JP2021146623A - 払拭装置、液体吐出装置、及び払拭方法 - Google Patents
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Abstract
Description
液体吐出装置は、ノズルから液体組成物を吐出する吐出ヘッド、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、払拭手段を有し、必要に応じて洗浄液を付与する手段などのその他の手段を有する。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、払拭工程を有し、必要に応じて洗浄液付与工程などのその他の工程を有する。払拭装置は、ノズルから液体組成物を吐出する吐出ヘッドのノズル面に対して払拭手段を接触させることでノズル面を払拭する。なお、「払拭」とは、払拭手段及びノズル面を接触させつつ、払拭手段と吐出ヘッドを相対移動させることを表す。払拭手段を用いてノズル面を払拭することにより、例えば、ノズル面で液体組成物が乾燥して付着した固着物をノズル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の液体組成物を吸収することでノズル面から除去することができる。
線圧を測定する方法としては特に制限されないが、例えば、面圧分布測定システムであるI−SCAN(ニッタ株式会社)、圧力測定フィルムであるプレスケール(富士フィルム株式会社)等を用い、払拭装置を搭載した実機から直接的に測定する方法が挙げられる。また、ユニットのみを用い、実機同等の食い込み量の時の荷重と、払拭部材の接触長さと、を測定して計算する方法も挙げられる。
次に、払拭手段について図4を用いて説明する。図4はシート状の払拭手段の断面の一例を模式的に表した図である。図4に示す払拭手段700は、一例として、1層の不織布からなる構造を有するが、2層以上の不織布からなる構造を有していてもよい。これ以外にも、例えば、吸収した液体組成物の裏写り防止や払拭手段の強度向上を目的としてフィルムを裏打ちした構造であってもよい。
払拭手段を構成する繊維には、突起形状繊維が含まれ、必要に応じてその他形状の繊維が含まれる。払拭手段が突起形状繊維を含むことで、液体組成物が乾燥して付着した固着物をノズル面から除去する場合において、払拭性を向上させることができ、更に、払拭手段及びノズル面の接触部における線圧を低下させたときであっても効率よく固着物を除去することができる。払拭手段及びノズル面の接触部における線圧を低下させつつ払拭することができるので、ノズル面に傷が生じることが抑制され、結果として吐出安定性の低下が抑制される。なお、ノズル面に撥水膜が形成されている吐出ヘッドを用いる場合、ノズル面に傷が生じることにより生じる吐出安定性の低下がより顕著になりやすい。そのため、本実施形態の払拭装置を用いることがより好ましい。
また、突起形状繊維の繊維軸と直交する断面において、断面の外周の一部及び断面の外接円の一部により形成される領域の数は3以上であることが好ましく、4以上であることがより好ましい。また、9以下であることが好ましく、8以下であることがより好ましい。上記領域の数が上記範囲であることで払拭性が向上する。ここで、断面の外接円とは、断面の外周と接点を有する円のうち最小の円を表す。
なお、下記式により計算される突起形状繊維の繊維空隙率は、20%以上80%以下であることが好ましく、30%以上70%以下であることがより好ましく、45%以上65%以下であることが更に好ましく、50%以上60%以下であることが特に好ましい。ここで、下記式中のAは、突起形状繊維の繊維軸と直交する断面における断面積を表す。また、下記式中のBは、突起形状繊維の繊維軸と直交する断面における外接円の面積を表す。但し、突起形状繊維が中空部を有する場合、上記断面積に中空部の面積は含まれない。繊維空隙率が上記範囲であることで払拭性が向上する。
本実施形態の払拭装置は、払拭時に洗浄液を用いてもよい。洗浄液は、有機溶剤、界面活性剤、水、及びその他の成分を含有することが好ましい。この洗浄液を直接的または間接的にノズル面に付与してから払拭手段で払拭することで、ノズル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。また、洗浄液は洗浄液収容容器に充填されて払拭装置に搭載され、洗浄液付与手段から付与されることが好ましい。
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、水溶性有機溶剤などが挙げられる。水溶性有機溶剤としては、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、多価アルコール類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、炭素数8以上のポリオール化合物などが挙げられる。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。
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。
界面活性剤としては、ポリオキシアルキレン界面活性剤、シリコーン界面活性剤、フッ素界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤、及びアニオン界面活性剤のいずれも使用可能であるが、ポリオキシアルキレン界面活性剤、シリコーン界面活性剤が好ましく、洗浄液を用いた固着物の払拭性、及び洗浄液の保存安定性の点から、ポリオキシアルキレン界面活性剤が特に好ましい。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。
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などが挙げられる。
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。
[一般式(S−1)]
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20.0質量%以上80.0質量%以下が好ましく、30.0質量%以上60.0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。
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。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。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オンなどが挙げられる。
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
液体吐出装置に搭載される液体組成物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、色材、樹脂、有機溶剤、界面活性剤、水、及びその他の成分を含有することが好ましい。また、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。なお、有機溶剤、界面活性剤、水、及びその他の成分については、洗浄液に含まれるものと同様のものを使用できるので、これらの説明を省略する。
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。
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。
(実施例1〜4、比較例1〜2)
下記表1に示す材質からなるシート状の不織布を用意して払拭手段とした。次に、この払拭手段を図3に示す払拭装置に搭載した。なお、実施例3〜4、6で使用するオクタ(帝人フロンティア製)は繊維であるため、これを不織布に加工したものを払拭手段として使用した。
また、実施例で使用した繊維の形状について説明する。図6は、実施例で使用した繊維の繊維軸と直交する断面と当該断面の外接円を模式的に表した図であり、断面を黒、外接円をグレーの点線で表示している。図6の(a)はDilla D0903WPO(ユニチカ製)を構成する繊維を表し、(b)はオクタ(帝人フロンティア製)を表し、(c)はベンリーゼを構成する繊維を表す。
インクジェットヘッド(商品名:MH5441、リコー製)のノズルプレート上にインク(商品名:RICOH Pro AR インクホワイト、リコー製)を0.1ml滴下後、15時間放置し、インクの固着したノズルプレートを作製した。次に、作製した払拭手段に洗浄液(商品名:RICOH Flushing Cartridge Type C2、リコー製)を20μl/cm2塗布した後、ノズルプレートを払拭手段で拭き取った。払拭条件としては、払拭線圧を表1に示す値にし、拭き取り速度を50mm/sにした。払拭後のノズルプレートを目視観察し、固着インクが除去されるまでの払拭回数を測定し、下記評価基準に基づいて払拭性を評価した。C以上が実用可能な範囲であり、Bが好ましく、Aがより好ましい。
〔評価基準〕
A:5回以下の払拭でノズルプレート上の固着インクが除去された
B:6回以上7回以下の払拭でノズルプレート上の固着インクが除去された
C:8回以上9回以下の払拭でノズルプレート上の固着インクが除去された
D:10回払拭してもノズルプレート上の固着インクが残存していた
作製した払拭手段を搭載した払拭装置を有するインクジェットプリンタ(商品名:RICOH Pro L5160、リコー製)を用い、ヘッドクリーニング(弱)を10000回実施した。払拭条件としては、払拭線圧を表1に示す値にした。その後、吐出状態の確認を行い、下記評価基準に基づいて吐出性を評価した。なお、インクジェットプリンタ(商品名:RICOH Pro L5160、リコー製)に搭載されている吐出ヘッドのノズル面は撥水膜を有する。C以上が実用可能な範囲であり、Bが好ましく、Aがより好ましい。
〔評価基準〕
A:吐出乱れ又は不吐出が観察されなかった
B:1つ以上2つ以下のノズルで吐出乱れ又は不吐出があった
C:3つ以上5つ以下のノズルで吐出乱れ又は不吐出があった
D:6つより多いノズルで吐出乱れ又は不吐出があった
4、4a、4b 記録ヘッド
4n ノズル
20 維持回復機構
20b ノズル面を払拭する機構
41 ノズル面
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 (10)
- ノズル面に形成されたノズルから液体組成物を吐出する吐出ヘッドにおける前記ノズル面を払拭する払拭手段を有する払拭装置であって、
前記払拭手段は、突起形状繊維を含み、
前記突起形状繊維は、繊維軸と直交する断面において突起形状を有し、前記突起形状は前記繊維軸方向に連続していることを特徴とする払拭装置。 - 更に、前記払拭手段を前記ノズル面に押し当てる押し当て手段を有する請求項1に記載の払拭装置。
- 前記払拭手段が前記ノズル面を払拭するとき、前記払拭手段及び前記ノズル面の接触部における線圧は、1.7N/cm以下である請求項1又は2に記載の払拭装置。
- 前記払拭手段が前記ノズル面を払拭するとき、前記払拭手段及び前記ノズル面の接触部における線圧は、0.6N/cm以下である請求項1又は2に記載の払拭装置。
- 前記突起形状繊維は、前記断面において前記突起形状を3個以上有する請求項1から4のいずれか一項に記載の払拭装置。
- 前記断面において、前記断面の外周の一部及び前記断面の外接円の一部により形成される領域を3つ以上有する請求項1から5のいずれか一項に記載の払拭装置。
- 前記突起形状繊維の繊維空隙率は、20%以上80%以下である請求項1から6のいずれか一項に記載の払拭装置。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載の払拭装置と、前記吐出ヘッドと、を有する液体吐出装置。
- 前記ノズル面は、撥水膜を有する請求項8に記載の液体吐出装置。
- ノズル面に形成されたノズルから液体組成物を吐出する吐出ヘッドにおける前記ノズル面を払拭手段で払拭する払拭工程を有する払拭方法であって、
前記払拭手段は、突起形状繊維を含み、
前記突起形状繊維は、繊維軸と直交する断面において突起形状を有し、前記突起形状は前記繊維軸方向に連続していることを特徴とする払拭方法。
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