JPH09300637A - Cleaning fluid - Google Patents

Cleaning fluid

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Publication number
JPH09300637A
JPH09300637A JP11733796A JP11733796A JPH09300637A JP H09300637 A JPH09300637 A JP H09300637A JP 11733796 A JP11733796 A JP 11733796A JP 11733796 A JP11733796 A JP 11733796A JP H09300637 A JPH09300637 A JP H09300637A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
nozzle
cleaning
cleaning fluid
ejection
Prior art date
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Pending
Application number
JP11733796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiharu Takizawa
芳治 滝沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH09300637A publication Critical patent/JPH09300637A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to remove fixed ink formed at a delivering port without applying external force by a method wherein the cleaning fluid used for cleaning the nozzle of an ink jet printer is prepared by including at least one kind of polar solvents and at least one kind of surfactants. SOLUTION: This fixed ink cleaning fluid is prepared by mixing one or more different polar solvents such as dimethylsulfoxide, methyl ethyl ketone, ethanol or the like and one or more different nonionic surfactant such as polyether-based, silicone-based, fluorine-based surfactant or the like. The concrete cleaning method with this cleaning fluid is as follows: A cleaning cap 19, in which the prepared cleaning fluid is filled, is mounted to a stopped nozzle 3. Though the fixed ink is present on the delivering plate 14 of the nozzle 3, the delivering through which is stopped, the fixed ink dipped in the cleaning fluid 20 can easily be removed through dissolution and separation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はノズル洗浄液に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nozzle cleaning liquid.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェットプリンタは、圧力をかけ
たインクを震動を印加したノズルから吐出しながら電荷
を付与することで荷電したインク粒子を作成し、そのイ
ンク粒子を静電気的な偏向系で方向を制御することで文
字情報を記録する。その原理を図1に示す。
2. Description of the Related Art Ink jet printers create charged ink particles by ejecting ink under pressure from a nozzle to which vibration is applied to create charged ink particles, and the ink particles are directed by an electrostatic deflection system. Character information is recorded by controlling. The principle is shown in FIG.

【0003】インクボトル8中のインクは供給ポンプ7
により吸引加圧される。その圧力は調圧弁1により制御
される。圧力の一例として2.9kgf/cm2に調圧され
る。圧力を制御されたインクはノズル3に供給される。
ノズル3には電歪素子2が設けられており、その電歪素
子2に電気信号を与えることで、インクに振動を付与す
ることが出来る。電気信号の一例として周波数68.2
kHz 200Vが印加される。ノズル先端には吐出口
18が設けられている。吐出口18の直径は一例として
65μmである。振動を付与されたインクはと出口18
から吐出され、帯電電極4の中でインク粒子10を形成
する。このときに帯電電極4に電圧を印加することで形
成されるインク粒子10に電荷を付与することが出来
る。電圧の一例として200Vが印加される。ノズル3
から吐出されたインク粒子10は偏向電極9の間を通過
する。偏向電極9には電圧が印加される。一例として
5.4kVの電圧が印加される。偏向電極9の間を通過
するインク粒子10は静電力により偏向され被印字物5
へ飛来し、文字を形成する。文字に関与しないインクは
先ずガター11に収納され、更に回収ポンプ6により回
収されインク容器8へ戻る。インクジェットプリンタの
特徴はインクを飛来させて印字することである。それ故
ノズルを被印字物から離して印字することが出来、被印
字物が凹凸面,曲面でも印字可能で有る。また、帯電量
を電気的に変更することができるため、文字情報を容易
に変更出来るという特徴が有る。これらの特徴を生か
し、鉄鋼,紙,アルミ,プラスチック,ガラスなどに印
字される場合が多い。インクの材料としてこれらに対し
て付着力を持つ樹脂を使用するため、従来溶剤は、メチ
ルエチルケトンやメタノール,エタノールが主に用いら
れてきた。また、強い付着力が不要な印字物や食品への
印字では水を溶剤として用いる場合もある。特に作業環
境への影響を低減するため、主溶剤はメチルエチルケト
ンからエタノール,水へと移行する傾向に有る。また、
インクに色を与える色素は、これらの溶剤に溶解する染
料および媒体には溶解せず媒体に分散する性質を有する
顔料が用いられる。従来、媒体に溶解しかつ耐光性が優
れるという点からクロム等の金属を有する染料が主に用
いられてきた。しかし、対環境問題よりクロム等の使用
が困難になり、代わって色素として耐光性に優れる顔料
が使用されつつある傾向にある。
The ink in the ink bottle 8 is supplied by the supply pump 7.
Is sucked and pressurized by. The pressure is controlled by the pressure regulating valve 1. As an example of the pressure, the pressure is adjusted to 2.9 kgf / cm 2 . The ink whose pressure is controlled is supplied to the nozzle 3.
The nozzle 3 is provided with an electrostrictive element 2, and by applying an electric signal to the electrostrictive element 2, vibration can be applied to the ink. Frequency 68.2 as an example of an electric signal
kHz 200V is applied. A discharge port 18 is provided at the tip of the nozzle. The diameter of the discharge port 18 is, for example, 65 μm. Ink jetted with vibration 18
Ink particles 10 are formed in the charging electrode 4 by being ejected from. At this time, it is possible to apply a charge to the ink particles 10 formed by applying a voltage to the charging electrode 4. 200 V is applied as an example of the voltage. Nozzle 3
The ink particles 10 ejected from pass through between the deflection electrodes 9. A voltage is applied to the deflection electrode 9. As an example, a voltage of 5.4 kV is applied. The ink particles 10 passing between the deflection electrodes 9 are deflected by electrostatic force and
Fly over to form letters. The ink not involved in the characters is first stored in the gutter 11, and further collected by the collection pump 6 and returned to the ink container 8. The feature of the inkjet printer is that ink is ejected to print. Therefore, it is possible to perform printing by separating the nozzle from the object to be printed, and it is possible to print on the uneven surface or the curved surface of the object to be printed. In addition, since the charge amount can be electrically changed, the character information can be easily changed. Taking advantage of these features, it is often printed on steel, paper, aluminum, plastic, glass, etc. Conventionally, methyl ethyl ketone, methanol, or ethanol has been mainly used as a solvent in order to use a resin having an adhesive force to these as a material of the ink. Water may be used as a solvent for printing on printed matter or food that does not require strong adhesive force. In particular, in order to reduce the influence on the working environment, the main solvent tends to shift from methyl ethyl ketone to ethanol and water. Also,
As the dye that gives color to the ink, a dye that is soluble in these solvents and a pigment that has the property of being insoluble in the medium but dispersed in the medium are used. Conventionally, dyes having a metal such as chromium have been mainly used because they are soluble in a medium and have excellent light resistance. However, it becomes difficult to use chromium or the like due to environmental issues, and pigments having excellent light resistance tend to be used instead.

【0004】これらの溶媒はいずれも大気圧で多少なり
とも蒸気圧を有するものであるため、図1に示す様にイ
ンク粒子10としてノズル3から吐出され、ガター11
を経由してインク容器8に回収される間に大気と接触す
るときに、その一部は蒸気として大気中に揮散される。
その結果回収されたインク中の溶剤の組成比率は初期状
態から減少する。そのため、インクの濃度及びインク粘
度は上昇する。インクジェットプリンタは上述の様にノ
ズル3から吐出する時、電歪素子2から与えられた振動
によりインクが変形し、インク粒子10を形成するもの
である。そのため、インクの粘度が上昇した場合、イン
クの変形が阻害され、電歪素子2から与えられた振動に
よるインク粒子10形成が速やかに行われない場合が生
ずる。これを防止するため、図には記載していない機構
により揮散した溶剤を補給する機能を有している。その
ため、インクの液面を管理するための液面センサなどが
取り付けられている。
Since all of these solvents have a vapor pressure at atmospheric pressure to some extent, they are ejected from the nozzle 3 as ink particles 10 as shown in FIG.
When it comes into contact with the atmosphere while being collected in the ink container 8 via the, a part of it is vaporized into the atmosphere as vapor.
As a result, the composition ratio of the solvent in the recovered ink decreases from the initial state. Therefore, the ink concentration and the ink viscosity increase. In the inkjet printer, when ejected from the nozzles 3 as described above, the ink is deformed by the vibration given from the electrostrictive element 2 to form the ink particles 10. Therefore, when the viscosity of the ink increases, the deformation of the ink is hindered, and the ink particles 10 may not be rapidly formed due to the vibration applied from the electrostrictive element 2. In order to prevent this, it has a function of supplying the evaporated solvent by a mechanism not shown in the figure. Therefore, a liquid level sensor for managing the liquid level of the ink is provided.

【0005】インクは供給ポンプ7で加圧されて、ノズ
ル3から吐出される。その詳細構造を図2に示す。ノズ
ル3にはノズル管12が取り付けられている。ノズル管
12の先端には吐出板14が設けられている。吐出板1
4の材料の一例はインクによる磨耗対策のため、ルビ
ー,セラミック等の硬い材料が用いられている。吐出板
14には吐出口18が設けられている。加圧されたイン
クはノズル管12の内部を経由してこの吐出口18から
吐出され、インク柱13を形成する。このインクには既
に記載した様に電歪素子2で超音波が加えられているた
め、ノズル3の吐出口18から吐出したインク柱13は
インクの振動によりインク粒子10を形成する。
The ink is pressurized by the supply pump 7 and ejected from the nozzle 3. The detailed structure is shown in FIG. A nozzle tube 12 is attached to the nozzle 3. A discharge plate 14 is provided at the tip of the nozzle tube 12. Discharge plate 1
As an example of the material No. 4, a hard material such as ruby, ceramic or the like is used to prevent abrasion by ink. The discharge plate 14 is provided with a discharge port 18. The pressurized ink is ejected from the ejection port 18 through the inside of the nozzle tube 12 to form the ink column 13. Since ultrasonic waves are applied to this ink by the electrostrictive element 2 as already described, the ink column 13 ejected from the ejection port 18 of the nozzle 3 forms the ink particles 10 by the vibration of the ink.

【0006】インク吐出時の吐出板14表面状態の変化
を図3に示す。停止した状態では吐出板14表面には何
も付着していない。(a)。加圧されたインクが吐出口
18から吐出する際、ノズル3の内部は約2.9kgf/c
m2の圧力であるが、吐出口18の外側は大気圧のため、
その圧力差による急激な膨張のため、インクは直進して
インク柱13を形成するのみならず、インク飛散17し
て吐出板14の表面にも付着し、付着インク15を形成
する。(b)。また、この付着インク15はインク柱1
3からインクがにじみ出すことによっても形成される。
また、インクの吐出が停止するときにもインクはその吐
出口に付着する。これらの付着インク15はやがて固化
し、固着インク16となる。(c)。この固着インク1
6はインクが再吐出される時のインク飛散17により再
溶解され、付着インク15に戻る。(d)。また、吐出
停止時にこの付着インク15が固化しないように装置停
止時には図6に示す洗浄キャップ19に溶剤を満たし、
吐出板14の表面の乾燥防止策が図られていた。また、
装置停止時にノズル3のインク経路に溶剤を流し、経路
を洗浄して固着インク16を除去する方法も成されてい
た。
FIG. 3 shows changes in the surface condition of the ejection plate 14 during ink ejection. In the stopped state, nothing is attached to the surface of the discharge plate 14. (A). When the pressurized ink is ejected from the ejection port 18, the inside of the nozzle 3 is about 2.9 kgf / c.
Although the pressure is m 2, the pressure outside the discharge port 18 is atmospheric pressure,
Due to the rapid expansion due to the pressure difference, the ink not only advances straight to form the ink column 13, but also the ink is scattered 17 and adheres to the surface of the ejection plate 14 to form the adhered ink 15. (B). Further, the attached ink 15 is the ink column 1.
It is also formed when the ink oozes out from 3.
Further, the ink adheres to the ejection port even when the ejection of the ink is stopped. These adhering inks 15 eventually solidify to become fixed inks 16. (C). This fixed ink 1
6 is re-dissolved by the ink scattering 17 when the ink is ejected again, and returns to the attached ink 15. (D). Further, when the apparatus is stopped, the cleaning cap 19 shown in FIG. 6 is filled with a solvent so that the adhered ink 15 does not solidify when the discharge is stopped.
Measures were taken to prevent the surface of the discharge plate 14 from drying. Also,
There is also a method in which a solvent is caused to flow through the ink path of the nozzle 3 when the apparatus is stopped, and the path is washed to remove the adhered ink 16.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ノズル先端部の固着イ
ンク16はインク柱13の直進性に影響を与える。例え
ば、この固着インク16にインク柱13が接触した場
合、吐出方向が曲げられ、印字されないインク粒子10
がガター11に入らず、ガター11からインクがあふれ
るという問題が生じる。その状態を図5に示す。また、
インクの方向が極短時間、一例として数Hzから数十H
z間隔で乱れる場合、この乱れにより、帯電電極内での
インク柱13からインク粒子10の形成が乱され、印字
目的のための帯電が正常の行われなくなる。その結果、
目的外の場所にインク粒子が飛来し、印字が乱れた状態
となる。
The fixed ink 16 at the tip of the nozzle affects the straightness of the ink column 13. For example, when the ink column 13 comes into contact with the fixed ink 16, the ejection direction is bent and the unprinted ink particles 10 are not printed.
Does not enter the gutter 11 and the ink overflows from the gutter 11. The state is shown in FIG. Also,
The direction of ink is extremely short, for example from several Hz to several tens of H
When disturbed at the z-interval, this disorder disturbs the formation of the ink particles 10 from the ink column 13 in the charging electrode, and the charging for the purpose of printing is not normally performed. as a result,
Ink particles fly to places other than the target, and the printing is disturbed.

【0008】従来技術は、これらの構造は固着インク1
6とインク柱13との干渉による問題を考慮したもので
はなかったため、この固着インク16の形成を防止する
手段は不十分で有った。従来技術ではこの固着インク1
6の形成は、吐出時のインク飛散17による固着インク
16の再溶解および停止時の溶剤による洗浄により防止
されていた。この技術は固着インク16がインク自身お
よび溶剤により再溶解することを前提としていた。すな
わちインクを構成する材料がすべて溶解される必要があ
った。従来の主インクでは色素として染料を用いてきた
ため、インク構成材料はすべてその溶剤に溶解してい
た。しかし、上記の様に環境問題から色素が染料から顔
料に変更されるに伴い新たな問題が生じた。すなわち顔
料は溶剤には溶けず、分散するだけであるため、固着し
たインクの顔料成分が再溶解しないという現象が生じ
た。この現象を図4に示す。
In the prior art, these structures are fixed ink 1
Since the problem caused by the interference between the ink 6 and the ink column 13 was not taken into consideration, the means for preventing the formation of the fixed ink 16 was insufficient. In the prior art, this fixed ink 1
The formation of No. 6 was prevented by re-dissolving the fixed ink 16 due to the ink scattering 17 at the time of ejection and washing with the solvent at the time of stop. This technique is based on the assumption that the fixed ink 16 is redissolved by the ink itself and the solvent. That is, it was necessary to dissolve all the materials constituting the ink. Since dyes have been used as pigments in the conventional main ink, all the ink constituent materials are dissolved in the solvent. However, as described above, a new problem arises as the dye is changed from the dye to the pigment due to environmental problems. That is, since the pigment does not dissolve in the solvent but only disperses, there occurs a phenomenon that the pigment component of the fixed ink is not redissolved. This phenomenon is shown in FIG.

【0009】停止した状態では吐出板14表面には何も
付着していない。(a)。加圧されたインクが吐出口1
8から吐出する際、ノズル3の内部は約2.9kgf/cm2
の圧力であるが、吐出口18の外側は大気圧のため、そ
の圧力差による急激な膨張のため、インクは直進してイ
ンク柱13を形成するのみならず、インク飛散17して
吐出板14の表面にも付着し、付着インク15を形成す
る。(b)。また、この付着インク15はインク柱13
からインクがにじみ出すことによっても形成される。ま
た、インクの吐出が停止するときにもインクはその吐出
口に付着する。これらの付着インク15はやがて固化
し、固着インク16となる。(c)。インクが再吐出さ
れる時、従来の染料インクではインク飛散17により再
溶解された。しかし、顔料インクではインクおよび溶剤
ではその顔料成分が溶解されないため、固着インク16
は完全には再溶解されず、付着したインクから新たな固
着インク16aが形成される。(d)。この固着インク
16の大きさは約0.1mm 程度であるが、この様に固着
インク16が成長すると、その固着インク16とインク
柱13が接触し、既に述べた様に吐出方向が曲げられ
る。また、固着したインクは経時的に酸化が進行し、そ
の酸化部分を基に付着物表面との化学結合の形成が進行
するため、より除去が困難となっていく。
In the stopped state, nothing is attached to the surface of the discharge plate 14. (A). Pressurized ink is ejection port 1
When discharging from 8, the inside of the nozzle 3 is about 2.9 kgf / cm 2
However, since the outside of the ejection port 18 is at atmospheric pressure, the ink not only advances straight to form the ink column 13 due to the rapid expansion due to the pressure difference, but also the ink is scattered 17 and the ejection plate 14 is ejected. Also adheres to the surface of the ink to form the adhered ink 15. (B). Further, the attached ink 15 is the ink column 13.
It is also formed when ink oozes out from the ink. Further, the ink adheres to the ejection port even when the ejection of the ink is stopped. These adhering inks 15 eventually solidify to become fixed inks 16. (C). When the ink was re-ejected, the conventional dye ink was redissolved by the ink splatter 17. However, since the pigment component is not dissolved in the pigment ink by the ink and the solvent, the fixed ink 16
Is not completely redissolved, and new fixed ink 16a is formed from the adhered ink. (D). The size of the fixed ink 16 is about 0.1 mm, but when the fixed ink 16 grows in this way, the fixed ink 16 and the ink column 13 come into contact with each other, and the ejection direction is bent as described above. Further, the fixed ink is oxidized with time, and the chemical bond with the surface of the adhered substance is promoted based on the oxidized portion, so that the removal becomes more difficult.

【0010】付着程度が軽度の場合は、インク柱13が
その固着インク16の一部を除去し、曲げられることな
く吐出するが、付着が著しい場合は除去されず曲がった
状態となる。そのため、この曲がりが発生した場合は、
このノズル3を装置から取り外し、分解洗浄を行う必要
があった。この固着インク16の顔料は溶剤には溶けな
いため、これを分散除去するため、溶剤に浸漬した状態
で超音波加振を行い、再分散させて除去洗浄を行ってい
た。そのため、装置から取り外して洗浄するという作業
性上問題があった。また、装置から取り外さずに吐出板
14上の固着物を除去する手段は、脱脂綿や吸水性の紙
等に溶剤を含浸させ、ピンセット等を用いてそのもので
吐出板14の表面を擦るという方法がとられていた。し
かし、吐出板14はルビー,セラミック等の硬く脆い材
料で作られているため、この擦るという作業でその一部
が欠けるという問題が生じた。また除去する目的物が小
面積であるため、作業を行った場合でも除去されたかど
うかが不確実であるという問題があった。
When the degree of adhesion is light, the ink column 13 removes a part of the fixed ink 16 and ejects it without being bent, but when the adhesion is remarkable, it is not removed and becomes a bent state. Therefore, if this bend occurs,
It was necessary to remove the nozzle 3 from the apparatus and perform disassembly cleaning. Since the pigment of the fixed ink 16 does not dissolve in the solvent, in order to disperse and remove the pigment, ultrasonic vibration was performed in a state of being immersed in the solvent, and the pigment was redispersed for cleaning. Therefore, there is a problem in workability that the device is removed from the device and washed. Further, as a means for removing the adhered matter on the discharge plate 14 without removing it from the apparatus, there is a method of impregnating absorbent cotton or absorbent paper with a solvent and rubbing the surface of the discharge plate 14 with tweezers itself. It was taken. However, since the discharge plate 14 is made of a hard and brittle material such as ruby or ceramic, there is a problem that a part of the discharge plate 14 is chipped by the rubbing operation. Further, since the target object to be removed has a small area, there is a problem that it is uncertain whether or not it has been removed even when the work is performed.

【0011】また吐出板14の表面状態を加工すること
で、インクが付着しないようにする事も試まれた。例え
ば、フッ素原子を分子中に含む樹脂を吐出板14の表面
に化学結合させる事で液体を弾く表面を形成することが
出来る。初期状態での水との接触角が30度、溶剤との
接触角が5度の表面に対して、処理を行った表面は、水
との接触角を135度、溶剤との接触角を70度に増加
させる事が出来る。それ故このような処理を表面に行う
事で吐出板14表面へのインクの付着を防止し、固着イ
ンク16の生成を防ぐ事を試みていた。しかし、インク
吐出時には必ずインク飛散17が生じ、吐出板14上に
はインクは付着する。上記の処理により吐出板14はイ
ンクを弾くため、付着インク15は島状の液滴となり、
完全に付着しない状態は作成出来ない。その結果この付
着インク15は固着インク16となり、問題の解決には
寄与しない結果となる。さらにこの処理を行った表面は
溶剤に濡れにくいという性質を有するため、固着インク
16を除去する場合、この固着物と吐出板14との間に
溶剤を浸透させる事が困難となり、その結果除去されに
くいという問題も生じる。それ故この方式ではインクの
固着防止は図られない結果となった。すなわち顔料系イ
ンクではこの固着したインクをいかに除去するかが重要
な課題となる。
It has also been tried to process the surface condition of the discharge plate 14 so that ink does not adhere to it. For example, it is possible to form a surface that repels liquid by chemically bonding a resin containing fluorine atoms in the molecule to the surface of the ejection plate 14. The surface having a contact angle with water of 30 degrees and a contact angle with a solvent of 5 degrees in the initial state has a contact angle with water of 135 degrees and a contact angle with a solvent of 70 degrees. It can be increased every time. Therefore, it has been attempted to prevent the ink from adhering to the surface of the ejection plate 14 and to prevent the adhered ink 16 from being generated by performing such a treatment on the surface. However, when the ink is ejected, the ink is scattered 17 and the ink adheres to the ejection plate 14. Since the ejection plate 14 repels the ink by the above processing, the attached ink 15 becomes island-shaped droplets,
It is not possible to create a state that does not completely adhere. As a result, the adhered ink 15 becomes the adhered ink 16, which does not contribute to solving the problem. Further, since the surface subjected to this treatment has a property of being hard to be wetted by the solvent, it becomes difficult to permeate the solvent between the fixed matter and the ejection plate 14 when the fixed ink 16 is removed, and as a result, the solvent is removed. The problem of difficulty also arises. Therefore, with this method, the result is that the fixation of ink cannot be prevented. That is, in pigment-based inks, how to remove the fixed ink is an important issue.

【0012】本発明の目的は、吐出口14に形成される
固着インク16を外的な力を加える事なく除去できる洗
浄液を与えることにある。
An object of the present invention is to provide a cleaning liquid capable of removing the fixed ink 16 formed on the ejection port 14 without applying an external force.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本洗浄液として、少なく
とも1種類の極性媒体と、少なくとも1種類の界面活性
剤を含有する洗浄液を用いることで目的は達成される。
The object is achieved by using, as the main cleaning liquid, a cleaning liquid containing at least one kind of polar medium and at least one kind of surfactant.

【0014】表面からの付着物の除去は、その表面と付
着物との間に媒体が進入することで達成される。この媒
体が進入される事で表面と付着物との間に働く力が切断
され、付着物は表面から除去される。
Removal of deposits from the surface is accomplished by the entry of media between the surface and the deposits. When this medium is entered, the force acting between the surface and the deposit is cut, and the deposit is removed from the surface.

【0015】吐出板14に固着したインク16は経時的
に酸化を受けるため、その分子構造内に酸素の官能基が
形成される。物質の溶解,膨潤では分子構造的に類似し
たものが馴染みやすいという性質を有する。それ故この
酸化を受けたインクを溶解,膨潤させるためには分子構
造的に類似した媒体を用いる必要がある。分子内に酸素
を有する場合、その酸素は負に分極する傾向がある。そ
のため極性を有する。すなわち極性を有する媒体を用い
ることで固着したインクを除去する事が容易になる。極
性を有する媒体は酸素原子を有する媒体に限らず、窒素
原子等を含む媒体も極性を有する。
Since the ink 16 adhered to the ejection plate 14 is oxidized with time, an oxygen functional group is formed in its molecular structure. When a substance dissolves or swells, substances that are similar in molecular structure have the property of being easily adapted. Therefore, in order to dissolve and swell the ink that has been oxidized, it is necessary to use a medium having a similar molecular structure. When oxygen is contained in the molecule, the oxygen tends to be negatively polarized. Therefore, it has polarity. That is, it becomes easy to remove the fixed ink by using a medium having polarity. The medium having polarity is not limited to a medium having an oxygen atom, and a medium containing a nitrogen atom or the like also has a polarity.

【0016】表面と付着物の間に媒体を進入させるため
にはその媒体の浸透性を向上させる必要がある。この浸
透性は媒体の表面張力を低減させることで達成される。
その手段は界面活性剤の添加が有効である。さらに界面
活性剤は表面と付着物との間の付着力を低減させる作用
を持つため、その除去を容易にする。界面活性剤は大き
くイオン性と非イオン性に分類される。上記の目的のた
めにはいずれも使用可能であるが、インクジェットプリ
ンタ用にインクによってはイオン性の物質が混入すると
構成物質の析出などの問題が発生する可能性があるた
め、非イオン性の界面活性剤がより好ましい。
In order to allow the medium to enter between the surface and the deposit, it is necessary to improve the permeability of the medium. This permeability is achieved by reducing the surface tension of the medium.
The means is effective by adding a surfactant. Further, the surfactant has an action of reducing the adhesive force between the surface and the adhered substance, and thus facilitates its removal. Surfactants are roughly classified into ionic and nonionic. Any of the above can be used for the above purpose, but if an ionic substance is mixed in some inks for inkjet printers, problems such as precipitation of constituent substances may occur, so non-ionic interfaces Activators are more preferred.

【0017】これらの極性媒体と界面活性剤を含む洗浄
液をインク吐出停止後のノズルにかけることで、その表
面とその表面に固着したインクとの間に洗浄液が進入
し、固着物は除去される。また、停止放置時にこの洗浄
液を満たした洗浄キャップで封止する事で、さらに洗浄
液の進入は進み付着物の除去は容易になる。
By applying the cleaning liquid containing the polar medium and the surfactant to the nozzle after the ink ejection is stopped, the cleaning liquid enters between the surface and the ink adhered to the surface and the adhered matter is removed. . Further, by sealing with a cleaning cap filled with the cleaning liquid when the apparatus is left standing still, the cleaning liquid further advances and the adhered substances can be easily removed.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図1か
ら図6で記述する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0019】図1はインクジェットプリンタの原理を示
す図である。インク容器8中のインクは供給ポンプ7に
より吸引加圧される。その圧力は調圧弁1により制御さ
れる。圧力の一例として2.9kgf/cm2に調圧される。
圧力を制御されたインクはノズル3に供給される。ノズ
ル3には電歪素子2が設けられており、その電歪素子2
に電気信号を与えることで、インクに振動を付与するこ
とが出来る。電気信号の一例として周波数68.2kH
z 200Vが印加される。ノズル先端にはオリフィス
が設けられている。オリフィスの直径は一例として65
μmである。振動を付与されたインクはオリフィスから
吐出され、帯電電極4の中でインク粒子10を形成す
る。このときに帯電電極4に電圧を印加することで形成
されるインク粒子10に電荷を付与することが出来る。
電圧の一例として200Vが印加される。ノズル3から
吐出されたインク粒子10は偏向電極9の間を通過す
る。偏向電極9には電圧が印加される。一例として5.
4kV の電圧が印加される。偏向電極9の間を通過す
るインク粒子10は静電力により偏向され被印字物5へ
飛来し、文字を形成する。文字に関与しないインクは先
ずガター11に収納され、更に回収ポンプ6により回収
されインク容器8へ戻る。
FIG. 1 is a diagram showing the principle of an ink jet printer. The ink in the ink container 8 is suction-pressed by the supply pump 7. The pressure is controlled by the pressure regulating valve 1. As an example of the pressure, the pressure is adjusted to 2.9 kgf / cm 2 .
The ink whose pressure is controlled is supplied to the nozzle 3. The nozzle 3 is provided with an electrostrictive element 2, and the electrostrictive element 2
By applying an electric signal to the ink, vibration can be applied to the ink. Frequency of 68.2 kHz as an example of an electric signal
z 200V is applied. An orifice is provided at the tip of the nozzle. The diameter of the orifice is 65 as an example.
μm. The vibrated ink is ejected from the orifice and forms ink particles 10 in the charging electrode 4. At this time, it is possible to apply a charge to the ink particles 10 formed by applying a voltage to the charging electrode 4.
200 V is applied as an example of the voltage. The ink particles 10 ejected from the nozzle 3 pass between the deflection electrodes 9. A voltage is applied to the deflection electrode 9. For example, 5.
A voltage of 4 kV is applied. The ink particles 10 passing between the deflecting electrodes 9 are deflected by electrostatic force and fly to the printing object 5 to form characters. The ink not involved in the characters is first stored in the gutter 11, and further collected by the collection pump 6 and returned to the ink container 8.

【0020】インクは供給ポンプ7で加圧されて、ノズ
ル3から吐出される。その構造を図2に示す。ノズル3
にはノズル管12が取り付けられている。そのノズル管
12の先端には吐出板14が設けられている。吐出板1
4の材料の一例はインクによる磨耗対策のため、ルビ
ー,セラミック等の硬い材料が用いられている。この吐
出板14には吐出口18が設けられている。加圧された
インクはノズル管12の内部を経由してこの吐出口18
から吐出され、インク柱13を形成する。このインクに
は既に記載した様に電歪素子2で超音波が加えられてい
るため、ノズル3の吐出口18から吐出したインク柱1
3はインクの振動によりインク粒子10を形成する。
The ink is pressurized by the supply pump 7 and ejected from the nozzle 3. The structure is shown in FIG. Nozzle 3
Is provided with a nozzle tube 12. A discharge plate 14 is provided at the tip of the nozzle tube 12. Discharge plate 1
As an example of the material No. 4, a hard material such as ruby, ceramic or the like is used to prevent abrasion by ink. The discharge plate 14 is provided with a discharge port 18. The pressurized ink passes through the inside of the nozzle pipe 12 and
To form an ink column 13. Since the ultrasonic wave is applied to this ink by the electrostrictive element 2 as described above, the ink column 1 ejected from the ejection port 18 of the nozzle 3
3 forms ink particles 10 by vibration of the ink.

【0021】顔料インクにおける吐出板14の表面状態
変化を図4に示す。停止した状態では吐出板14表面に
は何も付着していない。(a)。加圧されたインクが吐
出口18から吐出する際、ノズル3の内部は約2.9kg
f/cm2の圧力であるが、吐出口18の外側は大気圧の
ため、その圧力差による急激な膨張のため、インクは直
進してインク柱13を形成するのみならず、インク飛散
17して吐出板14の表面にも付着し、付着インク15
を形成する。(b)。また、この付着インク15はイン
ク柱13からインクがにじみ出すことによっても形成さ
れる。また、インクの吐出が停止するときにもインクは
その吐出口に付着する。これらの付着インク15はやが
て固化し、固着インク16となる。(c)。インクが再
吐出される時、従来の染料インクではインク飛散17に
より再溶解された。しかし、顔料インクではインクおよ
び溶剤ではその顔料成分が溶解されないため、固着イン
ク16は完全には再溶解されず、付着したインクから新
たな固着インク16aが形成される。(d)。
FIG. 4 shows changes in the surface condition of the ejection plate 14 with the pigment ink. In the stopped state, nothing is attached to the surface of the discharge plate 14. (A). When the pressurized ink is ejected from the ejection port 18, the inside of the nozzle 3 is about 2.9 kg.
Although the pressure is f / cm 2 , the outside of the ejection port 18 is atmospheric pressure, and due to the rapid expansion due to the pressure difference, the ink not only advances straight to form the ink column 13 but also scatters the ink 17. And also adheres to the surface of the ejection plate 14
To form (B). The attached ink 15 is also formed by the ink bleeding from the ink column 13. Further, the ink adheres to the ejection port even when the ejection of the ink is stopped. These adhering inks 15 eventually solidify to become fixed inks 16. (C). When the ink was re-ejected, the conventional dye ink was redissolved by the ink splatter 17. However, in the pigment ink, since the pigment component is not dissolved in the ink and the solvent, the fixed ink 16 is not completely redissolved, and new fixed ink 16a is formed from the attached ink. (D).

【0022】この固着インクを除去するための洗浄液の
例を以下に示す。洗浄液を構成する媒体はこの付着物を
溶解,膨潤する目的で各種の極性媒体が使用される。例
えば、インクの主溶剤であるメチルエチルケトンやエタ
ノールも極性媒体の一つである。しかし、これらの溶剤
では酸化した成分を溶解することは困難なため、さらに
極性を持つ媒体が使用される。その一例としてジメチル
スルフォキサイドが使用できる。これは分子内に酸素お
よびイオウ原子を有し、高い極性と溶解力を有してい
る。同様にジメチルフォルムアミドやN−メチルピロリ
ドンなども分子構造に窒素原子を有しており、極性と高
い溶解力を有する。これらの媒体は単独でもまた、混合
媒体としても使用される。また、ジメチルスルフォキサ
イドの様に融点が常温近辺の媒体の場合は、融点の低い
メチルエチルケトンなどと混合して常温での作業性を向
上させることが出来る。本発明ではこれらの物質に限定
されるものでは無い。
An example of a cleaning liquid for removing this fixed ink is shown below. Various polar media are used as a medium constituting the cleaning liquid for the purpose of dissolving and swelling the deposits. For example, methyl ethyl ketone or ethanol, which is the main solvent of ink, is one of the polar media. However, since it is difficult to dissolve the oxidized component with these solvents, a medium having more polarity is used. As an example, dimethyl sulfoxide can be used. It has oxygen and sulfur atoms in the molecule and has high polarity and solubility. Similarly, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, and the like also have a nitrogen atom in their molecular structure, and have polarity and high dissolving power. These media are used alone or as a mixed medium. In the case of a medium having a melting point near room temperature such as dimethyl sulfoxide, it can be mixed with methyl ethyl ketone having a low melting point to improve workability at room temperature. The present invention is not limited to these substances.

【0023】これらの媒体に添加される非イオン系界面
活性剤は、ポリエーテル系,シリコン系,フッ素系が挙
げられる。ポリエーテル系の界面活性剤はポリオキシエ
チレンラウリルエーテル系,ポリオキシエチレンセチル
エーテル系,ポリオキシエチレンステアリルエーテル,
ポリオキシエチレンオレイルエーテル,ポリオキシエチ
レン高級アルコールエーテル,ポリオキシエチレンオク
チルフェニルエーテル,ポリオキシエチレンノニルフェ
ニルエーテルなどのポリオキシエチレン誘導体が挙げら
れる。また、シリコン系は主鎖であるジメチルポリシロ
キサンに対してエポキシ変性,ポリエーテル変性,アル
コール変性,エポキシ・ポリエーテル変性,アルキルア
ラルキルポリエーテル変性を行ったものなどが挙げられ
る。また、フッ素系はパーフルオロアルキルベタイン,
パーフルオロアルキルアミンオキサイド,パーフルオロ
アルキルエチレンオキサイドなどが挙げられる。本発明
ではこれらの物質に限定されるものではない。これらの
添加量は極性媒体および界面活性剤の種類により個々に
異なるが、通常0.05%から0.5%の範囲が適切な場
合が多い。
The nonionic surfactants added to these media include polyether-based, silicon-based and fluorine-based surfactants. Polyether type surfactants are polyoxyethylene lauryl ether type, polyoxyethylene cetyl ether type, polyoxyethylene stearyl ether,
Examples thereof include polyoxyethylene derivatives such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene higher alcohol ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, and polyoxyethylene nonylphenyl ether. Further, examples of the silicone type include those obtained by subjecting dimethylpolysiloxane, which is the main chain, to epoxy modification, polyether modification, alcohol modification, epoxy / polyether modification, and alkylaralkylpolyether modification. Fluorine is perfluoroalkyl betaine,
Examples thereof include perfluoroalkylamine oxide and perfluoroalkylethylene oxide. The present invention is not limited to these substances. The addition amount of these varies depending on the types of the polar medium and the surfactant, but is usually appropriate in the range of 0.05% to 0.5%.

【0024】この洗浄液を用いた洗浄方法の一例を図6
にて説明する。吐出停止したノズル3には、洗浄キャッ
プ19がその先端に取り付けられている。この洗浄キャ
ップ19には洗浄液20が満たされている。吐出停止し
たノズルの吐出板14には固着インクが存在するが、こ
のように洗浄液20に浸漬することで溶解,剥離除去さ
れる。
An example of a cleaning method using this cleaning liquid is shown in FIG.
It will be explained in. A cleaning cap 19 is attached to the tip of the nozzle 3 that has stopped discharging. The cleaning cap 20 is filled with the cleaning liquid 20. There is adhered ink on the ejection plate 14 of the nozzle whose ejection has stopped, but it is dissolved and peeled off by being immersed in the cleaning liquid 20 in this way.

【0025】顔料インクでのこの洗浄の効果を次に示
す。評価に用いた顔料インクの主組成を以下に示す。
The effect of this cleaning with pigment ink is as follows. The main composition of the pigment ink used for evaluation is shown below.

【0026】 溶剤 メチルエチルケトン 樹脂 塩ビ系樹脂 顔料 カーボンブラック(平均顔料粒径:0.2μm) このインクで吐出−停止(1時間放置)を10回繰り返
すと、そのノズルの先端に固着物が形成される。この状
態で図6に示すキャップ洗浄で洗浄溶剤としてメチルエ
チルケトンを用い、8時間放置した場合、主に溶解され
る樹脂分が除去されるが、固着した顔料(カーボンブラ
ック)は残ってしまう。この顔料はインク溶液状態では
約0.2μm 程度の粒子であるが、ノズル表面に吸着し
た状態では顔料同士が凝集し、数μmの固まりとなって
いる。そのため、ノズル吐出口を形成するルビーの赤色
は認識することが困難である。上記の吐出−停止をさら
に繰り返すとこの凝集はさらに成長する。この状態では
メチルエチルケトンとの接触では除去されないため、脱
脂綿にメチルエチルケトンを含ませ、ピンセットで擦る
ことで除去される。次に同様に吐出−停止を10回繰り
返し、図6のキャップ洗浄で本開発の洗浄液を用い8時
間放置した場合、表面に付着していた顔料は除去されて
いた。
Solvent Methyl ethyl ketone resin PVC resin Pigment carbon black (average pigment particle size: 0.2 μm) When this ink is repeatedly ejected and stopped (left standing for 1 hour) 10 times, a sticky substance is formed at the tip of the nozzle. . In this state, when methyl ethyl ketone is used as a cleaning solvent in the cap cleaning shown in FIG. 6 and left for 8 hours, the dissolved resin component is mainly removed, but the adhered pigment (carbon black) remains. This pigment is a particle of about 0.2 μm in the ink solution state, but when adsorbed on the nozzle surface, the pigments aggregate with each other to form a mass of several μm. Therefore, it is difficult to recognize the red color of the ruby that forms the nozzle discharge port. When the above discharge-stop is further repeated, this aggregate further grows. In this state, it is not removed by contact with methyl ethyl ketone, so it is removed by rubbing it with tweezers by adding it to absorbent cotton. Next, when the discharge-stop was repeated 10 times in the same manner and the cap cleaning of FIG. 6 was performed and left for 8 hours with the cleaning liquid of the present development, the pigment adhering to the surface was removed.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、インク吐出口の固着イ
ンクを外力を用いる事なく除去出来、インク吐出時のイ
ンク柱の吐出を安定することが出来るため、吐出方向の
変動によるガター回収の不安定を防止することが出来
き、また吐出不安定による印字の乱れを防止出来る。
According to the present invention, the ink adhered to the ink ejection port can be removed without using external force, and the ejection of the ink column at the time of ejecting the ink can be stabilized. It is possible to prevent instability, and it is also possible to prevent print disturbance due to unstable ejection.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のノズル洗浄液を用いる印字
装置の斜視図。
FIG. 1 is a perspective view of a printing apparatus using a nozzle cleaning liquid according to an exemplary embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例のノズル洗浄液を用いる印字
装置の先端の斜視図。
FIG. 2 is a perspective view of the tip of a printing apparatus using the nozzle cleaning liquid according to the embodiment of the invention.

【図3】染料インク吐出−停止サイクル時の吐出口変化
を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing changes in the ejection port during the dye ink ejection-stop cycle.

【図4】顔料インク吐出−停止サイクル時の吐出口変化
を示す断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a change in an ejection port during a pigment ink ejection-stop cycle.

【図5】インク柱に曲がりが生じた場合の吐出方向を示
す説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the ejection direction when the ink column is bent.

【図6】本発明の一実施例のノズル洗浄液を用いた洗浄
方法の例を示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a cleaning method using a nozzle cleaning liquid according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…調圧弁、2…電歪素子、3…ノズル、4…帯電電
極、5…被印字物、6…回収ポンプ、7…供給ポンプ、
8…インクボトル、9…偏向電極、10,10a…イン
ク粒子、11…ガター。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pressure regulating valve, 2 ... Electrostrictive element, 3 ... Nozzle, 4 ... Charging electrode, 5 ... Printed object, 6 ... Recovery pump, 7 ... Supply pump,
8 ... Ink bottle, 9 ... Deflection electrode, 10, 10a ... Ink particles, 11 ... Gutter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インクをノズルから吐出して形成するイン
ク粒子により印字を行うインクジェットプリンタのノズ
ルの洗浄に用いる洗浄液が、少なくとも1種類の極性媒
体と少なくとも1種類の界面活性剤を含有する事を特徴
とする洗浄液。
1. A cleaning liquid used for cleaning a nozzle of an ink jet printer for printing with ink particles formed by ejecting ink from a nozzle contains at least one kind of polar medium and at least one kind of surfactant. A characteristic cleaning solution.
JP11733796A 1996-05-13 1996-05-13 Cleaning fluid Pending JPH09300637A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7425525B2 (en) 2004-07-22 2008-09-16 Toshiba Tec Kabushiki Kaisha Washing solution for inkjet printer head and washing method using the solution
JP2011052071A (en) * 2009-08-31 2011-03-17 Mimaki Engineering Co Ltd Cleaning method

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