JPH0536233B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、インクジエツト方式において使用す
るためのインクとインクジエツト法に関し、さら
に詳しく述べると、種々の印字用紙の表面につい
てすぐれた印字品質を呈示することができるよう
なインクジエツトインクを使用したインクジエツ
トプリンテイング方法に関する。 インクジエツト方式用のインクは、伝統的とい
つてもよいほど、水をベースとした組成物が用い
られている。しかしながら、これらのインクに
は、その主成分が水であるということと結びつい
て、多くの問題が存在している。これらの問題
は、ノズルの目詰り、ノズル表面におけるクラス
ト（かさぶた）の形成、液体インクの噴射及び再
循環の間にそれが繰り返し大気に暴露されること
に原因してひきおこされる表面張力の変化、印字
品質（光学濃度及びドツト特性を含む）、そして
基材に対するインクの付着力の欠如を包含してい
る。これらの問題の多くには、相互に関係があ
る。例えば、噴射及び再循環の間にインクが繰り
返し大気に暴露されることに原因してインクの表
面特性の変化がひきおこされ、さらに、かかる表
面特性の変化に原因して、ノズルの目詰りがひき
おこされることが可能である。ベースをなす液体
の一部が蒸発するかもしくは大気中の水分を液体
インクが吸収すると、例えば、液体インク中にお
ける特定の染料の溶解度の変化がひきおこされる
ことが可能である。 米国特許第3994736号明細書は、例えばプロピ
レングリコール及びエチレングリコールのような
多価アルコールをベースとなす液体中で使用する
ことを開示している。なぜなら、これらのアルコ
ールには、ノズル内のインクが乾燥し、引き続い
てノズルが閉塞されるのを防止する能力が具なわ
つているからである。多価アルコールをより低級
の１価アルコールと混合し、よつて、印字される
べき基材上にインクを付着させた後にそのインク
のより迅速な乾燥を可能ならしめてもよい。 水をベースとしたインク（水性インク）は、乾
燥の問題を解消するために保湿剤を添加したとし
ても、まだまだ面倒な問題を擁している。この理
由としては、印字用紙の大半が疎水性であること
をあげることができる。これらの水性インクに表
面活性剤を添加することは、紙中へのインクの吸
収を改良し得るというものの、液体インクの表面
張力と噴射能力とに対してきびしく影響すること
が屡々である。従つて、これらのインクの印字品
質は、それをインパクトプリンテイング法のそれ
と比較した場合、後者の最低値を上廻ることは皆
無である。 上記したような理由から、印字用紙との物理的
な相容性がより良好であるところの染料物質を使
用する方向へと、注意が差し向けられた。 タイプライターの分野から、液体の媒体、例え
ばオレイン酸が選らばれた。オレイン酸が良好な
印字品質を導き得るということは周知の事実であ
り、それというのも、オレイン酸は、大半の印字
用紙に容易に吸収されるからである。たゞ、オレ
イン酸をインクジエツト物質として使用する場
合、問題が存在している。第１に、オレイン酸
は、良好な噴射能力を得るにはあまりにも高すぎ
る粘度を有している。この粘度を改良するために
添加剤を使用し得るというものの、そうした場合
には、通常、液体インクに必要な表面張力が許容
し得るレベル以下に低下するであろう。 本発明は、オレイン酸を使用してインクジエツ
トプリンテイング用の液体媒体をいかに適切に調
製し、そして使用するかということを教示するも
のである。先に示した噴射能力の問題を解決する
ものとして、オレイン酸組成物を高められた温度
で利用すること、一般に125〓（約52℃）〜145〓
（約63℃）の温度で利用することが一部を構成し
ている。水性のインクジエツトインクを高められ
た印字温度で使用することはすでに提案されてい
るというものの、油性のインクを使用すること、
特にオレイン酸をベースとしたインクジエツトイ
ンクを高められた温度で使用することは、この技
術分野において文献公知でもなければ提案もされ
ていない。さらに加えて、オレイン酸を含有して
いる。インクジエツトインク組成物が本願明細書
に記載するようなすぐれた印字品質を呈示し得る
ことも、今までに全然教示されていない。 オレイン酸をインク噴射装置用のインク中で使
用し得ることは、特公昭57−344号公報に示され
ているように、本願出願の前においてすでに提案
されている。この公報に記載の出願は、さらに、
オレイン酸をDOSB非イオン性表面活性剤と混合
し、十中八九は印字品質又は液体の噴射能力を改
良するための手段としての組成物を調製すること
を教示している。この出願は、さらに、オイルベ
ースに染料を溶解させるため、高沸点の炭化水素
溶剤を使用することを提案している。しかしなが
ら、芳香族炭化水素は、それらに毒性、蒸発性、
そして発癌性があるために、インクジエツトイン
ク中での使用に関して一般的に有利ではない。 本発明の組成物は、芳香族炭化水素そのものか
らして使用するものではなく、そればかりか、必
要もしくは有望であると考えられる表面活性剤も
また使用するものではない。上記したインクは、
本発明のインクジエツトインクにおけるように高
温度で使用（噴射）されるものではなく、また、
そのような組成でもつて本発明におけるようなす
ぐれた印字品質が得られるということもまた実証
されていない。 もう１つの、オレイン酸を含むインクジエツト
インクは、特開昭53−103733号公報において示さ
れている。このインク組成物は、その１成分とし
て、有毒物質であるところの６−アセトキシ−
２，４−ジメチル−ｍ−ジオキシンを有してい
る。さらに、コロイド状磁鉄鉱（100Åの磁性鉄
粉）の溶剤として、グリセリン及びトリエチレン
グリコールを使用している。しかしながら、この
公報に記載の出願には、本願明細書の特許請求の
範囲の欄の第１項において定義するような良好な
印字品質をそのインク組成物が呈示するというこ
となど、少しも教示されていない。さらに、この
公報に記載の出願のインク組成物が高温度で噴射
されるということも、同じように教示されていな
い。 本発明の１つの目的は、改良されたインクジエ
ツト組成物及び方法を提供することにある。 本発明のもう１つの目的は、印字ドツトの平均
円形度が約0.7もしくはそれよりも良好であるこ
とによつて定義されるような良好な印字品質をも
たらすであろう、非水性のインクジエツト組成物
及び方法を提供することにある。 本発明のさらにもう１つの目的は、良好な印字
品質を有しているすぐれたインクジエツトインク
組成物を、その組成物の有する適切な噴射能力を
損なうことなく、また、有毒もしくは発癌性の成
分に頼ることなく、提供することにある。 本発明のこれらの、そしてその他の目的は、添
付の図面を参照しながら以下にさらに詳しく本発
明の説明するので、この説明からより十分に理解
することができ、そしてより明白となるであろ
う。 本発明によるインクジエツトプリンテイング方
法は、約35ダイン／cmよりも大きな表面張力を呈
示し、そして混合物全量の約20〜80重量％の量の
オレイン酸と染料との混合物を含む実質的に非水
性の印字媒体からなり、その場合に前記染料が、
芳香族アルコール、芳香族エーテル、ジメチルス
ルホキシド、アルキルピロリドン、メトキシトリ
グリコール及びエトキシトリグリコールからなる
群から選ばれた最低１種類の染料溶剤に溶解され
てなる液体インク組成物を125〓（約52℃）〜145
〓（約63℃）の範囲の高められた温度で適用する
ことを特徴とする。 一般的に述べると、本発明は、タイプライター
及びインパクトプリンター（衝撃式印字装置）の
使用時に得られるものに等しい良好な印字品質を
インクジエツトインク組成物及び方法においても
また得られるということが特徴である。インクジ
エツト機構によつて形成される文字又は記号の縁
部の解像性（鮮明度）は、完全もしくはほぼ完全
な円形度を有している円形のドツトを形成する、
そのインクジエツト機構の能力に帰することがで
きる。 水性インクを使用した場合には、この円形度が
最低値よりも少しでも良くなることは皆無であ
り、また、これは、一部に、疎水性の紙の被覆に
インクが浸透し得ずかつその被覆によつてインク
が吸収されないことに原因がある。 本発明の、非水性のインク及び方法を使用した
場合には、この円形度が著しく改良される。 円形度は、先ず、インクドツトを顕微鏡で観察
することによつて測定する。第４図は、予め印字
用紙に噴射した後のドツト１０を、顕微鏡を用い
て観察し、そして拡大写真に撮つたものの略示図
である。 １個のオーバーレイ（上載せ片）をドツト１０
の上方に載せる。このオーバーレイは、多数個
の、いろいろな寸法の同心円（図示せず）から出
来ている。これらの同心円のうちの２個、それぞ
れ１１及び１２、を選択する。円１１は、ドツト
１０を完全に取り囲むような円である。この円１
１の直径“D₁”を測定する。 円１２は、ドツト１０の周線の内側にある最高
光学濃度域を囲む最も大きな円である。この円１
２について、その直径“D₀”を測定する。 ドツト１０の鮮明度、すなわち、円形度“Ｔ”
は、上記した直径の比：D₀／D₁として定義する
ことができる。 上記した手法を数個の印字ドツトについて繰り
返し、そして平均のドツト円形度を決定する。こ
の平均のドツト円形度は、インクジエツト文字又
は記号の縁部の解像性、すなわち、印字品質を判
断するための有効な尺度である。 拡大率100×を適用する場合、ドツトの直径が
0.01インチ（約0.25mm）である時にドツトの上に
重ね合わせる円の直径として５インチ（約127mm）
〜2.5インチ（約63.5mm）を使用する。経験から、
先に述べた試験を行なう目的のための図の直線に
そつてかもしくはより明るい領域において分離ド
ツトをさらに容易に見い出し得るということが判
つた。 上記したような定義を使用すると、インク組成
物の印字品質を正しく決定することができる。第
５図及び第６図は、それぞれ、一般的な、水性イ
ンクドツト、そして非水性インクドツトを示して
いる。第６図に示されているドツトは、本発明の
インク組成物からなる、本発明の方法によつて印
字されたところのインクドツトである。どちらの
ドツトも、それぞれ、同じ種類の印字用紙に印字
した。 本発明によるところのオレイン酸をベースとし
たインクドツト（第６図）が第５図の水性ドツト
と比較してすぐれたドツトを形成したということ
は、何の計算を行なわなくても、容易に認めるこ
とができる。 概して、水性インクは、約0.4〜0.5の平均円形
度を有しているドツトを形成するであろう。 これとは違つて、本発明によつて形成されるド
ツトは、約0.7〜0.8の範囲に含まれる平均円形度
を有している。 本発明の液体組成物は、大略、35ダイン／cmよ
りも大きな表面張力を有している。これらの液体
組成物は、亜硫酸紙（サルフアイト紙）被覆及び
未被覆紙、消去可能なボンド紙、そして25％，50
％，75％及び100％のラツグを含有しているラツ
グペーパーのような種々の印字用紙について良好
な印字品質を呈示することができる。 印字品質は、印字ドツトの平均円形度
（average dot circularity）によつて定義するこ
とができる。本発明の組成物の場合、その平均ド
ツト円形度は、0.7もしくはそれよりも良好であ
る。なお、ドツトの円形度“Ｔ”は、完全に円形
のドツトの場合、1.0である。 本発明の液体組成物は、実質的に非水性の印字
媒体からなり、また、この印字媒体は、全混合物
組成のほぼ20〜80％（重量）を占めるオレイン酸
の混合物を包含している。この混合物は、さら
に、染料又は染料溶剤中に溶解せる染料を包含し
ている。上記した印字媒体の溶剤は、多重の機
能：(a)媒体の粘度を下げること；(b)染料をオレイ
ン酸中に溶解させるこ、及び(c)表面張力を維持す
るかもしくは増加させること；を有している。印
字媒体の溶剤は、一般に、例えば、最低１種類の
下記溶剤からなる群； 芳香族アルコール、芳香族エーテル、ジメチル
スルホキシド、アルキルピロリドン、メトキシト
リグリコール及びエトキシトリグリコールから選
らぶことができる。とりわけ、この溶剤は、ｎ−
メチルピロリドン（ｍ−ピロール）、ベンジルア
ルコール、そしてベンジルエーテルであることが
できる。 染料は、タイポフオールブラツク（typophor
black）、カルコキノリンイエロー（calco
chinoline yellow）、そしてカルコオイルイエロ
ー（calco oil yellow）から選らぶことができ
る。 この混合物は、一般に、135〓（約57.5℃）の
温度において５〜20センチポイズの粘度を有する
であろう。さらに、この混合物は、一般に、76〓
（約24.5℃）の温度において10〜40センチポイズ
の粘度を有するであろう。 インクジエツト媒体用の好ましい１組成物は、
大略、次の通りである（重量％で）：オレイン酸
34％、ｍ−ピロール60％及びタイポフオールブラ
ツク６％。 上記したインクジエツトインクを液体印字に使
用することのできる方法は、下記のような工程： (a) 35ダイン／cmよりも大きな表面張力を有して
いる、染料と、全混合物中にあつて約20〜80重
量％を占めるオレイン酸との実質的に非水性の
液体混合物からなるインクジエツト媒体を調製
すること； (b) 得られたインクジエツト媒体を大略125〓
（52℃）〜145〓（63℃）の範囲に含まれる温度
で印字用の紙の媒体に向けて噴射すること、及
び； (c) 平均円形度が0.7よりも良好である多数個の
ドツトを上記した印字用の紙の媒体上に印字
（形成）すること； からなつている。 好ましい噴射温度は、135〓（約57.5℃）であ
る。 本発明のインクジエツト液体について、特にそ
のいくつかの組成例を列挙すると、次の第表に
記載する通りである。なお、組成は、表中、重量
％で示されている。

【表】

【表】 次の表（第表）は、オレイン酸、ｎ−メチル
ピロリドン（ｍ−ピロール）及びタイポフオール
ブラツクからなるいろいろな組成物の典型的な粘
度を大体76〓（約24.5℃）及び135〓（約57.5〓）
の時について示したものである。

【表】 上記した液体インク組成物は、典型的に高い粘
度：10〜20cpsと典型的に低い表面張力：35ダイ
ン／cmとを呈示するというものの、乾燥せずかつ
吸湿性をもたない均一な液滴を形成し、これを広
い範囲の用紙に印字することができる。 第１図〜第３図を参照すると、いろいろな印字
方法を使用して同じ印字用紙に印字した文字
“Ｍ”の平面図がこれらに示されている。第１図
は、タイプライターの活字を使用して衝撃により
形成された典型的な文字を示している。この図か
ら、縁部の解像性が非常に良好であることを、認
めることができる。 第２図及び第３図は、それぞれ、約1.9×10^-3
〜3.2×10^-3インチ（約4.8×10^-3〜8.1×10^-3cm）
のオリフイス径を有する衝撃式インクジエツトシ
ステムを使用して吐出速度約1500ドツト／秒で形
成された文字“Ｍ”を示している。 第３図は、本発明の組成物（オレイン酸19.2重
量％、ｍ−ピロール60.0重量％、タイポフオール
ブラツク20重量％及びカルコキノリンイエロー
0.8重量％からなる）を135〓（約57.5℃）で噴射
することによつて形成された“Ｍ”を示してい
る。 同じ文字“Ｍ”が第２図にも示されている。但
し、この文字は、上記とは対照的でありかつ水性
インク組成物（エチレングリコール15重量％、水
54重量％、ジエチレングリコール２重量％、グリ
セロール１重量％、ｍ−ピロール８重量％及びポ
ンタミンブラツクSP20重量％からなる）を使用
したものである。水性インク液体は良好な印字品
質をもたらさなかつたことが、これから判る。 上記した比較から、本発明の非水性インクはす
ぐれた印字品質（非常に良好な縁部解像性）を生
じたことが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一般的な印字用紙にタイプライター
の活字をタイプ打ちすることによつて形成された
文字“Ｍ”の拡大平面図であり、第２図は、水性
インクを使用したインクジエツト方式により形成
された文字“Ｍ”の拡大平面図であり、第３図
は、本発明のインク組成物及び方法を使用したイ
ンクジエツト方式により形成された文字“Ｍ”の
拡大平面図であり、第４図は、印字ドツトの円形
度を測定するための１方法を示した拡大略示図、
第５図は、一般的な水性インクドツトの拡大平面
図、そして第６図は、本発明の方法によつて形成
された、本発明のインク組成物からなる一般的な
インクドツトの拡大平面図である。第４図中、１
０はドツトを表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 約35ダイン／cmよりも大きな表面張力を呈示
   し、そして混合物全量の約20〜80重量％の量のオ
   レイン酸と染料との混合物を含む実質的に非水性
   の印字媒体からなり、その場合に前記染料が、芳
   香族アルコール、芳香族エーテル、ジメチルスル
   ホキシド、アルキルピロリドン、メトキシトリグ
   リコール及びエトキシトリグリコールからなる群
   から選ばれた最低１種類の染料溶剤に溶解されて
   なる液体インク組成物を125〓（約52℃）〜145〓
   （約63℃）の範囲の高められた温度で適用するこ
   とを特徴とするインクジエツトプリンテイング方
   法。 ２ 前記溶剤がｎ−メチルピロリドンからなる、
   特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 前記溶剤がベンジルアルコールからなる、特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４ 前記溶剤がベンジルエーテルからなる、特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。 ５ 前記染料がタイポフオールブラツク、カルコ
   キノリンイエロー及びカルコオイルイエローから
   なる群から選ばれた最低１種類である、特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 ６ 前記混合物が135〓（約57.5℃）の温度にお
   いて５〜20センチポイズの粘度を有している、特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。 ７ 前記混合物が76〓（約24.5℃）の温度におい
   て10〜40センチポイズの粘度を有している、特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。 ８ オレイン酸34重量％、ｍ−ピロール60重量％
   及びニグロシンブラツク６重量％からなる、特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。