JP2772841B2

JP2772841B2 - インクジェットプリンター用メンテナンス液

Info

Publication number: JP2772841B2
Application number: JP1331393A
Authority: JP
Inventors: 正彦石田; 秀仁金沢; 道昭飛田
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JPH03193357A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、水性インクジェットプリンターの休止期間
中にノズルヘッド部に導入することにより、ノズルの目
詰まりを防止し、且つインクの吐出を安定化するインク
ジェットプリンター用メンテナンス液に関する。

＜従来の技術＞インクジェットプリンターは、低騒音方式のプリンタ
ーで、記録の高速化及びカラー化が容易であり、普通紙
が使用できる可能性があるという他の印字方式にない特
徴を有している。また、他のプリンターに比べてランニ
ングコストが安価になるために、近年各種プリンター・
ファクシミリ等への応用開発か盛んに行われている。

しかし、上記したインクジェットプリンターには、休
止期間中にノズルの乾燥や異物の付着或いは気泡の混入
等の為に、目詰まりが発生したりインクの吐出が不安定
になるといった重大な課題が依然として残されている。

上記した課題の解決方法としては、プリンターが休止
期間に入る際にノズルを特定組成のメンテナンス液で洗
浄した後、ノズルヘッドとキャップが形成する小空間に
上記メンテナンス液を充填し、ノズルを浸漬することに
より目詰まりを防止する方法等が提案されている。

上記したメンテナンス液としては、例えば特開昭62−
169876号公報には多価アルコールと低級アルコールと水
とからなる例が、特開昭62−169877号公報には低級アル
コールと陰イオン性界面活性剤と水とからなる例が、ま
た特開平１−148557号公報には水溶性キレート化剤と水
とからなるメンテナンス液が提案されている。

＜発明が解決しようとする課題＞しかし、上記したメンテナンス液のうち前２例は、ア
ルコール類或いは界面活性剤を使用することにより、水
性インク中の染料や溶剤等の構成成分に対する洗浄力を
高めて水性インクとの置換能を得るものであり、水性イ
ンク中の染料などに含まれる不純物である無機金属化合
物に対する洗浄効果が乏しかった。

従って、前２例の従来のメンテナンス液では、水性イ
ンク中の無機金属化合物が析出したり、凝集し、粒状物
としてインクと共に吐出することを防止することができ
なかった。

また、特開平１−148557号公報に記載されたメンテナ
ンス液は、EDTA等の水溶性キレート化剤により上記した
水性インク中の無機金属化合物の析出を防止しようとす
るものであるが、一般のキレート反応は当量的に進行す
るので、キレート化剤により無機金属化合物の析出を防
止しようとする場合には無機金属化合物の量に相当する
量を添加する必要がある。キレート化剤の添加量が少な
い場合には目詰まりを起こし、添加量を増すにつれてサ
テライトと称される付随の液滴を生じ、印字性が損なわ
れる欠点があった。

本発明は、インクジェットプリンターの休止期間中に
発生する目詰まりを防止することを目的とするものであ
るが、それのみにとどまらずサテライトやインクの吐出
方向のばらつき等による印字品位の低下をも防止するこ
とを目的とするものである。

＜課題を解決するための手段＞本発明は、上記に鑑み提案されたもので、水性インク
ジェットプリンターの休止期間中にノズルヘッド部に導
入するメンテナンス液であって、ホスホン酸及び／又は
その塩0.001〜1.0重量％、水溶性溶剤0.1〜50重量％、
及び水を含有することを特徴とインクジェットプリンタ
ー用メンテナンス液に関するものである。

上記した本発明に使用されるホスホン酸及び／又はそ
の塩（以下ホスホン酸類）としては、例えば、アミノト
リ（メチレンホスホン酸）、１−ヒドロキシエチリデン
−1,1−ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラ（メチ
レンホスホン酸）、ヘキサメチレンジアミンテトラ（メ
チレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メ
チレンホスホン酸）及び／又はその塩類等が挙げられ
る。

上記したホスホン酸類のメンテナンス液中の含有率
は、2.0重量％以下であり、より好ましくは0.001〜1.0
重量％である。含有率が0.001重量％より少ない場合は
洗浄効果が乏しくなり、1.0重量％を越える場合はメン
テナンス液のpHが低下したり、あるいはインクと混合し
た際の安定性が悪くなる。また、2.0重量％を越えると
安定性の低下に加え、経済的にも不利になる。

上記したホスホン酸類は、無機金属化合物に対してス
レッシュホールド効果を有し、無機金属化合物の結晶核
の生成を抑制するために、メンテナンス液中に含有させ
ると、ノズル管壁や先端に無機金属化合物の微細結晶が
付着することがなく、前記したサテライトも生ずること
がない。

また、上記したホスホン酸類は、無機金属化合物の結
晶核や結晶の活性点にこれらの物質が選択的に吸着され
ることにより結晶核の生成を抑制するので、前記した従
来のメンテナンス液における水溶性キレート化剤に比べ
て極めて少ない添加量で無機金属化合物の析出を防止す
ることができる。

本発明のメンテナンス液は、浸漬したノズルの周囲の
メンテナンス液とインクの混合割合が大きく変動した場
合でも、上記した結晶核の生成を抑制する効果のため
に、インク中に含まれる無機金属化合物の析出を幅広い
範囲にわたって確実に防止することができる。

上記したように本発明のメンテナンス液に使用するホ
スホン酸類は、水性インク中の無機金属化合物に対して
は極めて高い析出防止効果を有する。しかし、水性イン
クには上記した無機金属化合物以外にも、種々の成分が
含有され、例えば、植物油、不飽和脂肪酸、高級アルコ
ール、脂肪酸エステル、鉱油などの油状物質、水溶性溶
剤、界面活性剤、その他の添加剤などが配合されて存在
するので、メンテナンス液は、上記した水性インク中の
種々の成分に対する洗浄効果を有することが必要であ
る。また、メンテナンス液は、インクが補給される導管
や各接液部材の中に添加された各種配合成分を溶出させ
ない効果が必要である。

本発明のメンテナンス液に、上記したような洗浄効果
及び溶出抑制効果を付与するには水溶性溶剤を添加すれ
ばよく、例えば、エチレングリコール、ジ又はトリ又は
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、ヘキシレングリコール、グリセリ
ン、ポリグリセリン等の多価アルコール類、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、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エチルエーテル、エチレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコール
モノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール
モノエチルエーテルアセテート、グリセリンモノアセテ
ート等の多価アルコールのアルキルエーテル類及びその
アセテート類、又はアミノアルコール類、Ｎ−メチル−
２−ピロリドン、１・３−ジメチルイミダゾリジノン等
の窒素化合物の一種又は二種以上を組み合わせて用いる
ことが可能である。

上記した水溶性溶剤の添加量は、50重量％を越えない
範囲であり、より好ましくは0.1〜50.0重量％である。
そして、メンテナンス液とインクが混合した際に最も溶
出物を生じないように調整することが好ましく、メンテ
ナンス液中の水溶性溶剤の含有量が0.1重量％より少な
いと前記した種々の配合成分に対する洗浄性が充分でな
く、50.0重量％より多過ぎる場合には水性インクと混合
した際に、増粘等、物性の変化を生じ、印字性が悪くな
る。また、インク導管や各接液部材の中に添加された配
合成分の溶出を抑制することができなくなる。

また、上記した水溶性溶剤は、メンテナンス液の凝固
点を低下して凍結を防止することができる。

本発明のメンテナンス液におけるその他の添加物とし
ては、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンベンジ
ルエーテルおよびポリオキシエチレンフェニルエーテル
並びにそのハロゲン化物が挙げられる。該添加剤は、ノ
ズルの目詰まりを抑制し、吐出安定性に優れた水性イン
クを提供するとともに、その溶解性が高いために洗浄性
を向上し、サテライトの発生を抑制することができる。

また、上記したポリオキシエチレンポリオキシプロピ
レンアリールエーテルのうち、ポリオキシエチレンビス
フェノールＡエーテルを添加したメンテナンス液も、イ
ンクとのなじみが良いために洗浄性が高くサテライトの
防止効果が優れていた。

さらに、本発明のメンテナンス液には上記の添加剤の
他に必要に応じて導電剤、pH調整剤、防ばい剤、界面活
性剤等を配合することができる。

また、本発明のメンテナンス液は、通常直径20〜60μ
ｍの微細なノズルに使用されるので、各成分を配合し、
攪拌した後に0.2μｍのメンブランフィルターで濾過し
て使用する。

本発明のメンテナンス液が最も効果的に使用されるノ
ズルキャッピング機構の原理図を第１図〜第３図に示
す。

第１図は、通常の印字状態を示すノズルヘッド１の断
面図であり、ノズル２よりインク３の液滴を記録用紙４
へ吐出する。この状態から以下に示す機構により目詰ま
りを防止する。

（１）電源スイッチを切る。（第２図）ノズルヘッド１は、キャップ５と正対する位置で停止
する。

キャップ５がノズルヘッド１側に移動し、ノズルヘッ
ド１をキャップガスケット６により覆い、キャップ５と
ノズルヘッド１とが形成するキャップ室７を密閉状にす
る。

キャップ室７を、真空ポンプ８により減圧してメンテ
ナンス液９を送り込む。

メンテナンス液９がキャップ室７を満たし、この状態
（第３図）で休止期間に入る。ノズル２では、インク３
とメンテナンス液９が接して混合する。

（２）電源スイッチを入れる。

キャップ室７を満たしていたメンテナンス液９は廃液
タンクへ移送される。

ノズル２とノズルヘッド１は解放され、印字可能な状
態（第１図）に戻る。ノズル２では、インク３がメンテ
ナンス液により希釈されるが、目詰まりがなく、安定し
た吐出を行うことができる。

＜発明の効果＞以上説明したように本発明のメンテナンス液によれ
ば、インク中の無機金属化合物の析出を防止することに
より、インクジェットプリンターのノズルの目詰まりを
防止することができる。

また、本発明に使用するホスホン酸及び／又はその塩
は、化学当量以下の濃度で無機金属化合物の析出を防止
することができるので、従来のメンテナンス液における
水溶性キレート化剤に比べて少ない添加量で無機金属化
合物の析出を防止し、さらには本発明のメンテナンス液
は、インクと種々の割合で混合した場合でも無機金属化
合物の析出を幅広い条件にわたって確実に防止すること
ができる。

従って、本発明のメンテナンス液は、少量のホスホン
酸及び／又はその塩を水に溶解するだけで調整すること
ができ、インクジェットプリンターのノズルの目詰まり
を確実に解消することができる。

また、本発明のメンテナンス液は、無機金属化合物の
微小な結晶核の生成を抑制するので、ノズル管壁や先端
部に無機物が付着することがなく、インクの流れが阻害
されることがない。

従って、本発明によれば、ノズルの目詰まりを解消す
るだけでなく、サテライトの発生やインクの吐出方向の
ばらつき等による印字品位の低下をも防止することがで
きる。

＜実施例＞以下、本発明の実施例を示す。

実施例１１−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸0.010％エチレングリコール 0.500％ポリオキシエチレンベンジルエーテル 0.400％ポリオキシエチレンビスフェノールＡエーテル 0.100％エチレンジアミン 4酢酸・４ナトリウム塩 0.008％防ばい剤 0.040％イオン交換水残分実施例２アミノトリ（メチレンホスホン酸）・５ナトリウム塩1.
000％ジエチレングリコールモノエチルエーテル 5.000％ポリオキシエチレンクロルフェニルエーテル 1.400％エチレンジアミン 4酢酸・４ナトリウム塩 0.008％防ばい剤 0.050％イオン交換水残分実施例３１−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸・３ナ
トリウム塩 0.150％エチレングリコール 10.000％ポリオキシエチレンベンジルエーテル 0.500％デヒドロ酢酸ナトリウム 0.170％炭酸ナトリウム 0.060％防ばい剤 0.050％イオン交換水残分実施例４ジエチレントリアミンペンタ（ホスホン酸） 0.250％エチレングリコールモノブチルエーテル 40.000％ポリオキシエチレンクロルフェニルエーテル 0.400％エチレンジアミン 4酢酸・４ナトリウム塩 0.008％防ばい剤 0.050％イオン交換水残分比較例１１−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸0.00008
％エチレングリコール 0.500％デヒドロ酢酸ナトリウム 0.170％炭酸ナトリウム 0.060％防ばい剤 0.050％イオン交換水残分比較例２ジエチレントリアミンペンタ（ホスホン酸） 10.000％エチレングリコール 0.500％エチレンジアミン 4酢酸・４ナトリウム塩 0.008％防ばい剤 0.050％イオン交換水残分比較例３エチレンジアミン 4酢酸・４ナトリウム塩 1.000％防ばい剤 0.050％イオン交換水残分比較例４ジエチレングリコールモノエチルエーテル 20.000％デヒドロ酢酸ナトリウム 0.170％炭酸ナトリウム 0.060％防ばい剤 0.050％ｎ−プロパノール 40.000％イオン交換水残分比較例５イソプロパノール 20.000％エタノール 60.000％ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム 2.000％防ばい剤 0.050％イオン交換水残分（試験方法）ノズルキャッピング機構を採用したオンデマンデ式イ
ンクジェットプリンター10−730（シャープ（株）社
製）を使用し、上記した実施例１〜４及び比較例１〜５
の各々のメンテナンス液（以下、供試メンテナンス液）
のノズルの洗浄性能を下記の試験により調べた。

（１）ノズルの保存性試験異物の付着等のない正常なノズルヘッドを装着したプ
リンターに供試メンテナンス液を充填し、一ケ月間放置
した後に印字を行い、ノズルの状態を観察した。

ノズルに異常のなかったものを ○ サテライト、目詰まりが発生したものを × と判定し、結果を第１表に示した。

（２）ノズルの復元性試験異物の付着のためにサテライトが発生していたノズル
ヘッドを装着したプリンターに供試メンテナンス液を充
填し、一週間放置した際のノズルの復元状態を観察し
た。

ノズルが正常な状態に回復したものを ○ サテライトが回復しないものを × と判定し、結果を第１表に示した。

【図面の簡単な説明】

図面の第１図〜第３図はノズルキャッピング機構の原理
図を示し、第１図は印字状態のノズルを示す断面図、第
２図はキャッピング開始の状態を示す断面図、第３図は
キャッピング状態を示す断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−11166（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−173670（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−255899（ＪＰ，Ａ) 特公昭63−37159（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/165

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水性インクジェットプリンターの休止期間
中にノズルヘッド部に導入するメンテナンス液であっ
て、ホスホン酸及び／又はその塩0.001〜1.0重量％、水
溶性溶剤0.1〜50重量％、及び水を含有することを特徴
とインクジェットプリンター用メンテナンス液。