JP4397220B2 - インクジェット記録装置用洗浄液、およびそれを用いた洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明はインクジェット記録装置用洗浄液、およびそれを用いたインクジェット記録装置の洗浄方法に関する。

インクジェット記録装置の製造時の印写検査後、修理工程前後などにインク流路の洗浄が必要となるが、従来は、水、界面活性剤水溶液等が用いられてきた。この場合、洗浄度はある程度確保できたとしても、インクを再充填した際の充填効率が充分でなかったり、吐出不良が発生するなどの問題があった。さらに最近では、耐水性、耐光性などの観点から着色剤に顔料を用いたインクが実用化されるに至った。または、染料を用いる場合にも、同様な理由から、染料濃度を高くしたり水溶性の低いものを用いるなどの傾向があり、前記問題がより顕著になってきた。

特許文献１には、洗浄液に要求される要件としては、異物を確実に流路構成部材表面から剥離させること、流路に流した際、構成部材を劣化させないこと、洗浄液残りが発生してこの状態で放置されても流路の詰まりが発生しないこと、流路やオリフィス面に撥水処理や親水処理がされている場合これらの機能を低下させないことが挙げられ、また洗浄の際ある程度の流量や流速を確保する必要があり、この意味では洗浄液の粘度が１００センチポアズ以下であることが必要であって、これらのことを考慮すると、洗浄液としてはインクの成分の内一種類以上の成分からなる液が構成材料を損なうことなく良好な洗浄ができ、またＰＨ１０以上のアルカリ液を流すことによっても高い洗浄効果を得ることができ、具体的には重量％濃度で０．５％以上の水酸化カリウム溶液、または、水酸化ナトリウム溶液、トリエタノールアミン溶液で高い洗浄効果が得られ、更にインクの一種類以上の成分に界面活性剤を添加した洗浄液も高い洗浄効果を得ることができ、界面活性剤の種類としては非イオン系、陽イオン系、陰イオン系、両性イオン系のいずれでもよいが、中でも洗浄効果が高く、洗浄時に泡立ち難い界面活性剤としてはサーフィノール４６５、ＴＧ、８２（日信化学）がある旨記載されている。しかし、この従来技術では、洗浄後にインク再充填性に悪影響を及ぼさずにインク流路の洗浄ができない。

特許第３１０８７８８号公報

本発明の目的は、特に高粘度インク、顔料インクにおいても、インク流路の洗浄が充分に行なえ、洗浄後のインク再充填性に問題を起こさないインクジェット記録装置用洗浄液、およびそれを用いた洗浄方法を提供することである。

洗浄後の再充填性には、気泡、インク流路の濡れ性、洗浄度など種々の要因が影響すると考えられるが、特定の界面活性剤水溶液を用いることにより、洗浄度を確保した状態で再充填性を劣化させない新規洗浄液が本発明において見い出された。
すなわち、洗浄液が、少なくとも水と下記一般式（１）に示したポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルを含有することにより、インクを再充填する際、顔料インク、高粘度インクにおいてさえも、充填効率を確保し、吐出不良などの不具合を起こさないことを見出した。

（ただし、ｍ＋ｎ＝０〜２０、ｘ＝３〜１０、ｙ＝０〜１０を表わす。）

さらに、前記洗浄液中には保湿剤、特に多価アルコール化合物、また、アミノプロパンジオール誘導体、特に２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオールを含有させるとより効果的となる。
さらに本発明は、前記洗浄液を用いたインクジェット記録装置の洗浄方法を提案するものであり、この場合のインクジェット記録装置としては、使用インクが顔料インクの場合、またインク粘度が５〜１５ｍＰａ・ｓの場合に本発明の効果が非常に顕著に現れる。

本発明により、インク流路の洗浄が充分に行なえ、洗浄後のインク再充填性に問題を起こさないインクジェット記録装置用洗浄液及び洗浄方法が提供でき、特に洗浄後のインク再充填性の向上に寄与した。
また、洗浄後のインク再充填性に問題を起こし易い顔料インク及び高粘度インクの場合にも大きな効果があることが見い出された。

インクジェット記録装置用洗浄液の要求特性としては、まずインク流路内の洗浄能力、すなわち異物を流路構成部材から剥離し流し出すことが挙げられる。また、洗浄液は接液によって流路構成部材を劣化させないことも重要となる。特に、ノズル面等は撥水性、親水性処理が施されていることもあるが、このような機能が低下することがないようでなければならない。さらに、本発明で最も重要な洗浄後のインク再充填性を劣化させないことが重要である。

本発明の洗浄液は前述のとおり、少なくとも水と前記一般式（１）に示したポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルを含有するものであり、洗浄能力、流路構成部材の接液性、インク再充填性への悪影響がないという各点で非常に優れている。
前記一般式（１）に示したポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルの含有量は、０．０１〜１０重量％が好ましく、さらに好ましくは０．０５〜１．０重量％である。含有量が０．０１％より低いと洗浄効果が薄れ、１０％より高いと洗浄液そのものの保存安定性、発泡性などの問題が生じる。
一般式（１）において、ｍ，ｎ，ｘ，ｙの値を変えることにより、疎水性、親水性の制御ができる。ｍ，ｎを増やすとアルキル部が長くなり疎水性に傾き、ｘ，ｙを増やすとオキシアルキレン部が長くなり親水性に傾く。さらに、ｘ，ｙの比率を変えることによっても特性が変化し、泡性状等が異なり、使用用途にあったものを選択できる。

さらに洗浄液に添加すると効果的な保湿剤であるが、これは流路内での洗浄液の乾燥を防いだり、インクを再充填する際、洗浄液が残留していても容易にインクと混合し易くするため、発泡を防ぐなどの目的で含有される。このため、通常インクに含有されるものを用いることができる。たとえば、水溶性多価アルコール、含窒素炭化水素溶媒、含硫黄炭化水素溶媒などが挙げられ、これらは、複数含有してもよい。これらの中で特に水溶性多価アルコールは好適であり、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，５ペンタンジオール、１，６へキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、グリセリン、１，２，６−へキサントリオール、１，３−ブタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等が挙げられる。保湿剤の含有量は１〜５０％が好ましい。

さらに洗浄液に添加すると効果的なアミノプロパンジオール誘導体であるが、これは主に洗浄液をアルカリ性にして、洗浄能力を向上させる目的で含有され、たとえば、１−アミノ−２，３−プロパンジオール、１−メチルアミノ−２，３−プロパンジオール、２−アミノ−２−メチル−１，３−プロパンジオール、２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール等が挙げられ、特に２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオールが効果的である。これらは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの無機アルカリ、トリエタノールアミンなど有機アルカリとは異なり、流路構成部材を劣化させないのに、前記ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルの流路洗浄効果を著しく増加させるものである。アミノプロパンジオール誘導体の含有量としては、０．０１〜５．０％が好ましく、さらに好ましくは、０．１〜１．０％であり、この場合、ｐＨとしては８〜１１程度となる。

本発明は、前記洗浄液を用いたインクジェット記録装置の洗浄方法を提案するものであるが、具体的な洗浄方法としては、前記洗浄液を用いる以外は特に限定されるものではない。洗浄液をインク流路内に供給し排出する工程を繰り返せば良いので、たとえば、インクジェット記録装置本体の供給、吸引機構を用いて、洗浄液の入ったカートリッジから洗浄液をインク流路内に供給、排出を繰り返す方法、外部からインク容器を加圧してインクを供給する方法、ヘッド側から外部のポンプを用いて吸引する方法等が挙げられる。

実施例１
以下の組成の洗浄液を作製し、０．１μｍフィルターでろ過した。
＜洗浄液＞
日本触媒製ソフタノールＥＰ−７０２５
（一般式（１）中、ｍ＋ｎ＝９〜１１、ｘ＝７、ｙ＝２．５） １重量部
純水 ９９重量部
ＰＺＴで駆動するヘッドを有するインクジェット記録装置にあらかじめ、以下のインク（５．３ｍＰａ・ｓ）を充填し、印字を行ない、全ノズルからインクが吐出されていることを確認した。
＜インク＞
以下の組成物を混合攪拌後、１．０μｍフィルターでろ過して作製した。
ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ ２００（スルホン基付加型） ２０重量部
ジエチレングリコール ８重量部
グリセリン ４重量部
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ３重量部
２−ピロリドン ２重量部
純水 ６３重量部
次に、ノズル前面から外部のポンプでインクを吸引した後、インクジェット記録装置の供給ポンプを用いて供給口から洗浄液を供給し、ノズル前面からポンプで洗浄液を吸引する動作を５回繰り返した。この際、最後の吸引洗浄液を回収し、５００ｎｍの吸光度測定から回収した洗浄液中のインク濃度（重量％）を測定した。

次に、上記と同じインクを再充填し、印字を行なって不吐出のノズル量から再充填性を以下の評価基準で評価した。結果を表１に示す。
◎：全ノズル中、不吐出ノズルなし
○：全ノズル中、不吐出ノズル０．５％未満
△：全ノズル中、不吐出ノズル０．５％以上５％未満
×：全ノズル中、不吐出ノズル５％以上

実施例２
実施例１において、洗浄液、インクの組成を以下のものにした。
＜洗浄液＞
日本触媒製ソフタノールＥＰ−９０５０
（一般式（１）中、ｍ＋ｎ＝９〜１１、ｘ＝９、ｙ＝５） ０．５重量部
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ７重量部
純水 ９２．５重量部
＜インク＞
以下の組成物を混合攪拌後、１．０μｍフィルターでろ過して作製した。（粘度：８．０ｍＰａ・ｓ）
ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ ２００（スルホン基付加型） ２５重量部
ジエチレングリコール ８重量部
グリセリン ４重量部
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ３重量部
２−ピロリドン ２重量部
純水 ５８重量部

実施例３
実施例１において、洗浄液、インクの組成を以下のものにした。
＜洗浄液＞
日本触媒製ソフタノールＥＰ−９０５０
（一般式（１）中、ｍ＋ｎ＝９〜１１、ｘ＝９、ｙ＝５） ０．５重量部
ジエチレングリコール １５重量部
純水 ８４．５重量部
＜インク＞
以下の組成物を混合攪拌後、１．０μｍフィルターでろ過して作製した。（粘度：１２．６ｍＰａ・ｓ）
ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ ２００（スルホン基付加型） ３５重量部
ジエチレングリコール ８重量部
グリセリン ４重量部
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ３重量部
２−ピロリドン ２重量部
純水 ４８重量部

実施例４
実施例１において、洗浄液の組成を以下のものにした。
＜洗浄液＞
日本触媒製ソフタノール９０
（一般式（１）中、ｍ＋ｎ＝９〜１１、ｘ＝９、ｙ＝０） １．０重量部
２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール ０．５重量部
純水 ９８．５重量部

実施例５
実施例１において、洗浄液、インクの組成を以下のものにした。
＜洗浄液＞
日本触媒製ソフタノールＥＰ−７０４５
（一般式（１）中、ｍ＋ｎ＝９〜１１、ｘ＝７、ｙ＝４．５） ０．２重量部
グリセリン ５重量部
純水 ９４．８重量部
＜インク＞
［イエロー顔料分散液］
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８ １５重量部
スチレン−アクリレート−メタクリル酸ジエタノールアミン塩共重合体 ３重量部
純水 ８２重量部
上記のイエロー顔料分散液を用い、以下の組成物を混合攪拌後、１．０μｍフィルターでろ過して作製した。（粘度：８．８ｍＰａ・ｓ）
イエロー顔料分散液 ２６．７重量部
ジエチレングリコール １０重量部
グリセリン ５重量部
２−ピロリドン １０重量部
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール ３重量部
純水 ４５．３重量部

実施例６
以下の充填液、インクで実施例１と同様な評価を行なった。
＜洗浄液＞
日本触媒製ソフタノール３０
（一般式（１）中、ｍ＋ｎ＝９〜１１、ｘ＝３、ｙ＝０） ０．５重量部
１，３−ブタンジオール ２０重量部
１−アミノ−２，３−プロパンジオール １．０重量部
純水 ７８．５重量部
＜インク＞（粘度：３．１ｍＰａ・ｓ）
Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９ ４重量部
グリセリン ５重量部
エチレングリコール ５重量部
１，３，−ヘキサンジオール ３重量部
２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール ０．８重量部
純水 ８２．２重量部

比較例１
実施例１において、純水を洗浄液として用いた。

比較例２
実施例２において、以下の洗浄液を用いた。
＜洗浄液＞
日光ケミカルズ製 ＥＣＴＤ３ＮＥＸ １重量％
純水 ９９重量％

比較例３
実施例３において、以下の洗浄液を用いた。
＜洗浄液＞
日信化学工業製 サーフィノール１０４Ｅ ０．５重量％
ジエチレングリコール １５重量部
純水 ８４．５重量％

比較例４
実施例４において、以下の洗浄液を用いた。
＜洗浄液＞
日信化学工業製 オルフィンＳＴＧ １．０重量％
２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール ０．５重量部
純水 ９８．５重量％

比較例５
実施例５において、純水を洗浄液として用いた。

比較例６
実施例６において、純水を洗浄液として用いた。

Claims (8)

1. 少なくとも水と下記一般式（１）に示したポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルを含有することを特徴とするインクジェット記録装置用洗浄液。
   

   

   （ただし、ｍ＋ｎ＝０〜２０、ｘ＝３〜１０、ｙ＝０〜１０を表わす）
2. さらに保湿剤を含有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置用洗浄液。
3. 前記保湿剤が多価アルコール化合物であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置用洗浄液。
4. さらにアミノプロパンジオール誘導体を含有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置用洗浄液。
5. 前記アミノプロパンジオール誘導体が２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオールであることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置用洗浄液。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の洗浄液を用いたことを特徴とするインクジェット記録装置におけるインク流路の洗浄方法。
7. インクジェット記録装置がインク中に顔料を含有しているインクを用いたものであることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置におけるインク流路の洗浄方法。
8. 前記インクのインク粘度が５〜１５ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置におけるインク流路の洗浄方法。