(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク流路系で使用されるゴム部材が、エチレンプロプレンジエンゴムポリマーと、捕捉剤として炭酸カルシウムと、加硫剤として酸化亜鉛及び硫黄と、加硫促進剤としてテトラメチルチラウムジスルフィドと、滑剤としてステアリン酸カルシウムと、軟化剤としてパラフィンオイルとを含むゴム組成からなり、
炭酸カルシウムの含有量が、エチレンプロピレンジエンゴムポリマー１００重量部に対して１０重量部以上８０重量部以下であり、テトラメチルチラウムジスルフィド及びステアリン酸カルシウムの合計含有量が、炭酸カルシウムの含有量に対して５０重量％以下であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
インク流路系で使用されるゴム部材が、エチレンプロプレンジエンゴムポリマーと、捕捉剤として炭酸カルシウムと、加硫剤として酸化亜鉛及び硫黄と、加硫促進剤としてジエチルジチオカルバミン酸亜鉛と、滑剤としてステアリン酸アミドと、補強剤としてカーボンブラックと、軟化剤としてパラフィンオイルとを含むゴム組成からなり、
炭酸カルシウムの含有量が、エチレンプロピレンジエンゴムポリマー１００重量部に対して１０重量部以上８０重量部以下であり、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛及びステアリン酸アミドの合計含有量が、炭酸カルシウムの含有量に対して５０重量％以下であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
インク流路系で使用されるゴム部材が、イソブチレンイソプレンゴムポリマーと、捕捉剤として炭酸カルシウムと、加硫剤として酸化亜鉛と、加硫促進剤としてベンゾチアジルジスルフィドと、滑剤としてステアリン酸カルシウムと、軟化剤としてパラフィンオイルとを含むゴム組成からなり、
炭酸カルシウムの含有量が、イソブチレンイソプレンゴムポリマー１００重量部に対して５重量部以上４０重量部以下であり、ベンゾチアジルジスルフィド及びステアリン酸カルシウムの合計含有量が、炭酸カルシウムの含有量に対して５０重量％以下であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
インク流路系で使用されるゴム部材が、イソブチレンイソプレンゴムポリマーと、捕捉剤として炭酸カルシウムと、加硫剤として酸化亜鉛と、加硫促進剤としてテトラメチルチラウムジスルフィドと、滑剤としてステアリン酸アミドと、補強剤としてカーボンブラックと、軟化剤としてパラフィンオイルとを含むゴム組成からなり、
炭酸カルシウムの含有量が、イソブチレンイソプレンゴムポリマー１００重量部に対して５重量部以上４０重量部以下であり、テトラメチルチラウムジスルフィド及びステアリン酸アミドの合計含有量が、炭酸カルシウムの含有量に対して５０重量％以下であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク流路系でゴム部材が使用されるインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、急激な加熱により気泡を発生させ、その時に生じる圧力により微細ノズルからインクの微小液滴を吐出させるサーマル方式、圧電素子を用いてインクの微小液滴を吐出させるピエゾ方式等のインク吐出方式により、記録紙等の被記録材にインクを付着させて記録を行う装置である。
【０００３】
インクジェット記録装置において、インクタンクやインクジェットヘッドからなるインク流路系にはゴム部材が使用されており、このゴム部材としては、インクヘッドノズルを覆うキャップ、インクヘッドノズル端面を清浄するワイパー、部品の接合部分にかませるシールパッキン、インクタンクがインクジェットヘッドと別個に設けられている場合にインクタンクからインクジェットヘッドへインクを供給するチューブ等がある。
【０００４】
このようなゴム部材のゴムベースポリマーとしては、エチレンプロピレンジエンゴムポリマー（ＥＰＤＭ）やイソブチレンイソプレンゴムポリマー（ＩＩＲ）が多用されており、ゴム部材は、一般に、このようなゴムベースポリマーに、加硫剤、加硫促進剤、滑剤、軟化剤等の添加剤を配合したゴム、あるいはさらに補強剤を配合したゴムから形成されている。
【０００５】
しかしながら、従来のゴム部材は、インクジェット記録で使用されるインクや、出荷時や長期保存時にインク流路系に充填される保存液に接すると、ゴム部材に含まれている添加剤がインクや保存液中に溶出し、不溶物となって析出し、インクジェットヘッドのノズルを閉塞する等の問題を引き起こす。
【０００６】
これに対しては、インク流路系で使用するゴム材料を密閉容器内で６０℃の水中に所定期間浸漬し、溶出物の量を調べ、ゴム材料を選別するという方法が提案されている（特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１１９２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、インクや保存液で析出する不溶物の種類や量は、インクや保存液の組成によっても異なり、インク流路系を形成するゴム部材に、特許文献１の方法で選別したゴム材料を使用しても、インクを吐出安定性の点から好ましい動的表面張力を有する組成に調整し、保存液を濡れ性やインクとの置換容易性の点から好ましい動的表面張力を有する組成に調整すると、不溶物の析出が問題となることがあった。
【０００９】
このような従来技術の課題に対し、インク流路系にゴム部材を有するインクジェット記録装置において、任意のインクや保存液に対してゴム部材に由来する不溶物の析出を防止し、吐出安定性を維持させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、インクジェット記録装置のインク流路系で使用するゴム部材を形成するゴムに、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク又はクレーを含有させると、これらはゴム部材に含まれる種々の添加剤を吸着し捕捉する捕捉剤として作用し、ゴム中の添加剤がゴム構造中に保持され、インクや保存液へ溶出するのを抑制できることを見出した。
【００１１】
即ち、本発明は、インク流路系で使用されるゴム部材が、エチレンプロプレンジエンゴムポリマー（ＥＰＤＭ）と、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク及びクレーから選択される少なくとも１種の捕捉剤とを含むゴム組成からなり、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク及びクレーから選択される捕捉剤の合計含有量が、エチレンプロピレンジエンゴムポリマー１００重量部に対して１０重量部以上８０重量部以下であることを特徴とするインクジェット記録装置を提供し、また、インク流路系で使用されるゴム部材が、イソブチレンイソプレンゴムポリマー（ＩＩＲ）と、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タル及びクレーから選択される少なくとも１種の捕捉剤とを含むゴム組成からなり、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク及びクレーから選択される捕捉剤の合計含有量が、イソブチレンイソプレンゴムポリマー１００重量部に対して５重量部以上４０重量部以下であることを特徴とするインクジェット記録装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のインクジェット記録装置によれば、ゴム部材を形成するゴム中に捕捉剤として含有させる炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク又はクレーが、ゴム中の加硫促進剤、滑剤、軟化剤等の種々の添加剤を吸着して捕捉し、ゴム構造中に保持する。したがって、このゴム部材がインクや保存液と接した場合に、ゴム部材からインクや保存液に添加剤が溶出することが抑制され、この溶出物の析出により生じるインクジェットヘッドのノズルの閉塞も防止することができる。よって、本発明のインクジェット記録装置は、吐出安定性が長期間にわたって持続するものとなる。
【００１３】
また、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク又はクレーは、ゴムの補強効果も有する。したがって、ゴムの補強が必要とされる場合に一般に添加されるカーボンブラック等の補強剤の一部又は全部を、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク及びクレーから選択される捕捉剤を添加する分、低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
本発明のインクジェット記録装置は、インク流路系で使用されるゴム部材が特定の組成を有していることを特徴としており、これ以外のインクジェット記録装置の構成は、公知のインクジェット記録装置と同様とすることができる。インク吐出方式に関しても制限はなく、サーマル方式、ピエゾ方式、その他任意の方式とすることができる。
【００１６】
インク流路系で使用されるゴム部材としては、インクジェットヘッドのノズルを覆うキャップ、インクジェットヘッドのノズル端面を清浄するワイパー、インクタンクがインクジェットヘッドと別個に設けられている場合にはインクタンクからインクジェットヘッドへインクを供給するチューブ、特願２００４−２０７２０８号明細書に開示されたようなバッファタンクとヘッドユニットとの間に挟持される弾性部材であるシールパッキン等がある。
【００１７】
本発明のインクジェット記録装置では、このようなゴム部材のゴムベースポリマーとしては、エチレンプロピレンジエンゴムポリマー（ＥＰＤＭ）及び／又はイソブチレンイソプレンゴムポリマー（ＩＩＲ）を使用する。エチレンプロピレンジエンゴムポリマーとしては、摺動性の点から次式のものが好ましい。
【００１８】
【化１】
0004636259.tif 000002
（式中、Ｘは、エチリデンノルボルネン，ジシクロペンタジエン，１，４−ヘキサジエン等の非共役ジエン化合物を表す。）
【００１９】
これらゴムベースポリマーとしては、市販品を使用することができ、例えば、エチレンプロピレンジエンゴムポリマーとしてはＪＳＲ（株）製ＥＰ３３１、住友化学（株）製エスプレン（登録商標）５０５等をあげることができる。また、イソブチレンイソプレンゴムポリマーとしては、ＪＳＲ（株）製ＨＴ−１０６６、ＨＴ−１０６８等をあげることができる。
【００２０】
本発明においては、ゴム部材を形成するゴム組成が、エチレンプロピレンジエンゴムポリマー又はイソブチレンイソプレンゴムポリマーの他に、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク及びクレーから選択される少なくとも１種の捕捉剤を含有する。これらは、ゴム中に一般に含まれる加硫促進剤、滑剤、軟化剤等の種々の添加剤を吸着し、捕捉することによりゴム構造中に保持させるので、ゴム部材がインクや保存液に接した場合に、ゴム部材からインクや保存液に種々の添加剤が溶出することを防止できる。これらの捕捉剤の中でも、捕捉効果の点から炭酸カルシウムが好ましい。
【００２１】
炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク及びクレーから選択される捕捉剤のゴム中の好ましい含有量は、ゴムベースポリマーの種類や、ゴム中に添加される添加剤の種類と量、捕捉剤として炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク及びクレーのいずれを使用するか等によって異なるが、ゴムベースポリマーがエチレンプロピレンジエンゴムポリマーの場合、エチレンプロピレンジエンゴムポリマー１００重量部に対して、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク及びクレーから選択される捕捉剤の合計含有量を１０重量部以上８０重量部以下とし、ゴムベースポリマーがイソブチレンイソプレンゴムポリマーの場合、イソブチレンイソプレンゴムポリマー１００重量部に対して、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク及びクレーから選択される捕捉剤の合計含有量を５重量部以上４０重量部以下とする。捕捉剤の合計含有量がこの範囲よりも少ないと、得られるゴムの強度が不充分となり、この範囲より多いと、ゴム硬度やゴム弾性等のゴムに要求される特性に不具合を生じるため好ましくない。
【００２２】
特に、広範囲のインク組成に対してゴム中の添加剤の溶出防止効果を高める点からは、エチレンプロピレンジエンゴムポリマー１００重量部に対して、炭酸カルシウム６０〜８０重量部使用し、イソブチレンイソプレンゴムポリマー１００重量部に対して、炭酸カルシウム３０〜４０重量部使用することが好ましい。
【００２３】
本発明では、インク流路系で使用されるゴム部材を形成するゴム組成が、上述のように、エチレンプロピレンジエンゴムポリマー及び／又はイソブチレンイソプレンゴムポリマーをゴムベースポリマーとし、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク及びクレーから選択される捕捉剤を含有する限り、種々の添加剤を含有することができる。
【００２４】
例えば、酸化亜鉛、硫黄、有機過酸化物等の加硫剤；チアゾール系化合物、チオウレア系化合物、チウラム系化合物、スルフェンアミド系化合物、ジチオカルバミン酸系化合物等の加硫促進剤；ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸塩類、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド等の脂肪酸誘導体、酸化マグネシウム等の滑剤；カーボンブラック等の補強剤；パラフィンオイル等の軟化剤；スコーチ防止剤等を含有することができる。
【００２５】
中でも、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛及びステアリン酸マグネシウム等のステアリン酸塩類は、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク又はクレーをゴムに添加することによりゴムの構造中に保持され易く、特に炭酸カルシウムの添加により強く保持されるので、ゴム部材がインクや保存液と接した場合の溶出が抑制される。したがって、ゴム部材に含有させる滑剤としては、ステアリン酸塩類を使用し、その捕捉剤として炭酸カルシウムを添加することが好ましい。
【００２６】
また、加硫促進剤及び滑剤の合計含有量は、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク及びクレーから選択される捕捉剤の合計含有量に対して５０％以下とすることが好ましい。加硫促進剤及び滑剤の合計含有量が捕捉剤の合計含有量の５０％を超えると、ゴム部材が浸透性の高いインクや保存液に接した場合に、インクや保存液への加硫促進剤や滑剤の溶出を確実に防止することが困難となる。
【００２７】
ゴムの補強剤としては、一般にカーボンブラックが使用されるが、本発明において、捕捉剤として添加する炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク及びクレーは、ゴムの補強効果も有するため、補強剤として添加するカーボンブラックの一部又は全部に代えて、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク及びクレーから選択される捕捉剤を使用することができる。
【００２８】
以上のゴムベースポリマー、捕捉剤、その他の成分からゴム部材を製造する方法としては、バンバリーミキサー、ニーダー、２本ロール等の混練り機器を使用して各成分を混練りし、ゴムの加熱成形工程を通常１４０〜２００℃で５〜１５分間加熱処理することにより行う。特に、エチレンプロピレンジエンゴムポリマー等をゴムベースポリマーとする場合、１６０〜１８０℃、５〜１３分で加熱成形後、さらに１００〜１５０℃、１〜２４時間で加熱処理することが好ましい。これにより、未反応の有機過酸化物等を分解除去することができ、硬度を若干高めることができる。なお、加熱成形後の加熱処理を過度に高温及び／又は長時間行うとゴムが焦げ付くので好ましくない。
【００２９】
一方、ゴム部材がインク流路系で接することとなるインクや保存液の組成については特に限定はない。インクとしては、着色剤、水及び水溶性有機溶剤からなる公知の水性インクを使用することができる。ここで、着色剤としては、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料等の染料、顔料、表面に親水性処理を施した自己分散型顔料等をあげることができる。水溶性有機溶剤としては、インク浸透速度を適度に速め、乾燥性を向上させる浸透剤や、ノズルにおけるインクの乾燥を防止し、インクの液安定性を向上させる湿潤剤を使用することが好ましい。
【００３０】
このうち、浸透剤としては、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールイソブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールプロピルエーテル、ジプロピレングリコールイソプロピルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールブチルエーテル等のグリコールエーテルをあげることができる。
【００３１】
また、湿潤剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール等の多価アルコール；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物；ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド；エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン；ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物等をあげることができる。
【００３２】
この他、水溶性有機溶剤としては、インクの被記録材への浸透性、乾燥性を制御する目的で、エタノール、イソプロピルアルコール等の１価のアルコールを使用してもよい。
【００３３】
保存液の組成は、基本的にインク組成に準じたものとされるが、多くの場合、着色剤を含有しない。また、水性インクには含有されない高分子や界面活性剤等が添加される場合がある。
【００３４】
また、インクや保存液には、分散剤、粘度調整剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤及び防腐防カビ剤等を必要に応じて添加してもよい。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例に基づき、本発明を具体的に説明する。
【００３６】
（１）インクの調製
表１の組成のインク１〜３を、各成分を撹拌混合することにより得た。なお、インクのゴムに対する浸透力は、インク１＞インク２＞インク３である。
【００３７】
（２）ゴムシートの作製
表２の組成に従って各材料を順次、ゴムミキサー内に投入して混練し、排出した。これを２軸押し出し機によりシート状に押し出し、金型に投入し加熱成形（１７０℃、１０分）することによりゴムシート１〜２０を得た。
【００３８】
（３）析出評価
（２）で作製したゴムシートを縦５０ｍｍ×横１０ｍｍ×厚さ２ｍｍの寸法に加工し
、評価用ゴムサンプルとした。
表３のように評価用ゴムサンプルとインクを組合せ（実験例１〜６０）、密閉容器内でインク１０ｍＬにゴムサンプルを１枚浸漬し、６０℃の恒温槽に２週間放置した。その後、浸漬したゴムサンプルを取り出し、取り出した後のインクを電鋳フィルター（孔径１３μｍ、有効ろ過面積８ｃｍ２）でろ過し、ろ過に要する時間を計測した。また、対照として、ゴムサンプルを加えないインクを同条件（６０℃、２週間）で放置し、同一規格の電鋳フィルターでろ過し、ろ過に要する時間（基準時間）を求めた。そして、ゴムサンプルを浸漬させたインクがろ過に要した時間の基準時間に対する割合を求め、以下の基準で評価した。結果を表３、表４に示す。
◎…基準時間の１３０％未満のろ過時間を要する
○…基準時間の１３０％以上２００％未満のろ過時間を要する
△…基準時間の２００％以上４００％未満のろ過時間を要する
×…基準時間の４００％以上のろ過時間を要する
なお、ろ過後の電鋳フィルターを顕微鏡観察したところ、上述のろ過時間の基準時間に
対する割合が大きいほど、析出物の量が多かった。
【００３９】
【表１】
0004636259.tif 000003
【００４０】
【表２】
0004636259.tif 000004
【００４１】
【表３】
0004636259.tif 000005
【００４２】
【表４】
0004636259.tif 000006
【００４３】
表３から、ゴムベースポリマーがエチレンプロプレンジエンゴムポリマーの場合、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク及びクレーから選択される捕捉剤を、ゴムベースポリマー１００重量部に対して１０〜８０重量部含有させることにより（ゴムNo.１〜８）析出評価が良好であること、特に、捕捉剤の合計含有量に対する加硫促進剤と滑剤の合計含有量が５０％以下であると、浸透力の高いインク１に対しても析出評価が良好であることがわかる。
【００４４】
表４から、ゴムベースポリマーがイソブチレンイソプレンゴムポリマーの場合、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、タルク及びクレーから選択される捕捉剤を、ゴムベースポリマー１００重量部に対して５〜４０重量部含有させることにより（ゴムNo.１１〜１８）析出評価が良好であること、特に、捕捉剤の合計含有量に対する加硫促進剤と滑剤の合計含有量が５０％以下であると、浸透力の高いインク１に対しても析出評価が良好であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、インク流路系にゴム部材を有するインクジェット記録装置において有用である。