JP2020082567A - 液体吐出装置、及び払拭方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドのノズル形成面を払拭する払拭部材と、
前記ノズル形成面に付与される洗浄液と、を備え、
前記払拭部材は、少なくとも2層からなり、
前記洗浄液の静的表面張力は、前記液体の静的表面張力より高い液体吐出装置。
(2)前記払拭部材における前記ノズル形成面に接触する第一層目の空隙率は、前記第一層目以外の少なくとも一つの層の空隙率よりも小さい(1)に記載の液体吐出装置。
(3)前記第一層目の空隙率が0.60以上0.85以下である(1)又は(2)に記載の液体吐出装置。
(4)前記状払拭部材に前記洗浄液を付与する洗浄液付与手段を有する(1)乃至(3)のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
(5)前記洗浄液は、アルキレングリコール界面活性剤を含有する(1)乃至(4)のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
(6)前記洗浄液は、グリコールエーテル化合物を含有する(1)乃至(5)のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
(7)前記グリコールエーテル化合物の含有量は、前記洗浄液に対して1.0質量%以上30.0質量%以下である(6)に記載の液体吐出装置。
(8)前記液体は、色材、及び有機溶剤を含有する(1)乃至(7)のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
(9)前記液体は、樹脂を含有し、色材を含有しない(1)乃至(7)のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
(10)ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドのノズル形成面に洗浄液を付与する洗浄液付与工程と、
前記ノズル形成面を払拭部材で払拭する払拭工程と、を有する払拭方法であって、
前記払拭部材は、少なくとも2層からなり、
前記洗浄液の静的表面張力は、前記液体の静的表面張力より高い払拭方法。
(11)前記洗浄液は、アルキレングリコール界面活性剤を含有する(10)に記載の払拭方法。
(12)前記洗浄液は、グリコールエーテル化合物を含有する(10)又は(11)に記載の払拭方法。
本実施形態の液体吐出装置は、ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッド、及び払拭装置などを有し、必要に応じて他の手段(例えば、記録媒体の給送、搬送、排紙に係わる手段や、前処理装置、後処理装置と称される装置など)を有する。払拭装置は、払拭部材、及び洗浄液を有し、必要に応じて他の手段を有する。また、払拭装置を有する液体吐出装置によって実行される払拭方法は、洗浄液付与工程、及び払拭工程を有し、必要に応じて他の工程を有する。払拭装置は、ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドのノズル形成面に対して洗浄液を付与し、払拭部材を接触させることでノズル形成面を払拭する。なお、本実施形態において「払拭」とは、払拭部材及びノズル形成面を接触させつつ、払拭部材と液体吐出ヘッドを相対移動させることを表す。払拭部材を用いてノズル形成面を払拭することにより、例えば、ノズル形成面で液体が乾燥して付着した固着物をノズル形成面から除去することができる。また、例えば、ノズルから溢れ出た余剰液体を吸収することでノズル形成面から除去することができる。なお、本実施形態において洗浄液は払拭装置に搭載されているが、液体吐出装置の払拭装置以外の部分に搭載されていてもよい。
次に、払拭部材について図4を用いて説明する。図4はシート状の払拭部材の断面の一例を模式的に表した図である。図4に示す払拭部材700は、2層の不織布であって、液体吐出ヘッドのノズル形成面を払拭するためにノズル形成面と接触する表面を有する第一層目710と、ノズル形成面と接触しない裏面を有する第二層目720(第一層目以外の層)と、を有する。これ以外にも、例えば、吸収したインクの裏写り防止や払拭部材の強度向上を目的としてフィルムを裏打ちした3層構造や、吸収性の異なる複数の吸収層を第二層以降に設けた多層構造などでも良い。すなわち、払拭部材は、第一層目以外の少なくとも一つの層を有していることが好ましい。払拭部材が少なくとも2層からなることで、定着性の高い液体(特に樹脂などを多く含むような液体)を使用する場合であっても、液体吐出ヘッドのノズル形成面における清浄性を維持することができる。
また、第一層目以外の少なくとも一つの層の空隙率は0.80以上0.99以下であることが好ましい。第一層目以外の層の空隙率が上記範囲内にあることで、液体や洗浄液の吸収性を向上させることが出来る。これらの第一層目と第一層目以外の層を組み合わせることにより、固着インクのかきとり性と液体や洗浄液の吸収性を両立させ、払拭性を向上させることができる。
液体吐出装置に搭載される洗浄液は、後述する液体との間で静的表面張力に関して所定の関係を有する。また、特に限定されないが、洗浄液は、アルキレングリコール界面活性剤、及びグリコールエーテル化合物を含有することが好ましく、必要に応じて他の有機溶剤、水、その他の成分を含有してもよい。この洗浄液を直接的または間接的にノズル形成面に付与してから払拭部材で払拭することで、ノズル形成面に形成された固着物の粘性が低下し除去が容易になる。なお、洗浄液は洗浄液収容容器に充填されて液体吐出装置に搭載されることが好ましい。
本実施形態の液体吐出装置に搭載される洗浄液と後述する液体において、洗浄液の静的表面張力は、液体の静的表面張力より高い。洗浄液の静的表面張力を液体の静的表面張力より高くすることで、払拭部材でノズル形成面を払拭した際に、ノズル孔内に洗浄液が侵入することを抑制することができる。ノズル孔内に洗浄液が侵入することを抑制することで、ノズル孔内の液体と洗浄液が混合して液体の機能が低下することを抑制することができる。例えば、液体がインクである場合、洗浄液がノズル孔内に侵入してインクと混合すると、払拭後にインクを用いて形成される画像の画像濃度が低下するが、これを抑制することができる。具体的には、25℃において、洗浄液の静的表面張力は、液体の静的表面張力に対して2.0mN/m以上高いことが好ましい。また、洗浄液の静的表面張力は、25℃において、26.0mN/m以上35.0mN/m以下が好ましい。なお、洗浄液の静的表面張力は、例えば、協和界面株式会社製の自動表面張力計CBVP−Zを用いて、25℃の環境下で測定することができる。
なお、洗浄液の静的表面張力を液体の静的表面張力より高くなるように調整する方法としては、特に限定されないが、洗浄液および液体に使用する界面活性剤の種類、添加量を調整する方法や、使用する各有機溶剤の静的表面張力を考慮して成分を調整する方法が挙げられる。近年、液体の一例であるインクでは、高い速乾性を実現するために、フッ素界面活性剤やシリコーン界面活性剤等の表面張力を低下させる能力の高い界面活性剤が添加されることが多い。このようなインクと洗浄液を併用する場合、ノズル孔内に洗浄液が侵入することを抑制するために、一例として、洗浄液はアルキレングリコール界面活性剤を含有することが好ましく、グリコールエーテル化合物を含有することが好ましい。
アルキレングリコール界面活性剤は、洗浄液の静的表面張力を所定の範囲に調整するために含有されることが好ましい。また、アルキレングリコール界面活性剤は、例えば、エチレンオキサイド基やプロピレンオキサイド基等のアルキレン基を有するグリコール界面活性剤である。アルキレングリコール界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、エマルゲンLS−106(花王株式会社製)、エマルゲンLS−110(花王株式会社製)、ソフタノールEP7025(日信化学株式会社製)などが挙げられる。
アルキレングリコール界面活性剤の含有量は、洗浄液の全量に対して、0.1質量%以上5.0質量%以下が好ましい。含有量が1.0質量%以上5.0質量%以下であることで、洗浄液がノズル孔内に侵入しにくくなり、且つ洗浄液の固着物に対する濡れ広がり性が向上する。
グリコールエーテル化合物は、洗浄液の静的表面張力を所定の範囲に調整するために含有されることが好ましい。グリコールエーテル化合物としては、例えば、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、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピ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n−プロピルエーテル、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、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテルが好ましく、ジエチレングリコールジエチルエーテルが特に好ましい。
グリコールエーテル化合物の含有量としては、洗浄液全量に対して、1.0質量%以上30.0質量%以下が好ましく、10.0質量%以上20.0質量%以下がより好ましい。含有量が、1.0質量%以上であれば、固着物を払拭するのが容易になる。また、含有量が、30.0質量%以下であると、払拭部材や払拭工程に使用される部材へのグリコールエーテル化合物の影響を抑制することができる。
他の有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、炭素数8〜11のポリオール化合物を用いることが好ましい。炭素数8〜11のポリオール化合物としては、例えば、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールなどが挙げられる。炭素数8〜11のポリオール化合物を洗浄液に用いることで、洗浄液の固着物に対する浸透性を高めることができる。
水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水などが挙げられる。
水の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、洗浄液の全量に対して50.0質量%以上95.0質量%以下が好ましく、55.0質量%以上90.0質量%以下がより好ましい。
その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤などが挙げられる。
液体吐出装置に搭載される液体は、洗浄液との間で静的表面張力に関して上記の所定の関係を有する。この液体の一例としてインクについて説明する。液体の一例としてのインクは、液体収容容器の一例であるインク収容容器に充填されて液体吐出装置に搭載されることが好ましい。なお、液体としてはインクに限られず、例えば、インク吐出前に記録媒体に付与される前処理液、及びインク吐出後に記録媒体のインク吐出面に付与される後処理液などであってもよい。
液体の一例であるインクは、有機溶剤、及び色材を含有することが好ましく、必要に応じて水、樹脂、界面活性剤、及びその他の添加剤を含有してもよい。なお、インクは樹脂を含有し、色材を含有しないクリアインクであってもよい。
液体の静的表面張力は、25℃において、20.0mN/m以下30.0mN/m以下が好ましい。なお、インクの静的表面張力は、例えば、協和界面株式会社製の自動表面張力計CBVP−Zを用いて、25℃の環境下で測定することができる。
インクに使用する有機溶剤としては特に制限されず、水溶性有機溶剤を用いることができる。例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類や多価アルコールアリールエーテル類などのエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類が挙げられる。
水溶性有機溶剤の具体例としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,3−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、エチル−1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ペトリオール等の多価アルコール類、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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチ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エチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド等のアミド類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。
湿潤剤として機能するだけでなく、良好な乾燥性を得られることから、沸点が250℃以下の有機溶剤を用いることが好ましい。
グリコールエーテル化合物の具体例としては、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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチ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エチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類などが挙げられる。
色材としては特に限定されず、顔料、染料を使用可能である。顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、混晶を使用してもよい。
無機顔料として、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。
また、有機顔料としては、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性のよいものが好ましく用いられる。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
顔料の具体例として、黒色用としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、または銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料があげられる。
更に、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155、180、185、213、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3、15:4(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36、等がある。
染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー9,45,249、C.I.アシッドブラック1,2,24,94、C.I.フードブラック1,2、C.I.ダイレクトイエロー1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック3,4,35が挙げられる。
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカーボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加することで、水中に分散可能とする方法が挙げられる。
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能とする方法が挙げられる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆されている必要はなく、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。竹本油脂社製RT−100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
インクにおける水の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上90質量%以下が好ましく、20質量%〜60質量%がより好ましい。
インク中に含有する樹脂の種類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリルスチレン系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ウレタン樹脂が好ましい。また、樹脂は樹脂粒子として用いることが好ましい。樹脂粒子を、水を分散媒として分散した樹脂エマルションの状態で、色材や有機溶剤などの材料と混合してインクを得ることが可能である。
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
シリコーン系界面活性剤には特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。中でも高pHでも分解しないものが好ましい。シリコーン系界面活性剤としては、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物が、起泡性が小さいので特に好ましい。パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2、NH(CH2CH2OH)3等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。
これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一般式(S−1)式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF−618、KF−642、KF−643(信越化学工業株式会社)、EMALEX−SS−5602、SS−1906EX(日本エマルジョン株式会社)、FZ−2105、FZ−2118、FZ−2154、FZ−2161、FZ−2162、FZ−2163、FZ−2164(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社)、BYK−33、BYK−387(ビックケミー株式会社)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(東芝シリコン株式会社)などが挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物などが挙げられる。これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少ないため好ましく、特に一般式(F−1)及び一般式(F−2)で表わされるフッ素系界面活性剤が好ましい。
上記のフッ素系界面活性剤としては市販品を使用してもよい。この市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも、旭硝子株式会社製);フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも、住友スリーエム株式会社製);メガファックF−470、F−1405、F−474(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR、キャプストーンFS−30、FS−31、FS−3100、FS−34、FS−35(いずれも、Chemours社製);FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも、株式会社ネオス社製)、ポリフォックスPF−136A,PF−156A、PF−151N、PF−154、PF−159(オムノバ社製)、ユニダインDSN−403N(ダイキン工業株式会社製)などが挙げられ、これらの中でも、Chemours社製のFS−3100、FS−34、FS−300、株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW、オムノバ社製のポリフォックスPF−151N及びダイキン工業株式会社製のユニダインDSN−403Nが特に好ましい。
上記の静的表面張力以外のインクの物性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粘度、pH等が以下の範囲であることが好ましい。
インクの25℃での粘度は、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば回転式粘度計(東機産業社製RE−80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7〜12が好ましく、8〜11がより好ましい。
液体が付与される記録媒体としては特に制限はなく、普通紙、光沢紙、特殊紙、布などを用いることもできるが、非浸透性基材を用いても良好な画像形成が可能である。なお、記録媒体とは、液体が一時的にでも付着可能なものを意味する。
非浸透性基材とは、水透過性、吸収性が低い表面を有する基材であり、内部に多数の空洞があっても外部に開口していない材質も含まれ、より定量的には、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m2以下である基材をいう。
非浸透性基材としては、例えば、塩化ビニル樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルムを、好適に使用することができる。
記録媒体としては、一般的な記録媒体として用いられるものに限られず、壁紙、床材、
タイル等の建材、Tシャツなど衣料用等の布、テキスタイル、皮革等を適宜使用することができる。また、記録媒体を搬送する経路の構成を調整することにより、セラミックスやガラス、金属などを使用することもできる。
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管、及び滴下ロートを備えた1Lのフラスコ内を窒素ガスで置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー4.0g、メルカプトエタノール0.4g、及びメチルエチルケトン40.0gを投入し、65℃まで昇温した。
次に、スチレン100.8g、アクリル酸25.2g、ラウリルメタクリレート108.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート36.0g、ヒドロキシルエチルメタクリレート60.0g、スチレンマクロマー36.0g、メルカプトエタノール3.6g、アゾビスメチルバレロニトリル2.4g、及びメチルエチルケトン342.0gの混合液を2.5時間かけて、フラスコ内に滴下した。更に、アゾビスメチルバレロニトリル0.8g、及びメチルエチルケトン18.0gの混合液を0.5時間かけて、フラスコ内に滴下した後、1時間熟成させた。
次に、アゾビスメチルバレロニトリル0.8gを添加した後、1時間熟成させ、50.0質量%のポリマー溶液800gを得た。
作製したポリマー溶液28.0g、カーボンブラック(商品名:#45L、三菱化学株式会社製)、1mol/Lの水酸化カリウム水溶液13.6g、メチルエチルケトン20.0g、及び水13.6gの混合物を攪拌した後、ロールミルを用いて混練した。得られたペーストを水200g中に投入して攪拌した後、エバポレータを用いて、メチルエチルケトン、及び水を留去し、顔料の含有量が15.0質量%、固形分が20.0質量%のブラック顔料分散体を得た。
1,3−ブタンジオール15.0質量%、1,2−プロパンジオール15.0質量%、フッ素界面活性剤(ゾニールFSO−100、DuPont社製)0.5質量%、ウレタン樹脂エマルション(スーパーフレックス500M、固形分濃度45.0質量%、第一工業製薬株式会社製)6.0質量%(固形分量)、及び1,8−オクタンジオール2.0質量%を1時間攪拌した後、ブラック顔料分散体20.0質量%、及び合計量が100質量%となるようにイオン交換水を残量分添加し、更に1時間撹拌した後、平均孔径が1.5μmのポリプロピレンフィルターを用いて加圧濾過して、粗大粒子を除去し、ブラックインクを作製した。得られたブラックインクの組成及び含有量について、表1に示した。
−洗浄液1の作製−
アルキレングリコール界面活性剤(エマルゲンLS−106、花王株式会社製)1.0質量%、ジエチレングリコールジエチルエーテル20.0質量%、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール1.0質量%、及び合計量が100質量%となるように純水を残量分添加し、混合させて、洗浄液1を作製した。
上記洗浄液1の作製において、下記の表2に示す処方(数値の単位は質量%である)に変えた以外は、洗浄液1の作製と同様にして、洗浄液2〜6を作製した。
次に、作製したブラックインク及び洗浄液1〜6について、以下の測定方法で、静的表面張力を測定し、結果を表2に示した。
−測定方法−
協和界面株式会社製の自動表面張力計CBVP−Zを用い、25℃の環境下で、マゼンタ顔料インク及び各洗浄液静的表面張力を測定した。測定は5回測定し、最大値及び最小値を除く3回の平均を測定値とした。
・エマルゲンLS−106(花王株式会社製、アルキレングリコール界面活性剤)
・エマルゲンLS−110(花王株式会社製、アルキレングリコール界面活性剤)
・ソフタノールEP7025(日信化学株式会社製、アルキレングリコール界面活性剤)
・TEGO WET−240(エボニック社製、シリコーン界面活性剤)
・ゾニールFS300(DuPont社製、フッ素系界面活性剤)
下記表3に示す材質からなるシート状の不織布を用意し、第一層目、第二層目として貼り合わせることで払拭部材を作製した。なお、払拭部材7に関しては単層構造であることを表す。
図1に示す画像形成吐出装置にブラックインクを充填して15分間印字を行った。その後、図3に示す払拭装置を用い、表4に示す洗浄液を20μL付与した表4に示す払拭部材で液体吐出ヘッドのノズル形成面を押し当て力2N、拭き取り速度50mm/sで払拭した。その直後、ノズルから500滴を記録媒体(スーパーファイン紙(セイコーエプソン株式会社製))上に印字させ、ドットの濃度を観察した。ドットの濃度が液体吐出ヘッドのノズル形成面を払拭する前と同じになるまでのドット数(滴数)を測定し、下記評価基準でノズル孔内への洗浄液の侵入性を評価した。なお、ドット数が少ないほど、ノズル孔内に洗浄液が侵入することを抑制できる(画像濃度低下を抑制できる)ことを意味する。
〔評価基準〕
A:ドット数が10個未満
B:ドット数が10個以上30個未満
C:ドット数が30個以上50個未満
D:ドット数が50個以上
SUS板上に、直径0.3mmのワイヤーバーでブラックインクを塗布した後、乾燥機を用い50℃環境下で24時間乾燥させ、平均厚み15μmのインク膜を形成した。図3に示す払拭装置を用い、表4に示す洗浄液を20μL付与した表4に示す払拭部材でインク膜が形成されているSUS板上を押し当て力3N、拭き取り速度50mm/sで払拭した。SUS板上のインク膜が目視で観察できなくなるまでに要した払拭回数を測定した。なお、払拭回数が少ないほど払拭性が優れ、ノズル形成面の清浄性を維持できることを示す。
〔評価基準〕
A:5回以下の払拭でSUS板上のインク膜が除去された
B:6回以上7回以下の払拭でSUS板上のインク膜が除去された
C:8回以上10回以下の払拭でSUS板上のインク膜が除去された
D:10回払拭してもSUS板上のインク膜が残存していた
4、4a、4b 記録ヘッド
4n ノズル
20 維持回復機構
20b ノズル形成面を払拭する機構
41 ノズル形成面
320 シート状払拭部材
400 押し当てローラ
410 送り出しローラ
420 巻き取りローラ
430 洗浄液滴下装置
500 異物
Claims (12)
- ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドのノズル形成面を払拭する払拭部材と、
前記ノズル形成面に付与される洗浄液と、を備え、
前記払拭部材は、少なくとも2層からなり、
前記洗浄液の静的表面張力は、前記液体の静的表面張力より高い液体吐出装置。 - 前記払拭部材における前記ノズル形成面に接触する第一層目の空隙率は、前記第一層目以外の少なくとも一つの層の空隙率よりも小さい請求項1に記載の液体吐出装置。
- 前記第一層目の空隙率が0.60以上0.85以下である請求項1又は2に記載の液体吐出装置。
- 前記状払拭部材に前記洗浄液を付与する洗浄液付与手段を有する請求項1乃至3のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
- 前記洗浄液は、アルキレングリコール界面活性剤を含有する請求項1乃至4のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
- 前記洗浄液は、グリコールエーテル化合物を含有する請求項1乃至5のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
- 前記グリコールエーテル化合物の含有量は、前記洗浄液に対して1.0質量%以上30.0質量%以下である請求項6に記載の液体吐出装置。
- 前記液体は、色材、及び有機溶剤を含有する請求項1乃至7のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
- 前記液体は、樹脂を含有し、色材を含有しない請求項1乃至7のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
- ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドのノズル形成面に洗浄液を付与する洗浄液付与工程と、
前記ノズル形成面を払拭部材で払拭する払拭工程と、を有する払拭方法であって、
前記払拭部材は、少なくとも2層からなり、
前記洗浄液の静的表面張力は、前記液体の静的表面張力より高い払拭方法。 - 前記洗浄液は、アルキレングリコール界面活性剤を含有する請求項10に記載の払拭方法。
- 前記洗浄液は、グリコールエーテル化合物を含有する請求項10又は11に記載の払拭方法。
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