JP2010284918A - Method for cleaning inkjet recording head, and inkjet recorder - Google Patents

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Shuichiro Tanimoto
修一郎 谷本
Takashi Imai
貴志 今井
Mikio Sanada
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To clean an ink discharge-port forming face of a head by efficiently removing an ink-condensed residue adhering thereon. <P>SOLUTION: When an advancing contact angle of ink with the surface of the inkjet recording head is defined as θ<SB>a1</SB>and the advancing contact angle of the ink with the surface of a wiping blade is defined as θ<SB>a2</SB>, the condition of θ<SB>a1</SB>-θ<SB>a2</SB>>13 (degree) is satisfied. At the same time, when an adhesion energy of the ink with the head surface is defined as E<SB>1</SB>and the adhesion energy of the ink with the blade surface is defined as E<SB>2</SB>, the condition of E<SB>1</SB>-E<SB>2</SB>>0.7 (mJ/m<SP>2</SP>) is satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッド(以下、記録ヘッドまたはヘッドとも言う)のクリーニング方法およびインクジェット記録装置に関し、ヘッドのインク吐出口が形成されている面(以下、吐出面とも言う)に付着したインク濃縮残渣等を効率良く除去して清浄化するための技術に関するものである。   The present invention relates to a method for cleaning an ink jet recording head (hereinafter also referred to as a recording head or a head) and an ink jet recording apparatus, and the ink concentration attached to a surface (hereinafter also referred to as an ejection surface) on which an ink ejection port of the head is formed. The present invention relates to a technique for efficiently removing and cleaning residues and the like.

インクジェット記録方式は、液体であるインクを媒介として入力画像データを出力画像に変換するシステムであるため、インクを吐出する記録ヘッドのクリーニング(清浄化)技術が非常に重要な要素となっている。クリーニングを必要とする主な課題を簡単に説明すると、次の通りである。   Since the ink jet recording system is a system that converts input image data into an output image through liquid ink, a recording head cleaning (cleaning) technique for ejecting ink is a very important factor. The main problems that require cleaning are briefly described as follows.

インク吐出用の記録ヘッドは微細なノズル(以下、特にことわらない限り、吐出口、これに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生するための素子を総称して言う)から記録媒体にインクを直接吐出するものである。   An ink discharge recording head records from a fine nozzle (hereinafter collectively referred to as an ejection port, a liquid path communicating therewith, and an element for generating energy used for ink ejection unless otherwise specified). Ink is directly discharged onto a medium.

従って、吐出したインクが記録媒体に当たって跳ね返ったり、インクを吐出する際に記録に関与する主なインクの他に微小なインク滴(サテライト)が吐出されて雰囲気中に漂ったりすることがある。   Accordingly, the ejected ink may hit the recording medium and bounce off, or when ink is ejected, fine ink droplets (satellite) may be ejected in addition to the main ink involved in recording and drift in the atmosphere.

すると、これらがインクミストとなって、記録ヘッドのインク吐出口の周りに付着することがある。また、空気中を漂っていた塵埃などが付着することもある。すると、吐出される主インク滴をこれらの付着物が引っ張ることで、インク吐出方向がよれること、すなわち主インク滴の直進性が妨げられることがある。   Then, these may become ink mist and adhere around the ink discharge port of the recording head. In addition, dust or the like drifting in the air may adhere. As a result, the attached ink pulls the ejected main ink droplets, thereby changing the ink ejection direction, that is, preventing the straight travel of the main ink droplets.

そこで、この問題を解決するためのクリーニング技術として、インクジェット記録装置では、所定のタイミングでゴム等の弾性材料でなる払拭部材(ワイピングブレード、以下、ブレードとも言う)でヘッドの吐出面を拭い、付着物を除去するワイピングと呼ばれる方法が採用される。   Therefore, as a cleaning technique for solving this problem, the inkjet recording apparatus wipes the ejection surface of the head with a wiping member (wiping blade, hereinafter also referred to as a blade) made of an elastic material such as rubber at a predetermined timing. A method called wiping for removing the kimono is employed.

一方近年、記録物の記録濃度、耐水性および耐光性等を向上する目的で、色材として顔料成分を含有するインク(顔料系インク)が使用されることが多くなってきている。顔料系インクは、元来固体である色材を、分散剤や、顔料表面に官能基を導入するなどして水中に分散させてなるものである。   On the other hand, in recent years, an ink containing a pigment component (pigment-based ink) has been increasingly used as a coloring material for the purpose of improving the recording density, water resistance, light resistance and the like of recorded matter. The pigment-based ink is obtained by dispersing a color material that is originally solid in water by introducing a functional group on the surface of the pigment or the pigment.

従って、吐出面上でインク中の水分が蒸発し乾燥した顔料インクの乾燥物は、色材自体が分子レベルで溶解している染料系インクの乾燥固着物と比べ、吐出面に与えるダメージが大きい。   Therefore, the dried pigment ink, which is dried by evaporation of the water in the ink on the ejection surface, causes more damage to the ejection surface than the dry fixed matter of the dye-based ink in which the coloring material itself is dissolved at the molecular level. .

また、顔料を溶剤中に分散させるために用いている高分子化合物が吐出面に対して吸着されやすいという性質が見られる。これは、インクの粘度調整や、耐光性向上その他の目的によりインク中に高分子化合物が存在する場合には、顔料系インク以外でも生じる問題である。   Moreover, the property that the high molecular compound used in order to disperse | distribute a pigment in a solvent is easy to be adsorb | sucked with respect to a discharge surface is seen. This is a problem that occurs even in cases other than pigment-based inks when a high molecular compound is present in the ink for the purpose of adjusting the viscosity of the ink, improving light resistance, or the like.

これらの問題に対し、記録ヘッドのワイピング時にプリンタ本体内部に貯蔵した不揮発性溶剤のヘッド用液体を吐出面に塗着させることで、ブレードの磨耗を軽減し、記録ヘッドに蓄積した固着物を溶解させることによって蓄積物を除去する技術が開示されている(特許文献1および2)。   In response to these problems, non-volatile solvent head liquid stored inside the printer body during wiping of the print head is applied to the ejection surface to reduce blade wear and dissolve solid matter accumulated in the print head. The technique which removes the accumulation | storage material by making it do is disclosed (patent document 1 and 2).

また、ヘッドのノズルからインク滴を吐出し、ブレードをインクで湿らせながら、ワイピング動作を行っている内容が開示されている(特許文献3および4)。   In addition, the contents of performing a wiping operation while ejecting ink droplets from a nozzle of a head and moistening a blade with ink are disclosed (Patent Documents 3 and 4).

ブレード部材に親水化処理する従来例として、特許文献5が挙げられる。   Patent document 5 is mentioned as a prior art example which hydrophilizes a blade member.

特開平10−138503号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-138503 特開2000−203037号公報JP 2000-203037 A 特開平05−000515号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-000515 特開2006−212863号公報JP 2006-212863 A 特開平05−330074号公報JP 05-330074 A

本発明者らは、上記特許文献開示の方式で長期的なクリーニングの効果を検証した。すると、ヘッド用液体供給部材の大型化やインク吐出時のインク消費量やミストの再付着といった新たな問題が生じることを見出した。   The present inventors verified the long-term cleaning effect by the method disclosed in the above patent document. Then, it discovered that the new problem of the enlargement of the liquid supply member for heads, the ink consumption at the time of ink discharge, and the reattachment of mist arises.

特許文献1および2では、長期的なクリーニング効果をもたせるためにヘッド用液体貯蔵部材を大きくしなければならず、これによりプリンタ本体の大型化・複雑化を招く課題が生じた。特許文献3および4では、吐出によりブレードを湿らせるため、1回のクリーニングにおいて大量のインクを消費する。また、インク吐出時にインクミストが発生し、ワイピング動作後にミストが付着し、再びインク吐出方向がよれるという課題が生じた。   In Patent Documents 1 and 2, in order to provide a long-term cleaning effect, the head liquid storage member has to be enlarged, which causes a problem of increasing the size and complexity of the printer body. In Patent Documents 3 and 4, since the blade is moistened by ejection, a large amount of ink is consumed in one cleaning. In addition, there is a problem that ink mist is generated at the time of ink discharge, mist adheres after the wiping operation, and the ink discharge direction is changed again.

従って本発明は、インクとブレードおよびインクとヘッド表面の前進接触角と付着エネルギーの関係を適切に定めることで、インク濃縮残渣を効率的かつ確実に吐出面より除去でき、上記課題を生じさせることなく吐出面の表面特性の変化を抑制し、ヘッドの持つ初期性能を維持できるインクジェット記録ヘッドクリーニング方法を提供することにある。   Therefore, according to the present invention, by appropriately determining the relationship between the advancing contact angle of the ink and the blade and the ink and the head surface and the adhesion energy, the ink concentration residue can be efficiently and reliably removed from the ejection surface, and the above-described problems are caused. It is another object of the present invention to provide an ink jet recording head cleaning method capable of suppressing the change in the surface characteristics of the ejection surface and maintaining the initial performance of the head.

以上の課題を解決するために、本発明は、インクをノズルより吐出するインクジェット記録ヘッドの表面に付着した付着物をワイピングブレードにより除去するインクジェット記録ヘッドクリーニング方法において、
前記インクジェット記録ヘッド表面と前記インクの前進接触角をθa1、前記ワイピングブレード表面と前記インクの前進接触角をθa2とする時、
θa1−θa2>13 (degree) 式(1)
の条件を満たし、かつ前記インクジェット記録ヘッド表面と前記インクの付着エネルギーをE1、前記ワイピングブレード表面と前記インクの付着エネルギーをE2とする時、
E1−E2>0.7 (mJ/m2) 式(2)
の条件を用いることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides an inkjet recording head cleaning method in which deposits attached to the surface of an inkjet recording head that ejects ink from nozzles are removed by a wiping blade.
When the advancing contact angle between the ink jet recording head surface and the ink is θ a1 , and the advancing contact angle between the wiping blade surface and the ink is θ a2 ,
θ a1 −θ a2 > 13 (degree) Equation (1)
Satisfying the above condition, and the adhesion energy of the ink jet recording head surface and the ink is E 1 , and the adhesion energy of the wiping blade surface and the ink is E 2 ,
E 1 −E 2 > 0.7 (mJ / m 2 ) Equation (2)
The condition is used.

また本発明はインクをノズルより吐出するインクジェット記録ヘッドの表面に付着した付着物をワイピングブレードにより除去する手段を備えるインクジェット記録装置において、
前記インクジェット記録ヘッド表面と前記インクの前進接触角をθa1、前記ワイピングブレード表面と前記インクの前進接触角をθa2とする時、
θa1−θa2>13 (degree)の条件を満たし、かつ
前記インクジェット記録ヘッド表面と前記インクの付着エネルギーをE1、前記ワイピングブレード表面と前記インクの付着エネルギーをE2とする時、
E1−E2>0.7 (mJ/m2) の条件を満たす前記インクジェット記録ヘッド、前記インク、前記ワイピングブレードを用いることを特徴とする。
Further, the present invention provides an ink jet recording apparatus comprising a means for removing deposits attached to the surface of an ink jet recording head that discharges ink from a nozzle with a wiping blade.
When the advancing contact angle between the ink jet recording head surface and the ink is θ a1 , and the advancing contact angle between the wiping blade surface and the ink is θ a2 ,
When the condition of θ a1 −θ a2 > 13 (degree) is satisfied, and the adhesion energy between the ink jet recording head surface and the ink is E 1 , and the adhesion energy between the wiping blade surface and the ink is E 2 ,
The inkjet recording head, the ink, and the wiping blade satisfying the condition of E 1 −E 2 > 0.7 (mJ / m 2 ) are used.

本発明によれば、装置の大型化、ミストの発生といった課題を生じさせずにヘッド吐出面のインク濃縮残渣を除去し、安定した画像品位を保つことができる。   According to the present invention, it is possible to remove the ink concentration residue on the head ejection surface without causing problems such as an increase in the size of the apparatus and generation of mist, thereby maintaining stable image quality.

吐出面−インクの前進接触角、ブレード−インクの前進接触角の関係が式(1)を満たす場合において、1枚のワイパブレードでワイピングを行う際の吐出面でのインクの挙動を示す説明図である。Explanatory diagram showing the behavior of ink on the ejection surface when wiping with one wiper blade when the relationship between the ejection surface-ink advancing contact angle and the blade-ink advancing contact angle satisfies equation (1) It is. 吐出面−インクの前進接触角、ブレード−インクの前進接触角の関係が式(1)を満たす場合において、1枚のワイパブレードでワイピングを行う際の吐出面でのインクの挙動を示す説明図である。Explanatory diagram showing the behavior of ink on the ejection surface when wiping with one wiper blade when the relationship between the ejection surface-ink advancing contact angle and the blade-ink advancing contact angle satisfies equation (1) It is. 吐出面−インクの前進接触角、ブレード−インクの前進接触角の関係が式(1)の関係を満たさない場合において、1枚のワイパブレードでワイピングを行う際の吐出面でのインクの挙動を示す説明図である。When the relationship between the ejection surface-ink advancing contact angle and the blade-ink advancing contact angle does not satisfy the relationship of equation (1), the behavior of the ink on the ejection surface when wiping with one wiper blade is shown. It is explanatory drawing shown. 吐出面−インクの前進接触角、ブレード−インクの前進接触角の関係が式(2)を満たす場合において、1枚のワイパブレードでワイピングを行う際のワイプ後の吐出面の状態を示す説明図である。Explanatory drawing which shows the state of the ejection surface after wiping at the time of wiping with one wiper blade when the relationship between the ejection surface-ink advance contact angle and the blade-ink advance contact angle satisfies equation (2) It is. 吐出面−インクの前進接触角、ブレード−インクの前進接触角の関係が式(2)を満たさない場合において、1枚のワイパブレードでワイピングを行う際のワイプ後の吐出面の状態を示す説明図である。Explanation of the state of the ejection surface after wiping when wiping with one wiper blade when the relationship between the ejection surface-ink advance contact angle and the blade-ink advance contact angle does not satisfy the formula (2) FIG. 本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの主要部の模式的な斜視図である。It is a typical perspective view of the principal part of the inkjet printer which concerns on one Embodiment of this invention. 図5のインクジェットプリンタのキャリッジに搭載可能な記録ヘッドの一構成例を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view illustrating a configuration example of a recording head that can be mounted on a carriage of the ink jet printer of FIG. 5. 図6の記録ヘッドの構成要素である記録ヘッドの一構成例を示す分解斜視図である。FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating a configuration example of a recording head that is a component of the recording head in FIG. 6. 図7の記録ヘッドに適用される記録素子基板において、一色についての吐出口列付近の構造を、部分的に破断して示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a partially broken structure near a discharge port array for one color in a recording element substrate applied to the recording head of FIG. 7. (a)〜(g)は図8の記録素子基板の製造工程の説明図である。(A)-(g) is explanatory drawing of the manufacturing process of the recording element board | substrate of FIG. 図5のプリンタに適用されるクリーニング装置の一例を示す模式的側面図である。It is a typical side view which shows an example of the cleaning apparatus applied to the printer of FIG. ワイピングの過程を説明する図である。It is a figure explaining the process of wiping.

本発明者らは上記目的を実現するために、様々な検討を行った。その結果、ワイピング時にノズル内部のインクをワイパーへ引き出し、さらに引き出したインクを吐出面に供給し、吐出面のインク濃縮残渣を溶解させて吐出面より除去しやすくすることで、吐出面の表面特性を維持することが可能であることを見出した。   The present inventors have made various studies in order to achieve the above object. As a result, when wiping, the ink inside the nozzle is drawn out to the wiper, and the drawn ink is supplied to the discharge surface to dissolve the ink concentration residue on the discharge surface and make it easier to remove from the discharge surface. Found that it is possible to maintain.

そこで、さらに、ヘッド吐出面とブレードとインクそれぞれの材料、物性等を変化させた様々な組み合わせで検討を行った。その結果、インク/吐出面間の前進接触角および付着エネルギーとインク/ブレード間の前進接触角および付着エネルギーがある関係となる時に本発明の効果が発現することが判明した。   Therefore, further investigations were made with various combinations in which the material, physical properties, etc. of the head ejection surface, blade, and ink were changed. As a result, it has been found that the effects of the present invention are manifested when there is a relationship between the advancing contact angle and adhesion energy between the ink / ejection surface and the advancing contact angle and adhesion energy between the ink / blade.

以下に、インク/吐出面間およびインク/ブレード間の前進接触角の関係、インク/吐出面間およびインク/ブレード間の付着エネルギーの関係により、本発明の効果が発現することを説明する。   Hereinafter, it will be described that the effects of the present invention are manifested by the relationship between the advancing contact angle between the ink / ejection surface and between the ink / blade, and the relationship between the adhesion energy between the ink / ejection surface and between the ink / blade.

まずは、前進接触角について説明する。   First, the advancing contact angle will be described.

本発明において、前進接触角とは、滑落法による動的接触角測定により決定される。   In the present invention, the advancing contact angle is determined by dynamic contact angle measurement by the sliding method.

「動的接触角」とは、洗浄や塗布など、固体表面上を液体が動く状態を想定した動的な接触角の変化として知られている(参考文献を後日記載します)。通常、液滴の界面が前進する際の接触角を前進接触角θaと定義される。滑落法は試料表面に接した液滴を傾けていき、液滴滑落時の液滴前進部の接触角を前進接触角としている。一般に、前進接触角の値が小さいほど動的に濡れ易いといえる。   “Dynamic contact angle” is known as a dynamic change in contact angle that assumes a state in which a liquid moves on a solid surface, such as washing and coating (references will be described later). Usually, the contact angle when the droplet interface advances is defined as the advance contact angle θa. In the sliding-down method, a droplet in contact with the sample surface is tilted, and the contact angle of the droplet advancing portion when the droplet slides is defined as the advancing contact angle. In general, it can be said that the smaller the value of the advancing contact angle, the easier it is to wet dynamically.

本発明における滑落法による前進接触角は、例えば、固液界面解析装置DropMaster700(協和界面化学株式会社製)により、測定することが可能である。具体的には、まず、上記固液界面解析装置により、試験体上にインクジェット記録用インク25μLを付着させて液滴を形成し、試験体を傾斜させる。そして、滑落認識設定を2dotに設定し、液滴滑落時の液滴前進部の接触角を前進接触角としている。   The advancing contact angle by the sliding method in the present invention can be measured by, for example, a solid-liquid interface analyzer DropMaster700 (manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd.). Specifically, first, with the solid-liquid interface analysis device, 25 μL of ink jet recording ink is deposited on the test body to form droplets, and the test body is tilted. Then, the slide-down recognition setting is set to 2 dots, and the contact angle of the liquid droplet advancement portion at the time of liquid drop is set as the forward contact angle.

次に、付着エネルギーについて説明する。   Next, the adhesion energy will be described.

付着エネルギーは、固体表面と液体との付着性を表しており、下記式(3)により表される(参考文献、村瀬平八、色材, 73, [2] 60-66 (2000))。   The adhesion energy represents the adhesion between the solid surface and the liquid, and is represented by the following formula (3) (reference, Murase Hirahachi, coloring material, 73, [2] 60-66 (2000)).

Figure 2010284918
Figure 2010284918

一般に、付着エネルギーの値が大きいほど付着力が強いといえる。   In general, it can be said that the larger the value of the adhesion energy, the stronger the adhesion.

本発明における滑落法による付着エネルギーは、例えば固液界面解析装置DropMaster700(協和界面化学株式会社製)により、測定することが可能である。   The adhesion energy by the sliding-down method in the present invention can be measured by, for example, a solid-liquid interface analyzer DropMaster 700 (manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd.).

具体的には、まず、上記固液界面解析装置により、試験体上にインクジェット記録用インク25μLを付着させて液滴を形成し、試験体を傾斜させる。そして、滑落認識設定を2dotに設定した時の、液滴滑落時の滑落角、着滴半径の測定値から式(3)を用いて算出した値を付着エネルギーとしている。   Specifically, first, with the solid-liquid interface analysis device, 25 μL of ink jet recording ink is deposited on the test body to form droplets, and the test body is tilted. Then, the adhesion energy is a value calculated by using the equation (3) from the measured values of the sliding angle and the landing radius when the droplet falls when the sliding recognition setting is set to 2 dots.

次にインク/吐出面間およびインク/ブレード間の前進接触角の関係について説明する。   Next, the relationship between the advancing contact angles between ink / ejection surfaces and between ink / blades will be described.

図1は式(1)の条件を満たす場合のワイピング時の吐出面でのインクの挙動を示している。この条件を満たす時には、吐出面よりもワイピングブレードの方が濡れやすいので、ワイピングブレードがノズルのインクメニスカスに接触するとインクはワイピングブレードに移動し、ノズルに存在するインクを多く引き出す。この効果により図2に示されるように、ヘッドの吐出面に付着しているインク濃縮残渣と引き出されたインクが接触する。   FIG. 1 shows the behavior of ink on the ejection surface during wiping when the condition of formula (1) is satisfied. When this condition is satisfied, the wiping blade is more easily wetted than the ejection surface, so that when the wiping blade comes into contact with the ink meniscus of the nozzle, the ink moves to the wiping blade and draws out a large amount of ink existing in the nozzle. Due to this effect, as shown in FIG. 2, the ink concentration residue adhering to the ejection surface of the head contacts the drawn ink.

これに対し、式(1)の関係を満たさない場合は図3に示したようにワイピングブレードの接触によりノズルからインクを引き出す効果が少ないので、インク濃縮残渣を充分に溶解できない。   On the other hand, when the relationship of the expression (1) is not satisfied, the ink concentration residue cannot be sufficiently dissolved because the effect of drawing out ink from the nozzle by contact with the wiping blade is small as shown in FIG.

また、インク濃縮残渣を充分に溶解できるだけのインク量を引き出すには、θa1−θa2>16°の関係を満たすことがより好ましい。θa1−θa2>16°の関係を満たすとノズルからワイパーへのインクの引出し量が多くなり、吐出面に固着したインク濃縮残渣を確実に溶解させることができるからである。 In order to draw out an ink amount that can sufficiently dissolve the ink concentration residue, it is more preferable to satisfy the relationship θ a1 −θ a2 > 16 °. This is because when the relationship θ a1 −θ a2 > 16 ° is satisfied, the amount of ink drawn from the nozzle to the wiper increases, and the ink concentration residue fixed on the ejection surface can be surely dissolved.

図4は式(2)の条件を満たす場合のワイピング後の吐出面でのインクの挙動を示している。この場合には、吐出面にインクが付着しやすいのでワイピングブレードが通過してもインクは吐出面に残りやすい。そのため、吐出面のインク濃縮残渣を充分に溶解させることが可能である。   FIG. 4 shows the behavior of ink on the ejection surface after wiping when the condition of Expression (2) is satisfied. In this case, since ink tends to adhere to the ejection surface, the ink tends to remain on the ejection surface even if the wiping blade passes. Therefore, it is possible to sufficiently dissolve the ink concentration residue on the ejection surface.

これに対し、式(2)の関係を満たさない場合は図5に示したようにワイピングブレードの移動と共にインクもワイピングブレードへ追随してしまうので、吐出面にインクが残らずインク濃縮残渣を充分に溶解できない。   On the other hand, when the relationship of the expression (2) is not satisfied, the ink follows the wiping blade as the wiping blade moves as shown in FIG. It cannot be dissolved.

式(1)の条件を満たしても式(2)の条件を満たさない場合はブレードの接触によりインクは引き出されるものの、ブレードの移動によりインクが吐出面に残らないのでインク濃縮残渣を溶解させる効果が少ない。   Even if the condition of the formula (1) is satisfied but the condition of the formula (2) is not satisfied, the ink is pulled out by the contact of the blade, but the ink does not remain on the ejection surface by the movement of the blade, so that the ink concentration residue is dissolved. Less is.

また、式(2)の条件は満たすが式(1)の条件を満たさない場合、ブレードの接触によるインクの引き出し効果が小さいため、吐出面のインク濃縮残渣は溶解しない。   Further, when the condition of the expression (2) is satisfied but the condition of the expression (1) is not satisfied, the ink concentration effect on the ejection surface is not dissolved because the ink drawing effect by the contact of the blade is small.

式(1)と式(2)の関係を共に満たすようインクに対するヘッドの吐出面とワイピングブレードの前進接触角と付着エネルギーの関係を適切に定めることで吐出面のインク濃縮残渣を溶解するのに充分な効果を得ることができる。   In order to satisfy both of the expressions (1) and (2), the ink concentration residue on the ejection surface can be dissolved by appropriately determining the relationship between the ejection surface of the head, the advancing contact angle of the wiping blade, and the adhesion energy with respect to the ink. A sufficient effect can be obtained.

即ち、本発明は、インクと吐出面およびインクとワイピングブレードとの相互作用に着目し、その関係を規定することによって初めて実現できるのである。   That is, the present invention can be realized only by paying attention to the interaction between the ink and the ejection surface and the ink and the wiping blade, and by defining the relationship.

次に、本発明にかかる装置の実施形態についてそれぞれ説明し、本発明を詳細に説明する。   Next, each embodiment of the apparatus according to the present invention will be described, and the present invention will be described in detail.

(装置の実施形態)
図6は本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの主要部の模式的な斜視図である。
(Embodiment of the device)
FIG. 6 is a schematic perspective view of the main part of the ink jet printer according to the embodiment of the present invention.

図示のインクジェット記録装置において、キャリッジ100は無端ベルト5に固定され、かつガイドシャフト3に沿って移動可能になっている。無端ベルト5は一対のプーリ503に巻回され、一方のプーリ503にはキャリッジ駆動モーター(不図示)の駆動軸が連結されている。従って、キャリッジ100は、モーターの回転駆動に伴いガイドシャフト3に沿って図の左右方向に往復主走査される。キャリッジ100上には、インクタンク2を着脱可能に保持するカートリッジ形態の記録ヘッド1が搭載されている。   In the illustrated ink jet recording apparatus, the carriage 100 is fixed to the endless belt 5 and is movable along the guide shaft 3. The endless belt 5 is wound around a pair of pulleys 503, and a drive shaft of a carriage drive motor (not shown) is connected to one pulley 503. Accordingly, the carriage 100 is reciprocally main-scanned in the left-right direction in the drawing along the guide shaft 3 as the motor rotates. On the carriage 100, a cartridge-type recording head 1 that detachably holds the ink tank 2 is mounted.

図7は図6のキャリッジ100に搭載可能な記録ヘッド1の一構成例を示す斜視図、図8は記録ヘッド1の構成要素であるヘッドユニットの一構成例を示す分解斜視図である。   FIG. 7 is a perspective view showing a configuration example of the recording head 1 that can be mounted on the carriage 100 in FIG. 6, and FIG. 8 is an exploded perspective view showing a configuration example of a head unit that is a component of the recording head 1.

本例に係る記録ヘッド1は、インクを吐出する吐出口の配列を有したヘッドユニット400と、インクを貯蔵し、ヘッドユニット400にインクを供給するインクタンク410とを有している。記録ヘッド1は、ヘッドユニット400に設けられたインク吐出口列が記録媒体としての用紙6と対向し、かつ上記配列方向が主走査方向と異なる方向(例えば記録媒体6の搬送方向である副走査方向)に一致するようにキャリッジ100に搭載される。   The recording head 1 according to this example includes a head unit 400 having an array of ejection ports that eject ink, and an ink tank 410 that stores ink and supplies ink to the head unit 400. In the recording head 1, the ink ejection port array provided in the head unit 400 faces the paper 6 as a recording medium, and the arrangement direction is different from the main scanning direction (for example, sub-scanning in which the recording medium 6 is transported). Is mounted on the carriage 100 so as to coincide with the direction).

インク吐出口列およびインクタンク410の組は、使用するインク色に対応した個数を設けることができる。   The number of sets corresponding to the ink color to be used can be provided as a set of the ink discharge port arrays and the ink tanks 410.

図示の例では6色(例えばブラック(Bk)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、淡シアン(PC)および淡マゼンタ(PM))に対応して6組設けられている。   In the illustrated example, six sets are provided corresponding to six colors (for example, black (Bk), cyan (C), magenta (M), yellow (Y), light cyan (PC), and light magenta (PM)). .

ここに示す記録ヘッド1では、各色独立のインクタンク410が用意されており、それぞれがヘッドユニット400に対して着脱自在となっている。   In the recording head 1 shown here, an ink tank 410 independent for each color is prepared, and each is detachable from the head unit 400.

ヘッドユニット400は、図8に示すように、記録素子基板420、第1のプレート430、電気配線基板440、第2のプレート450、タンクホルダ460および流路形成部材470から構成されている。   As shown in FIG. 8, the head unit 400 includes a recording element substrate 420, a first plate 430, an electric wiring substrate 440, a second plate 450, a tank holder 460, and a flow path forming member 470.

各色インクの吐出口列を有する記録素子基板420は、酸化アルミニウム(Al23)を材料とする第1のプレート430上に接着固定されており、ここには記録素子基板420にインクを供給するためのインク供給口431が形成されている。さらに、第1のプレート430には、開口部を有する第2のプレート450が接着固定されている。この第2のプレート450は、インクを吐出するための電気信号を印加する電気配線基板440と記録素子基板420とが電気的に接続されるように電気配線基板440を保持している。 A recording element substrate 420 having an ejection port array for each color ink is bonded and fixed on a first plate 430 made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and ink is supplied to the recording element substrate 420 here. An ink supply port 431 for this purpose is formed. Further, a second plate 450 having an opening is bonded and fixed to the first plate 430. The second plate 450 holds the electrical wiring board 440 so that the electrical wiring board 440 for applying an electrical signal for ejecting ink and the recording element board 420 are electrically connected.

一方、インクタンク410を脱着可能に保持するタンクホルダ460には流路形成部材470が超音波溶着され、インクタンク410から第1のプレート430にわたるインク流路(不図示)を形成している。   On the other hand, a flow path forming member 470 is ultrasonically welded to a tank holder 460 that holds the ink tank 410 in a detachable manner, thereby forming an ink flow path (not shown) extending from the ink tank 410 to the first plate 430.

図9は、図8に示す記録素子基板420において、一色についての吐出口列付近の構造を、部分的に破断して示す斜視図である。   FIG. 9 is a perspective view showing a partially broken structure in the vicinity of the ejection port array for one color in the recording element substrate 420 shown in FIG.

図7において、421はインクを吐出するために利用されるエネルギーとして、通電に応じインクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する発熱素子(ヒータ)である。また、ヒータ421が実装される基体423上には、ヘッドユニット400の温度を検出する温度センサ428と、当該検出温度に応じてヘッドないしインクを保温するためのサブヒータ(不図示)と、が設けられる。422はインク吐出口、426はインク流路壁である。   In FIG. 7, reference numeral 421 denotes a heating element (heater) that generates thermal energy that causes film boiling in the ink in response to energization, as energy used to eject the ink. On the base 423 on which the heater 421 is mounted, a temperature sensor 428 for detecting the temperature of the head unit 400 and a sub-heater (not shown) for keeping the head or ink in accordance with the detected temperature are provided. It is done. Reference numeral 422 denotes an ink discharge port, and 426 denotes an ink flow path wall.

425は各ヒータに対向した状態でインク吐出口426が形成された吐出口プレートであり、樹脂の被膜層427を介して基体423上に配設される。また、吐出口プレート425の表面(記録媒体と対向する吐出面)には、所望の撥水材が設けられている。   Reference numeral 425 denotes an ejection port plate in which an ink ejection port 426 is formed in a state of facing each heater, and is disposed on the substrate 423 through a resin coating layer 427. In addition, a desired water repellent material is provided on the surface of the discharge port plate 425 (discharge surface facing the recording medium).

本例においては、ヒータ421ないし吐出口422の列が2列配置され、各列間のヒータ421ないし吐出口422同士は配列方向すなわち副走査方向に配列ピッチの1/2だけずれて配置されている。ここで、1列あたり128個のヒータ421ないし吐出口422が600dpiの密度で配列されることで、1色のインクあたり1200dpiの解像度を実現している。そして、上記6色に対応した記録素子基板構成が第1のプレート430上に配置される。   In this example, two rows of heaters 421 to discharge ports 422 are arranged, and the heaters 421 to discharge ports 422 between the rows are arranged so as to be shifted by a half of the arrangement pitch in the arrangement direction, that is, the sub-scanning direction. Yes. Here, a resolution of 1200 dpi per color ink is realized by arranging 128 heaters 421 to ejection ports 422 per row at a density of 600 dpi. Then, the recording element substrate configuration corresponding to the six colors is arranged on the first plate 430.

図10(a)〜(g)を用い、記録素子基板および吐出面の作成方法について説明する。   A method for creating the recording element substrate and the ejection surface will be described with reference to FIGS.

図10(a)および(b)は、それぞれ、記録素子基板420の模式的斜視図およびそのB−B’線の模式的断面図であり、複数のヒータ421がシリコン等でなる基体1上に配置されている(ヒータに通電を行うための電極等は不図示)。   FIGS. 10A and 10B are a schematic perspective view of the recording element substrate 420 and a schematic cross-sectional view taken along the line BB ′, respectively, in which a plurality of heaters 421 are formed on the substrate 1 made of silicon or the like. (Electrodes and the like for energizing the heater are not shown).

図10(c)は、図10(b)で示した基体423上に、ポジ型レジストによりインク流路パターン形成材433を配置した図である。このインク流路パターン形成材433は、各吐出口へ供給するインクを一時保持するための共通液室と、この共通液室から複数に分岐し、ヒータにより膜沸騰を起こさせるインクの流路を構成するためのパターンに対応している。   FIG. 10C is a diagram in which the ink flow path pattern forming material 433 is arranged on the base 423 shown in FIG. 10B with a positive resist. The ink flow path pattern forming material 433 includes a common liquid chamber for temporarily holding ink to be supplied to each ejection port, and an ink flow path that branches into a plurality from the common liquid chamber and causes film boiling by the heater. It corresponds to the pattern for composition.

図10(d)は、図10(c)で示したインク流路パターン形成材433の上にネガ型レジストからなるノズル形成材料434とフッ素およびシロキサン分子を含むネガ型レジストである撥水材料435を形成した状態を示す図である。本実施形態では、これら材料によって吐出口プレート425が形成されることになる。   FIG. 10D shows a nozzle forming material 434 made of a negative resist on the ink flow path pattern forming material 433 shown in FIG. 10C and a water repellent material 435 which is a negative resist containing fluorine and siloxane molecules. It is a figure which shows the state which formed. In the present embodiment, the discharge port plate 425 is formed of these materials.

このように撥水材料435を用いることにより、吐出面に撥水性を持たせることが可能となる。あるいは、この工程において、ノズル形成材料に組み合わせる材料を変更することにより、吐出面を所望の表面特性に変化させることが可能である。   By using the water repellent material 435 in this way, it becomes possible to impart water repellency to the ejection surface. Alternatively, in this step, it is possible to change the discharge surface to a desired surface characteristic by changing the material combined with the nozzle forming material.

図10(e)は、図10(d)の状態に対し、フォトリソグラフィ法によりインク吐出口422およびこれに通じるインク路を形成した状態である。さらに図10(f)は、図9(e)の状態に対し、吐出口形成面側等を適切に保護しながら、基体423の裏面側よりシリコンの異方性エッチングによりインク供給口424を形成した状態を示す図である。   FIG. 10E shows a state in which an ink discharge port 422 and an ink path leading to the ink discharge port 422 are formed by a photolithography method with respect to the state of FIG. Further, in FIG. 10F, the ink supply port 424 is formed by anisotropic etching of silicon from the back surface side of the base 423 while appropriately protecting the discharge port forming surface side and the like with respect to the state of FIG. It is a figure which shows the state which carried out.

図10(g)は、図10(f)の状態に対し、インク流路パターン形成材4333を溶出させ、記録素子基板を完成させた状態を示している。そしてこのように完成した記録素子基板420を第1のプレート430上に配置し、さらに各部との接続や電気的実装等を行うことで、図6に示した構成が得られる。   FIG. 10G shows a state where the ink flow path pattern forming material 4333 is eluted with respect to the state of FIG. The recording element substrate 420 thus completed is placed on the first plate 430, and further connected to each part, electrically mounted, and the like, thereby obtaining the configuration shown in FIG.

再び図6を参照するに、記録媒体6は、キャリッジ100のスキャン方向と直交する方向に間欠的に搬送される。   Referring to FIG. 6 again, the recording medium 6 is intermittently conveyed in a direction orthogonal to the scanning direction of the carriage 100.

記録媒体6は搬送方向の上流側および下流側にそれぞれ設けた一対のローラユニット(不図示)により支持され、一定の張力を付与されてインク吐出口に対する平坦性を確保した状態で搬送される。そして、キャリッジ100の移動に伴うヘッドユニット1の吐出口の配列幅に対応した幅の記録と、記録媒体6の搬送とを交互に繰り返しながら、記録媒体6全体に対する記録が行われる。また、図示の装置には、キャリッジの主走査方向上の移動位置を検出するなどの目的でリニアエンコーダ4が設けられている。   The recording medium 6 is supported by a pair of roller units (not shown) provided on the upstream side and the downstream side in the transport direction, and is transported in a state where a certain tension is applied and flatness with respect to the ink ejection port is ensured. Then, recording on the entire recording medium 6 is performed while alternately repeating recording of a width corresponding to the array width of the ejection ports of the head unit 1 accompanying the movement of the carriage 100 and conveyance of the recording medium 6. The illustrated apparatus is provided with a linear encoder 4 for the purpose of detecting the movement position of the carriage in the main scanning direction.

キャリッジ100は、記録開始時または記録中に必要に応じてホームポジションで停止する。ホームポジション付近には、キャップや、図11について後述するクリーニング装置を含むメンテナンス機構7が設置されている。キャップは昇降可能に支持されており、上昇位置では、ヘッドユニット1の吐出面をキャッピングし、非記録動作時等においてその保護を行う、あるいは吸引回復を行うことが可能である。記録動作時にはヘッドユニット1との干渉を避ける下降位置に設定され、また吐出面との対向によって予備吐出を受けることが可能である。   The carriage 100 stops at the home position as necessary at the start of recording or during recording. A maintenance mechanism 7 including a cap and a cleaning device described later with reference to FIG. 11 is installed near the home position. The cap is supported so as to be movable up and down, and in the raised position, the ejection surface of the head unit 1 can be capped to protect the head unit 1 during non-recording operation or to perform suction recovery. During the recording operation, the lower position is set to avoid interference with the head unit 1, and preliminary ejection can be received by facing the ejection surface.

図11は本発明に係るクリーニング装置の一例を示す模式的側面図である。   FIG. 11 is a schematic side view showing an example of a cleaning device according to the present invention.

ゴム等の弾性部材でなるワイピングブレード9Aおよび9Bがワイパホルダ10に固定されており、ワイパホルダ10は図の左右方向(記録ヘッド1の主走査方向と直交する、インク吐出口が配列された方向)に移動可能である。   Wiping blades 9A and 9B made of an elastic member such as rubber are fixed to the wiper holder 10. The wiper holder 10 is in the left-right direction in the figure (the direction perpendicular to the main scanning direction of the recording head 1 and in which the ink discharge ports are arranged). It is movable.

ワイピングブレード9Aおよび9Bは高さが異なっており、記録ヘッド1の吐出面11との摺接時に、前者は比較的大きく屈曲して側部(腹部)が、後者は比較的小さく屈曲して先端部(エッジ部)が摺接するようになっている。本発明の規定を満たすブレードは9Aのみでも、9Aおよび9Bともにでも構わない。   The wiping blades 9A and 9B have different heights, and when sliding with the ejection surface 11 of the recording head 1, the former is bent relatively large and the side (abdomen) is bent, and the latter is bent relatively small and the tip is bent. The part (edge part) comes into sliding contact. The blade satisfying the provisions of the present invention may be only 9A or both 9A and 9B.

クリーニング動作にあたっては、記録ヘッド1をホームポジションに設定した後、ワイパホルダ10を矢印方向に移動させる。この移動の過程で、まず比較的長いワイピングブレード9Aがまず吐出面11に摺接し、比較的短いワイピングブレード9Bがこれに続くことになる。   In the cleaning operation, after setting the recording head 1 to the home position, the wiper holder 10 is moved in the direction of the arrow. In the course of this movement, the relatively long wiping blade 9A first comes into sliding contact with the ejection surface 11, and the relatively short wiping blade 9B follows.

ワイプホルダ10の移動速度は、実用的な範囲であれば効果の発現は可能である。具体的には20mm/sec〜300mm/secの範囲が好ましい。   If the moving speed of the wipe holder 10 is in a practical range, the effect can be exhibited. Specifically, the range of 20 mm / sec to 300 mm / sec is preferable.

図12はこの過程の説明図である。ワイピングブレード9Aは比較的大きく屈曲してその側部(腹部)が吐出面11に摺接し、ノズルから吐出面へインクを引き出し、吐出面にインクを残しながら移動する。そしてこの状態でワイピングブレード9Bの先端部(エッジ)が吐出面11に当接することで、インク残渣の溶解物を効率的に掻きとって行き、記録ヘッドのクリーニングが行われる。   FIG. 12 is an explanatory diagram of this process. The wiping blade 9A is bent relatively large, and its side (abdomen) slides on the ejection surface 11, draws ink from the nozzle to the ejection surface, and moves while leaving ink on the ejection surface. In this state, the tip (edge) of the wiping blade 9B abuts on the ejection surface 11, so that the dissolved ink residue is efficiently scraped and the recording head is cleaned.

また本発明における関係式(1)および式(2)を満たすためにブレード表面の特性を制御する一手段として、ワイピングブレードの部材を親水化処理する方法が挙げられる。   Further, as one means for controlling the blade surface characteristics to satisfy the relational expressions (1) and (2) in the present invention, there is a method of hydrophilizing the member of the wiping blade.

こうした親水性の表面を形成する方法としては、ブレード部材にシラン系化合物をコーティングし吸着させるシランカップリング法や、ナイロン、ポリウレタン、ポリビニルアルコール等の親水性のポリマーをブレード部材にコーティング、グラフト化したり、ゴム表面に予めプラズマ処理を行ったり、これに更にモノマー浸漬後、表面にポリマーを成長させたりする、所謂表面改質によって親水化したものが例としてあげられる。   As a method for forming such a hydrophilic surface, a blade member is coated with a silane compound and adsorbed, or a hydrophilic polymer such as nylon, polyurethane, or polyvinyl alcohol is coated on the blade member and grafted. For example, the rubber surface may be hydrophilized by so-called surface modification, in which the rubber surface is preliminarily plasma-treated, or the polymer is further immersed in the rubber surface to grow a polymer on the surface.

ブレード部材に親水化処理する従来例の特許文献5には、水による静的接触角を30°以下ににすることによって、ごみ、ほこり、増粘インクを取り除く回復方法に関する開示がされている。しかし、インクと吐出面、インクとブレードとの関係については記載されていない。   Patent Document 5 of a conventional example in which a blade member is hydrophilized discloses a recovery method for removing dust, dust, and thickened ink by setting a static contact angle with water to 30 ° or less. However, the relationship between the ink and the ejection surface and the ink and the blade is not described.

特許文献5には、水による静的接触角を30°以下ににすることによって、ごみ、ほこり、増粘インクを取り除く回復方法に関する開示がされている。しかし、インクと吐出面、インクとブレードとの関係については記載されていない。   Patent Document 5 discloses a recovery method for removing dust, dust, and thickened ink by setting the static contact angle with water to 30 ° or less. However, the relationship between the ink and the ejection surface and the ink and the blade is not described.

さらに、本発明者らによる検証の結果、ただブレードを親水化するだけでは、インクによっては不必要にノズルからインクが引き出されるため、回復装置周りへのインク汚染およびインク消費量の増大が引き起こされることがわかった。本発明の範囲内であれば、このような弊害を生じさせずに充分なクリーニング効果を得ることができる。   Furthermore, as a result of verification by the present inventors, merely hydrophilizing the blade unnecessarily draws ink from the nozzle depending on the ink, thereby causing ink contamination around the recovery device and an increase in ink consumption. I understood it. Within the scope of the present invention, a sufficient cleaning effect can be obtained without causing such adverse effects.

次に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。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。尚、文中「部」又は「%」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
インク
分散体1の調製
比表面積が220m/gでDBP吸油量が105mL/100gであるカーボンブラックカーボンブラック10部、スチレン−アクリル酸共重合体ポリマー(酸価200mgKOH/g、重量平均分子量9,000、固形分20%の水溶液、中和剤:水酸化カリウム)30部、純水60部を混合した。次に、これをバッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、0.3mm径のジルコニアビーズを200部充填し、水冷しつつ、5時間分散処理を行った。得られた分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去し、顔料濃度10%の分散体1を得た。
分散体2の調製
5.5gの水に5gの濃塩酸を溶かした溶液に、5℃に冷却した状態で4−アミノフタル酸1.5gを加えた。次に、この溶液が入った容器をアイスバスに入れて液を撹拌することにより溶液を常に10℃以下に保った状態とし、これに5℃の水9gに亜硝酸ナトリウム1.8gを溶かした溶液を加えた。この溶液を更に15分間撹拌後、比表面積が220m/gでDBP吸油量が105mL/100gであるカーボンブラック6gを撹拌下で加えた。その後、更に15分間撹拌した。得られたスラリーをろ紙(商品名:標準用濾紙No.2;アドバンテック製)でろ過した後、粒子を十分に水洗し、110℃のオーブンで乾燥させ、自己分散型カーボンブラックを調製した。更に、上記で得られた自己分散型カーボンブラックに水を加えて顔料濃度が10質量%となるように調製し、分散体2を得た。
インク1〜7の調製
上記分散体1および2を用いて、下記表1に示す組成のインク1〜7を作製した。
Next, an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated concretely. The present invention is not limited by the following examples unless it exceeds the gist. In the text, “part” or “%” is based on mass unless otherwise specified.
Preparation of ink dispersion 1 10 parts of carbon black carbon black having a specific surface area of 220 m 2 / g and a DBP oil absorption of 105 mL / 100 g, a styrene-acrylic acid copolymer polymer (acid value 200 mg KOH / g, weight average molecular weight 9, 000, an aqueous solution having a solid content of 20%, 30 parts of a neutralizing agent: potassium hydroxide) and 60 parts of pure water were mixed. Next, this was charged into a batch type vertical sand mill (manufactured by Imex), charged with 200 parts of 0.3 mm diameter zirconia beads, and dispersed for 5 hours while cooling with water. The obtained dispersion was centrifuged to remove coarse particles, and dispersion 1 having a pigment concentration of 10% was obtained.
Preparation of Dispersion 2 To a solution prepared by dissolving 5 g of concentrated hydrochloric acid in 5.5 g of water, 1.5 g of 4-aminophthalic acid was added while being cooled to 5 ° C. Next, the container containing the solution was placed in an ice bath and the solution was stirred to keep the solution constantly at 10 ° C. or lower, and 1.8 g of sodium nitrite was dissolved in 9 g of water at 5 ° C. The solution was added. After the solution was further stirred for 15 minutes, 6 g of carbon black having a specific surface area of 220 m 2 / g and a DBP oil absorption of 105 mL / 100 g was added with stirring. Thereafter, the mixture was further stirred for 15 minutes. The obtained slurry was filtered with a filter paper (trade name: Standard filter paper No. 2; manufactured by Advantech), and then the particles were sufficiently washed with water and dried in an oven at 110 ° C. to prepare self-dispersing carbon black. Further, water was added to the self-dispersing carbon black obtained above to prepare a dispersion having a pigment concentration of 10% by mass, whereby Dispersion 2 was obtained.
Preparation of Inks 1 to 7 Using Dispersions 1 and 2, Inks 1 to 7 having the compositions shown in Table 1 below were prepared.

具体的な調製方法としては、下記成分を混合し、十分攪拌後、ポアサイズ3μmのミクロフィルター(アドバンテック製 C300A)にて加圧濾過をすることによりインクを調製した。水溶性有機溶剤としてはグリセリンおよびエチレングリコールを、界面活性剤としては、アセチノールE100(商品名:川研ファインケミカル製)およびZonyl FSO−100(商品名:デュポン社製)を使用した。(「アセチレノール」は登録商標)   As a specific preparation method, the following components were mixed, sufficiently stirred, and then subjected to pressure filtration with a micro filter having a pore size of 3 μm (C300A manufactured by Advantech) to prepare an ink. Glycerin and ethylene glycol were used as water-soluble organic solvents, and acetylin E100 (trade name: manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) and Zonyl FSO-100 (trade name: manufactured by DuPont) were used as surfactants. ("Acetylenol" is a registered trademark)

Figure 2010284918
Figure 2010284918

評価用ヘッド
評価に使用した記録ヘッドはキヤノン株式会社製のインクジェットプリンタ「PIXUS Pro9500」に搭載されているものを用いた。(「PIXUS」は登録商標)
ワイピングブレード
本実施例では、下記物性のブレードをプラズマ処理装置にて親水化処理を行いブレードAとした。
Evaluation Head The recording head used for the evaluation was the one mounted on an inkjet printer “PIXUS Pro 9500” manufactured by Canon Inc. ("PIXUS" is a registered trademark)
Wiping blade In this example, a blade having the following physical properties was subjected to hydrophilization treatment with a plasma processing apparatus to form blade A.

材質:ポリエーテルウレタン、厚み0.5mm、幅9mm、硬度75°
また、親水化処理しない上記物性のブレードをブレードBとした。
Material: Polyether urethane, thickness 0.5mm, width 9mm, hardness 75 °
Further, the blade having the above physical properties not subjected to the hydrophilic treatment was referred to as a blade B.

Figure 2010284918
Figure 2010284918

前進接触角・付着エネルギーの測定
上記の方法により作製したインク・ワイピングブレードと評価用ヘッドを用いて、ワイピングブレードのインクに対する前進接触角とヘッド吐出面のインクに対する前進接触角およびワイピングブレードのインクに対する付着エネルギーとヘッド吐出面のインクに対する付着エネルギーをそれぞれ測定した。前進接触角・付着エネルギーの測定は、固液界面解析装置DropMaster700(協和界面化学製)を用い測定した。結果を表2に示す。温度23℃、湿度55%の環境下において、液滴サイズを25μL、滑落認識設定を2dotに設定し滑落法による前進接触角と付着エネルギーを測定した。
評価用プリンタ本体
評価に使用したプリンタ本体は、キヤノン株式会社製のインクジェットプリンタ「PIXUS Pro9500」の回復系を改造し、ワイプ後のヘッド吐出面を観察できるようにした。
Measurement of advancing contact angle / adhesion energy Using the ink / wiping blade and the evaluation head prepared by the above method, the advancing contact angle with respect to the ink on the wiping blade, the advancing contact angle with respect to the ink on the head ejection surface, and the ink on the wiping blade Adhesion energy and adhesion energy to the ink on the head ejection surface were measured. The advancing contact angle / adhesion energy was measured using a solid-liquid interface analyzer DropMaster 700 (manufactured by Kyowa Interface Chemical). The results are shown in Table 2. Under an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 55%, the droplet contact size was set to 25 μL, the sliding recognition setting was set to 2 dots, and the advancing contact angle and adhesion energy were measured by the sliding method.
Printer Body for Evaluation The printer body used for the evaluation was modified from a recovery system of an inkjet printer “PIXUS Pro 9500” manufactured by Canon Inc. so that the head ejection surface after wiping can be observed.

上記実施例インク1〜6を評価用プリンタ本体の記録ヘッドのタンク位置に、さらに親水化処理を行ったブレードAを評価用プリンタ本体に装着し評価に使用した。装着したワイピングブレードの自由長と侵入量は下記の条件とした。ここで、自由長とはワイピングブレードとブレード支持部の境界からブレード先端までの長さであり、侵入量とは吐出面の位置からワイピングブレード先端までの高さである。
ワイピングブレード Aの装着条件
自由長:5mm、侵入量:1.75mm(ワイパー腹部が摺接するよう調整)
比較例
比較例として上記表2のインクとワイピングブレードの組み合わせにより、実施例と同じ装着条件で評価を行った。この比較例は式(1)と式(2)の両方の条件、あるいは式(1)、式(2)のいずれかの条件を満たしていない。
The inks of Examples 1 to 6 were mounted in the tank position of the recording head of the printer body for evaluation, and the blade A subjected to hydrophilic treatment was mounted on the printer body for evaluation and used for evaluation. The free length and penetration amount of the installed wiping blade were as follows. Here, the free length is the length from the boundary between the wiping blade and the blade support portion to the tip of the blade, and the penetration amount is the height from the position of the ejection surface to the tip of the wiping blade.
Wiping blade A mounting conditions Free length: 5 mm, penetration depth: 1.75 mm (adjusted so that wiper abdomen slides)
Comparative Example As a comparative example, the combination of the ink and the wiping blade in Table 2 was evaluated under the same mounting conditions as in the example. This comparative example does not satisfy both the conditions of the expressions (1) and (2), or the conditions of the expressions (1) and (2).

Figure 2010284918
Figure 2010284918

評価結果
評価は温度条件25℃におけるワイプ前後でのヘッド吐出面を観察することで行った。実施例および比較例の試験結果を表3に示す。なお、評価は次の3段階とした。
Evaluation Results Evaluation was performed by observing the head ejection surface before and after wiping at a temperature condition of 25 ° C. Table 3 shows the test results of Examples and Comparative Examples. Evaluation was made in the following three stages.

AA:ノズル周囲にインクが充分存在し、インク濃縮残渣が溶解されている。   AA: A sufficient amount of ink exists around the nozzle, and the ink concentration residue is dissolved.

A:ノズル周囲にインクが存在し、インク濃縮残渣が一部溶解されている。   A: Ink is present around the nozzle and the ink concentration residue is partially dissolved.

B:ノズル周囲のインク濃縮残渣が溶解されずに吐出面に残っている。   B: The ink concentration residue around the nozzle remains on the ejection surface without being dissolved.

式(1)および式(2)を満たす実施例1〜6ではインク濃縮残渣が溶解されていることが確認できた。また、θa1−θa2>16°および式(2)を満たす実施例2〜5ではさらに充分量のインク濃縮残渣が溶解されていることが確認された。 In Examples 1 to 6 satisfying the expressions (1) and (2), it was confirmed that the ink concentration residue was dissolved. In Examples 2 to 5 satisfying θ a1 −θ a2 > 16 ° and Expression (2), it was confirmed that a further sufficient amount of ink concentration residue was dissolved.

実施例1〜6、および比較例1〜8のインクとワイピングブレードの組み合わせにおいて、PIXUS Pro9500(キヤノン(株)製)に搭載し5000枚印字を行った後の印刷画質を評価したところ、比較例1〜8よりも実施例1〜6の方が画像品位は良好であった。   In the combination of the inks of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 8 and the wiping blade, the print image quality after printing on PIXUS Pro 9500 (manufactured by Canon Inc.) and printing 5000 sheets was evaluated. The image quality was better in Examples 1-6 than in 1-8.

1 インクジェット記録ヘッド
2 インクタンク
3 ガイド軸
4 リニアエンコーダ
5 ベルト
6 記録媒体
9、9A、9B ワイパブレード
10 ワイパホルダ
11 吐出面
12 ヘッド用液体供給装置
14 ヘッド用液体補充装置
100 キャリッジ
400 ヘッドユニット
410 インクタンク
420 記録素子基板
421 ヒータ
422 吐出口
425 吐出口プレート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet recording head 2 Ink tank 3 Guide shaft 4 Linear encoder 5 Belt 6 Recording medium 9, 9A, 9B Wiper blade 10 Wiper holder 11 Discharge surface 12 Head liquid supply device 14 Head liquid replenishing device 100 Carriage 400 Head unit 410 Ink tank 420 Recording element substrate 421 Heater 422 Discharge port 425 Discharge port plate

Claims (2)

インクをノズルより吐出するインクジェット記録ヘッドの表面に付着した付着物をワイピングブレードにより除去するインクジェット記録ヘッドクリーニング方法において、
前記インクジェット記録ヘッド表面と前記インクの前進接触角をθa1、前記ワイピングブレード表面と前記インクの前進接触角をθa2とする時、θa1−θa2>13 (degree) の条件を満たし、かつ
前記インクジェット記録ヘッド表面と前記インクの付着エネルギーをE1、前記ワイピングブレード表面と前記インクの付着エネルギーをE2とする時、E1−E2>0.7 (mJ/m2) の条件を満たすことを特徴とするインクジェット記録ヘッドクリーニング方法。
In the inkjet recording head cleaning method of removing deposits attached to the surface of the inkjet recording head that ejects ink from the nozzles with a wiping blade,
When the advancing contact angle between the ink jet recording head surface and the ink is θ a1 , and the advancing contact angle between the wiping blade surface and the ink is θ a2 , the condition of θ a1 −θ a2 > 13 (degree) is satisfied, and E 1 the adhesion energy of the ink and the ink jet recording head surface, when the adhesion energy of the ink and the wiping blade surface and E 2, satisfying the condition of E 1 -E 2> 0.7 (mJ / m 2) An ink jet recording head cleaning method.
インクをノズルより吐出するインクジェット記録ヘッドの表面に付着した付着物をワイピングブレードにより除去する手段を備え、
前記インクジェット記録ヘッド表面と前記インクの前進接触角をθa1、前記ワイピングブレード表面と前記インクの前進接触角をθa2とする時、θa1−θa2>13 (degree) の条件を満たし、かつ
前記インクジェット記録ヘッド表面と前記インクの付着エネルギーをE1、前記ワイピングブレード表面と前記インクの付着エネルギーをE2とする時、E1−E2>0.7 (mJ/m2) の条件を満たす前記インクジェット記録ヘッド、前記インク、前記ワイピングブレードを用いることを特徴とするインクジェット記録装置。
A means for removing deposits adhering to the surface of an inkjet recording head that discharges ink from nozzles with a wiping blade;
When the advancing contact angle between the ink jet recording head surface and the ink is θ a1 , and the advancing contact angle between the wiping blade surface and the ink is θ a2 , the condition of θ a1 −θ a2 > 13 (degree) is satisfied, and When the adhesion energy between the ink jet recording head surface and the ink is E 1 and the adhesion energy between the wiping blade surface and the ink is E 2 , the condition that satisfies E 1 −E 2 > 0.7 (mJ / m 2 ) is satisfied. An ink jet recording apparatus using an ink jet recording head, the ink, and the wiping blade.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015091638A (en) * 2013-09-30 2015-05-14 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Recording-head recovery system, inkjet recording apparatus including the same, and recording-head recovery method

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