JPH05169790A - 水性記録用インク組成物を用いた記録方法 - Google Patents
水性記録用インク組成物を用いた記録方法Info
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Abstract
高印字品質で、記録装置の低コスト化が実現できる水性
記録用インク組成物を用いた記録方法を提供する。 【構成】少なくとも着色剤と、有機溶剤と、シリコン系
化合物とからなり、25℃における表面張力が35dy
n/cm以下、20℃における粘度が20mPa・se
c以下である水性記録用インク組成物を用いて、駆動周
波数3kHz以上として駆動し、インク吐出ノズル解像
度を180ドット/インチ以上として、1ドット当りの
インク吐出量が0.1μg以下のインク滴をノズルより
吐出させて、該インク滴を被記録体に付着させて記録を
行う。
Description
録を行うインクジェットプリンタに供する水性記録用イ
ンク組成物を用いた記録方法に関する。
着色剤を水性媒体中に溶解、または分散したもの等が挙
げられ、記録ヘッドとの関係を含めて以下に示す特性が
一般的に要求されている。
性)が高いこと。
クの周波数応答性が良いこと。
ること。
時でノズルの目詰まりが生じないこと。
来から水性染料等の着色剤を検討したものが特開昭59
ー93765、特開昭60ー243175公報等に、溶
媒として有機溶剤を検討したものが特開昭56ー149
475、特開昭56ー163168公報等に、界面活性
剤等の添加剤を検討したものが特開昭56ー5781、
特開昭63ー139964公報等に、さらにインク粘
度、表面張力、pH等のインク物性等を検討したものが
特開昭53ー61412、特開昭62ー116676公
報等に記載されておりかなりの効果がみられている。
クを使用するにあたり、現在強く要求される特性として
以下の3点が注目され、かつ鋭意検討されている。
開発 (2)普通紙に対するカラー記録用インクと記録方法の
開発 (3)低コスト化実現のためのインクと記録方法の開発
である。
部分が吐出ヘッドの構成等メカニズム面からの検討が中
心であり、インク面からの検討はあまりなされていない
のが現状である。
周波数応答性は向上していくが、3kHz以上の駆動条
件においては吐出安定性の劣化が顕著であり、吐出安定
性を確保しながら、周波数応答性を向上させるのは困難
であった。
ばコピー用紙、ボンド紙、再生紙の様な普通紙に対しカ
ラー記録を行う場合、被記録体上のインク量が単色印字
に比べ多くなるので、インクが繊維に沿ってにじんだ
り、乾燥性の悪化が問題となっていた。この問題に関し
ては従来主にインク面からの検討が中心であった。
ンク組成中の保湿成分の添加量を増加させることで、イ
ンクの乾燥を防ぎ、また乾燥したとしても固化するのを
防ぐ手法がとられてきた。しかしながら、同時に被記録
体上での乾燥性、定着性も悪化し、目詰まりに十分な保
湿成分をインク中に添加できず、インク吸引、または圧
縮ポンプ、ノズルキャップ、ノズル洗浄機構等を付加さ
せ信頼性を確保していたため、インパクトドット方式等
の単純なインク吐出システムに比べ、コスト低下が困難
であった。
は、インク組成物と記録方法の両面から検討していく必
要がある。
るもので、その一つの目的は、新規の水性記録用インク
組成物を用いた記録方法を提供することにある。
の優れた、高速記録が可能な水性記録用インク組成物を
用いた記録方法を提供することにある。
特別な表面処理の無い被記録体に対し、素早く乾燥し、
高品位な印字物を与える水性記録用インク組成物を用い
た記録方法を提供することにある。
りを防止し、信頼性確保のためにメカニズム面の機構が
少なくなく、記録装置の低コスト化が実現できる水性記
録用インク組成物を用いた記録方法を提供することにあ
る。
ク組成物を用いた記録方法は、駆動周波数3kHz以上
として駆動し、インク吐出ノズル解像度を180ドット
/インチ以上として、インク滴をノズルより吐出させ
て、該インク滴を被記録体に付着させて記録を行う記録
方法において、前記インクが少なくとも着色剤と、有機
溶剤と、下記一般式で表される化合物を含み、25℃に
おける表面張力が35dyn/cm以下、20℃におけ
る粘度が20mPa・sec以下である水性記録用イン
ク組成物を用い、1ドット当りのインク吐出量が0.1
μg以下とすることを特徴とする。また、前記インク中
に含まれる有機溶剤が、エチレンオキサイド基をその構
造中に含み、平均分子量1000以下のアルコール系溶
剤の中から、1種以上選ばれる、その添加量が、インク
全重量に対し10重量%以上であることを特徴とする。
キサイド基を1個以上含む、直鎖アルキルエーテルであ
る。
記録用インク組成物は、印字するための着色剤と、それ
を溶解、分散させるための溶媒とを必須成分とし、さら
に添加剤としてエチレンオキサイド基をその構造中に含
む平均分子量1000以下のアルコール系有機溶剤と、
シリコン系化合物を少なくとも1種含有してなる。エチ
レンオキサイド基を構造中に有するアルコール系有機溶
剤は、シリコン系化合物のインク中における溶解性を向
上させ、また保湿性にも優れることから、インク全重量
に対し10重量%以上添加することで、ノズル目詰まり
防止に大きく寄与すると同時に、着色剤も含めたインク
の均一性が、向上するので、印字におけるムラがなくな
り、色相が落ち着いた印象を与え、結果的に光学濃度も
大きくなる。ただしその平均分子量が1000を越える
ものは、保湿効果が低下するので目詰まり防止効果も低
下してしまう。
は、その構造中のジメチルシロキサン基を中心に親油性
を示し、表面活性を有する。さらに直鎖型アルカン等の
界面活性剤に比べ、高分子量でも液体、あるいはアモル
ファス状であるので優れた浸透性、潤滑性を示すととも
に、泡立ちが少なくインクの表面張力を低下させ、被記
録体に対する濡れ性を改善させるので、速乾性が付与で
きる。このため前記有機溶剤の添加量をノズル目詰まり
に重点をおいて設定しても、速乾性が犠牲にならない。
さらに吐出ヘッド内においても、25℃における表面張
力を35dyn/cm以下、20℃における粘度を20
mPas以下に設定することで、ヘッド構成材質との濡
れ性が良くなり、インク流路抵抗が軽減され、ノズルか
らの吐出、およびインク供給孔からのインク供給等、周
波数応答性が向上し高速記録に対応できる。
録体上でのインクにじみによる印字品質の劣化が問題と
されていたが、インク吐出ノズル解像度を180ドット
/インチ以上として、1ドット当りのインク吐出量が
0.1μg以下のインク滴をノズルより吐出させる記録
方法によって大きく改善される。
ク組成物に、使用することができる材料に関して、詳細
に説明する。
に使用できる着色剤としては、直接染料、酸性染料、塩
基性染料、食用染料、反応染料、分散染料、建染染料、
可溶性建染染料、反応性染料、油性染料、有機顔料、無
機顔料等が挙げられる。これら着色剤の添加量は、着色
剤の種類、溶媒成分の種類、インクに対し要求されてい
る特性等に依存して決定されるが、一般にはインク全重
量に対し0.2〜20重量%、好ましくは0.5〜10
重量%の範囲とされる。
ること、安全性に優れること、取扱が容易であること、
コストが安いこと、臭気が無いこと等の理由より主に水
が用いられているが、インク中に不要なイオンの混入を
防止するためイオン交換水を用いる。
チレンオキサイド基を有する平均分子量1000以下の
アルコール系有機溶剤としては、メタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール等直鎖、およびイソペン
チルアルコール、3ーエチルー1ーブタノール等分岐の
1価のアルコール、エチレングリコール、ジエチレング
リコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリ
コール#200、#300、#400、#600等グリ
コール類、およびそれらのモノエーテル化物、モノエス
テル化物が使用できる。これらアルコール系有機溶剤の
添加量は、その種類、インクに要求される特性により種
々考えられ、インク全重量に対し10重量%以上なら良
いが、低引火点の溶剤を添加する場合は、高濃度になる
とインク全体としての引火点も下降するので、安全性の
面から20重量%以下が、また高粘度の溶剤の場合はイ
ンク全体の粘度の上昇を抑えるため70重量%以下が好
ましい。またこれらは、単独でも混合しても使用でき
る。
組成物用のシリコン系化合物としては、水溶性を良好に
するためからHLB値の比較的大きいものが望ましく、
通常2以上、さらに好ましくは5以上のものを用いる。
市販されて簡単に入手できるものとしては、SILWE
TL−77、L−720、L−7001、L−700
2、L−7602、L7604、L−7605、L−7
607N、Y−7006、FZ−2104、FZ−21
20、FZ−2161、FZ−2162、FZ−216
4、FZ−2165、FZ−2166、FZ−2171
(日本ユニカー社登録商標)等が有り、単独、または混
合して添加し、インク組成物として25℃における表面
張力を35dyn/cm以下に調整する。
合物の種類、性能によるが、インク全重量に対し0.0
01〜5重量%が、さらには0.01〜2重量%が好ま
しい。また通常の炭化水素系界面活性剤と併用すること
もできる。
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、ア
セトン、ジアセトンアルコール等ケトン類、およびケト
アルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、γー
ブチロラクトン等エーテル類、グリセリン、1・2・6
ーヘキサントリオール等3価のアルコール類、ジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、スルホラン、2ー
ピロリドン、N−メチルー2ーピロリドン、1・3ージ
メチルー2ーイミダゾリジノン等インク中に添加し使用
できる。これらの有機溶剤の場合も、単独、または混合
して用いることができる。
整剤としてにゼラチン、カゼイン等のタンパク質、アラ
ビアゴム等の天然ゴム、サボニン等のグルコキシド、メ
チルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロ
キシメチルセルロース等のセルロース誘導体、リグニン
スルホン酸塩、セラック等の天然高分子、ポリアクリル
酸塩、スチレンーアクリル酸共重合物塩、ビニルナフタ
レンーアクリル酸共重合物塩、スチレンーマレイン酸共
重合物塩、ビニルナフタレンーマレイン酸共重合物塩、
βーナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウ
ム塩、ポリリン酸等の陰イオン性高分子、ポリビニルア
ルコール、ポリビニルピロリドン等、これらの内1種、
または2種以上を混合して用いることができる。これら
添加剤の添加量はインク全重量に対し、0.001〜2
重量%が好ましく、さらに好ましくは0.01〜1重量
%である。
ロロフェン、ソルビン酸、p−ヒドロキシ安息香酸エス
テル、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等を防カビ
剤、防腐剤、防錆剤、の目的で含有することができる。
さらに消泡剤や、尿素、チオ尿素、エチレン尿素等含有
することができる。
物の作製方法は、着色剤に染料等を用いた溶解系インク
の場合は40℃〜80℃に加熱し、スクリューで等で攪
拌、混合、溶解させることで簡便に作製できる。また顔
料等を用いた分散系インクの場合の分散方法は、従来か
ら用いられている顔料微細分散法、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、
ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザ
ー、パールミル、湿式ジェットミル等によってこちらも
簡便に作製することができる。
子、混裁物を除去するために、フィルターを用いて加
圧、または減圧濾過処理を1回以上の工程で行う、ある
いは遠心分離機を用いて遠心分離処理を単独、もしくは
濾過処理と組み合わせて行うのがよい。
従来から用いられている圧電素子の振動エネルギーを利
用したもの、ヒーターから発生する熱エネルギーを利用
したもの等が使用できる。これらのインク吐出装置を、
周波数3kHz以上で駆動し、180ドット/インチ以
上の密度でインク吐出ノズルを設ける。漢字等の文字を
高品位に印字するためには、180ドット/インチ以上
の解像度が必要であり、この解像度で実用的な記録速度
を得るためには、3kHz以上の駆動周波数が必要であ
る。
を0.1μg/dot以下にするためには、インク吐出
ノズル径、インク吐出流路サイズ、インク供給路サイズ
等のインク吐出ヘッドの構造を、インク組成物の粘度、
表面張力等物性値を考慮して設定する。さらに圧電素
子、ヒーターに印加する電圧、パルス波形等電気的な最
適化をはかることなどで得ることができる。
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。尚、文中%とあるのは、すべてインク全重量に対す
る各成分の重量%である。
0.8μm径のメンブランフィルタ(アドバンテック社
登録商標)を用い、2kg/cm2 の圧力で加圧濾過
し、本発明のインクを得た。
HLV−ST形表面張力計(協和界面科学登録商標)を
用いて25℃における表面張力を、B形粘度計(東京計
器登録商標)1号ロータを用いて20℃における粘度を
測定した。
n/cmで、20℃における粘度は、3.5mPa・s
ecであった。
電圧80V、駆動周波数3kHz、解像度180ドット
/インチ、インク吐出量0.1μgに調整した試作24
ノズルインクジェット評価機を用いて、PPC用紙(ゼ
ロックス社登録商標PPC用紙)、再生紙(本州製紙登
録商標やまゆり)、ボンド紙(ミード社登録商標ギルバ
ートボンド25%コットン紙)、上質紙(王子製紙登録
商標OK上質紙L)にべた、アルファベット文字等を印
字し下記に示すテスト1〜7の評価を行った。(テスト
1)文字印字サンプル目視による印字品質評価。
・・・・・・◎ にじみは見られるが文字は認識できる・・・・・・・・
・・△ 文字が認識できない・・・・・・・・・・・・・・・・
・・× (テスト2)Macbeth TR−927型(Kol
lomorgan社登録商標)光学濃度計(アパーチャ
ーサイズ4mm)によるべた印字部分の濃度評価。
・・・・・・◎ O.D.値1.1以上1.3未満・・・・・・・・・・
・・△ O.D.値1.1未満・・・・・・・・・・・・・・・
・・× (テスト3)100g/cm2 の圧力でべた印字部分を
木綿布で擦り、印字汚れが発生しなくなるまでの時間を
調査する速乾性評価。
・・・・・・◎ 15秒以内で印字物汚れが観察されない・・・・・・・
・・△ 30秒後でも印字物汚れが観察される・・・・・・・・
・・× (テスト4)文字印字部分を、印字終了5分後指で擦
り、印字汚れを目視で観察する指触性評価。
・・・・・・◎ 若干印字物汚れが発生するが、文字は判別できる・・・
・・△ 印字物汚れで文字が判別できない・・・・・・・・・・
・・× (テスト5)36時間常温での連続印字中のドット抜け
の有無を調査する、連続吐出安定性評価。
・・・・・・◎ 24時間以内にドット抜け10回以内発生・・・・・・
・・△ 1時間以内にドット抜け10回以上発生・・・・・・・
・・× (テスト6)駆動周波数を6kHzとし、テスト5と同
様の評価を行った。
し、テスト5と同様の評価を行った。評価結果の分類
は、テスト5に準じる。
であった。
7として示す組成でインク組成物を得た。表中の数値で
特に記載の無いものは重量%を示している。またインク
調製後、物性値として25℃における表面張力、20℃
における粘度を併せて記載した。
実施例1と同様にテスト1〜7を実施した。実施例2ー
1〜2ー4は、いずれも評価結果は◎であった。実施例
2ー5はエチレンオキサイド基を有する有機溶剤を含ん
でおらず、、実施例2ー6は、有機溶剤の平均分子量が
1000を越えるものを用いており、実施例2ー7では
有機溶剤の添加量が、インク全量に対し10重量%に満
たないが、いずれも表面張力、粘度とも本発明の構成を
満たしておりて、評価結果はいずれも◎であった。
製し、インク組成物を得た。インク調製後、実施例1と
同様の評価機を用いてテスト1〜7の評価を行った。結
果も併せて第2表に示す。
であるネオコールYSK(第一工業製薬社登録商標)を
用いたインクは、インクの泡立ちがひどく、周波数応答
性、吐出安定性に劣るので、テスト5〜7が×の結果と
なった。
740(第一工業製薬社登録商標)を1重量%添加した
が、表面張力が35dyn/cm以下にならなかったも
のは、インクの拡がりが不十分で、各ドットがつながら
ず被覆率が低下するので光学濃度が低下し、速乾性にも
悪影響をおよぼした。さらにヘッド構成材との濡れ性も
不十分のため、ドット抜けを発生させ、また周波数応答
性にも劣る結果となった。
以上になるとテスト3、4の速乾性が悪化し、ドット抜
けを発生させた。
は、25℃における表面張力が35dyn/cm以下、
20℃における粘度が20mPa・sec以下でなけれ
ばならず、さらにこれらの構成を達成させるため、シリ
コン系化合物を用いてインク濡れ性を向上させ、エチレ
ンオキサイド基をその構造中に含む平均分子量1000
以下のアルコール系溶剤を1種以上含有させ、その添加
量がインク全重量に対し10重量%以上であることに妥
当性を見いだせる。
駆動電圧80V、駆動周波数3kHz、解像度300ド
ット/インチ、インク吐出量0.08μgの試作24ノ
ズルインクジェット評価機を用いて、実施例1と同種の
紙にべた、アルファベット文字等を印字し、上記テスト
1〜7の評価を行ったところ、評価結果はいずれも◎で
あった。
駆動電圧80V、駆動周波数3kHz、解像度360ド
ット/インチ、インク吐出量0.05μgの試作48ノ
ズルインクジェット評価機を用いて、実施例1と同種の
紙にべた、アルファベット文字等を印字し、上記テスト
1〜7の評価を行ったところ、評価結果はいずれも◎で
あった。
駆動電圧100V、駆動周波数3kHz、解像度360
ドット/インチ、インク吐出量0.12μgの試作48
ノズルインクジェット評価機を用いて、実施例1と同種
の紙にべた、アルファベット文字等を印字し、上記テス
ト1〜7の評価を行った。評価結果はテスト1が×であ
り、その他のテストではいずれも◎であった。テスト1
では、特にコピー用紙、再生紙に対するにじみが顕著に
観察された。
テスト1〜7の評価を行った。評価結果はすべて×であ
った。
ンク組成物を用いたとしても、吐出インク量が大きくな
るとにじみが大きくなり、被記録紙の種類によっては印
字品質劣化をまねくので、吐出インク量は、駆動周波数
3kHz以上として駆動し、インク吐出ノズル解像度を
180ドット/インチ以上として記録を行う記録方法に
おいて、1ドット当りのインク吐出量を0.1μg以下
とするのが妥当である。
インク組成物を用いた記録方法を提供することができる
という効果を有する。
た、高速記録が可能な水性記録用インク組成物を用いた
記録方法を、提供することができるという効果を有す
る。
表面処理の無い被記録体に対し、素早く乾燥し、高品位
な印字物を与える水性記録用インク組成物を用いた記録
方法、を提供することができるという効果を有する。
し、信頼性確保のためにメカニズム面の機構がなく、記
録装置の低コスト化が実現できる水性記録用インク組成
物を用いた記録方法を、提供することができるという効
果を有する。
Claims (3)
- 【請求項1】 駆動周波数3kHz以上として駆動し、
インク吐出ノズル解像度を180ドット/インチ以上と
して、インク滴をノズルより吐出させて、該インク滴を
被記録体に付着させて記録を行う記録方法において、前
記インクが少なくとも着色剤と、有機溶剤と、下記一般
式で表される化合物を含み、25℃における表面張力が
35dyn/cm以下、20℃における粘度が20mP
a・sec以下である水性記録用インク組成物を用い、
1ドット当りのインク吐出量が0.1μg以下とするこ
とを特徴とする水性記録用インク組成物を用いた記録方
法。 【化1】 m、nは1以上の整数。Rはエチレンオキサイド基、ま
たはプロピレンオキサイド基の内少なくとも1種を、1
個以上含む直鎖アルキルエーテルである。 - 【請求項2】 前記インク中に含まれる有機溶剤が、エ
チレンオキサイド基をその構造中に含み、平均分子量1
000以下のアルコール系溶剤の中から、1種以上選ば
れることを特徴とする請求項1記載の水性記録用インク
組成物を用いた記録方法。 - 【請求項3】 前記インク中に含まれる有機溶剤の添加
量が、インク全重量に対し10重量%以上であることを
特徴とする請求項1記載の水性記録用インク組成物を用
いた記録方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34533591A JP3120347B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 水性記録用インク組成物を用いた記録方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34533591A JP3120347B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 水性記録用インク組成物を用いた記録方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH05169790A true JPH05169790A (ja) | 1993-07-09 |
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Family
ID=18375893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP34533591A Expired - Lifetime JP3120347B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 水性記録用インク組成物を用いた記録方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3120347B2 (ja) |
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-
1991
- 1991-12-26 JP JP34533591A patent/JP3120347B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US8142005B2 (en) | 2005-05-09 | 2012-03-27 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Ink jet printing system |
| KR101318902B1 (ko) * | 2005-05-09 | 2013-10-23 | 후지필름 디마틱스, 인크. | 잉크젯 프린팅 시스템 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3120347B2 (ja) | 2000-12-25 |
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