JP2022030910A - インクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットヘッドの欠ノズルの発生や、インクの着弾位置精度の低下を解消することができる、インクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法を提供すること。【解決手段】上記洗浄方法は、インクジェットヘッドのインク吐出口に、ドライアイス粒子を衝突させる工程を含む、ことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法に関する。

従来、産業用印刷機に用いられるインクジェットヘッドは、印刷物の大量生産を行うため、長時間インクを吐出することが求められている。

産業用印刷機に用いられるインクやニスは、プリンターに用いられるインクに比べて粘度が高く、インクジェットヘッド内部の流路やインク吐出部内部に滞留しやすい。またこれらのインクおよびニスは固形分を多く含む。そのため、特に長時間インクやニスを吐出するときには、上記滞留により析出した固形分がインク吐出部に付着しやすい。そして、析出して固着した固形分により、インクジェットヘッドのインク吐出部の目詰まりが起こりやすくなる。上記目詰まりは、欠ノズル（ノズルからインクやニスを吐出できなくなること）による画像の色ムラ、濃度ムラや、インクやニスの液滴の飛行曲がりにより着弾位置の精度が低下することによる混色などの原因となる、といった問題がある。特に、上記滞留による吐出不良が生じやすい。

インク吐出部の目詰まりを解消する手段として、インクやニスのから打ちをする方法（印刷時以外にインクやニスを吐出する方法）がある。しかし、から打ちは、時間がかかり、インクやニスの消費を伴う上に、付着物の除去効率が低いという問題がある。

インクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法には、様々な方法が存在する。

例えば、特許文献１および特許文献２には、インクジェット方式によって溶液を吐出する塗布装置が記載されている。特許文献１および特許文献２によれば、当該塗布装置が有する、ワイピングユニットによってノズルの吐出面を拭き取り、良好な拭き取り性を維持できたとされている。

特許文献３には、インク組成物を湿潤させる洗浄液と、ノズルプレートの表面をぬぐう、ワイピング部材と、を有する、インクジェット記録装置が記載されている。特許文献３によれば、当該洗浄液と、当該ワイピング部材によって、ノズルプレートのクリーニング性と、撥液膜保存性とが向上したとされている。

特開２０１１－１６０８８号公報 特開２０１１－１６０８９号公報 特開２０１４－１６８９１１号公報

特許文献１～３のようにインクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法が知られている。

しかしながら、本発明者らの知見によると、特許文献１～特許文献３のようにワイピング部材でインク吐出部を拭き取るだけでは、まだ欠ノズルの発生や、インクの着弾位置精度の低下は、解消されなかった。

本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、インクジェットヘッドの欠ノズルの発生や、インクの着弾位置精度の低下を解消することができ、る、インクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一実施形態に関するインクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法は、インクジェットヘッドのインク吐出口に、ドライアイス粒子を衝突させる工程を含む、ことを特徴とする、インクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法である。

本発明によりインクジェットヘッドの欠ノズルの発生や、インクの着弾位置精度の低下を解消することができる、インクジェット吐出部の洗浄方法が提供される。

図１は、本発明の一実施形態に関する、インクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法、のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。

［インクジェットヘッド］
本発明で用いられるインクジェットヘッドは、オンデマンド方式およびコンティニュアス方式のいずれのインクジェットヘッドでもよい。オンデマンド方式の吐出ヘッドの例には、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型およびシェアードウォール型を含む電気－機械変換方式、ならびにサーマルインクジェット型およびバブルジェット（バブルジェットはキヤノン社の登録商標）型を含む電気－熱変換方式等が含まれる。

インクジェットヘッドのノズルプレートの表面には、撥液膜が形成されていてもよい。撥液膜には、フッ素系樹脂や、シリコーン樹脂、等が含まれる。フッ素系樹脂の例には、フッ素系ポリイミド、フッ素系ポリアミドイミド等が含まれる。耐久性の観点から、フッ素系ポリイミドを用いることが好ましい。

上記撥液膜の厚さは、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上８μｍ以下であることがより好ましい。１μｍ以上であるとノズルプレート表面の凹凸を埋めることができ、１０μｍ以下であると、インク吐出口の加工精度を確保することができ、且つ、コストを抑えることができる。また、撥液膜の厚さが上記範囲であることで、撥液膜が損傷しにくくなる。

［インクジェットインク］
インクジェットヘッド内部およびインク吐出部に残存するインクは特に限定されず、例えば、活性線硬化型インク、水系インク、溶剤系インク等が挙げられる。特に、活性線硬化型インクを用いるときは、インク中から析出される固形物が強固に付着しやすい。そのため、本発明の洗浄方法による効果が顕著である。さらに、ワックスを含むインクを用いるときは、ワックスがノズル面の近傍に固着しやすいため、本発明の洗浄方法による効果が顕著である。

活性線硬化型インクは、活性線重合性化合物および活性線重合開始剤を含有する。

活性線重合性化合物の例には、ラジカル重合性化合物およびカチオン重合性化合物が含まれる。活性線重合性化合物は、活性線を照射されることにより架橋または重合し、インクジェットインクを硬化させる作用を有する。活性線重合性化合物は、モノマー、重合性オリゴマー、プレポリマーあるいはこれらの混合物のいずれであってもよい。活性線重合性化合物は、インクジェットインク中に、一種のみが含まれていてもよく、二種類以上が含まれていてもよい。

活性線の例には、紫外線、電子線、α線、γ線およびＸ線が含まれる。

ラジカル重合性化合物は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物（モノマー、オリゴマー、ポリマーあるいはこれらの混合物）である。ラジカル重合性化合物は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物の例には、不飽和カルボン酸とその塩、不飽和カルボン酸エステル化合物、不飽和カルボン酸ウレタン化合物、不飽和カルボン酸アミド化合物およびその無水物、アクリロニトリル、スチレン、不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、不飽和ウレタンなどが挙げられる。不飽和カルボン酸の例には、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸などが含まれる。

ラジカル重合性化合物は、不飽和カルボン酸エステル化合物であることが好ましく、（メタ）アクリレートであることがより好ましい。なお、本明細書において、「（メタ）アクリレート」は、アクリレートまたはメタアクリレートを意味し、「（メタ）アクリル」は、アクリルまたはメタクリルを意味する。

単官能の（メタ）アクリレートの例には、イソアミル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、イソミルスチル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル－ジグリコール（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２－（メタ）アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシプロピレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、２－（メタ）アクリロイロキシエチルコハク酸、２－（メタ）アクリロイロキシエチルフタル酸、２－（メタ）アクリロイロキシエチル－２－ヒドロキシエチル－フタル酸およびｔ－ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレートが含まれる。

多官能の（メタ）アクリレートの例には、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９－ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ジメチロール－トリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡのＰＯ付加物ジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートおよびトリプロピレングリコールジアクリレートを含む２官能の（メタ）アクリレート、ならびに、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、グリセリンプロポキシトリ（メタ）アクリレートおよびペンタエリスリトールエトキシテトラ（メタ）アクリレートを含む３官能以上の（メタ）アクリレートが含まれる。

ラジカル重合性化合物は、エチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイドで変性された（メタ）アクリレート（以下、単に「変性（メタ）アクリレート」ともいう。）を含むことが好ましい。変性（メタ）アクリレートは、感光性がより高い。また、変性（メタ）アクリレートは、高温下でも他の成分とより相溶しやすい。さらには、変性（メタ）アクリレートは、硬化収縮が少ないため、活性線照射時の印刷物のカールをより生じさせにくい。

カチオン重合性化合物の例には、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物およびオキセタン化合物が含まれる。

上記エポキシ化合物の例には、３，４－エポキシシクロヘキシルメチル－３′，４′－エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス（３，４－エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビニルシクロヘキセンモノエポキサイド、ε－カプロラクトン変性３，４－エポキシシクロヘキシルメチル３′，４′－エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、１－メチル－４－（２－メチルオキシラニル）－７－オキサビシクロ［４，１，０］ヘプタン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル－５，５－スピロ－３，４－エポキシ）シクロヘキサノン－メタ－ジオキサンおよびビス（２，３－エポキシシクロペンチル）エーテルなどの脂環式エポキシ樹脂、１，４－ブタンジオールのジグリシジルエーテル、１，６－ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル、プロピレングリコールのジグリシジルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、およびグリセリンなどの脂肪族多価アルコールに１種または２種以上のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドなど）を付加することにより得られるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテルなどを含む脂肪族エポキシ化合物、ならびに、ビスフェノールＡまたはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールＡまたはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル、およびノボラック型エポキシ樹脂などを含む芳香族エポキシ化合物などが含まれる。

上記ビニルエーテル化合物の例には、エチルビニルエーテル、ｎ－ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、２－エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、ｎ－プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、イソプロペニルエーテル－ｏ－プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、およびオクタデシルビニルエーテルなどを含むモノビニルエーテル化合物、ならびにエチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、およびトリメチロールプロパントリビニルエーテルなどを含むジまたはトリビニルエーテル化合物などが含まれる。

上記オキセタン化合物の例には、３－ヒドロキシメチル－３－メチルオキセタン、３－ヒドロキシメチル－３－エチルオキセタン、３－ヒドロキシメチル－３－プロピルオキセタン、３－ヒドロキシメチル－３－ノルマルブチルオキセタン、３－ヒドロキシメチル－３－フェニルオキセタン、３－ヒドロキシメチル－３－ベンジルオキセタン、３－ヒドロキシエチル－３－メチルオキセタン、３－ヒドロキシエチル－３－エチルオキセタン、３－ヒドロキシエチル－３－プロピルオキセタン、３－ヒドロキシエチル－３－フェニルオキセタン、３－ヒドロキシプロピル－３－メチルオキセタン、３－ヒドロキシプロピル－３－エチルオキセタン、３－ヒドロキシプロピル－３－プロピルオキセタン、３－ヒドロキシプロピル－３－フェニルオキセタン、３－ヒドロキシブチル－３－メチルオキセタン、１，４ビス｛［（３－エチル－３－オキセタニル）メトキシ］メチル｝ベンゼン、３－エチル－３－（２－エチルヘキシロキシメチル）オキセタンおよびジ［１－エチル（３－オキセタニル）］メチルエーテルなどが含まれる。

活性線重合開始剤は、活性線の照射により活性線重合性化合物の重合を開始し得るものである。活性線重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤であることが好ましいが、さらにカチオン重合開始剤が含有されていてもよい。活性線重合開始剤はインクジェットインク中に一種のみが含まれていてもよく、二種以上含まれていてもよい。

ラジカル重合開始剤には、分子内結合開裂型のラジカル重合開始剤と分子内水素引き抜き型のラジカル重合開始剤とが含まれる。

分子内結合開裂型のラジカル重合開始剤の例には、ジエトキシアセトフェノン、２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニルプロパン－１－オン、ベンジルジメチルケタール、１－（４－イソプロピルフェニル）－２－ヒドロキシ－２－メチルプロパン－１－オン、４－（２－ヒドロキシエトキシ）フェニル－（２－ヒドロキシ－２－プロピル）ケトン、１－ヒドロキシシクロヘキシル－フェニルケトン、２－メチル－２－モルホリノ（４－メチルチオフェニル）プロパン－１－オン、および２－ベンジル－２－ジメチルアミノ－１－（４－モルホリノフェニル）－ブタノンなどを含むアセトフェノン系の開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、およびベンゾインイソプロピルエーテルなどを含むベンゾイン類、２，４，６－トリメチルベンゾインジフェニルホスフィンオキシドなどを含むアシルホスフィンオキシド系の開始剤、ならびに、ベンジルおよびメチルフェニルグリオキシエステルなどが含まれる。

分子内水素引き抜き型のラジカル重合開始剤の例には、ベンゾフェノン、ｏ－ベンゾイル安息香酸メチル、４－フェニルベンゾフェノン、４，４’－ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、４－ベンゾイル－４’－メチル－ジフェニルサルファイド、アクリル化ベンゾフェノン、３，３’，４，４’－テトラ（ｔ－ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、および３，３’－ジメチル－４－メトキシベンゾフェノンなどを含むベンゾフェノン系の開始剤、２－イソプロピルチオキサントン、２，４－ジメチルチオキサントン、２，４－ジエチルチオキサントン、２，４－ジクロロチオキサントンなどを含むチオキサントン系の開始剤、ミヒラーケトン、４，４’－ジエチルアミノベンゾフェノンなどを含むアミノベンゾフェノン系の開始剤、１０－ブチル－２－クロロアクリドン、２－エチルアンスラキノン、９，１０－フェナンスレンキノン、ならびにカンファーキノンなどが含まれる。

カチオン系の重合開始剤の例には、光酸発生剤が含まれる。光酸発生剤の例には、ジアゾニウム、アンモニウム、ヨードニウム、スルホニウム、およびホスホニウムなどを含む芳香族オニウム化合物のＢ（Ｃ_６Ｆ_５）_４ ^－、ＰＦ_６ ^－、ＡｓＦ_６ ^－、ＳｂＦ_６ ^－、ＣＦ_３ＳＯ_３ ^－塩など、スルホン酸を発生するスルホン化物、ハロゲン化水素を光発生するハロゲン化物、ならびに鉄アレン錯体などが含まれる。

インクジェットインクは、色材、分散剤、重合禁止剤、界面活性剤およびワックスを含むその他の成分をさらに含んでいてもよい。これらの成分は、インクジェットインク中に、一種のみが含まれていてもよく、二種類以上が含まれていてもよい。

色材には、染料および顔料が含まれる。耐候性の良好な画像を得る観点からは、色材は顔料であることが好ましい。顔料は、形成すべき画像の色等に応じて、たとえば、イエロー顔料、赤またはマゼンタ顔料、青またはシアン顔料および黒顔料から選択することができる。

イエロー顔料の例として、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７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５等が挙げられる。

赤またはマゼンタ用の顔料の例としては、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１５０、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１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６９等が挙げられる。

青またはシアン用の顔料の例としては、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１５；３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５；４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６６、等が挙げられる。

黒色着色剤の例には、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック、さらにマグネタイト、フェライト等が挙げられる。

分散剤の例には、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、およびステアリルアミンアセテートが含まれる。

重合禁止剤の例には、（アルキル）フェノール、ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、ｐ－メトキシフェノール、ｔ－ブチルカテコール、ｔ－ブチルハイドロキノン、ピロガロール、１，１－ピクリルヒドラジル、フェノチアジン、ｐ－ベンゾキノン、ニトロソベンゼン、２，５－ジ－ｔ－ブチル－ｐ－ベンゾキノン、ジチオベンゾイルジスルフィド、ピクリン酸、クペロン、アルミニウムＮ－ニトロソフェニルヒドロキシルアミン、トリ－ｐ－ニトロフェニルメチル、Ｎ－（３－オキシアニリノ－１，３－ジメチルブチリデン）アニリンオキシド、ジブチルクレゾール、シクロヘキサノンオキシムクレゾール、グアヤコール、ｏ－イソプロピルフェノール、ブチラルドキシム、メチルエチルケトキシムおよびシクロヘキサノンオキシムが含まれる。

界面活性剤の例には、ジアルキルスルホコハク酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類および脂肪酸塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類およびポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩類および第四級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤、ならびにシリコーン系やフッ素系の界面活性剤が含まれる。

上記ワックスは、インクのピニング性を高め、より高精細な画像の形成を可能とする。上記ワックスは、インクジェットインク中に、一種のみが含まれていてもよく、二種類以上が含まれていてもよい。ワックスの例には、脂肪族ケトン化合物；脂肪族エステル化合物；パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタム等の石油系ワックス；キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ロウ、ホホバ油、ホホバ固体ロウ、及びホホバエステル等の植物系ワックス；ミツロウ、ラノリン及び鯨ロウ等の動物系ワックス；モンタンワックス、及び水素化ワックス等の鉱物系ワックス；硬化ヒマシ油または硬化ヒマシ油誘導体；モンタンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体またはポリエチレンワックス誘導体等の変性ワックス；ベヘン酸、アラキジン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、オレイン酸、及びエルカ酸等の高級脂肪酸；ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール等の高級アルコール；１２ － ヒドロキシステアリン酸等のヒドロキシステアリン酸；１２－ヒドロキシステアリン酸誘導体；ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、１２－ヒドロキシステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド（例えば日本化成社製 ニッカアマイドシリーズ、伊藤製油社製 ＩＴＯＷＡＸシリーズ、花王社製 ＦＡＴＴＹＡＭＩＤシリーズ等）；Ｎ－ステアリルステアリン酸アミド、Ｎ－オレイルパルミチン酸アミド等のＮ－置換脂肪酸アミド；Ｎ，Ｎ’－エチレンビスステアリルアミド、Ｎ，Ｎ’－エチレンビス－１２－ヒドロキシステアリルアミド、及びＮ，Ｎ’－キシリレンビスステアリルアミド等の特殊脂肪酸アミド；ドデシルアミン、テトラデシルアミンまたはオクタデシルアミンなどの高級アミン；ポリエチレンワックス、α－オレフィン無水マレイン酸共重合体ワックス等の合成ワックス（Ｂａｋｅｒ－Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅ社製 ＵＮＩＬＩＮシリーズ等）、等が含まれる。

これらのうち、上記ワックスは、脂肪族ケトン化合物、脂肪族エステル化合物、高級脂肪酸、高級アルコール、または脂肪酸アミドであることが好ましい。

［洗浄方法］
図１は、本発明の一実施形態に関する、インクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法のフローチャートである。

図１に示すように、本発明の一実施形態に関する、インクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法は、インク吐出口に、ドライアイス粒子を衝突させる工程（Ｓ１２０）を含む。

なお、図１に示すように、本実施形態では、上記ドライアイス粒子を接触させる工程の他に、インクジェットヘッド内部からインクを除去する工程（Ｓ１００）、インクジェットヘッドの内部を洗浄する工程（Ｓ１１０）、インク吐出口からインクを空打ちする工程（Ｓ１３０）を含んでもよい。

〈インクを除去する工程（Ｓ１００）〉
本工程では、インクジェットヘッド内部に残存するインクを除去する。

具体的には、インクジェットヘッド内部に気体を導入し、インク吐出口からインクを押し出す。

上記気体の種類は、特に限定されず、例として、空気、酸素、窒素、等が挙げられる。ボンベ等を用いず、簡便に気体をインクジェットヘッド内部に導入するという観点から、空気を用いることが好ましい。

気体の流量は、０．１Ｌ／ｍｉｎ以上１Ｌ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。０．１Ｌ／ｍｉｎ以上であると、インクジェットヘッド内部のインクを押し出すことができ、１Ｌ／ｍｉｎ以下であると、インクジェットヘッド内部の圧力上昇による、インクジェットヘッドの破損を防止することができる。そのため、気体導入時のインクジェットヘッド内部の内圧は、０．１ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下であることが好ましい。

本工程は、インク吐出口からインクが押し出されなくなった時点で終了してよい。このとき、上記気体で押し出しきれなかったインクが、残存していてもよい

〈インクジェットヘッドの内部を洗浄する工程（Ｓ１１０）〉
本工程では、その後、インクジェットヘッド内部の洗浄を行い、洗浄後に再び気体を導入して、インクジェットヘッド内部に残存する洗浄液を除去する。

インクジェットヘッド内部を洗浄する方法は、例えば、インクジェットヘッド内部に洗浄液を導入する方法や、気泡を含有する洗浄液を導入する方法、等が挙げられる。

洗浄液を除去する際に導入する気体については、インクを除去する際に導入する気体と同様のことが言えるため、説明を省略する。

〈ドライアイス粒子を衝突させる工程（Ｓ１２０）〉
本工程は、インクジェットヘッドのインク吐出口に、ドライアイス粒子を衝突させる。

具体的には、ドライアイス粒子をコンプレッサー等の圧縮空気を用いて、インク吐出口に噴射して衝突させる。洗浄対象物に、ドライアイスが衝突することで、熱収縮により洗浄対象物が急速に冷却され、亀裂が生じやすくなる。この亀裂に入り込んだドライアイス粒子や、基板と洗浄対象物の間に入り込んだドライアイス粒子が、気化すると、体積が急激に膨張するため、洗浄対象物が剥離される。このように、ドライアイスの気化により付着物を剥離させるため、一定の噴射圧力の範囲内で、ドライアイス粒子を衝突させることで、基材表面の損傷を抑制させつつ洗浄することが可能となる。

ドライアイス粒子をインク吐出部に衝突させるために用いる、ドライアイス洗浄機は、本発明の効果を奏する範囲であれば、特に限定されない。具体的な例として、２ホース式、１ホース式、ドライアイスパウダー式、等が含まれる。

２ホース式のドライアイス洗浄機は、洗浄機本体とガンとが、２本のホースで接続されている洗浄機である。２本のホースのうち、一方はメインホース、他方はドライアイスホースである。メインホースには圧縮空気が流れ、ドライアイスホースには、洗浄機本体に充填されたドライアイス粒子が吸い出される。メインホースを流れる空気および、ドライアイスホースを流れるドライアイス粒子は、それぞれノズル部分で混ざり合う。さらにノズル内でドライアイス粒子が急速に加速され、対象物に吹き付けられる。

１ホース式のドライアイス洗浄機は、洗浄機本体とガンとが、１本のホースで接続されている。空気とドライアイス粒子は、洗浄機本体内部で、あらかじめ決められた量だけ混ぜ合わされてホースに送られる。ホースとガンは接続されており、空気とドライアイス粒子とは、ガンを通り、ある程度加速された状態でノズルに達する。さらに、空気とドライアイス粒子とは、ノズル内部で音速まで加速され、対象物に吹き付けられる。

ドライアイスパウダー式のドライアイス洗浄機は、ドライアイスペレットを洗浄機内、またはノズル内部で適切なサイズに粉砕し、空気と混合して吹き付ける洗浄機や、液化二酸化炭素が貯蔵されたタンク等とガンを接続し、ノズルからエアーと混合した粉末状のドライアイス粒子を吹き付ける洗浄機、等が存在する。

ドライアイスの消費量を制御できるという観点からは、１ホース式のドライアイス洗浄機を用いることが好ましく、平均粒径が小さいドライアイスを噴射できるという観点からは、ドライアイスパウダー式のドライアイス洗浄機を用いることが好ましい。

液化二酸化炭素を用いるドライアイスパウダー式の洗浄機の場合、液化二酸化炭素の流量およびエアーの流量を調整することで、ドライアイスの噴射圧力が決まる。液化二酸化炭素の流量は、０．１Ｌ／ｍｉｎ以上１．０Ｌ／ｍｉｎ以下であることが好ましく、０．２Ｌ／ｍｉｎ以上０．４Ｌ／ｍｉｎ以下であることがより好ましい。エアーの流量は０．０５Ｌ／ｍｉｎ以上１．０Ｌ／ｍｉｎ以下であることが好ましく、０．１Ｌ／ｍｉｎ以上０．３Ｌ／ｍｉｎ以下であることがより好ましい。液化二酸化炭素の流量およびエアーの流量を上記範囲内で調整することで、噴射するドライアイス粒子の量を増やしつつ、ドライアイス粒子の噴射圧力を、適宜設定することができる。

ドライアイス粒子の噴射圧力は、０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であることが好ましく、０．５ＭＰａ以上５ＭＰａ以下であることがより好ましく、１ＭＰａ以上２ＭＰａ以下であることが更に好ましい。０．１ＭＰａ以上であると、洗浄効率を向上させることができ、１０ＭＰａ以下であると、インクジェットヘッドの撥液膜の損傷による剥がれやインク吐出部の損傷を抑制することができる。

本実施形態における、ドライアイス粒子の平均粒径は、ドライアイス噴射ノズルから、噴射されたドライアイス粒子をＣＣＤカメラ（ＣＳ８３２０Ｂ 東京電子工業社製）で撮影し、ドライアイス粒子がノズルから噴射された瞬間の画像を、画像処理ソフト（Ｉｍａｇｅ－Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ プラネトロン社製）を用いて解析することで、ドライアイス粒子の平均粒径を測定できる。

ドライアイス粒子をインクジェットヘッドのインク吐出口内部に入り込ませ、インク吐出口内部の付着物の剥離を促進させるという観点から、ドライアイスの平均粒径はインク吐出口径よりも小さいことが好ましい。具体的には、１μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上２５μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下であることがさらに好ましい。

ドライアイス粒子を噴射する角度は、インク吐出口が配列する平面と、ドライアイス粒子を噴射する方向とのなす角（以下、噴射角と称する。）が３０°以上６０°以下であることが好ましく、３０°以上４５°以下がより好ましい。上記角度はインク吐出口が配列する平面と、ドライアイス粒子を噴射する方向とが平行になる角度を０°としたときの角度をいう。噴射角が上記範囲にあることで、インク吐出部の付着物と基板との間にドライアイス粒子が入り込むことができ、付着物が剥離される。

複数のインク吐出口に対して、洗浄を行う場合は、ドライアイス噴射ノズルを移動させながら、ドライアイス粒子を噴射してもよい。このとき、ドライアイス噴射ノズルの移動速度は１ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。ドライアイス噴射ノズルの移動速度が上記範囲にあることで、インク吐出部の損傷を抑えながら、洗浄効率を向上させることができる。なお、ドライアイス噴射ノズルは、インク吐出口が配列する平面の一端から他端までを、片道で移動させてもよいし、往復で移動させてもよい。また、このとき、単一のドライアイス噴射ノズルを用いてもよいし、複数のドライアイス噴射ノズルを用いてもよい。

ドライアイス噴射ノズルの先端とインク吐出口が配列する平面との距離は、５ｍｍ以上
１０ｍｍ以下であることが好ましい。５ｍｍ以上であると、インク吐出部の損傷を抑えることができ、１０ｍｍ以上の距離であると、洗浄効率が低下する。

〈インクを空打ちする工程（Ｓ１３０）〉
本工程では、インクジェットヘッドにインクを充填し、記録媒体にインクを吐出する。

インクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄後には、インク吐出口に残存しているドライアイス粒子を除去することが好ましい。洗浄後にインクを空打ちすることで、上記残存しているドライアイス粒子を除去することができる。なお、インクの空打ちは、インクジェットヘッドをインク回収容器の上方に移動させてから、行ってもよい。

なお、本実施形態における洗浄方法は、これらの工程の前に、インクジェットヘッドを画像形成装置から取り外す工程を更に有していてもよく、本工程の後に、インクジェットヘッドを画像形成装置に取り付ける工程を更に有していてもよい。インクジェットヘッドを画像形成から取り外してドライアイスを衝突させることで、画像形成装置の他の構成部品にドライアイスが衝突することによる意図せぬ上記他の構成部品の損傷を抑制することができる。

なお、上記実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これよって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができる。

たとえば、上記実施形態では、活性線硬化型インクを吐出するインクジェットヘッドの吐出部の洗浄について説明したが、水系インク、溶剤系インクなどを吐出するインクジェットヘッドの吐出部を同様に洗浄してもよい。

また、上記実施形態では、インクジェットヘッドの内部のインクを除去した後にドライアイスを衝突させていたが、インクを除去せずにドライアイスを衝突させてもよい。

また、上記実施形態では、ノズルプレートの表面に撥液膜が形成されているとしたが、撥液膜が形成されていなくてもよい。

以下において、実施例を参照して本発明をより詳細に説明するが、これらの記載によって本発明の範囲は限定して解釈されない。

本実施例において、使用したインクジェットヘッドは、インクジェットインクの交換サインが出る状態まで使用したものである。

＜実験１＞
本実験は、液化二酸化炭素ボンベに接続されたドライアイス洗浄機(卓上型クイックスノー、エアウォーター社製）を用いて行った。吐出口にフッ素系樹脂の撥液膜を形成したポリイミドフィルムが貼られたインクジェットヘッドα（吐出口径４０μｍ）に対して、噴射角４５°となるように、設置した。この時、インク吐出口の先端と、ドライアイス噴射ノズル１（ノズル径１ｍｍ）の先端との距離は５ｍｍであった。次いで、噴射圧力が０．１ＭＰａとなるように、液化二酸化炭素の流量およびエアーの流量を調整した後、平均粒径１０μｍのドライアイス粒子を、インク吐出口に向けて噴射した。このとき、ドライアイス噴射ノズルを、２ｍｍ／ｓの速度で、インク吐出口が配列する方向の一端側から他端側までを２往復移動させながら、ドライアイス粒子を噴射した。なお、液化二酸化炭素とエアーを混合させた後、ドライアイス噴射ノズルまで上記混合物を流通させる配管には、上記噴射圧力を示す圧力計が設置されており、上記圧力計に示された値をもとに、液化二酸化炭素の流量およびエアーの流量を調整した。

＜実験２～実験１１＞
上記＜実験１＞において、インクジェットヘッドの吐出口径、ドライアイスの粒子径、噴射圧力、および噴射角を表１のように変更した以外は、上記と同様にして実験を行った。なお、実験３、実験８および実験９では、上記＜実験１＞におけるインクジェットヘッドαをインクジェットヘッドβ（吐出口径３０μｍ）に変更することで、インクジェット吐出口径を変更した。また、実験３～５、８～９では、ドライアイス粒子径を、ドライアイス噴射ノズル１をドライアイス噴射ノズル２（ノズル径０．５ｍｍ）に変更することで対応させた。

＜実験１２＞
インクジェットヘッドαの吐出口が配列する平面に対して、９０°の角度でエアーを噴射するように、エアー噴射ノズルを設置した。この時、インク吐出口の先端と、エアー噴射ノズルの先端との距離は５ｍｍであった。次いで、エアー噴射ノズルからインク吐出口に向けて、エアーを噴射圧力０．１ＭＰａで、エアーを噴射した。このとき、エアー噴射ノズルを、２ｍｍ／ｓの速度で、インク吐出口が配列する方向の一端側から他端側までを２往復移動させながら、エアーを噴射した。

＜実験１３＞
ポリエステルのインク吸収体（不織布）を用いて、インク吐出部に残存するインクを手動で拭き取った。

＜ドライアイス粒子径の測定＞
上記実験において、ドライアイス噴射ノズルから、噴射されたドライアイス粒子をＣＣＤカメラ（ＣＳ８３２０Ｂ 東京電子工業社製）で撮影した。ドライアイス粒子がノズルから噴射された瞬間の画像を、画像処理ソフト（Ｉｍａｇｅ－Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ プラネトロン社製）を用いて解析し、ドライアイス粒子の粒子径を測定した。

＜ノズル面に対する液滴接触角の測定＞
洗浄後のインクジェットヘッドαの吐出口内部のフィルム面に対して、ポータブル接触角計（ＰＣＡ－１１、共和界面科学株式会社製）を用いて、液滴接触角を測定し、以下の基準に沿って評価した。このとき、測定に用いた液体は純水である。洗浄後のインクジェットヘッドβおよびインクジェットヘッドγについても、それぞれ同様の方法で行った。
○：液滴接触角が７０°よりも大きい（インク吐出口の損傷が少なく、使用上問題がない）
×：液滴接触角が７０°以下（インク吐出口の損傷が多く、吐出安定性に影響がある）

＜イエローＵＶインクの調製＞
顔料分散剤（アジスパーＰＢ８２４、味の素ファインテクノ株式会社製、「アジスパー」は味の素株式会社の登録商標）９．０質量部と、活性線重合性化合物（トリプロピレングリコールジアクリレート）７０．０質量部と、重合禁止剤（ＩｒｇａｓｔａｂＵＶ１０、ＢＡＳＦ社製、「Ｉｒｇａｓｔａｂ」は同社の登録商標）０．０２質量部と、をステンレスビーカーに入れ、６５℃のホットプレートで加熱しながら、１時間加熱撹拌した。

上記混合液を室温まで冷却した後、これにイエロー顔料ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ １８５を２１．０質量部加えた。混合液を、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２００ｇと共にガラス瓶に入れ密栓し、ペイントシェーカーにて８時間分散処理した。その後、ジルコニアビーズを除去して顔料分散液を得た。

ゲル化剤「ルナックＢＡ」（ベヘニン酸、花王株式会社製、「ルナック」は同社の登録商標）５．０質量％と、活性線重合性化合物（ポリエチレングリコール＃４００ジアクリレート）２９．９質量％と、６ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート２３．０質量％と、４ＥＯ変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート１５．０質量％と、重合開始剤「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９」（ＢＡＳＦ社製、「ＩＲＧＡＣＵＲＥ」はＢＡＳＦ社の登録商標）８．０質量％と、界面活性剤「ＫＦ－３５２」（信越化学工業株式会社製）０．１質量％と、顔料分散液１９．０質量％をステンレスビーカーに入れ、これを８０℃のホットプレートで加熱しながら１時間撹拌した。得られた溶液を加熱しながら、ＡＤＶＡＴＥＣ社製テフロン（登録商標）３μｍメンブランフィルターで濾過することにより、イエローＵＶインクを得た。

＜インクの吐出安定性評価＞
洗浄後のインクジェットヘッド１を用いて、液滴量３．５ｐＬ、液滴下速度７ｍ／ｓ、射出速度数４０ｋＨｚ、印字率１００％の条件で、上記イエローＵＶインクを連続吐出させた。その後、吐出開始から１分後、５分後、１０分後に射出していないノズル（欠ノズル）数をそれぞれカウントし、合計の数を以下の基準に沿って評価した。
〇：欠ノズルの数が０個である
△：欠ノズルの数が２個以上１０個未満である
×：欠ノズルの数が５０個以上である

＜着弾位置精度評価＞
画像形成装置２００に、洗浄後のインクジェットヘッドα、をセットし、画像をワンパス方式で形成できるように、インクジェットヘッドユニットを１μｍ制度の搬送ステージ上にセットした。搬送ステージ上には、シート状にカットしたポリエチレンフィルム（太閤ポリエステルフィルムＦＥ＃５０－ＦＥ２００１、フタムラ化学株式会社製）を固定した。インクタンク１５０には上記イエローＵＶインクを充填し、インクジェットヘッドから上記イエローＵＶインクを吐出して、０．１ｍｍの太さの複数の細線を印刷し、ＵＶランプで硬化させ、以下の基準で評価を行った。洗浄後のインクジェットヘッドβおよびインクジェットヘッドγについても、それぞれ同様の方法で行った。
〇：細線の太さおよび隣接する細線の間隔が変動せず、繰り返し同等の画像が得られる
×：細線の太さおよび隣接する細線の間隔が変動し、画像が正しく印刷されない。

〈結果および考察〉
実験１～１１では、吐出安定性および着弾位置精度ともに、実験１２および実験１３よりも良好な結果を示した。これはドライアイスを、インクジェットヘッドのインク吐出口に、衝突させることで、ドライアイスが気化膨張し、インク残存物が剥離されたことによると考えられる。

特に、実験１～５、１０～１１では、噴射圧力が０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であり、噴射角が３０°以上６０°以下であるため、実験６～９よりも吐出安定性および着弾位置精度において、良好な結果を示した。また、噴射圧力が０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であることで、インク吐出口の損傷を抑制することができた。

一方で、実験１２および実験１３では、インク吐出口に残存するインクを除去仕切れなかったため、吐出安定性および着弾位置精度は向上しなかった。

本発明の洗浄方法は、洗浄後のインクジェットヘッドにおける、ノズル欠の抑制、およびインク液滴の着弾位置精度の向上を可能にした。そのため、本発明はインクジェット法による画像形成をより容易にし、同分野における、技術の進展および普及に貢献することが期待される。

Claims (6)

1. インクジェットヘッドのインク吐出口に、ドライアイス粒子を衝突させる工程を含む、ことを特徴とする
   インクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法。
2. 前記ドライアイス粒子の平均粒子径は、
   前記インク吐出口の口径よりも小さい、ことを特徴とする、
   請求項１に記載のインクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法。
3. 前記ドライアイス粒子を衝突させる工程は、
   前記ドライアイス粒子を０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下の噴射圧力で前記インク吐出口に衝突させる工程である、ことを特徴とする、
   請求項１または２に記載のインクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法。
4. 前記ドライアイス粒子を衝突させる工程は、
   前記インク吐出口が配列する平面と、前記ドライアイス粒子が噴射される方向とのなす角が、３０°以上６０°以下となるように、
   前記ドライアイス粒子を噴射して前記インク吐出口に衝突させる工程である、ことを特徴とする、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法。
5. 前記ドライアイス粒子を衝突させる工程の後に、
   前記インク吐出口からインクを空打ちする工程を含む、ことを特徴とする、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法。
6. 前記ドライアイス粒子を衝突させる工程は、
   前記インクジェットヘッドの内部からインクを除去する工程の後に行われる、ことを特徴とする、
   請求項１から５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドのインク吐出部の洗浄方法。

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