WO2015025524A1 - インクジェット染色方法 - Google Patents

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WO2015025524A1
WO2015025524A1 PCT/JP2014/004333 JP2014004333W WO2015025524A1 WO 2015025524 A1 WO2015025524 A1 WO 2015025524A1 JP 2014004333 W JP2014004333 W JP 2014004333W WO 2015025524 A1 WO2015025524 A1 WO 2015025524A1
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ink
pressure
channel
inkjet
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森本 仁士
諒平 小林
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Konica Minolta Inc
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    • B41J2/14209Structure of print heads with piezoelectric elements of finger type, chamber walls consisting integrally of piezoelectric material
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06PDYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P5/00Other features in dyeing or printing textiles, or dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form
    • D06P5/30Ink jet printing

Definitions

  • the present invention relates to an inkjet dyeing method.
  • Ink jet heads that generate pressure in the pressure chamber by the operation of the pressure applying means and eject ink from the pressure chamber from the nozzles are required to record at higher speed and with higher precision, and the number of nozzles and nozzle rows is increasing. It tends to increase. Along with this, there is a problem of an increase in crosstalk that makes a droplet velocity (amount of droplets) unstable because a pressure wave generated in a pressure chamber during ejection propagates to another pressure chamber.
  • the instability of the droplet velocity due to crosstalk is caused by the pressure wave generated in the pressure chamber during ejection propagating from the inlet side of the pressure chamber to the common ink chamber and affecting other pressure chambers via the common ink chamber. It is generated by exerting.
  • the pressure wave is transmitted to the other pressure chambers via the common ink chamber. Since it also propagates to each pressure chamber in the row, it is important to suppress crosstalk between the rows of pressure chambers.
  • Patent Document 1 discloses that a common ink chamber is divided into two along a row of pressure chambers by a separation wall, and a pressure wave propagates from one pressure chamber row to the other pressure chamber row. It is described to prevent. Further, in Patent Document 2, the wall surface of the common ink chamber facing the inlet of the pressure chamber is defined to have a predetermined volume modulus or less, thereby attenuating the pressure wave propagated into the common ink chamber and causing crosstalk. It is described to reduce.
  • satellites are easily generated when the ink applied by the ink jet head is an ink containing a disperse dye with many coarse particles or an ink having a high thixotropic index.
  • the generation mechanism of the satellite is not particularly limited, but the coarse particles inhibit the formation of a predetermined droplet, and if the thixotropic index is high, the satellite may be separated from an appropriate applied voltage during high-speed continuous driving and low-speed intermittent driving. This is likely to occur.
  • the present invention provides means for improving the ejection stability from an inkjet head in a method of inkjet dyeing with an ink containing a disperse dye. More specifically, the frequency of nozzle missing is reduced in inkjet dyeing with high ejection frequency.
  • the present invention relates to the following inkjet dyeing method.
  • An inkjet dyeing method in which an ink containing at least a disperse dye, a dispersant, water, and a water-soluble organic solvent is ejected from an inkjet head and recorded on a fiber, The number ratio of disperse dye particles having a particle diameter of 5 ⁇ m or more to the total number of disperse dye particles contained in the ink is 5% or less,
  • the inkjet head has two or more rows in which pressure chambers for generating pressure for ejecting ink from the nozzles by pressure applying means that operates by applying a driving signal are arranged, and the pressure chambers are common to each other Communicated by the ink chamber,
  • the row in which the pressure chambers are arranged is divided into N drive groups (N is an integer of 2 or more), and for each drive group, the drive signal to be applied to the pressure applying unit of the pressure chamber is expressed as nAL + t ( However, n is an integer of 1 or
  • An ink jet dyeing method that gives a phase difference in the pressure wave transmission time.
  • the ink jet dyeing method of the present invention the occurrence of satellites and the occurrence of missing nozzles (a phenomenon in which droplets are not ejected from the nozzles) are suppressed, and the injection stability is improved. Therefore, it is possible to improve the quality of an image with a high injection frequency (such as a solid image).
  • FIG. shows schematic structure of an inkjet recording device Exploded perspective view showing schematic configuration of inkjet head Partial rear view of the head chip shown in FIG. Partial sectional view of the head chip
  • an inkjet ink containing at least a disperse dye, a dispersant, water, and a water-soluble organic solvent is ejected from an inkjet head to dye a fiber.
  • the ink used in the inkjet dyeing method of the present invention contains at least a disperse dye, a dispersant, water, and a water-soluble organic solvent.
  • Disperse dye The ink used in the inkjet dyeing method of the present invention contains a disperse dye as a coloring material.
  • the disperse dye is a nonionic dye having no ionic water-soluble group such as sulfonic acid or carboxy group, and has low solubility in water. Therefore, it is finely powdered, and is usually dispersed in water by a dispersant and blended in the ink.
  • disperse dyes are soluble in organic solvents such as acetone and dimethylformamide. Moreover, it is possible to diffuse and color in a synthetic fiber in a molecular form. Inks containing disperse dyes are used for dyeing synthetic fibers, for example.
  • preferable disperse dyes are shown below. However, it is not limited to the compound illustrated to these.
  • the dyeing process when the dye is colored by high-temperature treatment, it is preferable to select a disperse dye having good sublimation fastness because the dye does not cause contamination by sublimation on a white background of a machine or fabric.
  • the content of the disperse dye in the ink is preferably 0.1 to 20% by mass, and more preferably 0.2 to 13% by mass.
  • the disperse dye may be used as a commercial product, but it is preferable to carry out a purification treatment.
  • a purification method a known recrystallization method, washing or the like can be used.
  • the organic solvent used in the purification method and purification treatment is preferably selected as appropriate according to the type of dye.
  • the particle diameter of the disperse dye is preferably 300 nm or less as a volume average particle diameter and 900 nm or less as a maximum particle diameter.
  • the volume average particle size can be determined by a commercially available particle size measuring device using a light scattering method, an electrophoresis method, a laser Doppler method, or the like. Examples include sizer 1000.
  • the ratio of the number of disperse dye particles having a particle diameter of 5 ⁇ m or more to the total number of disperse dye particles contained in the ink is preferably 5% or less, and more preferably 1% or less. Furthermore, the ratio of the number of disperse dye particles having a particle diameter of 2 ⁇ m or more to the total number of disperse dye particles contained in the ink is preferably 5% or less, and more preferably 1% or less.
  • the number ratio of disperse dye particles having a particle diameter of 5 ⁇ m or more was measured by measuring the total number of disperse dye particles and the number of disperse dye particles having a particle diameter of 5 ⁇ m or more using an in-liquid particle counter (for example, HIAC-8000A manufactured by Hach Company). Then, it can be obtained from the ratio.
  • an in-liquid particle counter for example, HIAC-8000A manufactured by Hach Company.
  • the dispersant contained in the ink used in the ink jet dyeing method of the present invention is preferably a polymer dispersant, a low molecular surfactant or the like.
  • polymer dispersants include natural rubbers such as gum arabic and tragacanth, glucosides such as saponin, cellulose derivatives such as methylcellulose, carboxycellulose and hydroxymethylcellulose, natural polymers such as lignin sulfonate and shellac, poly Anionic polymers such as acrylates, styrene-acrylic acid copolymer salts, vinyl naphthalene-maleic acid copolymer salts, sodium salts of ⁇ -naphthalene sulfonic acid formalin condensate, phosphates, and polyvinyl alcohol And nonionic polymers such as polyvinylpyrrolidone and polyethylene glycol.
  • the dispersant is preferably a dispersant having a carboxyl group, and these dispersants are available as commercial products, such as lignin sulfonate (for example, Vanillex RN, manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.), ⁇ - Examples thereof include polymer dispersants such as copolymers of olefin and maleic anhydride (for example, Florene G-700, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and Sanquis (manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.).
  • lignin sulfonate for example, Vanillex RN, manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.
  • polymer dispersants such as copolymers of olefin and maleic anhydride (for example, Florene G-700, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and Sanquis (manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.).
  • the content of the dispersant including the polymer dispersant is preferably 20 to 200% by mass with respect to the disperse dye. If the amount of the dispersing agent is small, the ability to make the dispersed dyes into fine particles and the dispersion stability become insufficient. Conversely, if the content of the dispersing agent is large, the formation of fine particles and the dispersion stability are inferior, and the ink viscosity is undesirably increased. These dispersants may be used alone or in combination.
  • the dispersant is preferably a dispersant in which the ratio of the number of moles of carboxyl groups is 50 mol% or more with respect to the total number of acidic dissociable groups in the dispersant, and more preferably the ratio of moles of carboxyl groups is 80 mol% or more. More preferably, the ratio of the number of moles of carboxyl groups is 80 mol% or more and 100 mol% or less.
  • the acidic dissociable group possessed by the dispersant in the present invention is also called a proton dissociable group, and examples thereof include a carboxyl group, a sulfo group, a sulfato group, a phosphono group, an alkylsulfonylcarbamoyl group, an acylcarbamoyl group, and an acylsulfamoyl group. Groups, alkylsulfonylsulfamoyl groups, and the like.
  • Low molecular surfactants as dispersants include, for example, anionic surfactants such as fatty acid salts, higher alcohol sulfates, liquid fatty acid sulfates, alkylallyl sulfonates, polyoxyethylene alkyl ethers, sorbitan alkyls.
  • Nonionic surfactants such as esters and polyoxyethylene sorbitan alkyl esters are exemplified. Each of these compounds can be used by selecting one or two or more appropriately.
  • the content of the low molecular surfactant as a dispersant is preferably in the range of 1 to 20% by mass with respect to the total mass of the ink.
  • Water-soluble organic solvent examples of the water-soluble organic solvent contained in the ink used in the inkjet dyeing method of the present invention include polyhydric alcohols (for example, ethylene glycol, glycerin, 2-ethyl-2- (hydroxymethyl) -1 , 3-propanediol, tetraethylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, 1,2,4-butanetriol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol, 1,6-hexanediol, 1,2- Hexanediol, 1,5-pentanediol, 1,2-pentanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentane Diol, 3-methyl-1,3-butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, etc.), (
  • Water contained in the ink used in the inkjet dyeing method of the present invention may be ion exchange water.
  • the amount of water relative to the total ink mass is usually 20% by mass or more and less than 60% by mass, but is not particularly limited.
  • the ink used in the inkjet dyeing method of the present invention may contain other optional components such as surfactants, inorganic salts, preservatives, antifungal agents, and dyeing aids.
  • any of cationic, anionic, amphoteric and nonionic can be used.
  • the cationic surfactant include aliphatic amine salts, aliphatic quaternary ammonium salts, benzalkonium salts, benzethonium chloride, pyridinium salts, imidazolinium salts, and the like.
  • Anionic surfactants include fatty acid soap, N-acyl-N-methylglycine salt, N-acyl-N-methyl- ⁇ -alanine salt, N-acyl glutamate, alkyl ether carboxylate, acylated peptide , Alkyl sulfonate, alkyl benzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, dialkyl sulfosuccinate, alkyl sulfoacetate, ⁇ -olefin sulfonate, N-acylmethyl taurine, sulfated oil, higher alcohol sulfate Salts, secondary higher alcohol sulfates, alkyl ether sulfates, secondary higher alcohol ethoxy sulfates, polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfates, monoglyculates, fatty acid alkylolamide sulfates, alkyl ether phosphates Salt, alkyl
  • amphoteric surfactants include carboxybetaine type, sulfobetaine type, aminocarboxylate, imidazolinium betaine and the like.
  • Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene secondary alcohol ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether (eg, Emulgen 911), polyoxyethylene sterol ether, polyoxyethylene lanolin derivative, polyoxy Ethylene polyoxypropylene alkyl ether (for example, Newpol PE-62), polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene castor oil, hydrogenated castor oil, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, polyethylene glycol fatty acid Esters, fatty acid monoglycerides, polyglycerol fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, propylene glycol fatty acid esters , Sucrose fatty acid esters, fatty acid alkanolamides,
  • these surfactants When used, they can be used alone or in combination of two or more, and are added in the range of 0.001 to 3.0% by mass with respect to the total amount of the ink.
  • a nonionic surfactant or an anionic surfactant is preferred, and particularly preferred is sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium 2-ethylhexylsulfosuccinate, sodium alkylnaphthalenesulfonate, and ethylene oxide addition of phenol.
  • the product is an ethylene oxide adduct of acetylenediol.
  • an inorganic salt may be added to the ink.
  • inorganic salts include sodium chloride, sodium sulfate, magnesium chloride, magnesium sulfide and the like. When implementing this invention, it is not limited to these.
  • an antiseptic and an antifungal agent may be added to the ink.
  • antiseptics and antifungal agents include aromatic halogen compounds (eg, Preventol CMK), methylene dithiocyanate, halogen-containing nitrogen sulfur compounds, 1,2-benzisothiazolin-3-one (eg, PROXEL GXL), and the like. .
  • aromatic halogen compounds eg, Preventol CMK
  • methylene dithiocyanate eg, methylene dithiocyanate
  • halogen-containing nitrogen sulfur compounds eg, 1,2-benzisothiazolin-3-one (eg, PROXEL GXL), and the like.
  • PROXEL GXL 1,2-benzisothiazolin-3-one
  • the thixotropic index of the ink used in the inkjet dyeing method of the present invention is preferably 1.2 or less, and more preferably 1.1 or less.
  • the thixotropic index means a ratio “viscosity value A / viscosity value B” between the viscosity value A at a shear rate of 100 / sec and the viscosity value B at a shear rate of 1000 / sec.
  • the viscosity value A and the viscosity value B can each be measured at a measurement temperature of 25 ° C. using a rotary rheometer (for example, MCR-300 manufactured by Anton Paar).
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an inkjet recording apparatus including an inkjet head.
  • the inkjet recording apparatus 100 includes a conveyance roller pair 201 of a conveyance mechanism 200 that sandwiches the recording medium P. Further, the ink jet recording apparatus 100 includes a transport roller 203 that is rotationally driven by a transport motor 202. The recording medium P is transported in the Y direction (sub-scanning direction) by a pair of transport rollers 201 and a transport roller 203.
  • the ink jet recording apparatus 100 includes an ink jet head H disposed between the transport roller 203 and the transport roller pair 201 so as to face the recording surface PS of the recording medium P.
  • the inkjet head H is mounted and mounted on the carriage 400 so that the nozzle surface side faces the recording surface PS of the recording medium P.
  • the carriage 400 is illustrated along the guide rail 300 spanned across the width direction of the recording medium P by a driving unit (not illustrated) that is substantially orthogonal to the conveyance direction (sub-scanning direction) of the recording medium P. It is provided so that it can reciprocate in the 'direction (main scanning direction).
  • the inkjet head H is electrically connected to the drive device 500 via an FPC (flexible printed circuit board) 4.
  • the inkjet head H scans and moves the recording surface PS of the recording medium P in the X-X ′ direction in the drawing as the carriage 400 moves in the main scanning direction.
  • a desired image is recorded by ejecting droplets from the nozzles during the scanning movement.
  • FIG. 2 to 4 show examples of the inkjet head H that is preferably used.
  • 2 is an exploded perspective view of the inkjet head
  • FIG. 3 is a partial rear view of the head chip
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the head chip.
  • 2 to 4 include a so-called harmonica type head chip 1, a nozzle plate 2, a wiring board 3, an FPC 4, and an ink manifold 5.
  • the head chip 1 has a hexahedral shape and has two channel rows (rows A and B) in which a plurality of channels are arranged.
  • the channel row of the head chip 1 drive channels 11 that discharge ink as pressure chambers and dummy channels 12 that do not discharge ink are alternately arranged.
  • the head chip 1 is an independent drive type head chip that performs recording by ejecting ink only from the drive channel 11.
  • the driving channel arranged in the A column of the two channel columns is 11A
  • the dummy channel arranged in the A column is 12A
  • the drive channel arranged in the B column of the two channel columns is referred to as 11B
  • the dummy channel arranged in the B column is referred to as 12B.
  • each channel row (A row or B row)
  • drive channels (11A, 11B) and dummy channels (12A, 12B) are alternately arranged.
  • the partition wall 13 between the drive channel (11A, 11B) and the dummy channel (12A, 12B) adjacent to each other serves as a pressure applying unit made of a piezoelectric element such as PZT.
  • the A-row partition walls may be referred to as 13A
  • the B-row partition walls may be referred to as 13B.
  • Each drive channel (11A, 11B) and each dummy channel (12A, 12B) are opened to the front end face 1a and the rear end face 1b of the head chip 1, respectively.
  • the end surface of the head chip 1 on the ink ejection side is referred to as “front end surface 1 a”, and the opposite end surface is referred to as “rear end surface 1 b”.
  • the drive electrode 14 is formed in close contact with the inner surface of each channel (11A, 11B, 12A, 12B).
  • the outlet of each channel is provided on the front end face 1 a of the head chip 1, and the inlet is provided on the rear end face 1 b of the head chip 1.
  • Each channel is formed in a straight shape from the inlet to the outlet.
  • connection electrodes (15A, 15B) are formed on the rear end surface 1b of the head chip 1.
  • One end of the connection electrode (15A, 15B) is electrically connected to the drive electrode in the corresponding drive channel 11A, 11B or dummy channel 12A, 12B.
  • the connection electrode 15A extends from the inside of each channel 11A, 12A to one end edge 1c of the head chip 1.
  • the connection electrode 15B extends from the inside of each channel 11B, 12B toward the A column side, and extends to the front of the channel column of the A column.
  • both of the connection electrodes 15A and 15B extend in the same direction from the respective channels (11A, 11B, 12A, and 12B).
  • the nozzle plate 2 is bonded to the front end surface 1a of the head chip 1 with an adhesive.
  • nozzles 21 are opened only at positions corresponding to the respective drive channels 11A and 11B.
  • the wiring substrate 3 is a flat substrate larger than the rear end surface 1 b of the head chip 1.
  • Through holes 32 ⁇ / b> A and 32 ⁇ / b> B are individually provided in a bonding region (region indicated by a one-dot chain line in FIG. 2) 31 of the wiring substrate 3 that is bonded to the rear end surface 1 b of the head chip 1.
  • the positions of the through holes 32A and 32B correspond to the drive channels 11A and 11B opened on the rear end surface 1b of the head chip 1.
  • Ink is supplied into the drive channels (11A, 11B) from the common ink chamber 51 of the ink manifold 5 through the through holes 32A, 32B.
  • the common ink chamber 51 is configured by an internal space of a box-type ink manifold 5 that is bonded to the back side of the wiring board 3 (the side opposite to the head chip 1).
  • the ink in the common ink chamber 51 is supplied to the drive channels 11A and 11B through the through holes 32A and 32B. Accordingly, the drive channels 11A and 11B communicate with each other via the common ink chamber 51. Further, the dummy channels 12 ⁇ / b> A and 12 ⁇ / b> B are blocked by the wiring substrate 3 and do not communicate with the common ink chamber 51.
  • wiring electrodes 33A and 33B are formed which are electrically connected to the connection electrodes 15A and 15B arranged on the rear end surface 1b of the head chip 1.
  • the wiring electrodes 33 ⁇ / b> A and 33 ⁇ / b> B extend in a direction orthogonal to the channel columns (A column and B column) of the head chip 1 on the surface of the wiring substrate 3.
  • the wiring electrodes 33A and 33B are arranged alternately.
  • the wiring electrodes 33A and 33B are formed by vapor deposition or sputtering.
  • One end of the wiring electrode 33A corresponding to the connection electrode 15A drawn from the channels 11A and 12A arranged in the A row is located in the vicinity corresponding to each channel 11A, 12A in the A row in the bonding region 31.
  • the wiring electrode 33 ⁇ / b> A extends from the bonding region 31 in a direction orthogonal to the channel row of the head chip 1 and extends to the end 3 a of the wiring substrate 3.
  • one end of the wiring electrode 33B corresponding to the connection electrode 15B drawn from the channels 11B and 12B arranged in the B row is located in the vicinity corresponding to the channels 11B and 12B in the B row in the bonding region 31. Further, the wiring electrode 33B extends in the same direction as the wiring electrode 33A, and extends to the end portion 3a of the wiring substrate 3 through between the adjacent through holes 32A in the A row.
  • the wiring board 3 is bonded to the rear end surface 1b of the head chip 1, and the connection electrodes (15A, 15B) of the head chip 1 and the wiring electrodes (33A, 33B) of the wiring board 3 are electrically connected correspondingly. .
  • the wiring board 3 and the head chip 1 are bonded with a predetermined pressing force (for example, 1 MPa or more) by an adhesive.
  • the adhesive used may be an anisotropic conductive adhesive containing conductive particles, but is preferably an adhesive containing no conductive particles in order to increase the reliability of prevention of short circuit.
  • the inkjet head H is mounted on the carriage 400 of the inkjet recording apparatus 100 such that the column direction of the channel rows (A row and B row) is along the Y direction in FIG.
  • the inkjet head H is electrically connected to the driving device 500 via the FPC 4 (see FIG. 1).
  • a drive signal corresponding to the image data transmitted from the drive circuit in the drive device 500 is applied to the drive electrode 14 of each drive channel 11 via the FPC 4, the partition wall 13 is sheared and deformed. The volume is changed, and pressure for ejection is applied to the ink in the drive channel 11.
  • FIG. 5 shows an example of a drive signal given to the inkjet head H in order to eject ink from the nozzles 21 of the inkjet head H.
  • This drive signal is a rectangular wave composed of a positive voltage (+ V) having a pulse width PW, and generates a negative pressure in the channel.
  • FIG. 6 shows one drive channel 11, two dummy channels 12 arranged on both sides thereof, and two partition walls 13 between them in one channel row of the inkjet head H.
  • the pulse width PW which is the duration of the positive voltage of the drive signal, is set to the timing at which the pressure in the drive channel 11 changes from “negative to positive” and “from positive to negative. It is preferable to approximate the time difference (1AL) from the turning timing, and specifically, it is preferable to be in the range of 0.8 AL to 1.2 AL.
  • the AL indicating the duration of the drive signal refers to 1 ⁇ 2 of the acoustic resonance period of the pressure wave in the dummy channel 12.
  • AL measures the velocity of a droplet discharged when a rectangular wave driving signal is applied to the driving electrode 14 and changes the rectangular wave pulse width PW while keeping the rectangular wave voltage value constant. It is determined as the pulse width that maximizes the droplet flight speed.
  • a pulse is a rectangular wave with a constant voltage peak value.
  • the pulse width PW is the time difference between the timing when the voltage rises from 0V to 10% and the timing when the voltage rises from the peak value voltage to 10% when 0V is 0% and the peak value voltage is 100%. Define.
  • both the time until the voltage rises from 10% to 90% and the time until the voltage falls from 90% to 10% are within 1/2 of AL, preferably 1/4.
  • the driving device 500 divides all the channel rows of the inkjet head H into N (N is an integer of 2 or more) driving groups and drives each independently.
  • a drive signal from the drive device 500 is applied to the drive channels of the channel row belonging to one drive group within the drive cycle T of the inkjet head H at the same timing.
  • Multiple drive trains may belong to one drive group.
  • Each drive channel 11 and each dummy channel 12 included in one channel row are necessarily included in the same drive group.
  • the inkjet head H shown in FIG. 2 has two channel rows.
  • N 2
  • the channel column of the A column is the drive group A
  • the channel column of the B column is the drive group B. That is, all the channel rows of the inkjet head H are divided into two drive groups.
  • nAL + t a phase difference “nAL + t” is given.
  • a drive signal is applied in the drive cycle T of the drive group A, and the drive group A is driven before the drive group B.
  • n is an integer of 1 or more
  • AL is 1 ⁇ 2 of the acoustic resonance period of the pressure wave in the drive channel 11 as described above.
  • t is the pressure wave transmission time obtained by “the distance between nozzles between drive groups” / “the speed at which sound is transmitted through ink”.
  • the “inter-nozzle distance between drive groups” between drive groups means between two drive groups to be driven with a phase difference.
  • the “distance between nozzles between drive groups” is the distance indicated by D in FIG.
  • the speed C at which sound is transmitted through the ink can be calculated by the following formula. This speed C is a value unique to ink.
  • K is the volume modulus of the ink
  • is the density of the ink
  • the drive channel 11 A of the drive group A and the drive channel 11 B of the drive group B communicate with each other via the common ink chamber 51. Therefore, when a drive signal is applied to the drive electrode 14 of the drive channel 11A of the drive group A and the drive electrode 14 of the drive channel 11B of the drive group B to discharge the droplets, the droplets are affected by the influence of crosstalk. The speed may vary greatly. However, according to an experiment by the present inventor, for example, an inkjet head is configured such that droplets are ejected from the drive channel 11A of the drive group A and then ejected from the drive channel 11B of the drive group B after a predetermined delay time has elapsed. When H is driven, the droplet velocity ejected from the drive channel 11B of the drive group B periodically fluctuates according to the delay time with respect to the droplet velocity ejected from the drive channel 11A of the drive group A. Was found.
  • the droplet velocity discharged from the drive channel 11B repeatedly reverses positively or negatively every 1 AL after the “time lag” from the droplet discharge time of the drive group A.
  • the droplet velocity from the drive channel 11B of the drive group B becomes substantially the same as the droplet velocity from the drive channel 11A of the drive group A.
  • the “time lag” from the time of droplet discharge of the drive group A corresponds to the above “time t”.
  • the droplet velocity from the drive channel 11B of the drive group B after the lapse of nAL + t from the time of droplet discharge from the drive channel 11A of the drive group A is substantially equal to the droplet velocity from the drive channel 11A of the drive group A. It turns out that it becomes the same speed.
  • phase difference nAL + t is given between the drive signal applied to the drive group A and the drive signal applied to the drive group B, so that the head structure of the inkjet head H is not changed at all.
  • the influence of crosstalk between the drive group A and the drive group B sharing the ink chamber 51 can be substantially ignored. That is, it is possible to suppress fluctuations in the droplet velocity between the channel rows.
  • a phase difference is given between the drive signal of the drive group A and the drive signal of the drive group B, the drive load is also suppressed.
  • n may be an integer of 1 or more.
  • an inkjet head having a plurality of channel rows discharges droplets from the nozzles in advance at different timings in order to adjust the displacement of the landing position due to the difference in physical nozzle positions between adjacent channel rows.
  • the first row for example, the drive group A
  • the second row drive group B
  • the second row starts to discharge.
  • each drive channel 11 normally discharges at the same drive timing, and only the start time and end time differ for each channel row.
  • the phase difference nAL + t between the drive groups in the present invention is the difference between the start time and the end time (the landing position adjustment period between the drive groups) due to the landing position adjustment due to the difference in physical nozzle position between the drive groups.
  • Delay time not included. That is, as shown in FIG. 10, the delay time provided in the period in which the two drive groups to which the phase difference is applied is driven together is shown. That is, the phase difference nAL + t is given to the application timing of the drive signal between the different drive groups A and B during the period in which the two drive groups are driven together. Thereby, the timing itself at which the droplets are ejected is different.
  • the channel row of the inkjet head may be a plurality of rows.
  • the plurality of channel rows can be divided into N drive groups (N is an integer of 2 or more) and driven in the same manner as described above.
  • FIG. 11 shows the case where the inkjet head has four channel rows; the four channel rows are divided into two drive groups (drive group B with drive group A). Drive groups A and drive groups B are alternately arranged so that adjacent channel columns belong to different drive groups.
  • D ′ is equal to D or large enough that the pressure wave is sufficiently attenuated.
  • inter-nozzle distance between drive groups is defined as D.
  • FIG. 13 shows the case where the inkjet head has six channel rows; all six channel rows are divided into three drive groups (drive group A, drive group B, and drive group C). Yes. Adjacent channel columns are arranged in the order of drive groups A, B, C, A, B, and C so as to belong to different drive groups.
  • D ' is preferably equal to D or large enough to sufficiently attenuate the pressure wave.
  • inter-nozzle distance between drive groups is defined as D.
  • the channel row is divided into three or more drive groups, it is preferable from the viewpoint of avoiding a decrease in print speed that all of the n in the phase difference nAL + t between the drive groups have the same value.
  • the drive groups of adjacent channel columns are different from each other. If at least one channel row belonging to a different drive group is arranged between channel rows belonging to the same drive group, the separation distance of the same drive group becomes large, so that the influence of crosstalk between the same drive groups is increased. Reduce.
  • the driving device 500 may include two or more driving circuits, and the channel strings of the respective driving groups may be driven by the two or more driving circuits. In this case, it is preferable that the channel columns driven by one drive circuit belong to different drive groups.
  • FIG. 15 shows an example in which four channel rows of the inkjet head H are driven by two drive circuits (a drive circuit 501 and a drive circuit 502) in the drive device 500, two by two.
  • the two channel columns driven by the drive circuit 501 belong to different drive groups (A and B).
  • the two channel columns driven by the drive circuit 502 belong to different drive groups (A and B).
  • the drive signal in order to generate a negative pressure in the dummy channel 12, is a rectangular wave composed of a positive voltage (+ V) with a pulse width PW, but the drive signal is not limited to this. Any drive signal may be used as long as it is a drive signal for discharging droplets.
  • the head chip 1 of the inkjet head H is a so-called “harmonic type head chip” having a hexagonal shape arranged on the end faces where the inlet and outlet of the channel are opposite to each other.
  • the entrances of the drive channels 11 of all the channel rows are arranged on the rear end face 1 b, and the common ink chamber 51 is arranged on the entrance side of the drive channels 11.
  • the configuration of the present invention is a preferable aspect because a remarkable effect can be easily obtained.
  • the head chip structure in the present invention is not necessarily limited to such a structure, and any pressure chamber may be used as long as the pressure chambers between the plurality of pressure chambers communicate with each other through a common ink chamber.
  • the ink jet recording apparatus is not limited to one that performs recording by discharging droplets in the process of scanning and moving the ink jet head H in the width direction (main scanning direction) of the recording medium P (see FIG. 1).
  • the inkjet head H is constituted by a line-shaped inkjet head fixed across the width direction of the recording medium P, and in the process of moving the recording medium P along the Y direction in FIG. The recording may be performed by discharging.
  • the channel rows of the inkjet head H are arranged along the X-X ′ direction in FIG.
  • the fiber dyed by the dyeing method of the present invention is not particularly limited as long as it is a fiber that can be dyed with a disperse dye, but among these, fibers such as polyester, acetate, and triacetate are preferable. Among these, polyester fiber is particularly preferable.
  • the fiber to be dyed may be a fabric.
  • the fabric may have any form such as a woven fabric, a knitted fabric, or a non-woven fabric.
  • the fabric has 100% of fibers that can be dyed with disperse dyes.
  • blended woven fabrics or blended nonwoven fabrics of rayon, cotton, polyurethane, acrylic, nylon, wool, silk, etc. are also used for printing. It can be used as a fabric.
  • the thickness of the yarn constituting the fabric as described above is preferably in the range of 10 to 100d.
  • stained by a high temperature steaming method contains the dyeing adjuvant.
  • the dyeing aid forms an eutectic mixture with the water condensed in the form of cloth when the printing cloth is steamed, and has the effect of reducing the amount of moisture that re-evaporates and shortening the heating time. Further, this eutectic mixture has the effect of dissolving the dye on the fiber and promoting the diffusion rate of the dye into the fiber.
  • An example of the dyeing aid is urea.
  • the inkjet dyeing method of the present invention may be printing (inkjet printing).
  • natural impurities oil, fat, wax, pectin, natural pigment, etc.
  • water-soluble polymers such as glue
  • cleaning agents used for cleaning alkalis such as sodium hydroxide and sodium carbonate, surfactants such as anionic surfactants and nonionic surfactants, enzymes and the like are used.
  • the inkjet dyeing method of the present invention it is preferable to apply a pretreatment agent by a pad method, a coating method, a spray method or the like for the effect of preventing bleeding (pretreatment step). Thereafter, an image is formed on the fiber that can be dyed with a disperse dye by the ink jet recording method using the ink described above (ink application process), and then the fabric to which the ink is applied is heat-treated (coloring process). ) Further, by washing the heat-treated fabric (washing step), the printing on the fabric is completed, and a dyed product (printed product) is obtained.
  • a method suitable for the fiber material or ink may be appropriately selected from known methods such as treating the water-soluble polymer into fibers, and is not particularly limited.
  • a fiber provided with 0.2 to 50% by mass of at least one substance selected from the group consisting of a water-soluble metal salt, a polycation compound, a water-soluble polymer, a surfactant and a water repellent, A high degree of blur prevention is possible, and a high-definition image can be printed on a fabric, which is preferable.
  • Examples of specific water-soluble polymers used for pretreatment include starches such as corn and wheat, cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, and hydroxyethylcellulose, sodium alginate, guar gum, tamarind gum, locust bean gum And polysaccharides such as gum arabic, protein substances such as gelatin, casein and keratin, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone as synthetic water-soluble polymers, and acrylic acid polymers.
  • Examples of the surfactant used for the pretreatment include anionic, cationic, amphoteric and nonionic ones.
  • higher alcohol sulfates as anionic surfactants, sulfonates of naphthalene derivatives, etc .; quaternary ammonium salts as cationic surfactants, etc .; imidazoline derivatives as amphoteric surfactants And the like; and polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene propylene block polymers, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, ethylene oxide adducts of acetylene alcohol, and the like as nonionic surfactants.
  • examples of the water repellent include silicon, fluorine-based and wax-based ones.
  • These water-soluble polymers and surfactants previously imparted to the fabric do not cause dirt due to tarring when ink-jet printing and color development at high temperatures, and are therefore stable to high-temperature environments. preferable. Further, these water-soluble polymers and surfactants that are previously imparted to the fabric are preferably those that can be easily removed from the fabric by a washing treatment after ink-jet printing and color development at a high temperature.
  • ink jet textile printing method for printing on a fabric it is desirable to wind up the fabric printed after ink ejection, to develop color by heating, and to wash and dry the fabric.
  • ink-jet textile printing ink is not satisfactorily dyed simply by leaving the ink printed on the fabric.
  • the fabric comes out endlessly, so that the fabric printed on the floor is not only unoccupied but also unsafe, and unexpectedly dirty. May end up. Therefore, it is necessary to perform a winding operation after printing. During this operation, a medium not related to printing, such as paper, cloth, or vinyl, may be sandwiched between the cloth and the cloth. However, it is not always necessary to wind up when cutting in the middle or for a short fabric.
  • the color development step is a step of developing the original hue of ink by adhering and adhering to the fabric the dye in the ink that has only adhered to the fabric surface after printing and is not sufficiently adsorbed and fixed to the fabric.
  • the coloring method steaming by steam, baking by dry heat, thermosol, HT steamer by superheated steam, HP steamer by pressurized steam, etc. are used. They are appropriately selected depending on the material to be printed, ink, and the like. Further, the printed fabric may be immediately heat-treated or may be heat-treated after a while and may be dried and colored according to the intended use, and any method may be used in the present invention.
  • the compound used as a carrier is preferably a compound having characteristics such as large dyeing acceleration, simple use, stable, low burden on human body and environment, easy removal from the fiber, and no influence on dye fastness.
  • the carrier include o-phenylphenol, p-phenylphenol, methylnaphthalene, alkyl benzoate, alkyl salicylate, chlorobenzene, diphenyl such as diphenyl, ethers, organic acids, hydrocarbons and the like. These promote the swelling and plasticization of difficult-to-dye fibers that are difficult to dye at temperatures around 100 ° C. like polyester, and make it easier for disperse dyes to enter the fibers.
  • the carrier may be preliminarily adsorbed on the fibers of the fabric used for inkjet printing, or may be included in the inkjet printing ink.
  • the method is selected depending on the material and ink to be printed. For example, in the case of polyester, the treatment is generally performed with a mixed solution of caustic soda, a surfactant, and hydrosulfite. The method is usually carried out in a continuous type such as an open soaper or a batch type using a liquid dyeing machine, and any method may be used in the present invention.
  • washed fabric is squeezed or dehydrated, it is dried or dried using a dryer, heat roll, iron or the like.
  • Example 1 ⁇ Preparation of ink> (Preparation of dye dispersions A1-A4, B1-B4, C1, D1, E1-E4, F1, G1)
  • a mixed liquid obtained by sequentially mixing the following additives was dispersed using a sand grinder to prepare a dye dispersion.
  • the amount of coarse particles in a liquid particle counter HIAC-8000A manufactured by Hach Company
  • the dispersion treatment was terminated when a predetermined ratio was reached.
  • Dye (types listed in Table 1) 25 parts 30 parts glycerin dispersant (types and amounts listed in Table 1) Amount required to make the total amount of ion-exchanged water 100 parts
  • Dye dispersion 40 parts Ethylene glycol 15 parts Glycerine appropriate amount Sodium diethylhexyl sulfosuccinate Appropriate amount Proxel GXL (manufactured by AVECIA) 0.1 part Ion-exchanged water Amount required to finish the total amount to 100 parts
  • the amount of glycerin was adjusted so that the viscosity of the ink was 5.7 mPa ⁇ s.
  • An appropriate amount of sodium diethylhexylsulfosuccinate was added to adjust the surface tension of the ink to 41 mN / m.
  • each ink prepared in a gas permeable hollow fiber membrane (Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) is passed through, and the outer surface of the hollow fiber membrane is decompressed with a water aspirator to remove dissolved gases in the ink. did.
  • the vacuum pack was filled to prevent air from entering.
  • the four channel rows of this inkjet head are driven by two drive circuits as shown in FIG.
  • the inks A1-A4, B1-B4, C1, D1, E1-E4, F1, and G1 have a viscosity of 5.7 mPa ⁇ s, a surface tension of 41 mN / m, and are transmitted through the ink.
  • the speed of sound was 1600 m / s.
  • the drive signal applied to each drive channel from the drive device was a rectangular wave consisting only of the positive voltage (+ V) shown in FIG.
  • the inkjet head was mounted on the carriage of the inkjet recording apparatus shown in FIG.
  • ⁇ Crosstalk> The droplets ejected from each nozzle of each drive group A and B were imaged using a camera. The droplet velocity was calculated by image processing the resulting droplet image. From the result, the average speed of each nozzle for each channel row was obtained. From the obtained average speed,
  • is calculated, and the fluctuation ratio with respect to the average speed of drive group A is calculated from the calculated value ( calculated value / average speed of drive group A). ⁇ 100: unit%). The influence of crosstalk was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2. ⁇ : Less than 5% ⁇ : 5% or more and less than 10% ⁇ : 10% or more and less than 15% ⁇ : 15% or more
  • inks A1 and B1 in which the ratio of coarse particles of 5 ⁇ m or more was 6%, and stable ejection was not possible.
  • inks in which the ratio of coarse particles of 5 ⁇ m or more is 3% or less no nozzle missing occurred.
  • inks A2 and B2 in which the ratio of coarse particles of 5 ⁇ m or more is 3% and ink C1 or C2 in which the ratio of coarse particles of 2 ⁇ m or more is 6% or 3% do not cause nozzle missing, but are not formed on the nozzle surface. A droplet adhered.
  • Example 2 [Preparation of dye dispersions H1 to H2] After sequentially mixing the following additives, this mixed solution was dispersed using a sand grinder to prepare a disperse dye dispersion. At this time, during the dispersion process, the amount of coarse particles was measured using a submerged particle counter in the same manner as in Example 1, and the dispersion process was terminated when a predetermined ratio was reached.
  • Disperse dye (types listed in Table 3) 25 parts 30 parts glycerin dispersant (types and amounts listed in Table 1) Amount required to make the total amount of ion-exchanged water 100 parts
  • Ink H1-H2 was prepared according to the following formulation using the dye dispersion H1-H2 prepared above.
  • Disperse dye dispersion 40 parts Ethylene glycol 20 parts Glycerin appropriate amount Sodium diethylhexyl sulfosuccinate Appropriate amount Proxel GXL (manufactured by AVECIA) 0.1 part Amount required to make the total amount of ion-exchanged water 100 parts
  • the amount of glycerin was adjusted so that the viscosity of the ink was 10.0 mPa ⁇ s.
  • An appropriate amount of sodium diethylhexylsulfosuccinate was added so that the surface tension of the ink was 32 mN / m.
  • each ink prepared in a gas permeable hollow fiber membrane (Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) is passed through, and the outer surface of the hollow fiber membrane is decompressed with a water aspirator to remove dissolved gases in the ink. did.
  • the vacuum pack was filled to prevent air from entering.
  • An inkjet head having two channel rows having the same structure as the inkjet head shown in FIG. 2 was prepared.
  • One channel row was designated as drive group A, and the other channel row was designated as drive group B.
  • the two channel rows of this inkjet head are driven by the same drive circuit.
  • the viscosity of the ink H1-H2 was 10 mPa ⁇ s
  • the surface tension was 32 mN / m
  • the speed of sound transmitted through the ink was 1300 m / s.
  • the drive signal applied from the drive device to each drive channel was a rectangular wave consisting only of the positive voltage (+ V) shown in FIG.
  • the ink jet dyeing method of the present invention can improve the ink ejection stability from the ink jet head. Therefore, a high quality inkjet dyeing thing is obtained.
  • H Inkjet head 1: Head chip 1a: Front end surface 1b: Rear end surface 1c: Edge 11, 11, A, 11B: Drive channel (pressure chamber) 12, 12A, 12B: Dummy channel 13, 13A, 13B: Partition wall (pressure applying means) 14: Drive electrode 15A, 15B: Connection electrode 2: Nozzle plate 21: Nozzle 3: Wiring substrate 3a: End 31: Joining region 32A, 32B: Through hole 33A, 33B: Wiring electrode 4: FPC 5: Ink manifold 51: Common ink chamber 100: Inkjet recording apparatus 200: Conveying mechanism 201: Conveying roller pair 202: Conveying motor 203: Conveying roller 300: Guide rail 400: Carriage 500: Driving device 501, 502: Driving circuit

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

 分散染料を含有するインクを、インクジェットヘッドから射出して繊維に記録するインクジェット染色方法を提供する。インクジェットヘッドは、駆動信号の印加により動作する圧力付与手段によって内部のインクをノズルから吐出させるための圧力を発生する圧力室が配列された列を2列以上有し、圧力室同士は共通インク室によって連通している。また、圧力室が配列された列をN個(Nは2以上の整数)の駆動グループに分割し、前記駆動グループ毎に、圧力室の圧力付与手段に印加する駆動信号に、nAL+tの位相差を与える。nは1以上の整数、ALは圧力室における圧力波の音響的共振周期の1/2、tは「駆動グループ間のノズル間距離」/「前記インク中を音が伝わる速度」で求められる圧力波伝達時間である。

Description

インクジェット染色方法
 本発明は、インクジェット染色方法に関する。
 圧力付与手段の動作によって圧力室内に圧力を発生させ、該圧力室内のインクをノズルから吐出するインクジェットヘッドは、より高速で高精細な記録が求められており、ノズル数、ノズル列数はますます増加する傾向にある。これに伴い、吐出の際に圧力室内で発生した圧力波が他の圧力室に伝播して液滴速度(液滴量)を不安定にするクロストークの増大が問題となっている。
 クロストークによる液滴速度の不安定化は、吐出の際に圧力室内で発生した圧力波が、圧力室の入口側から共通インク室に伝播し、共通インク室を介して他の圧力室に影響を及ぼすことによって発生する。特に、圧力室の列を2列以上有し、各圧力室の列の圧力室同士が共通インク室によって連通しているインクジェットヘッドの場合、圧力波は共通インク室を介して他の圧力室の列の各圧力室にも伝播するため、圧力室の列間でのクロストークを抑制することが重要である。
 このクロストークの問題に関し、特許文献1には、共通インク室を分離壁によって圧力室の列間に沿って二分し、一方の圧力室の列から他方の圧力室の列への圧力波の伝播を防止することが記載されている。また、特許文献2には、圧力室の入口に対向する共通インク室の壁面を所定の体積弾性率以下のものに規定することにより、共通インク室内に伝播した圧力波を減衰させてクロストークを低減することが記載されている。
特開2003-11368号公報 特開2007-168185号公報
 さらに、インクジェットヘッドにクロストークが発生すると、インクジェットヘッドから吐出されるインク液滴にサテライトが発生しやすいという問題がある。射出頻度が高い画像(ベタ画像など)をプリントした場合にサテライトが発生すると、発生したサテライトがインクジェットヘッドのノズル面に付着する確率が高まる。そして、サテライトがノズル面のノズル近傍に付着すると、ノズルから射出される液滴量が設定量と異なったり、液滴の吐出方向が設定方向と異なったり、さらにはノズルから液滴が射出されなくなったりする。その結果、プリントされる画像に欠陥が生じる。
 さらには、インクジェットヘッドで塗布されるインクが、粗大粒子が多い分散染料を含有するインクであったり、チクソトロピック指数が高いインクであったりすると、サテライトが発生しやすいという問題がある。そのサテライトの発生機構は特に限定されないが、粗大粒子が所定の液滴形成を阻害すること、チクソトロピック指数が高いと高速連続駆動時および低速間欠駆動時に、適正な印加電圧から外れることによってサテライトが発生しやすくなると考えられる。
 本発明は、分散染料を含有するインクでインクジェット染色する方法において、インクジェットヘッドからの射出安定性を高める手段を提供する。特に具体的には、射出頻度が高いインクジェット染色において、ノズル欠が発生する頻度を低減する。
 本発明は、以下に示すインクジェット染色方法に関する。
 [1]少なくとも分散染料、分散剤、水および水溶性有機溶媒を含有するインクを、インクジェットヘッドから射出して繊維に記録するインクジェット染色方法であって、
 前記インクに含まれる分散染料粒子の総個数に対する、粒径5μm以上の分散染料粒子の個数比率が5%以下であり、
 前記インクジェットヘッドは、駆動信号の印加により動作する圧力付与手段によって内部のインクをノズルから吐出させるための圧力を発生する圧力室が配列された列を2列以上有し、前記圧力室同士は共通インク室によって連通しており、
 前記圧力室が配列された列をN個(Nは2以上の整数)の駆動グループに分割し、前記駆動グループ毎に、前記圧力室の前記圧力付与手段に印加する前記駆動信号に、nAL+t(但し、nは1以上の整数、ALは圧力室における圧力波の音響的共振周期の1/2、tは「駆動グループ間のノズル間距離」/「前記インク中を音が伝わる速度」で求められる圧力波伝達時間)の位相差を与える、インクジェット染色方法。
 [2]隣接する前記圧力室の列を、互いに異なる駆動グループとすることを特徴とする[1]に記載のインクジェット染色方法。
 [3]前記インクのチクソトロピック指数が1.2以下である、[1]または[2]に記載のインクジェット染色方法。
 本発明のインクジェット染色方法によれば、サテライトの発生や、ノズル欠(ノズルから液滴が吐出されない現象)の発生が抑制され、射出安定性が高まる。そのため、射出頻度の高い画像(ベタ画像など)を、高品質化することができる。
インクジェット記録装置の概略構成を示す図 インクジェットヘッドの概略構成を示す分解斜視図 図2に示すヘッドチップの部分背面図 ヘッドチップの部分断面図 本発明に使用される駆動信号の一例を示す図 図5に示す駆動信号による隔壁の変形動作を説明する図 2列のチャネル列の駆動グループの分割態様を示すヘッドチップの正面図 図7に示す各駆動グループに印加する駆動信号のタイミングチャート 液滴速度の変動とDelay[AL]との関係を説明するグラフ 複数のチャネル列間の駆動タイミングを説明する図 4列のチャネル列の駆動グループの分割態様を示すヘッドチップの正面図 図11に示す各駆動グループに印加する駆動信号のタイミングチャート 6列のチャネル列の駆動グループの分割態様を示すヘッドチップの正面図 図13に示す各駆動グループに印加する駆動信号のタイミングチャート 複数のチャネル列が複数の駆動回路によって駆動される態様を説明する図
 本発明のインクジェット染色方法は、少なくとも分散染料、分散剤、水および水溶性有機溶媒を含有するインクジェットインクを、インクジェットヘッドから射出して繊維を染色する。
 1.インクジェットインク
 本発明のインクジェット染色方法で用いられるインクは、少なくとも分散染料、分散剤、水および水溶性有機溶媒を含有する。
 1-1.分散染料
 本発明のインクジェット染色方法で用いられるインクは、色材として分散染料を含有する。分散染料は、スルホン酸,カルボキシ基などのイオン性の水溶性基をもたない非イオン性染料で、水への溶解度が小さい。そのため微粉状とされ、通常分散剤によって水に分散されて、インク中に配合される。顔料と異なり、分散染料はアセトンやジメチルホルムアミドなどの有機溶媒に可溶である。また、合成繊維中に分子状で拡散し着色することが可能である。分散染料を含有するインクは、例えば合成繊維の染色に用いられる。
 好ましい分散染料の具体的化合物が、以下に示される。但し、これらに例示した化合物に限定されるものではない。
 〔C.I.Disperse Yellow〕3,4,5,7,9,13,23,24,30,33,34,42,44,49,50,51,54,56,58,60,63,64,66,68,71,74,76,79,82,83,85,86,88,90,91,93,98,99,100,104,108,114,116,118,119,122,124,126,135,140,141,149,160,162,163,164,165,179,180,182,183,184,186,192,198,199,202,204,210,211,215,216,218,224,227,231,232
 〔C.I.Disperse Orange〕1,3,5,7,11,13,17,20,21,25,29,30,31,32,33,37,38,42,43,44,45,46,47,48,49,50,53,54,55,56,57,58,59,61,66,71,73,76,78,80,89,90,91,93,96,97,119,127,130,139,142
 〔C.I.Disperse Red〕1,4,5,7,11,12,13,15,17,27,43,44,50,52,53,54,55,56,58,59,60,65,72,73,74,75,76,78,81,82,86,88,90,91,92,93,96,103,105,106,107,108,110,111,113,117,118,121,122,126,127,128,131,132,134,135,137,143,145,146,151,152,153,154,157,159,164,167,169,177,179,181,183,184,185,188,189,190,191,192,200,201,202,203,205,206,207,210,221,224,225,227,229,239,240,257,258,277,278,279,281,288,298,302,303,310,311,312,320,324,328
 〔C.I.Disperse Violet〕1,4,8,23,26,27,28,31,33,35,36,38,40,43,46,48,50,51,52,56,57,59,61,63,69,77
 〔C.I.Disperse Green〕9
 〔C.I.Disperse Brown〕1,2,4,9,13,19
 〔C.I.Disperse Blue〕3,7,9,14,16,19,20,26,27,35,43,44,54,55,56,58,60,62,64,71,72,73,75,79,81,82,83,87,91,93,94,95,96,102,106,108,112,113,115,118,120,122,125,128,130,139,141,142,143,146,148,149,153,154,158,165,167,171,173,174,176,181,183,185,186,187,189,197,198,200,201,205,207,211,214,224,225,257,259,267,268,270,284,285,287,288,291,293,295,297,301,315,330,333、373
〔C.I.Disperse Black〕1,3,10,24
 染色工程において、高温処理で染料を発色させる場合は、機械や布地の白場に染料が昇華することで汚染の原因とならないために、昇華堅牢度のよい分散染料を選定することが好ましい。
 インクにおける分散染料の含有量は、0.1~20質量%が好ましく、0.2~13質量%がより好ましい。分散染料は市販品のまま使用してもよいが、精製処理を行うことが好ましい。精製方法としては公知の再結晶方法、洗浄等を用いることができる。精製方法及び精製処理に用いる有機溶媒は染料の種類に応じて、適宜選択することが好ましい。
 分散染料の粒径は、体積平均粒径として300nm以下、最大粒径として900nm以下であることが好ましい。体積平均粒径、最大粒径が上記の範囲を超えると、微細なノズルより出射するインクジェット捺染方法において、目詰まりが発生しやすくなり、安定出射できなくなる。なお、体積平均粒径は、光散乱法、電気泳動法、レーザードップラー法等を用いた市販の粒径測定機により求めることができ、具体的粒径測定装置としては、例えば、マルバーン社製ゼーターサイザー1000等を挙げることができる。
 また、インク中に含まれる分散染料粒子の総個数に対する、粒径5μm以上の分散染料粒子の個数比率は5%以下であることが好ましく、1%以下であることがより好ましい。さらに、インク中に含まれる分散染料粒子の総個数に対する、粒径2μm以上の分散染料粒子の個数比率は5%以下であることが好ましく、1%以下であることがより好ましい。
 粒径5μm以上の分散染料粒子の個数比率は、液中パーティクルカウンター(例えば、Hach Company社製 HIAC-8000A)で分散染料粒子の総個数と、粒径5μm以上の分散染料粒子の個数とを実測して、その比から求めればよい。
 1-2.分散剤
 本発明のインクジェット染色方法で用いられるインクに含まれる分散剤は、高分子分散剤、低分子界面活性剤などであることが好ましい。高分子分散剤の例には、アラビアゴム、トラガントゴムなどの天然ゴム類、サポニンなどのグルコシド類、メチルセルロース、カルボキシセルロース、ヒドロキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、リグニンスルホン酸塩、セラックなどの天然高分子、ポリアクリル酸塩、スチレン-アクリル酸共重合物の塩、ビニルナフタレン-マレイン酸共重合物の塩、β-ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、リン酸塩などの陰イオン性高分子やポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコールなどの非イオン性高分子などが挙げられる。
 分散剤は、カルボキシル基を有する分散剤であることが好ましく、これらの分散剤は、市販品として入手可能であり、例えば、リグニンスルホン酸塩(例えば、バニレックスRN、日本製紙社製)、α-オレフィンと無水マレイン酸の共重合物(例えば、フローレンG-700、共栄社化学社製)、サンキエス(日本製紙社製)等の高分子分散剤が挙げられる。
 高分子分散剤をはじめとする分散剤の含有量は、分散染料に対し20~200質量%が好ましい。分散剤が少ないと分散染料の微粒子化能や分散安定性が不十分となり、逆に分散剤の含有量が多いと、微粒子化や分散安定性が劣り、インク粘度が高くなり好ましくない。これらの分散剤は、単独で使用しても、あるいは併用してもよい。
 分散剤は、分散剤が有する総酸性解離性基モル数に対し、カルボキシル基モル数の比率が50モル%以上である分散剤が好ましく、より好ましくはカルボキシル基モル数の比率が80モル%以上であり、更に好ましくはカルボキシル基モル数の比率が80モル%以上、100モル%以下である。上記で規定するカルボキシル基のモル数比率である分散剤を用いることにより、吐出安定性の安定などを含む、本発明の効果がより効果的に発揮される。
 本発明でいう分散剤が有する酸性解離性基とは、プロトン解離性基とも呼ばれ、例えば、カルボキシル基、スルホ基、スルファト基、ホスホノ基、アルキルスルフォニルカルバモイル基、アシルカルバモイル基、アシルスルファモイル基、アルキルスルフォニルスルファモイル基等を挙げることができる。
 分散剤としての低分子界面活性剤は、例えば、脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪酸硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類などの陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類などの非イオン界面活性剤が挙げられる。これらの各化合物は1種または2種以上を適宜選択しても使用できる。分散剤としての低分子界面活性剤の含有量は、インクの全質量に対して1~20質量%の範囲が好ましい。
 1-3.水溶性有機溶媒
 本発明のインクジェット染色方法で用いられるインクに含まれる水溶性有機溶媒の例には、多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、グリセリン、2-エチル-2-(ヒドロキシメチル)-1,3-プロパンジオール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2,4-ブタントリオール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、1,6-ヘキサンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ペンタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール等)、アミン類(例えば、エタノールアミン、2-(ジメチルアミノ)エタノール等)、一価アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、ブタノール等)、多価アルコールのアルキルエーテル類(例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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モノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等)、2,2'-チオジエタノール、アミド類(例えば、N,N-ジメチルホルムアミド等)、複素環類(2-ピロリドン等)、アセトニトリルなどが含まれる。全インク質量に対する水溶性有機溶媒量は、10~60質量%が好ましい。
 1-4.水
 本発明のインクジェット染色方法で用いられるインクに含まれる水は、イオン交換水であってもよい。全インク質量に対する水の量は、通常は20質量%以上60質量%未満であるが、特に限定されない。
 1-5.その他成分
 本発明のインクジェット染色方法で用いられるインクには、他の任意成分、例えば界面活性剤、無機塩、防腐剤、防黴剤、染着助剤などが含まれていてもよい。
 界面活性剤として、陽イオン性、陰イオン性、両性、非イオン性のいずれも用いることができる。陽イオン性界面活性剤としては、脂肪族アミン塩、脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩等が挙げられる。陰イオン性界面活性剤としては、脂肪酸石鹸、N-アシル-N-メチルグリシン塩、N-アシル-N-メチル-β-アラニン塩、N-アシルグルタミン酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホ琥珀酸エステル塩、アルキルスルホ酢酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、N-アシルメチルタウリン、硫酸化油、高級アルコール硫酸エステル塩、第2級高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩、第2級高級アルコールエトキシサルフェート、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、モノグリサルフェート、脂肪酸アルキロールアミド硫酸エステル塩、アルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩等が挙げられる。両性界面活性剤としては、カルボキシベタイン型、スルホベタイン型、アミノカルボン酸塩、イミダゾリニウムベタイン等が挙げられる。非イオン性界面活性剤としては、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2級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(例えば、エマルゲン911)、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル(例えば、ニューポールPE-62)、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、硬化ヒマシ油、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ソルビトール脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアミンオキサイド、アセチレングリコール、アセチレンアルコール等が挙げられる。本発明はこれらに限定されるものではない。
 これらの界面活性剤を使用する場合、単独または2種類以上を混合して用いることができ、インク全量に対して0.001~3.0質量%の範囲で添加する。
 本発明においては、非イオン性界面活性剤もしくは陰イオン性界面活性剤が好ましく、特に好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、2-エチルへキシルスルホ琥珀酸ソーダ、アルキルナフタレンスルホン酸ソーダ、フェノールの酸化エチレン付加物、アセチレンジオールの酸化エチレン付加物である。
 インクの粘度や染料を安定に保つため、または発色をよくするために、インク中に無機塩を添加してもよい。無機塩としては、例えば、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化マグネシウム、硫化マグネシウム等が挙げられる。本発明を実施する場合、これらに限定されるものではない。
 インクの長期保存安定性を保つため、防腐剤、防黴剤をインク中に添加してもよい。防腐剤、防黴剤としては、芳香族ハロゲン化合物(例えば、PreventolCMK)、メチレンジチオシアナート、含ハロゲン窒素硫黄化合物、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン(例えば、PROXEL GXL)などが挙げられる。本発明はこれらに限定されるものではない。
 1-6.インクのチクソトロピック指数
 本発明のインクジェット染色方法で用いられるインクのチクソトロピック指数は、1.2以下であることが好ましく、1.1以下であることが好ましい。チクソトロピック指数とは、せん断速度100/secでの粘度値Aと、せん断速度1000/secでの粘度値Bとしたときに、両者の比「粘度値A/粘度値B」を意味する。粘度値Aおよび粘度値Bは、それぞれ測定温度25℃とし、回転式レオメータ(例えば、アントンパール社製MCR-300)を用いて測定することができる。
 2.インクジェットヘッドおよびインクジェット装置
 本発明のインクジェット染色方法は、通常、インクジェットヘッドを具備するインクジェット記録装置を用いて行われる。図1は、インクジェットヘッドを具備するインクジェット記録装置の一例を示す概略構成図である。
 インクジェット記録装置100は、記録媒体Pを挟持する、搬送機構200の搬送ローラー対201を有する。さらに、インクジェット記録装置100は、搬送モーター202によって回転駆動される搬送ローラー203を有する。記録媒体Pは、搬送ローラー対201と搬送ローラー203によって、図示Y方向(副走査方向)に搬送されるようになっている。
 インクジェット記録装置100は、搬送ローラー203と搬送ローラー対201との間に、記録媒体Pの記録面PSと対向するように配置されたインクジェットヘッドHを具備する。インクジェットヘッドHは、キャリッジ400に、ノズル面側が記録媒体Pの記録面PSと対向するように配置されて搭載されている。キャリッジ400は、記録媒体Pの幅方向に亘って掛け渡されたガイドレール300に沿って、不図示の駆動手段によって、記録媒体Pの搬送方向(副走査方向)と略直交する図示X-X’方向(主走査方向)に往復移動可能に設けられている。詳細については後述するように、インクジェットヘッドHは、FPC(フレキシブルプリント基板)4を介して駆動装置500と電気的に接続されている。
 インクジェットヘッドHは、キャリッジ400の主走査方向の移動に伴って記録媒体Pの記録面PSを図示X-X’方向に走査移動する。この走査移動の過程でノズルから液滴を吐出することによって所望の画像を記録する。
 図2~図4に、好ましく用いられるインクジェットヘッドHの例を示す。図2はインクジェットヘッドの分解斜視図、図3はそのヘッドチップの部分背面図、図4はヘッドチップの部分断面図である。
 図2~4に示されるインクジェットヘッドHは、いわゆるハーモニカ型のヘッドチップ1と、ノズルプレート2と、配線基板3と、FPC4と、インクマニホールド5と、を有する。
 ヘッドチップ1は六面体形状であり、チャネルが複数配列されたチャネル列を2列(A列およびB列)有している。ヘッドチップ1のチャネル列には、圧力室であるインクが吐出される駆動チャネル11と、インクが吐出されないダミーチャネル12とが交互に配列されている。ヘッドチップ1は、駆動チャネル11のみからインクを吐出することによって記録を行う、独立駆動タイプのヘッドチップである。
 2つのチャネル列のうちのA列に配列された駆動チャネルを11A、A列に配列されたダミーチャネルを12Aとする。また、2つのチャネル列のうちのB列に配列された駆動チャネルを11B、B列に配列されたダミーチャネルを12Bという。
 各チャネル列(A列またはB列)には、駆動チャネル(11A、11B)と、ダミーチャネル(12A、12B)とが交互に配置されている。互いに隣接する駆動チャネル(11A、11B)とダミーチャネル(12A、12B)との間にある隔壁13は、PZT等の圧電素子からなる圧力付与手段となっている。以下、A列の隔壁を13A、B列の隔壁を13Bという場合がある。
 各駆動チャネル(11A、11B)と各ダミーチャネル(12A、12B)は、ヘッドチップ1の前端面1aと後端面1bとにそれぞれ開口している。図2に示すインクジェットヘッドHにおいて、ヘッドチップ1の、インクが吐出される側の端面を「前端面1a」と称し、その反対側の端面を「後端面1b」と称する。
 各チャネル(11A、11B、12A、12B)の内面には、駆動電極14が密着形成されている。各チャネルの出口がヘッドチップ1の前端面1aに、入口がヘッドチップ1の後端面1bに設けられている。各チャネルは、入口から出口にかけてストレート状に形成されている。
 ヘッドチップ1の後端面1bには、接続電極(15A、15B)が形成されている。接続電極(15A、15B)の一端は、対応する駆動チャネル11A、11B又はダミーチャネル12A、12B内の駆動電極と導通している。また、接続電極15Aは、各チャネル11A、12A内からヘッドチップ1の一方の端縁1cにまで延出している。接続電極15Bは、各チャネル11B、12B内からA列側に向けて延び、該A列のチャネル列の手前にまでに延出している。このように、接続電極15A、15Bのいずれも、各チャネル(11A、11B、12A、12B)から同一方向に延びている。
 ノズルプレート2は、ヘッドチップ1の前端面1aに接着剤によって接合されている。ノズルプレート2には、各駆動チャネル11A、11Bに対応する位置のみにノズル21が開口されている。
 配線基板3は、ヘッドチップ1の後端面1bよりも大判な平板状の基板である。配線基板3の、ヘッドチップ1の後端面1bと接合する接合領域(図2中の一点鎖線で示される領域)31内に、貫通穴32A、32Bが個別に設けられている。貫通穴32A、32Bの位置は、ヘッドチップ1の後端面1bに開口する駆動チャネル11A、11Bに対応している。貫通穴32A、32Bを通して、インクマニホールド5の共通インク室51から、各駆動チャネル(11A、11B)内にインクが供給される。
 共通インク室51は、配線基板3の背面側(ヘッドチップ1と反対側)に接着される箱型のインクマニホールド5の内部空間によって構成される。共通インク室51内のインクは、貫通穴32A、32Bを通って、各駆動チャネル11A、11Bに供給される。従って、各駆動チャネル11Aと11Bは、この共通インク室51を介して互いに連通している。また、ダミーチャネル12A、12Bは配線基板3によって塞がれており、共通インク室51とは連通していない。
 また、配線基板3の表面には、ヘッドチップ1の後端面1bに配列されている各接続電極15A、15Bと電気的に接続される配線電極33A、33Bが形成されている。配線電極33A、33Bは、配線基板3の表面においてヘッドチップ1のチャネル列(A列およびB列)と直交する方向に延びる。配線電極33Aと33Bは、交互に配列されている。また、配線電極33A、33Bは、蒸着又はスパッタリング法などによって形成される。
 A列に配列されたチャネル11Aおよび12Aから引き出される接続電極15Aに対応する配線電極33Aの一端は、接合領域31内のA列の各チャネル11A、12Aに対応する近傍に位置する。また、配線電極33Aは、接合領域31からヘッドチップ1のチャネル列と直交する方向に延び、配線基板3の端部3aにまで延出している。
 一方、B列に配列されたチャネル11Bおよび12Bから引き出される接続電極15Bに対応する配線電極33Bの一端は、接合領域31内のB列の各チャネル11B、12Bに対応する近傍に位置する。また、配線電極33Bは、配線電極33Aと同一方向に向けて延び、A列の隣接する貫通穴32Aの間を通って配線基板3の端部3aにまで延出している。
 配線基板3は、ヘッドチップ1の後端面1bに貼り合わされ、ヘッドチップ1の接続電極(15A、15B)と、配線基板3の配線電極(33A、33B)とが対応して電気的に接続する。配線基板3とヘッドチップ1とは、接着剤によって所定の押圧力(例えば1MPa以上)で接合されている。用いられる接着剤は、導電粒子を含む異方性導電性接着剤であってもよいが、ショート防止の確実性を高めるためにも、導電性粒子を含まない接着剤であることが好ましい。
 インクジェットヘッドHは、チャネル列(A列およびB列)の列方向が図1のY方向に沿うように、インクジェット記録装置100のキャリッジ400に搭載される。そして、インクジェットヘッドHは、FPC4(図1参照)を介して駆動装置500と電気的に接続される。そして、駆動装置500内の駆動回路から送信される画像データに応じた駆動信号がFPC4を介して各駆動チャネル11の駆動電極14に印加されると、隔壁13がせん断変形して駆動チャネル11の容積を変化させ、駆動チャネル11内のインクに吐出のための圧力が付与される。
 3.インクジェットヘッドの駆動
 図5は、インクジェットヘッドHのノズル21からインクを吐出するために、インクジェットヘッドHに与えられる駆動信号の一例を示している。この駆動信号は、パルス幅PWの正電圧(+V)からなる矩形波であり、チャネル内に負の圧力を発生させる。
 この駆動信号による、インクジェットヘッドHのインク吐出動作を、図6を参照して説明する。図6は、インクジェットヘッドHの一つのチャネル列における、一つの駆動チャネル11と、その両隣に配列された2つのダミーチャネル12と、それらの間の2つの隔壁13を示している。
 図6(a)に示すように、駆動チャネル11とダミーチャネル12との間の隔壁13が中立状態にあるとき、駆動チャネル11の駆動電極14に図5に示す駆動信号を印加する。すると、図6(b)に示すように、隔壁13を形成する圧電素子の分極方向(図中矢印で示す)に直角な方向の電界が生じる。その結果、両隔壁13が互いに外側に向けて「く」の字状にせん断変形し、駆動チャネル11の容積が拡大する。この隔壁13の変形により、駆動チャネル11内にインクが流れ込む。この変形状態を、所定のパルス幅PWの間維持した後、駆動信号が0電位に戻す。すると、駆動チャネル11内のインクに圧力が印加され、ノズル21から液滴が吐出される。
 隔壁13の変形によって生じる駆動チャネル11内のインク圧力の変化は、「負から正へ」、「正から負へ」と1AL(Acoustic Length)毎に反転を繰り返す。このため、効率良く液滴を吐出するためには、駆動信号の正電圧の継続時間であるパルス幅PWを、駆動チャネル11内の圧力が「負から正に」転じるタイミングと「正から負に」転じるタイミングとの時間差(1AL)に近似させることが好ましく、具体的には0.8AL以上1.2AL以下の範囲とすることが好ましい。
 駆動信号の継続時間を示すALとは、ダミーチャネル12における圧力波の音響的共振周期の1/2をいう。ALは、駆動電極14に矩形波の駆動信号を印加した際に吐出される液滴の速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅PWを変化させたときに、液滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。
 パルスとは、一定電圧波高値の矩形波である。パルス幅PWとは、0Vを0%、波高値電圧を100%とした場合に、電圧の0Vから立ち上がって10%になるタイミングと波高値電圧から立ち下がって10%になるタイミングとの時間差として定義する。
 矩形波とは、電圧が10%から90%に立ち上がるまでの時間と、電圧が90%から10%に立ち下がるまでの時間とのいずれもが、ALの1/2以内、好ましくは1/4以内であるような波形をいう。
 次に、駆動装置500が、インクジェットヘッドHに駆動信号を印加する方法について説明する。
 駆動装置500は、インクジェットヘッドHが有する全チャネル列をN(Nは2以上の整数)個の駆動グループに分割して、それぞれを独立に駆動する。
 1の駆動グループに属するチャネル列の駆動チャネルは、インクジェットヘッドHの駆動周期T内において駆動装置500からの駆動信号を同一タイミングで印加される。1の駆動グループに、複数のチャネル列が属していてもよい。1のチャネル列に含まれる各駆動チャネル11及び各ダミーチャネル12は、必然的に同一の駆動グループに含まれる。
 例えば、図2に示すインクジェットヘッドHは、2列のチャネル列を有する。ここでN=2として、図7に示すようにA列のチャネル列を駆動グループAとし、B列のチャネル列を駆動グループBとする。つまり、インクジェットヘッドHが有する全チャネル列は、2個の駆動グループに分割されている。
 インクジェットヘッドHにおいて、同一駆動グループに属するチャネルの駆動チャネル11は、全て同時に駆動信号を印加される。
 駆動装置500から駆動グループAを構成する各駆動チャネル11の駆動電極14に印加される駆動信号と、駆動グループBを構成する各駆動チャネル11の駆動電極14に印加される駆動信号との間に、図8のタイミングチャートに示すように、位相差"nAL+t"を与える。ここでは、駆動グループAの駆動周期Tに駆動信号が印加され、駆動グループBよりも駆動グループAを先に駆動する。nは1以上の整数であり、ALは上記の通り駆動チャネル11における圧力波の音響的共振周期の1/2である。図8ではn=1の場合を例示している。
 また、tは「駆動グループ間のノズル間距離」/「インク中を音が伝わる速度」で求められる圧力波伝達時間である。
 この「駆動グループ間のノズル間距離」における駆動グループ間とは、位相差を持って駆動される対象となる2つの駆動グループ間のことである。図7のように2つのチャネル列を有する場合、「駆動グループ間のノズル間距離」は図7中のDで示される距離となる。
 インク中を音が伝わる速度Cは、下記式で算出することができる。この速度Cは、インク固有の値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 Kはインクの体積弾性率、ρはインクの密度である。
 駆動グループAの駆動チャネル11Aと、駆動グループBの駆動チャネル11Bとは、互いに共通インク室51を介して連通している。そのため、駆動グループAの駆動チャネル11Aの駆動電極14と、駆動グループBの駆動チャネル11Bの駆動電極14とに、それぞれ駆動信号を印加して液滴を吐出させると、クロストークの影響によって液滴速度が大きく変動することがある。しかし、本発明者の実験により、例えば、駆動グループAの駆動チャネル11Aから液滴を吐出し、次いで所定のDelay時間経過後に駆動グループBの駆動チャネル11Bから液滴を吐出するように、インクジェットヘッドHを駆動すると、駆動グループAの駆動チャネル11Aから吐出される液滴速度に対して、駆動グループBの駆動チャネル11Bから吐出される液滴速度が、Delay時間に応じて周期的に変動することが見出された。
 図9に示すように、駆動チャネル11Bから吐出される液滴速度は、駆動グループAの液滴吐出時からの「タイムラグ」後に、1AL毎にプラス又はマイナスに反転を繰り返す。この反転時に、駆動グループBの駆動チャネル11Bからの液滴速度が、駆動グループAの駆動チャネル11Aからの液滴速度と、ほぼ同速度となる。さらに、駆動グループAの液滴吐出時からの「タイムラグ」が、上記した「時間t」に相当することを突き止めた。
 すなわち、駆動グループAの駆動チャネル11Aからの液滴吐出時から、nAL+t経過後の、駆動グループBの駆動チャネル11Bからの液滴速度は、駆動グループAの駆動チャネル11Aからの液滴速度とほぼ同速度となることがわかった。
 このため、駆動グループAに印加する駆動信号と、駆動グループBに印加する駆動信号との間に、位相差nAL+tを付与することで、インクジェットヘッドHのヘッド構造に全く変更を加えることなく、共通インク室51を共通にする駆動グループAと駆動グループBとの間のクロストークの影響を実質的に無視することができる。つまり、チャネル列同士の間の液滴速度の変動を抑えることが可能となる。しかも、駆動グループAの駆動信号と駆動グループBの駆動信号との間に位相差が付与されるため、駆動負荷も抑えられる。
 図9に示すように、駆動グループBの駆動チャネル11からの液滴速度は、時間t経過後に、1AL毎にプラス又はマイナスに反転する。そのため、nは1以上の整数であればよい。しかし、後に駆動する駆動グループからの吐出のための駆動信号が、その次の駆動周期Tに重ならないようにする必要がある。また、nの値が大きくなりすぎると、異なる駆動グループの駆動タイミングの差が大きくなり、プリント速度の低下を招くおそれがある。そのため、プリントの高速化の観点から、nは可及的に小さい値とすることが好ましく、n=1とすることが最も好ましい。
 通常、複数のチャネル列を有するインクジェットヘッドは、互いに隣接するチャネル列間の物理的なノズル位置の違いによる着弾位置のズレを調整するため、予め異なるタイミングでノズルから液滴吐出を行う。例えば、2列のチャネル列を有するインクジェットヘッドHでは、図10に示すように、ある物理的位置において、1列目(例えば駆動グループA)が吐出を開始し;記録媒体PとインクジェットヘッドHとが相対移動;前記物理的位置に2列目(駆動グループB)のノズル21が到達する。そして、2列目(駆動グループB)のノズル21が到達した瞬間から、2列目が吐出を開始する。この場合でも、通常、各駆動チャネル11は同じ駆動タイミングで吐出を行っており、チャネル列毎に開始時間と終了時間が異なるにすぎない。
 このように、本発明における駆動グループ間の位相差nAL+tは、駆動グループ間の物理的なノズル位置の違いによる着弾位置調整による開始時間及び終了時間の差(駆動グループ間の着弾位置調整期間)を含まないDelay時間を意味する。すなわち、図10に示すように、位相差が付与される2つの駆動グループが共に駆動する期間において設けられるDelay時間を示している。つまり、2つの駆動グループが共に駆動する期間における、異なる駆動グループAと駆動グループBとの間で、駆動信号の印加タイミングに位相差nAL+tが付与される。それにより、液滴が吐出されるタイミングそのものが異なる。
 駆動グループAと駆動グループBとの間に、位相差nAL+tが付与されることで、厳密には駆動グループAと駆動グループBとの間の着弾位置調整が必要となる問題があるが、この問題は記録媒体PとインクジェットヘッドHの相対的な移動速度を調整することで解決できる。
 以上は、インクジェットヘッドのチャネル列が2列である場合の説明である。本発明においてインクジェットヘッドのチャネル列は複数列であればよい。その複数のチャネル列をN個(Nは2以上の整数)の駆動グループに分割して、上記と同様に駆動することができる。
 図11は、インクジェットヘッドが4列のチャネル列を有する場合を示しており;4つのチャネル列を、2つの駆動グループ(駆動グループAとの駆動グループB)に分割している。互いに隣接するチャネル列は、互いに異なる駆動グループに属するように、駆動グループAと駆動グループBとが交互に配列されている。
 図11に示される実施の形態において、D’はDと同等か圧力波が十分に減衰するほど大きいことが好ましい。このうち、「駆動グループ間のノズル間距離」はDと定義される。
 このときの駆動信号の印加タイミングは、図12に示すように、駆動グループAと駆動グループBとの間で、1AL+t(n=1とした場合)の位相差が付与される。それにより、各駆動グループA、B間での液滴速度の変動の抑制と、駆動負荷の低減化とを図ることができる。
 図13は、インクジェットヘッドが6列のチャネル列を有する場合を示しており;6つの全チャネル列を、3つの駆動グループ(駆動グループAと、駆動グループBと、駆動グループC)に分割している。互いに隣接するチャネル列は、互いに異なる駆動グループに属するように、駆動グループA、B、C、A、B、Cの順に配列されている。
 図13に示される実施の形態において、D’はDと同等か圧力波が十分に減衰するほど大きいことが好ましい。このうち、「駆動グループ間のノズル間距離」はDと定義される。
 このときの駆動信号の印加タイミングは、図14に示すように、互いに隣接する駆動グループAと駆動グループBとの間、及び互いに隣接する駆動グループBと駆動グループCとの間に、1AL+t(n=1とした場合)の位相差が付与される。それにより、各駆動グループA、B、C間での液滴速度の変動の抑制と駆動負荷の低減化を図ることができる。
 このように、チャネル列を3以上の駆動グループに分割する場合、駆動グループ間の位相差nAL+tにおけるnを、全て同じ値とすることが、プリント速度の低下を避ける観点から好ましい。
 チャネル列が3列以上である場合は、隣接するチャネル列の駆動グループが互いに異なることが好ましい。同一の駆動グループに属するチャネル列の間に少なくとも1つの異なる駆動グループに属するチャネル列が配置されと、同一の駆動グループの離間距離が大きくなるため、同一の駆動グループ間でのクロストークの影響が低減する。
 インクジェットヘッドHの全てのチャネル列が、駆動装置500内の共通の駆動回路によって駆動されなくてもよい。駆動装置500が2以上の駆動回路を有し、この2以上の駆動回路によって、それぞれの駆動グループのチャネル列が駆動されてもよい。この場合、1の駆動回路で駆動されるチャネル列は、互いに異なる駆動グループに属することが好ましい。
 図15には、インクジェットヘッドHが有する4列のチャネル列が、2列ずつ、駆動装置500内の2つの駆動回路(駆動回路501と駆動回路502)によって駆動される例が示される。この場合、駆動回路501で駆動される2つのチャネル列は、互いに異なる駆動グループ(AとB)に属する。同様に、駆動回路502で駆動される2つのチャネル列は、互いに異なる駆動グループ(AとB)に属する。このようにすることで、液滴速度の低下を低減することができる。その理由は、1つの駆動回路で同時に駆動する駆動チャネル数が減少することにより駆動回路への負荷が減少し、駆動信号の波形鈍りを低減することができるためである。
 以上の説明では、ダミーチャネル12に負の圧力を発生させるために、駆動信号をパルス幅PWの正電圧(+V)からなる矩形波としたが、駆動信号はこのようなものに限定されない。液滴を吐出するための駆動信号であればどのようなものであってもよい。
 また、以上の説明では、インクジェットヘッドHのヘッドチップ1として、チャネルの入口と出口が相反する端面に配置された六角形状を呈するいわゆる「ハーモニカ型のヘッドチップ」とした。ハーモニカ型のヘッドチップ1は、全てのチャネル列の駆動チャネル11の入口が、後端面1b上に配置され、かつ、駆動チャネル11の入口側に共通インク室51が配置される。そのため、クロストークの影響が比較的大きく、液滴速度の変動が生じ易い。そのため、本発明の構成によって、顕著な効果が得られやすいために好ましい態様である。しかし、本発明におけるヘッドチップ構造は必ずしもこのようなものに限定されず、複数の圧力室の列間の圧力室同士が共通インク室によって連通しているものであればよい。
 また、本発明におけるインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドHを記録媒体Pの幅方向(主走査方向)に亘って走査移動させる過程で液滴を吐出して記録を行うもの(図1参照)に限られず、インクジェットヘッドHが記録媒体Pの幅方向に亘って固定されたライン状のインクジェットヘッドによって構成され、記録媒体Pを図1中のY方向に沿って移動させる過程でノズル21から液滴を吐出して記録を行うものであってもよい。この場合、インクジェットヘッドHのチャネル列は図1中のX-X’方向に沿って配置される。
 4.染色方法について
 本発明の染色方法によって染色される繊維は、分散染料で染色可能な繊維であれば特に制限はないが、中でもポリエステル、アセテート、トリアセテート等の繊維が好ましい。その中でも、ポリエステル繊維が特に好ましい。
 染色される繊維は、布帛とされていてもよい。布帛は、繊維を織物、編物、不織布など、いずれの形態にしたものでもよい。また、布帛は、分散染料で染色可能な繊維が100%であることが好適であるが、レーヨン、綿、ポリウレタン、アクリル、ナイロン、羊毛及び絹等との混紡織布または混紡不織布等も捺染用布帛として使用することができる。また、上記の様な布帛を構成する糸の太さとしては10~100dの範囲が好ましい。
 高温蒸熱法で染色する布帛には、染着助剤が含まれていることが好ましい。染着助剤は捺染布を蒸熱する際に布状に凝縮した水と共融混合物を作り、再蒸発する水分の量を抑え、昇温時間を短縮する作用がある。更にこの共融混合物は繊維上の染料を溶解し染料の繊維への拡散速度を助長する作用がある。染着助剤の例には尿素が挙げられる。
 本発明のインクジェット染色方法は、捺染(インクジェット捺染)であってもよい。
 本発明のインクジェット染色方法の場合、均一な染色物を得るために繊維を水溶性高分子類で前処理する前に、繊維に付着した天然不純物(油脂、ロウ、ペクチン質、天然色素等)、布帛製造過程で用いた薬剤の残留分(のり剤等)、よごれなどを洗浄しておくことが望ましい。洗浄に用いられる洗浄剤としては水酸化ナトリウム,炭酸ナトリウムといったアルカリ、陰イオン性界面活性剤,非イオン性界面活性剤といった界面活性剤、酵素等が用いられる。
 本発明のインクジェット染色方法において、にじみ防止効果のため前処理剤をパッド法、コーティング法、スプレー法などで付与せしめるのが好ましい(前処理工程)。その後、分散染料で染色することが可能な繊維に、先に述べたインクを用いてインクジェット記録方式で画像を形成した後(インク付与工程)、インクが付与されている布帛を熱処理し(発色工程)、更に熱処理された布帛を洗浄すること(洗浄工程)によって布帛への捺染が完了し、染色物(捺染物)が得られる。
 前処理としては、水溶性高分子を繊維に処理するなどの公知の方法から繊維素材やインクに適した方法を適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。例えば、水溶性金属塩、ポリカチオン化合物、水溶性高分子、界面活性剤及び撥水剤からなる群から選ばれる少なくとも1つの物質が0.2~50質量%付与された繊維に使用すれば、高度なにじみ防止が可能であり、高精細な画像を布帛にプリントすることができ好ましい。
 前処理に使用される具体的な水溶性高分子の例には、トウモロコシ、小麦等のデンプン類、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチセルロースなどのセルロース誘導体、アルギン酸ナトリウム、グアーガム、タマリンドガム、ローカストビーンガム、アラビアゴムなどの多糖類、ゼラチン、カゼイン、ケラチン等の蛋白質物質、合成水溶性高分子としてのポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アクリル酸系ポリマーなどが含まれる。前処理に使用される界面活性剤の例には、アニオン系、カチオン系、両性、ノニオン系のものが含まれる。代表的には、アニオン系の界面活性剤としての高級アルコール硫酸エステル塩、ナフタレン誘導体のスルホン酸塩等;カチオン系の界面活性剤としての第4級アンモニウム塩等;両性界面活性剤としてのイミダゾリン誘導体等;ノニオン系の界面活性剤としての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プロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物等;が挙げられる。
 また、撥水剤の例には、シリコン、フッ素系及びワックス系のものが含まれる。これらの予め布帛に付与される水溶性高分子や界面活性剤はインクジェットプリントをし、高温で発色させる際にタール化などによるよごれの原因とならないために、高温環境に対して安定であることが好ましい。また、これらの予め布帛に付与される水溶性高分子や界面活性剤はインクジェットプリントをし、高温で発色させた後の洗浄処理で布帛から取り除きやすいものが好ましい。
 布帛に印字を行うインクジェット捺染方法は、インク吐出後印字された布帛を巻き取り、加熱により発色し、布帛を洗浄、乾燥させることが望ましい。インクジェット捺染において、インクを布帛に印字しただ放置しておくだけでは良好に染着しない。また、長尺の布帛に長時間印字し続ける場合などは、布帛が延々と出てくるため床などに印字した布帛が重なっていき場所をとるだけでなく不安全であり、また予期せず汚れてしまう場合がある。そのために印字後、巻き取る操作が必要となる。この操作時に布帛と布帛の間に紙や布、ビニール等の印字に関わらない媒体を挟んでも構わない。但し、途中で切断する場合や短い布帛に対しては、必ずしも巻き取る必要はない。
 発色工程とは、プリント後布帛表面に付着したのみで、十分布帛に吸着・固着されていないインク中の染料を布帛に吸着・固着させることにより、そのインク本来の色相を発現させる工程である。その発色方法としては、蒸気によるスチーミング、乾熱によるベーキング、サーモゾル、過熱蒸気によるHTスチーマー、加圧蒸気によるHPスチーマーなどが利用される。それらはプリントする素材、インクなどにより適宜選択される。また、印字された布帛は直ちに加熱処理しても、しばらくおいてから加熱処理しても用途に合わせて乾燥・発色処理すればよく、本発明においてはいずれの方法を用いてもよい。
 分散染料を用いた染色の際は高温で発色させる方法だけではなく、キャリヤーを用いてもよい。キャリヤーとして用いられる化合物は染色促進が大きい、使用法が簡便、安定、人体や環境に対して負荷が少ない、繊維からの除去が簡単、染色堅牢度に影響しないといった特徴を持つものが好ましい。キャリヤーの例としては、o-フェニルフェノール、p-フェニルフェノール、メチルナフタリン、安息香酸アルキル、サリチル酸アルキル、クロロベンゼン、ジフェニルといったフェノール類、エーテル類、有機酸類、炭化水素類などを挙げることができる。これらはポリエステルのように100℃前後の温度での染色が難しい難染性繊維の膨潤と可塑化を促進し、分散染料を繊維内に入りやすくする。キャリヤーはインクジェットプリントに使用する布帛の繊維に予め吸着させておいてもよいし、インクジェット捺染インク中に含まれていてもよい。
 加熱処理後は洗浄工程が必要である。何故なら染着に関与しなかった染料が残留することで、色の安定性が悪くなり堅牢度が低下するからである。また、布帛に施した前処理物を除去することも必要である。そのままにしておくと堅牢性の低下ばかりでなく布帛が変色する。そのため除去対象物や目的に応じた洗浄が必須である。その方法はプリントする素材やインクにより選択され、例えば、ポリエステルの場合、一般的には苛性ソーダ、界面活性剤、ハイドロサルファイトの混合液により処理するものである。その方法は、通常オープンソーパーなどの連続型や液流染色機などによるバッチ型で実施されるもので、本発明においては何れの方法を用いてもよい。
 そして、洗浄後は乾燥が必要である。洗浄した布帛を絞ったり脱水した後、干したりあるいは乾燥機、ヒートロール、アイロン等を使用して乾燥させる。
 以下において、実施例を参照して本発明をさらに詳細に説明する。本発明の範囲が、実施例の記載によって制限して解釈されない。
 [実施例1]
 《インクの調製》
 〔染料分散液A1-A4, B1-B4, C1, D1, E1-E4, F1, G1の調製〕
 下記各添加剤を順次混合して得られた混合液を、サンドグラインダーを用いて分散処理して、染料分散液を調製した。このとき、分散処理中に、液中パーティクルカウンター(Hach Company社製 HIAC-8000A)における粗大粒子の量を測定し、所定の割合となったところで、分散処理を終了した。
 染料(表1に記載の種類) 25部  
 グリセリン 30部
 分散剤(表1に記載の種類、量)
 イオン交換水 総量を100部とするのに要する量  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
〔インクA1-A4, B1-B4, C1, D1, E1-E4, F1, G1の調製〕
 上記調製した各染料分散液を用いて、下記の処方に準じてインクA1-A4, B1-B4, C1, D1, E1-E4, F1, G1を調製した。
 染料分散液 40部
 エチレングリコール 15部
 グリセリン 適量
 ジエチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム 適量
 プロキセルGXL(AVECIA社製) 0.1部
 イオン交換水 総量を100部に仕上げるのに要する量
 グリセリンの量は、インクの粘度が5.7mPa・sになるように調整した。ジエチルへキシルスルホコハク酸ナトリウムを適量添加し、インクの表面張力が41mN/mとした。その後、気体透過性のある中空糸膜(三菱レーヨン社製)内に調製した各インクを通液し、中空糸膜の外表面側を水流アスピレータで減圧することにより、インク中の溶存気体を除去した。また、脱気後は真空パックに充填して、空気の混入を防いだ。  
《連続射出試験》
 調製したインクA1-A4, B1-B4, C1, D1, E1-E4, F1, G1を用いて、インクジェット装置で連続射出試験を行った。
 図11に示したように、インクジェットヘッドのノズル列を4列としたインクジェットヘッドを用意した。全チャネル列を、隣接するチャネル列間で駆動グループが異なるように駆動グループA、Bの2つに分割した。各チャネル列はそれぞれ256ノズル、異なる駆動グループとなるチャネル列間のノズル間距離Dは0.846mm、AL=5.0μsであった。
 このインクジェットヘッドの4つのチャネル列は、図15に示すように2つの駆動回路にて駆動が行われる。
 前述の通り、インクA1-A4, B1-B4, C1, D1, E1-E4, F1, G1は粘度が5.7mPa・sであり、表面張力が41mN/mであり、そして、インク中を伝わる音の速度は1600m/sであった。以上の条件から、「隣接する圧力室の列間のノズル間距離」/「音がインク中を伝わる速度」で求められる圧力波伝達時間tは、846(μm)/1600×10(μm/s)=0.53×10-6(s)=0.53(μs)と算出された。この計算値からt=0.5(μs)と近似した。
 駆動装置から各駆動チャネルに対して印加される駆動信号は、図5に示した正電圧(+V)のみからなる矩形波とした。パルス幅PWは1AL=5.0μs、駆動周期Tは100μsとした。なお、駆動信号は全チャネル列に対して共通の駆動装置から印加されるものとした。
 インクジェットヘッドを、図1に示すインクジェット記録装置のキャリッジ上に搭載した。駆動グループA、B間の位相差(nAL+t)を、n=1とし、1×5.0+0.9=5.9μsとして、駆動グループAに先に駆動信号を印加するようにインクジェットヘッドを駆動して、インクジェット印刷を行った。
<安定射出性>
 用いたヘッドの全ノズルから、インクをフルデューティにて、30分間または60分間連続射出を行い、その際にノズル欠の発生、ノズル面に付着した液滴の数を観察することで連続射出試験評価を行った。その結果を表2に示す。
 ◎:ノズル欠の発生無く、液滴の付着なし
 ○:ノズル欠の発生無く、液滴の付着5個以内
 △:ノズル欠の発生無く、液滴の付着20個以内
 ×:ノズル欠の発生あり
<クロストーク>
 各駆動グループA、Bの各ノズルからそれぞれ吐出される液滴を、カメラを用いて撮像した。得られた液滴像を画像処理することによって液滴速度を計算した。その結果からチャネル列毎の各ノズルの平均速度を求めた。得られた平均速度から、|駆動グループAの平均速度-駆動グループBの平均速度|を計算し、その計算値から駆動グループAの平均速度に対する変動比率(=計算値/駆動グループAの平均速度×100:単位%)を求めた。以下の基準に従ってクロストークの影響を評価した。その結果を表2に示す。
 ◎:5%未満
 ○:5%以上10%未満
 △:10%以上15%未満
 ×:15%以上
<駆動負荷>
 インクジェットヘッドを駆動する際の駆動負荷について、nAL+t=0として全チャネル列に位相差を設けずに全駆動チャネルを駆動した際の電流値を100とし、それに対する比率(%)を求めた。駆動負荷の値は小さいほど好ましい。その結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2に示されるように、5μm以上の粗大粒子の割合が6%であるインクA1およびB1ではノズル欠が発生し、安定に射出できないことがわかった。これに対して、5μm以上の粗大粒子の割合が3%以下であるインクでは、いずれもノズル欠は発生しなかった。ただし、5μm以上の粗大粒子の割合が3%であるインクA2やB2、2μm以上の粗大粒子の割合が6%または3%であるインクC1またはC2では、ノズル欠は発生しないものの、ノズル面に液滴が付着した。
 [実施例2]
 〔染料分散液H1~H2の調製〕
 下記各添加剤を順次混合した後、この混合液を、サンドグラインダーを用いて分散処理して分散染料分散液を調製した。このとき、分散処理中に実施例1と同様に、液中パーティクルカウンターを用いて粗大粒子量を測定し、所定の割合になったところで分散処理を終了した。
 分散染料(表3に記載の種類) 25部  
 グリセリン 30部
 分散剤(表1に記載の種類、量)
 イオン交換水 総量を100部とするのに要する量  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
〔インクH1-H2の調製〕
 上記調製した染料分散液H1-H2を用いて、下記の処方に準じてインクH1-H2を調製した。
 分散染料分散液 40部
 エチレングリコール 20部
 グリセリン 適量
 ジエチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム 適量
 プロキセルGXL(AVECIA社製) 0.1部  
 イオン交換水 総量を100部とするのに要する量  
 グリセリンは、インクの粘度が10.0mPa・sになるよう量を調整した。ジエチルへキシルスルホコハク酸ナトリウムを適量添加し、インクの表面張力が32mN/mとなるよう添加した。その後、気体透過性のある中空糸膜(三菱レーヨン社製)内に調製した各インクを通液し、中空糸膜の外表面側を水流アスピレータで減圧することにより、インク中の溶存気体を除去した。また、脱気後は真空パックに充填して、空気の混入を防いだ。  
《連続射出試験》
 調製したインクH1-H2を用いて、インクジェット装置で連続射出試験を行った。
 図2に示したインクジェットヘッドと同じ構造の2列のチャネル列を有するインクジェットヘッドを用意した。一方のチャネル列を駆動グループA、他方のチャネル列を駆動グループBとした。各チャネル列はそれぞれ256ノズル、チャネル列間のノズル間距離Dは1.128mm、AL=5.0μsであった。このインクジェットヘッドの2つのチャネル列は同一の駆動回路にて駆動が行われる。
 前述の通り、インクH1-H2の粘度が10mPa・sであり、表面張力が32mN/mであり、インク中を伝わる音の速度は1300m/sであった。以上の条件から、「駆動グループ間のノズル間距離」/「音がインク中を伝わる速度」で求められる圧力波伝達時間tは、1128(μm)/1300×10(μm/s)=0.87×10-6(s)=0.87(μs)と算出される。この計算値からt=0.9(μs)と近似した。
 駆動装置から各駆動チャネルに対して印加される駆動信号は、図5に示した正電圧(+V)のみからなる矩形波を使用した。パルス幅PWは1AL=5.0μs、駆動周期Tは100μsとした。なお、駆動信号は全チャネル列に対して共通の駆動装置から印加されるものとした。
〈駆動条件1〉
 このインクジェットヘッドを、図1に示すインクジェット記録装置のキャリッジ上に搭載し、駆動グループA、B間の位相差(nAL+t)を、n=1とし、1×5.0+0.9=5.9μsとして、駆動グループAに先に駆動信号を印加するようにインクジェットヘッドを駆動した。
〈駆動条件2〉
 駆動条件1と同一のインクジェットヘッドにおいて、駆動グループA、B間の位相差を全く設けず、nAL+t=0として、同様に、安定射出性と、クロストークと、駆動負荷とを評価した。その結果を表4に示す。
〈駆動条件3〉
 駆動条件1と同一のインクジェットヘッドにおいて、位相差(nAL+t)をn=0.5、t=0として、0.5×5.0=2.5μsとした以外は、実施例1と同一にし、安定射出性と、クロストークと、駆動負荷とを評価した。その結果を表4に示す。
 安定射出性(連続射出時間は120分とした)と、クロストークと、駆動負荷の評価は、実施例1と同様にして行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表4に示されるように、駆動条件1では、射出が安定しており、クロストークの発生もなく、駆動負荷も抑制された。一方で、駆動条件2では、駆動グループA、B間の位相差を設けなかったため、クロストークが発生した。また、駆動条件3では、駆動グループA、B間の位相差が不適切であるため、クロストークが発生した。
 本発明のインクジェット染色方法は、インクジェットヘッドからのインク射出安定性を高めることができる。よって、高品質なインクジェット染色物が得られる。
 H:インクジェットヘッド
 1:ヘッドチップ
  1a:前端面
  1b:後端面
  1c:端縁
  11、11A、11B:駆動チャネル(圧力室)
  12、12A、12B:ダミーチャネル
  13、13A、13B:隔壁(圧力付与手段)
  14:駆動電極
  15A、15B:接続電極
 2:ノズルプレート
  21:ノズル
 3:配線基板
  3a:端部
  31:接合領域
  32A、32B:貫通穴
  33A、33B:配線電極
 4:FPC
 5:インクマニホールド
  51:共通インク室
 100:インクジェット記録装置
 200:搬送機構
  201:搬送ローラー対
  202:搬送モーター
  203:搬送ローラー
 300:ガイドレール
 400:キャリッジ
 500:駆動装置
  501、502:駆動回路

Claims (3)

  1.  少なくとも分散染料、分散剤、水および水溶性有機溶媒を含有するインクを、インクジェットヘッドから射出して繊維に記録するインクジェット染色方法であって、
     前記インクに含まれる分散染料粒子の総個数に対する、粒径5μm以上の分散染料粒子の個数比率が5%以下であり、
     前記インクジェットヘッドは、駆動信号の印加により動作する圧力付与手段によって内部のインクをノズルから吐出させるための圧力を発生する圧力室が配列された列を2列以上有し、前記圧力室同士は共通インク室によって連通しており、
     前記圧力室が配列された列をN個(Nは2以上の整数)の駆動グループに分割し、前記駆動グループ毎に、前記圧力室の前記圧力付与手段に印加する前記駆動信号に、nAL+t(但し、nは1以上の整数、ALは圧力室における圧力波の音響的共振周期の1/2、tは「駆動グループ間のノズル間距離」/「前記インク中を音が伝わる速度」で求められる圧力波伝達時間)の位相差を与える、インクジェット染色方法。
  2.  隣接する前記圧力室の列を、互いに異なる駆動グループとすることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット染色方法。
  3.  前記インクのチクソトロピック指数が1.2以下である、請求項1または2に記載のインクジェット染色方法。
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