WO2016047358A1 - ノズル払拭シート、ノズル払拭ユニット、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
R≧1.3
図1に示されるように、本実施形態に係る画像形成装置10は、枚葉の記録媒体(用紙)Pに、水性顔料インクを用いてインクジェット方式により画像を記録する構成とされている。この画像形成装置10は、記録媒体Pを給紙する給紙部12と、記録媒体Pを搬送する搬送手段と、処理液付与部14と、処理液乾燥処理部16と、画像形成部18と、加熱乾燥処理部20と、UV照射処理部22と、冷却処理部23と、記録媒体Pを排紙する排紙部24と、制御部とを含んで構成されている。
給紙部12は、給紙台30に積載された記録媒体Pを1枚ずつ処理液付与部14へ給紙するように構成されている。給紙部12は、主として、給紙台30と、サッカー装置32と、給紙ローラ対34と、フィーダボード36と、前当て38と、給紙ドラム40とを含んで構成されている。
処理液付与部14は、記録媒体Pの表面(画像形成面)に所定の処理液を付与する。この処理液付与部14は、主として、記録媒体Pを搬送する処理液付与ドラム42と、処理液付与ドラム42によって搬送される記録媒体Pの画像形成面に所定の処理液を付与する処理液付与ユニット44とを含んで構成されている。記録媒体Pの表面に付与する処理液は、搬送方向の下流側に配設された画像形成部18において記録媒体Pに吐出(打滴)するインク中の色材(顔料)を凝集させる機能を有する凝集剤である。
処理液乾燥処理部16では、表面に処理液が付与された記録媒体Pが乾燥処理される。処理液乾燥処理部16は、主として、記録媒体Pを搬送する処理液乾燥処理ドラム46と、用紙搬送ガイド48と、処理液乾燥処理ドラム46によって搬送される記録媒体Pの画像形成面に乾燥風を吹き当てて乾燥させる処理液乾燥処理ユニット50とを含んで構成されている。
画像形成部18は、記録媒体Pの画像形成面にM、K、Y、Cの各色のインクの液滴を吐出して、記録媒体Pの画像形成面にカラー画像を記録する(印刷又は描画)構成とされている。この画像形成部18は、主として、記録媒体Pを搬送する画像形成ドラム52と、画像形成ドラム52によって搬送される記録媒体Pを押圧して、記録媒体Pを画像形成ドラム52の周面に密着させる記録媒体押えローラ54と、記録媒体PにM、K、Y、Cの各色のインク滴(液滴)を吐出する吐出ヘッドの一例としてのインクジェットヘッド56K、56Y、56M、及び56C(以下、総称する場合は「インクジェットヘッド56」という)と、記録媒体Pに記録された画像を読み取るインラインセンサ58と、インクミストを捕捉するミストフィルタ60と、ドラム冷却ユニット62とを含んで構成されている。
加熱乾燥処理部20は、画像記録後の記録媒体Pを乾燥処理し、記録媒体Pの表面に残存する液体成分を除去する。加熱乾燥処理部20は、主として、画像が記録された記録媒体Pを搬送する搬送手段の一例としてのチェーングリッパ64と、チェーングリッパ64によって搬送される記録媒体Pにバックテンション(張力)を作用させるバックテンション付与機構66と、チェーングリッパ64によって搬送される記録媒体Pを加熱乾燥する乾燥ユニット68とを含んで構成されている。
UV照射処理部22は、インクが吐出された記録媒体Pの描画面へ活性エネルギー線の一例としての紫外線を照射しインクを硬化させて画像を定着させる。なお、ここでいう活性エネルギー線とは、その照射によりインク組成物中において開始種を発生させうるエネルギー線のことを指し、広くα線、γ線、X線、紫外線、可視光線、電子線などを包含するものであるが、中でも、硬化感度及び装置の入手容易性の観点から紫外線や電子線を用いるのが好ましく、紫外線がより好ましい。
冷却処理部23は、加熱乾燥処理部20により加熱乾燥され、UV照射処理部22により紫外線が照射された記録媒体Pを冷却する。この冷却処理部23は、主として、UV照射された記録媒体Pを搬送するチェーングリッパ64と、チェーングリッパ64によって搬送される記録媒体Pを支持して記録媒体Pと摺接する搬送面の一例としての支持板82と、チェーングリッパ64によって搬送される記録媒体Pへ送風する送風ユニット78とで構成されている。
排紙部24は、一連の画像形成処理が行われた記録媒体Pを回収する構成とされている。排紙部24は、主として、インクが定着された記録媒体Pを搬送するチェーングリッパ64と、記録媒体Pを積み重ねて回収する排紙台76とを備えて構成されている。排紙台76には、記録媒体Pが整然と積重ねるための用紙当て(前用紙当て、後用紙当て、横用紙当て等)が設けられている。また、排紙台76には、図示しない排紙台昇降装置が記録媒体Pを昇降自在に設けられている。排紙台昇降装置では、排紙台76に回収される記録媒体Pの増減に連動して、昇降の駆動が制御されており、最上位に位置する記録媒体Pが常に一定の高さに位置するように調整されている。
本実施形態で用いるインクとしては、例えば光としての紫外線の照射により硬化する水性紫外線インクが使用されている。水性紫外線インクには、顔料と、ポリマー粒子と、活性エネルギー線により重合する水溶性の重合性化合物と、光重合開始剤とが含まれることが好ましい。このような水性紫外線インクでは、紫外線が照射されて硬化されると、画像の耐擦性が優れ、画像の膜強度が高い。なお、色材としては染料が含まれてもよい。
本実施形態では、一例として、自己分散性ポリマー粒子A-01、水不溶性ポリマー分散剤P-1、及びシアン顔料分散液Cの水分散物を用いて、下記のインク組成となるように各成分を混合した。次いで、プラスチック製のディスポーザブルシリンジに詰め、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)製の孔径5μmフィルタ(ミリポア社製のMillex-SV、直径25mm)にて濾過し、シアンインク(インク組成物)を得た。なお、シアンインク(原液)のpH(25℃)は8.3とした。
<インク組成>
・ピグメント・ブルー15:3(シアン顔料) ・・・ 2.5質量%
・水不溶性ポリマー分散剤P-1(固形分) ・・・ 1.25質量%
・自己分散性ポリマー粒子A-01(固形分) ・・・ 8.0質量%
・サンニックスGP-250 ・・・10.0質量%
(平均分子量250、三洋化成工業(株)製)
・TPGmME ・・・ 4.0質量%
(トリプロピレングリコールモノメチルエーテル;以下同様)
・DPG(ジプロピレングリコール;以下同様) ・・・ 4.0質量%
・オルフィンE1010(界面活性剤、日信化学工業(株)製)・・・ 1.0質量%
・尿素 ・・・ 5.0質量%
・スノーテックスXS(日産化学(株)製、コロイダルシリカ)・・・ 0.3質量%
・イオン交換水 ・・・全体で100質量%としたときの残量
攪拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた2リットル三口フラスコに、メチルエチルケトン360.0gを仕込んで、75℃まで昇温した。これにメチルメタクリレート162.0g、イソボルニルメタクリレート126.0g、「PME-100」(メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(n=2)、日油(株)製)50.4g、メタクリル酸21.6g、メチルエチルケトン72g、及び「V-601」(和光純薬工業(株)製)1.44gからなる混合溶液を、2時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、「V-601」0.72g及びメチルエチルケトン36.0gからなる溶液を加え、75℃で2時間攪拌した後、さらに「V-601」0.72g及びメチルエチルケトン36.0gからなる溶液を加え、75℃で2時間攪拌した。その後、85℃に昇温してさらに2時間攪拌を続け、メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/PME-100/メタクリル酸共重合体(=45/35/14/6[質量比])の樹脂溶液を得た。
得られた共重合体の重量平均分子量(Mw)は、65000(GPCによりポリスチレン換算で算出)、酸価は39mgKOH/g、ガラス転移温度(Tg)は92℃であった。
攪拌機、冷却管を備えた1000mLの三口フラスコにメチルエチルケトン88gを加えて窒素雰囲気下で72℃に加熱した。これに、メチルエチルケトン50gにジメチル2,2’-アゾビスイソブチレート0.85g、ベンジルメタクリレート60g、メタクリル酸10g、及びメチルメタクリレート30gを溶解した溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間反応した後、メチルエチルケトン2gにジメチル2,2’-アゾビスイソブチレート0.42gを溶解した溶液を加え、78℃に昇温し4時間加熱した。得られた反応溶液を大過剰量のヘキサンに2回再沈殿させ、析出した樹脂を乾燥した。このようにして、ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メチルメタクリレート共重合体(=60/10/30[質量比])(水不溶性ポリマー分散剤P-1)96gを得た。
得られた共重合体の組成は、1H-NMRにて確認し、GPCにより求めた重量平均分子量(Mw)は44600であった。また、酸価は、65.2mgKOH/gであった。
上記のようにして得た水不溶性ポリマー分散剤P-1を5.0g、ピグメント・ブルー15:3(大日精化(株)製)10.0g、メチルエチルケトン40.0g、1mol/L水酸化ナトリウム8.0g、イオン交換水82.0g、0.1mmジルコニアビーズ300gをベッセルに供給し、レディーミル分散機(アイメックス社製)で1000rpm、6時間分散した。得られた顔料分散液をエバポレーターでメチルエチルケトンが充分に留去できるまで減圧濃縮し、顔料濃度が約12質量%になるまで濃縮した。
その後、顔料分散液に対して8000rpm、30分間の遠心処理を行ない、沈殿物として残留した粗大粒子を除去した。上澄みの吸光度を測定し、顔料濃度を決定した。
上記のようにして、シアン顔料分散液Cを調液した。分散液中に分散されている顔料粒子の平均粒径は、97nmであった。
次に、図2及び図3を参照してノズル払拭ユニット86について説明する。なお、図3では、ノズル払拭ユニット86Kについて図示しているが、他のノズル払拭ユニット86Y、86M、86Cについても同様の構成とされている。図2に示されるように、ノズル払拭ユニット86は、画像を形成する画像形成位置Aと、インクジェットヘッド56のメンテナンスを行うメンテナンス位置Bとの間に配置されている。また、各ノズル払拭ユニット86K、86Y、86M、86Cは、それぞれのインクジェットヘッド56K、56Y、56M、56Cと対向する位置に配置されている。
本実施形態では、洗浄液108の一例として、下記組成の成分を混合し、pH7.8(25℃)になるように硝酸により調整したものを用いた。
・DEGmBE(一般式(I)で表される水溶性有機溶剤) ・・・20.0質量%
・DEG(保湿剤) ・・・10.0質量%
・イミダゾール(pKa=7.0、塩基性化合物) ・・・ 0.5質量%
・ベンゾトリアゾール ・・・ 0.2質量%
・イオン交換水 ・・・ 全体で100質量%としたときの残量
次に、ノズル払拭シート120について説明する。ノズル払拭シート120は、長尺状に形成されており、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレン、ナイロン等の極細繊維を織り込んだシートにより構成されている。
R≧1.3
インクを滴下した後の形状は、以下のようにして計測した。初めに、ノズル払拭シート120をコップ等の容器の上に敷設して、容器の開口を覆うようにする。このとき、ノズル払拭シート120におけるインクを滴下する部分の両面が空気に触れた状態で、且つ両端部を張った状態で固定する。次に、ノズル払拭シート120のインクを滴下する部分に洗浄液を付与する。洗浄液の液量は、ノズル払拭シート120の長さ1cm当たりに0.1ml程度とする。そして、洗浄液を付与してから10秒程度放置して洗浄液を染み込ませた後に、シリンジにより1滴(0.025ml程度)のインクを滴下する。このとき、インクの濡れ広がり状態を確認できるようにビデオカメラ等の撮影手段により撮影しておく。そして、洗浄液を付与してから所定時間経過後のインクの形状を確認し、最も濡れ広がった方向の長さと、直交する方向の長さとを計測して縦横比Rを算出する。
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態に係る画像形成装置10では、図2に示されるように、インクジェットヘッド56が画像形成位置Aからメンテナンス位置Bへ移動する移動時、及びメンテナンス位置Bから画像形成位置Aへ移動する移動時の少なくとも一方の移動中に、ノズル払拭シート120によってノズル面57が払拭される。
以上、本発明を上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、本実施形態に係る画像形成装置10の搬送用のドラムは、1回の回転により2枚の記録媒体Pを搬送する構成(2倍胴)されているが、これに限らず、搬送枚数は特に限定しない。例えば、3枚を搬送する構成(3倍胴)であってもよい。また、1回の回転により1枚のみを搬送する構成としてもよい。
56K、56Y、56M、56C インクジェットヘッド(吐出ヘッド)
57K、57Y、57M、57C ノズル面
86K、86Y、86M、86C ノズル払拭ユニット
93 洗浄液付与機構(洗浄液付与部)
102 送出側ウェブコア(送出部)
104 巻取側ウェブコア(巻取部)
110 押圧ローラ(押圧部)
108 洗浄液
120 ノズル払拭シート(払拭部材)
A 画像形成位置
B メンテナンス位置
P 記録媒体
Claims (9)
- 液滴を吐出するノズルを備えた吐出ヘッドのノズル面を払拭する払拭部材であって、
前記払拭部材へ洗浄液を付与した後に、当該払拭部材へ滴下した前記液滴の形状が、前記洗浄液を付与してから40秒後の該液滴の縦横比をRとしたときに以下の条件を満たす払拭部材。
R≧1.3 - 請求項1に記載された払拭部材と、
前記払拭部材を連続して送り出す送出部と、
送り出された前記払拭部材を巻き取る巻取部と、
前記送出部と前記巻取部との間に設けられて前記払拭部材を前記吐出ヘッドの前記ノズル面へ押圧する押圧部と、
を有するノズル払拭ユニット。 - 前記払拭部材へ洗浄液を付与する洗浄液付与部が設けられている請求項2に記載のノズル払拭ユニット。
- 記録媒体へ液滴を吐出するノズルを備えた吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドを画像形成位置とメンテナンス位置との間で相互に移動させる吐出ヘッド移動機構と、
前記画像形成位置と前記メンテナンス位置との間に設けられて前記吐出ヘッドと対向配置された請求項2又は請求項3に記載のノズル払拭ユニットと、
を有し、
前記吐出ヘッドが前記画像形成位置から前記メンテナンス位置へ移動する移動時、及び前記吐出ヘッドが前記メンテナンス位置から前記画像形成位置へ移動する移動時の少なくとも一方の移動中に前記吐出ヘッドの前記ノズル面を前記払拭部材で払拭する画像形成装置。 - 前記吐出ヘッドが移動する方向と、前記払拭部材における前記液滴が最も広がる方向とが交差する方向になっている請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記吐出ヘッドは、記録媒体の同じ位置に液滴を吐出しないように構成されている請求項4又は請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記吐出ヘッドは、記録媒体の幅方向の全域に延在されており、1回の走査で1ラインの画像を形成する請求項4~請求項6の何れか1項に記載の画像形成装置。
- 前記液滴はインクである請求項1に記載の払拭部材。
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