JP7270333B2 - インク吐出ヘッド用洗浄液、インクとインク吐出ヘッド用洗浄液のセット、洗浄方法、洗浄装置、記録方法、及び記録装置 - Google Patents

インク吐出ヘッド用洗浄液、インクとインク吐出ヘッド用洗浄液のセット、洗浄方法、洗浄装置、記録方法、及び記録装置 Download PDF

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Description

本発明は、インク吐出ヘッド用洗浄液、インクとインク吐出ヘッド用洗浄液のセット、洗浄方法、洗浄装置、記録方法、及び記録装置に関する。
従来より、インクジェット用インクとしては、その発色性の良さや信頼性の高さ等の点から染料インクが主流であったが、前記染料インクは耐水性や耐光性が劣るという欠点を有していることから、近年では、顔料インクが用いられることが多くなってきている。
前記顔料インクを用いたインクジェット記録は、高速連帳機等の商業印刷用途にも使用されるようになってきている。このような商業印刷用途では、印刷メディアとしてインク吸収性の低い印刷用塗工紙に対しても、従来のオフセット印刷並の画質を得ることが要求される。
前記高速連帳機に要求される高速乾燥性(高速定着性)や低インク吸収メディアへの定着性を確保するためには、インクに樹脂を含有させることが好ましい。
しかし、前記樹脂を含有するインクは、インク吐出ヘッドに強固に付着するため、これまでの洗浄液では洗浄力が不十分であり、インクの吐出信頼性を確保することが困難である。
そこで、例えば、グリコールエーテル類及びグリコールエステル類の少なくとも1種をメンテナンス液中に80質量%以上含有するインクジェットプリンター用のメンテナンス液が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
本発明は、インクの吐出信頼性を確保でき、洗浄性、保存安定性、及びインクとの混合安定性に優れる洗浄液を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としての本発明の洗浄液は、水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有する洗浄液であって、
25℃の水100gに対する前記グリコールエーテル化合物の溶解量が5gを超え、かつ前記グリコールエーテル化合物の含有量が1質量%以上30質量%以下である。
Figure 0007270333000001
ただし、前記一般式(1)中、Rは、炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。
本発明によると、インクの吐出信頼性を確保でき、洗浄性、保存安定性、及びインクとの混合安定性に優れる洗浄液を提供することができる。
図1は、シリアル型画像形成装置の一例を示す斜視説明図である。 図2は、図1の装置のメインタンクの一例を示す斜視説明図である。 図3は、本発明の洗浄装置の一例を示す概略図である。
(洗浄液)
本発明の洗浄液は、水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有する洗浄液であって、
25℃の水100gに対する前記グリコールエーテル化合物の溶解量が5gを超え、かつ前記グリコールエーテル化合物の含有量が1質量%以上30質量%以下であり、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
Figure 0007270333000002
ただし、前記一般式(1)中、Rは、炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。
本発明の洗浄液は、従来のグリコールエーテル類及びグリコールエステル類の少なくとも1種を含有するだけでは、十分な洗浄性が得られず、また、洗浄液の保存安定性及びインクとの混合安定性が劣るという知見に基づくものである。
本発明者らは、前記一般式(1)で表される化合物と、前記グリコールエーテル化合物とを併用することにより、これらを単独で用いたときよりも高い洗浄性が得られることを知見した。また、前記グリコールエーテル化合物を単独使用では分離が起こる場合でも、十分な保存安定性を得ることが可能となることを知見した。
したがって、本発明の洗浄液は、水、前記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有し、25℃の水100gに対する前記グリコールエーテル化合物の溶解量が5gを超え、かつ前記グリコールエーテル化合物の含有量が1質量%以上30質量%以下である。
<一般式(1)で表される化合物>
Figure 0007270333000003
ただし、前記一般式(1)中、Rは、炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。
前記一般式(1)において、Rは、炭素数1以上4以下のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基、ブチル基が好ましく、メチル基、t-ブチル基がより好ましい。
前記一般式(1)で表される化合物としては、例えば、前記一般式(1)中のRがメチル基の場合(3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド)、前記一般式(1)中のRがブチル基の場合(3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド)などが挙げられる。
これらは、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。前記市販品としては、例えば、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド(エクアミドM100、出光興産株式会社製)、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド(エクアミドB100、出光興産株式会社製)などが挙げられる。
前記3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドは、撹拌装置、熱電対、及び窒素ガス導入管を備えた300mLセパラブルフラスコに、N,N-ジメチルアクリルアミド19.828g、及びエタノール19.868gを入れ、窒素ガスを導入しながら撹拌する。
次に、ナトリウム-メトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。反応終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。得られた溶液を濾過して、析出物を除去し、エバポレーターで未反応物を除き、合成することができる。
前記3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドは、撹拌装置、熱電対、及び窒素ガス導入管を備えた300mLセパラブルフラスコに、N,N-ジメチルアクリルアミド19.828g、及びエタノール19.868gを入れ、窒素ガスを導入しながら撹拌する。
次に、ナトリウム-ブトキシド0.338gを加え、35℃で4時間反応を行った。反応終了後、リン酸150mgを加え、溶液を均一にした後、3時間放置した。得られた溶液を濾過して、析出物を除去し、エバポレーターで未反応物を除き、合成することができる。
前記一般式(1)で表される化合物の含有量は、洗浄液の全量に対して、10質量%以上60質量%以下が好ましく、20質量%以上50質量%以下がより好ましい。前記含有量が、10質量%以上60質量%以下であると、洗浄性と、吐出安定性及び保存安定性とを両立することができる。
<グリコールエーテル化合物>
前記グリコールエーテル化合物は、インク膜に対して作用する力が強く、洗浄性を向上させることができる。前記一般式(1)で表される化合物と、前記グリコールエーテル化合物とを共に含む場合には、洗浄性と、吐出安定性及び保存安定性とを両立することができる。
前記グリコールエーテル化合物としては、25℃の水100gに対する溶解量が5gを超えていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレングリコールモノブチルエーテル、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ブチルエーテル、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メチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピ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-n-プロピルエーテル、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ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、下記一般式(2)で表されるジアルキルグリコールエーテル化合物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、汚れの軟化が起こりやすく、より洗浄性が向上する点から、下記一般式(2)で表されるジアルキルグリコールエーテル化合物が特に好ましい。
Figure 0007270333000004
ただし、前記一般式(2)中、RはC2n+1(ただし、n=1~4である)を表す。Rは水素原子又はメチル基を表す。mは1~4の整数を表す。
前記一般式(2)で表されるジアルキルグリコールエーテル化合物としては、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、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などが挙げられる。
前記25℃の水100gに対する溶解量が5gを超えるグリコールエーテル化合物の含有量は、洗浄液の全量に対して、1質量%以上30質量%以下であり、1質量%以上10質量%以下が好ましい。前記含有量が、1質量%以上30質量%以下であると、洗浄性と、吐出安定性及び保存安定性とを両立することができる。
<25℃の水100gに対する溶解量が5g以下であるグリコールエーテル化合物>
前記洗浄液には、更に、25℃の水100gに対する溶解量が5g以下であるグリコールエーテル化合物を含有することが好ましい。
更に、前記25℃の水100gに対する溶解量が5g以下であるグリコールエーテル化合物を含有することにより、疎水性の汚れにも作用することが可能となり、樹脂量が多いインク膜の汚れに対して作用する力を強くすることができ、洗浄性が向上する。
特に、前記25℃の水100gに対する溶解量が5g以下であるグリコールエーテル化合物と、前記一般式(2)で表されるジアルキルグリコールエーテル化合物とを組み合わせることにより、洗浄性に関して予想外の効果を得ることができるので好ましい。
前記25℃の水100gに対する溶解量が5g以下であるグリコールエーテル化合物としては、例えば、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-n-ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテルなどが挙げられる。
前記25℃の水100gに対する溶解量が5g以下であるグリコールエーテル化合物の含有量は、洗浄液の全量に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、1質量%以上10質量%以下がより好ましい。前記含有量が、1質量%以上であると、洗浄性が向上し、20質量%以下であると、インクとの混合安定性が向上する。
本発明においては、本発明の効果を損なわない範囲にて、前記一般式(1)で表される化合物、及び前記グリコールエーテル化合物以外にも、その他の溶剤を含有してもよい。
前記その他の溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水溶性有機溶剤などが挙げられる。
前記水溶性有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、多価アルコール類;含窒素複素環化合物;アミド類;アミン類;含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、炭素数8以上のポリオール化合物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記多価アルコール類としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2-ペンタンジオール、1,3-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,3-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、エチル-1,2,4-ブタントリオール、1,2,3-ブタントリオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、ペトリオールなどが挙げられる。
前記含窒素複素環化合物としては、例えば、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-ヒドロキシエチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ε-カプロラクタム、γ-ブチロラクトンなどが挙げられる。
前記アミド類としては、例えば、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドなどが挙げられる。
前記アミン類としては、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミンなどが挙げられる。
前記含硫黄化合物類としては、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノールなどが挙げられる。
前記炭素数8以上のポリオール化合物としては、例えば、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールなどが挙げられる。
<界面活性剤>
前記界面活性剤としては、ポリオキシアルキレン界面活性剤、シリコーン界面活性剤、フッ素界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤、及びアニオン界面活性剤のいずれも使用可能であるが、ポリオキシアルキレン界面活性剤、シリコーン界面活性剤が好ましく、洗浄性、及び保存安定性の点から、ポリオキシアルキレン界面活性剤が特に好ましい。
前記ポリオキシアルキレン界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルなどが挙げられる。
前記ポリオキシアルキレン界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。前記市販品としては、例えば、エマルゲンA-60(ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル)、エマルゲンLS-106(ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル)、エマルゲンLS-110(ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル)(以上、花王株式会社製、高級アルコール系エーテル型非イオン性界面活性剤)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサンなどが挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤が水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。
また、前記シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物などが挙げられる。
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一般式(S-1)式で表わされる、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルポリシロキサンのSi部側鎖に導入したものなどが挙げられる。
[一般式(S-1)]
Figure 0007270333000005
(但し、一般式(S-1)式中、m、n、a、及びbは、それぞれ独立に、整数を表わし、Rは、アルキレン基を表し、R’は、アルキル基を表す。)
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF-618、KF-642、KF-643(信越化学工業株式会社)、EMALEX-SS-5602、SS-1906EX(日本エマルジョン株式会社)、FZ-2105、FZ-2118、FZ-2154、FZ-2161、FZ-2162、FZ-2163、FZ-2164(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社)、BYK-33、BYK-387(ビックケミー株式会社)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(東芝シリコーン株式会社)などが挙げられる。
前記フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物が、起泡性が小さいので特に好ましい。前記パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH、NHCHCHOH、NH(CHCHOH)、NH(CHCHOH)等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。
これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記界面活性剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、濡れ性、吐出安定性に優れ、画像品質が向上する点から、0.001質量%以上5質量%以下が好ましく、0.05質量%以上5質量%以下がより好ましく、0.1質量%以上3質量%以下が更に好ましい。
<水>
前記水の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、洗浄液全量に対して、10質量%以上80質量%以下が好ましく、10質量%以上60質量%以下がより好ましく、10質量%以上59質量%以下が特に好ましい。前記含有量が、10質量%以上であると、インク汚れをノズル面の界面からきれいに払拭することでき、十分な吐出信頼性を得ることができ、80質量%以下であると、汚れを十分に膨潤させることが可能である。また、水を添加することにより、引火点を無くすことが可能である。
<その他の成分>
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤などが挙げられる。
<消泡剤>
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
<防腐防黴剤>
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オンなどが挙げられる。
<防錆剤>
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
<pH調整剤>
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
本発明の洗浄液は、インク吐出装置におけるインク吐出ヘッドのノズル面の払拭の際に使用されるものであり、その使用方法としては、払拭部材に含ませて使用してもよく、ノズル面に吹き付けて、その後、払拭部材で払拭させてもよい。
前記洗浄液と一緒に用いられるインクとしては、以下のインクと洗浄液のセットにおけるインクが好適に用いられる。前記洗浄液としては、インクジェット用であることが好ましい。
(インクと洗浄液のセット)
本発明のインクと洗浄液のセットは、樹脂粒子を含有するインクと、
水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有する洗浄液と、を有し、
25℃の水100gに対する前記グリコールエーテル化合物の溶解量が5gを超え、かつ前記グリコールエーテル化合物の含有量が、前記洗浄液全量に対して、1質量%以上30質量%以下である。
Figure 0007270333000006
ただし、前記一般式(1)中、Rは、炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。
前記洗浄液としては、本発明の洗浄液を用いることができる。
前記インクが樹脂粒子を含有すると、インクの記録媒体に対する定着性が向上する一方で、インクの吐出信頼性が維持しにくくなるため、本発明の洗浄液とのセットで用いることが好ましい。
前記インクとしては、インクジェット用であることが好ましい。
前記インクとしては、以下に説明するものを用いることができる。
<インク>
前記インクは、樹脂粒子を含有し、有機溶剤、及び色材を含有することが好ましく、更に必要に応じて添加剤を含有してなる。
<樹脂>
前記インク中に含有する樹脂の種類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン-ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリルスチレン系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ウレタン樹脂が好ましい。
これらの樹脂からなる樹脂粒子を用いてもよい。樹脂粒子を、水を分散媒として分散した樹脂エマルションの状態で、色材や有機溶剤などの材料と混合してインクを得ることが可能である。
樹脂粒子の体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な定着性、高い画像硬度を得る点から、10nm以上1,000nm以下が好ましく、10nm以上200nm以下がより好ましく、10nm以上100nm以下が特に好ましい。
前記体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(ナノトラック Wave-UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
樹脂の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、定着性、インクの保存安定性の点から、インク全量に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、5質量%以上20質量%以下がより好ましい。
<有機溶剤>
本発明に使用する有機溶剤としては特に制限されず、水溶性有機溶剤を用いることができる。例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類や多価アルコールアリールエーテル類などのエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類が挙げられる。
水溶性有機溶剤の具体例としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2-ペンタンジオール、1,3-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,3-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、エチル-1,2,4-ブタントリオール、1,2,3-ブタントリオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、ペトリオール等の多価アルコール類、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、テトラエチ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等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-ヒドロキシエチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ε-カプロラクタム、γ-ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド等のアミド類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。
湿潤剤として機能するだけでなく、良好な乾燥性を得られることから、沸点が250℃以下の有機溶剤を用いることが好ましい。
炭素数8以上のポリオール化合物、及びグリコールエーテル化合物も好適に使用される。炭素数8以上のポリオール化合物の具体例としては、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールなどが挙げられる。
グリコールエーテル化合物の具体例としては、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、テトラエチ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等の多価アルコールアルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類などが挙げられる。
炭素数8以上のポリオール化合物、及びグリコールエーテル化合物は、記録媒体として紙を用いた場合に、インクの浸透性を向上させることができる。
有機溶剤のインク中における含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上60質量%以下が好ましく、20質量%以上60質量%以下がより好ましい。
<水>
インクにおける水の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、10質量%以上90質量%以下が好ましく、20質量%~60質量%がより好ましい。
<色材>
色材としては特に限定されず、顔料、染料を使用可能である。
顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。また、混晶を使用しても良い。
顔料としては、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンダ顔料、シアン顔料、白色顔料、緑色顔料、橙色顔料、金色や銀色などの光沢色顔料やメタリック顔料などを用いることができる。
無機顔料として、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。
また、有機顔料としては、アゾ顔料、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性の良いものが好ましく用いられる。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
顔料の具体例として、黒色用としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、または銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料があげられる。
さらに、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155、180、185、213、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3、15:4(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36、等がある。
染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー 17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド 52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー 9,45,249、C.I.アシッドブラック 1,2,24,94、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35が挙げられる。
インク中の色材の含有量は、画像濃度の向上、良好な定着性や吐出安定性の点から、0.1質量%以上15質量%以下が好ましく、より好ましくは1質量%以上10質量%以下である。
顔料を分散してインクを得るためには、顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法、顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法、分散剤を用いて分散させる方法、などが挙げられる。
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカーボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加することで、水中に分散可能とする方法が挙げられる。
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能とする方法が挙げられる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等を使用することが可能である。
竹本油脂社製RT-100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。
分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
<顔料分散体>
顔料に、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを得ることが可能である。また、顔料と、その他水や分散剤などを混合して顔料分散体としたものに、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを製造することも可能である。
前記顔料分散体は、水、顔料、顔料分散剤、必要に応じてその他の成分を混合、分散し、粒径を調整して得られる。分散は分散機を用いると良い。
顔料分散体における顔料の粒径については特に制限はないが、顔料の分散安定性が良好となり、吐出安定性、画像濃度などの画像品質も高くなる点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上500nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。顔料の粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave-UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
前記顔料分散体における顔料の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
前記顔料分散体は、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
インク中の固形分の粒径については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、吐出安定性、画像濃度などの画像品質を高くする点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上1000nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。固形分は樹脂粒子や顔料の粒子等が含まれる。粒径は、粒度分析装置(ナノトラック Wave-UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
<添加剤>
インクには、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤等を加えても良い。
前記界面活性剤、前記消泡剤、前記防腐防黴剤、前記防錆剤、及び前記pH調整剤としては、前記洗浄液と同様のものを用いることができる。
インクの物性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粘度、pH等が以下の範囲であることが好ましい。
インクの25℃での粘度は、印字濃度や文字品位が向上し、また、良好な吐出性が得られる点から、5mPa・s以上30mPa・s以下が好ましく、5mPa・s以上25mPa・s以下がより好ましい。ここで、粘度は、例えば、回転式粘度計(東機産業社製、RE-80L)を使用することができる。測定条件としては、25℃で、標準コーンローター(1°34’×R24)、サンプル液量1.2mL、回転数50rpm、3分間で測定可能である。
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7~12が好ましく、8~11がより好ましい。
<記録媒体>
記録媒体としては特に制限はなく、普通紙、光沢紙、特殊紙、布などを用いることもできるが、非浸透性基材を用いても良好な画像形成が可能である。
前記非浸透性基材とは、水透過性、吸収性が低い表面を有する基材であり、内部に多数の空洞があっても外部に開口していない材質も含まれ、より定量的には、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m以下である基材をいう。
前記非浸透性基材としては、例えば、塩化ビニル樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルムを、好適に使用することができる。
記録媒体としては、一般的な記録媒体として用いられるものに限られず、壁紙、床材、タイル等の建材、Tシャツなど衣料用等の布、テキスタイル、皮革等を適宜使用することができる。また、記録媒体を搬送する経路の構成を調整することにより、セラミックスやガラス、金属などを使用することもできる。
<収容容器>
本発明で用いられる収容容器は、本発明の洗浄液、又は本発明のインクと洗浄液のセットにおける洗浄液及びインクの少なくともいずれかを容器中に収容してなり、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じて、その形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋などを少なくとも有するものなどが挙げられる。
(洗浄方法及び洗浄装置)
本発明の洗浄方法は、払拭部材に洗浄液を付与する工程(以下、「洗浄液付与工程」と称することがある)と、前記洗浄液を付与した前記払拭部材で払拭する工程(以下、「払拭工程」と称することがある)と、を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
前記洗浄液として、本発明の洗浄液、又は本発明のインクと洗浄液のセットにおける洗浄液を用いる。
前記洗浄方法は、インク吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄方法であることが好ましい。
本発明の洗浄装置は、払拭部材に洗浄液を付与する手段(以下、「洗浄液付与手段」と称することがある)と、前記洗浄液を付与した前記払拭部材で払拭する手段(以下、「払拭手段」と称することがある)と、前記洗浄液を付与した前記払拭部材で払拭する手段と、を有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
前記洗浄液が、本発明の洗浄液、又は本発明のインクと洗浄液のセットにおける洗浄液である。
前記洗浄装置は、インク吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄装置であることが好ましい。
<洗浄液付与工程及び洗浄液付与手段>
前記洗浄液付与工程は、払拭部材に洗浄液を付与する工程であり、例えば、押圧部材上の払拭部材に洗浄液を付与する工程である。
前記洗浄液付与手段は、押圧部材上の払拭部材に洗浄液を付与する手段であり、例えば、押圧部材上の払拭部材に洗浄液を付与する手段である。
前記洗浄液付与工程は、前記洗浄液付与手段により好適に実施することができる。
前記押圧部材としては、前記払拭部材を介して前記ノズル面を押圧可能な部材であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、押圧ローラ、押圧ローラと押圧ベルトの組み合わせ、ワイパー、ブレードなどが挙げられる。これらの中でも、押圧ローラが好ましい。
前記付与手段としては、洗浄液を一定量付与することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スポイトによる付与、ノズル、スプレー、ディスペンサー、塗布装置などが挙げられる。
前記払拭部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不織布、布などが挙げられる。これらは、ロール状に巻回したものが好ましく、発塵し難く信頼性が高い点から、ロール状の不織布が好ましい。
前記洗浄液の付与量としては、記録時間(吐出時間)により制御されることが好ましい。この場合、前記洗浄液の付与量が複数の設定値から選択されることがより好ましい。前記複数の設定値としては、洗浄液の付与方法(例えば、「圧力」、「付与回数」、「付与ノズル数」)などが挙げられる。
また、前記洗浄液の付与量としては、洗浄液付与手段としての洗浄液付与ノズルにかける圧力により制御されることが好ましい。更に、前記洗浄液が複数の洗浄液付与ノズルから付与される場合には、前記洗浄液の前記払拭部材への付与量は前記洗浄液付与ノズルの数により制御されることが好ましい。また更に、前記洗浄液の前記払拭部材への付与量は、前記洗浄液付与ノズルからの洗浄液の付与回数により制御されることが好ましい。
<払拭工程及び払拭手段>
前記払拭工程は、前記洗浄液を付与した前記払拭部材で払拭する工程である。
前記払拭手段としては、前記洗浄液を付与した前記払拭部材で払拭する手段である。
前記払拭工程及び前記払拭手段としては、ノズル面を払拭することが好ましい。
前記払拭工程は、前記払拭手段により好適に実施することができる。
前記洗浄液を付与した前記払拭部材でノズル面を払拭する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、洗浄液が付与された払拭部材としての不織布が押圧部材としての押圧ローラによってインク吐出ヘッドのノズル面に押圧する方法などが挙げられる。
<その他の工程及びその他の手段>
前記その他の工程及び前記その他の手段としては、例えば、制御工程及び制御手段などが挙げられる。
前記制御手段としては、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器などが挙げられる。
ここで、図3は、本発明の洗浄装置の一例を示す概略図である。図3に示す洗浄装置300は、インク吐出ヘッドのノズルプレート301のインク吐出側のノズル面301aを洗浄する装置である。
洗浄装置300は、払拭部材としての不織布303と、洗浄液付与手段としての洗浄液付与ノズル302と、押圧部材としての押圧ローラ305と、払拭処理後の不織布を巻き取る巻き取りローラ304とを有している。
洗浄液は、図示しない洗浄液供給チューブを介して洗浄液タンクから供給される。前記洗浄液供給チューブの途中に設けられたポンプを駆動することにより、洗浄液付与ノズル302から洗浄液が、払拭部材としての不織布303に、記録時間により応じた洗浄液の付与量にて付与される。なお、不織布303はロール状に巻回されている。
そして、図3に示すように、洗浄液が付与された不織布303が押圧部材としての押圧ローラ305によってインク吐出ヘッド301のノズル面301aに当接して押圧されることにより、ノズル面301aが清浄される。払拭処理が終了後、不織布303は巻取りローラ304により巻き取られる。
洗浄液付与手段としての洗浄液付与ノズル302は、複数設けることができ、制御手段(不図示)の制御に基づき、圧がかけられるようになっており、その圧を適宜変えることにより洗浄液の付与量を調整することができる。また、制御手段(不図示)の制御に基づき、洗浄液を付与するノズル数を変えることにより洗浄液の付与量を調整することができる。更に、制御手段(不図示)の制御に基づき、洗浄液を付与する回数を変えることにより洗浄液の付与量を調整することができる。
インク吐出ヘッドのインク吐出側のノズル面を洗浄する方法としては、次のような実施態様が挙げられる。
前記洗浄液の付与の際には、洗浄液付与ノズルには圧がかけられるようになっており、その圧を変えることにより洗浄液の付与量を所望の量に調整することができる。また、複数の洗浄液付与ノズルの付与するノズル数を変えることにより洗浄液の付与量の調整が可能であり、更には洗浄液付与ノズルから洗浄液を付与する回数を変えることにより付与量を調整することができる。このように、洗浄液を付与した払拭部材を用いて、記録終了後のノズル面を払拭すればよい。
(記録方法及び記録装置)
本発明の記録方法は、インク吐出ヘッドのノズルからインクを吐出する吐出工程と、前記インク吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄工程と、を含む記録方法において、前記洗浄工程が、払拭部材に洗浄液を付与する工程と、前記洗浄液を付与した前記払拭部材で前記ノズル面を払拭する工程と、を含み、前記洗浄液と前記インクとして、本発明のインクと洗浄液とのセットを用い、更に必要に応じてその他の工程を含む。
前記記録方法は、インクジェット印刷用として好適に用いられる。
本発明の記録装置は、インク吐出ヘッドのノズルからインクを吐出する吐出手段と、前記インク吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄装置と、を有する記録装置において、前記洗浄装置が、払拭部材に洗浄液を付与する手段と、前記洗浄液を付与した前記払拭部材で前記ノズル面を払拭する手段と、を有し、前記洗浄液と前記インクが、本発明のインクと洗浄液とのセットであり、更に必要に応じてその他の手段を有する。
<記録装置、記録方法>
本発明のインクは、インクジェット記録方式による各種記録装置、例えば、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、立体造形装置などに好適に使用することができる。
本発明において、記録装置、記録方法とは、記録媒体に対してインクや各種処理液等を吐出することが可能な装置、当該装置を用いて記録を行う方法である。記録媒体とは、インクや各種処理液が一時的にでも付着可能なものを意味する。
この記録装置には、インクを吐出するヘッド部分だけでなく、記録媒体の給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
記録装置、記録方法は、加熱工程に用いる加熱手段、乾燥工程に用いる乾燥手段を有しても良い。加熱手段、乾燥手段には、例えば、記録媒体の印字面や裏面を加熱、乾燥する手段が含まれる。加熱手段、乾燥手段としては、特に限定されないが、例えば、温風ヒーター、赤外線ヒーターを用いることができる。加熱、乾燥は、印字前、印字中、印字後などに行うことができる。
また、記録装置、記録方法は、インクによって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、幾何学模様などのパターン等を形成するもの、3次元像を造形するものも含まれる。
また、記録装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
更に、この記録装置には、卓上型だけでなく、A0サイズの記録媒体への印刷も可能とする広幅の記録装置や、例えばロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。
記録装置の一例について図1乃至図2を参照して説明する。図1は同装置の斜視説明図である。図2はメインタンクの斜視説明図である。記録装置の一例としての画像形成装置400は、シリアル型画像形成装置である。画像形成装置400の外装401内に機構部420が設けられている。ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク410(410k、410c、410m、410y)の各インク収容部411は、例えばアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。インク収容部411は、例えば、プラスチックス製の収容容器ケース414内に収容される。これによりメインタンク410は、各色のインクカートリッジとして用いられる。
一方、装置本体のカバー401cを開いたときの開口の奥側にはカートリッジホルダ404が設けられている。カートリッジホルダ404には、メインタンク410が着脱自在に装着される。これにより、各色用の供給チューブ436を介して、メインタンク410の各インク排出口413と各色用の吐出ヘッド434とが連通し、吐出ヘッド434から記録媒体へインクを吐出可能となる。
この記録装置には、インクを吐出する部分だけでなく、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。
前処理装置、後処理装置の一態様として、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)などのインクの場合と同様に、前処理液や、後処理液を有する液体収容部と液体吐出ヘッドを追加し、前処理液や、後処理液をインクジェット記録方式で吐出する態様がある。
前処理装置、後処理装置の他の態様として、インクジェット記録方式以外の、例えば、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法による前処理装置、後処理装置を設ける態様がある。
本発明のインクの用途は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、印刷物、塗料、コーティング材、下地用などに応用することが可能である。さらに、インクとして用いて2次元の文字や画像を形成するだけでなく、3次元の立体像(立体造形物)を形成するための立体造形用材料としても用いることができる。
立体造形物を造形するための立体造形装置は、公知のものを使用することができ、特に限定されないが、例えば、インクの収容手段、供給手段、吐出手段や乾燥手段等を備えるものを使用することができる。立体造形物には、インクを重ね塗りするなどして得られる立体造形物が含まれる。また、記録媒体等の基材上にインクを付与した構造体を加工してなる成形加工品も含まれる。前記成形加工品は、例えば、シート状、フィルム状に形成された記録物や構造体に対して、加熱延伸や打ち抜き加工等の成形加工を施したものであり、例えば、自動車、OA機器、電気・電子機器、カメラ等のメーターや操作部のパネルなど、表面を加飾後に成形する用途に好適に使用される。
また、本発明の用語における、画像形成、記録、印字、印刷等は、いずれも同義語とする。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
(インクの製造例1)
-白色顔料分散体の調製-
ビーカー中でポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル(ノイゲンEA-177、第一工業製薬株式会社製、HLB=15.6、固形分100質量%)5gを、高純水200.0gに溶解させ、アルキレンビスメラミン化合物である有機白色顔料粒子(Shigenox OWP、ハッコールケミカル社製)50.0gを添加して、株式会社日本精機製作所製エクセルオートホモジナイザーで5,000rpm、30分間撹拌を行いながら、塊のない状態まで分散し、徐々に回転数を上げていき、10,000rpmで30分間撹拌を行った。
得られた有機白色顔料粒子分散液を水冷しながら、超音波ホモジナイザー(US-300T、株式会社日本精機製作所製、チップ直径26mm)にて200μAで1時間処理した。
得られた有機白色顔料粒子分散液を、シンマルエンタープライゼス社製DYNO-Milマルチラボ型分散機に、メディアとして直径2mmのジルコニアビーズをビーズ充填率70体積%、撹拌翼の周速8m/s、バッチ処理で30分間処理した。その後、ナノメーカー(アドバンスドナノテクノロジー社製)を用いて、100MPaの圧力で20パス分散処理を行った。
次いで、平均孔径5μmのメンブランフィルター(セルロースアセテート膜)にて濾過を行い、有機白色顔料粒子の含有量が19.6質量%の有機白色顔料粒子分散体を得た。
-インク1の作製-
次に、1,3-ブタンジオール15.0質量%、1,2-プロパンジオール15.0質量%、アクリル樹脂エマルション(商品名:ボンコートR-3380-E、DIC株式会社製、固形分45質量%)6.7質量%(固形分換算)、及びフッ素界面活性剤(商品名:Zonyl(登録商標)FSO-100、DuPont社製)1.0質量%を添加して撹拌混合後、前記有機白色顔料粒子分散体20.0質量%、及び合計100質量%となるようにイオン交換水を残量添加して、1時間撹拌した。
次に、平均孔径が1.5μmのポリプロピレンフィルターを用いて加圧濾過して、粗大粒子を除去し、インク1を調製した。
Figure 0007270333000007
なお、前記表1中、アクリル樹脂エマルションの含有量は、固形分換算による数値である。
前記表1中における、成分の商品名、及び製造会社名については、下記の通りである。
・1,3-ブタンジオール:東京化成工業株式会社製
・1,2-プロパンジオール:三井化学株式会社製
・アクリル樹脂エマルション:DIC株式会社製、商品名:ボンコートR-3380-E、固形分:45質量%
・界面活性剤:DuPont社製、商品名:Zonyl(登録商標)FSO-100
(インク2の調製例)
インク2として、MIMAKI社製「LX101 ラテックスインクカートリッジ ホワイト」、品番LX100-W-22を用意した。
(実施例1~20及び比較例1~5)
-洗浄液1~25の作製-
下記の表2から表7の組成及び含有量に従って、各成分を混合し、洗浄液1~25を調製した。
Figure 0007270333000008
Figure 0007270333000009
Figure 0007270333000010
Figure 0007270333000011
Figure 0007270333000012
Figure 0007270333000013
前記表2~表7中における、成分の商品名、及び製造会社名については、下記の通りである。
-一般式(1)で表される化合物-
・R=メチル基(3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド:エクアミド);M100(出光興産株式会社製)
・R=ブチル基(3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド:エクアミド);:エクアミドB100(出光興産株式会社製)
<25℃の水100gに対する溶解量が5gを超えるグリコールエーテル化合物>
・ジプロピレングリコールメチルエーテル(東京化成工業株式会社製)
100gの水に対する25℃での溶解量は5gを超え無限大である。
・トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(東京化成工業株式会社製)
100gの水に対する25℃での溶解量は5gを超え無限大である。
・トリエチレングリコールモノメチルエーテル(東京化成工業株式会社製)
100gの水に対する25℃での溶解量は5gを超え無限大である。
・ジエチレングリコールジエチルエーテル(東京化成工業株式会社製)
100gの水に対する25℃での溶解量は5gを超え無限大である。
・ジエチレングリコールジブチルエーテル(東京化成工業株式会社製)
100gの水に対する25℃での溶解量は5gを超え無限大である。
ここで、前記グリコールエーテル化合物における100gの水に対する25℃での溶解量は、水に対して1滴ずつ溶剤を混合し白濁するまでの添加量を最大溶解量とした。
<25℃の水100gに対する溶解量が5g以下であるグリコールエーテル化合物>
・ジプロピレングリコール-n-ブチルエーテル(Dow社製)
100gの水に対する25℃での溶解量が5gである。
・トリプロピレングリコール-n-ブチルエーテル(Dow社製)
100gの水に対する25℃での溶解量が3gである。
ここで、前記グリコールエーテル化合物における100gの水に対する25℃での溶解量は、水に対して1滴ずつ溶剤を混合し白濁するまでの添加量を最大溶解量とした。
<界面活性剤>
-シリコーン界面活性剤-
・日信化学株式会社製、商品名:WET-240
・ビックケミー株式会社製、商品名:BYK-349
-ポリオキシアルキレン界面活性剤-
・花王株式会社製、商品名:エマルゲンA-60(ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル)(高級アルコール系エーテル型非イオン性界面活性剤)
・花王株式会社製、商品名:エマルゲンLS-106(ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル)(高級アルコール系エーテル型非イオン性界面活性剤)
・花王株式会社製、商品名:エマルゲンLS-110(ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル)(高級アルコール系エーテル型非イオン性界面活性剤)
(実施例21~41及び比較例6~10)
次に、得られた各洗浄液について、以下のようにして、保存安定性を評価した。結果を下記表8に示した。
<洗浄液の保存安定性>
各洗浄液20mLを、30mL容量のガラス瓶(商品名:ラボランスクリュー管瓶No.6、アズワン社製)に入れて密封し、70℃にて1週間保存した後の液分離を確認し、下記評価基準に基づいて、洗浄液の保存安定性を評価した。
[評価基準]
○:液分離なし
△:液分離がやや生じるが、実使用上問題なし
×:液分離が生じる
次に、下記表8に示すように洗浄液とインクとを組み合わせて、インクと洗浄液のセットとし、このインクと洗浄液のセットを用いて、以下のようにして、吐出信頼性及びインクとの混合安定性の評価を行った。結果を下記表8に示した。
<吐出信頼性>
図1に示すインクジェット記録装置により、前記インク1又は2を用いて45分間連続吐出し、印字を行った後に、吐出を停止してから30分間後に、図3に示す洗浄装置を用いて、インク吐出ヘッドのノズル面を、各洗浄液を50μLしみ込ませた不織布(クリーンワイパー アンティコンGOLD、ポリエステル長繊維、原田産業株式会社製)で払拭した。その後、前記インク1又は2を用いて再度吐出を行い、下記評価基準に基づいて、吐出信頼性を評価した。
[評価基準]
○:吐出乱れや不吐出は全くみられない
△:5ノズル以下の吐出乱れ、不吐出があるがすぐに回復する
×:吐出乱れ、不吐出がある
<インクとの混合安定性>
前記インク1又は2を用いて、各インク2gに対して各洗浄液18gを30mL容量のガラス瓶(商品名:ラボランスクリュー管瓶No.6、アズワン社製)に入れて混合して攪拌した。50℃にて1週間保存した後の顔料の沈降の目視確認と、保存前後のインクと洗浄液との混合液の粘度の変化率を下記数式から測定し、下記基準で評価した。なお、粘度の測定は、東機産業株式会社製の粘度計RE80Lを使用して測定した。粘度測定時の回転数は、トルクが40%~80%の範囲で一定になるように調整した。
Figure 0007270333000014
[評価基準]
○:顔料の沈降が無く、粘度変化率が±5%未満である
△:顔料の沈降は無いが、粘度変化率が±5%以上である
×:顔料の沈降が目視で確認される
<洗浄性>
図1に示すインクジェット記録装置により、前記インク1又は2を用いて45分間連続吐出し、印字を行った後に、吐出を停止してから12時間後に、図3に示す洗浄装置を用いて、インク吐出ヘッドのノズル面を、各洗浄液を50μLしみ込ませた不織布(クリーンワイパー アンティコンGOLD、ポリエステル長繊維、原田産業株式会社製)で払拭した。その後、下記の評価基準に基づいて、洗浄性を評価した。
[評価基準]
◎:インク汚れの拭き残しが全く見られない
○:インク汚れの拭き残しが10%未満あるが、ノズル近辺には残らない
△:インク汚れの拭き残しが10%未満あり、ノズル近辺に残る
×:インク汚れの拭き残しが10%以上ある
Figure 0007270333000015
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> 水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有する洗浄液であって、
25℃の水100gに対する前記グリコールエーテル化合物の溶解量が5gを超え、かつ前記グリコールエーテル化合物の含有量が1質量%以上30質量%以下であることを特徴とする洗浄液である。
Figure 0007270333000016
ただし、前記一般式(1)中、Rは、炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。
<2> 前記一般式(1)において、Rが、エチル基、又はブチル基である前記<1>に記載の洗浄液である。
<3> 前記グリコールエーテル化合物として、下記一般式(2)で表されるジアルキルグリコールエーテル化合物を含有する前記<1>から<2>のいずれかに記載の洗浄液である。
Figure 0007270333000017
ただし、前記一般式(2)中、RはC2n+1(ただし、n=1~4である)を表す。Rは水素原子又はメチル基を表す。mは1~4の整数を表す。
<4> 更に、25℃の水100gに対する溶解量が5g以下であるグリコールエーテル化合物を含有する前記<1>から<3>のいずれかに記載の洗浄液である。
<5> 前記界面活性剤が、ポリオキシアルキレン界面活性剤である前記<1>から<4>のいずれかに記載の洗浄液である。
<6> 前記ポリオキシアルキレン界面活性剤が、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、及びポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルの少なくともいずれかである前記<5>に記載の洗浄液である。
<7> 前記界面活性剤の含有量が、0.05質量%以上5質量%以下である前記<1>から<6>のいずれかに記載の洗浄液である。
<8> 樹脂粒子を含有するインクと、
水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有する洗浄液と、を有し、
25℃の水100gに対する前記グリコールエーテル化合物の溶解量が5gを超え、かつ前記グリコールエーテル化合物の含有量が、前記洗浄液全量に対して、1質量%以上30質量%以下であることを特徴とするインクと洗浄液のセットである。
Figure 0007270333000018
ただし、前記一般式(1)中、Rは、炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。
<9> 前記一般式(1)において、Rが、エチル基、又はブチル基である前記<8>に記載のインクと洗浄液のセットである。
<10> 前記洗浄液が、前記グリコールエーテル化合物として、下記一般式(2)で表されるジアルキルグリコールエーテル化合物を含有する前記<8>から<9>のいずれかに記載のインクと洗浄液のセットである。
Figure 0007270333000019
ただし、前記一般式(2)中、RはC2n+1(ただし、n=1~4である)を表す。Rは水素原子又はメチル基を表す。mは1~4の整数を表す。
<11> 更に、25℃の水100gに対する溶解量が5g以下であるグリコールエーテル化合物を含有する前記<8>から<10>のいずれかに記載のインクと洗浄液のセットである。
<12> 前記界面活性剤が、ポリオキシアルキレン界面活性剤である前記<8>から<11>のいずれかに記載のインクと洗浄液のセットである。
<13> 前記ポリオキシアルキレン界面活性剤が、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル及びポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルの少なくともいずれかである前記<12>に記載のインクと洗浄液のセットである。
<14> 前記界面活性剤の含有量が、0.05質量%以上5質量%以下である前記<8>から<13>のいずれかに記載のインクと洗浄液のセットである。
<15> 前記<1>から<7>のいずれかに記載の洗浄液、又は前記<8>から<14>のいずれかに記載のインクと洗浄液のセットにおける洗浄液及びインクの少なくともいずれかを容器中に収容してなることを特徴とする収容容器である。
<16> 払拭部材に洗浄液を付与する工程と、
前記洗浄液を付与した前記払拭部材で払拭する工程と、を含み、
前記洗浄液として、前記<1>から<7>のいずれかに記載の洗浄液を用いることを特徴とする洗浄方法である。
<17> インク吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄方法であって、
前記払拭部材で払拭する工程において、前記払拭部材で前記ノズル面を払拭する前記<16>に記載の洗浄方法である。
<18> 前記払拭部材が、不織布である前記<16>から<17>のいずれかに記載の洗浄方法である。
<19> 払拭部材に洗浄液を付与する手段と、
前記洗浄液を付与した前記払拭部材で払拭する手段と、を有し、
前記洗浄液が、前記<1>から<7>のいずれかに記載の洗浄液であることを特徴とする洗浄装置である。
<20> インク吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄装置であって、
前記払拭部材で払拭する手段が、前記ノズル面を払拭する前記<19>に記載の洗浄装置である。
<21> 前記払拭部材が、不織布である前記<19>から<20>のいずれかに記載の洗浄方法である。
<22> インク吐出ヘッドのノズルからインクを吐出する吐出工程と、
前記インク吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄工程と、を含む記録方法において、
前記洗浄工程が、払拭部材に洗浄液を付与する工程と、
前記洗浄液を付与した前記払拭部材で前記ノズル面を払拭する工程と、を含み、
前記洗浄液と前記インクとして、前記<8>から<14>のいずれかに記載のインクと洗浄液のセットを用いることを特徴とする記録方法である。
<23> インク吐出ヘッドのノズルからインクを吐出する吐出手段と、
前記インク吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄装置と、を有する記録装置において、
前記洗浄装置が、払拭部材に洗浄液を付与する手段と、
前記洗浄液を付与した前記払拭部材で前記ノズル面を払拭する手段と、を有し、
前記洗浄液と前記インクが、前記<8>から<14>のいずれかに記載のインクと洗浄液のセットであることを特徴とする記録装置である。
前記<1>から<7>のいずれかに記載の洗浄液、前記<8>から<14>のいずれかに記載のインクと洗浄液のセット、前記<15>に記載の収容容器、前記<16>から<18>のいずれかに記載の洗浄方法、前記<19>から<21>のいずれかに記載の洗浄装置、前記<22>に記載の記録方法、及び前記<23>に記載の記録装置によると、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
400 画像形成装置
401 画像形成装置の外装
401c 装置本体のカバー
404 カートリッジホルダ
410 メインタンク
410k、410c、410m、410y ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク
411 インク収容部
413 インク排出口
414 収容容器ケース
420 機構部
434 吐出ヘッド
436 供給チューブ
特許第5566741号公報

Claims (13)

  1. 水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有するインク吐出ヘッド用洗浄液であって、
    25℃の水100gに対する溶解量が5gを超えるグリコールエーテル化合物の含有量が、インク吐出ヘッド用洗浄液全量に対して1質量%以上30質量%以下であり、
    前記一般式(1)で表される化合物の含有量が、インク吐出ヘッド用洗浄液全量に対して20質量%以上60質量%以下であることを特徴とするインク吐出ヘッド用洗浄液。
    Figure 0007270333000020
    ただし、前記一般式(1)中、Rは、炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。
  2. 前記グリコールエーテル化合物として、下記一般式(2)で表されるジアルキルグリコールエーテル化合物を含有する請求項1に記載のインク吐出ヘッド用洗浄液。
    Figure 0007270333000021
    ただし、前記一般式(2)中、RはC2n+1(ただし、n=1~4である)を表す。Rは水素原子又はメチル基を表す。mは1~4の整数を表す。
  3. 更に、25℃の水100gに対する溶解量が5g以下であるグリコールエーテル化合物を含有する請求項1から2のいずれかに記載のインク吐出ヘッド用洗浄液。
  4. 25℃の水100gに対する溶解量が5gを超えるグリコールエーテル化合物の含有量が、インク吐出ヘッド用洗浄液全量に対して1質量%以上20質量%以下であり、かつ全てのグリコールエーテル化合物の総含有量が、インク吐出ヘッド用洗浄液全量に対して1質量%以上30質量%以下である、請求項1から3のいずれかに記載のインク吐出ヘッド用洗浄液。
  5. 前記界面活性剤が、ポリオキシアルキレン界面活性剤である請求項1から4のいずれかに記載のインク吐出ヘッド用洗浄液。
  6. 樹脂粒子を含有するインクと、
    水、下記一般式(1)で表される化合物、グリコールエーテル化合物、及び界面活性剤を含有するインク吐出ヘッド用洗浄液と、を有し、
    25℃の水100gに対する溶解量が5gを超えるグリコールエーテル化合物の含有量が、前記インク吐出ヘッド用洗浄液全量に対して1質量%以上30質量%以下であり、
    前記一般式(1)で表される化合物の含有量が、インク吐出ヘッド用洗浄液全量に対して20質量%以上60質量%以下であることを特徴とするインクとインク吐出ヘッド用洗浄液のセット。
    Figure 0007270333000022
    ただし、前記一般式(1)中、Rは、炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。
  7. 前記インク吐出ヘッド用洗浄液が、前記グリコールエーテル化合物として、下記一般式(2)で表されるジアルキルグリコールエーテル化合物を含有する請求項6に記載のインクとインク吐出ヘッド用洗浄液のセット。
    Figure 0007270333000023
    ただし、前記一般式(2)中、RはC2n+1(ただし、n=1~4である)を表す。Rは水素原子又はメチル基を表す。mは1~4の整数を表す。
  8. 払拭部材にインク吐出ヘッド用洗浄液を付与する工程と、
    前記インク吐出ヘッド用洗浄液を付与した前記払拭部材で払拭する工程と、を含み、
    前記インク吐出ヘッド用洗浄液として、請求項1から5のいずれかに記載のインク吐出ヘッド用洗浄液を用いることを特徴とする洗浄方法。
  9. インク吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄方法であって、
    前記払拭部材で払拭する工程において、前記払拭部材で前記ノズル面を払拭する請求項8に記載の洗浄方法。
  10. 払拭部材にインク吐出ヘッド用洗浄液を付与する手段と、
    前記インク吐出ヘッド用洗浄液を付与した前記払拭部材で払拭する手段と、を有し、
    前記インク吐出ヘッド用洗浄液が、請求項1から5のいずれかに記載のインク吐出ヘッド用洗浄液であることを特徴とする洗浄装置。
  11. インク吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄装置であって、
    前記払拭部材で払拭する手段が、前記ノズル面を払拭する請求項10に記載の洗浄装置。
  12. インク吐出ヘッドのノズルからインクを吐出する吐出工程と、
    前記インク吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄工程と、を含む記録方法において、
    前記洗浄工程が、払拭部材にインク吐出ヘッド用洗浄液を付与する工程と、
    前記インク吐出ヘッド用洗浄液を付与した前記払拭部材で前記ノズル面を払拭する工程と、を含み、
    前記インク吐出ヘッド用洗浄液と前記インクとして、請求項6から7のいずれかに記載のインクとインク吐出ヘッド用洗浄液のセットを用いることを特徴とする記録方法。
  13. インク吐出ヘッドのノズルからインクを吐出する吐出手段と、
    前記インク吐出ヘッドのノズル面を洗浄する洗浄装置と、を有する記録装置において、
    前記洗浄装置が、払拭部材にインク吐出ヘッド用洗浄液を付与する手段と、
    前記インク吐出ヘッド用洗浄液を付与した前記払拭部材で前記ノズル面を払拭する手段と、を有し、
    前記インク吐出ヘッド用洗浄液と前記インクが、請求項6から7のいずれかに記載のインクとインク吐出ヘッド用洗浄液のセットであることを特徴とする記録装置。
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