JP4100386B2 - Method for selecting material constituting ink flow path of ink jet recording apparatus, and ink jet recording apparatus using the selected material - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット記録装置のインク流路にインクが充填された初期状態だけでなく、温度変化や経時変化があった場合でも、安定して高信頼性、高画品質が得られるインクジェット記録装置のインク流路を構成するのに好適な材料を選別する方法に関する。 The present invention provides an ink jet recording apparatus capable of stably obtaining high reliability and high image quality not only in an initial state where ink is filled in an ink flow path of the ink jet recording apparatus but also when there is a temperature change or a change with time. The present invention relates to a method for selecting a material suitable for constituting the ink flow path.
インクジェット記録方式は、急激な加熱により発生した気泡により微細ノズルからインクを吐出するバブル方式、電圧印加により変形する圧電素子を用いて微細ノズルからインクを吐出するピエゾ方式等が知られており、基本色となる数色のインクを、数ピコリットル〜数十ピコリットルという微小液滴として選択的に紙面上に着弾させることにより画像を形成する印字技術である。近年ではインクジェット記録装置の小型化が検討されており、例えば特許文献1には、インクを保持するインク保持部をヘッドとは別に設け、インク保持部からチューブを介してヘッドにインクを供給する装置が開示されている。 Inkjet recording methods include the bubble method in which ink is ejected from fine nozzles by bubbles generated by rapid heating, and the piezo method in which ink is ejected from fine nozzles using a piezoelectric element that is deformed by voltage application. This is a printing technique in which an image is formed by selectively landing several color inks as droplets of several picoliters to several tens of picoliters on paper. In recent years, downsizing of an ink jet recording apparatus has been studied. For example, in Patent Document 1, an ink holding unit that holds ink is provided separately from the head, and the ink is supplied from the ink holding unit to the head through a tube. Is disclosed.
インクジェット記録方式の長所は、微小液滴の吐出制御による高印字品質及び高印画品質であり、数ピコリットルの微小液滴を高精度で紙面上に着弾させることにより、フルカラーに近い色再現を持ち、かつ、粒状感のない画像形成が可能となることである。このような微小液滴の吐出を可能にするためには充分に細い吐出ノズルからの高精度の着弾制御技術が必要である。このような精密なインクの吐出を可能とするためには、装置内のインク流路中にインクの流動を妨げるような異物の混入を防止する必要がある。そのため、インク流路の組み立て及びインクの製造をクリーンルームで行い、さらにインクとしては0.2μmのメンブランフィルターで精密濾過を行ったものを用いたりする等、異物の混入の防止を図っている。 The advantages of the inkjet recording method are high printing quality and high printing quality by controlling the ejection of minute droplets, and it has a color reproduction close to full color by landing a few picoliters of minute droplets on the paper with high accuracy. In addition, it is possible to form an image without graininess. In order to enable discharge of such minute droplets, high-precision landing control technology from a sufficiently thin discharge nozzle is necessary. In order to enable such precise ink discharge, it is necessary to prevent foreign matter from entering the ink flow path in the apparatus from interfering with the flow of ink. For this reason, the ink flow path is assembled and the ink is manufactured in a clean room, and the ink is subjected to microfiltration with a 0.2 μm membrane filter to prevent contamination by foreign matters.
インクジェット記録装置のインク流路を構成する材料としては、一般に、安価で加工し易い樹脂又はゴム材料が使用されている。これらの樹脂又はゴム材料は、通常、主成分以外にも多くの添加剤を含んでいる。このような添加剤としては、例えば、成形時の熱による変質を防ぐためのスズ化合物、脂肪酸カルシウム塩、亜リン酸エステル等の安定剤;耐熱性や耐磨耗性等を改善するためのガラス、シリカ、金属粉等の充填剤;紫外線による強度低下を防止するための2−ヒドロキシベンゾフェノン系、トリアゾール系、アクリロニトリル誘導体系等の紫外線吸収剤;難燃性向上のための酸化アンチモン、メタホウ酸バリウム、リン酸エステル等の難燃剤;加工性を調整するためのフタル酸ジエステル、ジオクチルフタレート、ブタノールジエステル等の可塑剤;空気酸化による強度低下を防ぐための酸化防止剤;ステアリン酸モノグリセリド、パルミチン酸モノグリセリド等の脂肪酸グリセリド等の静電気蓄積防止のための帯電防止剤;着色剤;離型剤等が挙げられる。また、樹脂又はゴム材料のなかでも、ポリエチレン、ポリプロピレン等のイオン重合法を用いて製造されるものは、四塩化塩素を含有した塩素系触媒をはじめとする反応触媒が必ず用いられている。これらの塩素系触媒を用いた場合には、成形時に金型を腐食させないように中和剤を添加することが必要であり、この中和剤として最も一般的に使用されているのがステアリン酸カルシウム等の脂肪酸誘導体である。 As a material constituting the ink flow path of the ink jet recording apparatus, generally, a resin or rubber material that is inexpensive and easy to process is used. These resins or rubber materials usually contain many additives in addition to the main component. Examples of such additives include stabilizers such as tin compounds, fatty acid calcium salts, and phosphites to prevent deterioration due to heat during molding; glass for improving heat resistance and wear resistance, etc. Fillers such as silica and metal powders; UV absorbers such as 2-hydroxybenzophenone, triazole and acrylonitrile derivatives to prevent strength reduction due to UV; antimony oxide and barium metaborate to improve flame retardancy Flame retardants such as phosphoric acid esters; Plasticizers such as phthalic acid diesters, dioctyl phthalate, and butanol diesters to adjust processability; Antioxidants to prevent strength reduction due to air oxidation; stearic acid monoglyceride, palmitic acid monoglyceride Antistatic agent for preventing the accumulation of static electricity such as fatty acid glycerides, etc .; Colorant; Mold release Etc. The. Also, among resins or rubber materials, reaction catalysts such as chlorine-based catalysts containing chlorine tetrachloride are always used for those produced using an ion polymerization method such as polyethylene and polypropylene. When these chlorine-based catalysts are used, it is necessary to add a neutralizing agent so as not to corrode the mold during molding. The most commonly used neutralizing agent is calcium stearate. Fatty acid derivatives such as
これらの添加剤のなかには、水中に溶出する性質を有するものがある。従って、インク流路の組み立て及びインクの製造をクリーンルームで行ったとしても、クリーンな状態を保てるのはインク流路にインクが充填された初期だけで、インク流路にインクが充填された状態で温度変化や経時変化があると、インク流路に使用されている樹脂又はゴム材料から添加剤が溶出し、インク中の成分と反応等をして不溶物を発生させることがある。このような不溶物が発生した場合には、ノズルでの目詰まりが発生し、高精度なインク吐出が達成されず画品質の低下を招くという問題があった。 Some of these additives have the property of eluting in water. Therefore, even if the ink flow path is assembled and manufactured in a clean room, the clean state can be maintained only in the initial stage when the ink flow path is filled with ink, and the ink flow path is filled with ink. When there is a temperature change or a change with time, the additive may elute from the resin or rubber material used in the ink flow path, react with the components in the ink, and generate insoluble matter. When such an insoluble matter occurs, there is a problem that clogging occurs at the nozzle, and high-precision ink ejection is not achieved, resulting in a reduction in image quality.
このような問題を解決する技術として、特許文献2には、脂肪酸又は脂肪酸誘導体の含有量が100ppm以下であるインク容器が開示されている。しかしながら、インク容器の材料中の脂肪酸又は脂肪酸誘導体の含有量を100ppm以下とすると材料の選択の幅が極端に狭くなり現実的ではない。さらに、本発明者の実験によると、脂肪酸又は脂肪酸誘導体の含有量が50ppm程度の材料を用いたにもかかわらず、脂肪酸又は脂肪酸誘導体の溶出が原因と思われる吐出不良が発生することがあった。 As a technique for solving such a problem, Patent Document 2 discloses an ink container having a fatty acid or fatty acid derivative content of 100 ppm or less. However, if the content of the fatty acid or fatty acid derivative in the material of the ink container is 100 ppm or less, the range of material selection becomes extremely narrow, which is not realistic. Furthermore, according to the experiment by the present inventors, there was a case where ejection failure that may be caused by elution of fatty acid or fatty acid derivative may occur despite using a material having a fatty acid or fatty acid derivative content of about 50 ppm. .
本発明の第1の目的は、上述した問題を解決するためになされたものであり、インク流路にインクが充填された初期状態だけでなく、温度変化や経時変化があった場合でも、安定して高信頼性、高画品質が得られるインクジェット記録装置のインク流路を構成するのに好適な材料を選別する方法を提供することにある。 The first object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and is stable not only in the initial state where the ink flow path is filled with ink, but also in the case where there is a temperature change or a change with time. Another object of the present invention is to provide a method for selecting a material suitable for constituting an ink flow path of an ink jet recording apparatus that can obtain high reliability and high image quality.
本発明の第2の目的は、インクジェット記録装置のインク流路を構成する材料を高価な分析機器を用いて組成分析することなく、極めて簡便に評価し且つ選別する新規な方法を提供することにある。 A second object of the present invention is to provide a novel method for evaluating and selecting a material constituting an ink flow path of an ink jet recording apparatus very easily and without analyzing the composition using an expensive analyzer. is there.
本発明に従えば、樹脂又はゴム材料を密閉容器内で、インクジェット記録装置に用いられるインクを加熱した加熱インク中に、所定期間浸漬すること;樹脂又はゴム材料を浸漬後のインクをろ過してろ過時間を求めること;当該ろ過時間に基づいて、当該樹脂又はゴム材料がインクジェット記録装置のインク流路の少なくとも一部に用いる材料として適するか否かを判断すること;を含むインクジェット記録装置のインク流路の少なくとも一部に用いられる樹脂又はゴム材料を選別する方法が提供される。 According to the present invention, the resin or rubber material in a closed vessel, during heating ink heating the ink used in Lee inkjet recording apparatus, it is a predetermined period immersed; the ink after immersing the resin or rubber material filtered And determining whether or not the resin or rubber material is suitable as a material to be used for at least a part of the ink flow path of the ink jet recording apparatus based on the filtration time. A method for selecting a resin or rubber material used in at least a part of the ink flow path is provided .
本発明の方法では、前記樹脂又はゴム材料を、密閉容器内で60℃の前記インク中に2週間浸漬する場合には、浸漬後のインクをろ過してろ過時間を求め、当該ろ過時間に基づいて、インク中に溶出する溶出物の量を求め得る。この際、樹脂又はゴム材料を浸漬せずに前記インクを密閉容器内で60℃で2週間保持した後、インクをろ過して基準ろ過時間を求め、基準ろ過時間と前記樹脂又はゴム材料をインク中に浸漬した場合のろ過時間とを比較することによってインク中に溶出する溶出物の量を求め得る。 In the method of the present invention, the pre-Symbol resin or rubber material, when immersed for two weeks in the ink of 60 ° C. in a closed container obtains the filtration time and filtration of the ink after the immersion, to the filtration time Based on this, the amount of the eluate eluted in the ink can be obtained. At this time, after the ink is kept in a sealed container at 60 ° C. for 2 weeks without immersing the resin or rubber material, the ink is filtered to obtain a reference filtration time, and the reference filtration time and the resin or rubber material are used as the ink. The amount of the eluate eluted in the ink can be obtained by comparing the filtration time when immersed in the ink.
本発明のインクジェット記録装置のインク流路を構成する材料の選別方法によれば、上述の構成よりなるので、インク流路にインクが充填された初期状態だけでなく、温度変化や経時変化があった場合でも、安定して高信頼性、高画品質が得られるインクジェット記録装置のインク流路を構成する材料を提供できる。 According to the method for selecting a material constituting the ink flow path of the ink jet recording apparatus of the present invention, because of the above-described structure, not only the initial state in which the ink flow path is filled with ink but also a change in temperature and a change with time. Even in this case, it is possible to provide a material constituting the ink flow path of the ink jet recording apparatus that can stably obtain high reliability and high image quality.
本発明者らは、鋭意検討の結果、インク中に溶出する脂肪酸誘導体等の溶出物の量は、必ずしも樹脂又はゴム材料中に含まれている脂肪酸誘導体等の添加物の含有量によらないことを見出した。例えば、樹脂又はゴム材料に含まれる添加剤の中でも、最もノズルからのインクの安定吐出に影響を与えるのが、安定剤、帯電防止剤、中和剤として添加されている脂肪酸塩等の脂肪酸誘導体であることは本発明者らの実験によりわかっているが、樹脂又はゴム材料中の脂肪酸誘導体量が100ppmを超えていても、脂肪酸誘導体が樹脂又はゴム材料からほとんど溶出しない場合があることを本発明者らは見出した。すなわち、材料の種類により、又は、同一材料であっても含有する他の添加剤の種類や量により、脂肪酸誘導体等の添加剤がほとんど溶出しない場合がある。これより、安定して高信頼性、高画品質が得られるインクジェット記録装置を提供するためには、インク流路に用いられる樹脂又はゴム材料中に含まれる脂肪酸誘導体等の添加剤の濃度や成分を制御するのではなく、実際の使用状況下で樹脂又はゴム材料からインクに溶出又は放出する脂肪酸誘導体等の添加剤の量に注目すべきことを見出し、本発明を完成するに至った。さらに、本発明者の実験によれば、樹脂又はゴム材料からインクへの脂肪酸誘導体等の添加剤の溶出又は放出は、樹脂又はゴム材料を水中に所定条件下で、所定時間浸漬することにより、より顕著に現れることがわかった。この水中浸漬法を用いることにより、簡便な材料選別が可能となる。 As a result of intensive studies, the present inventors have determined that the amount of the eluent such as a fatty acid derivative eluted in the ink does not necessarily depend on the content of an additive such as a fatty acid derivative contained in the resin or rubber material. I found. For example, among additives contained in a resin or rubber material, fatty acid derivatives such as fatty acid salts added as stabilizers, antistatic agents, and neutralizing agents have the greatest effect on the stable ejection of ink from nozzles. It is known from the experiments of the present inventors that the fatty acid derivative may hardly be eluted from the resin or rubber material even if the amount of the fatty acid derivative in the resin or rubber material exceeds 100 ppm. The inventors have found. That is, additives such as fatty acid derivatives may hardly be eluted depending on the type of material or the type and amount of other additives contained even in the same material. Accordingly, in order to provide an inkjet recording apparatus that can stably obtain high reliability and high image quality, the concentration and components of additives such as fatty acid derivatives contained in the resin or rubber material used in the ink flow path. However, the inventors have found that attention should be paid to the amount of an additive such as a fatty acid derivative that is eluted or released from the resin or rubber material into the ink under actual use conditions, and the present invention has been completed. Furthermore, according to the experiments of the present inventors, elution or release of additives such as fatty acid derivatives from the resin or rubber material to the ink is performed by immersing the resin or rubber material in water under predetermined conditions for a predetermined time. It turned out to be more prominent. By using this water immersion method, simple material selection becomes possible.
本発明の対象とするインクジェット記録装置では、インク流路の少なくとも一部が、樹脂又はゴム材料からなる。使用可能な上記樹脂又はゴム材料の種類としては、特に限定されず、例えば、ポリプロピレン樹脂及びポリエチレン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、シリコン樹脂、酢酸ビニル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、ポリアセタール樹脂、ナイロン樹脂、フッ素系樹脂、ブチルゴム、ブタジエンゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、フッ素系ゴム等が挙げられる。これらの樹脂又はゴム材料は、本発明の目的を阻害しない範囲内において、安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤等の従来公知の添加剤を含有していてもよい。 In the ink jet recording apparatus as an object of the present invention, at least a part of the ink flow path is made of a resin or a rubber material. The type of the resin or rubber material that can be used is not particularly limited. For example, polyolefin resin such as polypropylene resin and polyethylene resin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, silicon resin, vinyl acetate copolymer, acrylonitrile-butadiene. -Styrene (ABS) resin, polyacetal resin, nylon resin, fluorine resin, butyl rubber, butadiene rubber, silicon rubber, urethane rubber, styrene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, ethylene-propylene rubber, fluorine rubber and the like. These resins or rubber materials may contain conventionally known additives such as a stabilizer, an ultraviolet absorber, an antioxidant, and an antistatic agent within a range that does not impair the object of the present invention.
本発明に従えば、上記のような樹脂又はゴム材料は、以下のような方法によって選別される。最初に、上記樹脂又はゴム材料を、密閉容器内で加熱した水中に所定期間浸漬する。例えば、60℃に加熱した水中に2週間浸漬し得る。浸漬後、水中に溶出する脂肪酸誘導体等の溶出物の量を測定する。脂肪酸誘導体を測定する場合には、その測定値が、所定量以下、特に、60℃に加熱した水中に2週間浸漬した場合には、樹脂又はゴム材料の全量に対して20ppm以下になる材料が好適な材料として判断され得る。20ppmを超えると、溶出した脂肪酸誘導体がインク中の成分と反応等をして不溶物を発生させ、吐出不良の原因となり易い。前記浸漬条件下では脂肪酸誘導体の溶出量は、好ましくは18ppm以下である。脂肪酸誘導体は、例えば、FT−IR法、GC分析法、GC−MS分析法等の従来公知の分析方法を組み合わせることにより定性及び定量が可能である。 According to the present invention, the resin or rubber material as described above is selected by the following method. First, the resin or rubber material is immersed in water heated in a sealed container for a predetermined period. For example, it can be immersed in water heated to 60 ° C. for 2 weeks. After the immersion, the amount of the eluate such as fatty acid derivative eluted in water is measured. In the case of measuring a fatty acid derivative, a material whose measured value is 20 ppm or less with respect to the total amount of the resin or rubber material when the measurement value is immersed in water heated to 60 ° C. for 2 weeks or less. It can be judged as a suitable material. If it exceeds 20 ppm, the eluted fatty acid derivative reacts with the components in the ink to generate an insoluble matter, which tends to cause ejection failure. Under the immersion conditions, the elution amount of the fatty acid derivative is preferably 18 ppm or less. The fatty acid derivative can be qualitatively and quantitatively combined with conventionally known analysis methods such as FT-IR method, GC analysis method, and GC-MS analysis method.
あるいは、上記方法において、水に代えて、インクジェット記録装置に使用されるインクを用いてもよい。この場合、上記樹脂又はゴム材料を、密閉容器内で加熱したインク中に所定期間浸漬する。例えば、60℃に加熱したインク中に2週間浸漬し得る。インクを用いることにより、実際のインクジェット記録装置の使用状態に則した結果が得られる。しかしながら、本発明者の実験によると、樹脂又はゴム材料をインクよりも水に浸漬した場合の方が、少なくとも脂肪酸誘導体が早く溶出する傾向があることがわかった。それゆえ、脂肪酸誘導体を主体に測定する場合には、浸漬媒体として水、特に、蒸留水や純水のような純度の高い水を用いるのが好適である。 Or in the said method, it may replace with water and may use the ink used for an inkjet recording device. In this case, the resin or rubber material is immersed in ink heated in a sealed container for a predetermined period. For example, it can be immersed in ink heated to 60 ° C. for 2 weeks. By using the ink, a result in accordance with the actual use state of the ink jet recording apparatus can be obtained. However, according to experiments by the present inventors, it was found that the fatty acid derivative tends to elute at least earlier when the resin or rubber material is immersed in water than the ink. Therefore, when measuring mainly fatty acid derivatives, it is preferable to use water, particularly high-purity water such as distilled water or pure water, as the immersion medium.
浸漬媒体としてインクを用いる場合にも、脂肪酸誘導体等の溶出物は、前述のように、例えば、FT−IR法、GC分析法、GC−MS分析法等の従来公知の分析方法を組み合わせることにより定性及び定量が可能である。脂肪酸誘導体等の溶出物の量を直接定量する代わりに、樹脂又はゴム材料をインクに2週間の浸漬後、樹脂又はゴム材料をインクから取り出し、インクをろ過してろ過時間を計測することで脂肪酸誘導体等の溶出物の量を簡便に予測することができる。この場合、樹脂又はゴム材料をインクに浸漬させずに、前記浸漬条件下で保存したインクのろ過時間を基準値とし、基準値に対する所定倍数を閾値と定め、閾値を超えた材料を不適とすることができる。あるいは、予め、既知量の脂肪酸誘導体等の添加物を含むインクをろ過してろ過時間を求めておき、そのろ過時間を用いて、樹脂又はゴム材料を浸漬したインクに溶出する溶出物の量を求めることもできる。すなわち、樹脂又はゴム材料及びインクごとに許容できる量の脂肪酸誘導体等の溶出物(放出物)を含む複数のインク(基準インク)を用意し、基準インクのろ過時間よりもろ過時間が短いものをインク流路を構成するのに適した材料と判断することができる。前述の閾値や基準インクは、インクの種類や色ごとに規定することができる。 Even when ink is used as an immersion medium, eluents such as fatty acid derivatives can be obtained by combining conventionally known analysis methods such as the FT-IR method, the GC analysis method, and the GC-MS analysis method as described above. Qualitative and quantitative are possible. Instead of directly quantifying the amount of eluate such as fatty acid derivatives, the resin or rubber material is immersed in the ink for 2 weeks, then the resin or rubber material is removed from the ink, the ink is filtered, and the filtration time is measured. The amount of eluate such as a derivative can be easily predicted. In this case, without immersing the resin or rubber material in the ink, the filtration time of the ink stored under the immersion conditions is set as a reference value, a predetermined multiple of the reference value is set as a threshold value, and a material exceeding the threshold value is inappropriate. be able to. Alternatively, in advance, an ink containing a known amount of an additive such as a fatty acid derivative is filtered to obtain a filtration time, and the filtration time is used to determine the amount of the eluate eluted in the ink in which the resin or rubber material is immersed. You can ask for it. That is, prepare a plurality of inks (reference inks) containing a resin or rubber material and an eluent (emission material) such as fatty acid derivative that is acceptable for each ink, and have a filtration time shorter than the filtration time of the reference ink. It can be determined that the material is suitable for forming the ink flow path. The aforementioned threshold value and reference ink can be defined for each ink type and color.
本発明の方法において、水又はインクに浸漬中に溶出(放出)する溶出物は、樹脂又はゴム材料の添加剤を含む。添加剤は、例えば、成形時の熱による変質を防ぐためのスズ化合物、脂肪酸カルシウム塩、亜リン酸エステル等の安定剤;耐熱性や耐磨耗性等を改善するためのガラス、シリカ、金属粉等の充填剤;紫外線による強度低下を防止するための2−ヒドロキシベンゾフェノン系、トリアゾール系、アクリロニトリル誘導体系等の紫外線吸収剤;難燃性向上のための酸化アンチモン、メタホウ酸バリウム、リン酸エステル等の難燃剤;加工性を調整するためのフタル酸ジエステル、ジオクチルフタレート、ブタノールジエステル等の可塑剤;空気酸化による強度低下を防ぐための酸化防止剤;ステアリン酸モノグリセリド、パルミチン酸モノグリセリド等の脂肪酸グリセリド等の静電気蓄積防止のための帯電防止剤;着色剤;離型剤;重合用塩素系触媒;金型腐食防止用中和剤として使用されるステアリン酸カルシウム等の脂肪酸誘導体;ジチオカルバミン酸塩等の加硫促進剤を含み得る。 In the method of the present invention, the eluate eluted (released) during immersion in water or ink contains an additive of resin or rubber material. Additives include, for example, stabilizers such as tin compounds, fatty acid calcium salts, phosphites, etc. to prevent deterioration due to heat during molding; glass, silica, metal to improve heat resistance, wear resistance, etc. Fillers such as powders; UV absorbers such as 2-hydroxybenzophenone, triazole, and acrylonitrile derivatives to prevent strength reduction due to UV; antimony oxide, barium metaborate, phosphates for improving flame retardancy Flame retardants such as: Plasticizers such as phthalic acid diester, dioctyl phthalate and butanol diester for adjusting processability; Antioxidants to prevent strength reduction due to air oxidation; Fatty acid glycerides such as stearic acid monoglyceride and palmitic acid monoglyceride Antistatic agent for preventing static electricity accumulation, etc .; Colorant; Release agent; Chlorine for polymerization Medium; fatty acid derivatives such as calcium stearate used as mold corrosion neutralizing agent; may include a vulcanization accelerator such as dithiocarbamate.
本発明の別の態様において、インク流路に使用される樹脂又はゴム材料を、樹脂又はゴム材料を大量の加熱した水、例えば60℃に加熱した水中に、所定期間、例えば、3日間浸漬する操作を複数回(4〜6回程度)繰り返すことにより、脂肪酸誘導体等を除去して製造(精製)することができる。 In another aspect of the present invention, the resin or rubber material used for the ink flow path is immersed in a large amount of heated water, such as water heated to 60 ° C., for a predetermined period, for example, 3 days. By repeating the operation a plurality of times (about 4 to 6 times), the fatty acid derivative and the like can be removed (purified).
本発明が適用されるインクジェット記録装置の好ましい一実施態様を図1に示した。図1のインクジェット記録装置100は、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンインク等の各カラーをそれぞれ含んだ4つのインクカートリッジ61、用紙62上にインク滴を吐出するヘッド6を有するヘッドユニット63、インクカートリッジ61とヘッドユニット63とが設けられられているキャリッジ64、キャリッジ64を直線方向に往復させるドライブユニット65、キャリッジ64が往復する方向に延在しヘッド6と対向して配置されているプラテンローラー66、及び、パージユニット67とを含む。
A preferred embodiment of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied is shown in FIG. 1 includes four ink cartridges 61 each including black, yellow, magenta, cyan ink, and the like, a
ドライバユニット65は、キャリッジシャフト71、ガイドプレート72、2つのプーリー73、74、及び、無端ベルト75とからなる。ここで、キャリッジシャフト71及びガイドプレート72はプラテンローラー66と平行に延在し、キャリッジ64を摺動可能に支持している。また、無端ベルト75は、プーリー73と74の間に張られている。プーリー73がモーターにより正及び逆方向に回転させられると、無端ベルト75に接続されているキャリッジ64は、プーリー73の正回転及び逆回転に伴いキャリッジシャフト71とガイドプレート72に沿って直線方向に往復する。
The driver unit 65 includes a carriage shaft 71, a guide plate 72, two pulleys 73 and 74, and an endless belt 75. Here, the carriage shaft 71 and the guide plate 72 extend in parallel with the
用紙62は、インクジェット記録装置100に接続された用紙カセット(図示せず)から供給され、ヘッド6とプラテンローラー66の間に送り込まれて、ヘッド6から吐出されるインク滴により予定の印字が実施された後、外部に排出される。なお、用紙給紙機能及び用紙排出機能は図1には示していない。
The
パージユニット67は、プラテンローラー66の一方の側に設置されている。パージユニット67は、パージキャップ81、ポンプ82、カム83、及び、廃インクリザーバー84からなる。ヘッドユニット63がパージキャップ81と対向する位置に置かれているとき、パージキャップ81はカム83により上昇してヘッド6のノズル面に接触し、ヘッド6内に形成された複数のノズルをカバーする。ポンプ82によりヘッド6内のインクを吸引し、それによりヘッド6内の増粘したインクや気泡を排出する。吸引されたインクは廃インクリザーバー84に貯蔵される。また、インクを乾燥から防ぐためにキャップ85が設置されており、キャリッジ64が印字後リセット位置に戻ったときに、キャリッジ64に設けられたヘッド6のノズル15(図2)をカバーする。
The
図2にヘッドユニット63を説明するための模式図を示した。なお、図2に示されているヘッドユニット63は、図1で示されている状態に対し、上下が逆となっている。図2に示したように、ヘッドユニット63は、用紙62に沿って動くキャリッジ64に接続されており、実質的には図1に示す状態において上部がオープン構造の箱型である。ヘッドユニット63は、金属プレートで作られたカバープレート44を有する。カバープレート44はヘッドユニット63のインク吐出面側に固定され、ヘッド6をカバーする。また、ヘッドユニット63は、4つのインクカートリッジ61が図1に示す状態において上部から着脱可能に取り付けられるマウント部2を有する。インク供給路4a、4b、4c、4dのそれぞれは、各インクカートリッジ61のそれぞれのインク排出部に接続して、ヘッドユニット63のボトムプレート5の底と連通している。インク供給路4a、4b、4c、4dには、それぞれヘッド6に密着するようにラバーパッキング47が設けられている。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the
ヘッド6は、互いに平行に配置された4つのブロックから構成されている。ボトムプレート5の下側(図2では上側)にヘッド6のそれぞれのブロックが支持される。ボトムプレート5内では、複数のくぼみ9a、9bに紫外線硬化型接着剤が充填されてヘッド6のそれぞれのブロックを結合しており、くぼみ9a、9bはボトムプレート5を貫通するように形成されている。
The
ヘッド6内には、複数の圧力室16がある。図3にヘッド6内の圧力室の一つを示す断面図を示した。各圧力室16とそれぞれ連通している複数のノズル15は、ヘッド6の一方の面でほぼ一列に設けられている。ヘッド6はキャビティプレート10と圧電アクチュエーター20とからなる。キャビティプレート10は、インク供給路4a、4b、4c、4dと接続されているマニホルド12と、狭部16dと、圧力室16と、通り孔17と、ノズル15とを有し、これらは互いに連通している。コントロ−ラ3は、駆動パルスをクロック信号に同期して圧電アクチュエーター20に与える。駆動パルスは、例えば、米国特許第6312089号、第6412923号又は第6460959号明細書に開示されている技術により制御することができる。さらに、インクジェット記録装置の詳細な構造とヘッドユニットの制御方法は、これらの米国特許に開示されており、これらの米国特許の開示の内容を援用して本文の記載の一部とする。
There are a plurality of
図1〜3に示したインクジェット記録装置100において、インク流路は、カートリッジ61、インク供給路4a、4b、4c、4d、ラバーパッキング47、ヘッド6、キャップ85である。ただし、一般にヘッド6は樹脂又はゴム材料以外の材料が用いられる。また、別の構造のインクジェット記録装置では、例えば、US2003/0107625A1に記載のようなカートリッジからヘッドへのインク流路が樹脂又はゴム材料で形成されたフレキシブルチューブで構成されている場合がある。そのようなフレキシブルチューブにも本発明で選択された樹脂又はゴム材料を用いることができる。US2003/0107625A1の開示内容をを援用して本文の記載の一部とする。
In the ink
本発明が適用されるインクジェット用記録装置に用いるインクとしては特に限定されないが、水を50重量%以上含有するインクジェット用インクを用いる場合に、特に本発明は効果的である。上記インクジェット用インクは、色材や、湿潤剤、浸透剤となる有機溶剤等を含有する。また、さらに必要に応じて、pH調整剤、金属封鎖剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、湿潤剤、比抵抗調整剤、皮膜形成剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防錆剤、樹脂バインダー、界面活性剤、染料溶解剤、防腐防カビ剤等を含有してもよい。さらに、インクジェット記録装置が熱エネルギーの作用によってインクを吐出させるタイプのものである場合には、熱的な物性値(例えば、比熱、熱膨張係数及び熱電導率等)が調整されていてもよい。 The ink used in the inkjet recording apparatus to which the present invention is applied is not particularly limited, but the present invention is particularly effective when an inkjet ink containing 50% by weight or more of water is used. The ink-jet ink contains a coloring material, a wetting agent, an organic solvent that becomes a penetrating agent, and the like. In addition, if necessary, a pH adjuster, a sequestering agent, a viscosity adjuster, a surface tension adjuster, a wetting agent, a specific resistance adjuster, a film forming agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a fading preventive, A rusting agent, a resin binder, a surfactant, a dye solubilizer, an antiseptic and fungicide may be contained. Further, when the ink jet recording apparatus is of a type that ejects ink by the action of thermal energy, the thermal physical properties (eg, specific heat, thermal expansion coefficient, thermal conductivity, etc.) may be adjusted. .
以下に実施例をあげて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
<参考例1>
図1に示した構成のインクジェット記録装置を作製するために、表1に示した各材料をインク流路を構成する材料として用意した。各材料は、縦:約50mm×横:約10mm×厚さ:約2mmの寸法の試験片とした。それぞれの試験片を、密閉容器内で蒸留水に浸漬し、恒温槽を用いて蒸留水の温度を60℃に調整した。なお、密閉容器内の気相は空気であった。この温度条件で容器を2週間保持した。2週間後、試験片を容器から取り出し、容器に残留した液体から脂肪酸成分(脂肪酸誘導体)をジエチルエーテルを用いて抽出した。得られた抽出液中の脂肪酸成分をトリメチルシリル誘導体化した後、GC−MS分析法により測定した。結果を表1に示した。なお、表中の脂肪酸誘導体の重量は、試験片に対する溶出した脂肪酸誘導体の重量比(ppm)で表した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
< Reference Example 1 >
In order to produce the ink jet recording apparatus having the configuration shown in FIG. 1, each material shown in Table 1 was prepared as a material constituting the ink flow path. Each material was a test piece having dimensions of length: about 50 mm × width: about 10 mm × thickness: about 2 mm. Each test piece was immersed in distilled water in a sealed container, and the temperature of distilled water was adjusted to 60 ° C. using a thermostatic bath. The gas phase in the sealed container was air. The container was held at this temperature condition for 2 weeks. Two weeks later, the test piece was taken out from the container, and the fatty acid component (fatty acid derivative) was extracted from the liquid remaining in the container using diethyl ether. The fatty acid component in the obtained extract was derivatized with trimethylsilyl and then measured by GC-MS analysis. The results are shown in Table 1. In addition, the weight of the fatty acid derivative in the table was expressed as a weight ratio (ppm) of the eluted fatty acid derivative to the test piece.
表2に示した材料を用いた以外は、参考例1と同様の条件で材料を蒸留水中に浸漬し、各材料から溶出した脂肪酸誘導体量を測定した。
Except for using the materials shown in Table 2, the materials were immersed in distilled water under the same conditions as in Reference Example 1, and the amounts of fatty acid derivatives eluted from each material were measured.
表3に示した材料を用いた以外は参考例1と同様の条件で材料を蒸留水中に浸漬し、各材料から溶出した脂肪酸誘導体量を測定した。なお、ここで用いた各材料は、参考例1と同種であるがグレードの異なるものである。
The material was immersed in distilled water under the same conditions as in Reference Example 1 except that the materials shown in Table 3 were used, and the amount of fatty acid derivative eluted from each material was measured. The materials used here are the same as those in Reference Example 1 , but are of different grades.
表4に示した材料を用いた以外は参考例1と同様の条件で材料を蒸留水中に浸漬し、各材料から溶出した脂肪酸誘導体量を測定した。なお、ここで用いた各材料は、参考例2と同種であるがグレードの異なるものである。
The material was immersed in distilled water under the same conditions as in Reference Example 1 except that the materials shown in Table 4 were used, and the amount of fatty acid derivative eluted from each material was measured. The materials used here are the same as those in Reference Example 2 , but are of different grades.
参考例1〜4の材料を用いて図2及び図3に示すようなインク流路を構成し、図1に示したインクジェット記録装置を組立てた。
<評価>
表5に示した各色インク組成を混合攪拌した後、0.2μmのメンブランフィルターで濾過して各色インクを調製した。得られたインクを用いて、インク流路の材料として参考例1〜4の材料を用いて作製したインクジェット記録装置について、下記手順により噴射性を評価した。
(1)インクカートリッジをインクジェット記録装置に取り付け、インクを流路に導入する。
(2)テスト印字を行い、全ノズルからインクが噴射することを確認する。
(3)インクジェット記録装置を40℃(湿度未調整)の環境下に2週間放置する。
(4)室温に戻した後、さらに1週間放置する。
(5)パージ及びテスト印字を繰り返す。
The ink flow paths as shown in FIGS. 2 and 3 were formed using the materials of Reference Examples 1 to 4 , and the ink jet recording apparatus shown in FIG. 1 was assembled.
<Evaluation>
Each color ink composition shown in Table 5 was mixed and stirred, and then filtered through a 0.2 μm membrane filter to prepare each color ink. About the inkjet recording device produced using the material of the reference examples 1-4 as an ink flow path material using the obtained ink, jetting property was evaluated by the following procedure.
(1) The ink cartridge is attached to the ink jet recording apparatus, and the ink is introduced into the flow path.
(2) Perform test printing and confirm that ink is ejected from all nozzles.
(3) The ink jet recording apparatus is left in an environment of 40 ° C. (humidity unadjusted) for 2 weeks.
(4) After returning to room temperature, leave it for another week.
(5) Repeat purge and test printing.
このときのインクの吐出から、以下の基準により評価し、結果を表6に示した。
〇:5回以下のパージにて、全ノズルからの吐出が回復した
△:6〜10回のパージにて、全ノズルからの吐出が回復した
×:11回以上のパージにおいても、全ノズルからの吐出が回復しなかった
The ink ejection at this time was evaluated according to the following criteria, and the results are shown in Table 6.
○: Discharge from all nozzles recovered after purging 5 times or less Δ: Discharge from all nozzles recovered after purging 6 to 10 times ×: From all nozzles even after 11 or more purges The discharge did not recover
ブチルゴム、カーボンブラック及びシリコーンオイルを、ブチルゴム:カーボンブラック:シリコーンオイル=100:50:20の重量比で含むゴム材料の試験片を複数用意した。それらの試験片のうち、#1〜#3は、それぞれ、加硫促進剤として下記式(1)に示すようなジエチルジチオカルバミン酸亜鉛(EZ)を表7に示すような割合(重量%)で含む。また、試験片#4及び#5は、それぞれ、加硫促進剤として下記式(2)に示すようなテトラメチルチウラウジスルフィド(TT)を表7に示すような割合(重量%)で含む。また、試験片#6は、加硫促進剤としてテトラメチルチウラウジスルフィド(TT)及び下記式(3)に示すようなベンゾチアジルジスルフィド(DM)をそれぞれ表7に示すような割合(重量%)で含む。
A plurality of rubber material test pieces containing butyl rubber, carbon black and silicone oil in a weight ratio of butyl rubber: carbon black: silicone oil = 100: 50: 20 were prepared. Among these test pieces, # 1 to # 3 are each a proportion (wt%) of zinc diethyldithiocarbamate (EZ) as shown in the following formula (1) as a vulcanization accelerator as shown in Table 7. Including. Test pieces # 4 and # 5 each contain tetramethylthiulau disulfide (TT) as shown in the following formula (2) as a vulcanization accelerator in a proportion (% by weight) as shown in Table 7. In addition,
◎:基準時間の130%未満のろ過時間を要したインク
○:基準時間の130%以上200%未満のろ過時間を要したインク
△:基準時間の200%以上400%未満のろ過時間を要したインク
×:基準時間の400%以上のろ過時間を要したインク
本実施例1の各材料を用いて、図2及び図3に示すようなインク流路を構成し、図1に示したインクジェット記録装置を組み立て、前記と同様な噴射性評価を行うと、本実施例1で200%未満の評価が得られた材料でインク流路が構成されているインクジェット記録装置の方が、200%以上の評価が得られた材料でインク流路が構成されているインクジェット記録装置よりも良好な噴射性評価が得られると予想されるという理由より、基準時間の200%を超えない範囲のインクは良好といえる。良好な評価を満たすインクはインクの色によっても異なることがわかる。また、表7の結果より、加硫促進剤としてジエチルジチオカルバミン酸亜鉛(EZ)を含んでいる方が、他の加硫促進剤に比べて溶出物の溶出量が多いこともわかる。したがって、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛(EZ)を含有しているか否かがインク流路の材料を選択するための基準のひとつとなり得る。いずれにしても、上記実施例及び参考例の結果に基づいて、インクのろ過時間、すなわち、溶出量を所定量に低減する材料を選定することによって、インクジェットヘッドのノズル等の詰まりを抑制又は防止できることがわかる。
A: Ink that required a filtration time of 130% or less of the reference time B: Ink that required a filtration time of 130% or more and less than 200% of the reference time Δ: A filtration time of 200% or more and less than 400% of the reference time Ink x: ink that required a filtration time of 400% or more of the reference time The ink flow path as shown in FIGS. 2 and 3 was formed using each material of Example 1 , and the ink jet recording shown in FIG. When the apparatus is assembled and the jettability evaluation is performed in the same manner as described above, the ink jet recording apparatus in which the ink flow path is made of a material that is evaluated to be less than 200% in the first embodiment is 200% or more. Ink in a range not exceeding 200% of the reference time is good because it is expected that a better jetting evaluation can be obtained than an ink jet recording apparatus in which an ink flow path is configured with an evaluated material. Obtain. It can be seen that ink that satisfies a good evaluation varies depending on the color of the ink. In addition, it can be seen from the results of Table 7 that the amount of eluate eluted is greater when zinc diethyldithiocarbamate (EZ) is contained as a vulcanization accelerator than other vulcanization accelerators. Therefore, whether or not zinc diethyldithiocarbamate (EZ) is contained can be one of the criteria for selecting the material for the ink flow path. In any case, clogging of the nozzles of the inkjet head, etc. is suppressed or prevented by selecting a material that reduces the ink filtration time, that is, the amount of elution, to a predetermined amount based on the results of the above-described examples and reference examples. I understand that I can do it.
本発明によれば、インクジェット記録装置のインク流路を構成する各材料の成分及び組成を調べることなく、実際の使用状況に最適なインク流路材料を簡便な方法を選定することができる。そのような方法で選定された材料を用いることにより、インクジェット記録装置に充填されたインク中に溶出する脂肪酸誘導体等の異物を低減することができる。それゆえ、安定した、高信頼性、高画品質が得られるインクジェット記録装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to select a simple method for an ink flow path material optimum for an actual use situation without examining the components and compositions of each material constituting the ink flow path of the ink jet recording apparatus. By using the material selected by such a method, foreign substances such as fatty acid derivatives eluted in the ink filled in the ink jet recording apparatus can be reduced. Therefore, it is possible to provide an ink jet recording apparatus capable of obtaining stable, high reliability, and high image quality.
100 インクジェット記録装置
61 インクカートリッジ
62 用紙
63 ヘッドユニット
64 キャリッジ
65 ドライブユニット
66 プラテンローラー
67 パージユニット
100 Inkjet recording device 61
Claims (5)
樹脂又はゴム材料を浸漬後のインクをろ過してろ過時間を求めること;
当該ろ過時間に基づいて、当該樹脂又はゴム材料がインクジェット記録装置のインク流路の少なくとも一部に用いる材料として適するか否かを判断すること;
を含むインクジェット記録装置のインク流路の少なくとも一部に用いられる樹脂又はゴム材料を選別する方法。 Immersing a resin or rubber material in a sealed container for a predetermined period of time in a heated ink obtained by heating an ink used in an ink jet recording apparatus;
Filtering the ink after dipping the resin or rubber material to determine the filtration time;
Determining whether the resin or rubber material is suitable as a material to be used for at least part of the ink flow path of the ink jet recording apparatus based on the filtration time;
A method for selecting a resin or rubber material used in at least a part of an ink flow path of an ink jet recording apparatus.
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