(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット記録用水性液が充填されるインク流路系の少なくとも一部にゴム部材を使用するインクジェット記録装置において、ゴム部材が、高沸点有機溶媒、着色剤を含有する着色水性液、又は前記高沸点有機溶媒と前記着色水性液との着色混合液により前処理され、
前記前処理が、成形されたゴム部材を高沸点有機溶媒、着色水性液又は着色混合液に浸漬し、浸漬したまま減圧度８万〜１０万Ｐａの減圧槽中で温度４０〜７０℃に加温することである
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
インクジェット記録用水性液が充填されるインク流路系の少なくとも一部にゴム部材を使用するインクジェット記録装置において、ゴム部材が、高沸点有機溶媒、着色剤を含有する着色水性液、又は前記高沸点有機溶媒と前記着色水性液との着色混合液により前処理され、
前記前処理が、成形されたゴム部材を減圧度８万〜１０万Ｐａの減圧槽に入れ、次に、その減圧状態を維持したまま高沸点有機溶媒、着色水性液又は着色混合液に浸漬し、その後、常圧もしくは加圧下で温度４０〜７０℃に加温することである
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
ゴム部材を前処理するための高沸点有機溶媒と、インクジェット記録用水性液に用いられている高沸点有機溶媒とが同一である請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
ゴム部材を前処理するための着色水性液の着色剤と、インクジェット記録用水性液に用いられている着色剤とが同一である請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記ゴム部材が、エチレンプロピレンジエンゴム又はイソプレンイソブチレンゴムからなる請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
高沸点有機溶媒が、多価アルコールである請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
多価アルコールが、グリセリン、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブチレングリコール及び分子量１９０〜６３０のポリエチレングリコールからなる群より選択される少なくとも一種である請求項６記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
着色剤が、酸性染料又は直接染料である請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
着色剤が、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ  Ｙｅｌｌｏｗ  ２３，Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ  ５２，Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ  ２８９，Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ  Ｂｌｕｅ  ９，Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ８６，Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １３２，Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  １０７及びＣ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  １９９から選択される酸性染料又は直接染料である請求項８記載の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、インク流路系の少なくとも一部にゴム部材を使用す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等がある。
【０００４】
しかしながら、ゴム部材が、インクジェット記録で使用される水性インク（以下、インクとも言う）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等のインクジェット記録用水性液に接すると、ゴム部材に含まれている添加物、例えば、酸化亜鉛あるいは硫黄等の加硫剤；テトラメチルチウラムジスルフィド、ジチオカルバミン酸亜鉛あるいはジエチルジチオカルバミン酸亜鉛等の加硫促進剤；滑剤；軟化剤等が、インクジェット記録用水性液中に溶出し、更に不溶化して析出する場合があり、そのような場合には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。
【０００５】
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）。
【０００６】
【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】
【０００７】
しかしながら、インク流路系を構成するゴム部材として、特許文献１の方法で選別したゴム材料を使用しても、インクや保存液に不溶性の析出物が出現することを完全になくすことができないという問題があった。これは、インクや保存液は水以外にも着色剤や高沸点有機溶剤等を含有しているために、単に水に浸漬するという条件では、ゴム材料を適正に選択することが非常に困難だからである。
【０００８】
本発明は、以上の従来の課題を解決しようとするものであり、インクジェット記録用水性液が充填されるインク流路系の少なくとも一部にゴム部材を使用するインクジェット記録装置に、インク流路系内で使用されるゴム部材に由来する不溶物が析出しないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、インクジェット記録装置のインク流路系内で使用されるゴム部材の表面には小さな空隙が存在し、そのためにゴム部材の表面積が大きくなり、インクジェット記録用水性液が長期間にわたりゴム部材に接触した場合に、空隙の内壁を含むゴム部材表面から添加剤の一部が溶出するとの仮説の下、ゴム部材表面を、高沸点有機溶剤、着色剤を含有する着色水性液、又は前記高沸点有機溶媒と前記着色水性液との着色混合液により前処理することで、添加剤の溶出、析出を抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、インクジェット記録用水性液が充填されるインク流路系の少なくとも一部にゴム部材を使用するインクジェット記録装置において、ゴム部材が、高沸点有機溶媒、着色剤を含有する着色水性液、又は前記高沸点有機溶媒と前記着色水性液との着色混合液により前処理されてい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】
【００１１】
本発明のインクジェット記録装置は、インクジェット記録用水性液と接触するインク流路系内の少なくとも一部に使用するゴム部材として、高沸点有機溶媒、着色剤を含有する着色水性液、又は前記高沸点有機溶媒と前記着色水性液との着色混合液（以下、単に前処理液と称する場合がある）により前処理されているものを使用する。このため、ゴム部材に含まれている添加物のインクジェット記録用水性液中への溶出、析出が抑制され、インクジェットヘッドのノズルの閉塞等の問題が生じず、インクジェット記録用水性液の吐出安定性が向上する。この理由は、明確ではないが、微少空隙に前処理液が充填され、インクジェット記録用水性液が微少空隙内壁に接触しにくくなるためと考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
本発明のインクジェット記録装置においては、インクジェット記録用水性液と接触するインク流路系内の少なくとも一部に使用するゴム部材が、前処理液（即ち、高沸点有機溶媒、着色剤を含有する着色水性液、又は前記高沸点有機溶媒と前記着色水性液との着色混合液）により前処理され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。
【００１４】
インクジェット記録装置において、インク流路系内の一部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。
【００１５】
このようなゴム部材を形成するゴムベースポリマーとしては、イソブチレンイソプレンゴムポリマー（ＩＩＲ）、エチレンプロピレンジエンゴムポリマー（ＥＰＤＭ）、イソプレンゴムポリマー（ＩＲ）、ブタジエンゴムポリマー（ＢＲ）、シリコーンゴムポリマー（Ｑ）、クロロプレンゴムポリマー（ＣＲ）等が挙げられる。中でもイソブチレンイソプレンゴムポリマー（ＩＩＲ）や摺動性の点から次式のエチレンプロピレンジエンゴムポリマー（ＥＰＤＭ）が好ましい。
【００１６】
【化１】
0004654869.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。）
【００１７】
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ベースポリマー（ＥＰＤＭ）としてはＪＳＲ（株）製ＥＰ３３１、住友化学（株）製エスプレン（登録商標）５０５等を挙げることができる。
【００１８】
なお、ゴム部材に配合される可能性のある添加剤としては、ジアシルパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシケタール等の有機過酸化物や酸化亜鉛等の加硫剤；テトラメチルチウラムジスルフィド、ジチオカルバミン酸亜鉛等の加硫促進剤；ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アミド、酸化マグネシウム等の滑剤；カーボンブラック、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素等の補強剤；パラフィンオイル等の軟化剤；老化防止剤；スコーチ防止剤等が挙げられる。
【００１９】
なお、以上のゴムベースや添加物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ゴムベースポリマーと添加物とを混練りし、加熱成形する方法が挙げられる。ここで、加熱成形工程は、通常１４０〜２００℃で５〜１５分間の加熱を行う。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い温度及び／又は長時間行うとゴムが焦げ付くので好ましくない。
【００２０】
本発明のインクジェット記録装置において、上述したようなゴム部材として、高沸点有機溶媒、着色剤を含有する着色水性液、又は前記高沸点有機溶媒と前記着色水性液との着色混合液により前処理したものを使用するが、特に、インク使用時に凝集物等が生ずることを防ぐという点から、ゴム部材を前処理するための高沸点有機溶媒や着色剤が、インクジェット記録用水性液に用いられている高沸点有機溶媒や着色剤とそれぞれ同一である場合が好ましい。
【００２１】
ゴム部材を前処理するための好ましい「高沸点有機溶媒」としては、沸点が大気圧下で約１７０℃以上の、インクジェット記録用水性液の有機溶媒として使用されているものが好ましく挙げられ、特に、分子量の点や水素結合を多く形成できるという点から多価アルコール、特にグリコールが好ましく挙げられる。このような多価アルコールの具体例としては、グリセリン（沸点：２９０℃）、ジエチレングリコール（沸点：２４５℃）、プロピレングリコール（沸点：１８８．２℃）、ジプロピレングリコール（沸点：２３２℃）、１，３−ブチレングリコール（沸点：２０７．５℃）、１，４−ブチレングリコール（沸点：２２８℃）及び分子量１９０〜６３０のポリエチレングリコール（沸点２５０℃）等が挙げられる。これらは、二種以上を併用することができる。また、これらの高沸点有機溶媒は、前処理の際に原液をそのまま使用してもよいし、粘度が高い場合には、水と混合して粘度を調整してもよいが、前処理液としての効果の低減を防ぐため水の配合量が３０重量％を超えないようにすることが好ましい。また、使用する水は、水中に含まれる不純物によるノズル及びインクフィルター等の目詰まりを防ぐために、一般の水道水ではなく、イオン交換水、蒸留水及び超純水等の純度の高いものを使用するのが好ましい。
【００２２】
また、ゴム部材を前処理するための「着色剤を含有する着色水性液」としては、インクジェット記録用インクに用いられている着色剤を水に溶解又は分散させたものが挙げられる。ここで、好ましい着色剤としては、顔料を用いることもできるが、顔料を用いた場合にはその凝集又は沈降が生ずるおそれがあるので、水溶液の酸性染料又は直接染料が好ましく用いられる。このような酸性染料又は直接染料の好ましい具体例としては、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ  Ｙｅｌｌｏｗ  ２３，Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ  ５２，Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ  ２８９，Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ  Ｂｌｕｅ  ９，Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ８６，Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １３２，Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｖｉｏｌｅｔ  １０７及びＣ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  １９９等が挙げられる。また、使用する水は、水中に含まれる不純物によるノズル及びインクフィルター等の目詰まりを防ぐために、一般の水道水ではなく、イオン交換水、蒸留水及び超純水等の純度の高いものを使用するのが好ましい。
【００２３】
着色剤を含有する着色水性液中の着色剤の濃度は、溶解性の点から通常、３〜１０重量％、好ましくは４〜８重量％である。
【００２４】
また、着色水性液と高沸点有機溶媒とを併用する着色混合液中の高沸点有機溶媒の濃度は、高すぎると着色剤が溶解しにくくなるので、６０重量％を超えないようにするのが好ましく、また、着色剤の濃度はその溶解性の点から３〜１０重量％が好ましい。
【００２５】
前処理液（即ち、高沸点有機溶媒、着色水性液又は着色混合液）を用いたゴム部材の前処理としては、ゴム部材を前処理液に浸漬し、浸漬したまま減圧度８万〜１０万Ｐａ、好ましくは９万〜１０万Ｐａの減圧槽中で加温することが挙げられる。この場合、温度が高すぎると前処理液が分解するおそれがあり、温度が低すぎると前処理液のゴム部材への浸透性が低下するおそれがあるので、好ましくは温度４０〜７０℃、より好ましくは５０〜６０℃に加温する。この前処理は、通常５０〜７０時間行うことが好ましい。
【００２６】
別の前処理としては、まず、ゴム部材を減圧度８万〜１０万Ｐａ、好ましくは９万〜１０万Ｐａの減圧槽中に入れ、次に、その減圧状態を維持したまま前処理液に浸漬し加温することが挙げられる。この場合、温度が高すぎると前処理液が分解するおそれがあり、温度が低すぎると前処理液のゴム部材への浸透性が低下するおそれがあるので、好ましくは温度４０〜７０℃、より好ましくは５０〜６０℃に加温する。この前処理は、通常５０〜７０時間行うことが好ましい。この前処理において、ゴム部材を減圧状態を維持したまま前処理液に浸漬した後、ゴム部材が浸漬されている前処理液を、常圧又は１０万〜３０万Ｐａの加圧下で加熱してもよい。このようにすると、ゴム部材表面の微小空隙内壁の処理がより確実に行なうことができる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。
【００２８】
（１）ゴム部材の作製
表１に示したゴム組成に従って、材料を順次、ゴムミキサー内に投入し混練し、排出した。得られた混練り物を２軸押し出し機に投入し、シート状に押し出した後に、加硫成形処理（１７０℃、１０分）を行い、厚さ２ｍｍのゴムシート（ＥＰＤＭ，ＩＩＲ）を得た。そして、このゴムシートを縦５０ｍｍ、横１０ｍｍの短冊状に切り出し、ゴム部材の試験片を作製した。
【００２９】
【表１】
0004654869.tif 000003
【００３０】
（２）評価用インクジェット記録用水性インクの調製
表２に示した各成分を、撹拌拌混合することにより、評価用インクジェット記録用水性インクを得た。
【００３１】
【表２】
0004654869.tif 000004
【００３２】
（３）ゴム部材の前処理
ゴム部材の試験片を、表３（高沸点有機溶剤：グリコール又はグリコール水溶液）、表４（着色水性液：染料水溶液）、表５（着色混合液：グリセリンと染料との水溶液）及び表６（比較例）に示す前処理液に浸し、減圧度１０万Ｐａ、６０℃で３日間熱処理した。その後、前処理液から試験片を引き上げ、表面に過剰に付着している前処理液をキムワイプ（登録商標）Ｓ−２００（（株）クレシア製）で拭き取った。
【００３３】
（４）ゴム部材からの析出評価
前処理を施した試験片を、評価用インクジェット記録用水性インクに１枚浸漬し、６０℃の恒温槽に２週間放置した。その後、水性インクから試験片を取り出し、残った水性インクを電鋳フィルター（孔径１３μｍ、有効濾過面積８ｃｍ２）で濾過し、濾過に要した時間（Ｔ１）を計測した。また、対照として、試験片を投入していない水性インクのみを同条件（６０℃、２週間）で放置し、同一規格の電鋳フィルターで濾過し、濾過に要した時間（Ｔ０：基準時間）を求めた。そしてＴ１のＴ０に対する割合（％）を求め、以下の基準で評価した。結果を表３〜６に示す。なお、濾過後の電鋳フィルターを顕微鏡観察したところ、基準時間に対する濾過時間の割合が大きいほど、析出物の量が多かった。
【００３４】
（析出評価）
ＡＡ…基準時間の１３０％未満の濾過時間を要する
Ａ…基準時間の１３０％以上２００％未満の濾過時間を要する
Ｂ…基準時間の２００％以上４００％未満の濾過時間を要する
Ｃ…基準時間の４００％以上の濾過時間を要する
【００３５】
【表３】
0004654869.tif 000005
【００３６】
【表４】
0004654869.tif 000006
【００３７】
【表５】
0004654869.tif 000007
【００３８】
【表６】
0004654869.tif 000008
【００３９】
表３〜表６から、高沸点有機溶媒、染料水溶液又は着色混合液で前処理した実施例のゴム部材は、インクジェット記録用水性インクと接触しても、ゴム部材の添加物に由来する析出物の発生量が非常に少ないことが分かる。一方、比較例１〜４の前処理を施さないゴム部材及び水だけで前処理を施したゴム部材については、好ましい結果が得られないことがわかる。
【００４０】
（５）実機での連続印字評価
表１のＥＰＤＭ及びＩＩＲでノズルキャップ及びワイパー部品を作製し、実施例３８及び４０の前処理を行い、インクジェットプリンター搭載デジタル複合機（ＭＨＣ−５１００Ｊ、ブラザー工業（株）製）に取り付け、ワイピング操作及びキャッピング操作を含めた２億ドットの連続印字評価を行った。その結果、２億ドット終了時点で印字不良は発生しなかった。一方、前処理を行わなかったキャップ及びワイパーを取り付けた場合（比較例１，３）は、１億ドット連続印字終了時点で印字不良が発生した。印字不良が発生したキャップやヘッドには析出物が付着しており、ＦＴ−ＩＲで同定したところ加硫促進剤であることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のインクジェット記録装置は、インクジェット記録用水性液をインク流路に充填した状態で、ゴム部材の添加物に由来する析出物による性能劣化をきたさない優れたインクジェット記録装置である。