JP2000290557A

JP2000290557A - 撥インク処理ノズルプレート使用ヘッド用インク

Info

Publication number: JP2000290557A
Application number: JP10175599A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Itano; 雅明板野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2000-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】ノズルプレートの表面に均一に形成された撥
インク性皮膜を有するノズルプレートを備えたプリンタ
ヘッドを有するインクジェット記録装置用のインクであ
って、吐出安定性を維持したままで、撥インク性皮膜の
耐久性を向上する、インクを提供する。【解決手段】導電率が６ｍＳ／ｃｍ以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特定の撥インク処
理ノズルプレートを備えたプリンタヘッドを有するイン
クジェット記録装置用のインクに関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平５−１１６３２７号公報には、イ
ンクジェット記録装置のプリンタヘッドに設けるノズル
プレートとして、撥インク性皮膜を、ノズルプレートの
外側表面に形成した撥インク処理ノズルプレートが記載
されている。この撥インク処理ノズルプレートは、ノズ
ルプレート表面上のインクの濡れを抑えてインク滴の飛
翔方向を一定にすることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記特開
平５−１１６３２７号公報に記載の撥インク処理ノズル
プレートを備えたプリンタヘッドに関する研究を行って
いたところ、特定の物性を有するインクを用いると、前
記の撥インク処理ノズルプレートを備えたプリンタヘッ
ドからの吐出安定性を維持したままで、撥インク性皮膜
の耐久性を向上することができ、しかも、インクジェッ
ト記録用インクに対して必要なその他の種々の物性（例
えば、インクジェットヘッドからの吐出安定性や目詰ま
り防止性、記録紙への定着性や発色性、安全性、又は分
散の経時安定性など）にも悪影響を与えないことを見出
した。本発明は、こうした知見に基づくものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、ノズ
ルプレートの表面に均一に形成された撥インク性皮膜を
有するノズルプレートを備えたプリンタヘッドを有する
インクジェット記録装置用のインクであって、導電率が
６ｍＳ／ｃｍ以下であることを特徴とする、前記のイン
クに関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明のインクは、その導電率が
６ｍＳ／ｃｍ以下、好ましくは３ｍＳ／ｃｍ以下であ
る。また、本発明のインクの好ましい態様においては、
ｐＨは８〜１１、好ましくは８〜１０である。更に、本
発明のインクは、腐食防止剤又は腐食抑制剤を含むこと
ができる。上記条件を満たすインクを用いるとヘッドノ
ズルプレートの腐食が実質的に発生せず、耐久性が格段
に向上する。

【０００６】本発明によるインクは、ノズルプレートの
表面に均一に形成した撥インク性皮膜を有するインクジ
ェット記録装置用プリンタヘッドのノズルプレート（以
下、単に「撥インク処理ノズルプレート」と称すること
がある）に対する専用のインクである。前記の撥インク
処理ノズルプレートは、ノズルプレートの表面上に撥イ
ンク性皮膜を担持し、貫通孔として設けられた複数個の
ノズル孔を含む。ノズル孔は、ノズルプレートの外側の
表面に比較的小さい口径で開口し、ノズルプレートの裏
側で比較的大きい口径で開口しているので、ノズル孔の
内側壁面は漏斗状（あるいはコーン状）となる。

【０００７】ノズルプレートは、従来公知のノズルプレ
ートと同様の材料から形成することができ、例えば、金
属、セラミックス、シリコン、ガラス、又はプラスチッ
ク等で形成され、好ましくはチタン、クロム、鉄、コバ
ルト、ニッケル、銅、亜鉛、スズ、又は金等の単一金
属、あるいはニッケルーリン合金、スズー銅−リン合金
（リン青銅）、銅−亜鉛合金、又はステンレス鋼等の合
金や、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ＡＢＳ樹脂
（アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン共重合
体）、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、
又は各種の感光性樹脂から形成することができる。

【０００８】前記のノズルプレートに撥インク性皮膜を
形成する方法も特に限定されるものではないが、特に
は、前記特開平５−１１６３２７号公報に記載の方法に
よって形成するのが好ましい。

【０００９】前記の撥インク処理層の厚さは、特に限定
されるものではないが、好ましくは１〜１０μmであ
る。

【００１０】本発明のインクのｐＨ値の調整には、任意
の無機又は有機塩基性化合物を用いることができる。無
機塩基性化合物としては、アルカリ金属の水酸化物（例
えば、水酸化ナトリウム、又は水酸化カリウム）を挙げ
ることができ、有機塩基性化合物としてはアミン類、例
えば、低級アルキル若しくはヒドロキシ低級アルキルの
第一、第二若しくは第三アミン（例えば、トリエタノー
ルアミン）を挙げることができる。

【００１１】更に、本発明のインクは、好ましくは腐食
防止剤又は腐食抑制剤を含む。腐食防止剤又は腐食抑制
剤としては、例えば、ベンゾトリアゾールを用いること
ができる。

【００１２】本発明のインクでは着色剤として、任意の
着色剤、すなわち、染料として、例えば、直接染料、酸
性染料、食用染料、塩基性染料、若しくは反応性染料等
を用いることができ、顔料として、例えば、無機顔料及
び／又は有機顔料を用いることができる。

【００１３】染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅ
ｃｔＢｌａｃｋ１７、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌ
ａｃｋ１９、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌａｃｋ６
２、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌａｃｋ１５４、Ｃ．
Ｉ．ＦｏｏｄＢｌａｃｋ２、Ｃ．Ｉ．Ｒｅａｃｔｉｖ
ｅＢｌａｃｋ５、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌａｃｋ
５２、Ｃ．Ｉ．ＰｒｏｊｅｔＦａｓｔＢｌａｃｋ
２等のブラック染料；Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌ
ｏｗ１１、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ４
４、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ８６、Ｃ．
Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ１４２、Ｃ．Ｉ．Ｄ
ｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ３３０、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ
Ｙｅｌｌｏｗ３、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＹｅｌｌｏｗ
３８、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＹｅｌｌｏｗ１１、Ｃ．
Ｉ．ＢａｓｉｃＹｅｌｌｏｗ５１、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐ
ｅｒｓｅＹｅｌｌｏｗ３、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓ
ｅＹｅｌｌｏｗ５、Ｃ．Ｉ．ＲｅａｃｔｉｖｅＹ
ｅｌｌｏｗ２等のイエロー染料；Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃ
ｔＲｅｄ２２７、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ
２３、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＲｅｄ１８、Ｃ．Ｉ．Ａｃ
ｉｄＲｅｄ５２、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＲｅｄ１
４、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＲｅｄ３９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉ
ｓｐｅｒｓｅＲｅｄ６０等のマゼンタ染料；あるい
はＣ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１５、Ｃ．Ｉ．Ｄ
ｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１９９、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ
Ｂｌｕｅ１６８、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌｕｅ９、
Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌｕｅ４０、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉ
ｃＢｌｕｅ４１、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌｕｅ７
４、Ｃ．Ｉ．ＲｅａｃｔｉｖｅＢｌｕｅ１５等のシア
ン染料を挙げることができる。

【００１４】無機顔料としては、酸化チタン及び酸化鉄
に加え、コンタクト法、ファーネスト法、又はサーマル
法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラッ
クを利用することができる。また、有機顔料としては、
アゾ顔料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔
料、又はキレートアゾ顔料などを含む）、多環式顔料
（例えば、フタロシアニン顔料、ベリレン顔料、ベリノ
ン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオ
キサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔
料、又はキノフタロン顔料など）、染料キレート（例え
ば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートな
ど）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックな
どを利用することができる。

【００１５】特に具体例としては、イエロー顔料とし
て、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、１０９、１１
０、１３８、マゼンタ顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメント
レッド１２２、２０２、２０９、シアン顔料として、
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、６０、ブラック顔
料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７、オレンジ顔
料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３６、４３、グ
リーン顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、３
６等を用いることができる。

【００１６】上記着色剤のインク中における濃度は、
０．１〜１０重量％が好ましい。

【００１７】顔料の粒径は、累積平均径が好ましくは２
０ｎｍ〜２５０ｎｍであり、より好ましくは５０ｎｍ〜
２００ｎｍである。

【００１８】以下、本発明を顔料インクに関して説明す
るが、以下の記載において特に断らない限り、それらの
説明は染料インクにも当てはまる。

【００１９】好ましい分散剤としては、従来公知の顔料
分散液を調製するのに用いられている公知の分散剤、例
えば高分子分散剤、又は界面活性剤を利用することがで
きる。

【００２０】高分子分散剤の例としては、天然高分子化
合物、例えば、にかわ、ゼラチン、ガゼイン、アルブミ
ンなどのタンパク質類；アラビアゴム、トラガントゴム
などの天然ゴム類；サボニンなどのグルコシド類；アル
ギン酸及びアルギン酸プロピレングリコールエステル、
アルギン酸トリエタノールアミン、アルギン酸アンモニ
ウムなどのアルギン酸誘導体；メチルセルロース、カル
ボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、エチルヒドロキシエチルセルロースなどのセルロー
ス誘導体などを挙げることができる。

【００２１】更に、高分子分散剤として、合成高分子化
合物を用いることもできる。合成高分子化合物として
は、例えば、ポリビニルアルコール類；ポリビニルピロ
リドン類；ポリアクリル酸、アクリル酸−アクリロニト
リル共重合体、アクリル酸カリウム−アクリロニトリル
共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、
アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体など
のアクリル系樹脂；スチレン−アクリル酸共重合体、ス
チレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル
酸アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−α
−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α
−メチルスチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエ
ステル共重合体などのスチレン−アクリル酸樹脂；スチ
レン−マレイン酸；スチレン−無水マレイン酸；ビニル
ナフタレン−アクリル酸共重合体；ビニルナフタレン−
マレイン酸共重合体；酢酸ビニル−エチレン共重合体、
酢酸ビニル−脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニ
ルマレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニルクロトン酸
共重合体、酢酸ビニルアクリル酸共重合体などの酢酸ビ
ニル系共重合体及びこれらの塩を挙げることができる。

【００２２】これらの中で、特に疎水性基を持つモノマ
ーと親水性基を持つモノマーとの共重合体、及び、疎水
性基と親水性基とを併せもつモノマーからなる重合体が
好ましい。

【００２３】上記の塩としては、ジエチルアミン、アン
モニア、エチルアミン、トリエチルアミン、プロピルア
ミン、イソプロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチル
アミン、イソブチルアミン、トリエタノールアミン、ジ
エタノールアミン、アミノメチルプロパノール、モルホ
リンなどとの塩を挙げることができる。これらの共重合
体の重量平均分子量は、好ましくは３，０００〜３０，
０００、より好ましくは５，０００〜１５，０００であ
る。

【００２４】また、分散剤として好ましい界面活性剤の
例としては、脂肪酸塩類、高級アルキルジカルボン酸
塩、高級アルコール硫酸エステル塩類、高級アルキルス
ルホン酸塩、高級脂肪酸とアミノ酸の縮合物、スルホ琥
珀酸エステル塩、ナフテン酸塩、液体脂肪油硫酸エステ
ル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類などの陰イオン
界面活性剤；脂肪酸アミン塩、第四アンモニウム塩、ス
ルホニウム塩、ホスホニウムなどのカチオン界面活性
剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキ
シエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエ
ステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエス
テル類などのノニオン性界面活性剤などを挙げることが
できる。

【００２５】これらの分散剤の添加量は、顔料１重量％
に対して、好ましくは０．０６〜３重量％の範囲、より
好ましくは０．１２５〜３重量％の範囲である。

【００２６】また、本発明のインクは更に湿潤剤を含ん
でなるのが好ましい。湿潤剤の好ましい例としては、ジ
エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール、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、トリエチレングリコ
ール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオグリコー
ル、ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロー
ルエタン、トリメチロールプロパン、尿素、２−ピロリ
ドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル
−２−イミダゾリジノンなどが挙げられ、特にエチレン
オキサイド基を有するものが好ましく、ジエチレングリ
コールが最も好ましい。更に、これらの湿潤剤に加え
て、低沸点有機溶剤を更に添加するのが好ましい。

【００２７】低沸点有機溶剤の好ましい例としては、メ
タノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉｓｏ−プ
ロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ
ｅｒｔ−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｎ−ペンタ
ノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエ
チルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエー
テル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルなど
が挙げられる。特に一価アルコールが好ましい。

【００２８】これらの湿潤剤の添加量はインクの０．５
〜４０重量％、好ましくは２〜２０重量％の範囲が適当
である。また、低沸点有機溶剤の添加量はインクの０．
５〜１０重量％、好ましくは１．５〜６重量％の範囲が
適当である。

【００２９】本発明のインクは、界面活性剤を含むこと
ができる。好ましい界面活性剤の例としては、アニオン
性界面活性剤（例えばドデシルベンゼルスルホン酸ナト
リウム、ラウリル酸ナトリウム、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテルサルフェートのアンモニウム塩など）、
ノニオン性界面活性剤（例えば、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステ
ル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキ
シエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキ
ルアミドなど）を挙げることができ、これらを単独又は
二種以上を混合して用いることができる。また、アセチ
レングリコール〔オレフィンＹ、並びにサーフィノール
８２、１０４、４４０、４６５、４８５、及びＴＧ（い
ずれもＡｉｒＰｒｏｄｕｃｔｓａｎｄＣｈｅｍｉｃ
ａｌｓＩｎｃ．製）〕系界面活性剤を用いることも可
能である。

【００３０】本発明のインクは、前記成分を適当な方法
で分散、混合することによって製造することができる。
好ましくは、有機溶剤及び揮発性成分を除いた混合物
を、適当な分散機（例えば、ボールミル、サンドミル、
アトライター、ロールミル、アジテーターミル、ヘンシ
ェルミキサー、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、
ジェットミル、オングミルなど）で混合して均質な組成
物としてから、有機溶剤及び揮発性成分を添加するのが
好ましい。その後、目詰まりの原因となる粗大粒子及び
異物を除去するためにろ過（好ましくは金属フィルタ
ー、メンブランフィルターなどを用いた減圧又は加圧ろ
過）又は遠心分離に付すのが好ましい。

【００３１】本発明のインクにおいて、前記導電率又は
ｐＨは任意の方法で調節することができる。例えば、イ
ンク組成において添加剤の選択及び／又は添加量の調節
によって、その導電率を１０ｍＳ／ｃｍ以下に、あるい
はｐＨを８〜１１に調節することができる。

【００３２】前記の導電率やｐＨ値を調節する目的で加
える添加剤としては、以下に限定されるものではない
が、例えば前記の各種染料及び顔料、更にカチオン系、
アニオン系あるいはノニオン系の各種界面活性剤、第２
若しくは第３アルコール及び／又はそのエチレンオキサ
イド付加物等のアセチレングリコール系界面活性剤、ま
た、顔料分散液を調製する際に用いられる各種高分子分
散剤、そして各種無機又は有機塩基性化合物等を挙げる
ことができる。

【００３３】

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、これらは本発明の範囲を限定するものではな
い。

【００３４】＜実施例１＞顔料：カーボンブラックＭＡ７（三菱化成株式会社製）５重量％スチレンアクリル酸共重合体（分散剤）１重量％トリエタノールアミン０．５重量％エチレングリコール１０重量％グリセリン１０重量％ジエチレングリコールモノブチルエーテル５重量％オルフィンＳＴＧ（日信化学株式会社製）０．５重量％ベンゾトリアゾール０．０３重量％純水残量顔料と分散剤とを混合し、サンドミル（安川製作所製）
中でガラスビーズ〔直径１．７ｍｍ、混合物の１．５倍
量（重量）〕と共に２時間分散させた。その後、ガラス
ビーズを取り除き、他の成分を加え、常温で６０分間撹
拌し、５μｍのメンブランフィルターでろ過して、イン
クジェット記録用インクを得た。

【００３５】＜実施例２〜４及び比較例１〜２＞実施例
１に準じて、下記の表１に記載のインクを調製した。な
お、染料を用いる場合は、一度に全ての成分を加え、常
温で６０分間撹拌し、５μｍのメンブランフィルターで
ろ過して、インクジェット記録用インクを得た。

【００３６】

【表１】

【００３７】＜インク評価試験＞上記各インクについ
て、以下の評価を行った。

【００３８】評価１：撥インク処理プレートの耐インク
性上記各インク中に６０℃で１週間浸漬後のプレートの表
面状態を観察した。評価判断は以下の基準とした。評価Ａ：プレート表面に変化無し。評価Ｂ：プレート表面に腐食（はがれ／変化）有り。

【００３９】評価２：吐出安定性上記各インクを、評価機としてＭＪ−８０００Ｃ〔セイ
コーエプソン（株）製〕を用い、そのインクカートリッ
ジに充填して、評価を行った。評価として、キャラクタ
ー及びグラフィックが混在するパターンをＡ４紙に連続
１００，０００枚印刷し、その後における印字曲がり及
び抜けの発生を観察した。評価判断は以下の基準とし
た。評価Ａ：後５００枚印刷にて、印字曲がり・抜けの発生
無し。評価Ｂ：後５００枚印刷にて、印字曲がり・抜けの発生
有り。以上の結果は表２に示されるとおりであった。

【００４０】

【表２】

【００４１】

【発明の効果】本発明のインクを、撥インク性皮膜を有
するノズルプレートを備えたプリンタヘッドを有するイ
ンクジェット記録装置で用いると、吐出安定性を維持し
たままで、撥インク性皮膜の耐久性を向上することがで
き、しかも、インクジェット記録用インクに対して必要
なその他の種々の物性（例えば、インクジェットヘッド
からの吐出安定性や目詰まり防止性、記録紙への定着性
や発色性、安全性、又は分散の経時安定性など）にも悪
影響を与えない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C056 EA21 FC01 HA24 2H086 BA51 BA59 BA60 4J039 AB01 AB02 AB07 AD01 AD02 AD06 AD08 AD09 BA04 BA12 BC39 BC60 BE01 BE02 BE22 BE24 CA06 EA24 EA41 EA43 EA44 EA45 GA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズルプレートの表面に均一に形成され
た撥インク性皮膜を有するノズルプレートを備えたプリ
ンタヘッドを有するインクジェット記録装置用のインク
であって、導電率が６ｍＳ／ｃｍ以下であることを特徴
とする撥インク処理ノズルプレート使用ヘッド用イン
ク。
【請求項２】ｐＨが８〜１１である、請求項１に記載
の撥インク処理ノズルプレート使用ヘッド用インク。
【請求項３】腐食防止剤又は腐食抑制剤を含む、請求
項１又は２に記載の撥インク処理ノズルプレート使用ヘ
ッド用インク。