JP2021123086A - 液体噴射装置、液体噴射装置のメンテナンス方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ノズル面に配置されるノズル36から液体を噴射可能な液体噴射部20と、液体噴射部20が噴射する液体を吸収可能な帯状部材60をノズル面に接触させた状態でノズル面に対して相対移動させて、ノズル面をワイピングするワイピング動作を実行可能なワイピング機構43と、帯状部材60でノズル面をワイピングするワイピング動作の前に、帯状部材60をノズル面に非接触でかつノズル面に付着した液体に接触可能な状態で、ワイピング動作時の相対移動より速い速度で、ノズル面に対して相対移動させる前ワイピング動作を行う制御部と、を備える。
【選択図】図3
Description
図3に示すように、メンテナンスユニット22は、幅方向Xに並ぶフラッシング装置42、ワイピング機構43、吸引装置44、及びキャッピング装置45を有する。キャッピング装置45の上方は、液体噴射部20のホームポジションHPとなる。ホームポジションHPは、液体噴射部20の移動の始点となる。ワイピング機構43の上方は、液体噴射部20のクリーニング位置CPとなる。図3には、クリーニング位置CPに位置する液体噴射部20を二点鎖線で示す。
図3に示すように、ワイピング機構43は、ワイピング本体部59と、ワイピング本体部59を移動可能に支持する軌道部70と、を備える。ワイピング本体部59は、液体噴射部20が噴射する液体を吸収可能な帯状部材60と、帯状部材60を収容するケース61と、ケース61内に設けられる動力伝達機構62及びワイピング用モーター63と、を備えてもよい。ワイピング本体部59は、軌道部70上を図4に示す待機位置WPと図3に示す受容位置RPとの間で移動する。
図6に示すように、本実施形態の動力伝達機構62は、駆動歯車80、第1歯車81〜第17歯車97、巻取歯車98、及び巻出歯車99を備える。駆動歯車80は、ワイピング用モーター63の駆動軸80aに固定されている。巻取歯車98は、巻取軸67aに固定されている。巻出歯車99は、巻出軸64aに固定されている。第3歯車83と第4歯車84は、歯車軸83aに固定され、一体で回転する。第16歯車96と第17歯車97は、一体に設けられている。動力伝達機構62は、第14歯車94に負荷を与える図示しない負荷付与部を備えてもよい。
図6に示すように、制御部29は、ワイピング用モーター63を正転駆動させ、ワイピング本体部59を待機位置WPに位置させた状態で帯状部材60を巻き取らせる。ワイピング本体部59が待機位置WPに位置するとき、ストッパー107は、上部当接部110が第1押圧部73に押され、巻取位置に位置する。回転部材100は、第1突出部100aが第1当接部101に当たり、回転が制限される。
図4に示すように、制御部29は、液体噴射部20を実線で示すワイピング位置に位置させた状態でワイピング本体部59を移動させることにより、帯状部材60でノズル面40をワイピングするワイピング動作を行う。制御部29は、液体噴射部20を二点鎖線で示す前ワイピング位置に位置させた状態でワイピング本体部59を移動させることにより、帯状部材60をノズル面40に非接触な状態でノズル面40に対して相対移動させる前ワイピング動作を行う。
図3に示すように、制御部29は、ワイピング本体部59を受容位置RPに位置させ、液体噴射部20をクリーニング位置CP及び前ワイピング位置に位置させて加圧クリーニングを行う。
ノズル36からインクを噴射して印刷を行うと、ノズル面40には、ミストが付着することがある。印刷によりノズル面40に付着する液体の量は、加圧クリーニングによりノズル面40に付着する液体の量より少ない。制御部29は、印刷の途中、もしくは印刷後に第2払拭動作を行ってもよい。
図3に示すように、制御部29は、ワイピング本体部59を受容位置RPに位置させ、液体噴射部20をクリーニング位置CP及び前ワイピング位置に位置させて排出クリーニングを行う。
(1)制御部29は、帯状部材60とノズル面40とを相対移動させて、前ワイピング動作及びワイピング動作を続けて行う。前ワイピング動作は、ワイピング動作より速い速度で帯状部材60とノズル面40とを相対移動させる。前ワイピング動作に要する時間は、ワイピング動作に要する時間より短い。前ワイピング動作とワイピング動作とを続けて行う場合に要する時間は、ワイピング動作を連続して行う場合に要する時間より短い。したがって、ノズル面40のワイピングを複数回行う場合に増加する時間を低減することができる。
・ワイピング機構43は、帯状部材60の搬送経路に沿って移動方向Dに並ぶ2つの押圧ローラー65を備え、2つの押圧ローラー65の間の領域を接触領域60aとしてもよい。
・制御部29は、ノズル面40を移動させることにより、帯状部材60とノズル面40とを相対移動させてもよい。制御部29は、帯状部材60とノズル面40との双方を移動させることにより、帯状部材60とノズル面40とを相対移動させてもよい。例えば、制御部29は、ワイピング本体部59を移動させて前ワイピング動作を行い、液体噴射部20を移動させてワイピング動作を行ってもよい。
・ワイピング機構43は、前ワイピング動作及びワイピング動作の少なくとも一方の動作の前に、帯状部材60の接触領域60aにワイピング液を供給してもよい。この場合、ワイピング機構43はワイピング液を供給する供給機構を備え、制御部29によって供給機構を制御することで接触領域60aへのワイピング液の供給を行うようにしてもよい。これにより、ワイピング液が供給された帯状部材60でもって前ワイピング動作やワイピング動作を行うことができる。
・ワイピング液は、純水を採用してもよいし、純水に防腐剤を含ませた液体を採用してもよい。ワイピング液は、液体噴射部20が使用する液体の表面張力より高い表面張力を有する液体を採用してもよい。例えば、ワイピング液として、表面張力が40mN/m以上且つ80mN/m以下となる液体を採用してもよいし、表面張力が60mN/m以上且つ80mN/m以下となる液体を採用してもよい。
帯状部材60に含浸液を含浸させると、帯状部材60の表面から内部に顔料粒子が移動しやすくなり、帯状部材60の表面に顔料粒子が残りにくくなる。含浸液は、浸透剤や保湿剤を含むことが好ましい。これにより、顔料粒子が帯状部材60中により吸収されやすくなる。なお、含浸液は、無機顔料粒子を帯状部材60の表面から内部へ移動させることができる液であれば特に限定されない。
式(1)で表されるアセチレングリコール系界面活性剤の中でも、好ましくは2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3オールなどが挙げられる。式(1)で表されるアセチレングリコール系界面活性剤として市販品を利用することも可能であり、その具体例としては、いずれも「AirProducts and Chemicals.Inc.」より入手可能なサーフィノール82、104、440、465、485、又はTG、日信化学社製のオルフィンSTG、日信化学社製のオルフィンE1010などが挙げられる。アセチレングリコール系界面活性剤は、一種単独で用いても又は二種以上を併用してもよい。
式(2)で表されるシロキサン系界面活性剤としては、R1〜R7がすべてメチル基を表し、jが1〜2を表し、kが1〜2を表し、gが1〜2を表し、pが1以上5以下の整数を表し、qが0である化合物が好ましい。
式(3)で表されるシロキサン系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、Rが水素原子又はメチル基を表し、aが7〜11の整数を表し、mが30〜50の整数を表し、nが3〜5の整数を表す化合物、Rが水素原子又はメチル基を表し、aが9〜13の整数を表し、mが2〜4の整数を表し、nが1〜2の整数である化合物、Rが水素原子又はメチル基を表し、aが6〜18の整数を表し、mが0の整数を表し、nが1の整数である化合物、Rが水素原子を表し、aが2〜5の整数を表し、mが20〜40の整数を表し、nが3〜5の整数である化合物などが好ましい。
液体噴射装置11に使用されるインクは、組成上、樹脂を含有し、1気圧下での沸点が290℃のグリセリンを実質的に含有しない。インクがグリセリンを実質的に含むと、インクの乾燥性が大幅に低下してしまう。その結果、種々の媒体14、特にインク非吸収性又は低吸収性の媒体14において、画像の濃淡ムラが目立つだけではなく、インクの定着性も得られない。さらに、インクは、上記グリセリンを除く、1気圧下相当での沸点が280℃以上のアルキルポリオール類を実質的に含まないことが好ましい。
ノズル面40には、撥液膜を形成してもよい。撥液膜は、撥液性を有する膜であれば特に限定されない。撥液膜は、例えば、撥液性を有する金属アルコキシドの分子膜を成膜し、その後、乾燥処理、アニール処理等を経て形成することができる。金属アルコキシドの分子膜は撥液性を有していればいかなるものでもよいが、フッ素を含む長鎖高分子基(長鎖RF基)を有する金属アルコキシドの単分子膜、または撥液基(例えば、フッ素を含む長鎖高分子基)を有する金属酸塩の単分子膜であることが望ましい。金属アルコキシドとしては、特に限定されないが、その金属種としては、例えば、ケイ素、チタン、アルミニウム、ジルコニウムが一般的に用いられる。長鎖RF基としては、例えば、パーフルオロアルキル鎖、パーフルオロポリエーテル鎖が挙げられる。この長鎖RF基を有するアルコキシシランとして、例えば、長鎖RF基を有するシランカップリング剤等が挙げられる。また、撥液膜としては、例えばSCA(Silane Coupling Agent)膜や、特許第4424954号に記載されたものも用いることができる。
次に、無機顔料を含有するインク組成物(以下、無機顔料含有インク組成物)、および無機顔料以外の色材を含有するインク組成物(以下、無機顔料非含有インク組成物)に含まれるか、または含まれ得る添加剤(成分)について説明する。インク組成物は、色材(無機顔料、有機顔料、染料など)、溶媒(水、有機溶剤など)、樹脂、界面活性剤などから構成される。
無機顔料含有インク組成物は、色材として無機顔料を1.0質量%以上20.0質量%以下の範囲で含むものである。特に、無機顔料含有インク組成物が白色インク組成物の場合には、無機顔料濃度は5質量%以上が好ましい。
<顔料>
無機顔料含有インク組成物に含まれる無機顔料は、平均粒子径が20nm以上250nm以下であることが好ましく、より好ましくは20nm以上200nm以下である。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、亜鉛等の単体金属;酸化セリウム、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化錫、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化チタン等の酸化物;硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩;珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム等の珪酸塩;チッ化ホウ素、チッ化チタン等のチッ化物;炭化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化ジルコニウム等の炭化物;ホウ化ジルコニウム、ホウ化チタン等のホウ化物等が挙げられる。このなかでも好ましい無機顔料としては、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素等が挙げられる。より好ましくは、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウムが挙げられる。酸化チタンにおいては、ルチル型のものはモース硬度が7〜7.5前後に対して、アナターゼ型は6.6〜6前後である。ルチル型の酸化チタンは製造コストも低く、好ましい結晶系であり良好な白色度も発揮できる。そのため、ルチル型二酸化チタンを用いた場合には、撥液膜保存性を有し、低コストかつ良好な白色度の記録物を作製できる液体噴射装置11となる。
無機顔料以外の顔料の平均粒子径は、ノズル36における目詰まりを抑制することができ、かつ、吐出安定性が一層良好となるため、250nm以下であることが好ましい。
色材として染料を用いることができる。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、および塩基性染料が使用可能である。
<樹脂>
樹脂としては、例えば、樹脂分散剤、樹脂エマルジョン、およびワックス等が挙げられる。これらの中でもエマルジョンであれば密着性や耐擦性が良好であり好ましい。
(1)インクジェット記録用インク組成物は熱変形温度10℃以下の第1樹脂を含む(以下、「第1のインク」という。)。
これらのインク組成物はノズル面40及び帯状部材60上で固化が起こりやすい性質を有し、撥液膜の損傷も促進しやすい傾向にあるが本願発明であればそれを良好に防止できる。
インク組成物に上記の顔料を含有させる際、顔料が水中で安定的に分散保持できるようにするため、当該インク組成物は樹脂分散剤を含むとよい。上記インク組成物が水溶性樹脂や水分散性樹脂等の樹脂分散剤を用いて分散された顔料(以下、「樹脂分散顔料」という。)を含むことにより、インク組成物が媒体14に付着したときに、媒体14とインク組成物との間およびインク組成物中の固化物間のうち少なくともいずれかの密着性を良好なものとすることができる。樹脂分散剤の中でも分散安定性に優れるため、水溶性樹脂が好ましい。
インク組成物は、樹脂エマルジョンを含んでも良い。樹脂エマルジョンは、樹脂被膜を形成することで、インク組成物を媒体14上に十分定着させて画像の耐擦性を良好にする効果を発揮する。上記の効果により樹脂エマルジョンを含有するインク組成物を用いて記録された記録物は、特に布帛、インク非吸収性または低吸収性の媒体14上で密着性、耐擦性に優れたものとなる。一方無機顔料の固化を促進させてしまう傾向にあるが、本願発明であれば固化した付着物を払拭する際によって生じる撥液膜の劣化の課題を良好に防止する事ができる。
インク組成物は、ワックスを含んでもよい。インク組成物がワックスを含むことにより、インク組成物がインク非吸収性および低吸収性の媒体14上で定着性により優れたものとなる。ワックスの中でもエマルジョンまたはサスペンジョンタイプのものがより好ましい。上記ワックスとしては、以下に限定されないが、例えばポリエチレンワックス、パラフィンワックス、およびポリプロピレンワックスが挙げられ、中でも後述するポリエチレンワックスが好ましい。
ポリエチレンワックスの平均粒子径は、インクの保存安定性および吐出安定性を一層良好にするため、好ましくは5nm〜400nmの範囲であり、より好ましくは50nm〜200nmの範囲である。
インク組成物は、消泡剤を含んでもよい。より詳しく言えば、インク組成物または含浸液のうち少なくともいずれかが、消泡剤を含んでもよい。インク組成物が消泡剤を含む場合、泡立ちを抑制でき、その結果、泡がノズル36の中に入り込む虞を低減できる。
インク組成物は、界面活性剤(上記の消泡剤で挙げたものを除く。つまり、グリフィン法によるHLB値が5を上回るものに限る。)を含んでもよい。界面活性剤として、以下に限定されないが、例えばノニオン系界面活性剤が挙げられる。ノニオン系界面活性剤は、媒体14上でインクを均一に拡げる作用がある。そのため、ノニオン系界面活性剤を含むインクを用いてインクジェット記録を行なった場合、滲みの殆ど無い高精細な画像が得られる。このようなノニオン系界面活性剤としては、以下に限定されないが、例えば、シリコン系、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル系、多環フェニルエーテル系、ソルビタン誘導体、およびフッ素系の界面活性剤等が挙げられ、中でもシリコン系界面活性剤が好ましい。
界面活性剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。界面活性剤の含有量は、インクの保存安定性および吐出安定性が一層良好なものとなるため、インクの総質量(100質量%)に対して、0.1質量%以上3質量%以下の範囲であることが好ましい。
インク組成物は、水を含有してもよい。特に、インク組成物が水性インクである場合、水は、インクの主となる溶媒であり、インクジェット記録において媒体14が加熱される際、蒸発飛散する成分となる。
<インク組成物の表面張力>
インク組成物の表面張力は、特に限定されないが、15〜35mN/mであることが好ましい。これによって、インク組成物の帯状部材60への浸透性、記録した際のブリード防止性を確保が可能となり、清掃動作時のインク拭き取り性が向上する。インク組成物の表面張力も、上述のように、一般的に用いられる表面張力計(例えば、協和界面科学(株)製、表面張力計CBVP−Z等)を用いて測定する方法が例示できる。また、インク組成物の表面張力と洗浄液の表面張力の差は、10mN/m以内という関係を有することが好ましい。これによって、両者がノズル36付近で混じった際に、極端にインク組成物の表面張力が低下することを防止できる。
(A)液体噴射装置は、ノズル面に配置されるノズルから液体を噴射可能な液体噴射部と、前記液体噴射部が噴射する前記液体を吸収可能な帯状部材を前記ノズル面に接触させた状態で該ノズル面に対して相対移動させて、該ノズル面をワイピングするワイピング動作を実行可能なワイピング機構と、前記帯状部材で前記ノズル面をワイピングする前記ワイピング動作の前に、該帯状部材を、該ノズル面に非接触でかつ該ノズル面に付着した前記液体に接触可能な状態で、前記ワイピング動作時の相対移動より速い速度で、該ノズル面に対して相対移動させる前ワイピング動作を行う制御部と、を備える。
Claims (8)
- ノズル面に配置されるノズルから液体を噴射可能な液体噴射部と、
前記液体噴射部が噴射する前記液体を吸収可能な帯状部材を前記ノズル面に接触させた状態で該ノズル面に対して相対移動させて、該ノズル面をワイピングするワイピング動作を実行可能なワイピング機構と、
前記帯状部材で前記ノズル面をワイピングする前記ワイピング動作の前に、該帯状部材を、該ノズル面に非接触でかつ該ノズル面に付着した前記液体に接触可能な状態で、前記ワイピング動作時の相対移動より速い速度で、該ノズル面に対して相対移動させる前ワイピング動作を行う制御部と、
を備えることを特徴とする液体噴射装置。 - 前記制御部は、前記前ワイピング動作の後、該前ワイピング動作時の相対移動と反対方向に前記帯状部材を前記ノズル面に対して相対移動させて前記ワイピング動作を行うことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。
- 前記ワイピング動作の前に前記前ワイピング動作を行う動作を第1払拭動作とした場合、
前記制御部は、前記ノズル面に付着する前記液体の量が前記第1払拭動作を行う場合より少ない場合に、前記前ワイピング動作を行わずに前記ワイピング動作を行う第2払拭動作を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液体噴射装置。 - 前記ワイピング機構は、前記帯状部材を巻き取って該帯状部材の未使用部分を前記ノズル面に接触可能とする巻取動作を実行可能であり、
前記ワイピング動作の前に前記前ワイピング動作を行う動作を第1払拭動作とした場合、
前記制御部は、前記ノズル面に付着する前記液体の量が前記第1払拭動作を行う場合より多い場合に、前記前ワイピング動作を行い、前記巻取動作を行った後に前記ワイピング動作を行う第3払拭動作を行うことを特徴とする請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の液体噴射装置。 - ノズル面に配置されるノズルから液体を噴射可能な液体噴射部と、
前記液体噴射部が噴射する前記液体を吸収可能な帯状部材を前記ノズル面に接触させた状態で該ノズル面に対して相対移動させて、該ノズル面をワイピングするワイピング動作を実行可能なワイピング機構と、
を備える液体噴射装置のメンテナンス方法であって、
前記帯状部材で前記ノズル面をワイピングするワイピング動作の前に、該帯状部材を、該ノズル面に非接触でかつ該ノズル面に付着した前記液体に接触可能な状態で、前記ワイピング動作時の相対移動より速い速度で、該ノズル面に対して相対移動させる前ワイピング動作を行うことを特徴とする液体噴射装置のメンテナンス方法。 - 前記前ワイピング動作の後、該前ワイピング動作時の相対移動と反対方向に前記帯状部材を前記ノズル面に対して相対移動させて前記ワイピング動作を行うことを特徴とする請求項5に記載の液体噴射装置のメンテナンス方法。
- 前記ワイピング動作の前に前記前ワイピング動作を行う動作を第1払拭動作とした場合、
前記ノズル面に付着する前記液体の量が前記第1払拭動作を行う場合より少ない場合に、前記前ワイピング動作を行わずに前記ワイピング動作を行う第2払拭動作を行うことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の液体噴射装置のメンテナンス方法。 - 前記ワイピング機構は、前記帯状部材を巻き取って該帯状部材の未使用部分を前記ノズル面に接触可能とする巻取動作を実行可能であり、
前記ワイピング動作の前に前記前ワイピング動作を行う動作を第1払拭動作とした場合、
前記ノズル面に付着する前記液体の量が前記第1払拭動作を行う場合より多い場合に、前記前ワイピング動作を行い、前記帯状部材の前記未使用部分を前記ノズル面に接触可能とした後に前記ワイピング動作を行う第3払拭動作を行うことを特徴とする請求項5〜請求項7のうち何れか一項に記載の液体噴射装置のメンテナンス方法。
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