
画像：１００％ベタ印字。

実施例１
予め溶剤として、東亞合成製ＯＸＴ２２１（カチオン重合性モノマー）を浸したインク吸収体（ＫＢセーレン（株）製クリーンルーム用ワイピングクロス、ｓａｖｉｎａ Ｍｉｎｉｍａｘ）をＳＰ−Ｌ２１３０の記録ヘッドノズル面に押し当て、押し当てたインク吸収体の吸収箇所を新規な箇所に移動させ、溶剤を浸したインク吸収体を記録ヘッドノズル面に接触させた状態で移動する（擦る）操作を５回繰り返し、ＳＰ−Ｌ２１３０のポンプ作動により記録ヘッド内のインクを１００ｍｌ排出し、乾いたインク吸収体を記録ヘッドノズル面に押し当てた。

その後、再び上記印字条件で１００％ベタ印字を１時間行い、印字安定性を評価した。

実施例２
溶剤として、東亞合成製ＯＸＴ２２１（カチオン重合性モノマー）を用いた以外は、実施例１と同様にヘッドメンテナンスを行い、印字安定性を評価した。

実施例３
溶剤として、ナガセケムテック製ＥＸ２１１（カチオン重合性モノマー）を用いた以外は、実施例１と同様にヘッドメンテナンスを行い、印字安定性を評価した。

実施例４
溶剤として、東邦化学製ジリエチレングリコールジブチルエーテル（沸点２５６℃）を用いた以外は、実施例１と同様にヘッドメンテナンスを行い、印字安定性を評価した。

実施例５
インク吸収体として伏見製薬所製テクノポーラス清拭材を用い、溶剤として東邦化学製トリエチレングリコールモノメチルエーテル（沸点２４９℃）を用いた以外は、実施例１と同様にヘッドメンテナンスを行い、印字安定性を評価した。

実施例６
東亞合成製ＯＸＴ２１１、３０質量部、東邦化学製ジリエチレングリコールジブチルエーテル、７０質量部よりなる溶剤を用いた以外は、実施例４と同様にヘッドメンテナンスを行い、印字安定性を評価した。

実施例７
東亞合成製ＯＸＴ２１１、２０質量部、東邦化学製ジリエチレングリコールジブチルエーテル、６５質量部、日本曹達製プロピレンカーボネート、１５質量部よりなる溶剤を用いた以外は、実施例４と同様にヘッドメンテナンスを行い、印字安定性を評価した。

比較例１
インク吸収体として、小津産業製ベンコット リントフリーＡｚ−８を用い、ＳＰ−Ｌ２１３０の記録ヘッドノズル面に押し当てにのみのヘッドメンテナンスを行い、印字安定性を評価した。

比較例２
インク吸収体として、ＫＢセーレン（株）製クリーンルーム用ワイピングクロス、ｓａｖｉｎａ Ｍｉｎｉｍａｘを用い以外は、比較例１と同様にヘッドメンテナンスを行い、印字安定性を評価した。

比較例３
インク吸収体として、伏見製薬所製テクノポーラス清拭材を用い以外は、比較例１と同様にヘッドメンテナンスを行い、印字安定性（品質）を評価した。

比較例４
インク吸収体としてＫＢセーレン（株）製クリーンルーム用ワイピングクロス、ｓａｖｉｎａ Ｍｉｎｉｍａｘを用い、それをＳＰ−Ｌ２１３０の記録ヘッドノズル面に押し当て、５回擦った後、印字安定性を評価した。

（印字安定性）
ランク１：印字開始直後からベタ部に白ヌケが多発
ランク２：印字開始直後は白ヌケが数本レベルだが、印字開始１０〜３０分後からベタ部に白ヌケが多発
ランク３：白ヌケが数本発生
ランク４：白ヌケ発生無し。

表１より、本発明のヘッドメンテナンス方法はいずれも評価ランク４であり、比較に対して明らかに優れていることがわかる。

本発明のヘッドメンテナンス装置と記録ヘッドを示す図である。 本発明のヘッドメンテナンス装置の移動方向から見た図である。

符号の説明

１ ヘッドメンテナンス装置
２ 記録ヘッド
３ 記録ヘッドノズル面
４ インク吸収体（ロール状）
５ 端部固定部材
６ 支持軸
７ 半円弧上にしたＰＥＴフィルム

Claims (6)

1. 活性光線硬化型インクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置の記録ヘッドに当接させてメンテナンスを行うヘッドメンテナンス方法に関し、インク吸収体を用いたクリーニングであり、第一に予め溶剤を浸したインク吸収体を記録ヘッドノズル面に当接させ、第二に当接させたインク吸収体の吸収箇所を新規な箇所に移動させ、第三に該溶剤を浸したインク吸収体を記録ヘッドノズル面に接触させた状態で移動する（擦る）操作を２回以上繰り返し、第四に乾いたインク吸収体を記録ヘッドノズル面に当接させることを特徴とするヘッドメンテナンス方法。
2. 前記溶剤が２０℃で液体、沸点１００℃以上であることを特徴とする請求項１に記載のヘッドメンテナンス方法。
3. 前記溶剤が活性光線硬化型インク中の重合性化合物及び／またはグリコールエーテル化合物であることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドメンテナンス方法。
4. 前記インク吸収体が０．５デニール以下の繊度で織られた高密度繊維であると共に、該高密度繊維はポリエステル、アクリル、ナイロンの内いずれか一つあるいはこれらの組み合わせの材料から形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のヘッドメンテナンス方法。
5. 前記インク吸収体がポリオレフィン製の連続微細気孔スポンジから形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のヘッドメンテナンス方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のヘッドメンテナンス方法に用いられるヘッドメンテナンス装置であって、インクジェット記録装置とは別体に構成され、記録ヘッドのインク吐出面に沿ってインク吸収体を移動させる駆動機構を備えたことを特徴とするヘッドメンテナンス装置。

Images