JPH06240188A

JPH06240188A - 熱インクジェットインクおよび印刷媒体のシワの減少方法

Info

Publication number: JPH06240188A
Application number: JP5112253A
Authority: JP
Inventors: John R Moffatt; アールモハットジョン; Hiang P Lauw; ピーラウハイアング
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1992-04-16
Filing date: 1993-04-15
Publication date: 1994-08-30
Anticipated expiration: 2020-09-21
Also published as: JP3696628B2; DE69332108D1; DE69332108T2; US5207824A; EP0567235B1; EP0567235A1

Abstract

(57)【要約】【目的】熱インクジェット印刷中に、紙、その他の印
刷媒体に生じるシワを減少する技術を提供する。【構成】（ａ）約０．５〜２０重量％の少なくとも一
つの低蒸気圧溶媒；（ｂ）約０．５〜５重量％の少なくとも一つの水溶性染
料；および（ｃ）残余の水からなるインクに、４〜８個の炭素原子
と２〜３個の水酸基を有する有機化合物からなるシワ抑
制剤を、全インク組成物を基準として、約１５〜５０重
量％添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には熱インクジ
ェット印刷に関し、詳しくは印刷中に起こる可能性のあ
る紙のシワ（ｃｏｃｋｌｅ）を抑制する技術に関する。

【０００２】

【技術背景】熱インクジェットプリンタは、通常コンピ
ュータとともに使用される他の種類のプリンタに対し
て、低コスト、高品質で、比較的騒音のないオプション
を提供する。このようなプリンタは、プレナムから出て
くるインクの出口を備えたチャンバー内に、抵抗体素子
が使用されている。プレナムは、インクを貯蔵するため
のインク溜めに接続されている。複数のこのような抵抗
体素子は、プリントヘッド内で、プリミティブと呼ばれ
る特定のパターンで配列されている。それぞれの抵抗体
素子はノズルプレートのノズルに連結されていて、ノズ
ルからインクが印刷媒体に向かって噴射される。プリン
トヘッドとインク溜めよりなる集成装置全体が、インク
ジェットペンを構成する。

【０００３】操作するときには、各抵抗体素子は、導電
性トレースによってマイクロプロセッサに接続されてい
て、マイクロプロセッサにおいて、電流搬送信号が、少
なくとも一つの選択された素子を加熱する。加熱によっ
てチャンバー内でインクの泡が生成し、この泡がノズル
から印刷媒体に噴射される。このようにして、所定のプ
リミティブで特定の順序に配列された複数のこのような
抵抗体素子の瞬間加熱が、媒体上に文字・数字の活字を
形成し、領域を充填し、そして他の印刷能力を付与す
る。

【０００４】インクジェット印刷用と説明されている多
くのインクは、通常、非熱インクジェット印刷に関する
ものである。このような非熱インクジェット印刷の一つ
の実例は、圧電素子を利用して印刷媒体にインクの小滴
を噴射する圧電インクジェット印刷である。このような
非熱の用途に好適に使用されるインクは、インク組成物
に対する加熱の影響のために、熱インクジェット印刷に
使用することができないことがしばしばある。

【０００５】加熱されるか、または加熱されないプラテ
ンを通過する紙に印刷されたある種の熱インクジェット
インクについては、紙のシワが問題として残っている。
詳しくは、あるインクで、フルページイメージ（ｆｕｌ
ｌ−ｐａｇｅｉｍａｇｅ）（８．５インチ×１１イン
チの頁の三〜四方に０．２５インチの余白）を印刷中
に、紙の表面にヒダ（ｐｕｃｋｅｒ）が取られたり、ウ
ネリ（ｃｒｉｎｋｌｅ）を生じたりして、洗濯板状の組
織を生成する。“シワ”と呼ばれるこの現象は、印刷中
に起こり、印刷工程を妨害する程度に十分にひどくなる
可能性がある。この現象は、紙がスクロール状の円筒に
なってしまう紙のカールとは対照的である。カールのオ
ンセット（ｏｎｓｅｔ）は、時によっては何日もかかっ
て進展する。

【０００６】紙のシワを防止するために、ある種の熱イ
ンクジェットインクの配合を変更する必要性がある。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、上記の必要性を満足させるた
めに、熱インクジェット印刷中に起こる可能性のある紙
のシワ（ｃｏｃｋｌｅ）を抑制する技術を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【発明の概要】本発明は、４〜８個の炭素原子と２個ま
たは３個の水酸基を有する一つの有機化合物を約１５〜
５０重量％添加した熱インクジェットインクにより、紙
のシワを減少するものである。この有機化合物の最低濃
度は、炭素原子の数によって決定され、炭素原子の数が
多ければ多い程、適用される最低濃度は１５重量％に接
近する。

【０００９】インクは、水、染料、および前記有機化合
物すなわちシワ抑制剤を含んだ低蒸気圧溶媒よりなる通
常の成分を含んでいる。インクは、カラーブリード（ｃ
ｏｌｏｒｂｌｅｅｄ）、スレッディング（ｔｈｒｅａ
ｄｉｎｇ）、コゲーション（ｋｏｇａｔｉｏｎ）などを
抑制するために他の成分を含んでいてもよい。

【００１０】ここで言う印刷は、加熱プラテンを使用し
ないで行われることは自明のことであろう。加熱プラテ
ンは、加熱されないプラテンよりも、印刷された紙のカ
ールの程度を大きくする傾向がある。

【００１１】２個または３個の水酸基を有する一つの有
機溶媒が、紙のシワを減少させるために、通常の熱イン
クジェットインク配合物に添加される。このようなイン
ク配合物は、約０．５〜２０重量％の低蒸気圧溶媒、約
０．５〜５重量％の水溶性染料、および残余の水を含ん
でいる。低蒸気圧とは、溶媒が水よりも低い蒸気圧を有
することを意味する。

【００１２】低蒸気圧溶媒としては、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、
テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ポ
リエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなど
のグリコールおよびこれらの誘導体；プロピレングリコ
ールラウレートなどのグリコールエステル；エチレング
リコールモノブチルエーテルを含むＣＥＬＬＯＳＯＬＶ
Ｅ（ダウケミカル社の商標）などのモノグリコールエー
テルおよびジグリコールエーテル、ＣＡＲＢＩＴＯＬ
（ユニオンカーバイド社の商標）などのジエチレングリ
コールエーテル、ジエチレングリコールモノエチル、モ
ノブチル、モノヘキシルエーテル、プロピレングリコー
ルエーテル、ジプロピレングリコールエーテル、および
トリエチレングリコールエーテル；ブチルアルコール、
ペンチルアルコール、および同族アルコールなどの長鎖
アルコール；および他の溶媒、例えば、スルホラン、エ
ステル、ケトン、γ−ブチロラクトンなどのラクトン；
Ｎ−ピロリドン、２−ピロリドン、およびＮ−（２−ヒ
ドロキシエチル）ピロリドンなどのラクタム；およびグ
リセロール、およびこれらの誘導体が挙げられるが、こ
れらに限定されるものではない。

【００１３】染料成分は、熱インクジェット印刷に使用
される少なくとも一つの通常の水溶性染料を含んでいれ
ばよい。

【００１４】カラーブリード、スレッディング、コゲー
ションなどの特定の特性を抑制するために、高分子量コ
ロイド、界面活性剤、コゲーション抑制剤などの他の成
分もインク配合物中に含まれていてもよい。本出願人所
有の他の特許および特許出願に記載されているこのよう
な他の成分は、本出願の一部を構成するものではない。
このような他の特許出願としては、１９９１年７月２９
日米国出願の出願番号０７／７３７，１０１（高分子量
コロイド）（日本出願の特願平４−２１７２８４号）、
１９９１年４月１７日米国出願の出願番号０７／６８
６，７３１（界面活性剤）（日本出願の特願平４−１２
２６８０号）、１９９１年８月２８日米国出願の出願番
号０７／７５１，３６９（界面活性剤）（日本出願の特
願平４−２５３８１０号）、および１９９１年７月２日
米国出願の出願番号０７／７２４，６４９（コゲーショ
ン抑制剤）（日本出願の特願平４−１９９１６３号）が
ある。このような他の特許の中には、１９９１年１０月
２９日発行の米国特許第５，０６１，３１６号（コゲー
ション抑制剤）がある。

【００１５】本発明は、約１２，０００〜８０，０００
の分子量と、約６０〜４００の代表的な重合度範囲を有
する高分子量アルギン酸ナトリウムコロイドを使用する
ことが好ましい。この範囲は、インクに望ましいブリー
ド抑制性を付与する。アルギン酸ナトリウムは、大抵
は、主要な対イオンとして、５．５％のナトリウム、２
％のカルシウム、および９．５％のカリウムを、極微量
の他の一価または二価の陽イオンとともに含んでいる。

【００１６】本発明の実施において最も好適に使用され
るアルギン酸塩は、１％水溶液が６０ｃｐｓの粘度を生
ずるような比較的低い粘度を有するという特徴を有す
る。使用されるときには、アルギン酸塩の量は、約０．
０５〜０．５重量％の範囲である。アルギン酸塩は、ア
ルドリッチケミカル社（ウイスコンシン州、ミルウオー
キー）から市販されている。

【００１７】一つの好ましい界面活性剤は、化１に示す
Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキシド（ＮＤ
ＡＯ）などのアミンオキシドである。

【００１８】

【化１】

【００１９】化１において、Ｃ_１２Ｈ_２５部分の代わり
に、任意のアルキル基部分を使用してもよい。表１に示
すものが、本発明の実施に際して有用である。

【００２０】

【表１】

【００２１】界面活性剤は、例えば、米国出願番号０７
／６８６，７３１（日本出願の特願平４−１２２６８０
号）および０７／７５１，３６９（日本出願の特願平４
−２５３８１０号）において論じられているように、少
なくともインク中でミセルを生成するのに十分な濃度で
存在する。

【００２２】インクは、この技術分野で通常行われてい
るように、少なくとも一つの微生物毒（ｂｉｏｃｉｄ
ｅ）、殺菌剤（ｆｕｎｇｉｃｉｄｅ）および／またはス
ライミサイド（ｓｌｉｍｉｃｉｄｅ）も含んでいる。

【００２３】ここに記載されているすべての濃度は、特
に指示しない限り、重量％として示されている。すべて
の成分の純度は、熱インクジェットインク用として通常
の工業的実施で使用されるものである。

【００２４】本発明のシワ抑制剤は、４〜８個の炭素原
子と２個または３個の水酸基を有する有機化合物であ
る。シワ抑制剤の量は、インク組成物全体の約１５〜５
０重量％の広い範囲にわたっている。しかしながら、よ
り多い数の炭素原子を有する有機化合物は、より低い最
低濃度に関連している。すなわち、より少ない数の炭素
原子を有する化合物は、より高い最低濃度を必要とす
る。

【００２５】シワ抑制剤は、効果を示すためには、少な
くとも４個の炭素原子を有していなければならない。し
かしながら、８個以上の炭素原子と２個または３個の水
酸基を有する有機化合物は、固体であり、インク組成物
には有用でない。

【００２６】前述のように、少なくともより多い数の炭
素原子のシワ抑制剤について、紙のシワの必要な減少を
得るためには、少なくとも約１５重量％が必要である。
シワ抑制剤の量が約５０重量％以上になると、透明シー
トなどの他の印刷媒体の印刷および乾燥時間の好ましく
ない増加において問題が起こる結果になる。

【００２７】本発明の実施に際して有用なシワ抑制剤の
実例は、１，５−ペンタンジオールと２，４−ペンタン
ジオールなどのペンタンジオール（最低約２５重量
％）、１，４−ブタンジオール（最低約３０重量％）、
１，３，５−ペンタントリオール、ヘキサンジオール
（最低約２０重量％）、ヘキサントリオール（最低約２
０重量％）、およびヘキサエチレングリコール（最低約
３０重量％）を含んでいるが、これらに限定されるもの
ではない。

【００２８】また、４〜８個の炭素原子と２個または３
個の水酸基を有する非毒性の硫黄含有アルカングリコー
ル、例えばチオジグリコールも、本発明の実施において
使用される。ここで使用されている“シワ抑制剤”とい
う語は、分子の主鎖に酸素原子または硫黄原子を有する
グリコールエーテル、および前述のアルカンジオールお
よびトリオールを含むことを意味する。

【００２９】

【実施例】

〔例１〕表２の配合（重量％）を有するインクセットを
調製した。

【００３０】

【表２】

【００３１】表２の染料（および染料配合物）は、
（ａ）１．８重量％のナトリウム型ＡｃｉｄＢｌｕｅ
９または１．８重量％のナトリウム型Ｄｉｒｅｃｔ
Ｂｌｕｅ１９９（シアンインク）のいずれか一方、
（ｂ）０．５重量％のテトラメチルアンモニウム置換Ａ
ｃｉｄＹｅｌｌｏｗ２３と０．５重量％のテトラメ
チルアンモニウム置換ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ８
６とを合わせたもの（イエローインク）、および（ｃ）
１．３重量％のナトリウム型ＡｃｉｄＲｅｄ５２
（レッドインク）であった。

【００３２】ギルバートボンド紙（コットン繊維２５
％）に、フルページイメージが印刷された。詳しくは、
紙にビヒクルと染料を過飽和させて紙のシワを減少させ
る最も極端な条件を助長するために、紙に混成黒として
三種のインクが印刷された。さらに、混成黒のバックグ
ラウンドが印刷されるのと同時に、正方形のイエローイ
ンクが印刷された。図１は、イエローの正方形１４とと
もに黒のバックグラウンド１２が印刷された紙媒体１０
を示している。紙１０は、平らな表面１６に保持されて
示されている。印刷された紙は、図１において明らかな
ように、シワを示した。

【００３３】〔例２〕表３に示す配合（重量％）を有す
るインクセットを調製した。

【００３４】

【表３】

【００３５】表３の染料（および染料配合物）は、
（ａ）１．８重量％のナトリウム型ＡｃｉｄＢｌｕｅ
９、（ｂ）０．５重量％のテトラメチルアンモニウム
置換ＡｃｉｄＹｅｌｌｏｗ２３と０．５重量％のテ
トラメチルアンモニウム置換ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏ
ｗ８６とを合わせたもの、および（ｃ）１．３重量％
のナトリウム型ＡｃｉｄＲｅｄ５２であった。

【００３６】例１と同様にして前述のインクで紙に印刷
したときに、紙は、図２において明らかなように、実質
的に全くシワを示さなかった。

【００３７】以上のように、フルページイメージ印刷の
場合でも、紙のシワを減少することができる熱インクジ
ェットインクを説明した。本発明の精神から外れること
なく、自明な性質の様々の変形および変更態様が行われ
得るし、このような変形および変更態様はすべて特許請
求の範囲によって規定された本発明の範囲内に入るもの
と考えられる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
熱インクジェット印刷中において、紙、その他の印刷媒
体に生じる可能性のあるシワを、効果的に減少すること
かできる。

【００３９】本発明におけるインク配合物は、特に印刷
密度の高い印刷において、シワを減少させるために熱イ
ンクジェット印刷の用途に利用されることが期待され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】例１の印刷結果を示す説明図で、紙にシワが生
じている状態を示している。

【図２】例２の印刷結果を示す説明図で、例１と同じパ
ターンを印刷しているにもかかわらず、紙にシワが生じ
ていない状態を示している。

【符号の説明】

１０印刷媒体である紙１２印刷された黒のバックグラウンド１４印刷されたイエローの正方形１６紙を保持している平らな表面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】印刷媒体のシワを減少する熱インクジェ
ットインクであって、（ａ）約０．５〜２０重量％の少なくとも一つの低蒸気
圧溶媒；（ｂ）約０．５〜５重量％の少なくとも一つの水溶性染
料；および（ｃ）残余の水からなるインクに、４〜８個の炭素原子と２〜３個の水酸基を有する有機化
合物からなるシワ抑制剤を、全インク組成物を基準とし
て、約１５〜５０重量％添加してなる熱インクジェット
インク。
【請求項２】熱インクジェット印刷中における印刷媒
体のシワを減少する方法であって、（ａ）約０．５〜２０重量％の少なくとも一つの低蒸気
圧溶媒；（ｂ）約０．５〜５重量％の少なくとも一つの染料；お
よび（ｃ）残余の水からなるインクに、４〜８個の炭素原子と２〜３個の水酸基を有する有機化
合物からなるシワ抑制剤を、全インク組成物を基準とし
て、約１５〜５０重量％添加することを特徴とする印刷
媒体のシワの減少方法。