JP2002309136A - インク、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット記録方法に用いた場合に、イ
ンクジェット記録装置のへッド先端部やインク流路内に
おける目詰まりを生じたり、記録ヘッドからインク滴が
吐出しなくなるといった不具合を生じることのない、長
期間の保存或いは記録の休止中にインク成分が気化しに
くく、構成成分が化学的に安定な、記録性、吐出安定
性、吐出応答性、或いは連続記録性に優れるインクの提
供。 【解決手段】 色材及びこれを溶解又は分散する液媒体
を含むインクジェット用インクにおいて、２，４−ジエ
チル−１，５−ペンタンジオールを含有することを特徴
とするインク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種画像形成装置
に適用可能なインクに関し、特に、インクジェット記
録、更には、サーマルインクジェット記録に好適なイン
クジェット用インクに関する。また本発明は、インクジ
ェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及
びインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像形成装置としては、熱転
写、ＬＢＰ、ドットインパクト、インクジェット等の各
種の記録方式のプリンターが知られている。この中で、
インクジェット記録方法は、高画質のフルカラー印刷
を、安価に且つ高速に形成することが可能であることか
ら、近年、各種プリンター、コピー、ファクシミリ等へ
の応用、開発が盛んに行われている。このようなインク
ジェット記録方法としては、各種のものが知られている
が、例えば、ピエゾ振動子によってインクに圧力を加え
てインクを吐出させる方法、インクに静電界をかけてそ
の引力を利用してインクを吐出させる方法、インクに熱
エネルギーを加えてインクを発泡させ、その際に発生す
る圧力を利用してインクを吐出させる方法等、種々のイ
ンク吐出方法によってインク滴を形成し、これらの一部
又は全部を紙等の被記録材に付着させて記録画像の形成
を行うものがある。

【０００３】これらのインクジェット記録に用いられる
インクとしては、色材及びこれを溶解又は分散する液媒
体（水、又は各種有機溶媒、或いはこれらの混合物）を
基本成分とし、更にこれに必要に応じて各種添加剤が添
加されたものが使用されている。

【０００４】しかしながら、先に従来例で列挙した各種
のインクジェット記録方法においては、いずれのインク
吐出方法によっても、長期間の保存或いは記録の休止中
に、インクジェット記録用インクのインク成分が気化し
たり、或いはインクの構成成分が化学変化を生じる等に
起因して、インクジェット記録装置のヘッドの先端部や
インク流路内において目詰まりが生じたり、インク物性
の変化や固形分の析出によって、記録ヘッドからインク
滴が全く吐出しなくなることが起こる場合がある。

【０００５】又、インクの吐出停止が起こらないまで
も、インク中における固形分の析出は、均一なインク滴
の発生、或いはインク滴の安定な飛翔等に対して悪影響
を及ぼし、記録性、吐出安定性、吐出応答性、或いは連
続記録性を低下させる原因ともなる。又、インクの構成
成分が化学変化を起こすと、調合時に所望の値に調整さ
れたインクの物性値が変化し、やはり、記録性、吐出安
定性、吐出応答性、或いは連続記録性を低下させる原因
となる。このため、インクの構成成分として気化しにく
い液媒体成分、化学的に安定な色材、或いは上記の欠点
を生じない色材と液媒体との組み合わせが求められてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、インクジェット記録方法に用いた場合に、インクジ
ェット記録装置のヘッド先端部やインク流路内における
目詰まりを生じたり、記録ヘッドからインク滴が吐出し
なくなるといった不具合を生じることのない、長期間の
保存或いは記録の休止中にインク成分が気化しにくく、
構成成分が化学的に安定な、記録性、吐出安定性、吐出
応答性、或いは連続記録性に優れるインク、特にインク
ジェット記録用に適したインクを提供することにある。
また本発明は、画像を安定して得ることのできるインク
ジェット記録方法を提供することを他の目的とする。ま
た本発明は、画像を安定して記録することのできるイン
クジェット記録装置、及びそれに用いることのできるイ
ンクカートリッジ及び記録ユニットを提供することを更
に他の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は下記の本発明
によって達成される。即ち、本発明にかかるインクは、
色材及びこれを溶解又は分散する液媒体を含むインクに
おいて、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール
を含有することを特徴とする。上記の本発明にかかるイ
ンクは、前記２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオ
ールの含有量が、インク組成物の全重量に対して０．０
５〜１．２重量％の範囲にあるものが好ましい。そして
このインクは、インクジェット記録に好適に用いること
のできるインクジェット用インクとすることができ、更
にはサーマルインクジェット記録方法に好適に用いるこ
とのできるサーマルインクジェット用インクとすること
ができる。本発明にかかるインクジェット記録方法は、
上記したインクジェット記録もしくはサーマルインクジ
ェット記録に用いられるインクをインクジェット法を用
いて吐出する工程を有することを特徴とするものであ
る。本発明にかかるインクカートリッジは、上記したイ
ンクを収容しているインク収容部を備えていることを特
徴とするものである。本発明にかかる記録ユニットは、
上記したインクジェット記録もしくはサーマルインクジ
ェット記録に用いられるインクを収容しているインク収
容部と該インクを吐出する記録ヘッドとを具備している
ことを特徴とするものである。更に本発明にかかるイン
クジェット記録装置は、上記したインクジェット記録も
しくはサーマルインクジェット記録に用いられるインク
を収容しているインク収容部と該インクを吐出する記録
ヘッドとを具備していることを特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明者らは、上記した従来技術の課題に
ついて鋭意検討した結果、インク中に、２，４−ジエチ
ル−１，５−ペンタンジオールを含有させれば、インク
成分の気化や、或いは、インク成分の化学変化によって
生じるインク固着の防止効果をもたせることができ、
又、インクジェット記録においてインクの発一性を向上
させることができることを知見して本発明に至った。本
発明者らの検討によれば、本発明のインクに使用する
２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールは、沸点
が高く、且つ凝固点が低く、広範囲の温度領域において
液体状となるため、例え、インクを構成する成分の一部
が気化することが生じても、インクジェット記録装置の
ヘッド先端部やインク流路内における目詰まりを生じる
ことがない。

【０００９】このようにインク中に２，４−ジエチル−
１，５−ペンタンジオールが含有されていると、広範囲
な温度領域において、特に、非動作状態で放置されてい
た状態においてインク中の固形分の発生が有効に抑制さ
れるので、非動作状態で放置した後の初期吐出性（発一
性）に卓越した効果が発揮される。本発明のインクに使
用する２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールの
好ましい含有量は、インク全重量に対して、０．０５〜
１．２重量％の範囲であることが好ましい。インク中に
上記したような範囲で２，４−ジエチル−１，５−ペン
タンジオールを含有させると、インクに固着防止効果が
付与されて、インクジェット記録装置の記録ヘッドの先
端部やインク流路内において生じることのあった目詰ま
りや、吐出不能が有効に防止され、発一性が向上し、良
好な画像形成が安定して行えるインクジェット用インク
が得られる。

【００１０】本発明のインクは、インク液の担体として
の液媒体、記録像を形成する色材、及び所望の特性を得
るために必要に応じて添加される添加剤等からなり、特
に、前記したように２，４−ジエチル１．５−ペンタン
ジオールを必須成分として含有されていることを特徴と
する。

【００１１】本発明のインクを構成する液媒体として
は、一般的な水溶性有機溶媒であれば問題なく使用する
ことができる。例えば、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコール等のポリアルキレングリコール
類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチ
レングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６
−ヘキサントリオール、ヘキシレングリコール、ジエチ
レングリコール、チオジグリコール等のアルキレン基が
２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；グ
リセリン：エチレングリコールメチルエーテル、ジエチ
レングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ト
リエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテ
ル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類；メチ
ルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコ
ール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコー
ル、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアル
コール、イソブチルアルコール、ベンジルアルコール、
シクロヘキサノール等のアルコール類；ジメチルホルム
アミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセト
ン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトンアルコ
ール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル
類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、
１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等の含窒素複
素環式ケトン類等が挙げられる。

【００１２】これらの中で望ましい水溶性有機溶剤とし
ては、例えば、エチレングリコール、トリエチレングリ
コール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコー
ル、グリセリン、チオジグリコオール、エチルアルコー
ル、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール等で
あり、又、それらの含有量は、一般的には、インクの全
重量に対して１〜３５重量％の範囲であることが望まし
い。

【００１３】本発明のインクに使用可能な色材として
は、従来公知の直接染料、酸性染料、食用染料、塩基性
染料、反応性染料、分散染料、建染染料、可溶性建染染
料、反応分散染料、油性染料、及び顔料等が挙げられ
る。これら色材の含有量は、液媒体成分の種類、インク
に要求される特性等に依存して決定されるが、一般に
は、インク全重量に対して０．２〜２０重量％、好まし
くは０．５〜１０重量％を占める割合で含有される。

【００１４】本発明のインクを構成する主成分は上記の
通りであるが、その他、各種の分散剤、界面活性剤、粘
度調整剤、表面張力調整剤、蛍光増白剤、酸化防止剤、
防かび剤、及びｐＨ調整剤等を本発明の目的の達成を妨
げない範囲において必要に応じて添加することができ
る。

【００１５】本発明のインクは、インクジェット記録に
好適に用いることができ、特に、サーマルインクジェッ
ト記録方法に使用された場合に顕著な効果を発揮する。
その装置の主要部である記録ヘッドの構成例を、図１、
図２及び図３に示す。ヘッド１３は、インクを通す溝１
４を有するガラス、セラミックス又はプラスチック板等
と、感熱記録に用いられる発熱ヘッド１５（図ではヘッ
ドが示されているが、これに限定されるものではない）
とを接着して得られる。発熱ヘッド１５は、酸化シリコ
ン等で形成される保護膜１６、アルミニウム電極１７−
１及び１７−２、ニクロム等で形成される発熱抵抗体層
１８、蓄熱層１９、アルミナ等の放熱性のよい基盤２０
とによりなっている。

【００１６】インク２１は、吐出オリフィス（微細孔）
２２まできており、圧力Ｐによりメニスカス２３を形成
している。今、電極１７−１及び１７−２に電気信号が
加わると、発熱ヘッド１５のｎで示される領域が急激に
発熱し、ここに接しているインク２１に気泡が発生し、
その圧力でメニスカス２３が突出し、インク２１が吐出
し、オリフィス２２より記録小滴２４となり、被記録材
２５に向かって飛翔する。図３に、図１に示すヘッドを
多数並べたマルチヘッドの外観斜視図を示す。該マルチ
ヘッドは、マルチ溝２６を有するガラス板２７と、図１
に説明したものと同様な発熱ヘッド２８を密着して製作
されている。尚、図１は、インク流路に沿ったヘッド１
３の断面図であり、図２は図１のＡ−Ｂ線での切断図で
ある。

【００１７】図４に、かかるヘッドを組み込んだインク
ジェット記録装置の一例を示す。図４において、６１
は、ワイピング部材としてのブレードであり、その一端
はブレード保持部材によって保持されて固定端となり、
カンチレバーの形態をなす。ブレード６１は記録ヘッド
による記録領域に隣接した位置に配設され、又、図４に
示した装置の場合、記録ヘッドの移動経路中に突出した
形態で保持される。６２はキャップであり、ブレード６
１に隣接するホームポジションに配設され、記録ヘッド
の移動方向と垂直な方向に移動して吐出口面と当接し、
キャッピングを行う構成を備える。更に、６３はブレー
ド６１に隣接して設けられるインク吸収体であり、ブレ
ード６１と同様、記録ヘッドの移動経路中に突出した形
態で保持される。上記ブレード６１、キャップ６２、吸
収体６３によって吐出回復部６４が構成され、ブレード
６１及び吸収体６３によってインク吐出口面の水分、塵
埃等の除去が行われる。

【００１８】６５は、吐出エネルギー発生手段を有し、
吐出口を配した吐出口面に対向する被記録材にインクを
吐出して記録を行う記録ヘッドであり、６６は、記録ヘ
ッド６５を搭載して記録ヘッド６５の移動を行うための
キャリッジである。キャリッジ６６はガイド軸６７と摺
動可能に係合し、キャリッジ６６の一部は、モータ６８
によって駆動されるベルト６９と接続（不図示）してい
る。これによりキャリッジ６６はガイド軸６７に沿った
移動が可能となり、記録ヘッド６５による記録領域及び
その隣接した領域の移動が可能となる。５１は、被記録
材を挿入するための給紙部、５２は、不図示のモータに
より駆動される紙送りローラである。これらの構成によ
って記録ヘッドの吐出口面と対向する位置へ被記録材が
給紙され、記録が進行するにつれて排紙ローラ５３を配
した排紙部へ排紙される。

【００１９】上記構成において記録ヘッド６５が記録終
了等でホームポジションに戻る際、ヘッド回復部６４の
キャップ６２は記録ヘッド６５の移動経路から退避して
いるが、ブレード６１は移動経路中に突出している。こ
の結果、記録ヘッド６５の吐出口面がワイピングされ
る。尚、キャップ６２が記録ヘッド６５の吐出面に当接
してキャッピングを行う場合、キャンプ６２は記録ヘッ
ドの移動経路中に突出するように移動する。記録ヘッド
６５がホームポジションから記録開始位置へ移動する場
合、キャップ６２及びブレード６１は上述したワイピン
グ時の位置と同一の位置にある。この結果、この移動に
おいても記録ヘッド６５の吐出口面はワイピングされ
る。上述の記録ヘッドのホームポジションへの移動は、
記録終了時や吐出回復時ばかりでなく、記録ヘッドが記
録のために記録領域を移動する間に所定の間隔で記録領
域に隣接したホームポジションヘ移動し、この移動に伴
って上記ワイピングが行われる。

【００２０】図５は、ヘッドにインク供給部材、例え
ば、チューブを介して供給されるインクを収容したイン
クカートリッジの一例を示す図である。ここで４０は、
供給用インクを収容したインク収容部、例えばインク袋
であり、その先端にはゴム製の栓４２が設けられてい
る。この栓４２に針（図示せず）を挿入することによ
り、インク袋４０中のインクをヘッドに供給可能ならし
める。４４は、廃インクを受容する吸収体である。イン
ク収容部としては、インクとの接液面がポリオレフィ
ン、特に、ポリエチレンで形成されているものが好まし
い。本発明のインクを使用するインクジェット記録装置
としては、前記の如きヘッドとインクカートリッジが別
体となったものに限らず、図６に示す如きそれらが一体
となったものも好適に用いられる。

【００２１】図６において、７０は記録ユニットであっ
て、この中にインクを収容したインク収容部、例えば、
インク吸収体が収納されており、かかるインク吸収体中
のインクが複数のオリフィスを有するヘッド部７１から
インク滴として吐出される構成になっている。インク吸
収できる。７２は記録ユニット内部を大気に連通させる
ための大気連通口である。この記録ユニット７０は、図
４で示す記録ヘッドに変えて用いられるものであって、
キャリッジ６６に対し着脱自在になっている。尚、本発
明のインクは、上記したインクに熱エネルギーを作用さ
せてインク液滴を吐出するインクジェット記録装置に特
に好適に用いられるが、その他、圧電素子を使用するピ
エゾ方式のインクジェット記録装置でも同様に利用でき
る。

【００２２】

【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更
に詳細に説明する。 ＜実施例１〜３＞下記の方法で実施例１〜３のインクを
作製したが、その際、色材として表１に示す染料を用い
た。下記組成を配合した後、純水を加えて全部で１００
部とし、その後、ポアサイズ０．２ミクロンのメンブラ
ンフィルター（富士フィルム製）で加圧濾過してインク
を得た。

【００２３】

【００２４】＜比較例１〜３＞上記した実施例のインク
に対して本発明の効果を示すための比較対照として、実
施例１〜３で使用した、２，４−ジエチル−１，５−ペ
ンタンジオールを含有していない以外は同様の成分から
なる比較例１〜３のインクを作製した。

【００２５】上記で得られた実施例１〜３及び比較例１
〜３の各インクをキヤノン製バブルジェットプリンター
ＢＪＦ−８００のインクタンクに詰めてプリンターにセ
ットし、３５℃の環境下で１ヶ月間放直後、吸引動作を
行い、インク吐出の回復した吸引回数を比較し、各イン
クに付与された固着防止効果の程度を下記の基準で評価
した。又、チェックパターンの印字を行って、下記の基
準でインクの発一性を評価した。評価結果は表２に示し
た。

【００２６】（１）固着防止 ○：ポンプ２回以内で回復した。 △：ポンプ３回以上５回以内で回復した。 ×：回復せず

【００２７】（２）発一性 ○：印字欠陥がみられない。 ×：印字欠陥がみられる。

【００２８】

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、サ
ーマルインクジェット記録方法に好適に使用される水性
インクの固着防止及び発一性の向上を図るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録装置のヘッドの縦断面図で
ある。

【図２】インクジェット記録装置のヘッドの横断面図で
ある。

【図３】インクジェット記録装置のヘッドの外観斜視図
である。

【図４】インクジェット記録装置の一例を示す斜視図で
ある。

【図５】インクカートリッジの縦断面図である。

【図６】記録ユニットの一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１３：ヘッド １４：インク溝 １５、２８：発熱ヘッド １６：保護膜 １７：アルミニウム電極 １８：発熱抵抗体層 １９：蓄熱層 ２０：基板 ２１：インク ２２：吐出オリフィス（微細孔） ２３：メニスカス ２４：インク小滴 ２５：被記録材 ２６：マルチ溝 ４０：インク袋 ４２：ゴム製の栓 ４４：インク吸収体 ４５：インクカートリッジ ５１：給紙部 ５２：紙送りローラー ５３：排紙ローラー ６１：ブレード ６２：キャップ ６３：インク吸収体 ６４：吐出回復部 ６５：記録ヘッド ６６：キャリッジ ６７：ガイド軸 ６８：モーター ６９：ベルト ７０：記録ユニット ７１：ヘッド部 ７２：大気連通口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 FC01 2H086 BA59 BA62 4J039 BC07 BC09 BC13 BC16 BC31 BC36 BC37 BC50 BC51 BC54 BE01 BE03 BE04 BE05 BE07 BE08 BE12 CA03 CA04 CA06 CA07 EA11 EA41 EA44 GA24

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 色材及びこれを溶解又は分散する液媒体
   を含むインクにおいて、２，４−ジエチル−１，５−ペ
   ンタンジオールを含有することを特徴とするインク。
2. 【請求項２】 前記２，４−ジエチル−１，５−ペンタ
   ンジオールの含有量が、インク組成物の全重量に対して
   ０．０５〜１．２重量％の範囲にある請求項１に記載の
   インク。
3. 【請求項３】 該インクがインクジェット用インクであ
   る請求項１または２に記載のインク。
4. 【請求項４】 該インクが、サーマルインクジェット記
   録方法に使用される請求項３に記載のインク。
5. 【請求項５】 請求項３または４に記載のインクをイン
   クジェット法を用いて吐出する工程を有することを特徴
   とするインクジェット記録方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれかに記載のインク
   を収容しているインク収容部を備えていることを特徴と
   するインクカートリッジ。
7. 【請求項７】 請求項３または４に記載のインクを収容
   しているインク収容部と該インクを吐出する記録ヘッド
   とを具備していることを特徴とする記録ユニット。
8. 【請求項８】 請求項３または４に記載のインクを収容
   しているインク収容部と該インクを吐出する記録ヘッド
   とを具備していることを特徴とするインクジェット記録
   装置。