JP2016124111A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッドのインク吐出面のインク汚れを効果的に抑制可能なインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクジェット記録装置は、記録ヘッドと、ワイプブレードと、駆動機構と、を備える。記録ヘッドは、記録媒体上に水性インクを吐出する吐出ノズルが開口するノズル領域が設けられたインク吐出面と、ワイプブレードの移動方向と平行なインク吐出面の両端部から垂直に立ち上がる一対のヘッド側面とを有する。ワイプブレードは、吐出ノズルからインク吐出面に強制的に押し出されたパージインクを拭き取る。インク吐出面には水に対する接触角が９０°以上の第１撥水膜が形成され、ヘッド側面には第１撥水膜よりも水に対する接触角が１０°以上高い第２撥水膜が形成される。【選択図】図１８

Description

本発明は、用紙のような記録媒体にインクを吐出することによって記録を行うインクジェット記録装置に関するものである。

ファクシミリ、複写機、プリンターのような記録装置として、紙、ＯＨＰ用シートのような記録媒体に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が、高精細な画像を形成できることから広く用いられている。

このようなインクジェット記録装置では、一般に、記録ヘッドのインク吐出面に開口が設けられたインク吐出用ノズル内のインクの乾燥やノズルの目詰まりを防止するために、ノズルからインクを強制的に押し出す（パージ）。このインク押し出しにより、ノズル内の増粘インクや気泡、不純物等を排出することができる。また、押し出されたインクはインク吐出面に付着したミスト（インク残渣）を再溶解する。

そして、インクを押し出した後、インク吐出面（ノズル面）に付着したインクをブレード状のワイパーで拭き取って記録ヘッドの回復処理を行う構成になっている。ワイパーはゴムのような弾性材料で形成されており、ワイパーを弾性変形させてインク吐出面に押し当てることで、インク吐出面とワイパーとの間に隙間が生じないようにワイパーをインク吐出面に密着させてインクを拭き取ることができる。

しかし、ワイパーによるインクの拭き取り性が悪い場合、インク吐出面に残存するミスト等によって直進性の悪化（飛翔曲がり）や不吐出等が発生して記録ヘッドの印字性能が低下することがある。そこで、ワイパーによるインクの拭き取り性を向上する方法が種々提案されており、例えば特許文献１には、ノズル面（インク吐出面）に撥水膜を用いることでクリーニング性を向上させる技術が開示されている。

また、ワイパーによるインクの拭き取り性が悪い例として、インク吐出面から垂直に立ち上がる記録ヘッドの側面（ヘッド側面）へのインクのせり上がりや、インク吐出面のエッジ部へのインク付着がある。記録ヘッドの回復処理を繰り返し行うことで、ヘッド側面にせり上がったインクも乾燥、固化しながら量が増えるため、下方に垂れ下がる。そのため、用紙の印字面に接触して画質低下を発生させる。また、インク吐出面のエッジ部へのインク付着は、ノズルの乾燥を防ぐために記録ヘッドに装着されるキャップの密閉性に大きな影響を与える。

そこで、ヘッド側面へのインクのせり上がり、或いはインク吐出面のエッジ部へのインク付着を防止する方法が提案されており、特許文献２には、ヘッド側面に溝を設けて撥水性を付与することでヘッド側面へのインクの回り込みを防止する記録ヘッドが開示されている。また、特許文献３には、ヘッド側面に撥水性を付与するとともに、ヘッド側面用の拭き取りブレードを用いてヘッド側面のクリーニングを行うヘッドクリーニング装置が開示されている。

特開平６−８４１６号公報 特開２０１４−６９４１９号公報 特開２００８−１２８２６号公報

しかしながら、特許文献２の方法では、ヘッド側面に溝を設けるためにヘッド側面の機械的な加工が必要となる。また、溝を設けることに伴うヘッドの強度低下を抑制するために、ヘッドの幅をある程度大きくする必要があり、十分な方法とはいえなかった。また、特許文献３の方法では、ヘッド側面用の拭き取りブレードを設けるために装置の構成が複雑となる。また、インク吐出面を拭き取った後にノズル側面の拭き取りを行う構成のため、ヘッド側面の拭き取り時にインクがインク吐出面に回り込み、インク吐出面を汚染してしまうおそれもあった。

本発明は、上記問題点に鑑み、簡易な構成でインク吐出面のワイピング時におけるヘッド側面へのインクのせり上がりを効果的に抑制可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、記録ヘッドと、ワイプブレードと、駆動機構と、を備えた記録ヘッドの回復動作を実行可能なインクジェット記録装置である。記録ヘッドは、記録媒体上に水性インクを吐出する吐出ノズルが開口するノズル領域が設けられたインク吐出面を有する。ワイプブレードは、吐出ノズルからインク吐出面に強制的に押し出されたパージインクを拭き取る。駆動機構は、ワイプブレードをインク吐出面に沿って移動させるとともに、ワイプブレードをインク吐出面に対し接近または離間する方向に昇降可能である。記録ヘッドは、ワイプブレードの移動方向と平行なインク吐出面の両端部から垂直に立ち上がる一対のヘッド側面を有する。インク吐出面には水に対する接触角が９０°以上の第１撥水膜が形成され、ヘッド側面には第１撥水膜よりも水に対する接触角が１０°以上高い第２撥水膜が形成される。

本発明によれば、記録ヘッドの側面へのインク付着が抑制されるため、ワイピング動作の繰り返しによってインクが徐々に付着して垂れ下がり、用紙に接触して印字面を汚染する不具合を効果的に抑制することができる。また、非印字時に記録ヘッドにキャップをする場合にキャップ部の内面へのインク付着が抑制され、キャップ部の密閉性の低下が抑制されるため、インク吐出ノズルの乾燥およびそれに起因するインクの吐出不良も抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るインクジェット式のプリンターの構造を示す図 本発明の一実施形態のプリンターの第１ベルト搬送部および記録部を上方から見た図 本発明の一実施形態のプリンターの記録部の構造を示す図 本発明の一実施形態のプリンターの記録部のラインヘッドを構成する記録ヘッドの構造を示す図 本発明の一実施形態のプリンターの記録ヘッドをインク吐出面側から見た図 本発明の一実施形態のプリンターの記録部、キャップユニットおよびワイプユニット等の構造を示す図 本発明の一実施形態のプリンターのキャップユニットの構造を示す図 本発明の一実施形態のプリンターのキャリッジの構造を示す図 本発明の一実施形態のプリンターのキャリッジの構造を示す図 本発明の一実施形態のプリンターのワイプユニットの構造を示す図 本発明の一実施形態のプリンターのワイプユニットの構造を示す図 本発明の一実施形態のプリンターの第１ベルト搬送部が降下した状態を示す図 本発明の一実施形態のプリンターのワイプユニットが第１の位置に移動した状態を示す図 本発明の一実施形態のプリンターのワイパーを記録ヘッドのインク吐出面の拭き取り開始位置に圧接した状態を示す図 本発明の一実施形態のプリンターのワイパーにより記録ヘッドのインク吐出面に押し出されたパージインクを拭き取っている状態を示す図 本発明の一実施形態のプリンターのキャップユニットおよびワイプユニットが第１の位置に移動した状態を示す図 記録ヘッドと記録ヘッドのインク吐出面を拭き取るワイパーを、拭き取り方向（矢印Ａ方向）上流側から見た図 図１７における記録ヘッドのインク吐出面およびヘッド側面の図 ワイパーによりインク吐出面に吐出されたパージインクを拭き取っているときのヘッド側面の状態を示す図 ワイパーによりインク吐出面に吐出されたパージインクを拭き取った後のインク吐出面のエッジ部の状態をインク吐出面側から見た図

以下、図１〜図２０を参照して、本発明の一実施形態のインクジェットプリンター１００（インクジェット記録装置）について説明する。図１に示すように、プリンター１００は、プリンター本体１の内部下方に用紙収容部である給紙カセット２ａが配置されている。給紙カセット２ａの内部には、記録媒体の一例である印刷前のカットペーパーの用紙Ｐが収容されている。給紙カセット２ａの用紙搬送方向下流側、すなわち図１における給紙カセット２ａの左側の上方には給紙装置３ａが配置されている。この給紙装置３ａにより、用紙Ｐは図１において給紙カセット２ａの左上方に向け、１枚ずつ分離されて送り出される。

また、プリンター１００はその内部に第１用紙搬送路４ａを備えている。第１用紙搬送路４ａは、給紙カセット２ａに関して言えばその給紙方向である左上方に位置する。給紙カセット２ａから送り出された用紙Ｐは第１用紙搬送路４ａによりプリンター本体１の側面に沿って垂直上方に搬送される。

用紙搬送方向に対し第１用紙搬送路４ａの下流端にはレジストローラー対１３が備えられている。さらにレジストローラー対１３の用紙搬送方向下流側直近には第１ベルト搬送部５および記録部９が配置されている。給紙カセット２ａから送り出された用紙Ｐ（または手差し給紙トレイ２ｂから送り出された用紙）は第１用紙搬送路４ａを通ってレジストローラー対１３に到達する。レジストローラー対１３は用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ記録部９が実行するインク吐出動作とのタイミングを計り、第１ベルト搬送部５に向かって用紙Ｐを送り出す。

用紙搬送方向に対し第１ベルト搬送部５の下流側（図１の右側）には第２ベルト搬送部１２が配置されている。記録部９にてインク画像が記録された用紙Ｐは第２ベルト搬送部１２へと送られ、第２ベルト搬送部１２を通過する間に用紙Ｐ表面に吐出されたインクが乾燥される。

用紙搬送方向に対し第２ベルト搬送部１２の下流側であってプリンター本体１の右側面近傍にはデカーラー部１４が備えられている。第２ベルト搬送部１２にてインクが乾燥された用紙Ｐはデカーラー部１４へと送られ、用紙幅方向に並んだ複数のローラーを用いて用紙Ｐに生じたカールが矯正される。

用紙搬送方向に対しデカーラー部１４の下流側（図１の上方）には第２用紙搬送路４ｂが備えられている。デカーラー部１４を通過した用紙Ｐは両面記録を行わない場合、第２用紙搬送路４ｂから排出ローラー対を介してプリンター１００の右側面外部に設けられた用紙排出トレイ１５に排出される。

また、第２ベルト搬送部１２の下方にはワイプユニット１９およびキャップユニット３０が配置されている。ワイプユニット１９は、後述するパージを実行する際に記録部９の下方に水平移動し、後述する記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの吐出ノズル１８（図２参照）から押し出されたインクを拭き取り、拭き取られたインクを回収する。キャップユニット３０は、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆ（図４参照）をキャッピングする際に記録部９の下方に水平移動し、さらに上方に移動して記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの下面に装着される。

記録部９は、図２および図３に示すように、ヘッドハウジング１０と、ヘッドハウジング１０に保持されたラインヘッド１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ、および１１Ｋを備えている。これらのラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋは、駆動ローラー６および従動ローラー７を含む複数のローラーに張架された第１搬送ベルト８の搬送面に対して所定の間隔（例えば１ｍｍ）が形成されるような高さに支持され、用紙搬送方向と直交する用紙幅方向（図２の上下方向）に沿って複数（ここでは３個）の記録ヘッド１７ａ〜１７ｃが千鳥状に配列されている。ラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋは、搬送される用紙Ｐの幅以上の記録領域を有しており、第１搬送ベルト８によって搬送される用紙Ｐに対して、印字位置に対応した吐出ノズル１８から水性インク（以下、単にインクと称する）を吐出できるようになっている。

図５に示すように、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆ（図４参照）には吐出ノズル１８が多数配列されたノズル領域Ｒが設けられている。なお、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃは同一の形状および構成であるため、図４および図５では記録ヘッド１７ａ〜１７ｃを一つの図で示している。

各ラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋを構成する記録ヘッド１７ａ〜１７ｃには、それぞれインクタンク（図示せず）に貯留されている４色（シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック）のインクがラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋの色毎に供給される。

各記録ヘッド１７ａ〜１７ｃは、外部コンピューターから受信した画像データに応じて、第１搬送ベルト８の搬送面に吸着保持されて搬送される用紙Ｐに向かって吐出ノズル１８からインクを吐出する。これにより、第１搬送ベルト８上の用紙Ｐにはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のインクが重ね合わされたカラー画像が形成される。

また、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの乾燥や目詰まりによるインクの吐出不良を防止するために、長期間停止後の印字開始時は全ての記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの吐出ノズル１８から、また印字動作の合間にはインク吐出量が規定値以下の記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの吐出ノズル１８から、ノズル内の粘度が高くなったインクを押し出すパージを実行して、次の印字動作に備える。

図６に示すように、記録部９の下方には、用紙搬送方向（矢印Ａ方向）と平行な両端部に沿って２本のガイドレール６０ａ、６０ｂが固定されている。ガイドレール６０ａ、６０ｂには一対のガイド板６１ａ、６１ｂが固定されており、ガイド板６１ａ、６１ｂの下端部にはキャップユニット３０の側端縁が支持されている。また、ガイドレール６０ａ、６０ｂにはキャリッジ７１が摺動可能に支持されており、キャリッジ７１上にワイプユニット１９が載置されている。

キャップユニット３０は、記録部９の真下の第１の位置と第１の位置から水平方向（矢印Ａ方向）に退避した第２の位置（図６の位置）との間を往復移動可能であり、第１の位置において上方に移動して記録ヘッド１７ａ〜１７ｃにキャップをするように構成されている。

具体的には図７に示すように、キャップユニット３０は、板金製のキャップトレイ３０ａと、キャップトレイ３０ａの上面に配置される凹状の１２個のキャップ部３０ｂと、４個の高さ方向位置決め突起３０ｃと、を含んでいる。

キャップ部３０ｂは、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃに対応する位置に配置されている。これにより、第１の位置においてキャップユニット３０が上方に移動することによって、各キャップ部３０ｂが各記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのヘッド側面Ｓ（図１７参照）に嵌合してインク吐出面Ｆのキャップを行う。高さ方向位置決め突起３０ｃは、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのキャップを行うためにキャップユニット３０を記録部９側に上昇させたとき、記録部９のハウジング１０に当接することでキャップ部３０ｂとインク吐出面Ｆとの接触状態を一定に保持する。

図６に示すように、ワイプユニット１９は、記録部９の真下の第１の位置と第１の位置から水平方向（矢印Ａ方向）に退避した第２の位置との間を往復移動可能であり、第１の位置において上方に移動して後述するワイピング動作を行うように構成されている。

具体的には、ガイドレール６０ｂの外側には、キャリッジ７１を矢印ＡＡ′方向に移動させるための駆動モーター７２と、駆動モーター７２およびキャリッジ７１のラック歯７１ａに係合するギア列（図示せず）と、これらを覆うカバー部材７３と、が取り付けられている。駆動モーター７２が正回転することにより、ギア列が回転し、キャリッジ７１およびワイプユニット１９が第２の位置から第１の位置に移動する。なお、駆動モーター７２およびギア列等によって、ワイプユニット１９を水平方向に移動させるワイプユニット移動機構が構成されている。

また、キャリッジ７１の四隅には図８および図９に示すように、ワイプユニット１９を下面側から支持するとともに揺動（起立または倒伏）可能な支持アーム７４が設けられている。矢印ＡＡ′方向に隣り合う支持アーム７４同士は、回転軸７５により連結されている。また、キャリッジ７１の外側には、支持アーム７４を揺動させるためのワイプ昇降モーター７６と、ワイプ昇降モーター７６および回転軸７５のギアに係合するギア列等（図示せず）と、が取り付けられている。ワイプ昇降モーター７６が正回転することにより、ギア列等が回転し、回転軸７５が回動することによって、支持アーム７４が揺動（起立）する。これにより、ワイプユニット１９が上昇する。なお、ワイプ昇降モーター７６、ギア列、回転軸７５および支持アーム７４等によって、ワイプユニット１９を上下方向（矢印ＢＢ′方向）に移動させるワイプ昇降機構が構成されている。また、キャリッジ７１の内面には上下方向に延びるガイド溝７１ｂが形成されており、ワイプユニット１９はガイド溝７１ｂに沿って昇降する。

ワイプユニット１９は図１０および図１１に示すように、複数のワイパー（ワイプブレード）３５ａ〜３５ｃが固定された略矩形状のワイパーキャリッジ３１と、ワイパーキャリッジ３１を支持する支持フレーム４０とで構成されている。

支持フレーム４０の上面の対向する端縁にはレール部４１ａ、４１ｂが形成されており、ワイパーキャリッジ３１の四隅に設けられたコロ３６がレール部４１ａ、４１ｂに当接することで、ワイパーキャリッジ３１は支持フレーム４０に対し矢印ＣＣ′方向に摺動可能に支持される。

支持フレーム４０の外側には、ワイパーキャリッジ３１を水平方向（矢印ＣＣ′方向）に移動させるためのワイパーキャリッジ移動モーター４５と、ワイパーキャリッジ移動モーター４５およびワイパーキャリッジ３１のラック歯（図示せず）に係合するギア列（図示せず）と、が取り付けられている。ワイパーキャリッジ移動モーター４５が正逆回転することにより、ギア列が正逆回転し、ワイパーキャリッジ３１が水平方向（矢印ＣＣ′方向）に往復移動する。なお、ワイパーキャリッジ移動モーター４５およびギア列等によって、ワイパー３５ａ〜３５ｃを記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆに沿って移動させるワイプ移動機構が構成されている。

ワイパー３５ａ〜３５ｃは、各記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの吐出ノズル１８から押し出されたインクを拭き取るための例えばＥＰＤＭからなるゴム製の部材である。ワイパー３５ａ〜３５ｃは、吐出ノズル１８が露出するノズル領域Ｒ（図５参照）の外側の拭き取り開始位置に略垂直方向から圧接され、ワイパーキャリッジ３１の移動によりノズル領域Ｒを含むインク吐出面Ｆを所定方向（図１０の矢印Ｃ方向）に拭き取る。

４枚のワイパー３５ａは略等間隔で配置されており、同様に、４枚のワイパー３５ｂおよび４枚のワイパー３５ｃもそれぞれ略等間隔で配置されている。ワイパー３５ａ、３５ｃは、それぞれ各ラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋを構成する左右の記録ヘッド１７ａ、１７ｃ（図３参照）に対応する位置に配置されている。また、ワイパー３５ｂは、各ラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋを構成する中央の記録ヘッド１７ｂ（図３参照）に対応する位置に配置されており、ワイパー３５ａ、３５ｃに対しワイパーキャリッジ３１の移動方向（矢印ＣＣ′方向）と直交する方向に所定距離だけずらして固定されている。

支持フレーム４０の上面の４箇所には高さ方向位置決め突起４６が設けられている。高さ方向位置決め突起４６は、ワイパー３５ａ〜３５ｃによる記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆの拭き取り動作を行うために支持フレーム４０を記録部９側に上昇させたとき、記録部９のヘッドハウジング１０に当接することでワイパー３５ａ〜３５ｃとインク吐出面Ｆとの接触状態を一定に保持する。

支持フレーム４０の上面には、ワイパー３５ａ〜３５ｃによってインク吐出面Ｆから拭き取られ後述するクリーニング機構８０によって集められた廃インクを回収するためのインク回収トレイ４４が配置されている。インク回収トレイ４４の略中央部には、インク排出孔（図示せず）が形成されており、インク排出孔を挟んで両側のトレイ面４４ａ、４４ｂは、インク排出孔に向かって下り勾配となっている。ワイパー３５ａ〜３５ｃによってインク吐出面Ｆから拭き取られ、トレイ面４４ａ、４４ｂに落下した廃インクはインク排出孔（図示せず）に向かって流れる。その後、廃インクはインク排出孔に連結されたインク回収路（図示せず）を通って廃インク回収タンク（図示せず）に回収される。

次に、本実施形態のプリンター１００における記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの回復動作について説明する。

ワイプユニット１９により記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの回復処理を行う場合、図１２に示すように記録部９の下面に対向配置されている第１ベルト搬送部５を降下させる。そして、図１３に示すように、キャップユニット３０を第２の位置に残した状態でワイプユニット移動機構によりワイプユニット１９を第２の位置から第１の位置に移動させる。

そして、ワイピング動作に先立って、インクが記録ヘッド１７ａ〜１７ｃに供給される。供給されたインク２２は吐出ノズル１８から強制的に押し出（パージ）される。このパージ動作により、吐出ノズル１８内の増粘インク、異物や気泡が排出され、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃを回復することができる。

次いで、インク吐出面Ｆに排出されたインク２２を拭き取るワイピング動作を行う。具体的には、図１４に示すように、ワイプ昇降機構によりワイプユニット１９を上昇させることによって、ワイパー３５ａ〜３５ｃを、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆの拭き取り開始位置に圧接する。

そして、ワイパーキャリッジ移動モーター４５（図１０参照）によってワイパーキャリッジ３１を矢印Ｃ方向に水平移動させることにより、図１５に示すようにワイパー３５ａ〜３５ｃが記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆに押し出されたインク２２を拭き取る。

ワイパー３５ａ〜３５ｃが記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆの下流側端部まで移動した後、ワイプ昇降機構によりワイパーキャリッジ３１を下降させる。これにより、ワイパー３５ａ〜３５ｃを記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆから下方に退避させる。

その後、ワイプユニット移動機構によりワイプユニット１９を第１の位置から矢印Ａ方向に移動させる。これにより、図１２に示すように、ワイプユニット１９はキャップユニット３０の直下の所定位置（第２の位置）に配置される。

次に、本実施形態のプリンター１００における記録ヘッド１７ａ〜１７ｃにキャップユニット３０を装着する動作について説明する。

キャップユニット３０により記録ヘッド１７ａ〜１７ｃにキャップを行う場合、図１２に示すように記録部９の下面に対向配置されている第１ベルト搬送部５を降下させる。そして、図１６に示すように、ワイプユニット１９上にキャップユニット３０を配置した状態で、ワイプユニット移動機構によりワイプユニット１９およびキャップユニット３０を第２の位置から第１の位置に移動させる。その後、ワイプ昇降機構によりワイプユニット１９およびキャップユニット３０を上昇させることによって、キャップユニット３０（キャップ部３０ｂ）を記録ヘッド１７ａ〜１７ｃに装着する。

図１７は、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃと記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆを拭き取るワイパー３５ａ〜３５ｃを、拭き取り方向（矢印Ａ方向）上流側から見た図であり、図１８は、図１７における記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆおよびヘッド側面Ｓの拡大図である。

前述したように、ワイパー３５ａ〜３５ｃによるインクの拭き取り性が悪い場合、インク吐出面Ｆから垂直に立ち上がるヘッド側面Ｓへのインクのせり上がりが発生する。ヘッド側面Ｓへのインクのせり上がりは、ノズル領域Ｒから押し出されたインクをワイパー３５ａ〜３５ｃで拭き取る際に、インクが重力により下方に落ちるのではなくインク吐出面Ｆに沿って水平方向に広がり、インク吐出面Ｆのエッジ部Ｅに到達してヘッド側面Ｓにせり上がる現象である。

インク吐出面Ｆのエッジ部Ｅへのインク付着は、ノズル領域Ｒから押し出されたインクをワイパー３５ｃで拭き取る際に、インクがワイパー３５ａ〜３５ｃの裏面側に回り込み、エッジ部Ｅに再付着する現象である。エッジ部Ｅに付着したインクは、吐出ノズル１８の乾燥を防ぐために記録ヘッド１７ａ〜１７ｃに装着されるキャップユニット３０のキャップ部３０ｂ（図７参照）内面に付着して乾燥、固化することで、キャップ部３０ｂの密閉性が低下する。その結果、吐出ノズル１８内のインクの乾燥が早くなり、インクの直進性の悪化（飛翔曲がり）やインクの不吐出等が発生する。

そこで、本実施形態においては、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆおよびヘッド側面Ｓに撥水処理を行うことにより、インク吐出面Ｆおよびヘッド側面Ｓの表面に、それぞれ第１撥水膜Ｌ１、第２撥水膜Ｌ２を形成している。そして、インク吐出面Ｆに形成される第１撥水膜Ｌ１に比べてヘッド側面Ｓに形成される第２撥水膜Ｌ２の撥水性を高くしている。

具体的には、第１撥水膜Ｌ１の水に対する接触角を９０°以上とし、第２撥水膜Ｌ２の水に対する接触角を第１撥水膜Ｌ１よりも１０°以上高くする。ここで接触角とは、固体表面上に液体（液滴）が接している状況で、液体の縁の表面に引いた接線と固体表面との成す角度をいい、接触角が大きいほど撥水性が高く（濡れ難く）、接触角が小さいほど撥水性が低く（濡れ易く）なる。

第１撥水膜Ｌ１、第２撥水膜Ｌ２の材質としては、フルオロアルキルシラン、フルオロアルキル基を有するアルカン、カルボン酸、アルコール、アミン等のフッ素原子を有する有機化合物、ジメチルシロキサン骨格を有する有機ケイ素化合物、アルキルシロキサン基を有する有機ケイ素化合物等が挙げられる。第１撥水膜Ｌ１、第２撥水膜Ｌ２を形成する方法としては、例えば真空下で撥水性材料を蒸着させる方法、撥水性材料を適当な溶媒に溶解させて塗布する方法等が挙げられる。

第１撥水膜Ｌ１、第２撥水膜Ｌ２の撥水性は、使用する撥水性材料の選択により調整することができる。第１撥水膜Ｌ１および第２撥水膜Ｌ２を形成する撥水性材料の具体例としては、例えばオプツールＤＳＸ−Ｅ（ダイキン工業社製）、ＮＢ０５−０２（Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ社製）、フロロサーフＦＧ−５０９１ＳＨ−０．５、ＦＧ−５０８０ＳＨ−０．１（いずれもフロロテクノロジー社製）、ＫＰ−９１１（信越化学工業社製）、Ｎｏｖｅｃ２７０２、Ｎｏｖｅｃ１７２０（いずれもスリーエムジャパン社製）、ＳＦＥ−ＤＰ０２Ｈ、ＳＣＶ−Ｂ００２Ｃ、ＳＦＥ−Ｘ１４Ｈ（いずれもＡＧＣセイミケミカル社製）、ＲＢＸ−ＨＣ１、ＲＢＸ−９１００（いずれもネオス社製）、ＭＡＫコートＦ０２（北沢薬品社製）等が挙げられる。

この構成により、ワイパー３５ａ〜３５ｃが記録ヘッド１７ａ〜１７ｃのインク吐出面Ｆに吐出されたインク２２を拭き取る際、図１９に示すように、ワイパー３５ａ〜３５ｃが通過した後のヘッド側面Ｓ（図１９の破線よりも下方の領域）にインク２２のせり上がりが発生しなくなる。その結果、ヘッド側面Ｓへのインク付着が抑制されるため、ワイピング動作の繰り返しによってインクが徐々に付着してヘッド側面Ｓから垂れ下がり、垂れ下がったインクが、用紙に接触して印字面を汚染する不具合を効果的に抑制することができる。

また、ワイパー３５ａ〜３５ｃの裏面側へのインク２２の回り込みも抑制されるため、図２０に示すように、インク吐出面Ｆのエッジ部Ｅ（図２０の破線よりも外側の領域）にインク付着が発生しない。その結果、キャップ部３０ｂの内面へのインク付着が抑制され、キャップ部３０ｂの密閉性の低下が抑制されるため、吐出ノズル１８の乾燥およびそれに起因するインクの吐出不良も抑制することができる。

その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、駆動モーター７２およびギア列等によって構成されるワイプユニット移動機構、ワイプ昇降モーター７６、ギア列、回転軸７５および支持アーム７４等によって構成されるワイプ昇降機構、ワイパーキャリッジ移動モーター４５およびギア列等によって構成されるワイプ移動機構についても、従来公知の他の駆動機構を用いることができる。

また、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの吐出ノズル１８の個数やノズル間隔等はプリンター１００の仕様に応じて適宜設定することができる。また、記録ヘッドの数も特に限定されるものではなく、例えば各ラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋにつき記録ヘッド１７を１個、２個、或いは４個以上配置することもできる。

また、本発明は、ラインヘッド１１Ｃ〜１１Ｋのうちいずれか１つのみを備えた単色印刷用のインクジェット記録装置にも適用できる。その場合、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃは１つずつ設けられるため、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃに対応するワイパー３５ａ〜３５ｃもキャリッジ３１に１枚ずつ固定すれば良い。以下、実施例により本発明の効果を更に詳細に説明する。

本実施形態のプリンター１００における記録ヘッド１７ａ〜１７ｃへのインク付着防止効果について調査した。先ず、インク吐出面Ｆおよびヘッド側面Ｓの表面に、それぞれ第１撥水膜Ｌ１、第２撥水膜Ｌ２を形成した記録ヘッド１７ａ〜１７ｃを作製した。第１撥水膜Ｌ１の水に対する接触角を９０°以上とし、第２撥水膜Ｌ２の水に対する接触角が第１撥水膜Ｌ１に比べて１０°高いものを本発明１、１５°高いものを本発明２とした。また、第２撥水膜Ｌ２の水に対する接触角が第１撥水膜Ｌ１に比べて１０°低いものを比較例１、５°低いものを比較例２とした。さらに、第１撥水膜Ｌ１と第２撥水膜Ｌ２との水に対する接触角が同一（接触角の差が０°）のものを比較例３、第２撥水膜Ｌ２の水に対する接触角が第１撥水膜Ｌ１に比べて５°高いものを比較例４とした。

一方、第１撥水膜Ｌ１の水に対する接触角を９０°未満とし、第２撥水膜Ｌ２の水に対する接触角が第１撥水膜Ｌ１に比べて１０°低いものを比較例５、５°低いものを比較例６とした。さらに、第１撥水膜Ｌ１と第２撥水膜Ｌ２との水に対する接触角が同一（接触角の差が０°）のものを比較例７、第２撥水膜Ｌ２の水に対する接触角が第１撥水膜Ｌ１に比べて５°、１０°、１５°高いものを、それぞれ比較例８、９、１０とした。本発明１、２、比較例１〜１０の第１撥水膜Ｌ１、第２撥水膜Ｌ２に使用した撥水剤を表１に示す。また、本発明１、２、比較例１〜１０の第１撥水膜Ｌ１、第２撥水膜Ｌ２の水に対する接触角を表２に示す。

本発明１、２、および比較例１〜１０の記録ヘッド１７ａ〜１７ｃを試験機に搭載し、記録ヘッド１７ａ〜１７ｃの回復動作を実行したときのヘッド側面Ｓへのインクのせり上がり、およびエッジ部Ｅへのインク付着を目視により観察した。評価方法は、インクのせり上がり、またはエッジ部Ｅへのインク付着が発生しなかった場合を○、ほぼ発生しなかった（点状のインク付着のみ）場合を△、発生した場合を×とした。結果を表３、表４に示す。

表１から明らかなように、インク吐出面Ｆ（第１撥水膜Ｌ１）の水に対する接触角が９０°以上であって、ヘッド側面Ｓ（第２撥水膜Ｌ２）の接触角が第１撥水膜Ｌ１に比べて１０°、１５°高い本発明１、２では、ヘッド側面Ｓへのインクのせり上がり、およびエッジ部Ｅへのインク付着の両方が発生しなかった。

また、インク吐出面Ｆ（第１撥水膜Ｌ１）の水に対する接触角が９０°以上であって、ヘッド側面Ｓ（第２撥水膜Ｌ２）の接触角が第１撥水膜Ｌ１に比べて５°高い比較例４では、エッジ部Ｅへのインク付着は認められなかったものの、ヘッド側面Ｓへのインクのせり上がりが若干発生した。さらに、第２撥水膜Ｌ２の水に対する接触角が第１撥水膜Ｌ１に比べて１０°、５°低い比較例１、２、第１撥水膜Ｌ１と第２撥水膜Ｌ２との水に対する接触角が同一（接触角の差が０°）の比較例３では、ヘッド側面Ｓへのインクのせり上がり、およびエッジ部Ｅへのインク付着の両方が発生した。

一方、インク吐出面Ｆ（第１撥水膜Ｌ１）の水に対する接触角を９０°未満とした場合、第２撥水膜Ｌ２の水に対する接触角が第１撥水膜Ｌ１に比べて１０°、５°低い比較例５、６、第１撥水膜Ｌ１と第２撥水膜Ｌ２との水に対する接触角が同一（接触角の差が０°）の比較例７は、ヘッド側面Ｓへのインクのせり上がり、およびエッジ部Ｅへのインク付着の両方が発生した。また、ヘッド側面Ｓ（第２撥水膜Ｌ２）の接触角が第１撥水膜Ｌ１に比べて５°、１０°、１５°高い比較例８〜１０では、ヘッド側面Ｓへのインクのせり上がりの抑制効果は認められたものの、エッジ部Ｅへのインク付着が認められた。

以上の結果より、インク吐出面Ｆ（第１撥水膜Ｌ１）の水に対する接触角が９０°以上であって、ヘッド側面Ｓ（第２撥水膜Ｌ２）の接触角が第１撥水膜Ｌ１に比べて１０°以上高い場合に、ヘッド側面Ｓへのインクのせり上がり、およびエッジ部Ｅへのインク付着の両方を効果的に抑制できることが確認された。

本発明は、記録ヘッドからインクを吐出することによって記録を行うインクジェット記録装置に利用可能である。本発明の利用により、記録ヘッドのインク吐出面、およびヘッド側面に残留したインクによる記録媒体の印字面の汚染、およびキャップの密閉性の低下を効果的に抑制することができるインクジェット記録装置となる。

９ 記録部
１７ａ〜１７ｃ 記録ヘッド
１８ 吐出ノズル
１９ ワイプユニット
２２ インク
３０ キャップユニット
３０ｂ キャップ部
３１ ワイパーキャリッジ
３５ａ〜３５ｃ ワイパー（ワイプブレード）
４５ ワイパーキャリッジ移動モーター（ワイプ移動機構）
７４ 支持アーム（ワイプ昇降機構）
７５ 回転軸（ワイプ昇降機構）
７６ ワイプ昇降モーター（ワイプ昇降機構）
１００ プリンター（インクジェット記録装置）
Ｐ 用紙（記録媒体）
Ｒ ノズル領域
Ｆ インク吐出面
Ｓ ヘッド側面
Ｅ エッジ部
Ｌ１ 第１撥水膜
Ｌ２ 第２撥水膜

Claims (3)

1. 記録媒体上に水性インクを吐出する吐出ノズルが開口するノズル領域が設けられたインク吐出面を有する記録ヘッドと、
   前記吐出ノズルから前記インク吐出面に強制的に押し出されたパージインクを拭き取るワイプブレードと、
   該ワイプブレードを前記インク吐出面に沿って移動させるとともに、前記ワイプブレードを前記インク吐出面に対し接近または離間する方向に昇降可能な駆動機構と、
   を備えた、前記記録ヘッドの回復動作を実行可能なインクジェット記録装置において、
   前記記録ヘッドは、前記ワイプブレードの移動方向と平行な前記インク吐出面の両端部から垂直に立ち上がる一対のヘッド側面を有し、
   前記インク吐出面には水に対する接触角が９０°以上の第１撥水膜が形成され、前記ヘッド側面には前記第１撥水膜よりも水に対する接触角が１０°以上高い第２撥水膜が形成されることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 非印字動作時に前記記録ヘッドにキャップをするキャップユニットを備えており、前記キャップユニットは、前記記録ヘッドの前記ヘッド側面に嵌合するキャップ部を有す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。
3. 前記記録ヘッドは記録媒体の搬送方向または搬送方向と直交する方向に複数個配置されており、前記各記録ヘッドに対応して配置される複数の前記ワイプブレードが固定されるキャリッジを有し、
   前記駆動機構は、前記キャリッジを往復移動及び昇降させることにより、前記ワイプブレードによる複数の前記記録ヘッドの前記インク吐出面の拭き取りを同時に行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録装置。

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