JPH11116872A - 記録液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット記録に使用する記録液が少な
くとも分散剤、水溶性液媒体、保湿剤、顔料、水から構
成される水性顔料系記録液において耐目詰まり性に優れ
た記録液を提供すること。 【解決手段】 インクジェット記録に使用する記録液が
少なくとも分散剤、水性液媒体、保湿剤、顔料、水から
構成される水性顔料系記録液であって、かかる記録液が
ノズル穴表面でメニスカスを形成し、大気暴露された
際、かかる記録液中の水分が蒸発することで相分離を生
じ、かかる相分離後のメニスカスを形成する表層が保湿
剤濃度の高い透明相であることを特徴とする記録液。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録に使用される記録液に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録は、低騒音で高速印
字が可能な記録方法であり、最近急速に普及しつつある
記録方法である。このようなインクジェット記録は、記
録液を加熱あるいは加圧といった方法により小液滴とし
て吐出させ、それを紙等の被記録材に付着させて記録を
行うものである。

【０００３】記録液の色材としては、これまで、染料が
使用されていた。しかし記録物の耐水・耐候性の面から
考えると、染料よりも顔料を用いる方が有利である。ま
た、液媒体としては、普通紙上への滲みの面から考える
と、非水性液媒体よりも水性液媒体を用いる方が有利で
ある。

【０００４】そこで、記録液の色材に顔料を用い、この
顔料を水性液媒体に分散した水性顔料系記録液の開発が
行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】インクジェット記録に
用いられる記録液は低湿度環境下での印字、並びに非常
時、すなわちヘッドが長時間大気下に曝された場合、ノ
ズル穴から記録液中の水分、揮発性添加物が蒸発する。

【０００６】それに伴う記録液の粘度上昇は水性顔料系
記録液と水性染料系記録液ともに生じるが、水性顔料系
記録液は水性染料系記録液に比べ顔料の凝集に起因する
目詰まり等の問題が生じ易い事があげられる。

【０００７】ノズル穴からの水分の蒸発は印字中におい
ては不使用ノズルで生じる。この際は空吐出などの回復
動作で不使用ノズル、すなわちある一定時間大気放置さ
れたノズルのメニスカスを形成する表層部の増粘記録液
を除去する。更に長期間ノズルが大気にさらされた場合
は、記録液から更に水分、揮発性添加物が蒸発する事か
ら吸引やワイピング等により増粘記録液を除去する回復
動作が行われる。

【０００８】回復動作が行われる場合は記録液中の水
分、揮発性添加物が蒸発した増粘記録液が短期的には空
吐出、長期的には吸引動作により容易に除去できる程度
の粘度と流動性を有することが必要となる。更に上記増
粘記録液が記録液と容易に混合されることも必要条件と
なる。それらを満たす記録液としては増粘記録液の顔料
凝集が無く、また記録液から水分、揮発性添加物が蒸発
した後も記録液への再分散性に優れていることが求めら
れる。

【０００９】そこで、本発明の目的は耐目詰まり性に優
れた水性顔料系記録液を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の記録液は少なく
とも分散剤、水溶性液媒体、保湿剤、顔料、水から構成
される水性顔料系記録液であって、かかる記録液がノズ
ル穴表面でメニスカスを形成し、大気暴露された際、記
録液中の水分が蒸発する事で相分離を生じ、かかる相分
離後のメニスカスを形成する表層が保湿剤濃度の高い透
明相であって耐目詰まり性に優れている事を特徴とする
ものである。

【００１１】なお、本発明の記録液の相分離現象はイン
クジェットプリンタのノズル穴、あるいは直径が数ｍｍ
未満の毛細管等の微小な径からの水分蒸発により生じる
現象である事を我々は見いだした。

【００１２】記録液の分散剤は顔料を５０ｎｍから２０
０ｎｍの範囲で安定に分散する水溶性樹脂、界面活性剤
であり親水部としてカルボン酸塩基、スルホン酸塩基、
リン酸塩基等の陰イオン性基やポリオキシアルキレン基
等のノニオン性置換基を有するものがあげられる。更
に、かかる分散剤の分子量は分散させる顔料の種類にも
よるが、分子量が数百から数万のものを用いることが出
来る。

【００１３】記録液の水溶性液媒体としては陰イオン性
分散剤の対イオン種のひとつとしてジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン等の各種アルカロールアミン
等が用いられる。そのほかの水溶性液媒体として記録液
の紙面への浸透性付与剤、ｐＨ調整剤、表面張力調整
剤、粘度調整剤等を必要に応じて添加する。

【００１４】なお、分散剤の対イオン種としてはアルカ
ロールアミンのほかにナトリウム、カリウム等のアルカ
リ金属類、アンモニアなどを用いることができる。

【００１５】記録液の保湿剤としてはグリセリンのほか
に、エチレングリコール、ポリエチレングリコール等の
エチレングリコール類、プロピレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール等のポリプロピレングリコール類や
１，３−ブタンジオール、１，３−プロパンジオール等
のジオール類、あるいはピロリドン等を用いることがで
きる。

【００１６】その際、保湿剤組成は分散系の安定性、水
分蒸発後の乾燥インクの粘度を考慮に入れ、単一種では
なく複数種の保湿剤を混合した混合保湿剤系とすること
が好ましい。

【００１７】記録液に用いる顔料は要求される色調、分
散剤との適合性など調べた上で種々の顔料を用いること
ができる。黒顔料の代表的なものはカーボンブラック、
青系顔料としてはフタロシアニン顔料、赤系顔料として
はキナクリドン顔料、黄系顔料としてはアゾ顔料などを
用いることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】分散剤、水溶性液媒体、保湿剤、
水を混合溶解し分散媒とする。かかる分散媒と顔料を混
合分散し記録液を調整する。

【００１９】その際、水溶性液媒体の一部、保湿剤の一
部、水の一部を混合溶解した分散媒を用いた場合は記録
液原液が得られ、分散後残りの水溶性媒体、保湿剤、水
を記録液原液に添加し記録液とする。

【００２０】かかる分散媒と顔料の混合分散にはサンド
ミル、ボールミル、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジ
ナイザー、ジェットミル等の粉砕分散機が用いられる。

【００２１】次に上記操作により調製した記録液内の粗
大粒子、並びに非記録液成分を遠心分離、濾過処理によ
り除き記録液を精製する。

【００２２】得られた記録液について以下の試験を行
う。

【００２３】相分離確認試験；蓋に毛細管差込口と空気
孔をもうけたサンプル瓶に、ある一定量の記録液を満た
し、毛細管の高さを調整して毛細管表面にメニスカスを
形 成する。用いる毛細管は直径１ｍｍ以下のものが好
ましい。作製したサンプルを気温２５℃、湿度４０〜６
０％下の環境で一日放置する。放置後、目視にてインク
の相分離の有無を確認する。図１に本試験の形態の例を
示すが、本発明の範囲内であればこれに限定されるもの
ではない。

【００２４】次にカートリッジヘッド別体型のオンデマ
ント型圧電系インクジェットプリンタに搭載し以下の試
験を行う。

【００２５】放置試験；ヘッドをプリンタに装着し正
常吐出確認後、カートリッジに接続したヘッドをノーキ
ャップ状態で常温−常湿下で３０日放置する。放置後、
ヘッドのノズル部を観察するとともに再度プリンタに装
着し吸引−ワイピングによる復帰操作を行い吐出状態を
確認する。

【００２６】放置試験；ヘッドをプリンタに装着し正
常吐出確認後、カートリッジに接続したヘッドをノーキ
ャップ状態で４０℃−低湿下（湿度２０％以下）で１４
日放置する。放置後、ヘッドのノズル部を観察するとと
も再度プリンタに装着し吸引−ワイピングによる復帰操
作を行い吐出状態を確認する。

【００２７】

【実施例】

（実施例１）記録液の配合比を下記に示す。

【００２８】 水 ６８重量％ グリセリン ７重量％ ポリエチレングリコール(分子量約２００） ８重量％ トリプロピレングリコール １０重量％ スチレン−アクリル酸−エトキシジエチレン グリコールアクリレート共重合体 １．５重量％ 分子量約４千 ジエタノールアミン ０．５重量％ カーボンブラック ５重量％

【００２９】上記記録液についての試験結果を以下に示
す。 ・相分離試験結果；１日放置後毛細管上部に透明相が確
認された。 ・放置試験；放置後のノズル板のノズル穴にファイバ
ー状の針金を接触させたところ透明な液体が針金の先端
に付着したことよりノズル穴表面に透明な液体が存在す
ることを確認した。その後、ヘッドをプリンタに装着し
吸引−ワイピングによる復帰操作を行ったところ、１回
の復帰動作で全ノズルからインクが正常吐出した。 放置試験；放置後のノズル板のノズル穴にファイバー
状の針金を接触させたところ透明な液体が針金の先端に
付着したことよりノズル穴表面に透明な液体が存在する
ことを確認した。その後、ヘッドをプリンタに装着し吸
引−ワイピングによる復帰操作を行ったところ、１回の
復帰動作で全ノズルからインクが正常吐出した。

【００３０】（実施例２）記録液の配合比を下記の組成
にしたほかは実施例１と同じ試験を行った。

【００３１】 水 ６３．５重量％ グリセリン １０重量％ １，３−プロパンジオール １５重量％ ジエチレングリコール ５重量％ ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル １．５重量％ 硫酸ジエタノールアミン塩 カーボンブラック ５重量％

【００３２】上記記録液について実施例１と同様に相分
離試験、放置試験を行ったところ実施例１と同様の結果
を示した。

【００３３】（比較例１）記録液の配合比を下記の組成
にしたほかは実施例１と同じ試験を行った。

【００３４】 水 ６８重量％ グリセリン ２５重量％ スチレン−アクリル酸−エトキシジエチレン グリコールアクリレート共重合体 １．５重量％ ジエタノールアミン ０．５重量％ カーボンブラック ５重量％

【００３５】上記記録液についての試験結果を以下に示
す。 相分離試験結果；１日放置後透明相は確認されなかっ
た。 放置試験；放置後のノズル板のノズル穴にファイバー
状の針金を接触させたところ黒色の増粘インクが針金の
先端に付着したことよりノズル穴表面で相分離が生じて
いないことがわかった。その後、ヘッドをプリンタに装
着し吸引−ワイピングによる復帰操作を行ったところ、
１回の復帰動作では完全に全ノズルを復帰することはで
きなかった。 放置試験；放置後のノズル板のノズル穴にファイバー
状の針金を接触させたところ黒色の増粘インクが針金の
先端に付着したことよりノズル穴表面で相分離が生じて
いないことがわかった。その後、ヘッドをプリンタに装
着し吸引−ワイピングによる復帰操作を行ったところ、
１回の復帰動作では完全に全ノズルを復帰することはで
きなかった。

【００３６】（比較例２）記録液として市販の染料系イ
ンクを用い実施例１と同じ試験を行った。

【００３７】相分離試験結果；１日放置後透明相は確認
されなかった。 放置試験；放置後のノズル板のノズル穴を観察したと
ころ約半分のノズル穴より染料の結晶と思われる析出物
が確認された。析出物を除きファイバー状の針金をノズ
ル穴接触させたところ黒色の増粘インクが針金の先端に
付着した。ノズル穴表面で相分離が生じていないことが
わかった。その後、ヘッドをプリンタに装着し吸引−ワ
イピングによる復帰操作を行ったところ、１回の復帰動
作では完全に全ノズルを復帰することはできなかった。
更に１０回の復帰動作を行ったところ、不吐出ノズルが
数カ所あり、更に吐出ノズルも着弾精度が低下している
ことが確認された。 放置試験；放置後のノズル板のノズル穴を観察したと
ころ全ノズル穴より染料の結晶と思われる析出物が確認
された。析出物を除きファイバー状の針金をノズル穴接
触させたところ黒色の増粘インクが針金の先端に付着し
た。ノズル穴表面で相分離が生じていないことがわかっ
た。その後、ヘッドをプリンタに装着し吸引−ワイピン
グによる復帰操作を行ったところ、１回の復帰動作では
完全に全ノズルを復帰することはできなかった。更に１
０回の復帰動作を行ったところ、全ノズルから吐出はす
るものの着弾精度が低下していることが確認された。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の記録液は耐
目詰まり性に優れることがわかる。

【００３９】更に本発明による記録液はノズル面が大気
に暴露された際、相分離し、保湿剤濃度の高い透明液相
がメニスカス表面に形成されることから記録液の水分の
さらなる蒸発が妨げられ、相分離を生じない記録液に比
べ、透明相下の記録液の粘度上昇を軽減化することが可
能となる。この事より放置後の吸引による復帰動作、及
びワイピングによるふき取り動作条件を簡便なものとす
る事が可能となる。

【００４０】更に本発明による記録液はノズル面が大気
に暴露された際、結晶析出などの固形物の付着が生じな
いことより、放置後の復帰動作時も記録液の水分、揮発
性添加物が蒸発した増粘インクの除去が容易で、復帰動
作後のドット抜け、着弾位置のずれ等の吐出不良等をな
くすことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録液の実施例における相分離確認試
験の形態の１例である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェット記録に使用する記録液が
   少なくとも分散剤、水溶性液媒体、保湿剤、顔料、水か
   ら構成される水性顔料系記録液であって、かかる記録液
   がノズル穴表面でメニスカスを形成し、大気暴露された
   際、記録液中の水分が蒸発する事で相分離を生じ、かか
   る相分離後のメニスカスを形成する表層が保湿剤濃度の
   高い透明相であって耐目詰まり性に優れている事を特徴
   とする記録液。