JP2006142804A - 除去部材及び画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル面に付着したインクをワイピングブレードによって除去する際、ノズル面に発生する傷や磨耗を低減する。また、耐擦傷性・耐磨耗性がより低い材料をノズル面へ採用することを可能にする。
【解決手段】インクジェット記録ヘッドのノズル面とワイピングブレードの滑り性を向上させることで、ノズル面の耐磨耗性、耐擦傷性、ワイピングブレードの耐磨耗性を向上させる。滑り性を向上させるワイピングブレードには、表面に露出したフッ素樹脂、二硫化モリブデン、シリコーン樹脂、グラファイト等からなる微粒子が滑り性を付与する微粒子混合型（Ａ）、表面に塗布されたエマルジョン微粒子が滑り性を付与する微粒子塗布型（Ｂ）のほか、樹脂混合型（Ｃ）、樹脂塗布型（Ｄ）、樹脂積層型（Ｅ）がある。
【選択図】図２

Description

本発明は、除去部材及び画像記録装置に関し、さらに詳しくは、インクジェット記録ヘッド等のノズル面をワイピングし、付着したインク等の液体を除去する除去部材、及び該除去部材を備えたヘッドを搭載した画像記録装置に関する。

インクジェット記録装置においては、良好な記録品位を維持するために、記録ヘッドのノズル面に付着したインク、埃、紙紛等を除去する必要がある。従来、記録ヘッドのノズル面は、ゴム製のワイピングブレードを用いて付着したインク、埃、紙紛等を除去する方法が採用されてきた。

従来、ゴム製のワイピングブレードとしては、シリコーンゴム、ウレタンゴム（特許文献１〜３参照）、水素化ニトリルブタジエンゴム（特許文献４参照）、ＥＰＤＭ（特許文献５参照）、フッ素ゴム等の材料を用いることが知られている。また、ワイピングブレードのゴム材料中に加硫剤を含有することも知られている（特許文献６参照）。

また、インクジェット記録ヘッドのノズル面を覆う撥水剤としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、シリコーン変性フッ素樹脂、シリコーン変性アクリル樹脂、フッ素変性シリコーン樹脂、フッ素変性アクリル樹脂、アクリル変性シリコーン樹脂、アクリル変性フッ素樹脂等が知られている。

ワイピングブレードは、インクジェット記録ヘッドのノズル面に接触し、両者の間で摩擦が生じる。したがって、ノズル面には傷がつかない耐摩擦性・耐擦傷性が求められ、ワイピングブレードには耐磨耗性が求められる。このため、ノズル面を覆う撥水剤は滑り性の良いフッ素樹脂が良いとされてきた（特許文献７参照）。
特開平４−１４０１４７号公報 特開平５−８４０３号公報 特開平５−２０１０１４号公報 特開平２−２８９３５７号公報 特開平６−３０５１５７号公報 特開２０００−４３２７８号公報 特開２００２−２９２８７７号公報

図３は、ワイピングブレードが記録ヘッドのノズル面に付着したインクを拭き取る様子を示す図である。
ワイピングブレード１１によるノズル面１２の払拭は、ワイピングブレード１１がインク１３をかき取ることで行われる。物理的にノズル面１２とワイピングブレード１１の密着が完全であれば、ワイピングブレード１１の矢印Ｘで示す移動方向に対して、ワイピングブレード１１の裏側にインクが抜けて残留インク１４となることは無いはずであるが、紙紛、固着したインクといった異物へのワイピングブレード１１の乗り上げ、図示しないノズルカバーへのワイピングブレード１１の乗り上げ、ノズル面１２の平滑度、ワイピングブレード１１の凹凸といった様々な要因が関与して、完全に密着させることは困難である。

図４は、ワイピングブレードが記録ヘッドのノズル面に付着したインクを拭き残す様子を示す図である。
ワイピングブレード１１とノズル面１２間の隙間が小であれば、ノズル面１２の撥インク性が高ければ簡単にはこの隙間を液が通り抜けてしまうことは無いが、空いた隙間があまりに大きければ、隙間からインクが漏れだし、拭き残しを生じさせてしまう。こうしたノズル面１２とワイピングブレード１１の隙間を生じさせる要因の一つに、ワイピングブレード１１とノズル面１２の間に生じる磨耗と擦り傷の問題がある。繰り返しワイピングブレード１１がノズル面１２を拭くと、ノズル面１２に磨耗や擦り傷が生じて、ワイピングブレード１１とノズル面１２の間に隙間を作ってしまう。

このような問題は、ワイピングブレード１１がノズル面１２を滑らない、すなわちノズル面とワイピングブレードの摩擦係数が高いと顕著に起こる。したがって、これまでは、特許文献７に開示されたように、ノズル面を覆う撥水剤は、滑り性の良いフッ素樹脂が良いとされてきた。しかし、フッ素樹脂は高価であり、複雑な形状で、且つ精度を求められるため歩留まりが悪くなりがちなノズルプレートという部材の表面を覆う材料としては好適とは言いがたかった。

また、これまで、インクジェット記録装置に搭載された記録ヘッドのノズル面を覆う撥水剤がフッ素樹脂のように滑り性の高い撥水剤であれば、ワイピングブレードの材料の摩擦係数はさほど低くなくても問題を生じず、ノズル面の耐擦傷性・耐磨耗性を十分に確保できていた。また、ワイピングブレードの耐磨耗性にも問題は生じなかった。

しかし、フッ素樹脂は高価であり、より安価な撥水剤をノズル面に被覆させた記録ヘッドが望まれている。より安価でありながら十分な撥インク性を有する撥水剤としては、シリコーン樹脂が挙げられる。
また、急浸透性を示す表面張力の小さいインクの吐出安定性を確保するために、従来のフッ素樹脂よりも撥インク性が高い材料をノズル面に被覆させた記録ヘッドが望まれている。こうした撥インク性が高い材料としては、シリコーン樹脂、シリコーン変性アクリル樹脂、シリコーン変性フッ素樹脂、フッ素変性シリコーン樹脂等が挙げられる。
しかし、これらシリコーン高分子鎖を一部、または全体に持つ高分子は、撥インク性が高い反面、滑り性がフッ素樹脂に比べて低く、硬度も低めである傾向が高く、ノズル面の耐擦傷性・耐摩擦性の確保が難しいという不具合があった。また、ワイピングブレードが磨耗する問題も引き起こした。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、第１には、インクジェット記録ヘッドのような液体吐出装置のノズル面に発生する傷、磨耗を低減する除去部材を提供することである。第２には、より耐擦傷性・耐磨耗性の低い材料をノズル面の被覆材料として採用することを、滑り性の高い除去部材と組み合わせることで可能にすることである。

本発明者は、従来例とは発想を逆転し、これまで十分に考慮されてこなかったワイピングブレード等の除去部材の材料の滑り性に着目し、除去部材を滑り性の高い複合材料とすることでノズル面の磨耗と擦り傷の発生をおさえた。さらに、本発明の除去部材は除去部材自身の耐磨耗性も高いため、隙間の発生をより押さえることが可能となった。これにより、これまで以上に、拭き残しの不具合を起こさない画像記録装置を実現することができた。

本発明者は、ゴム材料に摩擦係数を低下させる効果のある微粒子を混合させた複合材料を、少なくともノズル面に接触する部位に用い、摩擦係数の低い除去部材を備えたヘッドを画像記録装置に搭載することで前記課題を解決できた。

また、本発明者は、ゴム材料に摩擦係数を低下させる効果のある塗料で覆った表面改質複合材料を、少なくともノズル面に接触する部位に用い、摩擦係数の低い除去部材を備えたヘッドを画像記録装置に搭載することで前記課題を解決できた。

また、本発明者は、摩擦係数の低い材料をゴム材料に積層させた複合材料を、少なくともノズル面に接触する部位に用い、摩擦係数の低い除去部材を備えたヘッドを画像記録装置に搭載することで前記課題を解決できた。

このような摩擦係数の低い除去部材を組み合わせた構成にすることで、これまで耐擦傷性・耐磨耗性が低くノズル面を覆うには不適であった材料でノズル面を覆ったヘッドの画像記録装置への搭載が可能になった。

請求項１の発明は、ヘッドから液体を除去する除去部材表面に微粒子が配されていることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の除去部材であって、前記微粒子はフッ素樹脂もしくはフッ素変性樹脂からなることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１に記載の除去部材であって、前記微粒子は二硫化モリブデンからなることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１に記載の除去部材であって、前記微粒子はシリコーン樹脂もしくはシリコーン変性樹脂からなることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１に記載の除去部材であって、前記微粒子はグラファイトからなることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１に記載の除去部材であって、前記微粒子はポリエチレンからなることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項６に記載の除去部材であって、前記ポリエチレンは分子量が１００万以上の超高分子量ポリエチレンであることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の除去部材であって、前記微粒子はゴム製除去部材中に分散していることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の除去部材であって、前記微粒子はゴム製除去部材表面に塗装されていることを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の除去部材であって、前記微粒子の平均粒径は０.０１〜２μｍであることを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の除去部材であって、前記微粒子の平均粒径は０.２〜２μｍであることを特徴とする。

請求項１２の発明は、ヘッドから液体を除去する除去部材であって、基材となるゴム材料と、フッ素樹脂もしくはフッ素変性樹脂が混合した複合材料からなることを特徴とする。
請求項１３の発明は、ヘッドから液体を除去する除去部材であって、フッ素樹脂もしくはフッ素変性樹脂で表面を覆われた複合材料からなることを特徴とする。
請求項１４の発明は、ヘッドから液体を除去する除去部材であって、フッ素樹脂もしくはフッ素変性樹脂で表面を覆われた複合材料からなることを特徴とする。
請求項１５の発明は、ヘッドから液体を除去する除去部材であって、シリコーン樹脂もしくはシリコーン変性樹脂で表面を覆われた複合材料からなることを特徴とする。
請求項１６の発明は、ヘッドから液体を除去する除去部材であって、高分子量ポリエチレンで表面を覆われた複合材料からなることを特徴とする。
請求項１７の発明は、請求項１６に記載の除去部材であって、前記高分子量ポリエチレンは平均分子量が１００万以上の超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）であることを特徴とする。

請求項１８の発明は請求項１乃至１７のいずれかに記載の除去部材を備え、ヘッドを搭載することを特徴とする。
請求項１９の発明は、請求項１乃至１７のいずれかに記載の除去部材を搭載した画像記録装置であって、且つ、前記ヘッドのノズル面の一部乃至全面は撥水剤で覆われ、該撥水剤の硬度は８〜７００［Ｎ／ｍｍ²］であることを特徴とする。
請求項２０の発明は、請求項１乃至１７のいずれかに記載の除去部材を搭載した画像記録装置であって、且つ、前記ヘッドのノズル面の一部乃至全面は撥水剤で覆われ、該撥水剤はシリコーン高分子鎖を含む高分子材料からなることを特徴とする。
請求項２１の発明は、請求項１乃至１７のいずれかに記載の除去部材を搭載した画像記録装置であって、且つ、前記ヘッドは発熱体を有することを特徴とする。

本発明の除去部材を備えた画像記録装置は、ノズル面にかかる除去部材による負荷が除去部材の滑り性を向上させたことにより低減されるため、ノズル面の耐磨耗性、耐擦傷性に優れ、除去部材の耐磨耗性にも優れている。このため、磨耗、擦り傷を原因とした拭き残しの発生が低減される。

したがって、このような本発明の除去部材を備えた記録ヘッドでは、記録ヘッドのノズル面の耐久性が高いため、ノズル面の汚れの拭き残しを原因としたノズル抜けや吐出曲がりがない良好な印刷物を長期間に亘って得ることができる。

また、ノズル面にかかる除去部材による負荷が低減されるため、これまでノズル面を覆う材料として耐磨耗性、耐擦傷性が低く、不適であったシリコーン高分子鎖を含む高分子であってもノズル面を覆う材料としての採用を可能にした。したがって、より安価、あるいはより吐出曲がり等が起こらない高性能な記録ヘッドの吐出安定性の維持を可能にした画像記録装置を提供することができる。

請求項１の除去部材においては、除去部材表面に微粒子を配するため、ノズル面との摩擦係数が微粒子が無いものに比べて低下し、ノズル面の磨耗や傷の発生を防ぐことができる。

請求項２の除去部材においては、除去部材表面に配された微粒子をフッ素樹脂もしくはフッ素変性樹脂とするので、特にフッ素樹脂もしくはフッ素変性樹脂は摩擦係数が低いため、ノズル面との摩擦係数が微粒子が無いものに比べて低下し、ノズル面の磨耗や傷の発生を防ぐことができる。

請求項３の除去部材においては、除去部材表面に配された微粒子を二硫化モリブデンとするので、特に二硫化モリブデン微粒子を配すると摩擦係数が低くなり、ノズル面との摩擦係数が微粒子が無いものに比べて低下し、ノズル面の磨耗や傷の発生を防ぐことができる。

請求項４の除去部材においては、除去部材表面に配された微粒子をシリコーン樹脂，またはシリコーン樹脂変性樹脂とするので、特にシリコーン樹脂変性樹脂は摩擦係数が低いため摩擦係数が低くなり、ノズル面との摩擦係数が微粒子が無いものに比べて低下し、ノズル面の磨耗や傷の発生を防ぐことができる。

請求項５の除去部材においては、除去部材表面に配された微粒子をグラファイト微粒子とするので、特にグラファイト微粒子を配すると摩擦係数が低くなり、ノズル面との摩擦係数が微粒子が無いものに比べて低下し、ノズル面の磨耗や傷の発生を防ぐことができる。

請求項６の除去部材においては、除去部材表面に配された微粒子をポリエチレン微粒子とするので、特にポリエチレンは滑り性が高く、摩擦係数が低く、ノズル面との摩擦係数が微粒子が無いものに比べて低下し、ノズル面の磨耗や傷の発生を防ぐことができる。

請求項７の除去部材においては、ポリエチレンの分子量が１００万以上の超高分子量ポリエチレンとするので、硬度、耐薬品性が分子量１００万未満のポリエチレンとしたときより良く、除去部材の耐久性を良くすることができる。

請求項８の除去部材においては、微粒子をゴム基材中に分散するので、表面に露出した微粒子に対してゴムが微粒子を包むため微粒子が脱離せず、除去部材の耐久性を高くすることができる。

請求項９の除去部材においては、微粒子を含む塗料を塗装するので、簡易にゴム表面に微粒子を配することができ、分散が難しいゴム材料とも複合材料化が可能になる。

請求項１０の除去部材においては、微粒子の平均粒径を０.０１μ〜２μとするので、微粒子自身がノズル面に傷をつける原因となることをより確実に防ぐことができる。０.０１μより粒径が小さいと、機材のゴム材料の影響が大きく滑り性があまり大きくならない。２μｍより粒径が大きいと、微粒子自身がノズル面に傷をつけ易くなる。

請求項１１の除去部材においては、特に、微粒子の平均粒径を０.２μ〜２μとすることで、微粒子を配した除去部材が磨耗しにくくなり、耐久性をより良くすることができる。また、除去部材のエッジが丸まりにくくなり、ワイピングブレードの長期信頼性がより高くなる。

請求項１２の除去部材においては、基材となるゴム材料と、フッ素樹脂もしくはフッ素変性樹脂が混合した２種類以上の高分子材料からなる複合材料でできているので、特にフッ素樹脂もしくはフッ素変性樹脂は摩擦係数が低いため、ノズル面との摩擦係数がゴム基材無垢で何も含有しない除去部材と比べて低下し、ノズル面の磨耗や傷の発生を防ぐことができる。

請求項１３の除去部材においては、基材となるゴム材料と、シリコーン樹脂またはシリコーン樹脂変性樹脂が混合した２種類以上の高分子材料からなる複合材料でできているので、特にシリコーン樹脂変性樹脂は摩擦係数が低いため、摩擦係数がゴム基材無垢の何も含有しない除去部材と比べて低下し、ノズル面の磨耗や傷の発生を防ぐことができる。

請求項１４の除去部材においては、表面をフッ素樹脂もしくはフッ素変性樹脂で覆われた２種類以上の高分子材料からなる複合材料でできているので、特にフッ素樹脂もしくはフッ素変性樹脂は摩擦係数が低いため、摩擦係数がゴム基材無垢の除去部材と比べて低下し、ノズル面の磨耗や傷の発生を防ぐことができる。

請求項１５の除去部材においては、表面をシリコーン樹脂またはシリコーン樹脂変性樹脂で覆われた２種類以上の高分子材料からなる複合材料でできているので、特にシリコーン樹脂変性樹脂は摩擦係数が低いため、摩擦係数がゴム基材無垢の除去部材と比べて低下し、ノズル面の磨耗や傷の発生を防ぐことができる。

請求項１６の除去部材においては、表面をポリエチレン微粒子で覆うので、特にポリエチレンは滑り性が高く摩擦係数が低いため、摩擦係数がゴム基材無垢の除去部材と比べて低下し、ノズル面の磨耗や傷の発生を防ぐことができる。

請求項１７の除去部材においては、ポリエチレンの分子量が１００万以上の超高分子量ポリエチレンであるので、硬度、耐薬品性が分子量１００万未満のポリエチレンとしたときより良く、除去部材の耐久性を良くすることができる。

請求項１８の画像記録装置においては、請求項１乃至１７の除去部材を搭載することで、ヘッドのノズル面が受ける摩擦が小さくなるため、記録ヘッドのノズル面の耐久性が良い画像記録装置とすることができる。

請求項１９の画像記録装置においては、請求項１８の画像記録装置に請求項１乃至１７の除去部材を搭載することで、ヘッドのノズル面を覆う撥水剤の硬度が８〜７００［Ｎ／ｍｍ²］であるような比較的低い硬度の撥水剤を塗布したノズルプレートをワイピングしても傷が付きにくく、ノズル面に十分な耐磨耗性と耐擦傷性を確保することができる。

請求項２０の画像記録装置においては、請求項１８または１９の画像記録装置に請求項１乃至１７の除去部材を搭載することで、ノズル面を覆う撥水剤がシリコーン高分子鎖を含む高分子であるであるような比較的低い硬度の撥水剤を塗布したノズルプレートをワイピングしても傷が付きにくく、ノズル面に十分な耐磨耗性と耐擦傷性を確保することができる。なお、本発明におけるノズル面を覆うシリコーン高分子鎖を含む高分子の例として、シリコーン樹脂、シリコーン変性アクリル樹脂、シリコーン変性フッ素樹脂、フッ素変性シリコーン樹脂、アクリル変性シリコーン樹脂等が挙げられる。また、本発明におけるシリコーン高分子鎖を含む高分子は常温硬化型であっても、ＵＶ硬化型であっても、加熱硬化型あっても良い。特にＵＶ硬化型は常温で硬化が可能なため製法の制約が小さく、且つ、比較的硬い撥水層の作成が可能であるためより望ましい。

請求項２１の画像記録装置においては、請求項１８乃至２０のいずれかの画像記録装置に発熱体を有するヘッドとすることで、半導体プロセスを用いて容易に多数設置でき、容易に多チャンネルノズルを有するヘッドを作成することができる。このとき、ノズル面は光線で硬化または軟化する樹脂でノズル面を覆うことになるが、この樹脂は硬度が比較的低い特徴がある。請求項１乃至１７の除去部材を搭載することで、前記のような硬度が比較的低い樹脂であってもノズル面に十分な耐磨耗性と耐擦傷性を確保することができる。

本発明の除去部材は、ゴム材料をベースに摩擦係数を低下させる効果のある微粒子を表面に配させたり、摩擦係数を低下させる効果のある塗料で表面改質したり、摩擦係数の低い材料をゴム材料に積層させたりすることで滑り性を補った複合材料である。

除去部材は、ゴム弾性、耐磨耗性、耐薬品性、耐水性といった特性が同時に求められる。本発明者は、前記課題に対し、既存のゴム弾性、耐磨耗性、耐薬品性、耐水性といった特性に優れたゴム材料と滑り性を付与する材料を複合させた材料を除去部材に用いることでこれを実現した。

前記したように、従来、ゴム製のワイピングブレードとしては、シリコーンゴム製、ウレタンゴム製（特許文献１〜３参照）、水素化ニトリルブタジエンゴム製（特許文献４参照）、ＥＰＤＭ製（特許文献５参照）、フッ素ゴム製などが知られている。この中でも、ＥＰＤＭ製、水素化ニトリルブタジエンゴム製のワイピングブレードは、特に耐磨耗性、耐薬品性、耐水性といった性質に優れているが、本発明はこれらを単独で使用するものではない。

以下の実施形態、実施例の説明においては、除去部材をワイピングブレードに基づいて説明するが、除去部材はワイピングブレードに限るものではなく、ワイピングローラ等に適用することもできる。
（第１の実施形態）
第１の実施形態として、本発明者は、ゴム材料に摩擦係数を低下させる効果のある微粒子を表面に配させた複合材料を用いることで、これを実現した。
摩擦係数を低下させる効果のある微粒子としては、フッ素樹脂、二硫化モリブデン、シリコーン樹脂、または高分子量ポリエチレン、グラファイトであっても良い。
また、フッ素変性樹脂やシリコーン変性樹脂等も好適に用いることができる。
特に、高分子量ポリエチレンは、平均分子量１００万以上の超高分子量ポリエチレンであると、滑り性だけではなく耐薬品性にも優れ、酸性またはアルカリ性を示すインク、処理液、洗浄液等に対して劣化しにくい。

フッ素樹脂の種類としては、ＰＴＦＥ，ＥＴＦＥ，ＦＥＰ等があるが、本発明はこれに限定されるものではない。
微粒子は、ワイピングブレード表面に配されていれば良く、微粒子の分散は均一であってもよいし、表面に濃縮された不均一なものでも良い。粒径は揃っている程好ましい。
微粒子は、ゴム材料からなるブレード基材に練りこまれていても良いし、ゴム材料からなるブレード基材に微粒子を分散させたエマルジョン塗料を塗装したものでも良い。ブレード基材の表面にゴム材料より滑り性の高い微粒子が配されていれば良く、本発明は複合材料化する方法を限定するものではない。

微粒子は、０.０１〜２μｍであると滑り性が良好で望ましく、２μｍより大きいと微粒子がワイピングブレードから剥離してノズル面に摩擦や擦り傷を作る原因になったり、ノズル詰まりや吐出曲がりの原因になることがあり、望ましくない。０.０１μより粒径が小さいと、機材のゴム材料の影響が大きく滑り性があまり大きくならないため望ましくない。
特に、微粒子の径の範囲が０.２〜２.０μｍであると、ノズル面の耐摩擦性や耐擦傷性だけでなく、ワイピングブレードの耐磨耗性も高くなり、ワイピングブレードの耐久性がより向上する。ワイパーブレードのエッジが丸まりにくくなり、ワイピングブレードの長期信頼性がより高くなる

（第２の実施形態）
また、第２の実施形態として、本発明者は、ゴム材料製のブレード基材表面に対して摩擦係数を低下させる効果のある樹脂で覆った表面改質複合材料を用いた、少なくともノズル面に接触する部位の摩擦係数の低いワイピングブレードをインクジェット記録装置に搭載することで、ノズル面の磨耗と擦り傷の発生をおさえ、拭き残しの不具合を起こさない画像記録装置を実現した。
樹脂とゴム材料と混合して、均一に練りあわせても良いし、樹脂が表面濃縮するものであってもよい。

前記樹脂はフッ素樹脂であっても良いし、シリコーン樹脂であっても良いし、シリコーン変性樹脂であっても良いし、フッ素変性樹脂やシリコーン変性樹脂といった複合材料であっても良い。フッ素樹脂の例としては、ＰＴＦＥ，ＥＴＦＥ，ＦＥＰ等がある。シリコーン樹脂の例としては、滑り性のある市販のコーティング剤、シリコーン塗料等を好適に用いることができる。
また、高分子ポリエチレンであっても良いし、アクリル樹脂であっても良い。
特に、高分子ポリエチレンは、平均分子量１００万以上の超高分子ポリエチレンでは、滑り性だけではなく耐薬品性にも優れ、劣化しにくい。

（第３の実施形態）
また、第３の実施形態として、本発明者は、摩擦係数の低い材料をゴム材料からなるブレード基材に積層させた複合材料を用いた摩擦係数の低いワイピングブレードをインクジェット記録装置に搭載することで、記録ヘッドのノズル面の磨耗と擦り傷の発生をおさえ、拭き残しの不具合を起こさない画像記録装置を実現した。

積層させる材料としては、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フッ素変性樹脂、シリコーン変性樹脂、高分子ポリエチレン等が例に挙げられる。
特に、高分子ポリエチレンは、平均分子量１００万以上の超高分子ポリエチレンでは、滑り性だけではなく耐薬品性にも優れ、劣化しにくい。

このような滑り性の高いワイピングブレードとの組み合わせであれば、ノズルプレートを覆う材料としてシリコーン高分子鎖を含む高分子の比較的低い硬度の低い材料を用いたものであっても、負荷が低減されるため、必要な耐磨耗性、耐擦傷性が十分に確保できる。硬度が７００Ｎ／ｍｍ²より小さい撥水剤でノズル面を覆った記録ヘッドであっても必要な耐磨耗性、耐擦傷性が十分に確保できた。なお、本発明におけるノズル面を覆うシリコーン高分子鎖を含む高分子の例として、シリコーン樹脂、シリコーン変性アクリル樹脂、シリコーン変性フッ素樹脂、フッ素変性シリコーン樹脂、アクリル変性シリコーン樹脂等が挙げられる。また、本発明におけるシリコーン高分子鎖を含む高分子は常温硬化型であっても、ＵＶ硬化型であっても、加熱硬化型あっても良い。特にＵＶ硬化型は常温で硬化が可能なため製法の制約が小さく、且つ、比較的硬い撥水層の作成が可能であるためより望ましい。

ワイピングブレードによるノズル面の汚れの拭き取りは、記録ヘッドとワイピングブレードが相対移動しながら接触することで行われるが、このとき、ノズル列に対してワイピングブレードが触れて移動する向きがどのようであっても良く、鉛直方向でも並行方向であっても良い。

記録液を吐出するインクジェット記録ヘッドは、ピエゾを有するインクジェット記録ヘッドであっても良いが、発熱体を有するインクジェット記録ヘッドが特に望ましい。発熱体による記録液の膜沸騰で吐出するインクジェット記録ヘッドは、半導体プロセスを用いて容易に多数設置でき、容易に多チャンネルノズルを持ったインクジェット記録ヘッドの作成を可能にする。

本発明のワイピングブレードを搭載した画像記録装置は、特に長尺ラインヘッドのようにノズル面が大きくなればなるほど従来のワイピングブレードを搭載した画像記録装置よりも不具合の発生を押さえられると考えられる。

本発明に好適なブレード基材のゴムの種類としては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、塩素化ブチルゴム（ＣＬＩＩＲ）フッ素ゴム、シリコーンゴム等が例示できる。

本発明のブレード基材のゴム材料は加硫剤を含有することができる。前記した特許文献６に開示されたクリーニングブレードでは、ゴムの加硫剤は、有機化酸化物加硫化剤を用いると、加硫剤に硫黄を用いたときよりもゴム中に均一に分散し、凝集物がノズル面の傷を作る要因にならないとしている。

加硫剤は、有機化酸化物加硫剤として市販されているものが挙げられる。
具体的に例示するならば、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン、１，３ビス−（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート等が挙げられる。

また、本発明のゴム材料は、補強充填材を含有することができる。補強充填材は、平均粒径が特許文献６に記載されたように、２００ｎｍ以上のものであれば特に限定されないが、サーマルブラック（４５０〜５５６ｎｍ）くらいが好適とされている。

また、ワイピングブレードにインクが堆積しないように、ワイピングブレードは撥インク性を示すことが望ましく、待機時インクが滑り落ちるように転落角９０°以下であることが望ましい。より望ましくは転落角２０°以下である

その他、本発明によるインクジェット記録装置用ワイピングブレードを構成するゴムには、必要に応じて、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、着色剤等の各種添加剤を配合しても良い。

本発明の画像記録装置では、画像記録装置に搭載された記録ヘッドのノズル面の耐久性が高いため、長期間に渡ってノズル面の汚れの拭き残しを原因としたノズル抜けや吐出曲がりが起こらず、良好な印刷物を長期間に亘って変わらず得ることができる。

図１は、本発明の実施例のワイピングブレ―ドを搭載したインクジェット記録装置（ＩＰＳＩＯ Ｇ７０７改造機）の記録ヘッドとワイピングブレードとブレード保持材を示す図である。
記録ヘッド１は矢印Ｘで示す方向に移動可能に画像記録装置に搭載され、ワイピングブレード３は先端部が長さＬ突出した状態でブレード保持材４に取り付けられている。ノズル面２のワイピング時に、記録ヘッド１が矢印Ｘ方向に相対移動すると、ワイピングブレード３はオーバラップ長さＭによって撓み、ノズル面２をワイピングブレード３で擦ることでノズル面２に付着した汚れをかき落とす仕組みになっている。

図２は、実施例１〜実施例１９のワイピングブレード及び従来のワイピングブレード（比較例）の構造を模式的に示す図で、図２（Ａ）は微粒子混合型、図２（Ｂ）は微粒子塗布型、図２（Ｃ）は樹脂混合型、図２（Ｄ）は樹脂塗布型、図２（Ｅ）は樹脂積層型、図２（Ｆ）は従来型を示す。図中、白色部分は、滑り性の高い材料を示し、灰色部分は、ゴム材料を示している。
以下、実施例１〜実施例１９のワイピングブレードについて、それぞれの構造及び作成法を示す。

（Ａ）微粒子混合型
微粒子混合型ワイピングブレードは、混合された微粒子のうち、表面に露出した微粒子が滑り性を付与する。
（実施例１）＜ワイピングブレード１＞
ＥＰＤＭとＰＴＦＥの微粒子（粒径０.０１μｍ）を体積比９５：５となるように混合し、板状に成形したワイピングブレード。
（実施例２）＜ワイピングブレード２＞
ＥＰＤＭとＰＴＦＥの微粒子（粒径０.２μｍ）を体積比９５：５となるように混合し、板状に成形したワイピングブレード。
（実施例３）＜ワイピングブレード３＞
ＥＰＤＭとＰＴＦＥの微粒子（粒径２μｍ）を体積比９５：５となるように混合し、板状に成形したワイピングブレード。
（実施例４）＜ワイピングブレード４＞
ＥＰＤＭとＰＴＦＥの微粒子（粒径５μｍ）を体積比９５：５となるように混合し、板状に成形したワイピングブレード。
（実施例５）＜ワイピングブレード５＞
ＥＰＤＭと二硫化モリブデンの微粒子（粒径０.２μｍ）を体積比９５：５となるように混合し、板状に成形したワイピングブレード。
（実施例６）＜ワイピングブレード６＞
ＥＰＤＭとシリコーン微粒子（粒径１〜１５μｍ トレフィルＥ−５００：東レ・ダウコーニング）を体積比９５：５となるように混合し、板状に成形したワイピングブレード。
（実施例７）＜ワイピングブレード７＞
ＥＰＤＭとグラファイト微粒子（粒径０.２μｍ）を体積比９５：５となるように混合し、板状に成形したワイピングブレード。
（実施例８）＜ワイピングブレード８＞
ＥＰＤＭと高分子量ポリエチレン（粒径０.２μｍ 分子量５００万）を体積比９５：５となるように混合し、板状に成形したワイピングブレード。

（Ｂ）微粒子塗布型
微粒子塗布型ワイピングブレードは、表面に塗布されたエマルジョン微粒子が、表面に滑り性を付与する。
（実施例９）＜ワイピングブレード９＞
ＥＰＤＭのワイピングブレードにシランカップリング剤を主成分とするプライマーを塗布した後、ＰＴＦＥを主成分とするエマルジョン塗料（ポリフロンＰＴＦＥ エナメル：ダイキン工業）を塗布したワイピングブレード
（実施例１０）＜ワイピングブレード１０＞
４フッ化エチレン微粒子をバインダに分散させた後、バインダを介してＥＰＤＭをコーティングしたワイピングブレード。
（実施例１１）＜ワイピングブレード１１＞
ＥＰＤＭに二硫化モリブデンの微粒子（粒径０.２μｍ）をバインダに分散させた後、バインダを介してＥＰＤＭをコーティングしたワイピングブレード。
（実施例１２）＜ワイピングブレード１２＞
ＥＰＤＭにシランカップリング剤を主成分とするプライマを塗布した後、シリコーン樹脂微粒子が分散したエマルジョン塗料（ｘ−５２−８０４８：信越化学製）をコーティングしたワイピングブレード。
（実施例１３）＜ワイピングブレード１３＞
ＥＰＤＭに高分子量ポリエチレンの微粒子（粒径０.２μｍ）をバインダに分散させた後、バインダを介してＥＰＤＭをコーティングしたワイピングブレード。
（実施例１４）＜ワイピングブレード１４＞
ＥＰＤＭにグラファイトの微粒子（粒径０.２μｍ）をバインダに分散させた後、バインダを介してＥＰＤＭをコーティングしたワイピングブレード。

（Ｃ）樹脂混合型
樹脂混合型ワイピングブレードは、混合された樹脂成分が、表面に滑り性を付与する。均一になってもミクロ相分離海島構造を作るものであってもよい。
（実施例１５）＜ワイピングブレード１５＞
ＥＰＤＭにモディパーＦ−３０３５（日本油脂製）を重量比９７：３となるように混合し、板状に成形したワイピングブレード。
（実施例１６）＜ワイピングブレード１６＞
ＥＰＤＭにモディパーＦＳ−７２０（日本油脂製）を重量比９７：３となるように混合し、板状に成形したワイピングブレード。

（Ｄ）樹脂塗布型
樹脂塗布型ワイピングブレードは、表面に塗布された樹脂成分が、表面に滑り性を付与する。なお、本発明は塗布方法によって限定されるものではない。
（実施例１７）＜ワイピングブレード１７＞
ＥＰＤＭのブレードにシランカップリング剤を主成分とするプライマを塗布した後、ｘ−７１−１３０（信越化学製）を塗布し、さらに６０度で２時間加熱処理をしたワイピングブレード。
（実施例１８）＜ワイピングブレード１８＞
ＥＰＤＭのブレードにシランカップリング剤を主成分とするプライマを塗布した後、ＳＲ２３１６（東レ・ダウコーニング製）を塗布した後、１２０度で２時間 加熱処理をしたワイピングブレード。

（Ｅ）積層型
積層型ワイピングブレードは、表面に積層された樹脂成分が、表面に滑り性を付与する。フィルムの張り合わせ等による複合材料化。なお、本発明は塗布方法によって限定されるものではない。
（実施例１９）＜ワイピングブレード１９＞
平均分子量５５０万の超高分子ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）をＥＰＤＭと積層した複合材から切り出したワイピングブレード。ポリエチレンが貼られた側を表（払拭面）とする。

（Ｆ）従来型
従来型ワイピングブレードは、均一なゴム材料で構成され、滑り性は高くない。
（比較例１）＜ワイピングブレード２０＞
ＥＰＤＭ製の従来型の単体で均一な材料で構成されたワイピングブレード。

（イ）実施例１〜１９のワイピングブレードと比較例１のワイピングブレードとの比較評価
実施例１〜１９のワイピングブレード１〜１９をそれぞれ搭載し、ノズル面を覆う撥インク材料をシリコーン樹脂ＳＲ２３１６（東レ・ダウコーニング製）で覆ったものに換装した記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置（ＩＰＳＩＯ Ｇ７０７改造機）を使用した。
各ワイピングブレードのＪＩＳ Ｋ６２５３による硬度は、Ａ３０〜Ａ８０の範囲にあり、厚みは０.５〜２.０ｍｍの範囲にある。ワイピングブレードの自由長さＬは３〜１０ｍｍの範囲で、ブレードが固定された状態で、ワイピングブレードと記録ヘッドのオーバラップ量は０.５〜２.０ｍｍの範囲にある。

このように構成されたインクジェット記録装置において、ノズル面に付着したインクをワイピングブレードが拭き取るワイピング動作を３０００回行った後、ノズル面の観察を行い、ノズル面の耐摩擦性及び耐擦傷性を、良い（○）、やや悪い（△）、悪い（×）の３段階で評価した。
表１は、その結果を示す。

表１において、実施例１〜４の比較から、ワイピングブレード表面に微粒子を配した場合、粒径は０.０１〜２.０μｍにおいて特に耐摩擦性、耐擦傷性に優れる。
比較例１と実施例１〜１９の比較から、滑り性の悪い、ＥＰＤＭのみで構成されたワイピングブレードでは比較例１にあるように、ノズル面が磨耗し、ノズル面に擦り傷を作ったが、実施例１〜１３にあるように、ワイピングブレードに滑り性を付与することでノズル面の耐磨耗性、耐擦傷性を確保できた。

（ロ）実施例１〜４のワイピングブレードと比較例２〜５のワイピングブレードとの比較評価
実施例１〜４とワイピング回数が３００００回である以外は同様にして、比較例２〜５とし、（イ）の実験と同様に行った後のワイピングブレードの磨耗の様子を、ワイピング開始以前のワイピングブレードと比較して、磨耗による変化なし（○）、ワイピングブレードが磨耗し、角が丸くなっている（×）の評価を行った。
表２は、その結果を示す。

（ハ）実施例２０のワイピングブレードと比較例６のワイピングブレードとの比較評価
実施例１１のワイピングブレードのノズル面を覆っている撥水材ＳＲ２３１６をＮｉ−ＰＴＦＥで置き換え実施例２０のワイピングブレードとし、比較例１のワイピングブレードのノズル面を覆っている撥水剤ＳＲ２３１６をＮｉ−ＰＴＦＥで置き換え比較例６のワイピングブレードとした。
次に、実施例１１と比較例１において、記録ヘッドのノズル面がＮｉ−ＰＴＦＥで覆われた、ＳＲ２３１６でノズル面を覆っている記録ヘッドよりも硬度と滑り性のある記録ヘッドに換装したインクジェット記録装置（ＩＰＳＩＯ Ｇ７０７）に搭載した以外はワイピングブレードが同一であるインクジェット記録装置に対し、実施例８、比較例１と同様に、ノズル面に付着したインクをワイピングブレードが拭き取るワイピング動作を３０００回行った後、ノズル面の観察を行い、ノズル面の耐摩擦性、及び耐擦傷性を良い（○）、やや悪い（△）、悪い（×）の３段階で評価した。
表３は、その結果を示す。

なお、（ハ）の場合において、撥水剤の硬度は、表面皮膜物性試験機（フィッシャースコープ Ｈ１００Ｕ）によって測定した。
測定条件；Ｆ＝０.６ｍＮ／６ｓ Ｃ＝５ｓ Ｒ＝荷重増加と同条件、における測定結果は次の通りであった。
ＳＲ２３１６：３４［Ｎ／ｍｍ²］
Ｎｉ−ＰＴＦＥ：７６８［Ｎ／ｍｍ²］

滑り性の高いワイピングブレ−ドであれば、硬度の低いシリコン高分子鎖を含む高分子でノズル面を覆った比較的硬度の低いノズル面に対しても、滑り性の高いワイピングブレードを用いれば耐磨耗性と耐擦傷性が確保できる。

（ニ）画像記録装置の比較評価
実施例１１で使用したインクジェット記録装置Ａ（ＩＰＳＩＯ Ｇ７０７改造機Ａ）で３００００回のワイピング後に印刷物を作成し、比較例１で使用したインクジェット記録装置Ｂ（ＩＰＳＩＯ Ｇ７０７改造機Ｂ）で同じく３００００回のワイピング後に印刷した印刷物と画質を比較した。
表４は、その結果を示す。

従来のワイピングブレードを搭載した画像記録装置Ｂではノズル面の磨耗や傷により吐出曲がりやノズル抜けが発生して画像が乱れたが、本発明のワイピングブレ−ドを搭載した画像記録装置Ａで印刷した印刷物に画像乱れは見られなかった。

本発明の実施例のワイピングブレ―ドを搭載したインクジェット記録装置の記録ヘッドとワイピングブレードとブレード保持材を示す図である。 実施例１〜実施例１９のワイピングブレード及び従来のワイピングブレードの構造を模式的に示す図である。 ワイピングブレードが記録ヘッドのノズル面に付着したインクを拭き取る様子を示す図である。 ワイピングブレードが記録ヘッドのノズル面に付着したインクを拭き残す様子を示す図である。

符号の説明

１…記録ヘッド、２…ノズル面、３…ワイピングブレード、４…ブレード保持材、１１…ワイピングブレード、１２…ノズル面、１３…廃インク、１４…残留インク。

Claims (21)

1. ヘッドから液体を除去する除去部材表面に微粒子が配されていることを特徴とする除去部材。
2. 請求項１に記載の除去部材であって、前記微粒子はフッ素樹脂もしくはフッ素変性樹脂からなることを特徴とする除去部材。
3. 請求項１に記載の除去部材であって、前記微粒子は二硫化モリブデンからなることを特徴とする除去部材。
4. 請求項１に記載の除去部材であって、前記微粒子はシリコーン樹脂もしくはシリコーン変性樹脂からなることを特徴とする除去部材。
5. 請求項１に記載の除去部材であって、前記微粒子はグラファイトからなることを特徴とする除去部材。
6. 請求項１に記載の除去部材であって、前記微粒子はポリエチレンからなることを特徴とする除去部材。
7. 請求項６に記載の除去部材であって、前記ポリエチレンは分子量が１００万以上の超高分子量ポリエチレンであることを特徴とする除去部材。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の除去部材であって、前記微粒子はゴム製除去部材中に分散していることを特徴とする除去部材。
9. 請求項１乃至７のいずれかに記載の除去部材であって、前記微粒子はゴム製除去部材表面に塗装されていることを特徴とする除去部材。
10. 請求項１乃至７のいずれかに記載の除去部材であって、前記微粒子の平均粒径は０.０１〜２μｍであることを特徴とする除去部材。
11. 請求項１乃至７のいずれかに記載の除去部材であって、前記微粒子の平均粒径は０.２〜２μｍであることを特徴とする除去部材。
12. ヘッドから液体を除去する除去部材であって、基材となるゴム材料と、フッ素樹脂もしくはフッ素変性樹脂が混合した複合材料からなることを特徴とする除去部材。
13. ヘッドから液体を除去する除去部材であって、基材となるゴム材料と、シリコーン樹脂もしくはシリコーン変性樹脂が混合した複合材料からなることを特徴とする除去部材。
14. ヘッドから液体を除去する除去部材であって、フッ素樹脂もしくはフッ素変性樹脂で表面を覆われた複合材料からなることを特徴とする除去部材。
15. ヘッドから液体を除去する除去部材であって、シリコーン樹脂もしくはシリコーン変性樹脂で表面を覆われた複合材料からなることを特徴とする除去部材。
16. ヘッドから液体を除去する除去部材であって、高分子量ポリエチレンで表面を覆われた複合材料からなることを特徴とする除去部材。
17. 請求項１６に記載の除去部材であって、前記高分子量ポリエチレンは平均分子量が１００万以上の超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）であることを特徴とする除去部材。
18. 請求項１乃至１７のいずれかに記載の除去部材を備え、ヘッドを搭載することを特徴とする画像記録装置。
19. 請求項１乃至１７のいずれかに記載の除去部材を搭載した画像記録装置であって、且つ、前記ヘッドのノズル面の一部乃至全面は撥水剤で覆われ、該撥水剤の硬度は８〜７００［Ｎ／ｍｍ²］であることを特徴とする請求項１８に記載の画像記録装置。
20. 請求項１乃至１７のいずれかに記載の除去部材を搭載した画像記録装置であって、且つ、前記ヘッドのノズル面の一部乃至全面は撥水剤で覆われ、該撥水剤はシリコーン高分子鎖を含む高分子材料からなることを特徴とする請求稿１８または１９に記載の画像記録装置。
21. 請求項１乃至１７のいずれかに記載の除去部材を搭載した画像記録装置であって、且つ、前記ヘッドは発熱体を有することを特徴とする請求稿１８乃至２０のいずれかに記載の画像記録装置。