JP2014168853A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インクジェット記録装置は、無機顔料を含有するインク組成物を吐出する複数のノズルの吐出口23が並ぶ第1吐出口列と、無機顔料以外の色材を含有するインク組成物を吐出する複数のノズルの吐出口23が並ぶ第2吐出口列と、第1吐出口列と第2吐出口列とを有するノズルプレート22と、ノズルプレート22に設けられた撥液膜と、ノズルプレート22の表面をぬぐう、インク組成物の吸収性を有するワイピング部材31と、ノズルプレート22とワイピング部材31との相対位置を変動させる移動機構と、を備え、ノズルプレート22の表面がワイピング部材31によってぬぐわれる一連の動作において、優先して第2吐出口列がぬぐわれる。
【選択図】図3
Description
まず、インクジェット記録装置1の基本的な構成について説明する。
<インクジェット記録装置>
インクジェット記録装置は、インクジェット式記録ヘッドによって、インク(インク組成物)を吐出させ、記録媒体に付着させることにより文字や図面、画像などを記録する装置である。インクジェット式記録ヘッドの方式としては、好適例としてピエゾ方式を用いている。ピエゾ方式は、インクに圧電素子(ピエゾ素子)により記録情報信号に応じた圧力を加え、インク滴を噴射し記録する方式である。
インクジェット記録装置1は、インクジェット式記録ヘッド(以下記録ヘッド20)、キャリッジ3、キャリッジ駆動機構4、コントロールボード5、インクカートリッジ6、記録媒体供給排出機構(図示省略)、プラテン8、ワイパーユニット30などを備えている。
キャリッジ3は、記録ヘッド20、およびインクカートリッジ6を搭載し、キャリッジ駆動機構4によって記録媒体10の表面上を走査(図1におけるX方向の往復動作)しながら略鉛直方向(図1における−Z方向)にインク(インク組成物)を吐出し記録を行なう。
コントロールボード5は、キャリッジ駆動機構4やワイパーユニット30の駆動制御やインク吐出の制御、また記録媒体10の供給排出などの制御を行なう。
インクカートリッジ6は、複数の収容部に分かれ、後述する複数のインク組成物を収容している。
記録媒体供給排出機構は、キャリッジ3の走査方向と交差する方向(図1におけるY方向)に記録媒体10を移動させる。
プラテン8は、記録媒体10を載置し、記録ヘッド20と、記録媒体10との間隔を規定している。
図2(a)は、記録ヘッド20の一部を示す断面図である。
記録ヘッド20は、インク組成物を吐出するノズル21が複数設けられたノズルプレート22を有し、ノズルプレート22には、ノズル開口部(吐出口23)が形成されている。また、ノズルプレート22の表面には撥液膜24が形成されている。
ノズルプレート22には、ノズルプレート22の少なくとも一部を覆うノズルプレートカバー25が設けられている。ノズルプレートカバー25は、複数のノズルチップ26の組み合わせによって形成される記録ヘッド20において、ノズルチップ26を固定する役割や、記録媒体10が浮き上がってノズル21に記録媒体10が直接接触してしまうのを防止する役割などのために設けられている。ノズルプレートカバー25は、ノズルプレート22の少なくとも一部を覆うことにより、側面から見たときに、ノズルプレート22から突出している状態で設けられる。インク組成物は、この突出部や吐出口23付近に残ることがあるため、後述するワイパーユニット30が備えるワイピング部材31(図3(a),(b))により除去する。
ノズルプレート22は、無機顔料を含有するインク組成物を吐出する吐出口23が並ぶ第1吐出口列50と、無機顔料以外の色材を含有するインク組成物を吐出する複数のノズルの吐出口23が並ぶ第2吐出口列51とを有している。図2(b)に示す例では、Y方向に並ぶ2つの第1吐出口列50と7つの第2吐出口列51とを有している。
説明が前後するが、図2(a)は、図2(b)におけるA―A断面を示している。
また、図2(b)および以下に示す図において、黒く塗りつぶした吐出口23の列は、第1吐出口列50を表している。
撥液膜24は、撥液性を有する膜であれば特に限定されない。撥液膜24は、例えば、撥液性を有する金属アルコキシドの分子膜を成膜し、その後、乾燥処理、アニール処理等を経て形成することができる。金属アルコキシドの分子膜は撥液性を有していればいかなるものでもよいが、フッ素を含む長鎖高分子基(長鎖RF基)を有する金属アルコキシドの単分子膜、または撥液基(例えば、フッ素を含む長鎖高分子基)を有する金属酸塩の単分子膜であることが望ましい。金属アルコキシドとしては、特に限定されないが、その金属種としては、例えば、ケイ素、チタン、アルミニウム、ジルコニウムが一般的に用いられる。長鎖RF基としては、例えば、パーフルオロアルキル鎖、パーフルオロポリエーテル鎖が挙げられる。この長鎖RF基を有するアルコキシシランとして、例えば、長鎖RF基を有するシランカップリング剤等が挙げられる。また、撥液膜24としては、例えばSCA(Silane Coupling Agent)膜や、特許第4424954号に記載されたものも用いることができる。
図3(a)は、ワイパーユニット30を示す斜視図、図3(b)は、ワイパーユニット30の構成を示す側面図、図3(c)は、ワイパーユニット30と吐出口列との位置関係を示す平面図である。
ワイパーユニット30は、ワイピング部材31、給材ローラー32、除材ローラー33、押圧ローラー34、筐体35、ワイパーユニット駆動機構などから構成されている。
また、ワイパーユニット30は、図3(c)に示すように、押圧ローラー34の軸方向が、第1吐出口列50および第2吐出口列51において吐出口23が並ぶ方向と同じ方向になるように配置されている。
ワイピング部材31は、ノズルの吐出口23およびノズルプレート22に付着した無機顔料含有インク組成物に対して吸収性を有するものであれば特に限定されないが、後述する洗浄液を保持できるものであれば好ましい。ワイピング部材31に洗浄液が含まれていることにより、顔料粒子がワイピング部材31の表面から内部に移動しやすくなり、ワイピング部材31の表面に顔料粒子が残りにくくなるため、撥液膜24が顔料粒子によって傷つけられることが抑制される。
ノズルプレート22に塗布される洗浄液は、浸透剤や保湿剤を含むことが好ましい。これにより、固化した顔料粒子の再分散性が向上しワイピング部材31中により吸収されやすくなる。なお、洗浄液はノズルプレート22に塗布されるものであれば特に限定されず、布帛に含ませて塗布しても良いし、ミスト状、または、塗布部材の上に洗浄液を貯めて、貯めた洗浄液をノズルプレートに接触させても良い。上述の中でも布帛に含ませて塗布する対応が最も好ましい。なお、洗浄液を含浸させる場合、清掃動作を行う際に洗浄液を布帛に含浸させておけば良い。つまり、事前に含浸させた布帛を用いても良く、清掃動作を行う前に布帛に洗浄液を塗布する機構を設けても良い。
移動機構は、ワイピング部材31および記録ヘッド20のうち少なくとも一方を、他方に対して相対的に移動させ、ワイピング部材31によってノズルプレート22の表面をぬぐい、ノズルプレート22の表面に付着したインク組成物を除去する清掃動作を行なうものである。具体的には、移動機構は、キャリッジ駆動機構4、ワイパーユニット駆動機構などにより構成され、コントロールボード5によって制御される。
なお、ここでいう荷重は、駆動機構全体からノズルプレート22に印加される荷重の総和である。
このX方向の移動機構は、キャリッジ駆動機構4、ワイパーユニット駆動機構のいずれに備えても、あるいは両方に備えても良い。
次に、無機顔料を含有するインク組成物(以下、無機顔料含有インク組成物)、および無機顔料以外の色材を含有するインク組成物(以下、無機顔料非含有インク組成物)に含まれるか、または含まれ得る添加剤(成分)について説明する。インク組成物は、色材(無機顔料、有機顔料、染料など)、溶媒(水、有機溶剤など)、樹脂、界面活性剤などから構成される。
無機顔料含有インク組成物は、色材として無機顔料を1.0重量%以上20.0質量%以下の範囲で含むものである。特に、無機顔料含有インク組成物が白色インク組成物の場合には、無機顔料濃度は5質量%以上が好ましい。
また、無機顔料非含有インク組成物は、無機顔料以外の顔料および染料から選択される色材を含んでもよい。
無機顔料含有インク組成物に含まれる無機顔料は、平均粒子径が20nm以上250nm以下であることが好ましく、より好ましくは20nm以上200nm以下である。
また、無機顔料の針状比率が3.0以下であることが好ましい。このような針状比率にする事で本願発明は良好に撥液膜を保護する事ができる。針状比率は、各粒子の最大長を最小幅で除した値(針状比率=粒子の最大長/粒子の最小幅)である。針状比率の特定については透過型電子顕微鏡を用いて測定可能である。
また、無機顔料のモース硬度は、2.0超過であり、5以上8以下であることが好ましい。
なお、グリーンインクやオレンジインク等、上記以外の色のインクに用いられる顔料としては、従来公知のものが挙げられる。
なお、本明細書における平均粒子径は、体積基準のものである。測定方法としては、例えば、レーザー回折散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。粒度分布測定装置としては、例えば、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布計(例えば、日機装社(Nikkiso Co., Ltd.)製のマイクロトラックUPA)が挙げられる。
色材として染料を用いることができる。染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、および塩基性染料が使用可能である。
樹脂としては、例えば、樹脂分散剤、樹脂エマルジョン、およびワックス等が挙げられる。これらの中でもエマルジョンであれば密着性や耐擦性が良好であり好ましい。
(1)インクジェット記録用インク組成物は熱変形温度10℃以下の第1樹脂を含む(以下、「第1のインク」という。)。
(2)インクジェット記録用インク組成物は第2樹脂を含み且つグリセリンを実質的に含有しない(以下、「第2のインク」という。)。
インク組成物に上記の顔料を含有させる際、顔料が水中で安定的に分散保持できるようにするため、当該インク組成物は樹脂分散剤を含むとよい。上記インク組成物が水溶性樹脂や水分散性樹脂等の樹脂分散剤を用いて分散された顔料(以下、「樹脂分散顔料」という。)を含むことにより、インク組成物が記録媒体10に付着したときに、記録媒体10とインク組成物との間およびインク組成物中の固化物間のうち少なくともいずれかの密着性を良好なものとすることができる。樹脂分散剤の中でも分散安定性に優れるため、水溶性樹脂が好ましい。
インク組成物は、樹脂エマルジョンを含んでも良い。樹脂エマルジョンは、樹脂被膜を形成することで、インク組成物を記録媒体10上に十分定着させて画像の耐擦性を良好にする効果を発揮する。上記の効果により樹脂エマルジョンを含有するインク組成物を用いて記録された記録物は、特に布帛、インク非吸収性または低吸収性の記録媒体10上で密着性、耐擦性に優れたものとなる。一方無機顔料の固化を促進させてしまう傾向にあるが、本願発明であれば固化した付着物を払拭する際によって生じる撥液膜の劣化の課題を良好に防止する事ができる。
インク組成物は、ワックスを含んでもよい。インク組成物がワックスを含むことにより、インク組成物がインク非吸収性および低吸収性の記録媒体10上で定着性により優れたものとなる。ワックスの中でもエマルジョンまたはサスペンジョンタイプのものがより好ましい。上記ワックスとしては、以下に限定されないが、例えばポリエチレンワックス、パラフィンワックス、およびポリプロピレンワックスが挙げられ、中でも後述するポリエチレンワックスが好ましい。
インク組成物は、消泡剤を含むことが好ましい。より詳しく言えば、インク組成物またはワイピング部材31が含む洗浄液のうち少なくともいずれかが、消泡剤を含むことが好ましい。インク組成物が消泡剤を含む場合、泡立ちを防止でき、その結果、泡がノズルの中に入り込む不具合を防止できる。
インク組成物は、界面活性剤(上記の消泡剤で挙げたものを除く。つまり、グリフィン法によるHLB値が5を上回るものに限る。)を含んでもよい。界面活性剤として、以下に限定されないが、例えばノニオン系界面活性剤が挙げられる。ノニオン系界面活性剤は、記録媒体10上でインクを均一に拡げる作用がある。そのため、ノニオン系界面活性剤を含むインクを用いてインクジェット記録を行なった場合、滲みの殆ど無い高精細な画像が得られる。このようなノニオン系界面活性剤としては、以下に限定されないが、例えば、シリコン系、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル系、多環フェニルエーテル系、ソルビタン誘導体、およびフッ素系の界面活性剤等が挙げられ、中でもシリコン系界面活性剤が好ましい。
インク組成物は、水を含有してもよい。特に、インク組成物が水性インクである場合、水は、インクの主となる媒体であり、インクジェット記録において記録媒体10が加熱される際、蒸発飛散する成分となる。
水の含有量は特に制限されず、必要に応じて適宜決定すればよい。
インク組成物の表面張力は、特に限定されないが、15〜35mN/mであることが好ましい。これによって、インク組成物の吸収部材への浸透性、記録した際のブリード防止性を確保が可能となり、清掃動作時のインク拭き取り性が向上する。インク組成物の表面張力も、上述のように、一般的に用いられる表面張力計(例えば、協和界面科学(株)製、表面張力計CBVP−Z等)を用いて測定する方法が例示できる。また、インク組成物の表面張力と洗浄液の表面張力の差は、10mN/m以内という関係を有することが好ましい。これによって、両者がノズル付近で混じった際に、極端にインク組成物の表面張力が低下することを防止できる。
インクジェット記録装置1は、上述したように、ノズルプレート22と、ノズルプレート22の表面をぬぐうワイピング部材31と、ノズルプレート22とワイピング部材31との相対位置を変動させる上述した移動機構とを備えている。また、ノズルプレート22は、無機顔料含有インク組成物を吐出する複数のノズル21の吐出口23が並ぶ第1吐出口列50と、無機顔料非含有インク組成物を吐出する複数のノズル21の吐出口23が並ぶ第2吐出口列51とを有している。
実施形態1に係るインクジェット記録装置1は、ノズルプレート22の表面がワイピング部材31によってぬぐわれる一連の動作において、優先して第2吐出口列51がぬぐわれるように第1吐出口列50と第2吐出口列51とが配列されていることを特徴としている。以下、具体的に説明する。
ノズルプレート22aは、n個の第1吐出口列50と、m個の第2吐出口列51と備えている。また、第1吐出口列50は、ノズルプレート22aにおいて一方の側(図4(a)において+X側)にn個が連続して(つまり、一方の端部からn個連続して)配置されている。第2吐出口列51は、ノズルプレート22aにおいて他方の側(図4(a)において−X側)にm個が連続して(つまり、他方の端部からm個連続して)配置されている。
ノズルプレート22a内でのこのような吐出口列の配置において、一連のワイピング動作は以下のように行なわれる。
次に、ワイパーユニット駆動機構は、払拭部Wがノズルプレート22aの表面に所定の押圧力をもって当接するように移動させる。
その結果、ワイピング部材31の払拭部Wは、最初に第2吐出口列51ぬぐい、また残りの(m−1個の)第2吐出口列51は、その後連続して第1吐出口列50に優先されてぬぐわれる。全ての第2吐出口列51がぬぐわれた後に、n個の第1吐出口列50が連続してぬぐわれる。
ノズルプレート22の表面がワイピング部材31によってぬぐわれることにより、インク組成物の増粘やノズルプレート22への異物付着による吐出不良が防止または軽減される。また、ノズルプレート22の表面がワイピング部材31によってぬぐわれる一連のワイピング動作において、無機顔料以外の色材を含有するインク組成物が吐出される第2吐出口列51が優先してぬぐわれた後に、無機顔料を含有するインク組成物が吐出される第1吐出口列50がぬぐわれる。優先して第2吐出口列51がぬぐわれることによって、一連のワイピング動作の中で、ワイピング部材31とノズルプレート22表面との間に無機顔料が介在する状態が少なくなる。第1吐出口列50がぬぐわれる際には、無機顔料がワイピング部材31によってノズルプレート22表面に押し付けられ擦られる場合があるため、第1吐出口列50付近においてノズルプレート22表面がダメージを受ける場合があるが、第2吐出口列51は無機顔料が介在しない状態において優先してぬぐわれるため、ノズルプレート22表面が受けるダメージが抑制される。
次に、実施形態2に係るインクジェット記録装置1について説明する。なお、説明にあたり、上述した実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
実施形態2は、n個の第1吐出口列50とm個の第2吐出口列51とにおいて、n+mが偶数のときはk=(n+m)/2とし、n+mが奇数のときはk=(n+m−1)/2としたときに、ワイピング部材31がノズルプレート22の表面を1番目からn+m番目までの第1吐出口列50あるいは第2吐出口列51をぬぐう一連の動作において、k+1番目からn+m番目までの範囲においてn列の第1吐出口列50がぬぐわれるように第1吐出口列50と第2吐出口列51とが配列されていることを特徴としている。以下、具体的に説明する。
ノズルプレート22bにおける第1吐出口列50と第2吐出口列51の配列が、ノズルプレート22aの場合と異なる点を除き、実施形態2は、実施形態1と同様である。
実施形態1では、第1吐出口列50が、ノズルプレート22aにおいて一方の端部からn個連続して配置されており、第2吐出口列51が、ノズルプレート22aにおいて他方の端部からm個連続して配置されているとして説明した。これに対し、ノズルプレート22bでは、n個の第1吐出口列50およびm個の第2吐出口列51が必ずしも連続して配置されていない。図4(b)に示すように、n個の第1吐出口列50の並びの間にいくつかの第2吐出口列51が入っている。但し、n個の第1吐出口列50は、1番目(ノズルプレート22bの他方の端部の列)からn+m番目(ノズルプレート22bの一方の端部の列)の並びにおいて、k+1番目からn+m番目までの範囲の中にn列分の第1吐出口列50が配置されている。つまり、無機顔料含有インク組成物を吐出する吐出口23が並ぶ第1吐出口列50は、略真ん中(k番目とk+1番目の間、あるいはk+1番目が真ん中)以降の列にn個すべてが配置されている。
ノズルプレート22の表面がワイピング部材31によってぬぐわれる一連のワイピング動作において、無機顔料を含有するインク組成物が吐出される第1吐出口列50のすべてが、ぬぐわれる順番の後半(k+1番目からn+m番目までの範囲)においてぬぐわれる。後半においてぬぐわれることによって、一連のワイピング動作の中で、ワイピング部材31とノズルプレート22表面との間に無機顔料が介在する状態が少なくなる。
つまり、本実施形態によれば、第1吐出口列50から吐出されノズルプレート22に付着する無機顔料が第2吐出口列51に塗り広げられながらノズルプレート22の表面全体へダメージを与えるということが少なくなり、ダメージの度合いを低減することができる。その結果、ノズルプレート22の表面に撥液膜24などを備えた構成であっても、ノズルプレート全体に亘る撥液膜の劣化が抑制されるため、インク組成物の吐出をより安定した状態に維持することができる。
次に、実施形態3に係るインクジェット記録装置1について説明する。なお、説明にあたり、上述した実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
実施形態3は、n個の第1吐出口列50とm個の第2吐出口列51とにおいて、n+mが偶数のときはk=(n+m)/2とし、n+mが奇数のときはk=(n+m−1)/2としたときに、ワイピング部材31がノズルプレート22の表面を1番目からn+m番目までの第1吐出口列50あるいは第2吐出口列51をぬぐう一連の動作において、1番目からk番目までの範囲において第1吐出口列50がぬぐわれる率が、k+1番目からn+m番目までの範囲において第1吐出口列50がぬぐわれる率より小さくなるように第1吐出口列50と第2吐出口列51とが配列されていることを特徴とする
ノズルプレート22cにおける第1吐出口列50と第2吐出口列51の配列が、ノズルプレート22aの場合と異なる点を除き、実施形態3は、実施形態1と同様である。
実施形態1では、第1吐出口列50が、ノズルプレート22aにおいて一方の端部からn個連続して配置されており、第2吐出口列51が、ノズルプレート22aにおいて他方の端部からm個連続して配置されているとして説明した。これに対し、ノズルプレート22cでは、n個の第1吐出口列50およびm個の第2吐出口列51が必ずしも連続して配置されていない。図4(c)に示すように、一方の端部から並ぶn個の第1吐出口列50の並びの間にいくつかの第2吐出口列51が入っている。同様に、他方の端部から並ぶm個の第2吐出口列51の並びの間にいくつかの第1吐出口列50が入っている。但し、1番目からk番目までの並びの範囲にある第1吐出口列50の率が、k+1番目からn+m番目までの並びの範囲にある第1吐出口列50の率より小さくなるように配置されている。
ノズルプレート22の表面がワイピング部材31によってぬぐわれる一連のワイピング動作において、ぬぐわれる順番の前半(1番目からk番目までの範囲)に第1吐出口列50がぬぐわれる率が、後半(k+1番目からn+m番目までの範囲)に第1吐出口列50がぬぐわれる率より小さい。換言すると、前半において第2吐出口列51がぬぐわれる率が高くなるように優先して第2吐出口列51がぬぐわれる。優先して第2吐出口列51がぬぐわれることによって、一連のワイピング動作の中で、ワイピング部材31とノズルプレート22表面との間に無機顔料が介在する状態がより少なくなる。
次に、実施形態4に係るインクジェット記録装置1について説明する。なお、説明にあたり、上述した実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
実施形態4は、ノズルプレート22の表面がワイピング部材31によってぬぐわれる一連の動作において、優先して第2吐出口列51がぬぐわれるようにノズルプレート22とワイピング部材31との相対位置を変動させることを特徴としている。以下、具体的に説明する。
ノズルプレート22dにおける第1吐出口列50と第2吐出口列51の配列が、ノズルプレート22aの場合のように限定されていない点、および移動機構によるワイピング動作が一定の方向に限定されていない点を除き、実施形態4は、実施形態1と同様である。
例えば、図5(a)に示すノズルプレート22dの例では、第1吐出口列50がノズルプレート22dの両端部に2列ずつ配置されている。第2吐出口列51は、両端領域の第1吐出口列50に挟まれる範囲で連続して配置されている。
上記のような配置に対して、一連のワイピング動作は以下のように行なわれる。
次に、ワイパーユニット駆動機構は、払拭部Wがノズルプレート22dの表面に所定の押圧力をもって当接するように移動させる。
一方の端部に配置される2列の第1吐出口列50がぬぐわれた後に、ワイパーユニット駆動機構は、ワイピング部材31をノズルプレート22dから離し、移動機構は、払拭部Wが他方の端部に配置される2列の第1吐出口列50の内の近いほうの第1吐出口列50の位置に来るように、ワイピング部材31とノズルプレート22dとを相対的に移動させる。
次に、ワイパーユニット駆動機構は、払拭部Wがノズルプレート22dの表面に所定の押圧力をもって当接するように移動させる。
他方の端部に配置される2列の第1吐出口列50がぬぐわれた後に、ワイパーユニット駆動機構は、ワイピング部材31をノズルプレート22dから離し、給材ローラー32および除材ローラー33を駆動してワイピング部材31の新しい面を給材ローラー32側から引き出して露出させ、ぬぐい終わった面を除材ローラー33側に送って巻き取らせる。
以上の一連のワイピング動作により、最初に第2吐出口列51が優先されてぬぐわれ、その後連続して第1吐出口列50がぬぐわれる。
このような配置に対して、一連のワイピング動作は、図5(b)に示す矢印A〜Dで示すように、ABCDの順に行なわれる。矢印A〜Dは、払拭部Wがノズルプレート22dの表面をぬぐうように移動する領域であり、各矢印の間では、上記と同様に、ワイパーユニット駆動機構によって一旦払拭部Wをノズルプレート22dの表面から離し、移動機構によって移動させている。
このような配置に対して、一連のワイピング動作は、例えば、図5(c)に示す矢印A〜Fで示すように、A〜Fの順に行なわれる。矢印A〜Fは、払拭部Wがノズルプレート22dの表面をぬぐうように移動する領域であり、各矢印の間では、上記と同様に、ワイパーユニット駆動機構によって一旦払拭部Wをノズルプレート22dの表面から離し、移動機構によって移動させている。
このように、ノズルプレート22dにおける第1吐出口列50と第2吐出口列51の配列に合わせて、適宜ワイピングの位置と順番を設定する。
図6(a),(b)は、変形例に係るノズルプレート22dの例を、吐出口23の側から見た平面図である。
実施形態1では、一連の動作によってノズルプレート22のワイピングが完了した後に、ワイパーユニット駆動機構は、給材ローラー32および除材ローラー33を駆動してワイピング部材31の新しい面を給材ローラー32側から引き出して露出させ、ぬぐい終わった面を除材ローラー33側に送って巻き取らせると説明した。つまり、一連のワイピングが完了するまで、ワイピング部材31の払拭部Wは変わらないように説明したが、これに限定するものではなく、ワイピング動作の途中で、払拭部Wのリフレッシュ(ワイピング部材31の新しい面を露出させること)をしても良い。
このような配列の場合に、ワイピング動作の途中で、払拭部Wのリフレッシュを行なうことにより、効率的にワイピングを行なうことができる。具体的には、第1吐出口列50をワイピングした後に払拭部Wのリフレッシュを行なった場合、引き続き第2吐出口列51に対して良好にワイピングすることができるようになるため、図6(a)に示す矢印A,Bのようにノズルプレート22dの中央部に配置された第2吐出口列51を基点としてノズルプレート22dの両端部に向かうワイピングを行なうことができる。その結果、例えば、図6(a)に示す例の配置によるノズルプレート22dの場合には、中央部から両端部に向かうワイピングがバランス良くできるようになる。また、一連のワイピングのための移動距離(ノズルプレート22とワイピング部材31との相対位置の変動量)も短くすることができるなど、効率的にワイピングを行なうことができる。
このような配列の場合においても、上記と同様に、ワイピング動作の途中で、払拭部Wのリフレッシュを行なうことにより、効率的にワイピングを行なうことができる。具体的には、図6(b)に示す矢印E,Fのようにノズルプレート22dの中央部に配置された第2吐出口列51を基点としてノズルプレート22dの両端部に向かうワイピングを行なう。
na+maが偶数のときはka=(na+ma)/2とし、na+maが奇数のときはka=(na+ma−1)/2としたときに、ka+1番目からna+ma番目の範囲においてna列の第1吐出口列50がぬぐわれるように第1吐出口列50と第2吐出口列51とが配列されている。あるいは、少なくとも、1番目からka番目において第1吐出口列50がぬぐわれる率が、ka+1番目からna+ma番目において第1吐出口列50がぬぐわれる率より小さくなるように配列されている。
nb+mbが偶数のときはkb=(nb+mb)/2とし、nb+mbが奇数のときはkb=(nb+mb−1)/2としたときに、kb+1番目からnb+mb番目の範囲においてnb列の第1吐出口列50がぬぐわれるように第1吐出口列50と第2吐出口列51とが配列されている。あるいは、少なくとも、1番目からkb番目において第1吐出口列50がぬぐわれる率が、kb+1番目からnb+mb番目において第1吐出口列50がぬぐわれる率より小さくなるように配列されている。
以下に実験例の説明を行なう。なお、本発明は、以下の実験例によって何ら限定されるものではない。
インク組成物用の主な材料は、以下の通りである。
〔色材〕
・C.I.ピグメントブラック7
(カーボンブラック、平均粒子径100nm、モース硬度1〜2.0)
・C.I.ピグメントブルー15:3(平均粒子径100nm、モース硬度1以下)
・C.I.ピグメントレッド122(平均粒子径120nm、モース硬度1以下)
・C.I.ピグメントイエロー155(平均粒子径200nm、モース硬度1以下)
・二酸化チタン(平均粒子径350nm、モース硬度7.2)
〔有機溶剤〕
・1,2−ヘキサンジオール
・2−ピロリドン
・プロピレングリコール
〔樹脂エマルジョン〕
・スチレン−アクリル酸共重合体系樹脂エマルジョン
(Tg85℃、平均粒子径140nm)
〔ポリエチレンワックス〕
・AQUACER515(BYK社製商品名)
〔シリコン系界面活性剤〕
・BYK348(BYK社製商品名)
〔アセチレングリコール系消泡剤〕
・サーフィノールDF110D(日信化学工業社製商品名、HLB値=3)
〔pH調整剤〕
・トリエタノールアミン
上記平均粒子径は、日機装社の商品名「マイクロトラックUPA」に準拠して測定した。
〔Tgの測定方法〕
上記Tgは、エマルジョンの乾燥物をサンプルとし、SIIナノテクノロジーズ株式会社製の商品名「DSC−6200R」を使用して測定した。
水溶性樹脂(メタクリル酸/ブチルアクリレート/スチレン/ヒドロキシエチルアクリレート=25/50/15/10の質量比で共重合したもの。重量平均分子量12,000)40質量部を、水酸化カリウム7質量部、水23質量部、およびトリエチレングリコール−モノ−n−ブチルエーテル30質量部を混合した液に投入し、80℃で撹拌しながら加熱して樹脂水溶液を調製した。
上記で調製した顔料分散液を色材が2.5質量%となる量用意した。この顔料分散液に、表1(下記)に示す色材以外の各成分を、表1に記載の含有量(単位:質量%)となるよう添加し、無機顔料含有インク組成物(Bk,W)および無機顔料非含有インク組成物(C,M,Y)を調製した。各インク組成物は、各成分を容器に入れてマグネチックスターラーで2時間撹拌混合した後、孔径5μmのメンブランフィルターで濾過してゴミや粗大粒子等の異物(不純物)を除去することにより調製した。なお、水溶性樹脂については、各色剤の含有量の4分の1に相当する量がインクに添加されている。
洗浄液の主な材料は、以下の通りである。
〔洗浄液の浸透剤〕
・アセチレングリコール系界面活性剤
(日信化学工業社製商品名オルフィンE1010)
〔保湿剤〕
・ポリエチレングリコール(重量平均分子量200)
表2(下記)に示す各成分を、表2に記載の含有量(単位:質量%)となるよう添加し、洗浄液を調製した。洗浄液は、各成分を容器に入れてマグネチックスターラーで2時間撹拌混合した後、孔径5μmのメンブレンフィルターで濾過してゴミや粗大粒子等の不純物を除去することにより調製した。
インクジェット記録装置は、プリンターPX−H10000(セイコーエプソン社(Seiko Epson Corporation)製)を改造したもの(以下、「PX−H10000改造機」という)を用いた。改造部分は、ノズルプレート、ヘッド、吸収部材(ワイピング部材)、駆動機構(ワイパーユニット駆動機構)などである。
ノズルプレートは単結晶シリコンで形成されたものを用いた。ノズルプレートは、化学気相蒸着(CVD:Chemical Vapor Deposition)リアクターにSiC14および水蒸気を導入することによって、CVD法により成膜された酸化シリコンの膜(SiO2膜)を形成した。SiO2膜の膜厚は50nmであった。さらに酸素プラズマ処理を行ない、その後、C8F17C2H4SiC13を用いて化学気相蒸着法(CVD)を行なうことでSiO2膜に撥液膜(厚さ10nm)を形成し、撥液膜付きのシリコンノズルプレートを製造した。
〔撥液膜保存性試験〕
PX−H10000改造機を用い、表1に示すインク組成物Bk,C,M,Y,またはWを用いて記録した後、吸引ポンプを用いたヘッド内のインクを吸引する吸引動作を行ない、その後に表3の通り清掃動作(ワイピング)を実行した。このサイクルを1回として、100回繰り返した。なお、清掃動作は各ノズル列中のノズル配列方向に沿って行ない、インク組成物ごとの撥液膜に対する影響を評価した。つまり、ワイピングの方向は、本発明における実施形態の方向(図3(c)に示す方向)と異なり、無機顔料含有インク組成物を吐出する複数のノズルの吐出口、および、無機顔料非含有インク組成物を吐出する複数のノズルの吐出口が、それぞれ連続してワイピングされる方向で行なった。
なお、評価基準を以下とした。
A:撥液膜剥がれが実質的に観察できないレベル
B:撥液膜がわずかに剥がれ変色しているが、吐出に影響がないレベル
C:ノズルふちの撥液膜が剥がれ、吐出に影響があるレベル
D:ノズル全面の撥液膜が剥がれ、吐出に非常に影響があるレベル
以上の結果により、ワイピング時にワイピング部材とノズルプレート表面との間に介在する無機顔料がノズルプレート表面に作用して撥液膜などを傷つけてしまうことが確認でき、その状態の発生を抑制する本発明の効果が確認できる。
Claims (8)
- 無機顔料を含有するインク組成物を吐出する複数のノズルの吐出口が並ぶ第1吐出口列と、
無機顔料以外の色材を含有するインク組成物を吐出する複数のノズルの吐出口が並ぶ第2吐出口列と、
前記第1吐出口列と前記第2吐出口列とを有するノズルプレートと、
前記ノズルプレートに設けられた撥液膜と、
前記ノズルプレートの表面をぬぐう、インク組成物の吸収性を有するワイピング部材と、
前記ノズルプレートと前記ワイピング部材との相対位置を変動させる移動機構と、を備え、
前記ノズルプレートの表面が前記ワイピング部材によってぬぐわれる一連の動作において、前記第1吐出口列よりも優先して前記第2吐出口列がぬぐわれることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記移動機構が、優先して前記第2吐出口列がぬぐわれるように前記ノズルプレートと前記ワイピング部材との相対位置を変動させることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 前記ノズルプレートと前記ワイピング部材との相対位置が単一の方向に変動し、
前記ノズルプレートにおいて、優先して前記第2吐出口列がぬぐわれるように前記第1吐出口列と前記第2吐出口列とが配置されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 最初に前記第2吐出口列がぬぐわれることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記第1吐出口列の数をnとし、前記第2吐出口列の数をmとし、n+mが偶数のときはk=(n+m)/2とし、n+mが奇数のときはk=(n+m−1)/2としたときに、
前記ワイピング部材が前記ノズルプレートの表面を1番目からn+m番目までの前記第1吐出口列あるいは前記第2吐出口列をぬぐう一連の動作において、
1番目からk番目までの範囲において前記第2吐出口列がぬぐわれる率が、k+1番目からn+m番目までの範囲において前記第2吐出口列がぬぐわれる率より大きいことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。 - 前記無機顔料の平均粒子径が20nm以上200nm以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記無機顔料の針状比率(粒子の最大長/最小幅)が1.5以上3.0以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
- 無機顔料を含有するインク組成物において、前記無機顔料の含有濃度が、1.0重量%以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
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