JPH07238244A

JPH07238244A - 熱インクジェット記録方法

Info

Publication number: JPH07238244A
Application number: JP5101094A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Yui; 俊毅由井; Yoshiro Yamashita; 嘉郎山下; Eisuke Hiraoka; 英輔平岡; Yasuharu Endo; 保晴遠藤; Takeshi Hashimoto; 健橋本
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-02-25
Filing date: 1994-02-25
Publication date: 1995-09-12
Also published as: US5501726A

Abstract

(57)【要約】【目的】ノズル先端でのインク乾燥による目詰まりが
発生せず、また、ヒーター上への焦げつきが発生せず、
ヒーター故障もなく、ヘッドからのインクぼた落ちが発
生しない熱インクジェット記録方法を提供する。【構成】本発明は、インクに熱エネルギーを作用させ
てインク滴を加熱させる熱インクジェット記録方法であ
って、水および色材と、ａ）２，２′−チオジエタノー
ル、および、ｂ）Ｃ_nＨ_2n+1Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_mＨ
（式中、ｎ：３〜６の整数、ｍ＝１〜３）を必須成分と
して含有し、ａ）が３〜２０重量％、ｂ）が１〜２０重
量％であるインクを使用することを特徴とする。【効果】本発明によれば、普通紙上においてもインク
の速乾性が良く、滲みのない均一な画像を得ることがで
き、また、連続印字、特に高周波数で連続印字しても、
画像乱れ、画像欠陥が発生しない画像を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱インクジェット記録
装置により、被記録材に記録を行う熱インクジェット記
録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式の原理は、ノズ
ル、スリットあるいは多孔質フィルム等から液体あるい
は溶融固体インクを吐出し、紙、布、フィルム等に記録
を行うものである。インクを吐出する方法については、
静電誘引力を利用してインクを吐出させる、いわゆる電
荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用してインクを
吐出させる、いわゆるドロップオンデマンド方式（圧力
パルス方式）、高熱により気泡を形成、成長させること
により生じる圧力を利用してインクを吐出させる、いわ
ゆる熱インクジェット方式等、各種の方式が提案されて
おり、これらの方式により、極めて高精細の画像を得る
ことができる。このようなインクジェット記録方式に使
用するインクとしては、各種の水溶性の染料または顔料
を水または水溶性有機溶媒からなる液状媒体に溶解また
は分散させたものが知られ、かつ使用されている。

【０００３】上記の如き従来のインクにおいて種々の改
善に関する検討が行われている。インクジェットプリン
ターに使用されるインクに関しては、（１）紙上におい
てインクの速乾性が良いこと、（２）紙上で滲み、かぶ
りのない、高解像度、高濃度で均一な画像が得られるこ
と、（３）ノズル先端でのインク乾燥による目詰まりが
発生せず、常に吐出安定性が良好であること、（４）熱
インクジェット方式では、ヒーター上への焦げつきが発
生しないこと、あるいは常時インクと接触する材料がイ
ンクにより浸食され、最終的にはヒーター部の作用電極
がショートして、作動不能となる、いわゆるヒーター故
障が発生しないこと、（５）長期保存安定性が良いこ
と、（６）連続印字しても画像乱れ、欠陥が発生しない
こと、の６つの観点から検討され、これらの要求を満足
すべく従来より多くの提案がなされている。

【０００４】紙上においてのインクの速乾性改善につい
ては、特公昭６０−３４９９２号公報、特開昭６２−１
１７８１号公報および特公昭６２−１３３８８号公報に
開示されており、そこには、界面活性剤あるいは多価ア
ルコール誘導体を添加することにより、紙への浸透性を
改善することが提案されている。しかしながら、これら
公報に記載のものは、普通紙への浸透性が著しく改善さ
れることにより画像の乾燥性が改善されるが、同時に、
画像滲みも増大してしまうという問題がある。また、熱
インクジェット方式に用いた場合、ヒーター上への焦げ
つきが発生するという問題がある。一方、印字品質の改
善に関しては、２，２′−チオジエタノールを用いるこ
とが種々提案されている。例えば、特公昭６１ー５５５
４６号公報には、特定の染料と、２，２′−チオジエタ
ノールを含む溶媒とを組み合せることが開示されてい
る。また、特開平１−２６３１６９号公報においてもＤ
ｉｒｅｃｔＢｌａｃｋ１６８と、２，２′−チオジ
エタノールを含む特定の溶媒とを組み合せることが提案
されている。しかしながら、２，２′−チオジエタノー
ルを用いた場合には、特に高周波数での連続印字時に、
画像乱れ、欠陥が発生し易いという欠点があり、また、
熱インクジェット方式に用いた場合、ヒーター故障が発
生し易いという欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来用
いられている熱インクジェット記録用インクは、求めら
れる要件全てを満足させるものではなく、したがって、
熱インクジェット記録方法に好適なものの開発が求めら
れていた。本発明は、上記の様な現状に鑑みてなされた
ものである。すなわち、本発明の目的は、ノズル先端で
のインク乾燥による目詰まりが発生せず、また、ヒータ
ー上への焦げつきが発生せず、ヒーター故障もなく、ヘ
ッドからのインクぼた落ちが発生しない熱インクジェッ
ト記録方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、熱インクジェット記録方式によって画像を形成する
場合、普通紙上においてもインクの速乾性が良く、滲み
のない均一な画像を得ることができ、また、連続印字、
特に高周波数で連続印字しても、画像乱れ、画像欠陥が
発生しない画像を得ることができる熱インクジェット記
録方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
の結果、熱インクジェット方式に用いるインクとして、
水、色材とａ）２，２′−チオジエタノールｂ）Ｃ_nＨ_2n+1Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_mＨ（ｎ：３〜６の整数、ｍ＝１〜３）を必須成分として含有し、ａ）が３〜２０重量％，ｂ）
が１〜２０重量％であるものを用いることにより、上記
目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至
った。本発明は、インクに熱エネルギーを作用させてイ
ンク滴を加熱し、被記録材に吐出して記録を行う熱イン
クジェット記録方法において、上記のインクを使用する
ことを特徴とするものである。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。先ず、本
発明において使用するインクについて説明すると、イン
クは、水、色材と上記成分ａ）および上記成分ｂ）を必
須成分として含有し、その他界面活性剤、ｐＨ調整剤等
の任意成分からなる。上記成分ａ）の２，２′−チオジ
エタノールの含有量は、３〜２０重量％であることが必
要であり、好ましくは、４〜１８重量％の範囲である。
含有量が３重量％より少ないと、ノズル先端での目詰ま
りが発生し、また、紙上で滲みが発生し易くなり、ま
た、２０重量％より多いと、特に高速において印字した
際、吐出の乱れによる画像乱れ、欠陥が発生し易くなる
ので好ましくない。また、２，２′−チオジエタノール
は、臭気をなるべく抑止するために、高純度であること
が望ましい。

【０００８】成分ｂ）は、下記一般式で示されるもので
あって、Ｃ_nＨ_2n+1Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_mＨ上式において、ｎは３〜６の整数であることが必要であ
る。ｎの値が３未満の場合は、普通紙への浸透の効果は
充分に発現されず、また６より大きいと水との相溶性が
十分ではなくなる。また、ｍは１〜３の範囲であること
が必要である。ｍの値が３より大きいと、水との相溶性
が良過ぎ、紙への浸透の効果が十分に発現されない。具
体的には、例えば、Ｃ₃Ｈ₇Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）
₂Ｈ、Ｃ₄Ｈ₉Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）₃ＨおよびＣ₆Ｈ
₁₃Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）₂Ｈ等があげられる。上記一般
式で示される化合物は、インク成分として必ずしも１種
類に限定されるものではなく、２種類以上であってもよ
い。また、その含有量は、紙中への浸透を促進させるた
め、インク中に１〜２０重量％含有させることが必要で
あり、特に３〜１０重量％含有させることが好ましい。
含有量が、１重量％未満では、効果は十分に発現され
ず、２０重量％より過剰であると、普通紙上で、過度の
線画像太りを発生し易く、更に、吐出安定性が悪化し、
画像欠陥を生じ易くなり、好ましくない。

【０００９】本発明において使用するインクには、必要
に応じて、公知の各種の保湿剤を含有させることがで
き、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、
トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、グリ
セリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，５−ペ
ンタンジオール等の多価アルコール類、ピロリドン、Ｎ
−メチル−２−ピロリドン、シクロヘキシルピロリド
ン、トリエタノールアミン等の塩基性溶媒、エタノー
ル、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベン
ジルアルコール等のアルコール類が使用できる。特に好
ましいものは、エチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、グリセリンであり、また、これらを混合して使用
することも可能である。

【００１０】本発明において上記色材としては、各種染
料、顔料、着色ポリマーまたはワックスを含む油溶性染
料等を用いることが出来るが、水溶性染料、特に、酸性
染料、直接染料が好ましい。例えば、Ｂａｓａｃｉｄ
ＢｌａｃｋＸ３４ｌｉｑｕｉｄ（ＢＡＳＦ社
製）、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋＳＰｌｉｑｕｉ
ｄ，ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋＨＦ（Ｂａｙｅｒ社
製）、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック−４、−９、−１
１、−１７、−１９、−２２、−３２、−８０、−１５
１、−１５４、−１６８、−１７１および−１９４、
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー−１、−２、−６、−８、−
２２、−３４、−７０、−７１、−７６、−７８、−８
６、−１４２、−１９９、−２００、−２０１、−２０
２、−２０３、−２０７、−２１８、−２３６および−
２８７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド−１、−２、−４、
−８、−９、−１１、−１３、−１５、−２０、−２
８、−３１、−３３、−３７、−３９、−５１、−５
９、−６２、−６３、−７３、−７５、−８０、−８
１、−８３、−８７、−９０、−９４、−９５、−９
９、−１０１、−１１０および−１８９、Ｃ．Ｉ．ダイ
レクトイエロー−１、−２、−４、−８、−１１、−１
２、−２６、−２７、−２８、−３３、−３４、−４
１、−４４、−４８、−８６、−８７、−８８、−１３
５、−１４２および−１４４、Ｃ．Ｉ．フードブラック
−１および−２、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック−１、−
２、−７、−１６、−２４、−２６、−２８、−３１、
−４８、−５２、−６３、−１０７、−１１２、−１１
８、−１１９、−１２１、−１７２、−１９４および−
２０８、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー−１、−７、−９、−
１５、−２２、−２３、−２７、−２９、−４０、−４
３、−５５、−５９、−６２、−７８、−８０、−８
１、−９０、−１０２、−１０４、−１１１、−１８５
および−２５４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド−１、−４、
−８、−１３、−１４、−１５、−１８−２１、−２
６、−３５、−３７、−２４９および−２５７、Ｃ．
Ｉ．アシッドイエロー−１、−３、−４、−７、−１
１、−１２、−１３、−１４、−１９、−２３、−２
５、−３４、−３８、−４１、−４２、−４４、−５
３、−５５、−６１、−７１、−７６および−７９等が
あげられる。これら染料は、単独でも使用できるが、２
種以上混合したり、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラ
ックの４原色の外、赤、青、緑などのカスタムカラーに
調色してもよい。これらの染料の含有量は、全インク量
に対して０．３〜１０重量％の範囲、より好ましくは１
〜８重量％である。

【００１１】また、本発明におけるインクには、色材の
溶解、分散状態を更に安定化させるため、いわゆる界面
活性剤、分散剤、包接化合物等を添加してもよい。界面
活性剤としては、ノニオン、アニオン、カチオンあるい
は、両性界面活性剤のいずれでもよく、例えばノニオン
界面活性剤としては、ポリオキシエチレンノニルフェニ
ルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエー
テル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
レン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリ
オキシエチレン／ポリオキシプロピレンブロック共重合
体、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂
肪酸アルキロールアミド等である。アニオン界面活性剤
としては、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキル
フェニルスルフォン酸塩、アルキルナフタレンスルフォ
ン酸塩、アルキルナフタレンスルフォン酸塩のフォルマ
リン縮合物、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸
エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルフォン酸塩、高
級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及び、スルフォ
ン酸塩、高級アルキルスルフォンアミドのアルキルカル
ボン酸塩、スルフォコハク酸、エステル塩等、カチオン
界面活性剤では、第１から３級のアミン塩、第４級アン
モニウム塩等、また両性界面活性剤としては、ベタイ
ン、スルフォベタイン、サルフェートベタイン等が使用
しうる。中でもアニオン界面活性剤が良好に用いられ
る。その他、アクリル酸／メタクリル酸／マレイン酸及
び同塩系水溶性ポリマー、ポリエチレンイミン、ポリア
ミン類、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコー
ル、セルロース誘導体、シクロデキストリン、大環状ア
ミン類、クラウンエーテル類、尿素、アセトアミド等を
用いることが出来る。その他、必要に応じてｐＨ調整
剤、防カビ剤、粘度調整剤あるいは導電剤等を含有させ
ることも可能である。

【００１２】次に、上記インクを用いる熱インクジェッ
ト記録方法について説明する。熱インクジェット記録方
法は、膜沸騰現象を利用した記録方法で記録ヘッド内に
ヒーターが設けられている。ヘッドの材料としては、シ
リコン、ポリイミド、エポキシ樹脂等が用いられてい
る。好ましくは、シリコンが用いられる。また、印字記
録に際しての、ヒーターによる加熱温度は、１５０℃以
上で用いられる。また、駆動時の周波数は、２ｋＨｚ以
上１５ｋＨｚ以下が好ましい。

【００１３】

【実施例】以下、実施例によって本発明を更に詳細に説
明する。実施例１〜９および比較例１〜５下記表１（実施例１〜９）および表２（比較例１〜５）
に示した各成分およびバランスとしてイオン交換水を用
い、合計１００重量％として、充分混合溶解した。得ら
れた溶液を、０．２μｍフィルターで加圧濾過した後、
真空ポンプを用いて脱気処理し、インクを調製した。こ
れらのインクについて以下のテストを行った。その結果
を表３に総括して示す。

【００１４】（１）インク表面張力２０℃，５０％ＲＨの環境において、ウイルヘルミー型
表面張力計を用いて測定した。（２）インク粘度２０℃、５０％ＲＨの環境において、せん断速度１，４
００ｓ^-1で測定した。（３）印字テスト（画像品質）試作したインクジェットプリンター（熱インクジェット
方式、３００ｄｐｉ）を用いて、ＦＸ−Ｌ紙（富士ゼロ
ックス社製）とインクジェット用コート紙（ゼロックス
社製）を用いて、印字テストを行った。評価は、目視に
よる比較評価として、次の基準で行った。 ○：５ポイントの漢字が判読可能。 △：８ポイントの漢字が判読可能。 ×：１０ポイントの漢字が判読不可能。また、インクの微小な飛び散りは、比較的発生し易いソ
リッド画像の周辺で、発生有無を判定した。

【００１５】（４）乾燥時間テスト普通紙として、ＦＸ−Ｌ紙（富士ゼロックス社製）とイ
ンクジェット用コート紙（ゼロックス社製）を用いて、
５１ｍｍ×１０ｍｍのベタソリッド画像をプリントし、
インクジェット用コート紙（ゼロックス社製）を重ね、
上から圧力を加えた。インクジェット用コート紙側にイ
ンクが転写されなくなるまでの時間を乾燥時間とし、以
下の基準で評価した。 ○：３０秒以下。 △：３０秒から６０秒。 ×：６０秒以上。（５）画像欠陥テスト２０℃、５０％ＲＨの雰囲気中で印字テストを行い、
３、５および７ｋＨｚでそれぞれ３００枚の連続ランテ
ストを行い、ヒーター故障の発生有無、画像の白抜け、
ラインの曲がり、画像の歪みを観察し、画像欠陥の有無
を調べた。（なお、表中、○は有り、△は一部有り、×
は無しを意味する。）同時に、ドット径の測定を行い、ヘッド上への焦げつき
発生について、以下の基準で評価を行った。 ○：ドット径変化±１０％以下。 △：ドット径変化±１５％以下。 ×：ドット径変化±１５％以上。（６）目詰まり性テスト１０℃、１５％ＲＨおよび３０℃、８５％ＲＨの雰囲気
中で、所定時間放置後、印字テストを行い、以下の基準
で評価を行った。 ○：３００秒放置で印字可能。 △：１８０秒放置で印字可能。 ×：１８０秒放置で印字不可能。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】

【表３】

【００１９】

【発明の効果】本発明の熱インクジェット記録方法は、
上記した構成成分よりなるインクを使用するから、ヒー
ター上への焦げつきが発生せず、ヒーター故障が発生す
ることがない。また、ノズル先端でのインク乾燥による
目詰まりが発生せず、ヘッドからのインクぼた落ちも発
生することもない。また、本発明の熱インクジェット記
録方法によれば、普通紙上においてもインクの速乾性が
よく、滲みのない均一な画像を得ることができ、連続印
字、特に高周波数で連続印字しても、画像乱れ、画像欠
陥のない画像を形成することができる。

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【手続補正書】

【提出日】平成７年２月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】（１）インク表面張力２０℃，５０％ＲＨの環境において、ウイルヘルミー型
表面張力計を用いて測定した。（２）インク粘度２０℃、５０％ＲＨの環境において、せん断速度１，４
００ｓ^-1で測定した。（３）印字テスト（画像品質）試作したインクジェットプリンター（熱インクジェット
方式、３００ｄｐｉ）を用いて、ＦＸ−Ｌ紙（富士ゼロ
ックス社製）を用いて、印字テストを行った。評価は、
目視による比較評価として、次の基準で行った。 ○：５ポイントの漢字が判読可能。 △：８ポイントの漢字が判読可能。 ×：１０ポイントの漢字が判読不可能。また、インクの微小な飛び散りは、比較的発生し易いソ
リッド画像の周辺で、発生有無を判定した。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】（４）乾燥時間テスト普通紙として、ＦＸ−Ｌ紙（富士ゼロックス社製）を用
いて、５１ｍｍ×１０ｍｍのベタソリッド画像をプリン
トし、インクジェット用コート紙（ゼロックス社製）を
重ね、上から圧力を加えた。インクジェット用コート紙
側にインクが転写されなくなるまでの時間を乾燥時間と
し、以下の基準で評価した。 ○：３０秒以下。 △：３０秒から６０秒。 ×：６０秒以上。（５）画像欠陥テスト２０℃、５０％ＲＨの雰囲気中で印字テストを行い、
３、５および７ｋＨｚでそれぞれ３００枚の連続ランテ
ストを行い、ヒーター故障の発生有無、画像の白抜け、
ラインの曲がり、画像の歪みを観察し、画像欠陥の有無
を調べた。（なお、表中、○は無し、△は一部有り、×
は有りを意味する。）同時に、ドット径の測定を行い、ヘッド上への焦げつき
発生について、以下の基準で評価を行った。 ○：ドット径変化±１０％以下。 △：ドット径変化±１５％以下。 ×：ドット径変化±１５％以上。（６）目詰まり性テスト１０℃、１５％ＲＨおよび３０℃、８５％ＲＨの雰囲気
中で、所定時間放置後、印字テストを行い、以下の基準
で評価を行った。 ○：３００秒放置で印字可能。 △：１８０秒放置で印字可能。 ×：１８０秒放置で印字不可能。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ４１Ｍ 5/00 Ｅ (72)発明者遠藤保晴神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者橋本健神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクに熱エネルギーを作用させ、被記
録材に吐出して記録を行う熱インクジェット記録方法に
おいて、水および色材と、ａ）２，２′−チオジエタノールｂ）Ｃ_nＨ_2n+1Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_mＨ（ｎ：３〜６の整数、ｍ＝１〜３）を必須成分として含有し、ａ）が３〜２０重量％、ｂ）
が１〜２０重量％であるインクを使用することを特徴と
する熱インクジェット記録方法。
【請求項２】色材が、直接染料、酸性染料から少なく
とも１種以上選ばれたものであることを特徴とする請求
項１記載のインクジェット記録方法。