JP2708538B2 - 洗浄液及び該洗浄液を使用した洗浄方法 - Google Patents

洗浄液及び該洗浄液を使用した洗浄方法

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は洗浄液及び該洗浄液を使用した洗浄方法に関
する。
〔従来の技術〕
インクジエツトプリンタでは、ノズルが目詰りするの
を防止するために、特開昭62−117751号公報に記載され
たように、水酸化ナトリウム水溶液を供給する方法が知
られている。
一方、染料や顔料の溶剤あるいは剥離剤としてジメチ
ルスルフオキシドが知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記したインクジエツトプリンタにおける水酸化ナト
リウム水溶液の供給は、インクのPH低下によるアルカリ
可溶成分の析出付着を防止することにあり、プリンタの
稼働時に生成されるインクの劣化成分の付着防止あるい
は付着物の除去の効はない。
またメジチルスルフオキシドは、溶解性が高いことか
ら溶剤あるいは剥離剤として広く使用されているが、そ
の融点が高い(18.4℃)ことから保管環境温度あるいは
使用環境温度が実用的でない、という問題があつた。
本発明の目的は、インクの劣化成分を良く溶解し、且
つ保管環境温度あるいは使用環境温度も実用的な洗浄液
及び該洗浄液を使用した洗浄方法を提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の洗浄液は、インク溶媒とジメチルスルフオキ
シドを混合したことを特徴とし、 洗浄方法は、前記洗浄液を被洗浄物に作用させ,ある
いは、前記洗浄液を被洗浄物に使用させ超音波を与えな
がら該被洗浄物を洗浄することを特徴とする。
〔作用〕
インクジエツトプリントにおいて、稼働時に生成され
るインク劣化物は、主に、成分の酸化あるいは加水分解
により生じ、極性基を持つ物質である。これに対してジ
メチルスルフオキシドは極性非プロトン溶媒であり、前
記したインク劣化物を溶解する。また、他の極性、非極
性溶媒とも相溶する。そして該ジメチルスルフオキシド
とインク溶媒との混合溶媒の凝固点は、溶媒の凝固点降
下の原理により、該ジメチルスルフオキシドの凝固点よ
りも低くなる。
洗浄力が高く保管あるいは使用環境温度が実用的な洗
浄液であり、また、洗浄方法となる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
第4図は本発明になる洗浄液による洗浄対象物である
ノズルを備えたインクジエツトプリンタの外観図、第5
図はそのインク流路の一例である。
該インクジエツトプリンタは、インクボルト7中のイ
ンク22をポンプ6でノズル3に供給し、ノズル3から噴
出するインク粒子12に帯電電極14から文字信号に応じた
電荷を与える。電荷を持つたインク粒子12は偏向電極11
の間を通過するときにクーロン力でその飛行方向が曲げ
られて被印字物10の付着する。電荷が与えられない記録
に不要なインク粒子12は直進してガター9に捕獲され、
その後、回収ポンプ8により回収されてインクボルト7
に戻される。
なお、1は記録ヘツドユニツト、2はノズルケース、
4はノズル励振素子、5は調圧弁、13は文字信号発生回
路、15はコントロールユニツトである。
インク22の主成分は、染料、顔料及びこれらを溶解す
る溶媒である。第2図に染料の分子構造の一例を示し、
第3図に樹脂の分子構造の一例を示す。これらを溶解す
る溶媒としては、炭化水素系,アルコール系,ケトン
系,エステル系あるいはエーテル系の溶媒を単独あるい
は混合したものを用いることができる。一例としては、
体積組成比で、メチルエチルケトン90%、メタノール10
%の混合溶媒が用いられる。
インクジエツトプリンタにおいて、印字に関与しない
インク22は、ガター9から回収ポンプ8によつてインク
ボルト7に戻されるときに空気と混合して撹拌される。
回収ポンプ8の流量は、例えば、1/分である。この
ために、インク成分に空気酸化が発生し、成分中の分子
がカルボニル基(C−O)カルボキシ基(−COOH)、
ヒドロキシ基(−OH)を持つことになる。更に、周囲の
空気中に酸やアルカリ等の加水分解を促進させる触媒作
用を持つものが混入していると、インク中に取込まれて
加水分解を生ずる。一例としては、第2図の染料では、 −NHCOCH3→−NH3+CH3CO2H −OCOCH3→−OH+CH3CO2H の反応が生じ、アミド基(−NHCO−)、エステル基(−
OCO−)が、それぞれ、アミノ基(−NH2)とヒドロキシ
基(−OH)となる。これらの官能基は何れも強い極性を
持つために、これらの官能基を分子構造に持つ染料や樹
脂は上記した溶媒には難溶もしくは不溶となり、従つ
て、インク溶媒から析出してインク流路内に付着する。
これをインク劣化物という。
一方、ノズル3の口径は例えば直径30μm程度であ
り、ここに前記析出物が付着するとインクの流れが乱れ
て噴出方向が変化し、あるいは目詰り状態となる。付着
した析出物は、前記したようにインク溶媒に難溶もしく
は不溶であるので、インク溶媒で洗浄しても除去するこ
とは困難である。
ジメチルスルフオキシドは極性非プロトン溶媒であ
り、上記した極性官能基を持つ分子を容易に溶解するこ
とができ、洗浄液として好適である。しかし、このジメ
チルスルフオキシドは、融点が18.4℃と高いため、これ
以下の環境温度で保管あるいは使用すると凝固する問題
がある。
次に、本発明になる洗浄液について説明する。
本発明になる洗浄液は、ジメチルスルフオキシドにイ
ンク溶媒を混合することによつて、凝固点が、普通の保
管環境温度及び使用環境温度では凝固しないように調整
される。インク溶媒としては、体積組成比でメチルエチ
ルケトン90%、エタノール10%の混合液を用いるが、こ
の成分や組成比に限定されるものではない。
第1図は、洗浄液のジメチルスルフオキシド濃度変化
に対する凝固点の変化特性を示しており、濃度の低下に
伴つて凝固点温度が低下することがわかる。例えば、ジ
メチルスルフオキシドの濃度が60%になると、凝固点温
度は−10℃以下となり、実用的な環境温度仕様となる。
ジメチルスルフオキシドの凝固点温度を低下させるた
めには、インク溶媒以外の溶媒を混合しても良いことは
明らかであるが、インクジエツトプリンタのノズルを洗
浄する洗浄液として使用する場合には該洗浄液がインク
流路中に残留してインクに悪影響を与える恐れがある。
従つて、インク中に混入したときの悪影響を避けるため
には、インク溶媒そのものまたはインク溶媒に含まれる
成分であることが望ましい。
第1図に示した特性の洗浄液は、体積組成比がジメチ
ルスルフオキシド60%、メチルエチルケトン36%、メタ
ノール4%のものであるが、体積組成比がジメチルスル
フオキシド55〜65%、メチルエチルケトン30〜40%、メ
タノール1〜10%の範囲で好特性の洗浄液が得られる。
ジメチルスルフオキシド59%、メチルエチルケトン41
%の混合液も好ましい洗浄液であるが、この混合液の場
合は、体積組成比がジメチルスルフオキサイド55〜65
%、メチルエチルケトン35〜45%の範囲で好特性の洗浄
液が得られる。
ジメチルスルフオキシド76%、メタノール24%の混合
液も同様な洗浄液として有効であるが、この混合液の場
合は、体積組成比がジメチルスルフオキシド70〜80%、
メタノール20〜30%の範囲で好特性の洗浄液が得られ
る。
設定する環境温度仕様によつて、洗浄液の組成及び体
積組成比が変化するのは当然である。
これらの洗浄液は、インクジエツトプリンタの洗浄液
として有効であるが、これ以外のものの洗浄にも使用す
ることができる。
第6図と第7図は、本発明になる洗浄液を使用した前
記インクジエツトプリンタのノズル洗浄方法の一例を示
している。
この洗浄方法は、ノズルキヤツプ16内を前記洗浄液17
で満たし、該ノズルキヤツプ16でノズル3を蓋すること
によつて洗浄液17をノズル孔から内部に浸透させて内面
に付着したインク劣化物を溶解し、その後、該ノズル3
からインクまたは溶媒を噴出させることによつてこれら
をノズル外へ排出する方法である。この方法は、ノズル
3を記録ヘツドユニツト1から取り外す必要がなく、簡
単な操作でノズル3の洗浄を行なうことができる。
この方法は、インク劣化物の付着防止方法としても有
効である。すなわち、インクジエツトプリンタの運転を
停止したときには、洗浄液17を満たしたノズルキヤツプ
16でノズル3に蓋をしてノズル孔内に洗浄液17を浸透さ
せることにより、インク劣化物が析出して付着するのを
防止することができる。
洗浄液17の溶解力に超音波の分散力を作用させると、
より一層効果的な洗浄を行なうことができる。
第8図は、超音波を作用させながらノズル3を洗浄す
る洗浄方法の例を示している。この洗浄方法は、洗浄容
器19に前記洗浄液17を入れ、記録ヘツドユニツト1から
取り外したノズル3の先端を該洗浄液17に浸し、前記洗
浄容器19を超音波洗浄機20の洗浄室20aに水21と共に入
れて超音波23を作用させながらノズル内部に付着したイ
ンク劣化物を溶解し、その後、該ノズル3からインクま
たは溶媒を噴出させることによつてこれらをノズル外へ
排出する方法である。この洗浄方法は、洗浄液17により
溶解力に超音波による分散力が加わるので強固に付着し
たインク劣化物も除去することができる。
ノズル3と一体化されたノズル励振素子4や樹脂層18
等が洗浄液17によつて溶解,膨潤,剥離する恐れがある
ときは、ノズル3の先端部分のみが洗浄液17に浸漬する
ように洗浄液17の量を加減する。
インクにジメチルスルフオキシドを添加するとインク
の劣化を低減することができる。
第9図は、ジメチルスルフオキシドを含むインクの、
ジメチルスルフオキシド濃度とインクの劣化度の関係を
示している。ここでインクの劣化度とは、所定の条件下
で劣化試験を行なつたインクの濾過残渣をジメチルスル
フオキシドで溶解した液の吸光度の比較値である。
劣化試験条件は、被評価インク10mlに20℃で60%の湿
度の空気を毎分1の割合で8時間吹き込み、この時に
蒸発するインク溶媒成分は常に補充するという条件であ
る。
この劣化試験で生成した劣化インクをミリポア社製の
0.5μmのポリテトラフルオロエチレンフイルターで濾
過し、更に、該フイルターにインク溶媒を作用させてイ
ンク溶媒可溶成分をフイルターから除去することにより
該フイルター上にインク劣化物が残渣として得られる。
該フイルターを10mlのジメチルスルフオキシドに浸漬し
て残渣物を完全に溶解した溶液を作り、540nm波長での
吸光度を求める。Lambert−Beerの法則により、吸光度
は溶解物質の濃度に比例するため、上記吸光度はインク
劣化物の濃度に比例する。故に、吸光度を比較すること
でインクの劣化度を数値的に比較することができる。第
9図は、ジメチルスルフオキシドを添加しないインクの
吸光度を1.0として示している。
第9図の例では、ジメチルスルフオキシドをインク1
当り0.1ml加えることにより、インクの劣化度は1/5〜
1/6に低減する。故に、インク1当り0.1mlのジメチル
スルフオキシドを加えたインクをインクジエツトプリン
タに使用すると、ノズルへのインク劣化物の付着量はこ
れまでの1/5〜1/6に低減する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、一般に環境温度で保管及び使用でき
る洗浄効果の大きい洗浄液と該洗浄液を使用して洗浄方
法を提供することができ、特に、インクジエツトプリン
タにおけるノズルの洗浄に有効である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は洗浄液の
ジメチルスルフオキシド濃度変化に対する凝固点の変化
特性図、第2図は染料の分子構造図、第3図は樹脂の分
子構造図、第4図はインクジエツトプリンタの外観図、
第5図はそのインク流路図、第6図と第7図はノズル洗
浄方法を示した斜視図とその要部を拡大した縦断側面
図、第8図は他のノズル洗浄方法を示す縦断側面図、第
9図はジメチルスルフオキシドを添加したインクの添加
量と残渣量の関係を示す特性図である。 1…記録ヘツドユニツト、3…ノズル、16…ノズルキヤ
ツプ、17…洗浄液、22…インク。

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インク溶媒とジメチルスルフオキシドを混
    合したことを特徴とする洗浄液。
  2. 【請求項2】凝固点が保管環境温度以下となるように調
    整された特許請求の範囲第1項記載の洗浄液。
  3. 【請求項3】凝固点が−10℃以下となるように調整され
    た特許請求の範囲第1項記載の洗浄液。
  4. 【請求項4】体積組成比がジメチルスルフオキシド55〜
    65%、メチルエチルケトン30〜40%、メタノール1〜10
    %であることを特徴とする洗浄液。
  5. 【請求項5】体積組成比がジメチルスルフオキシド60
    %、メチルエチルケトン36%、メタノール4%であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の洗浄液。
  6. 【請求項6】体積組成比がジメチルスルフオキシド55〜
    65%、メチルエチルケトン35〜45%であることを特徴と
    する洗浄液。
  7. 【請求項7】体積組成比がジメチルスルフオキシド59
    %、メチルエチルケトン41%であることを特徴とする特
    許請求の範囲第6項記載の洗浄液。
  8. 【請求項8】体積組成比がジメチルスルフオキシド70〜
    80%、メタノール20〜30%であることを特徴とする洗浄
    液。
  9. 【請求項9】体積組成比がジメチルスルフオキシド76
    %、メタノール24%であることを特徴とする特許請求の
    範囲第8項記載の洗浄液。
  10. 【請求項10】インク溶媒とジメチルスルフオキシドを
    混合した洗浄液を満たしたノズルキヤツプをインクジエ
    ツトプリントのノズルに被せて該ノズルを洗浄すること
    を特徴とするインクジエツトプリンタのノズル洗浄方
    法。
  11. 【請求項11】インク溶媒とジメチルスルフオキシドを
    混合した洗浄液を入れた洗浄容器に被洗浄物を入れ、超
    音波を加えながら前記被洗浄物を洗浄することを特徴と
    する洗浄方法。
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