JP5713736B2 - Ink filling method - Google Patents
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Description
本発明は、多価アルコールモノアルキルエーテルの含有量がインクの質量に対して10質量%以上25質量%以下のインクジェット記録装置用インクを用いるインクジェット記録装置において、インクジェットヘッドに前記インクジェット記録装置用インクが充填される前に、予めインクジェットヘッドに充填されるインクジェットヘッド保存液に関する。 The present invention provides an ink jet recording apparatus using an ink for an ink jet recording apparatus having a polyhydric alcohol monoalkyl ether content of 10% by mass to 25% by mass with respect to the mass of the ink. It is related with the inkjet head preservation | save liquid with which an inkjet head is beforehand filled before is filled.
インクジェット記録方式の画像形成装置で用いられるインクジェットヘッドには、大きく分けてサーマル方式とピエゾ方式があり、連続噴射型プリンターでは吐出したインク液滴を電場で制御するような静電式等がある。サーマル方式ではヒーターを瞬時に加熱し、バブルを発生さる。この力を利用してインク液滴を吐出させる。ピエゾ方式では、圧電素子を振動させてインクに力を加えてインク液滴を吐出させる。 Ink jet heads used in image forming apparatuses of the ink jet recording method are roughly classified into a thermal method and a piezo method, and a continuous ejection type printer includes an electrostatic method in which discharged ink droplets are controlled by an electric field. In the thermal method, the heater is heated instantaneously and bubbles are generated. Ink droplets are ejected using this force. In the piezo method, an ink droplet is ejected by applying a force to ink by vibrating a piezoelectric element.
ピエゾ方式でインクに力を加える方法としては、縦に振動する圧電素子でインクに力を加える方法と、たわみ振動する圧電素子でインクに力を加える方法がある。画素密度の高密度化、量産性を達成するためには、たわみ振動する圧電素子を使用したほうがよく、且つ積層ではないほうがよい。そのためインクに加える力に限界があるため、振動によって発生した圧力波のロスを最小限にし、ノズル部まで効率よく力を伝達する必要がある。 As a method of applying force to ink by a piezo method, there are a method of applying force to ink with a piezoelectric element that vibrates vertically and a method of applying force to ink with a piezoelectric element that flexibly vibrates. In order to achieve high pixel density and mass productivity, it is better to use a piezoelectric element that bends and vibrates, and it is better not to use lamination. Therefore, since there is a limit to the force applied to the ink, it is necessary to minimize the loss of the pressure wave generated by the vibration and efficiently transmit the force to the nozzle portion.
インクジェット記録方式の画像形成装置では、ノズル部やインク流路内でインクの目詰まりを起こさず、安定した吐出を行え、鮮明な色調で十分に高い濃度の記録ができるインクジェット記録装置用インク(以下、単にインクともいう)が必要である。また、オフセットを発生することなく、高速で画像を形成する目的で、インクの被記録媒体(紙等)への浸透性を高める成分である、多価アルコールモノアルキルエーテルをインクの質量に対して10質量%以上25質量%以下含有するインクが提案されている。 Ink jet recording type image forming apparatuses do not cause clogging of ink in the nozzle section or ink flow path, can perform stable ejection, and can record sufficiently high density with clear color tone (hereinafter referred to as ink for ink jet recording apparatus) , Also simply referred to as ink). In addition, for the purpose of forming an image at high speed without causing an offset, polyhydric alcohol monoalkyl ether, which is a component that enhances the permeability of ink into a recording medium (paper, etc.), is used with respect to the mass of the ink. Inks containing 10% by mass to 25% by mass have been proposed.
そして、かかるインクの性能を十分に発揮するためには、特にピエゾ方式のインクジェットヘッドを使用する場合、振動によって発生した圧力波のロスを最小限にし、ノズル部まで効率よく力を伝達する必要があり、気泡を発生させることなく、インクジェットヘッド内に完全にインクを充填する必要がある。 And in order to fully demonstrate the performance of such ink, especially when using a piezo ink jet head, it is necessary to minimize the loss of pressure waves generated by vibration and efficiently transmit force to the nozzle part. In addition, it is necessary to completely fill the ink jet head with ink without generating bubbles.
このため、画像形成装置のインクジェットヘッドに予め充填しておくことによって、気泡を発生させること無く完全にインクを充填するための導入液(インクジェットヘッド保存液)として、ロスマイルス法による起泡直後の泡高さ2mm以下、5分後の泡高さ0mmであり、水と、界面活性能を有し水よりも低揮発性の水溶性有機溶剤とを含む導入液が提案されている(特許文献1)。 For this reason, by pre-filling the inkjet head of the image forming apparatus, as an introduction liquid (inkjet head storage liquid) for completely filling the ink without generating bubbles, the liquid just after foaming by the Ross Miles method is used. An introduction liquid having a foam height of 2 mm or less and a foam height of 0 mm after 5 minutes and containing water and a water-soluble organic solvent having surface activity and lower volatility than water has been proposed (patent document) 1).
しかし、インクジェットヘッドは様々な部材から形成されており、インクジェットヘッドを構成する部材の接着部には微小な段差や隙間が存在するため、特許文献1に記載の導入液をインクジェットヘッドに充填する際に、インク流路内に気泡が残ってしまう場合があった。また、特許文献1に記載の導入液は、多価アルコールモノアルキルエーテルの含有量がインクの質量に対して10質量%以上25質量%以下のインクとの相溶性が不十分であるため、インクジェットヘッド内の導入液を完全にインクに置換できない場合がある。このため、特許文献1の導入液をインクジェットヘッドに充填する場合、インクの吐出が安定せず画像濃度が低下する場合がある。 However, since the ink jet head is formed of various members, and there are minute steps or gaps in the bonding portion of the members constituting the ink jet head, when the introduction liquid described in Patent Document 1 is filled in the ink jet head In addition, bubbles may remain in the ink flow path. In addition, since the introduction liquid described in Patent Document 1 has insufficient compatibility with an ink in which the content of the polyhydric alcohol monoalkyl ether is 10% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the mass of the ink, the inkjet liquid is used. In some cases, the introduced liquid in the head cannot be completely replaced with ink. For this reason, when an ink jet head is filled with the introduction liquid disclosed in Patent Document 1, ink ejection may not be stable and the image density may decrease.
さらに、特許文献1に記載の導入液は凍結しやすい。このため、寒冷地において、インクジェットヘッドに導入液を充填した状態で画像形成装置を、保管したり、流通させたりする場合に、凍結によるインクジェットヘッド内での導入液の体積変化により、インクジェットヘッドに不具合が生じる場合がある。 Furthermore, the introduction liquid described in Patent Document 1 is easily frozen. For this reason, when the image forming apparatus is stored or circulated in a cold region with the introduction liquid filled in the inkjet head, the volume of the introduction liquid in the inkjet head due to freezing causes the inkjet head to change. Problems may occur.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、インクジェットヘッドに充填する際に気泡が発生しにくく、インクジェットヘッド内で容易にインクと置換でき、且つ、寒冷地でも凍結しにくい、多価アルコールモノアルキルエーテルの含有量がインクの質量に対して10質量%以上25質量%以下のインクを用いるインクジェット記録装置において、インクジェットヘッドにインクが充填される前に、予めインクジェットヘッドに充填されるインクジェットヘッド保存液を提供すること目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is difficult to generate bubbles when filling an inkjet head, and can easily be replaced with ink in the inkjet head, and is difficult to freeze even in a cold region. In an ink jet recording apparatus using an ink having an alcohol monoalkyl ether content of 10% by mass or more and 25% by mass or less based on the mass of the ink, before the ink is filled in the ink jet head, the ink jet previously filled in the ink jet head It is an object to provide a head preservation solution.
本発明者らは、水、界面活性剤、溶解安定剤、及び多価アルコールを含有するインクジェットヘッド保存液において、多価アルコールの含有量を、インクジェットヘッド保存液の質量に対して35質量%以上70質量%以下とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。 In the inkjet head preservation solution containing water, a surfactant, a dissolution stabilizer, and a polyhydric alcohol, the inventors set the content of the polyhydric alcohol to 35% by mass or more based on the mass of the inkjet head preservation solution. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by setting the content to 70% by mass or less, and the present invention has been completed. Specifically, the present invention provides the following.
(1) 多価アルコールモノアルキルエーテルの含有量がインクの質量に対して10質量%以上25質量%以下のインクジェット記録装置用インクを用いるインクジェット記録装置において、インクジェットヘッドに前記インクジェット記録装置用インクが充填される前に、予めインクジェットヘッドに充填されるインクジェットヘッド保存液であって、
少なくとも、水、界面活性剤、溶解安定剤、及び多価アルコールを含有し、
前記多価アルコールの含有量が、前記インクジェットヘッド保存液の質量に対して35質量%以上70質量%以下であるインクジェットヘッド保存液。
(1) In an ink jet recording apparatus using an ink for an ink jet recording apparatus having a polyhydric alcohol monoalkyl ether content of 10% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the mass of the ink, An ink-jet head storage solution that is pre-filled into an ink-jet head before being filled,
Containing at least water, a surfactant, a dissolution stabilizer, and a polyhydric alcohol,
The inkjet head preservation | save liquid whose content of the said polyhydric alcohol is 35 mass% or more and 70 mass% or less with respect to the mass of the said inkjet head preservation | save liquid.
(2) 前記界面活性剤の含有量が、前記インクジェットヘッド保存液の質量に対して1質量%以上3質量%以下である、(1)記載のインクジェットヘッド保存液。 (2) The inkjet head preservation | save liquid of (1) description whose content of the said surfactant is 1 mass% or more and 3 mass% or less with respect to the mass of the said inkjet head preservation | save liquid.
(3) 前記多価アルコールが、アルキレングリコールとグリセリンとの混合物である、(1)又は(2)記載のインクジェットヘッド保存液。 (3) The ink-jet head preservation solution according to (1) or (2), wherein the polyhydric alcohol is a mixture of alkylene glycol and glycerin.
(4) 前記アルキレングリコールとグリセリンとの混合物中のグリセリンの含有量が、20質量%以上90質量%以下である、(3)記載のインクジェットヘッド保存液。 (4) The inkjet head preservation | save liquid of (3) description whose content of glycerol in the mixture of the said alkylene glycol and glycerol is 20 mass% or more and 90 mass% or less.
(5) −20℃において凍結しない、(1)〜(4)何れか記載のインクジェットヘッド保存液。 (5) The inkjet head preservation solution according to any one of (1) to (4), which does not freeze at −20 ° C.
本発明によれば、インクジェットヘッドに充填する際に気泡が発生しにくく、インクジェットヘッド内で容易にインクと置換でき、且つ、寒冷地でも凍結しにくい、多価アルコールモノアルキルエーテルの含有量がインクの質量に対して10質量%以上25質量%以下のインクを用いるインクジェット記録装置において、インクジェットヘッドにインクが充填される前に、予めインクジェットヘッドに充填されるインクジェットヘッド保存液を提供することができる。 According to the present invention, the ink has a polyhydric alcohol monoalkyl ether content that is less likely to generate bubbles when filled in the ink jet head, can be easily replaced with ink in the ink jet head, and is not easily frozen even in cold regions. In the ink jet recording apparatus using 10% by mass or more and 25% by mass or less of the ink with respect to the mass of the ink jet ink, it is possible to provide an ink jet head preserving liquid that is filled in the ink jet head in advance before the ink jet head is filled with the ink. .
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施できる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の要旨を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. In addition, although description may be abbreviate | omitted suitably about the location where description overlaps, the summary of invention is not limited.
本発明のインクジェットヘッド保存液(以下、単に保存液ともいう)は、多価アルコールモノアルキルエーテルの含有量がインクの質量に対して10質量%以上25質量%以下のインクを用いるインクジェット記録装置において、インクジェットヘッドにインクが充填される前に、予めインクジェットヘッドに充填されるインクジェットヘッド保存液である。以下、本発明のインクジェットヘッド保存液、本発明のインクジェットヘッド保存液を用いる画像形成装置において使用されるインクジェット記録装置用インク、及び本発明の記録液が充填されるインクジェットヘッドについて順に説明する。 An ink jet recording apparatus using the ink having a polyhydric alcohol monoalkyl ether content of 10% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the mass of the ink is used as an ink jet head storage liquid (hereinafter also simply referred to as a storage liquid) of the present invention. An ink-jet head preserving solution that is pre-filled in the ink-jet head before the ink-jet head is filled with ink. Hereinafter, the ink-jet head preservation liquid of the present invention, the ink for an ink-jet recording apparatus used in the image forming apparatus using the ink-jet head preservation liquid of the present invention, and the ink-jet head filled with the recording liquid of the present invention will be described in order.
[保存液]
本発明のインクジェットヘッド保存液は、少なくとも、水、界面活性剤、溶解安定剤、及び多価アルコールを含有するインクジェットヘッド保存液であって、多価アルコールの含有量が、インクジェットヘッド保存液の質量に対して35質量%以上70質量%以下である。以下、本発明のインクジェットヘッド保存液の必須の成分である、水、界面活性剤、溶解安定剤、及び多価アルコールと、インクジェットヘッド保存液の製造方法とについて順に説明する。
[Preservation solution]
The ink jet head preservation liquid of the present invention is an ink jet head preservation liquid containing at least water, a surfactant, a dissolution stabilizer, and a polyhydric alcohol, and the content of the polyhydric alcohol is the mass of the ink jet head preservation liquid. It is 35 mass% or more and 70 mass% or less with respect to. Hereinafter, water, a surfactant, a dissolution stabilizer and a polyhydric alcohol, which are essential components of the ink jet head preservation liquid of the present invention, and a method for producing the ink jet head preservation liquid will be described in order.
〔水〕
本発明のインクジェットヘッド保存液は、水を必須に含む。保存液に含まれる水は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来から、水性インクの製造に使用されている水から、所望の純度の水を適宜選択して使用できる。保存液に用いる水としては、例えばイオン交換水が好適に用いられる。本発明の保存液における水の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。水の含有量は、後述する、他の成分の使用量に応じて適宜変更される。保存液における典型的な水の含有量としては、保存液の全質量に対して10質量%以上60質量%以下が好ましく、20質量%以上40質量%以下がより好ましい。
〔water〕
The ink-jet head preservation solution of the present invention essentially contains water. The water contained in the preservation solution is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired, and water having a desired purity can be appropriately selected from water conventionally used for the production of water-based inks. As water used for the preservation solution, for example, ion exchange water is preferably used. The water content in the preservation solution of the present invention is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. The content of water is appropriately changed according to the amount of other components to be described later. The typical water content in the preservation solution is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less, based on the total mass of the preservation solution.
〔界面活性剤〕
本発明のインクジェットヘッド保存液は、界面活性剤を必須に含む。保存液が界面活性剤を含有することにより、保存液の表面張力が低下し、インクジェットヘッドの内部に保存液を充填する際に気泡が発生しにくくなる。
[Surfactant]
The ink jet head preservation solution of the present invention essentially contains a surfactant. When the preservation solution contains a surfactant, the surface tension of the preservation solution is lowered, and bubbles are less likely to be generated when the preservation solution is filled in the ink jet head.
保存液に含有させる界面活性剤は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、及びノニオン系界面活性剤かなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることができる。これらの界面活性剤の中では、アニオン系界面活性剤、又はノニオン系界面活性剤がより好ましい。 The surfactant to be contained in the preservation solution is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired, and is at least one selected from the group consisting of a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a nonionic surfactant. Seeds can be used. Among these surfactants, anionic surfactants or nonionic surfactants are more preferable.
カチオン系界面活性剤の具体例としては、ドデシルアンモニウムクロライド、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ドデシルピリジニウムブロマイド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド等が挙げられる。アニオン系界面活性剤の具体例としては、ステアリン酸ナトリウム、ドデカン酸ナトリウム等の脂肪酸石けんや、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸塩類が挙げられる。ノニオン系界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエートエーテル、モノデカノイルショ糖、アセチレンジオールのエチレンオキシド付加物等が挙げられる。これらの界面活性剤は2種以上を組合せて用いることができる。 Specific examples of the cationic surfactant include dodecyl ammonium chloride, dodecyl ammonium bromide, dodecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl pyridinium chloride, dodecyl pyridinium bromide, hexadecyl trimethyl ammonium bromide and the like. Specific examples of the anionic surfactant include fatty acid soaps such as sodium stearate and sodium dodecanoate, and sulfonates such as sodium dodecyl sulfate and sodium dodecylbenzene sulfonate. Specific examples of nonionic surfactants include polyoxyethylene dodecyl ether, polyoxyethylene hexadecyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene sorbitan monooleate ether, monodecanoyl sucrose, and ethylene oxide of acetylenic diol. Examples include adducts. These surfactants can be used in combination of two or more.
保存液における、界面活性剤の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。保存液がインクとの置換性に優れることや、保存時に保存液から界面活性剤が遊離しにくいこと等から、界面活性剤の含有量は、保存液の全質量に対して1質量%以上3質量%以下が好ましい。 The content of the surfactant in the preservation solution is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. The content of the surfactant is 1% by mass or more with respect to the total mass of the preservation solution because the preservation solution is excellent in substitution with the ink and the surfactant is not easily released from the preservation solution during storage. The mass% or less is preferable.
〔溶解安定剤〕
本発明のインクジェットヘッド保存液は、インクジェットヘッド保存液の均一な溶解状態を安定化させる成分として溶解安定剤を必須に含有する。溶解安定剤の具体例としては、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、及びγ−ブチロラクトン等が挙げられる。これらの溶解安定剤は2種以上を組合せて用いることができる。インクジェットヘッド保存液における溶解安定剤の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されないが、インクジェットヘッド保存液の質量に対して1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
[Dissolution stabilizer]
The ink jet head preservation solution of the present invention essentially contains a dissolution stabilizer as a component that stabilizes the uniform dissolution state of the ink jet head preservation solution. Specific examples of the dissolution stabilizer include 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, and γ-butyrolactone. These dissolution stabilizers can be used in combination of two or more. The content of the dissolution stabilizer in the ink-jet head preservation solution is not particularly limited as long as it does not impair the object of the present invention, but is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the mass of the ink-jet head preservation solution. More preferred is 15% by mass or less.
〔多価アルコール〕
本発明の保存液は、保存液の質量に対して35質量%以上70質量%以下、より好ましくは45質量%以上70質量%以下の多価アルコールを必須に含有する。保存液がかかる量の多価アルコールを含有することにより、保存液の表面長張力が低下し、インクジェットヘッドの内部に保存液を充填する際に気泡が発生しにくくなる。また、保存液がかかる量の多価アルコールを含有することにより、多価アルコールモノアルキルエーテルの含有量がインクの質量に対して10質量%以上25質量%以下のインクジェット記録装置用インクと親和性に優れた保存液が得られ、インクジェットヘッド内で保存液をインクにより容易に置換できる。さらに、保存液がかかる量の多価アルコールを含有することにより、保存液が、例えば−20℃において凍結しにくくなり、保存液の凍結によるインクジェットヘッドの不具合の発生が抑制される。
[Polyhydric alcohol]
The preservation | save liquid of this invention contains 35 mass% or more and 70 mass% or less of polyhydric alcohol essential with respect to the mass of a preservation | save liquid, More preferably, it is 45 mass% or more and 70 mass% or less. When the preserving liquid contains such an amount of polyhydric alcohol, the surface length tension of the preserving liquid is reduced, and bubbles are less likely to be generated when the preserving liquid is filled in the ink jet head. Further, since the storage solution contains such an amount of polyhydric alcohol, the content of the polyhydric alcohol monoalkyl ether is compatible with the ink for an ink jet recording apparatus having 10 mass% or more and 25 mass% or less with respect to the mass of the ink. In this case, the storage solution can be easily replaced with ink in the ink jet head. Furthermore, when the preservation solution contains such an amount of polyhydric alcohol, the preservation solution becomes difficult to freeze at, for example, −20 ° C., and the occurrence of problems of the ink jet head due to the freezing of the preservation solution is suppressed.
保存液に含まれる多価アルコールの種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。多価アルコールの具体例としては、ポリ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等のオリゴ又はポリエチレングリコール;ポリプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等のオリゴ又はポリプロピレングリコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール等のアルキレングリコール;1,2,6−ヘキサントリオール等のアルカントリオール;チオジグリコール;グリセリンである。これらの多価アルコールは、2種以上を組合せて使用できる。 The type of polyhydric alcohol contained in the preservation solution is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. Specific examples of the polyhydric alcohol include polyethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and other oligos or polyethylene glycol; polypropylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol and other oligos or polypropylene glycol; ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, Alkylene glycols such as 1,3-butanediol and 1,5-pentanediol; alkanetriols such as 1,2,6-hexanetriol; thiodiglycol; glycerin. These polyhydric alcohols can be used in combination of two or more.
これらの、多価アルコールの中では、インクとの親和性に優れ、且つ、好適な粘度の保存液を調製しやすいことから、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール等のアルキレングリコールと、グリセリンとの混合物を用いるのがより好ましい。アルキレングリコールとグリセリンとの混合物を用いる場合、混合物中のグリセリンの含有量は、20質量%以上90質量%以下が好ましく、30質量%以上80質量%以下がより好ましい。 Among these polyhydric alcohols, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, 1,3-butanediol, 1 are excellent in affinity with ink and easy to prepare a storage solution having a suitable viscosity. More preferably, a mixture of alkylene glycol such as 1,5-pentanediol and glycerin is used. When using the mixture of alkylene glycol and glycerol, 20 mass% or more and 90 mass% or less are preferable, and, as for content of glycerol in a mixture, 30 mass% or more and 80 mass% or less are more preferable.
〔インクジェットヘッド保存液の製造方法〕
本発明のインクジェットヘッド保存液の製造方法は、保存液の成分を均一に混合できる限り特に制限されない。保存液の製造方法の具体例としては、保存液の各成分を混合機により均一に混合した後、孔径10μm以下のフィルターにより異物や粗大粒子を除去する方法が挙げられる。なお、保存液を製造する際には、必要に応じて、酸化防止剤、粘度調整剤、pH調整剤、防腐防カビ剤等の種々の添加剤を加えることができる。
[Method for producing inkjet head preservation solution]
The method for producing the inkjet head preservation solution of the present invention is not particularly limited as long as the components of the preservation solution can be mixed uniformly. Specific examples of the method for producing the preservation solution include a method in which the components of the preservation solution are uniformly mixed with a mixer and then foreign matters and coarse particles are removed with a filter having a pore size of 10 μm or less. In addition, when manufacturing a preservation | save liquid, various additives, such as antioxidant, a viscosity adjuster, a pH adjuster, and antiseptic | preservative antifungal agent, can be added as needed.
[インクジェット記録装置用インク]
本発明の保存液は、多価アルコールモノアルキルエーテルの含有量がインクの質量に対して10質量%以上25質量%以下のインクジェット記録装置用インク(以下、単にインクともいう)を用いるインクジェット記録装置において、インクジェットヘッドに前記インクジェット記録装置用インクが充填される前に、予めインクジェットヘッドに充填される。本発明の保存液が使用されるインクジェット記録装置で使用されるインクは、多価アルコールモノアルキルエーテルの含有量がインクの質量に対して10質量%以上25質量%以下である限り特に限定されず、従来からインクジェット記録装置において使用される種々のインクを用いることができる。
[Ink for inkjet recording apparatus]
An ink jet recording apparatus using an ink for an ink jet recording apparatus (hereinafter also simply referred to as ink) having a polyhydric alcohol monoalkyl ether content of 10% by mass to 25% by mass with respect to the mass of the ink. The ink jet head is filled in advance before the ink jet recording apparatus ink is filled in the ink jet head. The ink used in the inkjet recording apparatus in which the preservation solution of the present invention is used is not particularly limited as long as the content of the polyhydric alcohol monoalkyl ether is 10% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the mass of the ink. Various inks conventionally used in ink jet recording apparatuses can be used.
インクに含まれる多価アルコールモノアルキルエーテルは、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来からインクジェット記録装置用インクに用いられているものから適宜選択して使用できる。好適な多価アルコールモノアルキルエーテルの具体例としては、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、プロピレングリコール等の多価アルコールの、炭素原子数1〜6のアルキルエーテルが挙げられる。 The polyhydric alcohol monoalkyl ether contained in the ink is not particularly limited as long as it does not impair the object of the present invention, and can be appropriately selected from those conventionally used in inks for inkjet recording apparatuses. Specific examples of suitable polyhydric alcohol monoalkyl ethers include alkyl ethers of 1 to 6 carbon atoms of polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and propylene glycol.
[インクジェットヘッド]
本発明の保存液を充填するインクジェットヘッドは、特に限定されず、サーマル方式であってもピエゾ方式であってもよい。インクジェットヘッドの中では、インクの吐出量の制御が容易であることからピエゾ方式のインクジェットヘッドがより好ましい。ここでは、図1及び図2を参照してピエゾ方式のインクジェットヘッド1の構造について説明する。図1は、圧電アクチュエータを取り付ける前のインクジェットヘッドの平面図である。図2は圧電アクチュエータを取り付けた状態でのインクジェットヘッドにおける1ドット(1インク吐出口)あたりのヘッド構造を示す拡大図である。
[Inkjet head]
The ink jet head filled with the preservation solution of the present invention is not particularly limited, and may be a thermal method or a piezo method. Among the inkjet heads, a piezo inkjet head is more preferable because it is easy to control the amount of ink discharged. Here, the structure of the piezoelectric inkjet head 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a plan view of the inkjet head before the piezoelectric actuator is attached. FIG. 2 is an enlarged view showing a head structure per dot (one ink discharge port) in the ink jet head with the piezoelectric actuator attached.
図1に示すように、インクジェットヘッド1には、それぞれ1つの吐出口13からインクを吐出する複数の吐出ユニット12が吐出面11に平行に並べられている。また、インクジェットヘッド1内には、インクジェットヘッド1の長手方向に並列に延びる複数の共通流路14が設けられ、各共通流路14には、インクカートリッジ(図示せず)からの配管と接続するためのインク供給口15が設けられている。
As shown in FIG. 1, in the inkjet head 1, a plurality of
図2に示すように、インクジェットヘッド1は、吐出口13に対して1つずつ設けられた加圧室16、加圧室16内から吐出口13まで連続するノズル17、並びに加圧室16の上方に設けられた圧電素子18及び個別電極19を備える。加圧室16と共通流路14とは供給孔20で連通されている。本発明の保存液は、インクジェットヘッド1にインクが充填される前に、加圧室16、又は加圧室16と共通流路14とに充填される。保存液が充填されたインクジェットヘッド1は、大気連通箇所をなくすため、吐出口13にキャップを設けたり、インクの導入部に弁や栓等を設けて、保存液の漏れや蒸発を予防したりしてもよい。
As shown in FIG. 2, the inkjet head 1 includes a
インクジェットヘッド1内の加圧室16への保存液の充填は、インクをインクジェットヘッド1の内部に供給するためのポンプ(図示せず)により行われる。また、保存液とインクとの置換は、インクをインクジェットヘッド1の内部に供給するためのポンプ(図示せず)により加圧室16へ加圧されたインクを供給し、インクの圧力により吐出口13から保存液を押出して行われる。本発明の保存液はインクとの親和性に優れるため、保存液が吐出された後に、加圧室16に気泡を形成することなく、良好にインクが充填される。
The pressurizing
加圧室16の上壁は、複数の加圧室16に渡って連続して形成された振動板21で構成されている。振動板21上には、同様に複数の加圧室16に渡って連続して形成された共通電極22が積層されている。共通電極22上には、加圧室16毎に別個の圧電素子18が設けられており、また共通電極22と共に圧電素子18を挟むように加圧室16毎に別個に個別電極19が設けられる。吐出面11の吐出口13以外の領域は、撥水膜11aで覆われており、インクの付着を防止している。
The upper wall of the pressurizing
インクジェットヘッド1の各圧電素子18は、ヘッド駆動部(図示せず)からフレキシブルケーブル(図示せず)を介して個別電極19に駆動信号である駆動パルスが印加されることで、個別に駆動される。この駆動によって圧電素子18は振動して変形され、その変形が振動板21に伝えられる。そして振動板21の変形によって加圧室16は圧縮される。その結果、加圧室16内のインクに圧力が加わり、ノズル17を通ったインクが吐出口13からインク液滴となって用紙上に吐出され、インクにより用紙上に画像が記録される。
Each
なお、吐出により減少したインクは、ノズル17内のインクメニスカスの表面張力によって、インクカートリッジ(図示せず)からインクカートリッジの配管、吐出口13、共通流路14、加圧室16を介してノズル17に充填される。
The ink reduced by the discharge is changed from the ink cartridge (not shown) to the ink cartridge piping, the
本発明の保存液によれば、インクジェットヘッドに充填する際に気泡が発生しにくい。また、インクジェットヘッド内で容易にインクと置換できるため、良好な画像を形成することができる。さらに、本発明の保存液は寒冷地でも凍結しにくく、インクジェットヘッドに不具合が生じにくい。このため、本発明のインクジェットヘッド保存液は、種々のインクジェット記録方式の画像形成装置において好適に使用される。 According to the preservation solution of the present invention, bubbles are unlikely to be generated when filling the inkjet head. Further, since the ink can be easily replaced in the ink jet head, a good image can be formed. Furthermore, the preservation solution of the present invention is not easily frozen even in a cold region, and the ink jet head is less likely to malfunction. For this reason, the inkjet head preservation | save liquid of this invention is used suitably in the image forming apparatus of a various inkjet recording system.
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は実施例によりなんら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, this invention is not limited at all by the Example.
〔参考例1〕
<インクジェット記録装置用インクの調製>
(顔料分散体の調製)
顔料としてフタロシアニンブルーを用いた。顔料分散体の調製に用いる材料の質量の合計に対して、15質量%の顔料、7質量%のスチレン−アクリル酸共重合体樹脂(数平均分子量:50000、酸価200)、0.5質量%の界面活性剤(オルフィンE1010、アセチレンジオールのエチレンオキシド付加物、日信化学工業株式会社製)、スチレン−アクリル酸共重合体樹脂の中和に必要な量の水酸化カリウム、及び残余の量の水を、ダイノーミル(株式会社シンマルエンタープライゼス製)に仕込んだ。顔料分散体の調製に用いる材料の質量の合計に対して1.5倍の質量の、ビーズ径0.5mmのガラスビーズをメディアとしてダイノーミルに充填して、顔料とスチレン−アクリル酸共重合体樹脂とを混練して顔料分散体を得た。得られた顔料分散体をイオン交換水にて300倍に希釈して、動的光散乱式粒径分布装置(ゼータサイザー ナノ、シスメックス株式会社製)により顔料の体積平均粒径D50を測定し、顔料の体積平均粒径が70nm以上130nm以下の範囲となっていることを確認した。
[Reference Example 1]
<Preparation of ink for inkjet recording apparatus>
(Preparation of pigment dispersion)
Phthalocyanine blue was used as a pigment. 15% by mass pigment, 7% by mass styrene-acrylic acid copolymer resin (number average molecular weight: 50000, acid value 200), 0.5% by mass with respect to the total mass of materials used for preparing the pigment dispersion. % Surfactant (Orphine E1010, ethylene oxide adduct of acetylenic diol, manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.), potassium hydroxide in an amount necessary for neutralization of styrene-acrylic acid copolymer resin, and residual amount Water was charged into a dyno mill (manufactured by Shinmaru Enterprises Co., Ltd.). Filling a dynomill with 1.5 times the mass of glass beads having a bead diameter of 0.5 mm as a medium to the total mass of materials used for preparing the pigment dispersion, the pigment and the styrene-acrylic acid copolymer resin Were kneaded to obtain a pigment dispersion. The obtained pigment dispersion was diluted 300 times with ion-exchanged water, and the volume average particle diameter D50 of the pigment was measured with a dynamic light scattering particle size distribution device (Zetasizer Nano, manufactured by Sysmex Corporation). It was confirmed that the volume average particle diameter of the pigment was in the range of 70 nm to 130 nm.
(インクの調製)
得られた顔料分散体と、表1に記載の成分とを、表1に記載の比率で混合し、インク1〜インク5を調製した。具体的には、インクの成分を撹拌機により均一に混合した後、孔径5μmのフィルターによりろ過して、インク1〜インク5を得た。
(Preparation of ink)
Ink 1 to Ink 5 were prepared by mixing the obtained pigment dispersion and the components shown in Table 1 at the ratios shown in Table 1. Specifically, the ink components were uniformly mixed with a stirrer and then filtered with a filter having a pore size of 5 μm to obtain inks 1 to 5.
〔実施例1〕
表2に記載の成分を、表2に記載の比率で、撹拌機により均一に混合した後、孔径5μmのフィルターにより濾過して、実施例1のインクジェットヘッド保存液を得た。
[Example 1]
The components listed in Table 2 were uniformly mixed with a stirrer at the ratios listed in Table 2, and then filtered through a filter having a pore size of 5 μm to obtain an inkjet head preservation solution of Example 1.
(インク導入性の評価)
実施例1のインクジェットヘッド保存液について、以下の方法に従って、インク1〜インク5を用いて、インク導入性の評価を行った。たわみ振動するピエゾでインクに力を加えるインクジェットヘッドあって、周波数1〜40kHz、駆動電圧10〜30Vで駆動可能なノズルを2656個有し、ヘッド内流路の全容積が6cm3あるインクジェットヘッドを備える画像形成装置を用いた。インクジェットヘッドに保存液が充填されたカートリッジを接続し、ヘッド内流速6cm3/秒にて1秒間のパージを2回行ってインクジェットヘッドに保存液を充填した。インクジェットヘッドに保存液を充填した後に、インクが充填されたカートリッジをインクジェットヘッドに接続し、流速2cm3/秒、1秒間のパージ操作を10回行い、インクジェットヘッドにインクを導入した。
(Evaluation of ink introduction)
For the ink-jet head preservation solution of Example 1, ink introduction properties were evaluated using inks 1 to 5 according to the following method. An inkjet head that applies force to ink with a piezo that vibrates flexibly, has 2656 nozzles that can be driven at a frequency of 1 to 40 kHz and a drive voltage of 10 to 30 V, and has a total volume of 6 cm 3 in the flow path in the head. The image forming apparatus provided was used. A cartridge filled with a storage solution was connected to the inkjet head, and the inkjet head was filled with the storage solution by purging twice for 1 second at a flow rate in the head of 6 cm 3 / second. After filling the inkjet head with the preservative solution, the ink-filled cartridge was connected to the inkjet head, and purge operation was performed 10 times at a flow rate of 2 cm 3 / sec for 1 second to introduce the ink into the inkjet head.
インクのパージ操作に次いで、保存液からインクへの置換状況を確認するため、周波数20kHz、駆動電圧20Vにて、光沢紙にノズルチェックパターンを印画し、良好にインクが吐出されなかったノズル(抜けノズル)の数を計測して、下式に従って、全ノズル数に対する抜けノズルの数の比率であるインク充填率を算出した。
インク充填率=(全ノズル数−抜けノズル数)/全ノズル数×100
インク充填率が100%であるものを○と評価し、100%未満90%以上を△と評価し、90%未満を×と評価した。実施例1の保存液のインク導入性の評価結果を、表4に記す。
Following the ink purge operation, a nozzle check pattern was printed on glossy paper at a frequency of 20 kHz and a drive voltage of 20 V in order to confirm the replacement status of the storage liquid with ink, and nozzles that did not eject ink well (missing) The number of nozzles) was measured, and the ink filling rate, which is the ratio of the number of missing nozzles to the total number of nozzles, was calculated according to the following formula.
Ink filling rate = (total number of nozzles−number of missing nozzles) / total number of nozzles × 100
An ink filling rate of 100% was evaluated as ◯, less than 100% 90% or more was evaluated as Δ, and less than 90% was evaluated as ×. Table 4 shows the evaluation results of the ink introduction properties of the preservation solution of Example 1.
(凍結の評価)
実施例1のインクジェットヘッド保存液に関して凍結の評価を行った。具体的には、保存液を、−20℃に設定された恒温装置に3日間静置した後、保存液の凍結の有無を目視により確認した。凍結しなかったものを○と評価し、凍結したものを×と評価した。実施例1の保存液の凍結性の評価結果を表4に記す。
(Evaluation of freezing)
The ink jet head preservation solution of Example 1 was evaluated for freezing. Specifically, the storage solution was allowed to stand for 3 days in a thermostatic apparatus set at −20 ° C., and then the presence or absence of freezing of the storage solution was visually confirmed. Those that were not frozen were evaluated as ◯, and those that were frozen were evaluated as ×. The evaluation results of the freezing property of the preservation solution of Example 1 are shown in Table 4.
〔実施例2〜4、及び比較例1〜6〕
保存液に含まれる成分の含有量を、表2、及び表3に記載の含有量に変えることの他は、実施例1と同様にして保存液を得た。実施例2〜4、及び比較例1〜6で得た保存液を用いて、実施例1の保存液と同様に、インク導入性、及び凍結の評価を行った。実施例2〜4の保存液の、インク導入性、及び凍結性の評価を表4に記し、比較例1〜6の保存液のインク導入性、及び凍結性の評価を表5に記す。
[Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 6]
A preservation solution was obtained in the same manner as in Example 1 except that the contents of the components contained in the preservation solution were changed to the contents shown in Tables 2 and 3. Using the preservation solutions obtained in Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 6, ink introduction properties and freezing were evaluated in the same manner as the preservation solution in Example 1. The evaluation of ink introduction properties and freezing properties of the storage solutions of Examples 2 to 4 is shown in Table 4, and the ink introduction properties and freezing properties of the storage solutions of Comparative Examples 1 to 6 are shown in Table 5.
表4によれば、35質量%以上70質量%以下の多価アルコールを含む、実施例1〜4の保存液によれば、10質量%以上25質量%以下の多価アルコールモノアルキルエーテルを含むインク2、及び5をインクジェットヘッドに良好に導入でき、−20℃でも保存液が凍結しないことが分かる。 According to Table 4, according to the preservation solutions of Examples 1 to 4 containing 35% by mass or more and 70% by mass or less of polyhydric alcohol, 10% by mass or more and 25% by mass or less of polyhydric alcohol monoalkyl ether is included. It can be seen that inks 2 and 5 can be satisfactorily introduced into the ink jet head, and the storage solution does not freeze even at −20 ° C.
また、表4によれば、実施例1〜4の保存液を用いても、多価アルコールモノアルキルエーテルの含有量が10質量%未満、又は25質量%超であるインク1、インク3、及びインク4を用いる場合、良好なインクの導入性は得られないことが分かる。このことから、実施例1〜4の本発明の保存液は、多価アルコールモノアルキルエーテルの含有量が10質量%以上25質量%未満のインクを用いるインクジェット記録装置において、特に好適な保存液であることが分かる。 In addition, according to Table 4, even when the preservation solutions of Examples 1 to 4 are used, the ink 1, the ink 3, and the content of the polyhydric alcohol monoalkyl ether is less than 10% by mass or more than 25% by mass, and It can be seen that when ink 4 is used, good ink introduction properties cannot be obtained. From this, the preservation solution of the present invention of Examples 1 to 4 is a particularly suitable preservation solution in an ink jet recording apparatus using an ink having a polyhydric alcohol monoalkyl ether content of 10% by mass or more and less than 25% by mass. I understand that there is.
他方、表5によれば、多価アルコールの含有量が35質量%未満、又は70質量%超である比較例1〜6の保存液では、抜けノズルを生ずることなく、保存液をインクに置換することができず、何れも保存液の凍結が生じることが分かる。 On the other hand, according to Table 5, in the preservation solution of Comparative Examples 1 to 6 in which the polyhydric alcohol content is less than 35% by mass or more than 70% by mass, the preservation solution is replaced with ink without causing a missing nozzle. In both cases, it can be seen that the preservation solution is frozen.
1 インクジェットヘッド
11 吐出面
11a 撥水膜
12 吐出ユニット
13 吐出口
14 共通流路
15 インク供給口
16 加圧室
17 ノズル
18 圧電素子
19 個別電極
20 供給孔
21 振動板
22 共通電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記インクジェットヘッドには、予めインクジェット保存液が充填されており、
前記インクジェットヘッド保存液が充填された前記インクジェットヘッドに前記インクジェット記録装置用インクを充填する工程を含み、
前記インクジェットヘッド保存液が、少なくとも、水、界面活性剤、溶解安定剤、及び多価アルコールを含有し、
前記多価アルコールが、プロピレングリコールとグリセリンとの混合物、又はプロピレングリコールであり、
前記多価アルコールの含有量が、前記インクジェットヘッド保存液の質量に対して35質量%以上70質量%以下である、インク充填方法。 In an ink jet recording apparatus using an ink for an ink jet recording apparatus, wherein the content of the polyhydric alcohol monoalkyl ether is 10% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the mass of the ink and includes 1,3-butanediol. An ink filling method for filling the ink for an ink jet recording apparatus,
The inkjet head is pre-filled with an inkjet storage solution,
Filling the ink jet head filled with the ink jet head preservation liquid with the ink for the ink jet recording apparatus,
The inkjet head preservation solution contains at least water, a surfactant, a dissolution stabilizer, and a polyhydric alcohol,
The polyhydric alcohol is a mixture of propylene glycol and glycerin, or propylene glycol;
The ink filling method, wherein a content of the polyhydric alcohol is 35% by mass or more and 70% by mass or less with respect to a mass of the ink jet head preservation solution.
The ink filling method according to claim 1, wherein the ink-jet head preservation solution does not freeze at −20 ° C.
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