JP6575490B2 - インクジェット記録装置用水性洗浄液、及び洗浄方法 - Google Patents
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Description
本実施形態に係るインクジェット記録装置用水性洗浄液(以下、単に「水性洗浄液」と記載することがある)は、0.10質量%以上10質量%以下の非イオン性界面活性剤と、0.50質量%以上30質量%以下の潮解剤と、pH調整剤と、を含有する。非イオン性界面活性剤は、ポリオキシアルキレンアルキルアミンを含有する。潮解剤は、ソルビトール、トリメチロールプロパン、及び1,3−ビス(2−ヒドロキシエチル)−5,5−ジメチル−2,4−イミダゾリジンジオンのうちの少なくとも1つである。pH調整剤は、アルカリ金属塩である。水性洗浄液のpHは、7.5以上8.5以下である。なお、水性洗浄液のpHは、後述の実施例で記載の方法又はそれに準ずる方法で測定されることが好ましい。また、以下では、ポリオキシアルキレンアルキルアミンを含有する非イオン性界面活性剤を「第1非イオン性界面活性剤」と記載する。
水性インクは、水性溶媒と顔料分散体とを有することが好ましい。顔料分散体は、複数の顔料粒子が水性溶媒中において互いに分散されて構成されたものを意味する。顔料粒子は、各々、顔料を含有する顔料コアと、顔料コアの表面に設けられた被覆樹脂とを含むことが好ましい。このような水性インクは、記録ヘッドの吐出面から記録媒体へ吐出されることが好ましい。
固着インクは以下に示すプロセスで形成される、と考えられる。
水性インクを記録ヘッドの吐出面から記録媒体へ吐出すると、水性インクが吐出面に付着することがある。水性インクが吐出面に付着すると、水性インクと空気との接触に起因して水性インクが乾燥する。水性インクが乾燥すると、被覆樹脂が膜を形成し易くなる。
続いて、本実施形態に係る水性洗浄液を記録ヘッドの吐出面の洗浄に使用した場合に所定の効果が得られる理由として考えられる理由を説明する。ここで、「所定の効果」には、インクの吐出を再開した場合であっても吐出不良の発生を防止できるという効果が含まれる。
本実施形態に係る洗浄方法は、記録ヘッドの吐出面を洗浄する方法である。より具体的には、本実施形態に係る洗浄方法は、供給工程と、パージ工程と、ワイプ工程とを含む。供給工程では、本実施形態に係る水性洗浄液を吐出面へ供給する。パージ工程では、パージ動作が行われる。より具体的には、水性インク(パージインク)を、加圧して吐出面から排出させる。ワイプ工程では、ワイプ動作が行われる。より具体的には、吐出面を払拭する。供給工程と、パージ工程とは、各々、ワイプ工程よりも前に行われる。供給工程の後にパージ工程を行い、その後に、ワイプ工程を行っても良い。また、パージ工程の後に供給工程を行い、その後に、ワイプ工程を行っても良い。水性洗浄液については、上記[本実施形態に係るインクジェット記録装置用水性洗浄液]で説明した通りである。よって、インクの吐出を再開した場合であっても、インクの吐出不良の発生を招くことなく画像を形成できる。
上述したように、供給工程では、本実施形態に係る水性洗浄液を吐出面へ供給する。水性洗浄液の供給方法としては、例えば、インクジェット法による水性洗浄液の吐出、ローラーを用いた水性洗浄液の塗布、又は水性洗浄液の噴霧が挙げられる。
水性インクが装填されたインクジェット記録装置を用いて画像形成を行えば、パージ工程とワイプ工程とを行うことができる。パージ工程は、吐出工程の後に行われることが好ましい。
以下、図1及び図2を用いて、本実施形態に係る洗浄方法の一例を具体的に説明する。図1は、本実施形態に係る洗浄方法の一工程を説明する図であり、より具体的には供給工程を説明する図である。図2は、本実施形態に係る洗浄方法の別の一工程を説明する図であり、より具体的にはパージ動作とワイプ動作とを説明する図である。ここで、図1及び図2に示すX軸、Y軸、及びZ軸は、互いに直交する。
本実施形態に係る画像形成方法は、吐出工程と、供給工程と、パージ工程と、ワイプ工程とを含む。吐出工程及び供給工程の各々については、上記<供給工程>で説明した通りである。また、パージ工程及びワイプ工程の各々については、上記<パージ工程とワイプ工程>で説明した通りである。よって、インクの吐出を再開した場合であっても、インクの吐出不良の発生を招くことなく画像を形成できる。
上述したように、水性洗浄液は、第1非イオン性界面活性剤と、潮解剤と、pH調整剤とを含有する。好ましくは、水性洗浄液は、水性溶媒及び溶解安定剤のうちの少なくとも1つをさらに含有する。
第1非イオン性界面活性剤は、ポリオキシアルキレンアルキルアミンを含有する。ポリオキシアルキレンアルキルアミンは、下記式(1−1)で表される構造を有することが好ましい。ポリオキシアルキレンアルキルアミンとしては、例えば三洋化成工業株式会社製「ピュアミール(登録商標)EP−300S」を使用できる。
潮解剤は、ソルビトール、トリメチロールプロパン、及び1,3−ビス(2−ヒドロキシエチル)−5,5−ジメチル−2,4−イミダゾリジンジオンのうちの少なくとも1つである。そのため、潮解剤は、電荷を有しておらず、また、多糖類ではない。よって、インクの吐出を再開した場合であってもインクの吐出不良の発生を防止できるという効果が得られ易い。
pH調整剤は、アルカリ金属塩である。水性洗浄液がpH調整剤としてアルカリ金属塩を含有するため、水性洗浄液のpHが7.5以上8.5以下となる。水性洗浄液のpHが7.5以上8.5以下となるように、水性洗浄液におけるpH調整剤の含有量を決定することが好ましい。
水性溶媒は、水を含有することが好ましい。より好ましくは、水性溶媒は、水と、多価アルコール及び/又はグリコールエーテルとを含有する。
水性洗浄液における水の含有量は、20質量%以上70質量%以下であることが好ましい。これにより、適切な粘度を有する水性洗浄液を提供できる。水性溶媒に含有される水は、イオン交換水であることが好ましい。
多価アルコールは、グリセリン及びグリコールのうちの少なくとも1つを含有することが好ましい。より好ましくは、多価アルコールはグリセリンである。水性溶媒がグリセリンを含有すれば、水性洗浄液の乾燥をさらに防止できる。水性洗浄液におけるグリセリンの含有量は、5.0質量%以上20質量%以下であることが好ましい。これにより、適切な粘度を有する水性洗浄液を提供できる。
グリコールエーテルとしては、例えば、ジ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ノルマルブチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソブチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、又はジエチレングリコールモノノルマルブチルエーテルが挙げられる。
水性洗浄液が溶解安定剤を含有すれば、水性洗浄液に含まれる成分が相溶し易くなるため、水性洗浄液の溶解状態を安定化できる。溶解安定剤は、好ましくは、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、及びγ−ブチローラークトンのうちの少なくとも1つである。水性洗浄液における溶解安定剤の含有量は、好ましくは1.0質量%以上20質量%以下であり、より好ましくは3.0質量%以上15質量%以下である。
水性洗浄液の好ましい製造方法は、材料(例えば、第1非イオン性界面活性剤と、潮解剤と、pH調整剤)を所定の配合量で均一に混合する工程を含む。攪拌機(例えば、新東科学株式会社製「スリーワンモーター(登録商標) BL−600」)を用いて材料を混合することが好ましい。
表1に、水性洗浄液の構成を示す。
詳しくは、表1に記載の材料を、表1に記載の配合量でビーカーに入れた。攪拌機(新東科学株式会社製「スリーワンモーター BL−600」)を用いてビーカーの内容物を回転速度400rpmで攪拌して、ビーカーの内容物を均一に混合した。このようにして、水性洗浄液を得た。なお、潮解剤の材料、潮解剤の配合量X、界面活性剤の材料、界面活性剤の配合量Y、及びpH調整剤の配合量Zについては、各々、後述の評価1〜3で示す。
4色の水性インクと評価機とを用いて水性洗浄液を評価した。以下では、4色の水性インクの製造方法と評価機の準備方法とを順に説明した後に、水性洗浄液の評価方法の各々を説明する。
表2に、水性インクの製造で使用した顔料分散液L1の構成を示す。表2において、「樹脂A−Na」とは、水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液で中和された樹脂Aを意味する。また、「顔料」は、シアン顔料、イエロー顔料、マゼンタ顔料、及びブラック顔料のうちの何れか1つを意味する。以下では、シアン顔料を含む水性インク(シアン系インク)の製造方法を主に説明する。なお、水性インクの色を表記する必要がない場合には、「水性インク」又は「インク」と記載する。
まず、樹脂Aを合成した。詳しくは、四つ口フラスコ(容量1000mL)に、スターラーと、窒素導入管と、コンデンサー(攪拌機)と、滴下ロートとをセットした。次に、フラスコに、100gのイソプロピルアルコールと300gのメチルエチルケトンとを入れた。フラスコ内容物に窒素をバブリングしながら、70℃で加熱還流を行った。
カラム:東ソー株式会社製「TSKgel SuperMultiporeHZ−H」(4.6mmI.D.×15cmのセミミクロカラム)
カラム本数:3本
溶離液:テトラヒドロフラン
流速:0.35mL/分
サンプル注入量:10μL
測定温度:40℃
検出器:IR検出器
なお、検量線は、東ソー株式会社製のTSKgel標準ポリスチレンから、F−40、F−20、F−4、F−1、A−5000、A−2500、及びA−1000の7種とn−プロピルベンゼンとを選択して作成された。
次に、合成された樹脂Aを用いて、顔料分散液L1を調製した。詳しくは、メディア型分散機(ウィリー・エ・バッコーフェン社(WAB社)製「ダイノミル」)のベッセル(容量0.6L)に、6.00質量%の樹脂Aと、15.0質量%のフタロシアニンブルー15:3と、0.500質量%の1,2−オクタンジオールと、イオン交換水とを入れた。
表3に記載の材料を、表3に記載の配合量でビーカーに入れた。攪拌機(新東科学株式会社製「スリーワンモーター BL−600」)を用いてビーカーの内容物を回転速度400rpmで攪拌して、ビーカーの内容物を均一に混合した。フィルター(孔径5μm)を用いて得られた混合液をろ過し、混合液に含有される異物及び粗大粒子を除去した。このようにして、シアン系水性インクを得た。
評価機としては、4つの記録ヘッド(それぞれラインヘッド)を備えるインクジェット記録装置(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製の試作機)を用いた。記録ヘッドは、解像度360dpi(=180dpi×2列)、ノズル数512個(=256個×2列)、液滴量14pL、駆動周波数12.8kHzのピエゾ型ヘッド(コニカミノルタ株式会社製)であった。また、記録ヘッドは、その長手方向が紙の搬送方向に直交するように、間隔20mmで配列されていた。記録ヘッドには、上述の方法に従って製造された水性インクを充填した。より具体的には、4つの記録ヘッドには、色が互いに異なる水性インクを充填した。最上流に位置する記録ヘッドと最下流に位置する記録ヘッドとの各々の下方での吸引負圧が380Paになり、残りの2つの記録ヘッドの各々の下方での吸引負圧が280Paになるように、評価機を調整した。また、ノズル面は、洗浄されており、そのため、インクで汚染されていなかった。
準備した評価機を用いて、耐刷試験を行った。耐刷試験は、温度25℃且つ湿度60%RHの環境下で、搬送速度350mm/秒の条件で、行われた。耐刷試験では、色が互いに異なるソリッド画像(サイズ10cm×10cm、印字率100%)を、記録シート(富士ゼロックス株式会社製「C2」、A4サイズの普通紙)上に重なるように形成し、記録シート5000枚に連続して印刷した。
良好(○):ノズル面においてインク汚れが殆ど確認されなかった
不良(×):ノズル面においてインク汚れが明確に確認された
以下に示す方法に従って、水性洗浄液(実施例又は比較例における水性洗浄液)の供給直後における水性インクの着弾精度と、3日間放置後における水性インクの着弾精度とを求めた。
次に、上記<ノズル面における水性インクの付着の有無の評価>に記載の方法に従って、耐刷試験と、水性洗浄液の供給と、パージ動作と、ワイプ動作とを順に行った。ワイプ動作が終了すると直ちに、着弾精度(3σ値)を求めた。このようにして求められた着弾精度(3σ値)を耐刷後の着弾精度(3σ値)と記載する。
まず、動的光散乱式粒径分布測定装置(シスメックス株式会社製「ゼータサイザーナノZS」)を用いて、温度25℃環境下で、水性インクに含まれる顔料粒子の体積中位径(D50)を測定した。このようにして測定された顔料粒子の体積中位径(D50)を初期の体積中位径(D50)と記載する。
顔料粒子の体積中位径(D50)の増加率=[混合後の体積中位径(D50)−初期の体積中位径(D50)]×100/初期の体積中位径(D50)
評価1では、水性洗浄液C−1〜C−5を評価した。表4に、水性洗浄液C−1〜C−5の各々の構成及び評価結果を示す。
評価2では、水性洗浄液C−1及びC−5〜C−8を評価した。表6に、水性洗浄液C−1及びC−5〜C−8の各々の構成及び評価結果を示す。
評価3では、水性洗浄液C−1及びC−9〜C−12を評価した。表7に、水性洗浄液C−1及びC−9〜C−12の各々の構成及び評価結果を示す。
47 吐出面
Claims (6)
- 0.10質量%以上10質量%以下の非イオン性界面活性剤と、
0.50質量%以上30質量%以下の潮解剤と、
pH調整剤と、
を含有し、
前記非イオン性界面活性剤は、ポリオキシアルキレンアルキルアミンを含有し、
前記潮解剤は、ソルビトール、トリメチロールプロパン、及び1,3−ビス(2−ヒドロキシエチル)−5,5−ジメチル−2,4−イミダゾリジンジオンのうちの少なくとも1つであり、
前記pH調整剤は、アルカリ金属塩であり、
pHが7.5以上8.5以下である、インクジェット記録装置用水性洗浄液。 - 前記アルカリ金属塩は、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムのうちの少なくとも1つを含む、請求項1又は2に記載のインクジェット記録装置用水性洗浄液。
- 多価アルコールをさらに含有し、
前記多価アルコールは、グリセリンを含有する、請求項1〜3の何れか1項に記載のインクジェット記録装置用水性洗浄液。 - 前記インクジェット記録装置用水性洗浄液は、インクジェット記録装置が備える記録ヘッドの吐出面の洗浄に使用され、
前記吐出面は、インクジェット記録用水性インクが吐出された面である、請求項1〜4の何れか1項に記載のインクジェット記録装置用水性洗浄液。 - インクジェット記録装置が備える記録ヘッドの吐出面を洗浄する洗浄方法であって、
請求項1〜5の何れか1項に記載のインクジェット記録装置用水性洗浄液を、前記吐出面へ供給する供給工程と、
インクジェット記録用水性インクを、加圧して前記吐出面から排出させるパージ工程と、
前記吐出面を、払拭するワイプ工程と、
を含み、
前記吐出面は、前記インクジェット記録用水性インクが吐出された面であり、
前記供給工程と、前記パージ工程とは、各々、前記ワイプ工程よりも前に行われる、洗浄方法。
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