JP2003080684A - Ink-jet recording head - Google Patents

Ink-jet recording head

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JP2003080684A
JP2003080684A JP2001279154A JP2001279154A JP2003080684A JP 2003080684 A JP2003080684 A JP 2003080684A JP 2001279154 A JP2001279154 A JP 2001279154A JP 2001279154 A JP2001279154 A JP 2001279154A JP 2003080684 A JP2003080684 A JP 2003080684A
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JP
Japan
Prior art keywords
ink
jet recording
recording head
nozzle
recording
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001279154A
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Japanese (ja)
Inventor
Akiyoshi Ouchi
明美 大内
Tsutomu Maekawa
勉 前川
Kunihiro Tamahashi
邦裕 玉橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Koki Co Ltd filed Critical Hitachi Koki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink-jet recording head for easily performing filling of an ink and an apparatus for ink-jet recording. SOLUTION: In the ink-jet recording head with an nozzle discharging the ink and an ink liquid room communicating with the nozzle through an ink passage, before an aqueous recording ink is filled, a mixed liquid containing water, acetylene glycol or acetylene alcohol and glycerin and containing no coloring ingredient is filled from the ink liquid room to the nozzle.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、吐出信頼性が高い
カラー記録を行うためのインクジェット記録ヘッドおよ
びインクジェット記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inkjet recording head and an inkjet recording apparatus for performing color recording with high ejection reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、液体インクジェット記録用の
水性記録用インクが初期充填される前は、水、有機溶剤
あるいはこれらの混合物に、界面活性作用がある黒染料
を溶解ないしは分散した混合液が調合されてきた。これ
らは黒単色印字においては多くの特性を満足するもの
の、他色や異なる有機溶剤のインクを噴射する場合には
噴射特性または色特性の低下を生じるため、異なるイン
クに交換するには大量の洗浄液での洗浄工程が不可欠で
あった。またインク充填のために消費される時間は10
分以上、消費される水性記録用インクの量は50ml以
上で、回収する機構が具備されていないため廃棄にあた
っては環境面で好ましくなかった。
2. Description of the Related Art Conventionally, before the initial filling of a water-based recording ink for liquid ink jet recording, a mixed solution in which a black dye having a surface-active action is dissolved or dispersed in water, an organic solvent or a mixture thereof. It has been prepared. Although these satisfy many characteristics in black monochrome printing, when ejecting ink of other colors or different organic solvents, the ejection characteristics or color characteristics deteriorate, so a large amount of cleaning liquid must be used to replace different inks. The cleaning process at was essential. Also, the time consumed for ink filling is 10
The amount of water-based recording ink consumed is 50 ml or more, and it is not environmentally preferable for disposal because it has no recovery mechanism.

【0003】更にインクジェット記録において、高速記
録あるいは長時間連続記録を行う際にインク液の吐出効
率、吐出安定性、吐出応答性等が低下することがある。
その原因の一つとして、記録ヘッドの液室内でインクが
気泡を発生することが挙げられ、この気泡が微細な吐出
オリフィス付近でインクの流れを妨げること、インク液
滴吐出の原動力が気泡に吸収され、信号に対応して液滴
が安定して吐出されないこと、応答性が低下すること等
の不都合を生じる。
Further, in ink jet recording, when high speed recording or continuous recording for a long time is performed, the ejection efficiency, ejection stability, ejection responsiveness, etc. of the ink liquid may decrease.
One of the reasons for this is that the ink causes bubbles in the liquid chamber of the recording head, which impedes the flow of ink near the minute ejection orifices, and the driving force for ink droplet ejection is absorbed by the bubbles. As a result, inconveniences such as the droplets not being ejected stably in response to the signal and the responsiveness being lowered occur.

【0004】従来からインク中に発生する不要な気泡の
除去法として種々の方法が採用されている。特許第3037
512号では、インク接液部を構成する材料のインク接液
部形成面にイオン注入法で、O+、H+、Au+の少なく
ともいずれか一つのイオンを注入することで親水処理さ
れている記録ヘッドが開示されている。特許第3110314
号では、インクジェットヘッドを構成する部材表面に硫
酸と過酸化水素水との混合溶液である硫過水による処理
を行い、硫過水による処理後にジエタノールアミン溶液
による処理を施し、部材表面の親水性が劣化した後に酸
処理を行う親水化処理方法が提案されている。特許第26
71390号には、ヘッド材料とインクの濡れ性の問題から
生じる印字不良を改良するために、印字に用いるインク
が初期充填されるまでの間、黒染料を含む充填液により
調整する方法が提案されているが、カラー記録に対応す
るものではなかった。また、特開平4-359071号公報、特
開平4-359072号公報、特開2000-154344号公報、特開200
1―26736号公報は、いずれも記録紙中にインク滴を速や
かに浸透させ定着性を向上させる目的でアセチレングリ
コールと着色剤を含有するインク組成物が提案されてい
る。
Conventionally, various methods have been adopted as a method for removing unnecessary bubbles generated in ink. Patent No. 3037
In No. 512, hydrophilic treatment is carried out by injecting at least one ion of O + , H + , and Au + by an ion implantation method into the surface of the material forming the ink wetted portion where the ink wetted portion is formed. A recording head is disclosed. Patent No. 3110314
In No. 6, the surface of the member that constitutes the inkjet head is treated with sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture, which is a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution, and then treated with a diethanolamine solution after the treatment with sulfuric acid / hydrogen peroxide solution. A hydrophilic treatment method has been proposed in which acid treatment is performed after deterioration. Patent No. 26
No. 71390 proposes a method of adjusting a filling liquid containing a black dye until the ink used for printing is initially filled in order to improve a printing defect caused by a problem of wettability between the head material and the ink. However, it was not compatible with color recording. In addition, JP 4-359071A, JP 4-359072A, JP 2000-154344A, JP 200
JP-A 1-267736 proposes an ink composition containing acetylene glycol and a colorant for the purpose of promptly penetrating ink droplets into a recording paper to improve the fixability.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、従
来技術に見られた複雑な親水製造工程やインク充填また
は交換時の洗浄工程でのインクの浪費を解消し、低コス
トおよび環境負荷を低減し、カラー記録に適合すると共
に、その際、印字欠損や、印字品位の低下を起こすこと
のないインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット
記録装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, the waste of ink in the complicated hydrophilic manufacturing process and the cleaning process at the time of ink filling or replacement found in the prior art is eliminated, and the low cost and environmental load are reduced. However, it is an object of the present invention to provide an inkjet recording head and an inkjet recording device which are suitable for color recording and do not cause print defects or deterioration in print quality at that time.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の要旨は、着色成分を含まない混合液が親水処理効果
を有し、特別な手段または処理を施さずに速やかに水性
記録用インクを充填または置換可能なインクジェット記
録ヘッドを提供することである。具体的には、インクを
吐出するノズルと、該ノズルと連通するインク液室を有
するインクジェット記録ヘッドにおいて、水性記録用イ
ンクを充填する前に、着色成分を含まず、水、アセチレ
ングリコールまたはアセチレンアルコールおよびグリセ
リンを含有する混合液を前記インク液室からノズルまで
充填することである。
Means for Solving the Problems The gist of the present invention for solving the above problems is that a mixed liquid containing no coloring component has a hydrophilic treatment effect, and a water-based recording ink can be quickly produced without any special means or treatment. It is an object of the present invention to provide an inkjet recording head that can be filled or replaced. Specifically, in an ink jet recording head having a nozzle for ejecting ink and an ink liquid chamber communicating with the nozzle, water, acetylene glycol or acetylene alcohol containing no coloring component before being filled with the aqueous recording ink. And filling the mixture liquid containing glycerin from the ink liquid chamber to the nozzle.

【0007】特にグリセリンの添加量を25〜70wt
%(重量パーセント)とし、この混合液が、JIS−K
3362の起泡力と泡の安定度試験において泡の安定度
が30mm以下、粘度が25℃で5mPa・s以上であるこ
とが望ましい。
Particularly, the amount of glycerin added is 25 to 70 wt.
% (Weight percent), and this mixture is JIS-K
In the foaming power and foam stability test of 3362, it is desirable that the foam has a stability of 30 mm or less and a viscosity of 5 mPa · s or more at 25 ° C.

【0008】更に、この混合液は水性記録用インクで置
換することにより、速やかに水性記録用インクを充填す
ることができる。
Further, by substituting the aqueous recording ink for this mixed liquid, the aqueous recording ink can be quickly filled.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の特徴を以下に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The features of the present invention will be described below.

【0010】本発明においては、インクを吐出するノズ
ルと、ノズルにインク流路を介して連通するインク液室
を有するインクジェット記録ヘッドで、特に前記インク
流路、インク液室を含むインク接液部に親水膜を持たな
い記録ヘッドに対してより有効に効果を発揮するもので
ある。本発明者等は煩雑な親水処理の代替として種々水
性インクに汎用性のある混合液に接液部材に濡れやすい
親水トリートメント効果を付与させ、通常の印字動作を
行うだけでインク液室およびインク流路に親水効果を与
えるという発想で本発明に至った。
In the present invention, an ink jet recording head having a nozzle for ejecting ink and an ink liquid chamber communicating with the nozzle through an ink flow channel, particularly an ink contact portion including the ink flow channel and the ink liquid chamber. It is more effective for a recording head having no hydrophilic film. As an alternative to the complicated hydrophilic treatment, the present inventors have added a versatile mixed solution to various aqueous inks to impart a hydrophilic treatment effect that makes it easy to wet the liquid contact member, and perform a normal printing operation to form an ink liquid chamber and an ink flow. The present invention has been accomplished based on the idea of giving a hydrophilic effect to the road.

【0011】インクジェット記録における吐出安定性は
プリントヘッド周辺部の親水処理により達成してきた。
しかしながら、インクジェット記録の最大のメリットで
あるカラー記録における低ランニングコストを実現する
ための検討は十分ではなかった。特に標準色からプリン
タ使用者が指定した色(カスタムカラー)に変更し、同
一ノズルから異なるインクを吐出し、カラー記録を行う
場合においては、不良が発生する懸念がある。特に、色
材に顔料を用いたインクは、特性を制御するため、分散
安定剤、乾燥防止剤等が色ごとに異なる場合が多く、複
雑な調合がなされているため、種々水性インクに汎用性
があり、着色成分を含まない混合液で洗浄することが効
果的である。
Ejection stability in ink jet recording has been achieved by hydrophilic treatment around the print head.
However, the study for realizing the low running cost in color recording, which is the greatest merit of inkjet recording, has not been sufficient. In particular, when a standard color is changed to a color specified by the printer user (custom color), different inks are ejected from the same nozzle, and color recording is performed, there is a concern that defects may occur. In particular, inks that use pigments as colorants often have different dispersion stabilizers, anti-drying agents, etc. for each color in order to control the characteristics, and since they are complicatedly prepared, they are versatile for various water-based inks. It is effective to wash with a mixed solution containing no coloring component.

【0012】界面活性剤を添加すると、親水処理がない
接液部に対しても接触角が25℃で30°以下と濡れや
すくなった。しかし空気の巻き込みがなくても混合液自
身から泡の発生が見られ、これが原因で十分な親水処理
または洗浄ができなかった。これに対して、アセチレン
グリコールまたはアセチレンアルコールまたはこれらの
混合物を水および25wt%以上のグリセリン溶液に少
量添加することにより改善できる。
When the surfactant was added, the contact angle with respect to the liquid-contacting part which was not subjected to the hydrophilic treatment was 30 ° or less at 25 ° C., which facilitated wetting. However, even when air was not entrained, bubbles were observed to be generated from the mixed liquid itself, and due to this, sufficient hydrophilic treatment or washing could not be performed. On the other hand, it can be improved by adding a small amount of acetylene glycol or acetylene alcohol or a mixture thereof to water and a glycerin solution of 25 wt% or more.

【0013】また、JIS−K3362の起泡力と泡の
安定度試験において、グリセリンの添加量が25wt%
未満の組成物は泡の安定度が30mmよりも大きかった
のに対して、グリセリンを25wt%以上含む混合液は
泡の安定度が30mm以下と例外的に消泡性に優れるこ
とを確認した。この理由は分明ではないが、水およびグ
リセリンとアセチレングリコール、アセチレンアルコー
ルの相溶性の違いに基づく可能性がある。
According to JIS-K3362 foaming power and foam stability test, the addition amount of glycerin was 25 wt%.
It was confirmed that the compositions of less than 1 had a foam stability of greater than 30 mm, whereas the mixed solution containing 25 wt% or more of glycerin had a foam stability of 30 mm or less and was exceptionally excellent in defoaming properties. The reason for this is not clear, but it may be based on the difference in compatibility between water and glycerin and acetylene glycol and acetylene alcohol.

【0014】また、インク接液部におけるインク組成物
の接触角は25℃で35°以下であった。これに従い、
十分な濡れ性とかつ消泡性を兼ね備えた混合液としての
特性を満足した。
Further, the contact angle of the ink composition at the ink contacting portion was 35 ° or less at 25 ° C. According to this,
The properties as a mixed liquid having both sufficient wettability and defoaming property were satisfied.

【0015】25℃の混合液の粘度は5mPa・s以上が好
ましい。5mPa・s未満の粘度では、十分な親水処理が行
えない。5〜15mPa・sの粘度範囲がさらに望ましい。
The viscosity of the mixed solution at 25 ° C. is preferably 5 mPa · s or more. If the viscosity is less than 5 mPa · s, sufficient hydrophilic treatment cannot be performed. A viscosity range of 5 to 15 mPa · s is more desirable.

【0016】充填する量は混合液がヘッドの流路中を満
たす量であれば特に限定はないが、特性が得られる最少
量であることが望ましく、0.5〜50ml程度である
ことが望ましい。混合液および記録用インクを回収およ
び再使用する機構を備えたインクジェット記録装置であ
るとさらによい。
The amount to be filled is not particularly limited as long as the mixed liquid fills the flow path of the head, but is preferably the minimum amount capable of obtaining the characteristics, and is preferably about 0.5 to 50 ml. . It is further preferable that the inkjet recording apparatus has a mechanism for collecting and reusing the mixed liquid and the recording ink.

【0017】本発明の目的を達成する重要成分としては
アセチレングリコールおよびアセチレンアルコールで、
具体的にはオルフィンB、P、Y、A、STG、SPC、E1004、E
1010、AK-02、サーフィノール104E、104H、104BC、104D
PM、104PA、104S、420、440、465、485、SE、SE-F、50
4、61(日信化学工業製)が用いられる。添加量は、
0.01〜5wt%含むことが望ましい。過剰の添加
は、泡の発生を促進し、0.01wt%未満では効果が
少ない。しかし、予めヘッド内部やインク室に親水効果
のあるプラズマアッシャー等で一時的に初期の充填をし
やすい処理を行ったヘッドに対してはこの限りではな
く、微量の添加でも効果がある場合がある。
Acetylene glycol and acetylene alcohol are important components for achieving the object of the present invention.
Specifically, Olfin B, P, Y, A, STG, SPC, E1004, E
1010, AK-02, Surfynol 104E, 104H, 104BC, 104D
PM, 104PA, 104S, 420, 440, 465, 485, SE, SE-F, 50
4, 61 (manufactured by Nisshin Chemical Industry) is used. The addition amount is
It is desirable to contain 0.01 to 5 wt%. Excessive addition promotes the generation of bubbles, and less than 0.01 wt% is less effective. However, this is not limited to a head that has been previously subjected to a treatment that facilitates temporary initial filling in the inside of the head or the ink chamber with a plasma asher having a hydrophilic effect, and addition of a small amount may be effective. .

【0018】本発明においてグリセリンはアセチレング
リコールおよびアセチレンアルコールの消泡を促進する
目的で使用するが、一般的な水性記録用インクにはノズ
ルの乾燥を防止するために添加されているため、混合液
との相溶性がよく不具合が生じない。過剰の添加は、混
合液の粘度を増加させ充填が困難になるため25〜70
wt%含むことが望ましい。25wt%以下では消泡効
果が得られない。
In the present invention, glycerin is used for the purpose of promoting defoaming of acetylene glycol and acetylene alcohol. However, since it is added to a general aqueous recording ink to prevent the nozzle from drying, a mixed liquid is used. Has good compatibility with and does not cause any problems. Excessive addition increases the viscosity of the mixed solution and makes filling difficult.
It is desirable to include wt%. If it is 25 wt% or less, the defoaming effect cannot be obtained.

【0019】また、本発明においては、インクジェット
記録ヘッドに混合液を充填後、直ちに水性記録用インク
に置換する(この場合、混合液の役割は洗浄液)か、あ
るいは混合液をインクジェット記録ヘッドに予め充填し
た状態で、例えば出荷または不使用時の仮のインク(こ
の場合、混合液の役割は充填液)として充填し、使用時
に水性記録用インクに置換するようにしている。
Further, in the present invention, after the ink jet recording head is filled with the liquid mixture, it is immediately replaced with the aqueous recording ink (in this case, the role of the liquid mixture is a cleaning liquid), or the liquid mixture is previously stored in the ink jet recording head. In the filled state, for example, it is filled as a temporary ink when shipped or not used (in this case, the role of the mixed liquid is a filled liquid), and is replaced with an aqueous recording ink when used.

【0020】混合液を水性記録用インクで置換する方法
段としては、混合液をヘッド部から排出し、インクジェ
ット記録ヘッドのノズルにつないだポンプを駆動して吸
引し、インク容器から水性記録用インクをインクジェッ
ト記録ヘッド内に供給する自動吸引操作による方法と、
インク容器を加圧してノズルに水性記録用インクを充填
する加圧操作方法等があるが、気泡の取りこみがないよ
うに配慮した方法であれば制限はない。
As a method of replacing the mixed liquid with the aqueous recording ink, the mixed liquid is discharged from the head portion, and a pump connected to the nozzle of the ink jet recording head is driven to suck the mixed liquid, and the aqueous recording ink is discharged from the ink container. A method by an automatic suction operation for supplying the ink into the inkjet recording head,
There are pressure operation methods such as pressurizing the ink container to fill the nozzles with the water-based recording ink, but there is no limitation as long as it is a method in which bubbles are not taken in.

【0021】水性記録用インクに特に限定はないが、混
合液と相溶性がある類似の組成物でプリントヘッドや周
辺部材を腐食したり特性を変化させたりすることがない
ものが好ましい。例えば、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、ジエチレングリコールおよびジプロピ
レングリコール、トリエチレングリコール、ペンタメチ
レングリコール、ポリエチレングリコール(以上和光純
薬製)等、メチルグリコール、メチルジグリコール、メ
チルトリグリコール、メチルポリグリコール、ブチルグ
リコール、ブチルジグリコール、ブチルトリグリコー
ル、イソブチルグリコール(以上、日本乳化剤製)等の
エチレングリコール系エーテルおよびメチルプロピレン
グリコール、メチルプロピレンジグリコール、メチルプ
ロピレントリグリコール、プロピルプロピレングリコー
ル、 プロピルプロピレンジグリコール、ブチルプロピ
レングリコール、ブチルプロピレンジグリコール、フェ
ニルプロピレングリコール(以上、日本乳化剤製)等の
プロピレングリコール系エーテル等、この他にもカルボ
ン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、燐酸エステル
塩類等のアニオン系界面活性剤、アルキルアミン塩、ジ
アルキルアミン塩、テトラアルキルアンモニウム塩ベン
ザルコニウム塩、アルキルピリジウム塩、イミダゾリニ
ウム塩等のカチオン系界面活性剤、カルボキシベタイ
ン、スルホベタインアミノカルボン酸、燐酸エステル塩
等の両性界面活性剤、エーテル系、エステル系、エーテ
ルエステル系、含窒素系があり具体的には、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アルキ
ルアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロ
ピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエ
ステル、ショ糖エステル、グリセリンエステルのポリオ
キシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキ
シエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキ
シエチレンエーテル、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、アミンオキシド等の非イ
オン系界面活性剤等が広く利用できる。
The water-based recording ink is not particularly limited, but a similar composition compatible with the mixed liquid, which does not corrode the print head or peripheral members or change the characteristics, is preferable. For example, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol and dipropylene glycol, triethylene glycol, pentamethylene glycol, polyethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), methyl glycol, methyl diglycol, methyl triglycol, methyl polyglycol, butyl glycol. , Butyldiglycol, butyltriglycol, isobutylglycol (all manufactured by Nippon Emulsifier), etc. and methylpropylene glycol, methylpropylenediglycol, methylpropylenetriglycol, propylpropyleneglycol, propylpropylenediglycol, butylpropylene Glycol, butyl propylene diglycol, phenyl propylene glycol (above, Japan Propylene glycol-based ethers (e.g., emulsifiers), and other anionic surfactants such as carboxylic acid salts, sulfuric acid ester salts, sulfonic acid salts, and phosphoric acid ester salts, alkylamine salts, dialkylamine salts, tetraalkylammonium salts. Cationic surfactants such as benzalkonium salts, alkylpyridinium salts, imidazolinium salts, amphoteric surfactants such as carboxybetaine, sulfobetaine aminocarboxylic acid, and phosphoric acid ester salts, ether-based, ester-based, ether-ester based , Nitrogen-containing, specifically, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, glycerin ester, sorbitan ester, sucrose ester, glycerin ester polyoxy Chiren'eteru, polyoxyethylene ether of sorbitan ester, polyoxyethylene ether of sorbitol ester, fatty acid alkanolamide, polyoxyethylene fatty acid amides, nonionic surfactants such as amine oxides can be used widely.

【0022】物性調整剤としては、KOH等の金属水酸
化物、各種界面活性剤、ジエタノールアミン、トリエタ
ノールアミン等のアルコールアミン類、りん酸、強酸の
アルコールアミン塩、アンモニウム塩、低級カルボン
酸、グリコール酸、乳酸等のヒドロキシカルボン酸、安
息香酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、チアベンダゾ
ール、ベンズイミダゾール等の防かび剤、キレート化
剤、脱酸素剤、消泡剤、静電気防止剤、導電性付与剤、
高分子界面活性剤等各種の添加剤が用途に応じて使用で
きる。混合液に添加したアセチレングリコールおよびア
セチレンアルコールを使用することもできる。
Examples of the physical property modifier include metal hydroxides such as KOH, various surfactants, alcohol amines such as diethanolamine and triethanolamine, phosphoric acid, alcohol amine salts of strong acids, ammonium salts, lower carboxylic acids, glycols. Acids, hydroxycarboxylic acids such as lactic acid, sodium benzoate, potassium sorbate, thiabendazole, fungicides such as benzimidazole, chelating agents, deoxidizers, defoamers, antistatic agents, conductivity imparting agents,
Various additives such as polymer surfactants can be used depending on the application. It is also possible to use acetylene glycol and acetylene alcohol added to the mixed solution.

【0023】染料としては、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、反応分散染料等、通常インクジェット
記録に使用する各種染料を使用することができる。顔料
としては上記ビヒクルに良分散して耐候性に優れた有機
顔料およびカーボンブラックが望ましい。
As the dyes, direct dyes, acid dyes, food dyes, basic dyes, reactive dyes, disperse dyes, vat dyes,
Various dyes usually used in ink jet recording such as soluble vat dyes and reaction disperse dyes can be used. As the pigment, organic pigments and carbon black, which are well dispersed in the vehicle and have excellent weather resistance, are desirable.

【0024】本発明においては、ノズルプレートおよび
それ以外のインク流路部材の材質は、ステンレス、F
e、Ni等の金属に限定されず、アクリル、ポリカーボ
ネート等のプラスチック、更にはシリコン、ガラス、セ
ラミックなどで形成しても問題はない。また、ノズルは
電鋳、機械加工、ドライエッチングなどの方法を用いて
形成しても何ら問題はない。
In the present invention, the material of the nozzle plate and other ink flow path members is stainless steel, F
The material is not limited to metals such as e and Ni, and plastics such as acryl and polycarbonate, as well as silicon, glass, and ceramics can be used without any problem. There is no problem even if the nozzle is formed by using a method such as electroforming, machining or dry etching.

【0025】本発明の記録ヘッドは、圧電素子を用いた
オンデマンド型インクジェット記録の記録ヘッドあるい
は記録方法には、ライン型記録、シリアル型記録、転写
型(シャトル型)記録等、様々な様式があるが、これら
に特に限定されることなく使用される。インクジェット
記録装置としては、加熱、乾燥工程や両面印刷機構、混
合液やインク回収機構等を付加することも可能である。
The recording head of the present invention has various modes such as line-type recording, serial-type recording, transfer-type (shuttle-type) recording, etc. for the on-demand type ink-jet recording recording head or recording method using a piezoelectric element. However, they are used without particular limitation. It is also possible to add a heating / drying process, a double-sided printing mechanism, a mixed liquid / ink collecting mechanism, etc. to the ink jet recording apparatus.

【0026】更に、このインクジェット記録ヘッドは、
印刷を必要とするときのみインク小滴を噴射させる、従
来公知のインクジェットプリンタ、例えばオフィス用プ
リンタ、工業用マーキングに使用されているプリンタ、
ワイドフォーマット型プリンタ、刷版及び製版用プリン
タ、ラベルプリンタおよびこの典型的操作を持つ全ての
タイプのプリンタに使用可能であるがこれらに限定され
るものではない。
Further, this ink jet recording head is
A conventionally known inkjet printer that ejects ink droplets only when printing is required, for example, an office printer, a printer used for industrial marking,
It can be used in, but is not limited to, wide format printers, plate and plate making printers, label printers and all types of printers having this typical operation.

【0027】次に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、記載例に限定されるものではない。
Next, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】〔実施例1〜4〕ダイレクト刷版作成機
(日立工機製SJ02A)にプラスチック製のヘッドを
固定した印刷試験機を使用した。このヘッドは親水処理
がなく、水性記録用インクの濡れ性が悪くて、無処理で
は市販黄染料インクとヘッド材料の接触角は60°であ
るため、表1に示す混合液A(実施例1)、B(実施例
2)、C(実施例3)、D(実施例4)を室温で充填し
た。接触角は、接触角計(協和界面科学(株)製CONTAC
T ANGLEMETER CA−D)を使用し、常温においてインク滴
下30秒後の値を測定した。
Examples 1 to 4 A printing tester in which a plastic head was fixed to a direct printing plate making machine (SJ02A manufactured by Hitachi Koki) was used. This head has no hydrophilic treatment, the wettability of the aqueous recording ink is poor, and the contact angle between the commercially available yellow dye ink and the head material is 60 ° without treatment. Therefore, the mixed liquid A shown in Table 1 (Example 1) was used. ), B (Example 2), C (Example 3) and D (Example 4) were charged at room temperature. The contact angle is a contact angle meter (CONTAC manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.)
T ANGLEMETER CA-D) was used to measure the value 30 seconds after the ink was dropped at room temperature.

【0030】充填方法としては混合液が入った容器から
インク供給チューブを介してヘッド部に供給する。ノズ
ルにつないだポンプを駆動すると吸引が始まり、容器か
ら混合液がヘッドに供給される。
As a filling method, the mixture is supplied from the container into the head portion through the ink supply tube. When the pump connected to the nozzle is driven, suction starts and the mixed liquid is supplied from the container to the head.

【0031】混合液の泡の安定度試験は、JIS K−
3362に準じた起泡力測定装置((有)桐山製作所、Ca
t.No.JIS-197-1)を使用し、常温において測定したとこ
ろいずれも0〜30mmであった。粘度は回転粘度計
(トキメック製EDLモデル)を用いて測定した。25
℃における粘度は5.1〜9.2mPa・sであった。
The stability test of bubbles in the mixed solution is conducted according to JIS K-
Foaming force measuring device conforming to 3362 (Kiriyama Seisakusho, Ca
When measured at room temperature using t.No.JIS-197-1), all were 0 to 30 mm. The viscosity was measured by using a rotational viscometer (EDL model manufactured by Tokimec). 25
The viscosity at ° C was 5.1 to 9.2 mPa · s.

【0032】市販黄染料インクを充填後、まず用紙表面
にインク吐出速度3kHz、用紙送り速度を10ips
として、解像度300(×600)dpiで印刷を10
分間行った。評価は、不吐出ノズルの発生無し(○)、
不吐出ノズルの発生有り(×)とした。実施例1〜4の
インク組成物は親水膜を持たない記録ヘッドにおいてい
ずれも不吐出ノズルが発生せず安定した記録ができた。
After filling with a commercially available yellow dye ink, first, the ink ejection speed is 3 kHz and the paper feed speed is 10 ips on the paper surface.
Print at a resolution of 300 (× 600) dpi
I went for a minute. The evaluation is that there is no non-ejection nozzle (○),
The occurrence of non-ejection nozzles was determined (x). The ink compositions of Examples 1 to 4 did not generate non-ejecting nozzles in the recording head having no hydrophilic film, and stable recording was possible.

【0033】市販黄染料インクとヘッド材料の接触角は
15〜26°で、消泡性と十分な濡れ性を兼ね備えた混
合液であることが判った。混合液を充填した後は市販イ
ンクの充填が円滑に行えるため、充填のために消費する
時間は2分程度、インク量は20ml以下で済んだ。 〔実施例5〜8〕実施例1〜4の評価後、表1に示す混
合液E(実施例5)、F(実施例6)G(実施例7)、
H(実施例8)を室温で充填し、市販黄染料インクを洗
浄し、市販青顔料インクで置換した。実施例1と同様の
方法で評価および混合液を充填した。混合液の泡の安定
度は1〜25mmで、粘度は5.0〜8.3mPa・sであ
った。接触角は、15〜38°で、消泡性と十分な濡れ
性を兼ね備えたインクジェット記録に適した特性であっ
た。
The contact angle between the commercially available yellow dye ink and the head material was 15 to 26 °, and it was found to be a mixed solution having both defoaming property and sufficient wettability. Since the commercially available ink can be smoothly filled after filling the mixed liquid, the time consumed for filling is about 2 minutes and the amount of ink is 20 ml or less. [Examples 5 to 8] After evaluation of Examples 1 to 4, mixed solutions E (Example 5), F (Example 6) G (Example 7) shown in Table 1,
H (Example 8) was filled at room temperature, the commercial yellow dye ink was washed and replaced with the commercial blue pigment ink. Evaluation and filling of the mixed solution were carried out in the same manner as in Example 1. The foam stability of the mixed solution was 1 to 25 mm, and the viscosity was 5.0 to 8.3 mPa · s. The contact angle was 15 to 38 °, which was a characteristic suitable for ink jet recording having both defoaming property and sufficient wettability.

【0034】混合液を充填した後は市販インクの充填が
円滑に行えるため、充填のために消費するインク量は2
5ml以下で済み、吐出も安定していた。 〔比較例1〕精製水80wt%、グリセリン20wt%
を混合した混合液類似物を製造し、実施例1と同様の測
定、評価を行い充填した。結果を表1に示す。25℃に
おける粘度は2.5mPa・sであった。泡の安定度は10
mmであった。インクの接触角は、65°とインクとヘ
ッド材料との接触角が大きいため、空気の巻き込みによ
る気泡の発生があるために、インクの充填が困難で安定
した吐出が行えなかった。
Since the commercially available ink can be smoothly filled after filling the mixed liquid, the amount of ink consumed for filling is 2
The amount was 5 ml or less, and the discharge was stable. [Comparative Example 1] 80 wt% purified water, 20 wt% glycerin
A mixture similar to that prepared by mixing was prepared, and the same measurement and evaluation as in Example 1 were performed to fill the mixture. The results are shown in Table 1. The viscosity at 25 ° C. was 2.5 mPa · s. Bubble stability is 10
It was mm. Since the contact angle of the ink is 65 °, which is large, the contact angle between the ink and the head material is large, and bubbles are generated due to the entrainment of air. Therefore, it is difficult to fill the ink and stable ejection cannot be performed.

【0035】〔比較例2〕精製水100wt%およびオ
ルフィンE1010を5.5wt%混合した混合液類似
物を製造し、実施例1と同様の測定、評価を行い充填し
た。結果を表1に示す。25℃における粘度は1.3mP
a・sであった。泡の安定度は60mmであった。接触角
は、13°であるため、混合液類似物自身が発泡すると
消泡性が低いことから、インクの充填が困難で安定した
吐出が行えなかった。
[Comparative Example 2] A mixed liquid analog prepared by mixing purified water (100 wt%) and Olfine E1010 (5.5 wt%) was manufactured, and the same measurement and evaluation as in Example 1 were carried out and the mixture was filled. The results are shown in Table 1. Viscosity at 25 ℃ is 1.3mP
It was a ・ s. The foam stability was 60 mm. Since the contact angle was 13 °, the defoaming property was low when the mixed liquid analog itself foamed, so that it was difficult to fill the ink and stable ejection could not be performed.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明のインクジェット記録ヘッドは、
汎用性のある着色成分を含まない混合液を充填すること
により親水処理効果を有し、従来技術に見られた複雑な
接液部の親水処理工程や異なるインクに交換するには大
量の洗浄液での洗浄工程を解消し、高速性および低価格
の要求を満たし、カスタムカラー等のカラー化が容易で
あるため、ランニングコストを大幅に改善した用途が広
いインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録
装置の製造が可能となる。
The ink jet recording head of the present invention is
It has a hydrophilic treatment effect by filling a mixed liquid that does not contain a coloring component with general versatility, and a large amount of cleaning liquid can be used for the complicated hydrophilic treatment process of wetted parts found in the prior art and for changing to a different ink. Since it eliminates the cleaning process, meets the demands of high speed and low price, and can easily create custom colors, it is possible to manufacture inkjet recording heads and inkjet recording devices that have a wide range of uses with significantly improved running costs. Becomes

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インクを吐出するノズルと、該ノズルと連
通するインク液室を有するインクジェット記録ヘッドに
おいて、 水性記録用インクを充填する前に、着色成分を含まず、
水、アセチレングリコールまたはアセチレンアルコール
およびグリセリンを含有する混合液を前記インク液室か
らノズルまで充填することを特徴とするインクジェット
記録ヘッド。
1. An ink jet recording head having a nozzle for ejecting ink and an ink liquid chamber communicating with the nozzle, which does not contain a coloring component before being filled with an aqueous recording ink,
An ink jet recording head, characterized in that a mixed liquid containing water, acetylene glycol or acetylene alcohol and glycerin is filled from the ink liquid chamber to the nozzle.
【請求項2】前記混合液はグリセリンを25〜70wt
%含有し、かつJIS−K3362の起泡力と泡の安定
度試験において泡の安定度が30mm以下であることを
特徴とする請求項1記載のインクジェット記録ヘッド。
2. The mixed solution contains 25 to 70 wt of glycerin.
%, And the foam stability and foam stability test of JIS-K3362 are 30 mm or less in the ink jet recording head according to claim 1.
【請求項3】前記混合液の粘度が25℃で5mPa・s以上
であることを特徴とする請求項2記載のインクジェット
記録ヘッド。
3. The ink jet recording head according to claim 2, wherein the viscosity of the mixed liquid is 5 mPa · s or more at 25 ° C.
【請求項4】インクを吐出するノズルと、該ノズルと連
通するインク液室を有するインクジェット記録ヘッドに
おいて、 着色成分を含まず、水、アセチレングリコールまたはア
セチレンアルコールおよびグリセリンを含有する混合液
を前記インク液室からノズルまで充填し、前記混合液を
水性記録用インクで置換することを特徴とするインクジ
ェット記録ヘッド。
4. An ink jet recording head having a nozzle for ejecting ink and an ink liquid chamber communicating with the nozzle, wherein a mixed liquid containing water, acetylene glycol or acetylene alcohol and glycerin is contained without the coloring component. An ink jet recording head, characterized in that the liquid chamber is filled up to the nozzle and the mixed liquid is replaced with an aqueous recording ink.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101290909B1 (en) 2006-01-30 2013-07-29 니폰 가가쿠 고교 가부시키가이샤 External additive for toner and process for producing the same
JP2013212624A (en) * 2012-04-02 2013-10-17 Seiko Epson Corp Cleaning method and cleaning device

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