JPH0820738A

JPH0820738A - 記録用インク

Info

Publication number: JPH0820738A
Application number: JP15326894A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Higashiyama; 俊一東山; Masahito Kato; 政仁加藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1994-07-05
Filing date: 1994-07-05
Publication date: 1996-01-23
Anticipated expiration: 2015-06-05
Also published as: JP3050044B2

Abstract

(57)【要約】【目的】継続的に安定した印字を可能とする記録用イ
ンクを提供すること。【構成】カーボンブラック（ＰＲＩＮＴＥＸ９０）５
％、水溶性樹脂（ポリビニルピロリドンＫ−１５）２
％、グリセリン１０％、イオン交換水８３％の組成のイ
ンクを作製したところインクの電気伝導率は０．３８ｍ
Ｓ／ｃｍであった。そしてこのインクを、インク流路内
に電極が配置されたインクジェットヘッドに用いて印字
を行ったところ、継続的に安定した印字を行うことがで
きた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、顔料を分散させてなる
記録用インクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録方式による印
字に用いられる記録用インクは、主に水及び有機溶剤を
主とした溶媒を使用し、染料を色材として使用するイン
ク（以下染料インクと記述する）である。染料は特開昭
６１−２７７０号公報、特開平２−４９０７８号公報な
どに示されているように、一般に金属塩であることが多
く、水に溶解した際にイオン化し、その結果、染料イン
クの電気伝導率は高い。また、染料の特性上、耐光性、
耐水性に関して満足できるものではなかった。

【０００３】それら耐光性、耐水性を解決するために、
色材として染料のかわりにカーボンブラックやジアゾイ
エローなどの顔料を使用したインク（顔料インク）も特
公平１−１５５４２号公報、特開平２−２５５８７５号
公報、特開平２−２７６８７６号公報などに示されてい
る。これらの顔料インクは顔料を溶媒中に分散させるた
めに顔料分散剤（以下単に分散剤と記述する）を使用し
ている。分散剤に使用する物質の中には導電性のあるも
のが多く、このために顔料インクの電気伝導率は高くな
る。

【０００４】ところで、従来から知られているインクジ
ェット記録方式の一つとして特開平２−１５０３５５号
公報で示されているものがあり、以下その概略構成を説
明する。図１に示すように、インクジェットヘッド１
は、複数の溝及び該溝を隔てる側壁１１を有し、かつ矢
印５の方向に分極処理を施した圧電セラミックスプレー
ト２と、セラミックス材料または樹脂材料等からなるカ
バープレート３とを、エポキシ系接着剤等からなる接合
層４を介して接合することで、溝は横方向に互いに間隔
を有する複数のインク液室１２となる。インク液室１２
は長方形断面の細長い形状であり、側壁１１はインク液
室１２の全長にわたって伸びている。側壁１１の接着層
４付近の側壁１１上部から側壁１１中央部までの両表面
には、駆動電圧印加用の電極１３が形成されている。そ
して、図示しないインク供給源から各インク液室１２
に、カバープレート３に設けられたインク供給口（図示
せず）及びマニホールド（図示せず）を通してインクが
供給される。

【０００５】次に、インク噴射装置の断面図を示す図２
によって動作を説明する。インクジェットヘッド１にお
いて、所望の印字データに従って例えばインク液室１２
ｂが選択されると、電極１３ｅと１３ｆとに急速に正の
駆動電圧が印加され、電極１３ｄと１３ｇとは接地され
る。これにより側壁１１ｂには矢印１４ｂの方向の駆動
電界が、側壁１１ｃには矢印１４ｃの方向の駆動電界が
作用する。このとき駆動電界方向１４ｂ及び１４ｃと分
極方向５とが直交しているため、側壁１１ｂ及び１１ｃ
は、圧電厚みすべり効果によってインク液室１２ｂの内
部方向に急速に変形する。この変形によってインク液室
１２ｂの容積が減少してインク液室１２ｂのインク圧力
が急速に増大し、圧力波が発生して、インク液室１２ｂ
に連通するノズル（図示せず）からインク液滴が噴射さ
れる。また、駆動電圧の印加を停止すると、側壁１１ｂ
及び１１ｃが変形前の位置（図１参照）に戻るためイン
ク液室１２ｂ内のインク圧力が低下し、前記インク供給
源から前記インク供給口及び前記マニホールドを通して
インク液室１２ｂ内にインクが供給される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したような記録方
式のインクジェットヘッド１では電極１３がインク液室
１２の内壁に設けられているので、電極１３とインクと
が接している。また、すべてのインク液室１２に対して
インクはマニホールドから供給されるため、すべてのイ
ンク液室１２のインクはつながっている。このため、イ
ンクの電気伝導率が高い場合、側壁１１に異なった極の
電位を与えると、インクを通じて短絡する可能性があ
り、また電気化学的に電極１３が劣化して印字品質が悪
くなる可能性がある。このような問題を解決するために
電極１３に防護膜をつけて短絡や、腐食を防ぐことも考
えられるが、完全に電極１３とインクとを絶縁すること
は極めて困難である。

【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、継続的に安定した印字を行うこ
とができる記録用インクを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１では、顔料を分散させてなる記録用
インクにおいて、電気伝導率が１．０ｍＳ／ｃｍ以下で
あることを特徴とする。

【０００９】請求項２では、前記電気伝導率が０．５ｍ
Ｓ／ｃｍ以下であることを特徴とする。

【００１０】請求項３では、インクを噴射して被記録媒
体に印字を行うインク噴射装置に用いられることを特徴
とする。

【００１１】請求項４では、前記インク噴射装置は、イ
ンク流路に電極が配置されていることを特徴とする。

【００１２】請求項５では、前記インク噴射装置は、前
記電極間に電位差を生じさせることによって前記インク
流路の体積を変化させてインクを噴射することを特徴と
する。

【００１３】

【作用】上記の構成を有する本発明の記録用インクで
は、電気伝導率を１．０ｍＳ／ｃｍ以下とすることによ
って継続的に安定して印字が行える。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を説明す
る。

【００１５】本発明の記録用インクは着色剤としての顔
料を分散させたものである。そして記録用インクの主溶
剤としては、低粘度であること、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、臭気がない
こと等の理由により主に水である。

【００１６】印字後の乾燥性、定着性の向上を目的とし
て、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等の高
揮発性アルコール、また、ヘキサノール、ヘプタノー
ル、オクタノール等の低揮発性アルコールを、主溶剤で
ある水に添加してもよい。

【００１７】また、微細に開口されたノズルの目詰まり
防止性向上を目的として、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、グリセリン等
の多価アルコール類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、
１，３−ジメチルイミダゾリジノン等の含窒素有機溶媒
等の高沸点溶剤を、主溶剤に添加してもよい。ただし、
その溶剤は非導電性である必要性がある。

【００１８】本発明の記録用インクに使用することので
きる顔料は特に限定されるものではなく、例えば、白黒
用としては、ファーネスブラック、ランプブラック、ア
セチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブ
ラック類、または銅、鉄、酸化チタン等の金属類、アル
トニトロアニリンブラック等の有機顔料が挙げられる。
さらにカラー用としてはトルイジンレッド、パーマネン
トカーミンＦＢ、ファストイエロＡＡＡ、ジスアゾオレ
ンジＰＭＰ、レーキレッドＣ、ブリリアントカーミン６
Ｂ、フタロシアニンブルー、キナクリドンレッド、ジオ
キサンバイオレット、ピクトリアピュアブルー、アルカ
リブルートナー、ファーストイエロー１０Ｇ、ジスアゾ
エローＡＡＭＸ、ジスアゾエローＡＡＯＴ、ジスアゾエ
ローＡＡＯＡ、黄色酸化鉄、ジスアゾエローＨＲ、オル
トニトロアニリンオレンジ、ジニトロアニリンオレン
ジ、バルカンオレンジ、トルイジンレッド、塩素化パラ
レッド、ブリリアンファーストスカーレット、ナフトー
ルレッド２３、ピラゾロンレッド、バリウムレッド２
Ｂ、カルシウムレッド２Ｂ、ストロンチウムレッド２
Ｂ、マンガンレッド２Ｂ、バリウムリソームレッド、ピ
グメントスカーレッド３Ｂレーキ、レーキボルドー１０
Ｂ、アンソシン３Ｂレーキ、アンソシン５Ｂレーキ、ロ
ーダミン６Ｇレーキ、エオシンレーキ、べんがら、ファ
フトールレッドＦＧＲ、ローダミンＢレーキ、メチルバ
イオレッドレーキ、ジオキサジンバイオレッド、ベーシ
ックブルー５Ｂレーキ、ベーシックブルー６Ｇレーキ、
ファストスカイブルー、アルカリブルーＲトナー、ピー
コックブルーレーキ、紺青、群青、レフレックスブルー
２Ｇ、レフレックスブルーＲ、ブリリアントグリーンレ
ーキ、ダイアモンドグリーンチオフラビンレーキ、フタ
ロシアニングリーンＧ、グリーンゴールド、フタロシア
ニングリーンＹ、酸化鉄粉、さびこ、亜鉛華、酸化チタ
ン、炭酸カルシウム、クレー、硫酸バリウム、アルミ
ナ、アルミナホワイト、アルミニウム粉、ブロンズ粉、
昼光けい光顔料、パール顔料、ナフトールカーミンＦ
Ｂ、ナフトールレッドＭ、パーマネントカーミンＦＢ、
ファストエロＧ、ジスアゾエローＡＡＡ、ジオキサンバ
イオレッド、アルカリブルーＧトナー等、その他顔料表
面を樹脂等で処理したグラフトカーボン等の加工顔料等
が使用できる。これらは場合によっては２種類以上を混
合することもできる。

【００１９】また、分散剤としてはノニオン性界面活性
剤、高分子重合物や水溶性樹脂を使用することが望まし
い。導電性の高くなるカチオン性界面活性剤やアニオン
性界面活性剤を使用することは望ましくない。ノニオン
性界面活性剤としては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エーテル、
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、ポリオキシプロピレングリコール、ポリ
オキシプロピレンアルキルエーテルなどが使用できる。

【００２０】また、高分子重合物としては顔料に親和性
のある官能基（例えばカルボニル基、アミノ基など）を
持つものが使用できる。また、使用できる水溶性樹脂の
例としてはセルロース樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹
脂、ビニル樹脂等が挙げられる。また、これらの水溶性
樹脂は顔料を被記録材に固着させるための固着剤として
も添加できる。

【００２１】その他、必要に応じてｐＨ調整剤として導
電性の低いエタノールアミン、ジエタノールアミン、ト
リエタノールアミン、プロパノールアミンなどの低級ア
ルカノールアミンなどを使用できる。金属水酸化物は電
気伝導率が高くなるため、使用することは望ましくな
い。

【００２２】以上、溶媒、顔料、分散剤、その他の成分
について例示したが、本発明はこの例に限定されるもの
ではない。

【００２３】以下に本発明の具体的な実施例、および比
較例について説明する。

【００２４】実施例１カーボンブラック（ＰＲＩＮＴＥＸ９０）５％水溶性樹脂（ポリビニルピロリドンＫ−１５）２％グリセリン１０％イオン交換水８３％このインクの電気伝導率は０．３８ｍＳ／ｃｍであっ
た。ここで使用したＰＲＩＮＴＥＸ９０はＤｅｇｕｓｓ
ａ社製のカーボンブラック、水溶性樹脂ポリビニルピロ
リドンＫ−１５はＧＡＦ社製の平均分子量１００００の
ポリビニルピロリドンであった。

【００２５】インクの製造は次に述べるように行った。
イオン交換水とグリセリンからなる溶媒に水溶性樹脂ポ
リビニルピロリドンを溶解させ、その後に顔料ＰＲＩＮ
ＴＥＸ９０を添加し、ビーズミルを使用して分散を行
う。以上の過程を経ることで本発明のインクは得られ
る。以下の実施例および比較例についても同様に製造し
たが、製造方法はこの方法だけには限定されない。

【００２６】実施例２カーボンブラック（ＭＡ−７７）５％水溶性樹脂（ポリビニルピロリドンＫ−１５）２％グリセリン１０％イオン交換水８３％このインクの電気伝導率は０．８９ｍＳ／ｃｍであっ
た。ここで使用したＭＡ−７７は三菱化成社製のカーボ
ンブラックである。

【００２７】実施例３カーボンブラック（ＭＡ−７７）５％ノニオン性界面活性剤（エマルゲンＡ−９０）３％グリセリン１０％イオン交換水８２％このインクの電気伝導率は０．４８ｍＳ／ｃｍであっ
た。

【００２８】ここで、使用したエマルゲンＡ−９０は花
王社製のノニオン性界面活性剤である。

【００２９】実施例４顔料（ＫＥＴＲｅｄ３０９）５％ノニオン性界面活性剤（エマルゲンＡ−９０）３％グリセリン１０％イオン交換水８２％このインクの電気伝導率は０．３５ｍＳ／ｃｍである。
ここで使用したＫＥＴＲｅｄ３０９は大日本インキ化学
工業社製のカラートナー用有機顔料である。

【００３０】実施例５顔料（ＫＥＴＹＥＬＬＯＷ４０３）５％ノニオン性界面活性剤（エマルゲンＡ−９０）３％グリセリン１０％イオン交換水８２％このインクの電気伝導率は０．３８ｍＳ／ｃｍである。
ここで使用したＫＥＴＹＥＬＬＯＷ４０３は大日本イン
キ化学工業社製のカラートナー用有機顔料である。

【００３１】実施例６顔料（ＫＥＴＢＬＵＥＥｘ−１）５％ノニオン性界面活性剤（エマルゲンＡ−９０）３％グリセリン１０％イオン交換水８２％このインクの電気伝導率は０．３６ｍＳ／ｃｍである。
ここで使用したＫＥＴＢＬＵＥＥｘ−１は大日本インキ
化学工業社製のカラートナー用有機顔料である。

【００３２】比較例１カーボンブラック（ＰＲＩＮＴＥＸ９０）５％アニオン性界面活性剤（デモールＥＰ）３％グリセリン１０％イオン交換水８２％このインクの電気伝導率は１．５ｍＳ／ｃｍである。こ
の比較例は実施例１について分散剤として導電性の高い
アニオン性界面活性剤を使用した例である。ここで使用
したデモールＥＰとは花王社製のアニオン性界面活性剤
である。

【００３３】比較例２カーボンブラック（ＭＡ−７７）５％アニオン性界面活性剤（デモールＰ）３％グリセリン１０％イオン交換水８２％このインクの電気伝導率は２．２ｍＳ／ｃｍである。こ
の比較例は実施例２について分散剤として導電性の高い
アニオン性界面活性剤を使用した例である。ここで使用
したデモールＰとは花王社製のアニオン性界面活性剤で
ある。

【００３４】比較例３カーボンブラック（ＭＡ−７７）５％カチオン性界面活性剤（コータミン２４Ｐ）３％グリセリン１０％イオン交換水８２％このインクの電気伝導率は２．５ｍＳ／ｃｍである。こ
の比較例は実施例２について分散剤として導電性の高い
カチオン性界面活性剤を使用した例である。ここで使用
したコータミン２４Ｐとは花王社製のカチオン性界面活
性剤である。

【００３５】比較例４顔料（ＫＥＴＲｅｄ３０９）５％アニオン性界面活性剤（デモールＰ）３％グリセリン１０％イオン交換水８２％このインクの電気伝導率は２．１ｍＳ／ｃｍである。こ
の比較例は実施例４について分散剤として導電性の高い
アニオン性界面活性剤を使用した例である。

【００３６】比較例５顔料（ＫＥＴＹＥＬＬＯＷ４０３）５％アニオン性界面活性剤（デモールＰ）３％グリセリン１０％イオン交換水８２％このインクの電気伝導率は２．２ｍＳ／ｃｍである。こ
の比較例は実施例５について分散剤として導電性の高い
アニオン性界面活性剤を使用した例である。

【００３７】比較例６顔料（ＫＥＴＢＬＵＥＥｘ−１）５％アニオン性界面活性剤（デモールＰ）３％グリセリン１０％イオン交換水８２％このインクの電気伝導率は２．２ｍＳ／ｃｍである。こ
の比較例は実施例６について分散剤として導電性の高い
アニオン性界面活性剤を使用した例である。

【００３８】以上の実施例１〜６のインクを、図１及び
図２に示すインクジェットヘッド１に用いて印字を行っ
たところ、継続的に５０時間以上安定した印字を行うこ
とができた。とりわけ実施例１および３〜６は、実施例
２と比較してより長い時間（１００時間以上）にわたっ
て安定した印字を行えた。実施例１〜６のインクはいず
れも電気伝導率は１．０ｍＳ／ｃｍ未満であり、実施例
１および３〜６のインクの電気伝導率は０．５ｍＳ／ｃ
ｍ未満である。

【００３９】一方、比較例１〜６のインクも、実施例と
同様のインクジェットヘッド１に使用したところ、次第
にインクを噴射しないインク液室１２が増加し、品質の
良い、安定した印字を行うことができなかった。比較例
１〜６のインクはいずれも電気伝導率が１．０ｍＳ／ｃ
ｍを上回っている。これらのインクジェットヘッド１を
分解したところ電極１３が劣化しているのもがあった。

【００４０】上述したように、本実施例１〜６のインク
では、電気伝導率が１．０ｍＳ／ｃｍ以下であるので、
インク液室１２内に電極１３が形成されたインクジェッ
トヘッド１に使用しても、長期にわたり安定した印字を
行うことができる。特に、電気伝導率が０．５ｍＳ／ｃ
ｍ以下であるインクでは、より長い期間安定した印字を
行うことができる。

【００４１】尚、実施例１〜６、比較例１〜６では、ビ
ーズミルを用いて顔料を分散していたが、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、
ヘンシェルミキサー、コロイドミル、超音波ホモジナイ
ザー、超高圧ホモジナイザー、パールミル等を用いて顔
料を分散してもよい。

【００４２】また、本実施例では、溶媒としてイオン交
換水を使用していたが純水であってもよい、また溶媒と
して低揮発性有機溶剤を用いてもよい。例えばプロピレ
ングリコール系溶剤、脂肪族炭化水素、二塩基酸エステ
ル等が望ましい。具体的にはプロピレングリコール系溶
剤としてはプロピレングリコール、ジプロピレングリコ
ール、トリプロピレングリコール、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメ
チルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエ
ーテル、プロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、
ジプロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、トリプ
ロピレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、プロピレン
グリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリ
コールジアセテート、ポリプロピレングリコール、脂肪
族炭化水素としては出光石油化学社のＩＰソルベント、
日本石油化学社のアイソゾール、エクソン社のアイソパ
ール、シェル石油化学社のシェルゾール、二塩基酸エス
テルとしてはデュポン社のＤＢＥ、ゼネカ社のイムゾー
ルＲ等である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明の記録用インクによれば、電気伝導率が１．０ｍＳ
／ｃｍ以下であるので、インク流路に電極が設けられた
インク噴射装置であっても、継続的に安定して印字を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェットヘッドを示す断面図である。

【図２】インクジェットヘッドの動作を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１インクジェットヘッド１２インク液室１３電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料を分散させてなる記録用インクにお
いて、電気伝導率が１．０ｍＳ／ｃｍ以下であることを特徴と
する記録用インク。
【請求項２】前記電気伝導率が０．５ｍＳ／ｃｍ以下
であることを特徴とする請求項１記載の記録用インク。
【請求項３】インクを噴射して被記録媒体に印字を行
うインク噴射装置に用いられることを特徴とする請求項
１記載の記録用インク。
【請求項４】前記インク噴射装置は、インク流路に電
極が配置されていることを特徴とする請求項３記載の記
録用インク。
【請求項５】前記インク噴射装置は、前記電極間に電
位差を生じさせることによってインク流路の体積を変化
させてインクを噴射することを特徴とする請求項４記載
の記録用インク。