JP5902393B2 - 液滴吐出ヘッドの検査方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び検査液 - Google Patents

液滴吐出ヘッドの検査方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び検査液 Download PDF

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本発明は、液滴吐出ヘッドの検査方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び検査液に関する。
液滴吐出ヘッドの吐出特性は、前記液滴吐出ヘッドの製造後、出荷前に検査される。着色剤として顔料を含む水性インク用の吐出ヘッドの吐出特性検査は、前記水性インクを用いて行うのが一般的である。同様に、前記顔料を凝集させる凝集剤を含む処理液用の吐出ヘッドの吐出特性検査は、前記処理液を用いて行うのが一般的である。例えば、前記処理液用吐出ヘッドの吐出特性検査方法として、前記処理液に、蛍りん光体を配合して検査する方法が提案されている(特許文献1)。
特開2006−88438号公報
このような前記水性インク用吐出ヘッドの吐出特性検査を行った結果、吐出精度が低く、前記処理液用吐出ヘッドとして使用するのが適当となった場合には、吐出ヘッド内の吐出特性検査に用いた前記水性インクを、前記処理液に置換する必要がある。ところが、吐出ヘッド内の流路に前記水性インクが残っていると、前記処理液との接触により前記水性インク中の顔料が凝集して前記流路が詰まる等の問題がある。そのため、前記流路内に前記水性インクが残らないように、前記水性インク及び前記処理液と接触しても凝集を生じない純水等の液体を用いて十分な洗浄作業を行わなければならず、これらの置換に多大な労力を必要とする。また、前記処理液用吐出ヘッドの吐出特性検査を行った結果、吐出精度が高く、前記水性インク用吐出ヘッドとして使用可能となった場合においても、同様の理由により、これらの置換に多大な労力を必要とする。
そこで、本発明は、吐出特性検査の結果、着色剤として顔料を含む水性インク用吐出ヘッドとして使用すべき場合、及び前記顔料を凝集させる凝集剤を含む処理液用吐出ヘッドとして使用すべき場合のいずれの場合においても、煩雑な作業を要することのない液滴吐出ヘッドの検査方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の液滴吐出ヘッドの検査方法は、
着色剤として顔料を含む水インク又は前記顔料を凝集させる凝集剤を含む処理液のいずれかを吐出する液滴吐出ヘッドの検査方法であって、
検査液を前記液滴吐出ヘッドに導入する検査液導入工程と、
前記液滴吐出ヘッドから前記検査液を記録媒体に吐出させて吐出特性を検査し、前記液滴吐出ヘッドを、前記水インク用吐出ヘッドにするか、又は、前記処理液用吐出ヘッドにするかを判定する検査工程とを含み、
前記検査液として、C.I.アシッドレッド52、C.I.アシッドレッド289、C.I.アシッドブルー9、C.I.アシッドバイオレット15、C.I.アシッドバイオレット49、C.I.アシッドブルー1、C.I.アシッドブルー7、C.I.アシッドブルー15、C.I.アシッドブルー22、C.I.アシッドブルー59、C.I.アシッドブルー83、C.I.アシッドブルー90、C.I.アシッドブルー93、C.I.アシッドブルー100、C.I.アシッドブルー102、C.I.アシッドブルー103、C.I.アシッドブルー104、C.I.アシッドグリーン3、C.I.アシッドグリーン9、C.I.アシッドグリーン16、フードブルー2、フードグリーン3から選択される分子内にカチオン基及びアニオン基を有する染料分子内にカチオン基及びアニオン基を有する染料(以下、「両性染料」と言うことがあるを含む検査液を使用することを特徴とする。
本発明の液滴吐出ヘッドの検査方法では、前記水性インク及び前記処理液のいずれと接触しても凝集が生じにくい前記両性染料を含む検査液を使用するため、前記水性インク用吐出ヘッドとして使用すべき場合、及び前記処理液用吐出ヘッドとして使用すべき場合のいずれの場合においても、煩雑な作業を要しない。
図1は、本発明の実施例における凝集評価の方法を説明する図である。
本発明の液滴吐出ヘッドの検査方法について、例をあげて詳細に説明する。前述のとおり、本発明の液滴吐出ヘッドの検査方法は、前記検査液導入工程と、前記検査工程とを含む。
(検査液導入工程)
前記検査液導入工程は、検査液を前記液滴吐出ヘッドに導入する工程である。本発明の液滴吐出ヘッドの検査方法は、前記検査液として、前記両性染料を含む本発明の検査液を使用することを特徴とする。
前記両性染料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.アシッドレッド52、C.I.アシッドレッド289、C.I.アシッドブルー9、C.I.アシッドバイオレット15、C.I.アシッドバイオレット49、C.I.アシッドブルー1、C.I.アシッドブルー7、C.I.アシッドブルー15、C.I.アシッドブルー22、C.I.アシッドブルー59、C.I.アシッドブルー83、C.I.アシッドブルー90、C.I.アシッドブルー93、C.I.アシッドブルー100、C.I.アシッドブルー102、C.I.アシッドブルー103、C.I.アシッドブルー104、C.I.アシッドグリーン3、C.I.アシッドグリーン9、C.I.アシッドグリーン16フードブルー2、フードグリーン3等があげられる。
前記両性染料を含む本発明の検査液は、着色剤として顔料を含む水性インク及び前記顔料を凝集させる凝集剤を含む処理液のいずれと接触しても凝集が生じにくいため、後述の検査工程における吐出特性検査の結果により、前記水性インク用吐出ヘッドとして使用すべき場合、及び前記処理液用吐出ヘッドとして使用すべき場合のいずれの場合においても、煩雑な置換作業を要しない。
前述の両性染料の中でも、C.I.アシッドレッド52、C.I.アシッドレッド289等の紫外線照射により蛍光を発する染料を用いることが好ましく、前記吐出特性を確認しやすいことから、C.I.アシッドレッド52を用いることが特に好ましい。前記蛍光染料であれば、微量でも、前記検査工程における吐出特性検査を実施可能となり、前記検査液が、前記水性インク又は前記処理液と接触した場合の凝集を、より生じにくくできる。前記蛍光染料の濃度は、前記検査液全量に対し、0.025重量%〜0.3重量%であることが好ましく、より好ましくは、0.1重量%〜0.3重量%であり、さらに好ましくは、0.25重量%〜0.3重量%である。
前記検査液は、さらに、水を含んでもよい。前記水は、イオン交換水又は純水であることが好ましい。前記検査液全量に対する前記水の配合量は、例えば、他の成分の残部としてもよい。
前記検査液は、さらに、水溶性有機溶剤を含んでもよい。前記水溶性有機溶剤としては、従来公知のものを使用することができる。前記水溶性有機溶剤としては、例えば、多価アルコール、多価アルコール誘導体、アルコール、アミド、ケトン、ケトアルコール、エーテル、含窒素溶剤、含硫黄溶剤、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等があげられる。前記多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、へキシレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、1,5−ペンタンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール等があげられる。前記多価アルコール誘導体としては、例えば、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコール−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコール−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコール−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコール−n−ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコール−n−プロピルエーテル、トリエチレングリコール−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコール−n−プロピルエーテル、プロピレングリコール−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコール−n−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルエーテル、トリプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、トリプロピレングリコール−n−ブチルエーテル等があげられる。前記アルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、ベンジルアルコール等があげられる。前記アミドとしては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等があげられる。前記ケトンとしては、例えば、アセトン等があげられる。前記ケトアルコールとしては、例えば、ジアセトンアルコール等があげられる。前記エーテルとしては、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン等があげられる。前記含窒素溶剤としては、例えば、ピロリドン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロへキシルピロリドン、トリエタノールアミン等があげられる。前記含硫黄溶剤としては、例えば、チオジエタノール、チオジグリコール、チオジグリセロール、スルホラン、ジメチルスルホキシド等があげられる。前記検査液全量に対する前記水溶性有機溶剤の配合量は、特に制限されない。前記水溶性有機溶剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
前記検査液は、必要に応じて、さらに、従来公知の添加剤を含んでもよい。前記添加剤としては、例えば、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、酸化防止剤、防黴剤等があげられる。前記粘度調整剤は、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性樹脂等があげられる。
前記検査液の前記液滴吐出ヘッドへの導入は、常法によればよい。例えば、前記液滴吐出ヘッドがピエゾ方式の液滴吐出ヘッドである場合には、一般的なインクジェット記録装置用のインクカートリッジに前記検査液を充填し、前記インクジェット記録装置に前記インクカートリッジ及び前記ピエゾ方式の液滴吐出ヘッドを装着して前記インクジェット記録装置を運転することで、前記検査液を前記ピエゾ方式の液滴吐出ヘッドに導入できる。例えば、前記液滴吐出ヘッドがサーマルインクジェット方式の液滴吐出ヘッドである場合にも、同様にして前記検査液を導入できる。
(検査工程)
前記検査工程は、前記液滴吐出ヘッドから前記検査液を記録媒体に吐出させて吐出特性を検査し、前記液滴吐出ヘッドを、前記水性インク用吐出ヘッドにするか、又は、前記処理液用吐出ヘッドにするかを判定する工程である。
前記液滴吐出ヘッドからの前記検査液の記録媒体への吐出は、常法によればよい。例えば、前記検査液の前記液滴吐出ヘッドへの導入後、前記インクジェット記録装置の運転を継続することで、前記液滴吐出ヘッドから前記検査液を記録媒体に吐出できる。
前記吐出特性の検査方法は、特に限定されないが、例えば、蛍光による検査及び目視検査があげられる。
まず、蛍光による吐出特性検査について説明する。蛍光による吐出特性検査においては、前記両性染料として、紫外線照射により蛍光を発する染料を用い、本工程において、前記検査液が吐出された前記記録媒体に紫外線を照射し、前記照射で発生する蛍光により、前記吐出特性を検査する。
前記蛍光染料の種類及び濃度は、前記検査液導入工程で説明したとおりである。
つぎに、目視による吐出特性検査においては、例えば、前記両性染料の検査液全体に対する濃度を0.1重量%〜0.25重量%とし、本工程において、目視により前記吐出特性を検査する。前記目視検査によれば、前記記録媒体への紫外線の照射を要することなく、簡易に前記吐出特性を検査可能である。
前記水性インク用吐出ヘッドとするか、又は、前記処理液用吐出ヘッドにするかの判定方法は、特に限定されないが、例えば、前記吐出特性検査における吐出精度(例えば、不吐出及び吐出曲がりの度合い等)についての判定基準を予め定めておき、吐出精度が高いものは、前記水性インク用吐出ヘッドとし、吐出精度が低いものは、前記処理液用吐出ヘッドとする等の方法があげられる。前記不吐出とは、前記液滴吐出ヘッドのノズルが目詰まりし、前記検査液が吐出されない状態である。前記吐出曲がりとは、前記液滴吐出ヘッドのノズルの一部が目詰まりし、前記検査液が、前記記録媒体に対して垂直に吐出されず、斜めに吐出される状態である。なお、判定基準を、高・中・低の3段階とし、吐出精度が高いものは、前記水性インク用吐出ヘッドとし、吐出精度が中程度ものは、前記処理液用吐出ヘッドとし、吐出精度が低いものは、前記水性インク用吐出ヘッド及び前記処理液用吐出ヘッドのいずれにも適さないと判定することも可能である。
本発明の液滴吐出ヘッドの検査方法では、前記水性インク及び前記処理液のいずれと接触しても凝集を生じにくい前記両性染料を含む検査液を使用している。このため、前記水性インク用吐出ヘッドに適していると判定された場合、及び前記処理液用吐出ヘッドに適していると判定された場合のいずれの場合においても、前記液滴吐出ヘッド内の前記検査液を、純水等の他の液体に置換することなく、直接、前記水性インク又は前記処理液に置換することが可能である。前記置換は、例えば、液滴吐出ヘッド内の前記検査液を吸引パージによって排出し、その後前記水性インク又は前記処理液を導入することで実施できる。また、前記検査液を吸引パージ後、一旦、出荷時に流路を保存するための保存液を導入し、その後ユーザの操作によって前記保存液を前記水性インク又は前記処理液に置換するようにしてもよい。この場合も、前記保存液の導入時及び前記水性インク又は前記処理液への置換時に特別な処理を行わなくても、凝集を生じることがない。
つぎに、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法について説明する。本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、製造された液滴吐出ヘッドの検査工程を含み、前記検査工程が、本発明の液滴吐出ヘッドの検査方法によって実施されることを特徴とする。本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、本発明の液滴吐出ヘッドの検査方法を行うことが特徴であって、その他の工程及び条件は、何ら制限されない。本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、例えば、前述した本発明の検査液及び本発明の液滴吐出ヘッドの検査方法の説明を引用できる。
つぎに、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例及び比較例により限定及び制限されない。
[実施例1〜7及び比較例1〜3]
検査液組成(表3)の各成分を、均一に混合して、実施例1〜7及び比較例1〜3の検査液を得た。
実施例及び比較例の検査液について、(a)凝集評価、(b)目視による吐出特性評価及び(c)蛍光による吐出特性評価を、下記の方法により実施した。
(a)凝集評価
(処理液の調製)
処理液組成(表1)の各成分を、均一に混合して、処理液を得た。
(表1)
成分 配合量(重量%)
PAA(登録商標)−3 (*2) 15.00
ポリエチレングリコール#200 21.50
ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル 1.00
マイドール10 (*3) 1.00
酢酸 2.00
ベンゾトリアゾール 0.10
純水 残部
*2:ポリアリルアミン未中和品(重量平均分子量3000);日東紡績(株)製;有
効成分量=20重量%;表中の数値は有効成分量を示す
*3:ノニオン界面活性剤;花王(株)製
(水性インクの調製)
水性インク組成(表2)における、顔料の水分散体を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、前記顔料の水分散体に前記インク溶媒を加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を、東洋濾紙(株)製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ(孔径3.00μm)でろ過することで、インクジェット記録用水性インクを得た。
(表2)
成分 配合量(重量%)
Cab−O−Jet(登録商標) 300 (*4) 40.0
グリセリン 28.0
ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル 2.0
オルフィン(登録商標)E1010 (*1) 0.2
純水 残部
*4:顔料の水分散体;キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ社製;顔料濃度=1
0重量%
*1:アセチレングリコール系界面活性剤(ジオールのエチレンオキサイド(10mo
l)付加物);日信化学工業(株)製
図1(A)に示すように、実施例又は比較例の検査液12と、前記処理液13とを、それぞれ、1滴(約0.02mL)ずつスライドガラス11上に滴下した。ついで、図1(B)に示すように、前記滴下した2液をカバーガラス14で覆うことで、前記2液を接触させた。このようにして作製したプレパラートの前記2液の界面15を、光学顕微鏡(200倍)で観察した。また、前記処理液に代えて、前記インクジェット記録用水性インクを用いて、同様の処理を行った。これらの結果を、下記の評価基準に従って評価した。
凝集評価 評価基準
G :処理液及び水性インクのいずれの場合においても、前記2液の界面15に、凝集物が生じなかった。
NG:処理液及び水性インクのいずれか又は双方において、前記2液の界面15に、凝集物が生じた。
(b)目視による吐出特性評価
(a)凝集評価の結果が「G」であった検査液を、インクジェット記録装置に搭載されたライン型液滴吐出ヘッドに導入し、前記検査液にて、記録媒体に画質評価パターンを記録した。前記画質評価パターンを目視で観察し、前記ライン型液滴吐出ヘッドの吐出特性を、下記の評価基準によって評価した。
目視による吐出特性評価 評価基準
A:前記ライン型液滴吐出ヘッドの不吐出及び吐出曲がりの双方を確認可能であった。
B:前記ライン型液滴吐出ヘッドの不吐出は確認可能であったが、吐出曲がりは確認が不可能であった。
C:前記ライン型液滴吐出ヘッドの不吐出及び吐出曲がりの双方が確認不可能であった。
(c)蛍光による吐出特性評価
(a)凝集評価の結果が「G」であった検査液を、インクジェット記録装置に搭載されたライン型液滴吐出ヘッドに導入し、前記検査液にて、記録媒体に画質評価パターンを記録した。前記画質評価パターンに紫外線を照射し、前記ライン型液滴吐出ヘッドの吐出特性を、下記の評価基準によって評価した。
蛍光による吐出特性評価 評価基準
A:前記ライン型液滴吐出ヘッドの不吐出及び吐出曲がりの双方を確認可能であった。
B:前記ライン型液滴吐出ヘッドの不吐出は確認可能であったが、吐出曲がりは確認が不可能であった。
C:前記ライン型液滴吐出ヘッドの不吐出及び吐出曲がりの双方が確認不可能であった。
実施例1〜7及び比較例1〜3の検査液の組成及び評価結果を、表3に示す。
Figure 0005902393
表3に示すとおり、前記両性染料であるC.I.アシッドレッド52、C.I.アシッドレッド289又はC.I.アシッドブルー9を含む検査液を用いた実施例1〜7では、前記検査液が、前記処理液及び前記水性インクのいずれと接触しても凝集が生じず、液滴吐出ヘッドの目視による吐出特性検査を実施可能であった。前記両性染料の濃度を0.25重量%以上とした実施例1、4及び6では、目視による吐出特性評価を特に好適に実施可能であった。さらに、紫外線照射により蛍光を発する前記両性染料であるC.I.アシッドレッド52又はC.I.アシッドレッド289を含む検査液を用いた実施例1〜5では、液滴吐出ヘッドの蛍光による吐出特性検査も実施可能であった。また、前記両性染料を含む検査液を用いた実施例1〜7では、前述のとおり、前記処理液及び前記水性インクのいずれと接触しても凝集が生じないので、前記吐出特性検査の後、前記ライン型液滴吐出ヘッド内の前記検査液を、前記処理液及び前記水性インクに容易に置換することができた。一方、前記両性染料ではない染料を含む検査液を用いた比較例1〜3では、前記検査液が、前記処理液及び前記水性インクのいずれか又は双方と接触すると凝集が生じ、液滴吐出ヘッドの吐出特性検査を実施できなかった。
以上のように、本発明の液滴吐出ヘッドの検査方法では、前記水性インク及び前記処理液のいずれと接触しても凝集が生じにくい前記両性染料を含む検査液を使用しているため、前記水性インク用吐出ヘッドとして使用すべき場合、及び前記処理液用吐出ヘッドとして使用すべき場合のいずれの場合においても、煩雑な置換作業を要しない。本発明の液滴吐出ヘッドの検査方法は、各種のインクジェット記録に広く適用可能である。
11 スライドガラス
12 検査液
13 処理液(水性インク)
14 カバーガラス
15 界面

Claims (7)

  1. 着色剤として顔料を含む水インク又は前記顔料を凝集させる凝集剤を含む処理液のいずれかを吐出する液滴吐出ヘッドの検査方法であって、
    検査液を前記液滴吐出ヘッドに導入する検査液導入工程と、
    前記液滴吐出ヘッドから前記検査液を記録媒体に吐出させて吐出特性を検査し、前記液滴吐出ヘッドを、前記水インク用吐出ヘッドにするか、又は、前記処理液用吐出ヘッドにするかを判定する検査工程とを含み、
    前記検査液として、C.I.アシッドレッド52、C.I.アシッドレッド289、C.I.アシッドブルー9、C.I.アシッドバイオレット15、C.I.アシッドバイオレット49、C.I.アシッドブルー1、C.I.アシッドブルー7、C.I.アシッドブルー15、C.I.アシッドブルー22、C.I.アシッドブルー59、C.I.アシッドブルー83、C.I.アシッドブルー90、C.I.アシッドブルー93、C.I.アシッドブルー100、C.I.アシッドブルー102、C.I.アシッドブルー103、C.I.アシッドブルー104、C.I.アシッドグリーン3、C.I.アシッドグリーン9、C.I.アシッドグリーン16、フードブルー2、フードグリーン3から選択される分子内にカチオン基及びアニオン基を有する染を0.025重量%〜0.3重量%含む検査液を使用することを特徴とする液滴吐出ヘッドの検査方法。
  2. 前記染料が、紫外線照射により蛍光を発する蛍光染料であり、
    前記検査工程において、前記検査液が吐出された前記記録媒体に紫外線を照射し、前記照射で発生する蛍光により前記吐出特性を検査することを特徴とする請求項1記載の液滴吐出ヘッドの検査方法。
  3. 前記蛍光染料が、C.I.アシッドレッド52を含むことを特徴とする請求項2記載の液滴吐出ヘッドの検査方法。
  4. 前記染料の前記検査液全体に対する濃度が、0.1重量%〜0.25重量%であり、
    前記検査工程において、目視により前記吐出特性を検査することを特徴とする請求項1記載の液滴吐出ヘッドの検査方法。
  5. 前記検査工程において、前記液滴吐出ヘッドを、前記水性インク用吐出ヘッドにすると判定した場合、前記検査工程後、前記液滴吐出ヘッド内の前記検査液を、直接、前記水性インクに置換することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドの検査方法。
  6. 前記検査工程において、前記液滴吐出ヘッドを、前記処理液用吐出ヘッドにすると判定した場合、前記検査工程後、前記液滴吐出ヘッド内の前記検査液を、直接、前記処理液に置
    換することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッド。
  7. 液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
    製造された液滴吐出ヘッドの検査工程を含み、
    前記検査工程が、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法によって実施されることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
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