JP2003165232A - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JP2003165232A
JP2003165232A JP2001368410A JP2001368410A JP2003165232A JP 2003165232 A JP2003165232 A JP 2003165232A JP 2001368410 A JP2001368410 A JP 2001368410A JP 2001368410 A JP2001368410 A JP 2001368410A JP 2003165232 A JP2003165232 A JP 2003165232A
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Japan
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ink
blade
recording head
pigment
ejection surface
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JP2001368410A
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English (en)
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Katsuichi Kawabata
勝一 川端
Tetsushi Aoki
哲志 青木
Naoki Sato
直樹 佐藤
Hirotaka Iijima
裕隆 飯島
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 撥インク性のブレードを用いて記録ヘッドの
インク吐出面のインク残りをなくし、インクの飛散を抑
制することで、インクの吐出不良や、キャリッジ、リニ
アエンコーダ等、記録ヘッド周囲への飛散を防止したイ
ンクジェット記録装置を提供することにある。 【解決手段】 インクを吐出する記録ヘッドと、前記記
録ヘッドのインク吐出面を清掃する清掃部材とを備え、
前記清掃部材をインクとの接触角が50度以上の撥イン
ク材料で構成し、更に、前記インク吐出面に隣接してイ
ンク吸収体を設けたことを特徴とするインクジェット記
録装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、印字ヘッドのクリ
ーニング手段を備えたインクジェット記録装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】複数のノズルを備えた記録ヘッドを左右
に往復動させながら、インク滴を飛翔(吐出)させ、普
通紙或いは特殊コート紙等の支持体の移動と相俟って、
当該支持体上に画像データに従った画像(パターン)を
形成するように構成したインクジェット記録装置は公知
である。
【0003】また、インクジェット記録は、記録媒体が
限定されないという特性から、ラベル印刷、捺染(布印
刷)、液晶パネルのカラーフィルタ印刷等に使用される
など、応用範囲も広がりを持っている。
【0004】しかしながら、インクジェット記録装置に
おいては、記録用紙に沿って移動するキャリッジ上に配
置した記録ヘッドのインク吐出面に紙くず、ホコリ或い
はインクなどが付着し、これによってインク吐出口に目
詰まりを生じ、インクが吐出不良となるため、これらの
異物を除去するための清掃部材をクリーニング手段とし
て設けている。
【0005】このため、インクジェット記録装置は、ノ
ズル内のインクの乾燥を防止するためのキャップ手段
(キャップ部)や、インク吐出面をワイピングにより清
掃するための清掃部材を備え、かつ、前記ノズルから、
必要に応じて、インクを強制的に吐出させるための構成
等を採用している。
【0006】この中でも、インク吐出面のインク(滴)
残りはインクの着弾ズレを起こしたり、固形化すると、
前述のようにノズルの目詰まりを引き起こす原因とな
り、又、ワイピングによって、インクがキャリッジに飛
散すると、紙の汚れを引き起こしたり、リニアエンコー
ダを汚染すると記録ヘッドの位置制御不良等の問題が起
こることもあり、従って、正常なインク滴の飛翔と、イ
ンクの飛散を抑えインクジェット記録装置の安定な動作
を維持するためには、記録ヘッドのインク吐出面の清掃
(ワイピング)が重要な位置を占める。
【0007】また、記録媒体の多様化に伴い、使用され
るインクの種類も増えたこともあり、インクの物性や化
学的特性が異なる事が要因となって、目詰まりに対する
インク吐出面の清掃(ワイピング)も、従来のゴムのブ
レードからなる清掃部材でインク吐出面をしごいてイン
クを拭い取る等の方式では充分とはいえなくなってき
た。
【0008】即ち、従来のブレードの材料はブチルゴム
等の耐薬品性等の性質と記録ヘッドの吐出面を弾力的に
拭くことのみに主眼がおかれ、特にその表面の性質につ
いての配慮はなされていなかった。その為せっかくワイ
ピングを行ったにもかかわらず、再度紙くず、ホコリ或
いは増粘インクなどがインク吐出面に付着し、この紙く
ず、ホコリなどのためインク吐出口の目詰まりが生じ、
インクの吐出不良をおこしていた。
【0009】ワイピングはインク吐出面(疎水性面)上
を可撓性のあるブレードが相対的に直線的に移動するこ
とによってノズルプレート上のインクの残りやホコリ等
を拭いとり、清掃するものであるが、例えば、特開平5
−131465号に記載された様に、インク吐出面とブ
レードの相対的な移動の方向に対して角度を付けること
や、例えば、特開平5−330074号に記載されたよ
うに、ブレード材料を親水化して、ブレードにインクを
引きつけ吸い込むことで拭う方式等も考案されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、撥
インク性のブレードを用いて記録ヘッドのインク吐出面
のインク残りをなくし、インクの飛散を抑制すること
で、インクの吐出不良や、キャリッジ、リニアエンコー
ダ等、記録ヘッド周囲への飛散を防止したインクジェッ
ト記録装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は以下
の手段により達成される。
【0012】1.インクを吐出する記録ヘッドと、前記
記録ヘッドのインク吐出面を清掃する清掃部材とを備
え、前記清掃部材をインクとの接触角が50度以上の撥
インク材料で構成し、更に、前記インク吐出面に隣接し
てインク吸収体を設けたことを特徴とするインクジェッ
ト記録装置。
【0013】2.清掃部材のJIS−6301−196
2において規定される硬度が60度以下であることを特
徴とする前記1に記載のインクジェット記録装置。
【0014】3.インクが水系顔料インクであることを
特徴とする前記1又は2に記載のインクジェット記録装
置。
【0015】以下、本発明を詳細に説明する。インクジ
ェット記録装置に用いられる記録ヘッドのインク吐出面
を清掃するクリーニング手段は、記録ヘッドからインク
を吸引しノズル詰まりを防止する吸引キャップと、イン
ク吐出面を清掃する清掃部材(ブレード)、印刷中にイ
ンクを噴射してノズル詰まりを防止するインク受け部等
で構成されている。印字にあたっては、キャッピング状
態で待機している記録ヘッドから、先ず、吸引によりイ
ンクを引き出した後、インク吐出面に付着したインク滴
を拭う動作を清掃部材(ブレード)が行うことでインク
吐出面をクリーニングする。本発明のインクジェット記
録装置の清掃部材として用いられるブレードは撥インク
性を有する可撓性のブレードであり、インク吐出面上か
らその撥インク性によって水性インクを押し出すように
拭い去る動作を行う。即ち、本発明のワイパーブレード
はインク接触角が50度以上の材料で構成されている。
【0016】ブレードが親水性の場合には、インク吐出
面からの親水性のインクの吸い取りが自然に行われるの
でノズルプレートのインク拭き取りは良好だが、ノズル
からのインクの引き出しがありノズル周辺にインク
(滴)が残ってしまう。
【0017】一方、撥インク性ブレードはノズルからの
インクの引き出しは少なく、又、水性インクを押し出す
力が強いため、拭きとりは良好だが、インクの保持性が
弱いのでブレードがたわんだ状態から弾性で元の状態に
戻るときにインクが飛散しやすい。
【0018】本発明は疎水性ブレードを用いて、ノズル
からの引き出しが少なく、インク吐出面にインク滴の残
りが少なく、記録ヘッド周囲への飛散がない記録ヘッド
又は該記録ヘッドインク吐出面の清掃を行う清掃部材
(手段)を備えたインクジェット記録装置に関するもの
である。
【0019】本発明に係わる撥インク性ブレードとは疎
水性の表面を有するブレードであり、素材としては、シ
リコーンゴム、室温硬化型シリコーン樹脂、室温硬化型
有機変性シリコーン樹脂、又、ポリテトラフルオロエチ
レン等の撥水性高分子樹脂製或いはこれらの樹脂をコー
ティングした材料等がある。中ではシリコーン系材料、
シリコーンゴムが好ましい。インクに対する接触角で評
価した場合、50度以上の材料が好ましい。シリコーン
ゴムとしては、例えば、入間川ゴム(株)IS−825
50HS等が入手できる。
【0020】記録ヘッドのインク吐出面は通常撥水性
(撥インク性)表面としたものが用いられており、本発
明においても、用いるインクとの接触角(以下に述べる
動的後退接触角)が50°以上となる様に表面処理され
ているものを用いるのが好ましい。インク吐出面とはイ
ンク吐出口を有する記録ヘッド前面をさす。インク吐出
面は、例えば、ノズルプレートから構成され、これはポ
リイミド等の耐熱性プラスチックの基板に表面に撥水層
を形成し、ノズルを穿った記録ヘッドのインク吐出面を
構成するプレートであるが、撥水層の形成はインク吐出
面が水性インクをはじき、ブレードによるインク滴のク
リーニングが容易に行われるように、またインク吐出面
が濡れないようにしておき、即ち、インク吐出時にノズ
ル外表面からインクを速やかにノズル内部に戻るように
するために行う処理である。
【0021】撥水層(撥インク層)を形成するには、イ
ンク吐出面を構成する例えば、ポリエステル、ポリアミ
ド、等のプラスチック、ガラス、セラミック及び金属等
の材料に撥水性(撥インク性)コーティングを施す。撥
水性コーティングとしては例えば共析メッキ法があり、
マトリクスとして例えばニッケル、銅、銀、亜鉛、錫
等、適宜金属を選び(好ましくはニッケルである)、該
金属イオンと、ポリテトラフルオロエチレン、ポリパー
フルオロアルコキシブタジエン、ポリフルオロビニリデ
ン等の撥水性高分子樹脂粒子(ポリテトラフルオロエチ
レンが好ましい)又はこれを混合した樹脂粒子を電荷に
より分散させた電解液中にインク吐出面を構成する部材
例えばノズルプレートを浸漬して液を攪拌しながら共析
メッキする。又、特公昭52−24821号、特開昭5
6−2862号に開示されたポリテトラフルオロエチレ
ン(PTFE)等のフッ素樹脂やシリコーン樹脂等イン
クをはじく特性を有する素材をコーティングする方法、
特開昭57−72866号、同60−255441号等
に記載されたように撥インク膜としてテトラフルオロエ
チレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)
を使用する方法等がある。このFEPはポリテトラフル
オロエチレン(PTFE)と同等の低い表面エネルギー
(撥インク性)を有しながら、加熱溶融時の粘度がPT
FEと比較して低く、水分散液を塗布して加熱溶融によ
って均一膜を形成する場合にPTFEよりも低温で短時
間に均一膜が得られ、成膜加工性に優れているという特
徴を有している。又、特開2001−71509、には
FEP水分散液とシリカゾル粒子分散液を混合塗布して
乾燥及び300から400℃で焼成する方法が、又、特
表平10−505870号等にはフッ素含有ポリシロキ
サン化合物を用いる方法が記載されておりいずれも用い
ることができる。
【0022】本発明において、撥インク性、親インク性
等の性質はインク吐出面或いはブレードを構成する材料
の表面にインク滴をのせて接触角を測定することによっ
て評価出来る。本発明においては、動的後退接触角を用
いて評価するが、図1に動的後退接触角θの測定方法を
模式的に示した。動的後退接触角とは、試料面a(測定
しようとする試料、この場合ブレードもしくはブレード
に用いたものと同じ材質の固体表面)に付着させたイン
ク液滴cをニードルbより吸引した際に形成される接触
角θをいう。
【0023】本発明においては、この動的後退接触角θ
は自動接触角計CA−V型〔協和界面科学(株)製〕を
用いた拡張収縮法により測定した値を用いている。測定
に当たり、測定開始時の初期インク液滴量は15μl、
液滴の吸引速度は5μl/secと規定し、吸引開始か
ら1.5秒後の接触角θを動的後退接触角(接触角)と
した。
【0024】本発明は、従って、充填し、使用するイン
クに対し接触角を測定したときに、接触角が50°以上
である撥インク性の清掃部材(ブレード)とインクとの
組合せを用い、該ブレードとともに、前記インク吐出面
に隣接して、該ブレードによって掃引されたインクを吸
収し捉えるインク吸収体を設けたことを特徴とする。
又、色の異なる複数色のインクを用いたインクジェット
記録装置の場合には、清掃部材の接触角がいずれか1色
のインクに対し50度以上であり、インク吐出面に隣接
してインク吸収体を設けた記録ヘッドを用いたときは本
発明の範囲内である。又、本発明においては、特に、飛
散したインクによる混色の影響を低減できるので色の異
なる複数色のインクを用いたインクジェット記録装置場
合に効果が大きい。
【0025】本発明に係わる撥水性の清掃部材(ブレー
ド)及びインク吸収体を備えた記録ヘッドを有するイン
クジェット記録装置におけるクリーニング方法につい
て、以下に説明する。
【0026】
【発明の実施の形態】図2はインクジェット記録装置1
の主要構成の一例を示す概略図である。インクジェット
記録装置は、記録紙にインクを吐出し印刷を行うもので
あり、その印刷を行う部分の主要構成として、図2に示
すように、記録紙2を印刷時に前方へ搬送させる搬送手
段(図示省略)と、前記記録紙2にインクを吐出する記
録ヘッド(ヘッド)3と、複数色毎の記録ヘッド3を収
納するキャリッジ4と、前記記録ヘッド3のメンテナン
スを行う、吸引キャップ16及びブレード17を有する
メンテナンスユニット5と、印刷時或いはメンテナンス
時などにキャリッジ4を水平方向(矢印A)に沿って案
内するガイドレール6と、前記キャリッジ4の待機所と
なる保湿キャップ8を有するホームポジション7と、こ
れら各部の制御を行う制御部(図示省略)とを備えてい
る。Cはインクカートリッジ、インクカートリッジCか
ら送られた各インクは一旦サブタンクTに蓄えられたう
え、供給弁Vを通して、インク供給路Pを通って記録ヘ
ッドに送られる構成となっている。
【0027】記録紙の搬送手段は、印刷時において、キ
ャリッジ4の動作にタイミングを合わせて、記録紙2を
印字領域9上で搬送し、印刷の終了に応じて、記録紙2
は印字領域から下方(矢印B)に向かって搬送される。
【0028】図3は記録ヘッドの構成を示す概略図であ
る。記録ヘッド3は、ヘッド基板10に、インクを吐出
するインク吐出本体部11と、該インク吐出本体部11
近傍で温度を測る温度センサー(温度測定手段)12
と、フレキシブルケーブルが接続され、これらインク吐
出部本体部11と温度センサー12に信号の入出力を行
うフレキシブルケーブル接続部13などを設置した構成
となっている。そして、インク吐出本体部11には、イ
ンクを吐出するノズル14が、記録紙2に対向する面
(インク吐出面15)のセンターラインに沿って複数設
けられており、このノズル14は、インク流路に連通し
ている。又、記録ヘッド3は、インク吐出面15の一端
が他端よりも下となるように傾いた状態でキャリッジ4
に設置されている。
【0029】温度センサー12は、インク吐出本体部1
1近傍の気温或いは、ヘッド基板10の温度を測定する
ものであり、フレキシブルケーブル接続部13を通し
て、制御部と電気的に接続している。
【0030】キャリッジ4には、図2に示すように、記
録ヘッド3が、各色(イエロー(Y)、マゼンタ
(M)、シアン(C)、ブラック(K))に応じて複数
設けられている。
【0031】メンテナンスユニット5は、吐出口を覆っ
て、該ノズル14からインクを吸引する吸引キャップ
(キャップ部材)16と、該吸引キャップ16によるイ
ンクの吸引が行われた後に、インク吐出面15に残るイ
ンクを拭き取るブレード17を備えている。吸引キャッ
プ16は、複数(本実施の形態では2個)並んで設けら
れており、メンテナンス時において、一度に複数個の記
録ヘッド3の吸引を行うことを可能としている。
【0032】図4は、吸引キャップ16及び吸引手段2
0を含むインク吸引ユニットの概略を示す構成図である
が、この吸引キャップ16には記録ヘッド3のインク吐
出面15の周囲を覆うと共に、密閉性を保つために弾性
を有するリップ部19が備えられている。更に、この吸
引キャップ16の背面には、吸引キャップ16とインク
吐出面15により形成された空間内部を吸引する吸引ポ
ンプ(吸引手段)20、大気連通弁21が連結されてお
り、この吸引ポンプ20が、吸引キャップ16により覆
われ密閉された状態のインク吐出面15を、吸引キャッ
プ16を介して吸引する。そして、吸引ポンプ20によ
ってノズル14から吸引されたインクは、廃インクタン
ク22に排出される。
【0033】又、この吸引キャップ16は、吸引後にイ
ンク吐出面15から離間する際において、一方の端部側
から先に離間させて徐々に他方の端部まで離間させる構
成となっている(図4(a)、(b)、(c))。そし
て、この吸引キャップ16は、側面に略L字状の支持片
18により支持され、記録ヘッド3のインク吐出面15
とほぼ対向された状態に配置されている。
【0034】尚、本実施の形態では、吸引手段として吸
引ポンプ20を例示しているが、ノズル14からインク
を吸引するものであれば、如何なるものでもよく、例え
ば、ピストンやシリンダなどが挙げられる。
【0035】支持片18は、吸引キャップ16を支持す
る本体部23と、該本体部23の下端から直角に延出す
る延出部24とから構成されており、本体部23と延出
部24の接合部分で回動可能に軸支されている。そし
て、延出部24には、略楕円形のカム(移動手段)26
が接触している。カム26は、回動することで、支持片
18を回動させ、それに伴って、吸引キャップ16を記
録ヘッド3のインク吐出面15に着脱させる。
【0036】このカム26のカム駆動軸27は、モータ
などのカム駆動部に接続されており、このカム駆動部の
制御で回転し、吸引キャップ16を、記録ヘッド3と離
関した所定の位置(待機位置;図4(c))と、インク
吐出面15を覆って密閉した位置(図4(a))との間
で移動させている。
【0037】メンテナンスユニットは、吸引キャップ1
6によるインクの吸引後、インク吐出面の拭き取りを行
う弾性体で形成されたブレード17を備えているほか、
インク吐出面15に残留するインクの拭き取り時に、ブ
レードをワイプ位置に移動させるための手段をそなえて
いる。
【0038】又、図2に示すように、ホームポジション
7には、インク吐出面15を保湿する保湿キャップ8
が、記録ヘッド3と同数設けられており、キャリッジ4
の待機中においては、記録ヘッド3のインク吐出面15
を覆って密閉している。
【0039】メンテナンスが開始されると、先ず、キャ
リッジ4の移動により、記録ヘッド3が吸引キャップ1
6まで移動する。
【0040】キャリッジ4の移動は、キャリッジ駆動部
(図示されていない)の駆動によって行われ、そして、
キャリッジセンサーによりキャリッジ4が吸引位置まで
移動したことを検知すると、キャリッジ駆動部が停止
し、キャリッジが停止する。
【0041】キャリッジ4が吸引位置で停止すると、吸
引キャップ16が、カム駆動部により(図示されていな
い)、記録ヘッド3のインク吐出面15まで移動し、記
録ヘッド3のインク吐出面15を密閉し、ノズル14を
覆う。
【0042】この状態で、吸引ポンプ20の作動が開始
され、ノズル14からインクの吸引を行う。この吸引
は、所定時間経過する迄行われ更に所定回数繰り返され
る。
【0043】吸引ポンプ20が停止すると、その後、大
気連通弁21が開かれて、吸引キャップ16とインク吐
出面15とを離間しやすい状態にした上で、吸引キャッ
プ16を待機位置まで移動させる。
【0044】更に、吸引キャップ16を停止させると、
大気連通弁21を閉め、キャリッジ4を、インク吐出面
15の拭き取り清掃(ワイプ)を行うブレード17ま
で、キャリッジ駆動部により移動させる。
【0045】キャリッジ4がワイプ位置まで移動したこ
とを検知すると、キャリッジ駆動部が停止し、キャリッ
ジが停止する。
【0046】キャリッジ4がワイプ位置で停止すると、
ブレード17が移動を開始する。ブレード17がワイプ
位置で停止すると、キャリッジが動きワイプを開始す
る。
【0047】そして、ワイプの終了と共に、ブレードク
リーナー部37によってブレード17が清掃される。
【0048】ブレード17の清掃が終わると、キャリッ
ジ4は、待機位置であるホームポジション7まで移動
し、停止する。
【0049】ブレード17は、メンテナンスを行わない
時には、インク吐出面よりも下方で待機している。そし
て、インク吐出面15にワイプが必要になると、ブレー
ド17は、上方に向かって移動することで、ブレード1
7がインク吐出面通過位置まで達すると、キャリッジ4
が作動し、このブレード17の上面と、記録ヘッド3の
インク吐出面とが接触し、インク吐出面15に残るイン
クは、ブレード17によって拭き取られる。
【0050】この様な構成を備えたインクジェット記録
装置1において、本発明においては、記録ヘッドのイン
ク吐出面15を撥水性(撥インク性)表面とし、前記の
ように、好ましくは、用いるインクとの接触角(前記動
的後退接触角)が50°以上となる様に表面処理された
ものを用いている。
【0051】又、更に、本発明においては、ワイピング
によりインク吐出面をクリーニングするブレードを、撥
インク性を有するインク接触角が50度以上の可撓性の
材料で構成したものである。
【0052】図5は従来の記録ヘッドのインク吐出面1
5をブレード17が掃引しクリーニングする様子を概念
図で示している。尚、ここでは、記録ヘッドの正面から
ブレードがその表面を掃引し、拭き取ることで清掃する
様子を記録ヘッドの正面から見た図を示している。撥イ
ンク性を有するブレードはインクをはじきつつ拭き取る
ためノズルからのインク引き出しによるインク残りは少
ないものの、ブレード17が矢印の方向にインク吐出面
15を動きブレードがインク吐出面を離れる際、即ちワ
イピング動作の最後に、ブレードのしなりが弾性で戻る
ときインクを弾きやすく、これが記録ヘッド周囲に、残
ったインクを飛散させる。飛散したインクが例えば、位
置制御のために設けられたリニアエンコーダーを汚染す
れば、光学センサによる読みとりを妨げ、正確な記録ヘ
ッドの位置制御を妨げる。
【0053】従って、本発明にかかわる記録ヘッドおい
ては、例えば、キャッピング状態で待機している記録ヘ
ッドが、印字にあたって、先ず、吸引によりインクを引
き出した後、印字ヘッドのインク吐出面を撥インク性の
清掃部材(ブレード)がその撥インク性により、インク
吐出面を軽くしごいて水性インクを押し出すように拭い
クリーニングする際に、ブレードの弾性によってインク
を周囲に飛散させるのを防止すべく、記録ヘッドのイン
ク吐出面に、該ブレードが拭き取ったインクを回収する
ための機構としてインク吸収体を有している。
【0054】図6は、記録ヘッドのインク吐出面端部に
拭き取ったインクを回収するための機構としてインク吸
収体40を設けた本発明の記録ヘッドの一態様である。
ここにおいては、ブレードよりも充分体積の大きい多孔
性の素材をインク吸収体として用いている。
【0055】インク吸収体40となる多孔性の部材は、
多孔質で少なくとも耐処理液性を有すれば、樹脂、繊
維、ゴム及び金属の焼結材や発砲材、織布、不織布がこ
れに相当する。中でも脂肪族ポリアミド系、芳香族ポリ
アミド系、ポリフェニレンサルファイト系、ポリエステ
ル系、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィ
ン、ポリアクリロニトリル系や四弗化エチレン系の1
つ、またはこれらの複合材料を含む樹脂及び繊維からな
る焼結材や織布、不織布が好ましい。
【0056】これらのインク等の吸収性がよく、且つ耐
インク性に優れた多孔質体としては、例えば、ベイルー
タ(カネボウ(株)の商標)、ルビセルクリーン(トー
ヨーポリマー(株)の商標)或いはポリエチレンの多孔
質体サンファインAQ(旭化成(株)の商標)等のブロ
ックを用いることができる。又、これらのうち親水性の
ものが好ましい。 いずれにしても、ブレードよりも充
分体積の大きいインク吸収体を用いる方法が好ましい。
又、インクの含有量が多くなるとインク吸収能が低くな
るので、交換可能とする構造にするのがよい。
【0057】これらのインク吸収体は必ずしもインク吐
出面端部でなくともよく、清掃部材(ブレード)が記録
ヘッドのノズルを有するインク吐出面を相対移動で清掃
する際のノズルから清掃方向下流のいずれかの位置に設
ければよい。
【0058】吸引キャップによる吸引後にインクをブレ
ードにより清掃する場合、インク吐出面はインクで濡れ
た状態で清掃するので飛散量も多くなりやすく本発明の
効果が大きい。
【0059】又、1つの清掃部材で色の異なる複数の記
録ヘッドを清掃する場合は、淡い色から順に濃い色へ清
掃することが混色の影響を少なくする意味で好ましい。
【0060】又、図7に示されるように、特開昭59−
131465号に開示されたブレードをクリーニング方
向に対して傾きをもたせてインク吐出面上を移動させク
リーニングを行う方法を併用してもよい。この方法を用
いると、インク吸収体40への吸収をより確実に行わせ
ることが出来、印字ヘッド周囲へのインクの飛散が更に
抑えられ好ましい。
【0061】本発明のワイピング用ブレードの硬度は6
0度以下が好ましい。これより硬いと前記ワイピング動
作終了時、インク吐出面と離れる際の弾性による戻りが
強いため、インクを弾きやすくなり、記録ヘッド周辺に
飛散しやすい。
【0062】本発明における硬度はJIS−6301−
1962規格において表示される硬度である。
【0063】本発明において用いられるインクは水性イ
ンクが好ましく、染料インク、顔料インクどちらでも構
わないが、インク残りは、容易に吸引等によるインクと
の接触により溶解する染料インクに比べ、顔料インクの
場合、水に溶解しない堅い固形分を残すため、クリーニ
ングが難くなるので、本発明に係わるクリーニング手段
は顔料インクを用いた場合特に効果を発揮する。
【0064】本発明において、画像記録に用いるインク
としては、水系インク組成物、油系インク組成物、固体
(相変化)インク組成物等を用いることができるが、水
系インク組成物(例えば、インク総質量あたり10質量
%以上の水を含有する水系インクジェット記録液等)
を、特に好ましく用いることができる。
【0065】インクに用いられる着色剤としては、水溶
性染料、例えば、酸性染料、直接染料、反応性染料、あ
るいは分散染料、顔料等を用いることができる。
【0066】本発明では、着色剤として顔料インクを用
いることが、前記のようにクリーニングにおいて染料イ
ンクよりも大きな問題を引き起こすことからみて特に好
ましい。又、得られる画像記録の保存性の観点からも好
ましい。
【0067】顔料インクの場合、固形分を有するので、
清掃時のインク吐出面の撥インク膜へのストレスによる
摩耗、膜はがれの影響が大きい。硬度が60度以下の柔
らかい清掃部材にすることでストレスを低減出来る。又
撥水性の清掃部材では、インクを清掃する方向に押し出
す力が強いので清掃部材とインク吐出面との狭い隙間に
顔料が進入しにくく、ストレスを低減出来る。又、飛散
したインクがエンコーダーなどに付着した場合、顔料イ
ンクは水分などの蒸発により固まると取れ難くなり大き
な障害となるので本発明の効果は大きい。
【0068】顔料インクで用いる顔料としては、不溶性
顔料、レーキ顔料等の有機顔料およびカーボンブラック
等を好ましく用いることができる。
【0069】不溶性顔料としては、特に限定するもので
はないが、例えば、アゾ、アゾメチン、メチン、ジフェ
ニルメタン、トリフェニルメタン、キナクリドン、アン
トラキノン、ペリレン、インジゴ、キノフタロン、イソ
インドリノン、イソインドリン、アジン、オキサジン、
チアジン、ジオキサジン、チアゾール、フタロシアニ
ン、ジケトピロロピロール等が好ましい。
【0070】好ましく用いることのできる具体的顔料と
しては、以下の顔料が挙げられる。マゼンタまたはレッ
ド用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッ
ド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメン
トレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピ
グメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、
C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレ
ッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、
C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメン
トレッド122、C.I.ピグメントレッド123、
C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメント
レッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.
I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッ
ド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.
ピグメントレッド222等が挙げられる。
【0071】オレンジまたはイエロー用の顔料として
は、例えば、C.I.ピグメントオレンジ31、C.
I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエ
ロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.
ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー
15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグ
メントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー9
4、C.I.ピグメントイエロー138等が挙げられ
る。
【0072】グリーンまたはシアン用の顔料としては、
例えば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグ
メントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー1
5:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグ
メントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が
挙げられる。
【0073】これらの顔料には、必要に応じて顔料分散
剤を用いてもよく、用いることのできる顔料分散剤とし
ては、例えば、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキ
ルエステル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハ
ク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、
ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリ
オキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキ
シエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリ
ンエステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレン
脂肪酸アミド、アミンオキシド等の活性剤、あるいはス
チレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、ア
クリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸
誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸、フ
マル酸誘導体から選ばれた2種以上の単量体からなるブ
ロック共重合体、ランダム共重合体およびこれらの塩を
挙げることができる。
【0074】顔料の分散方法としては、例えば、ボール
ミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテ
ータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジ
ナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシ
ェーカー等の各種分散機を用いることができる。また、
顔料分散体の粗粒分を除去する目的で、遠心分離装置を
使用すること、フィルターを使用することも好ましい。
【0075】顔料インク中の顔料粒子の平均粒径は、イ
ンク中での安定性、画像濃度、光沢感、耐光性などを考
慮して選択するが、加えて本発明の画像形成方法では、
光沢向上、質感向上の観点からも粒径を適宜選択するこ
とが好ましい。本発明において、光沢性あるいは質感が
向上する理由は、現段階では定かでは無いが、形成され
た画像において、顔料は熱可塑性樹脂が溶融した皮膜中
で、好ましい状態で分散された状態にあることと関連し
ていると推測している。高速処理を目的とした場合、短
時間で熱可塑性樹脂を溶融、皮膜化し、更に顔料を充分
に皮膜中に分散しなければならない。このとき、顔料の
表面積が大きく影響し、それゆえ平均粒径に最適領域が
あると考察している。
【0076】顔料インクとして好ましい形態である水系
インク組成物は、水溶性有機溶媒を併用することが好ま
しい。本発明で用いることのできる水溶性有機溶媒とし
ては、例えば、アルコール類(例えば、メタノール、エ
タノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノー
ル、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシ
ャリーブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シク
ロヘキサノール、ベンジルアルコール等)、多価アルコ
ール類(例えば、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、ポリエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、
ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘ
キサントリオール、チオジグリコール等)、多価アルコ
ールエーテル類(例えば、エチレングリコールモノメチ
ルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、
エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレング
リコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエ
ーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プ
ロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレング
リコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコール
モノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチ
ルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテ
ル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等)、
アミン類(例えば、エタノールアミン、ジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノール
アミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、
N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレン
ジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペ
ンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレ
ントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン等)、
アミド類(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホ
ルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、複素
環類(例えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロ
リドン、シクロヘキシルピロリドン、2−オキサゾリド
ン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等)、ス
ルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、ス
ルホン類(例えば、スルホラン等)、尿素、アセトニト
リル、アセトン等が挙げられる。好ましい水溶性有機溶
媒としては、多価アルコール類が挙げられる。さらに、
多価アルコールと多価アルコールエーテルを併用するこ
とが、特に好ましい。
【0077】水溶性有機溶媒は、単独もしくは複数を併
用しても良い。水溶性有機溶媒のインク中の添加量とし
ては、総量で5〜60質量%であり、好ましくは10〜
35質量%である。
【0078】インク組成物は、必要に応じて、吐出安定
性、プリントヘッドやインクカートリッジ適合性、保存
安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じ
て、公知の各種添加剤、例えば、粘度調整剤、表面張力
調整剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、分散剤、界面活性
剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい
剤、防錆剤等を適宜選択して用いることができ、例え
ば、ポリスチレン、ポリアクリル酸エステル類、ポリメ
タクリル酸エステル類、ポリアクリルアミド類、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、またはこれらの共重合体、尿素樹脂、または
メラミン樹脂等の有機ラテックス微粒子、流動パラフィ
ン、ジオクチルフタレート、トリクレジルホスフェー
ト、シリコンオイル等の油滴微粒子、カチオンまたはノ
ニオンの各種界面活性剤、特開昭57−74193号、
同57−87988号及び同62−261476号に記
載の紫外線吸収剤、特開昭57−74192号、同57
−87989号、同60−72785号、同61−14
6591号、特開平1−95091号及び同3−133
76号等に記載されている退色防止剤、特開昭59−4
2993号、同59−52689号、同62−2800
69号、同61−242871号および特開平4−21
9266号等に記載されている蛍光増白剤、硫酸、リン
酸、クエン酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭
酸カリウム等のpH調整剤等を挙げることができる。
【0079】インク組成物は、その飛翔時の粘度として
40mPa・s以下が好ましく、30mPa・s以下で
あることがより好ましい。また、インク組成物はその飛
翔時の表面張力として、20mN/m以上が好ましく、
30〜45mN/mであることがより好ましい。
【0080】インク中の顔料固形分濃度は、0.1〜1
0%の範囲で選択でき、写真画像を得るには、顔料固形
分濃度を各々変化した、いわゆる濃淡インクを用いるこ
とが好ましく、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック
の濃淡インクを各々用いることは特に好ましい。また、
必要に応じて、赤、緑、青等の特色インクを用いること
も、色再現性上好ましい。
【0081】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれにより限定されるものではない。
【0082】実施例 コニカ製インクジェットプリンターIGUAZU 10
44SDに用いられている記録ヘッド及びクリーニング
ユニットに用いられている清掃部材(ブレード)を以下
に示すように変更した。
【0083】1.125μm厚のポリイミドシート(宇
部興産(株)製、ユービレックス)を用い、酸素プラズ
マ処理(13.56MHz、200W、10Pa、3
分)を施してから、下記組成の塗布液をワイヤーバーで
乾燥膜厚が0.8μmとなるように塗布し、330°で
下記に示す時間焼成して撥インク処理を行ってノズルプ
レートを作製した。
【0084】 FEP分散液(ダイキン工業(株)製、ネオフロンND−1) 10質量部 シリカゾル粒子分散液(触媒化学工業(株)製、カタロイドS−30H) 0.02質量部 水 90質量部 作製したノズルプレートの後述するイエローインク1〜
ブラックインク1との接触角は1番小さいもので65
°、全て65〜67°の範囲であった。
【0085】次いで、上記撥インク処理を行ったノズル
プレートに、エキシマレーザを用いノズル孔加工を行っ
た。ノズル径は40μmとした。
【0086】又、ノズルプレート面に接するように(図
6)、多孔質の部材であるポリエステル系の不織布をイ
ンク吸収体として配置した。
【0087】清掃部材であるブレードはシリコーンゴム
(入間川ゴム(株)IS−82550HS)で、インク
接触角60°、JIS−6301−1962で規定され
る硬度を50度としたものとした。尚接触角の測定は
Y,M,C,K4色のインク全てに対して測定を行い最
も接触角の小さいかったもの(60°)をインク接触角
とした。(他のインクに対しても全て60〜63°の間
であった)尚、接触角は、前記の動的後退接触角であ
り、自動接触角計CA−V型〔協和界面科学(株)製〕
を用いた拡張収縮法により測定した値を用いている。測
定に当たり、測定開始時の初期インク液滴量は15μ
l、液滴の吸引速度は5μl/secと規定し、吸引開
始から1.5秒後の接触角θを動的後退接触角(接触
角)とした。
【0088】2.前記1.において、ブレードは同じシ
リコーンゴム製であるが、ブレードの硬度のみを70度
としたもの(ミツバ(株)製シリコーンゴム 硬度70
度)に変更した。(インク接触角は前記のシリコーンゴ
ムに比べ±2°であった)3.前記1.において、ブレ
ードとしてインクとの接触角が60°、硬度を50度と
したシリコーンゴム製のもののみを用い、多孔質の部材
であるポリエステル系の不織布をインク吸収体として設
けなかったもの。
【0089】4.前記3において、ブレードとしてイン
クとの接触角が40°(この場合全てのインクのなかで
一番接触角の大きいものでも40°であり、他も38〜
40°度の間であった)、硬度を70度としたウレタン
ゴム(北辰工業(株)製、ウレタンゴム 硬度70度)
をもちいたもの。
【0090】このようにして、記録ヘッド及びブレード
をそれぞれ改造したインクジェットプリンター1〜4の
インクカートリッジ全てにそれぞれ後述のインクを装填
した後、クリーニングユニットによるクリーニング、即
ち、吸引キャップによる吸引及びその後のブレードによ
る拭き取りというサイクルを20回繰り返した。その
後、カバーを開けて、記録ヘッドのインク吐出面のノズ
ルからのインクの引き出しによる記録ヘッドのノズル周
辺のインク滴の残り(付着)及び周辺(特にエンコー
ダ、キャリッジ等)への飛散について目視で評価した。
尚、それぞれのプリンタのクリーニングユニットのブレ
ードの掃引速度(実際にはキャリッジが動くので相対速
度)は駆動系を操作して50mm/secでデータを取
った。
【0091】〈引き出し〉 ○ ノズルからの引き出しがなくインク残りがない × ノズル周辺にインク残りがある 〈飛散〉 ○ 周囲への飛散がない △ 周囲への飛散がやや認められる × 周囲への飛散ありキャリッジ、エンコーダ等にイン
ク汚れが認められる 尚、インクは以下の方法で調製した水系顔料インクを用
いた。
【0092】 《インクの作製》 〔水系顔料インクの調製〕 (顔料分散液の調製) 〈イエロー顔料分散体1の調製〉 C.I.ピグメントイエロー74 20質量% スチレン−アクリル酸共重合体(分子量10,000、酸価120) 12質量% ジエチレングリコール 15質量% イオン交換水 53質量% 上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズ
を体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社
製 システムゼータミニ)を用いて分散し、イエロー顔
料分散体1を得た。得られたイエロー顔料の平均粒径は
112nmであった。
【0093】 〈マゼンタ顔料分散体1の調製〉 C.I.ピグメントレッド122 25質量% ジョンクリル61(アクリル−スチレン系樹脂、ジョンソン社製) 固形分で18質量% ジエチレングリコール 15質量% イオン交換水 42質量% 上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズ
を体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社
製 システムゼータミニ)を用いて分散し、マゼンタ顔
料分散体1を得た。得られたマゼンタ顔料の平均粒径は
105nmであった。
【0094】 〈シアン顔料分散体1の調製〉 C.I.ピグメントブルー15:3 25質量% ジョンクリル61(アクリル−スチレン系樹脂、ジョンソン社製) 固形分として15質量% グリセリン 10質量% イオン交換水 50質量% 上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズ
を体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社
製 システムゼータミニ)を用いて分散し、シアン顔料
分散体1を得た。得られたシアン顔料の平均粒径は87
nmであった。
【0095】 〈ブラック顔料分散体1の調製〉 カーボンブラック 20質量% スチレン−アクリル酸共重合体(分子量7,000、酸価150) 10質量% グリセリン 10質量% イオン交換水 60質量% 上記各添加剤を混合し、0.3mmのジルコニアビーズ
を体積率で60%充填した横型ビーズミル(アシザワ社
製 システムゼータミニ)を用いて分散し、ブラック顔
料分散体1を得た。得られたブラック顔料の平均粒径は
75nmであった。
【0096】 (顔料インクの調製) 〈イエローインク1の調製〉 イエロー顔料分散体1 15質量% エチレングリコール 20質量% ジエチレングリコール 10質量% 界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社) 0.1質量% イオン交換水 54.9質量% 以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ
過し、本発明の水性顔料インクであるイエローインク1
を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は120nm
であり、表面張力γは36mN/mであった。
【0097】 〈マゼンタインク1の調製〉 マゼンタ顔料分散体1 15質量% エチレングリコール 20質量% ジエチレングリコール 10質量% 界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社) 0.1質量% イオン交換水 54.9質量% 以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ
過し、本発明の水性顔料インクであるマゼンタインク1
を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は113nm
であり、表面張力γは35mN/mであった。
【0098】 〈シアンインク1の調製〉 シアン顔料分散体1 10質量% エチレングリコール 20質量% ジエチレングリコール 10質量% 界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社) 0.1質量% イオン交換水 59.9質量% 以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ
過し、本発明の水性顔料インクであるシアンインク1を
調製した。該インク中の顔料の平均粒径は95nmであ
り、表面張力γは36mN/mであった。
【0099】 〈ブラックインク1の調製〉 ブラック顔料分散体1 10質量% エチレングリコール 20質量% ジエチレングリコール 10質量% 界面活性剤(サーフィノール465 日信化学工業社) 0.1質量% イオン交換水 59.9質量% 以上の各組成物を混合、攪拌し、1μmフィルターでろ
過し、本発明の水性顔料インクであるブラックインク1
を調製した。該インク中の顔料の平均粒径は85nmで
あり、表面張力γは35mN/mであった。
【0100】以下に、記録ヘッド及びブレードの改造
(1〜4)によりクリーニングの方法を変更した結果に
ついて評価結果を纏めた。
【0101】
【表1】
【0102】
【発明の効果】記録ヘッドのインク吐出面のインク残り
がなく、インクの飛散が抑制された、インクの吐出不良
等がない安定した動作をするインクジェット記録装置が
提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】動的後退接触角θの測定方法を示す図である。
【図2】インクジェット記録装置の主要構成の一例を示
す概略図である。
【図3】記録ヘッドの構成を示す概略図である。
【図4】インク吸引ユニットの概略を示す構成図であ
る。
【図5】従来の記録ヘッドのインク吐出面をブレードが
掃引しクリーニングする様子を示す概念図である。
【図6】インク吸収体を設けた記録ヘッドを示す概念図
である。
【図7】ワイパーブレードをクリーニング方向に対して
傾きをもたせた印字ヘッド及びクリーニング装置の概念
図。
【符号の説明】
1 インクジェット記録装置 3 記録ヘッド 4 キャリッジ 5 メンテナンスユニット 14 ノズル 15 インク吐出面 16 吸引キャップ 17 ブレード 40 インク吸収体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 裕隆 東京都日野市さくら町1番地コニカ株式会 社内 Fターム(参考) 2C056 EA16 EB07 EB30 FC02 HA24 JA03 JA05 JA13 JB02 JB04 JC07 JC10 JC13

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクを吐出する記録ヘッドと、前記記
    録ヘッドのインク吐出面を清掃する清掃部材とを備え、
    前記清掃部材をインクとの接触角が50度以上の撥イン
    ク材料で構成し、更に、前記インク吐出面に隣接してイ
    ンク吸収体を設けたことを特徴とするインクジェット記
    録装置。
  2. 【請求項2】 清掃部材のJIS−6301−1962
    において規定される硬度が60度以下であることを特徴
    とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
  3. 【請求項3】 インクが水系顔料インクであることを特
    徴とする請求項1又は2に記載のインクジェット記録装
    置。
JP2001368410A 2001-12-03 2001-12-03 インクジェット記録装置 Pending JP2003165232A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7008039B2 (en) 2002-09-27 2006-03-07 Konica Corporation Wiper for cleaning jetting head and liquid jetting apparatus equipped therewith
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JP2011251441A (ja) * 2010-06-01 2011-12-15 Konica Minolta Holdings Inc インクジェットヘッド
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