JP5390763B2 - ２液型インクジェットヘッド洗浄液およびインクジェットヘッドの洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置のインクジェットヘッド用の２液型洗浄液、およびインクジェットヘッドの洗浄方法に関する。

インクジェットヘッドのインク吐出部では、インクの蒸発、乾燥が繰り返される。その際、ヘッドのノズル表面およびノズル近傍には、インク成分のみならず、インク流路に使用される材料から溶出した微量成分が異物として固着して、インクに再溶解不能な凝集物（または凝固物）を形成し、インクの吐出曲がり（飛行曲がり）や不吐出を引き起こすことがある。
従来、こうした異物または凝集物の除去には、ゴム材等でヘッド吐出部をワイピングする方法や、ヘッド吐出部をキャッピングして吸引したり、インク溜部の一部に空気を送り加圧したりすることで、インクを押し出すとともに凝集物を洗い流す方法（パージ）が行なわれている。

さらに、有機溶剤と界面活性剤と水を含むインクジェットヘッド洗浄液（特許文献１）、および極性溶媒と界面活性剤を含むインクジェットヘッドのノズル洗浄液（特許文献２）を用いた洗浄が知られている。
特開平４−１１５９５４号公報 特開平９−３００６３７号公報

しかし、インク吐出部に形成される異物および凝集物は、強固に固着することが多く、従来のクリーニング方法では、ヘッドに対し充分な洗浄を行なうことができなかった。
そこで本発明は、インクジェットヘッド部に形成される異物等の除去に適したインクジェットヘッド洗浄液と、インクジェットヘッドの洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明の第一の側面によれば、
成分Ａとしてアルキルアミンオキシドと、水とを含むＡ液と、
成分Ｂとしてポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、およびアルキルベンゼンスルホン酸またはその塩からなる群から選ばれた少なくとも１種と、水とを含むＢ液と、
を組み合わせてなる、２液型インクジェットヘッド洗浄液が提供される。

本発明の第二の側面によれば、
アルキルアミンオキシドと、水とを含むＡ液によりインクジェットヘッドを洗浄する工程と、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、およびアルキルベンゼンスルホン酸またはその塩からなる群から選ばれた少なくとも１種と、水とを含むＢ液によりに前記インクジェットヘッドを洗浄する工程と、
を含む、インクジェットヘッドの洗浄方法が提供される。

本発明に係る２液型インクジェットヘッド洗浄液（以下、単に「洗浄液」と記す場合もある。）は、上記特定の成分Ａを含むＡ液と、上記特定の成分Ｂを含むＢ液とを組み合わせたものである。この両者を組み合わせて洗浄することにより、成分Ａと成分Ｂがそれぞれ異なる役割を果たしてノズル部に形成される異物および凝集物を溶解・除去することができ、その結果、ヘッドの回復率を大幅に高めることができる。

本発明に係る洗浄液は、成分Ａを含む水溶液であるＡ液と、成分Ｂを含む水溶液であるＢ液とを組み合わせた２液型の洗浄液である。
成分Ａは、アルキルアミンオキシドである。たとえば、ラウリルジメチルアミンオキシド、ミリスチルジメチルアミンオキシド、パルミチルジメチルアミンオキシド、ステアリルジメチルアミンオキシド、イソステアリルジメチルアミンオキシド、オレイルジメチルアミンオキシド等が挙げられるが、なかでも、市販品として入手が容易であるラウリルジメチルアミンオキシドを用いることが好ましい。

Ａ液中の成分Ａの濃度は３〜２５重量％であることが好ましく、１０〜２０重量％であることがより好ましい。成分Ａの濃度が２５重量％より高い場合、インクが顔料インクである場合に、Ａ液がインク中の顔料を凝集させて、Ｂ液による洗浄効果を低下させてしまう恐れがあるため好ましくない。

Ｂ液も水溶液であり、成分Ｂとしてポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、およびアルキルベンゼンスルホン酸またはその塩からなる群から選ばれた少なくとも１種を含む。たとえば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルとしては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル硫酸ナトリウム等が、またアルキルベンゼンスルホン酸としては、デシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ミリスチルベンゼンスルホン酸等が、それぞれ挙げられる。アルキルベンゼンスルホン酸の塩は、ナトリウム塩であることが好ましい。特に、この成分Ｂとしては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムおよび／またはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを用いることが好ましい。

Ｂ液中の成分Ｂの濃度は０．１〜２０重量％であることが好ましく、０．５〜１５重量％であることがより好ましい。成分Ｂの濃度が２０重量％より高い場合、インクが顔料インクである場合に、インク中の顔料を凝集させてしまう恐れがあるため好ましくない。

Ａ液およびＢ液は、２液に分けて別々に使用することが重要である。成分Ａと成分Ｂが１液中に存在すると、両者の相互作用が生じて水溶液の粘度が上昇してしまうため、洗浄液として適切に使用することができないからである。

成分Ａと成分Ｂは、それぞれ複数種を組み合わせて使用してもよい。
Ａ液とＢ液は、それぞれ、本発明の効果を妨げない範囲内で、その他の任意の成分を含むことができる。
たとえば、各水溶液は、水溶性有機溶剤を含んでいてもよい。具体的には、メタノール、エタノール、１−プロパノール、イソプロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブタノール、２−メチル−２−プロパノール等の低級アルコール類；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタ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、トリプロピレングリコール等のグリコール類；グリセリン；アセチン類（モノアセチン、ジアセチン、トリアセチン）；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プロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチ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モノエチルエーテル、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等のグリコール類の誘導体；トリエタノールアミン、β−チオジグリコール、スルホランを用いることができる。平均分子量２００、３００、４００、６００等の平均分子量が１９０〜６３０の範囲にあるポリエチレングリコール、平均分子量４００等の平均分子量が２００〜６００の範囲にあるジオール型ポリプロピレングリコール、平均分子量３００、７００等の平均分子量が２５０〜８００の範囲にあるトリオール型ポリプロピレングリコール、等の低分子量ポリアルキレングリコールを用いることもできる。これらの水溶性有機溶剤は単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。

また、Ａ液とＢ液にはそれぞれ、防腐剤、防カビ剤、殺菌剤、酸化防止剤、粘度調整剤等の一般の洗浄液に使用される添加剤を配合することもできる。さらに、本発明の効果を妨げない範囲内で、成分Ａ、成分Ｂ以外のその他の界面活性剤を含むこともできる。

上記Ａ液とＢ液とを組み合わせてなる本発明に係る洗浄液は、様々なインクを使用した様々なインクジェットヘッドの洗浄において効果を発揮するものであり、そのヘッドの形式やインクの組成等に限定されるものではない。
本発明の洗浄液は、特にノズルの目詰まりを引き起こしやすい顔料インクに対しても、高い洗浄効果を示すことが特徴的である。したがって、汎用されている油性および水性の顔料インクを吐出させるインクジェットヘッドに広く使用することができる。

推測ではあるが、ヘッド構成材料やインク流路に使用される材料から、微量成分として、たとえば低級の脂肪酸（低級カルボン酸）や金属イオン（Ｍｇ、Ｃａ等）またはハロゲンイオン（Ｆ等）などが溶出し、エステル系溶剤や炭化水素系溶剤を含む油性（非水系）インクに再溶解が困難な塩（脂肪酸塩）を形成することが考えられる。そして、ヘッドのノズル表面およびノズル近傍に、顔料等のインク成分のみならず、これらの異物が固着して、通常のクリーニング方法（ワイピングやパージ）では洗浄困難な凝集物（凝固物）を形成し、インクの吐出曲がり（飛行曲がり）や不吐出などの吐出不良を引き起こすことが考えられる。
Ａ液には、こうした異物や凝集物を溶解させる効果が認められる。が、一方でＡ液は、経時的にインク中の顔料を凝集させる作用もあるところ、Ａ液による洗浄後にＢ液による洗浄を行なうことで、インクの凝集を除去することができる。つまり、Ｂ液は、Ａ液のような凝集物を溶解させる効果は持たないが、インクの凝集を除去する効果を有する。

そこで、本発明に係るインクジェットヘッドの洗浄方法は、上記Ａ液による洗浄工程と、上記Ｂ液による洗浄工程とを、この洗浄順で含むことを特徴とする。すなわち、Ａ液による洗浄の後に、Ｂ液による洗浄を行なうことが重要である。
Ａ液による洗浄とＢ液による洗浄を、この順に１セット含む限り、さらに洗浄を繰り返し行なうことは任意である。たとえば、Ａ液とＢ液による洗浄を交互に複数回行なっても良いし（Ａ液→Ｂ液→Ａ液→Ｂ液等）、あるいは、Ａ液による洗浄後に、Ｂ液による洗浄を複数回行なっても良い（Ａ液→Ｂ液→Ｂ液等）。なお、Ａ液による洗浄を繰り返すことは、インクを凝集および凝固させる恐れがあるため、好ましくない場合がある。

各洗浄工程における洗浄方法は、特に限定されないが、たとえば、各液をヘッド表面（ノズル面）に塗布あるいは吹き付けた後、ワイピングを行なう。このワイピングを行なう前にパージ動作を行なうと、洗浄効果が高まり好ましい。あるいは、各液をノズルから吐出させて洗浄することもできる。

以下に、本発明を実施例により詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜Ａ液の洗浄効果＞
Ａ液（実施例）または第１液（比較例）として、表１に示す界面活性剤を表１に示す量で含む各水溶液を調製した。

ノズル近傍に異物が固着したヘッドとして、インクジェット記録装置「ＨＣ５５００」（理想科学工業（株）、ＲＩＳＯ ＨＣインク使用）のヘッド（各ノズルが約８５μｍ間隔で並ぶ３００ｄｐｉのライン型インクジェットヘッド）を使用した。この異物が固着したヘッドを、ノズルプレートを上にして固定し、表１のＡ液または第１液をノズルプレート上に数滴滴下した。紙（キムワイプ）で余剰の液体を拭き取った後、直ちに異物の有無を光学顕微鏡（１０００倍）で観察した。異物の存在が認められる場合を×、異物の存在が認められない場合を○として、異物除去効果を評価した。
結果を表１に併せて示す。

表１より、成分Ａのみが異物を除去する効果を有することが判明した。
なお、上記において、ＲＩＳＯ ＨＣインクは、エステル系溶剤と石油系炭化水素溶剤とを含む、油性顔料インクである。
表１および下記表２に記載の界面活性剤成分は、それぞれ次のとおりである。
成分Ａ：「アンヒトール２０Ｎ」（花王株式会社）
成分Ｂ−１：「エマールＥ−２７Ｃ」（花王株式会社）
成分Ｂ−２：「ネオペレックスＧ−１５」（花王株式会社）
成分Ｃ−１：「エマール２０Ｔ」（花王株式会社）
成分Ｃ−２：「エマールＴＤ」（花王株式会社）

＜２液型洗浄液の洗浄効果＞
表２に示すＡ液と、Ｂ液（実施例）または第２液（比較例）とを調製し、それぞれを組み合わせて次のように洗浄試験を行なった。上記インクジェット記録装置「ＨＣ５５００」に取り付けられた、ノズル近傍に異物の存在するヘッドを洗浄対象とした。

（１）Ａ液による洗浄
Ａ液をワイプスティック（アルファースティックＴＸ７６１）に浸し、このワイプスティックを用い、力を加えないようにノズルプレートにＡ液を塗布した。続いて、２５ＫＰａの圧力で１０秒間パージし、さらに１０ＫＰａの圧力でパージしたのち、ゴムブレードでワイピングを行なった（以上のパージとワイピングの一連の動作を「強力クリーニング」と称する。）。
（２）Ｂ液による洗浄
上記Ａ液による強力クリーニング後、Ｂ液または第２液を、同様にワイプスティックを用いてノズルプレートに塗布し、強力クリーニングを行なった。

以上のＡ液による洗浄とＢ液による洗浄を、Ａ液→Ｂ液を１セットとして５セット、あるいは、Ａ液→Ｂ液を３セット行なったのちＢ液→Ｂ液の洗浄を行なった後、ベタ印刷を行なった。
得られた印刷物を肉眼で観察し、インクの不吐出のない正常な印刷物が得られた場合を○、インクの不吐出があり正常な印刷物が得られなかった場合を×として評価した。
結果を併せて表２に示す。

表２より、Ａ液とＢ液とを組み合わせた場合のみ、ノズル近傍の異物を除去し、かつインクの凝集または凝固を引き起こすことがなく、したがってインクの吐出不良のない良好な印刷物が得られることが判明した。

Claims (4)

1. 界面活性剤である成分Ａとしてのアルキルアミンオキシドと、水とを含むＡ液と、
   界面活性剤である成分Ｂとしてのポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、およびアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムからなる群から選ばれた少なくとも１種と、水とを含むＢ液と、
   を組み合わせてなり、
   Ａ液は成分Ｂを含まず、Ｂ液は成分Ａを含まず、かつ、Ａ液による洗浄後にＢ液による洗浄が行われるものである、２液型インクジェットヘッド洗浄液。
2. 成分Ａがラウリルジメチルアミンオキシドであり、成分Ｂがポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムおよび／またはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである、請求項１記載の２液型インクジェットヘッド洗浄液。
3. Ａ液中の成分Ａの濃度が３〜２５重量％であり、Ｂ液中の成分Ｂの濃度が０．１〜２０重量％である、請求項１または２記載の２液型インクジェットヘッド洗浄液。
4. 界面活性剤である成分Ａとしてのアルキルアミンオキシドと、水とを含むＡ液によりインクジェットヘッドを洗浄する工程と、
   前記Ａ液による洗浄工程後に行われる工程であって、界面活性剤である成分Ｂとしてのポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、およびアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムからなる群から選ばれた少なくとも１種と、水とを含むＢ液により前記インクジェットヘッドを洗浄する工程と、
   を含み、Ａ液は成分Ｂを含まず、Ｂ液は成分Ａを含まないものである、インクジェットヘッドの洗浄方法。