JP2006188633A - Recording fluid, liquid cartridge, liquid delivery apparatus and liquid delivery method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対象物に記録を行うために液滴の状態で対象物に付着される記録液、この記録液が収容される液体カートリッジ、この液体カートリッジに収容されたインクを吐出口より液滴の状態にして対象物に吐出する液体吐出装置及び液体吐出方法に関する。 The present invention relates to a recording liquid that adheres to an object in the form of droplets in order to perform recording on the object, a liquid cartridge that stores the recording liquid, and ink that is stored in the liquid cartridge from a discharge port. The present invention relates to a liquid ejecting apparatus and a liquid ejecting method for ejecting a target object.
液体吐出装置としては、例えば対象物となる記録紙に対して吐出手段より記録液のインクを吐出させて、画像や文字を記録するインクジェット方式のプリンタ装置がある。このインクジェット方式を用いたプリンタ装置は、低ランニングコスト、装置の小型化、印刷画像のカラー化が容易という利点がある。 As the liquid ejection apparatus, for example, there is an ink jet type printer apparatus that records an image or characters by ejecting ink of a recording liquid from an ejection unit onto a recording paper as an object. A printer device using this ink jet system has advantages such as low running cost, small device size, and easy colorization of printed images.
インクジェット記録方式としは、例えばディフレクション方式、キャビティ方式、サーモジェット方式、バブルジェット(登録商標)方式、サーマルインクジェット方式、スリットジェット方式、スパークジェット方式等がある。これらのインクジェット記録方式は、インクを微小な液滴の状態で吐出させる吐出手段であるインク吐出ヘッドの吐出口、いわゆるノズルより吐出させて記録紙に着弾させ、画像や文字等の記録を行う。 Examples of the ink jet recording method include a deflection method, a cavity method, a thermo jet method, a bubble jet (registered trademark) method, a thermal ink jet method, a slit jet method, and a spark jet method. In these ink jet recording methods, an image is ejected from an ejection port of an ink ejection head, which is an ejection unit that ejects ink in the form of minute droplets, so-called nozzles, and landed on a recording sheet to record an image, characters, or the like.
このようなインクジェット記録方式に用いるインクに対しては、ノズルの目詰まりを防止することが求められている。ノズルの目詰まりは、例えばインク中に生ずる微小な泡等が一つの要因になっていると考えられている。 For ink used in such an ink jet recording system, it is required to prevent nozzle clogging. It is considered that nozzle clogging is caused by, for example, minute bubbles generated in the ink.
インクでは、空気等の気体が所定量溶解するが、温度上昇に伴い気体の溶解度が低下したときに、インク中の溶解しきれない気体が分離し、それがインク中で微小な泡となる。具体的に、プリンタ装置では、インクをインク吐出ヘッドに供給するインクカートリッジやインク吐出ヘッド内に存在するインクの温度が上昇すると、液中に溶存していた気体が放出され、インク中に微小な泡が形成される。 In the ink, a predetermined amount of gas such as air dissolves, but when the solubility of the gas decreases as the temperature rises, the gas that cannot be completely dissolved in the ink is separated and becomes a fine bubble in the ink. Specifically, in the printer device, when the temperature of the ink cartridge that supplies ink to the ink discharge head or the temperature of the ink existing in the ink discharge head rises, the gas dissolved in the liquid is released, and a minute amount is discharged into the ink. Bubbles are formed.
インク吐出ヘッドでは、このような微少な泡が存在すると、ノズルよりインクが吐出されない不吐出となったり、ノズルより吐出されたインクの吐出方向がずれてしまうといった吐出不良が生じ、印刷された画像にカスレや白抜けが生じ、印刷画像の品質を低下させる虞がある。 In the ink ejection head, when such a minute bubble is present, ejection failure such as non-ejection in which ink is not ejected from the nozzle or ejection direction of the ink ejected from the nozzle is shifted occurs, and a printed image is generated. There is a risk that blurring or white spots will occur and the quality of the printed image will deteriorate.
特に、サーマル方式及びバブルジェット方式のインクジェット記録方式は、インクに熱エネルギーを作用させてインクを微小な液滴にしてノズルより吐出させる記録方式である。具体的には、インクを熱エネルギー源のヒーターで急熱し、インクの膜沸騰で生成する気泡の圧力でインクを液滴の状態にして吐出する。このため、この記録方式では、ヒーター近傍に熱が蓄積され、インク流路内にあるインクの温度が非常に上昇し易く、微少な泡が発生しやすい。これにより、この記録方式では、インクの不吐出や吐出方向が曲がったりといった吐出不良が著しく生じる虞がある。 In particular, the thermal method and the bubble jet method ink jet recording method are recording methods in which thermal energy is applied to ink to make the ink into fine droplets and ejected from nozzles. Specifically, the ink is rapidly heated by a heater of a thermal energy source, and the ink is ejected in the form of droplets by the pressure of bubbles generated by boiling the ink film. For this reason, in this recording method, heat is accumulated in the vicinity of the heater, the temperature of the ink in the ink flow path is very likely to rise, and minute bubbles are likely to be generated. As a result, in this recording method, there is a possibility that ejection failure such as non-ejection of ink or bending of the ejection direction may occur remarkably.
このような問題を改善するために、例えば下記の特許文献1及び特許文献2には、水性顔料インクに低級アルコールのプロピレンオキサイド付加重合体を配合することが提案されている。しかしながら、これらの提案では、インク中に微少な泡が発生することを十分に抑制することは困難であり、更なる改良が求められている。
In order to improve such a problem, for example, the following
また、下記の特許文献3には、例えばインク中に高級第2アルコールアルコキシレートのエチレンオキサイド付加物を含有させることが提案されている。このインクは、高周波数駆動時の吐出安定性、記録紙への浸透性および乾燥性に優れているとされている。しかしながら、このインクでは、高級第2アルコールアルコキシレートにエチレンオキサイドのみを付加させた化合物を含有させても、微小な泡によるノズルの目詰まりを改良することは困難である。具体的には、インク中にエチレンオキサイドだけを7モル以上付加させたような化合物を含有した場合、泡立ちが激しく、ノズルの目詰まりも著しくなる。
また、インクジェット記録方式に用いるインクには、泡立ちを抑え、ノズルの目詰まりを起こさないといった要求の他に、コピー用紙やレポート用紙などの普通紙、いわゆる上質紙に対して印刷を行った場合、光学濃度の低下、境界滲み、混色ベタ斑等の画像の品質低下が発生しないようにするということも要求される。 In addition, the ink used in the ink jet recording method, in addition to the requirement to suppress bubbling and prevent nozzle clogging, when printing on plain paper such as copy paper and report paper, so-called high-quality paper, It is also required to prevent degradation of image quality such as a decrease in optical density, boundary blurring, and mixed color solid spots.
このような要求に対しては、例えば下記の特許文献4に、水不溶性色素をスルホン酸(塩)基を有する高分子及び/又はリン酸(塩)基を有する高分子で処理したものを色素として使用し、更にインクにカルボン酸(塩)基を有する高分子を添加することが提案されている。
In response to such a requirement, for example, in
また、下記の特許文献5には、インクにD−マンヌロン酸とL−グルロン酸の比が0.5〜1.2の範囲にあるアルギン酸を配合することが提案されている。特許文献6には、インクにフッ素系またはシリコン系から選ばれる少なくとも1種以上の界面活性剤とアルギン酸塩とを配合することが提案されている。特許文献7には、インクにシクロヘキサノールを配合することが提案されている。しかしながら、特許文献5〜特許文献7に記載されている提案でも、ノズルの目詰まり及び画像の品質低下を防止する満足な結果を得ることは困難であり、更なる改良が求められている。
また、インク中に発生する微少な泡による問題は、記録紙に対して高速印刷を行うことが可能なプリンタ装置、すなわち記録紙の幅と略同じ範囲をインクの吐出範囲としたライン型のプリンタ装置において、より顕著に発生する(例えば、特許文献7を参照。)。 In addition, the problem caused by the minute bubbles generated in the ink is that the printer device capable of performing high-speed printing on the recording paper, that is, a line type printer having an ink ejection range substantially the same as the width of the recording paper. It occurs more prominently in the apparatus (see, for example, Patent Document 7).
ライン型のプリンタ装置は、記録紙の送り方向の略直交方向、すなわち記録紙の幅方向に1列以上のノズルが並設され、記録紙の送り方向と略直交方向に吐出手段を走査しながら印刷を行うシリアル型のプリンタ装置等と異なる。ライン型のプリンタ装置は、例えば記録紙の送り方向を横切るようにインクタンクよりインクを導くインク流路が形成され、インク流路にノズルを有する吐出手段が複数配置された構造からなる。ライン型のプリンタ装置では、ノズルが多くなる分、ノズル毎に設けられたヒーターの数も多くなって、微少な泡が発生し易く、且つインクタンクから吐出手段までの間をつなぐインク流路の距離が長くて構造が複雑なため発生した微少な泡を取り除き難くなっており、微少な泡による不具合が顕著に発生する。 The line-type printer device has one or more nozzles arranged in parallel in a direction substantially perpendicular to the recording paper feed direction, that is, in the width direction of the recording paper, while scanning the ejection means in a direction substantially perpendicular to the recording paper feed direction. It differs from a serial type printer that performs printing. The line-type printer device has a structure in which, for example, an ink flow path for guiding ink from an ink tank is formed so as to cross the recording paper feeding direction, and a plurality of ejection units having nozzles are arranged in the ink flow path. In line-type printers, the number of heaters provided for each nozzle increases as the number of nozzles increases, and minute bubbles tend to occur, and the ink flow path that connects between the ink tank and the ejection means Since the distance is long and the structure is complicated, it is difficult to remove the fine bubbles generated, and problems due to the fine bubbles are remarkably generated.
ライン型のプリンタ装置においては、ノズルが複数並設されたノズルライン毎のインクの吐出周期が極めて短いため、記録紙への浸透性に優れたインクを用いる必要がある。ライン型のプリンタ装置では、記録紙への浸透性に優れたインクを普通紙等に用いた場合、インクが普通紙の深さ方向、すなわち厚み方向に染込み過ぎることから光学濃度が低下する虞がある。 In a line-type printer apparatus, it is necessary to use ink having excellent permeability to recording paper because the ink ejection cycle for each nozzle line in which a plurality of nozzles are arranged in parallel is extremely short. In a line-type printer device, when ink having excellent permeability to recording paper is used for plain paper, the optical density may decrease because the ink is soaked in the depth direction of plain paper, that is, in the thickness direction. There is.
また、ライン型のプリンタ装置では、例えば異なる色のインクを吐出して記録紙に印刷する、いわゆるカラー印刷を行う場合、記録紙に着弾したインクが十分に紙の内部へ浸透しないうちに次色の液滴が次々と着弾されることから各色間に境界滲みや混色ベタ斑が発生する虞がある。 In addition, in a line-type printer device, for example, when performing so-called color printing by ejecting different color inks on a recording paper, the next color before the ink landed on the recording paper has sufficiently penetrated into the paper. Since the liquid droplets are landed one after another, there is a risk that boundary bleeding and mixed color solid spots occur between the colors.
本発明は、泡立ちを抑え、吐出安定性に優れ、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑のない、高品位な印刷が可能な記録液、この記録液が収容される液体カートリッジ、この液体カートリッジに収容された記録液を用いて高品位な印刷を行える液体吐出装置及び液体吐出方法を提供するものである。 The present invention relates to a recording liquid that suppresses foaming, has excellent ejection stability, has a high optical density, is free from boundary bleeding and mixed-color solids and can be printed with high quality, a liquid cartridge that contains the recording liquid, and the liquid It is an object of the present invention to provide a liquid ejection apparatus and a liquid ejection method that can perform high-quality printing using a recording liquid contained in a cartridge.
本発明に係る記録液は、対象物に記録を行うために液滴の状態で当該対象物に付着され、色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、下記の化学式1に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも1種類以上とを含有することを特徴とする。
The recording liquid according to the present invention is attached to an object in the form of droplets for recording on the object, a dye, a solvent for dissolving or dispersing the dye, and a polycyclic aliphatic represented by the following
また、本発明に係る液体カートリッジは、記録液を液滴の状態で吐出し、対象物に付着させることで記録を行う液体吐出装置に設けられる液体吐出ヘッドに装着され、液体吐出ヘッドに対し、記録液の供給源となり、記録液には、色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、上記の化学式1に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも1種類以上とが含有されていることを特徴とする。
Further, the liquid cartridge according to the present invention is mounted on a liquid discharge head provided in a liquid discharge device that discharges a recording liquid in the form of droplets and attaches to a target to perform recording. A recording liquid supply source, characterized in that the recording liquid contains a dye, a solvent for dissolving or dispersing the dye, and at least one of the polycyclic aliphatic compounds represented by the above
また、本発明に係る液体吐出装置は、装置本体と、装置本体に設けられ、記録液を貯留する液室と、液室に記録液を供給する供給部と、液室に1つ以上設けられ、液室に貯留された記録液を押圧する圧力発生素子と、圧力発生素子により押圧された記録液を各液室から液滴の状態で対象物の主面に向かって吐出させる吐出口とを有する液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドに接続され、供給部に対して記録液の供給源となる液体カートリッジとを備え、記録液には、色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、上記の化学式1に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも1種類以上とが含有されていることを特徴とする。 The liquid ejection device according to the present invention is provided in the apparatus main body, the apparatus main body, a liquid chamber for storing the recording liquid, a supply unit for supplying the recording liquid to the liquid chamber, and at least one liquid chamber. A pressure generating element that presses the recording liquid stored in the liquid chamber; and a discharge port that discharges the recording liquid pressed by the pressure generating element from each liquid chamber in a droplet state toward the main surface of the object. And a liquid cartridge that is connected to the liquid ejection head and serves as a supply source of the recording liquid to the supply unit. The recording liquid includes a dye, a solvent that dissolves or disperses the dye, It is characterized by containing at least one of the polycyclic aliphatic compounds represented by Chemical Formula 1.
また、本発明に係る液体吐出方法は、装置本体と、装置本体に設けられ、記録液を貯留する液室と、液室に記録液を供給する供給部と、液室に1つ以上設けられ、液室に貯留された記録液を押圧する圧力発生素子と、圧力発生素子により押圧された記録液を各液室から液滴の状態で対象物の主面に向かって吐出させる吐出口とを有する液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドに接続され、供給部に対して記録液の供給源となる液体カートリッジとを備える液体吐出装置によるものであり、色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、上記の化学式1に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも1種類以上とを含有する記録液を吐出することを特徴とする。
The liquid ejection method according to the present invention is provided in the apparatus main body, the apparatus main body, a liquid chamber for storing the recording liquid, a supply unit for supplying the recording liquid to the liquid chamber, and one or more in the liquid chamber. A pressure generating element that presses the recording liquid stored in the liquid chamber; and a discharge port that discharges the recording liquid pressed by the pressure generating element from each liquid chamber in a droplet state toward the main surface of the object. A liquid discharge device including a liquid discharge head having a liquid cartridge connected to the liquid discharge head and serving as a recording liquid supply source with respect to the supply unit, and a solvent for dissolving or dispersing the dye, A recording liquid containing at least one or more of the polycyclic aliphatic compounds represented by the above
本発明によれば、記録液中に化学式1で示される複環状脂肪族化合物を含有させることにより、記録液の濡れ性が向上し、記録液中に泡が発生することが抑えられ、泡による吐出口の目詰まりが防止される。これにより、本発明は、吐出口から記録液を吐出する際に不吐出が生じたり、吐出方向が曲がったりといった吐出不良を防止することができる。
According to the present invention, the inclusion of the bicyclic aliphatic compound represented by the
また、本発明によれば、記録液中に複環状脂肪族化合物を含有させることにより、対象物に対する濡れ性も向上し、記録液が対象物に浸透、拡散するため、カスレや白抜けがなく、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑のない、高品位な画像を記録することができる。 Further, according to the present invention, the inclusion of the polycyclic aliphatic compound in the recording liquid also improves the wettability with respect to the object, and the recording liquid penetrates and diffuses into the object, so there is no blur or white spot. It is possible to record a high-quality image having a high optical density and no boundary blur or mixed color solid spots.
以下、本発明が適用されたインク、液体カートリッジ、液体吐出装置及び液体吐出方法について、図面を参照して説明する。図1に示すインクジェットプリンタ装置(以下、プリンタ装置と記す。)1は、所定の方向に走行する記録紙Pに対してインク等を吐出して画像や文字を印刷するものである。また、このプリンタ装置1は、記録紙Pの印刷幅に合わせて、記録紙Pの幅方向、すなわち図1中矢印W方向にインク吐出口(ノズル)を略ライン状に並設した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。
Hereinafter, an ink, a liquid cartridge, a liquid ejection apparatus, and a liquid ejection method to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. An ink jet printer apparatus (hereinafter referred to as a printer apparatus) 1 shown in FIG. 1 prints images and characters by ejecting ink or the like onto a recording paper P traveling in a predetermined direction. In addition, the
このプリンタ装置1は、図2及び図3に示すように、記録紙Pに対して画像や文字等を記録する記録液であるインク2を吐出する液体吐出ヘッドであるインクジェットプリンタヘッドカートリッジ(以下、ヘッドカートリッジと記す。)3と、このヘッドカートリッジ3を装着する装置本体4とを備える。プリンタ装置1は、ヘッドカートリッジ3が装置本体4に対して着脱可能であり、更に、ヘッドカートリッジ3に対してインク供給源となり、インク2を収容する液体カートリッジであるインクタンク5y,5m,5c,5kが着脱可能となっている。このプリンタ装置1では、イエローのインクタンク5y、マゼンタのインクタンク5m、シアンのインクタンク5c、ブラックのインクタンク5kが使用可能となっており、また、装置本体4に対して着脱可能なヘッドカートリッジ3と、ヘッドカートリッジ3に対して着脱可能なインクタンク5y,5m,5c,5kとを消耗品として交換可能になっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
このようなプリンタ装置1では、記録紙Pを積層して収納するトレイ65aを装置本体4の前面底面側に設けられたトレイ装着部6に装着することにより、トレイ65aに収納されている記録紙Pがトレイ装着部6の給紙口65から装置本体4内に送り込まれ、装置本体4内を走行する。プリンタ装置1では、装置本体4内を走行する記録紙Pに対して、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置より入力された文字データや画像データに応じた印刷データを文字や画像として印刷し、装置本体4の前面側の排紙口66に送り出す。
In such a
印刷するときの記録液となるインク2は、色素と、この色素を溶解又は分散させる溶媒と、泡の発生を防止し、濡れ性を向上させる複環状脂肪族化合物とが含有されている。
The
色素としては、従来公知の染料、顔料、着色ポリマー微粒子等を単独で、又は混合して用いることができるが、特に水溶性染料を用いることが好ましい。水溶性染料としては、酸性染料、直接染料、塩基性染料、反応性染料、食用染料のいずれを用いてもよいが、水への溶解度、発色性や堅牢性などの観点から適宜選択することが好ましい。 As the coloring matter, conventionally known dyes, pigments, colored polymer fine particles and the like can be used alone or in combination, but it is particularly preferable to use a water-soluble dye. As the water-soluble dye, any of acid dyes, direct dyes, basic dyes, reactive dyes, and food dyes may be used, and may be appropriately selected from the viewpoint of solubility in water, color developability, fastness, and the like. preferable.
具体的に、イエロー系の水溶性染料としては、例えばC.I.アシッドイエロー17、同23、同42、同44、同79、同142、C.I.フードイエロー3、同4、C.I.ダイレクトイエロー1、同12、同24、同26、同33、同44、同50、同86 、同120、同132、同142、同144、C.I.ダイレクトオレンジ26、同29、同62、同102、C.I.ベーシックイエロー1、同2、同11、同13、同14、同15、同19、同21、同23、同24、同25、同28、同29、同32、同36、同40、同41、同45、同49、同51、同53、同63、同64、同65、同67、同70、同73、同77、同87、同91、C.I.リアクティブイエロー1、同5、同11、同13、同14、同20、同21、同22、同25、同40、同47、同51、同55、同65、同67等を用いることができる。
Specifically, examples of yellow water-soluble dyes include C.I. I.
マゼンダ系の水溶性染料としては、例えばC.I.アシッドレッド1、同8、同13、同14、同18、同26、同27、同35、同37、同42、同52、同82、同87、同89、同92、同97、同106、同111、同114、同115、同134、同186、同249、同254、同289、C.I.フードレッド7、同9、同14、C.I.ダイレクトレッド1、同4、同9、同13、同17、同20、同28、同31、同39、同80、同81、同83、同89、同225、同227、C.I.ベーシックレッド2、同12、同13、同14、同15、同18、同22、同23、同24、同27、同29、同35、同36、同38、同39、同46、同49、同51、同52、同54、同59、同68、同69、同70、同73、同78、同82、同102、同104、同109、同112、C.I.リアクティブレッド1、同14、同17、同25、同26、同32、同37、同44、同46、同55、同60、同66、同74、同79、同96、同97等を用いることができる。
Examples of magenta water-soluble dyes include C.I. I.
シアン系の水溶性染料としては、例えばC.I.アシッドブルー9、同29、同45、同92、同249、C.I.ダイレクトブルー1、同2、同6、同15、同22、同25、同71、同76、同79、同86、同87、同90、同98、同163、同165、同199、同202、C.I.ベーシックブルー1、同3、同5、同7、同9、同21、同22、同26、同35、同41、同45、同47、同54、同62、同65、同66、同67、同69、同75、同77、同78、同89、同92、同93、同105、同117、同120、同122、同124、同129、同137、同141、同147、同155、C.I.リアクティブブルー1、同2、同7、同14、同15、同23、同32、同35、同38、同41、同63、同80、同95等を用いることができる。
Examples of cyan water-soluble dyes include C.I. I.
ブラック系の水溶性染料としては、例えばC.I.アシッドブラック1、同2、同7、同24、同26、同94、C.I.フードブラック1、同2、C.I.ダイレクトブラック19、同22、同32、同38、同51、同56、同71、同74、同75、同77、同154、同168、同171、C.I.ベーシックブラック2、同8、C.I.リアクティブブラック3、同4、同7、同11、同12、同17等を用いることができる。
Examples of black water-soluble dyes include C.I. I.
色素の含有量は、インク2全質量に対して1質量%〜10質量%の範囲であり、より好ましくは2質量%〜6質量%の範囲である。この色素の含有量は、インク2の粘度、乾燥性、吐出安定性、発色性や印画物の保存安定性などを考慮して決定する。
The content of the pigment is in the range of 1% by mass to 10% by mass, more preferably in the range of 2% by mass to 6% by mass with respect to the total mass of the
溶媒としては、主に水を使用するが、インク2に所望の物性を与え、色素の水への溶解性や分散性を改善し、且つインク2の乾燥を防止する等の目的で従来公知の有機溶媒を用いることができる。
As the solvent, water is mainly used, but conventionally known for the purpose of imparting desired physical properties to the
具体的に、有機溶剤としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール等の多価アルコール類や、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチ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エチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類や、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリルエーテル類や、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾイリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物や、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類や、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類や、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄化合物類等を挙げることができる。 Specifically, examples of the organic solvent include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, and polyethylene glycol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, and diethylene glycol. Polyhydric alcohol alkyl ethers such as monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether; polyhydric alcohol allyl ethers such as ethylene glycol monophenyl ether and ethylene glycol monobenzyl ether; and N-methyl-2 -Pyrrolidone, N-hydroxyethyl-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazo Nitrogen-containing heterocyclic compounds such as lydinone, ε-caprolactam, γ-butyrolactone, amides such as formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoethylamine, Examples thereof include amines such as diethylamine and triethylamine, and sulfur-containing compounds such as dimethyl sulfoxide and sulfolane.
有機溶剤の含有量は、インク2全質量に対して5質量%〜50質量%の範囲であり、より好ましくは10質量%〜35質量%の範囲である。有機溶剤の含有量は、インク2の粘度、乾燥性や吐出安定性などを考慮して決定される。
The content of the organic solvent is in the range of 5% by mass to 50% by mass with respect to the total mass of the
インク2に含有される特定の複環状脂肪族化合物としては、下記の化学式1に示すものである。
The specific bicyclic aliphatic compound contained in the
具体的に、複環状脂肪族化合物としては、例えば、ヘキサヒドロ化インダン骨格を有するジオール類である、ヘキサヒドロ−1,2−インダンジオール、ヘキサヒドロ−4,5−インダンジオール、ヘキサヒドロ−5,6−インダンジオール、およびヘキサヒドロ−3,4−インダンジオールを用いることができる。 Specifically, examples of the polycyclic aliphatic compound include hexahydro-1,2-indanediol, hexahydro-4,5-indanediol, and hexahydro-5,6-indane, which are diols having a hexahydroindane skeleton. Diols and hexahydro-3,4-indanediol can be used.
インク2では、上記の各種ヘキサヒドロ化インダン骨格を有するジオール類の中でも、特に下記の化学式2に示すヘキサヒドロ−1,2−インダンジオールが好ましい。
このヘキサヒドロ−1,2−インダンジオールは、例えば、他のヘキサヒドロ化インダン骨格を有するジオール類に比べて、水溶性が高くてインク2の調整を容易に行うことができ、且つ後述するような泡の発生を防止し、インク吐出ヘッド23内の表面への濡れ性や紙のサイズ剤に対する濡れ性などに優れている。
This hexahydro-1,2-indanediol is, for example, higher in water solubility than other diols having a hexahydroindan skeleton, and can easily adjust the
複環状脂肪族化合物は、インク2の泡立ちを抑えることができるため、微小な泡によるノズル52aの目詰まりが防止され、インク2を所定の方向に安定して吐出させることができる。また、この複環状脂肪族化合物は、後述するインク吐出ヘッド23内面への濡れ性を良好にするため、仮にインク2中に微小な泡が発生したとしても、この微小な泡がインク吐出ヘッド23内の表面に留まることがなく、泡によるインク2の不吐出や吐出不良を防止することができる。
Since the bicyclic aliphatic compound can suppress bubbling of the
また、複環状脂肪族化合物は、インク2中に含有させることによって、普通紙に通常用いられるサイズ剤、例えば、スチレン/各種アクリル共重合体、オレフィン系樹脂などの表面サイズ剤やアルキルケテンダイマー系(AKD)、アルケニル無水コハク酸系(ASA)等の内添サイズ剤に対するインク2の濡れ性を向上させる。インク2は、サイズ剤の表面にも十分に濡れることによって、サイズ剤を避けながら繊維に沿ってのみ拡散浸透することなく、繊維中にも併せて均一に浸透、拡散するようになる。これにより、インク2は、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑の発生が防止され、高品位な画像を形成することができる。
In addition, when the bicyclic aliphatic compound is contained in the
複環状脂肪族化合物の含有量は、インク2全質量に対して0.1質量%〜5質量%の範囲であり、より好ましくは0.2質量%〜3質量%の範囲である。複環状脂肪族化合物の含有量が0.1質量%よりも少ない場合には、インク2中の泡の発生を抑えることができず、吐出不良になり、画像品位が低下してしまう。
The content of the bicyclic aliphatic compound is in the range of 0.1% by mass to 5% by mass, more preferably in the range of 0.2% by mass to 3% by mass with respect to the total mass of the
一方、複環状脂肪族化合物の含有量が5質量%よりも多い場合には、インク2の粘性が上がり、吐出安定性が低下してしまう。したがって、複環状脂肪族化合物の含有量は、インク2全質量に対して0.1質量%〜5質量%の範囲とすることで、インク2の高い吐出安定性が得られ、高品位な画像を形成することができる。また、複環状脂肪族化合物の含有量は、インク2の粘度、乾燥性、吐出安定性、発色性や印画物の保存安定性等を考慮して決定される。
On the other hand, when the content of the bicyclic aliphatic compound is more than 5% by mass, the viscosity of the
以上のような構成からなるインク2は、複環状脂肪族化合物が含有されていることによって、インク2の微小な泡の泡立ちが防止され、且つインク吐出ヘッド23内に対する濡れ性が良好となるため、泡によるノズル52aの目詰まりが防止され、所定の方向に安定して吐出される。
Since the
また、インク2は、複環状脂肪族化合物が含有されていることによって、記録紙Pの表面サイズ剤や内添サイズ剤等の各種サイズ剤に対する濡れ性が高くなるため、記録紙P内に均一に浸透、拡散し、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑の発生が防止された高品位な画像の印刷を行うことができる。
Further, since the
また、インク2は、短い吐出周期で吐出されても、記録紙Pに着弾したインクが均一に浸透、拡散するので、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑の発生を防止することができる。
Further, even when the
なお、インク2には、色素、溶媒、複環状脂肪族化合物の他に、例えば、従来公知の界面活性剤、pH調整剤、キレート試薬、防腐防剤、防錆剤等を添加させてもよい。
In addition to the pigment, solvent, and polycyclic aliphatic compound, for example, a conventionally known surfactant, pH adjuster, chelating reagent, antiseptic, rust inhibitor, and the like may be added to the
具体的に、界面活性剤としては、例えば多環フェノールエトキシレート等の特殊フェノール型非イオン界面活性剤や、グリセライトのエチレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコールオレート、ポリオキシアルキレンタロエート、ソルビタンラウリルエステル、ソルビタンオレイルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンオレイルエステル等のエステル型非イオン界面活性剤や、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアマイド、ポリオキシエチレンヤシ油脂肪酸モノエタノールアマイド等のアマイド型非イオン界面活性剤や、アセチレングリコール及びそのエチレンオキサイド付加物や、アルコールサルフェートナトリウム塩、高級アルコールサルフェートナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩、アルキルベンゼンスルフォン酸ナトリウム塩等の陰イオン界面活性剤や、モノ長鎖アルキルカチオン、ジ長鎖アルキルカチオン、アルキルアミンオキサイド等の陽イオン界面活性剤や、ラウリルアミドプロピル酢酸ベタイン、ラウリルアミノ酢酸ベタイン等の両性界面活性剤等を挙げることができ、これらを単独或いは混合したものを用いることができる。 Specifically, as the surfactant, for example, a special phenol type nonionic surfactant such as polycyclic phenol ethoxylate, ethylene oxide adduct of glycerite, polyethylene glycol oleate, polyoxyalkylene taroate, sorbitan lauryl ester, sorbitan Ester type nonionic surfactants such as oleyl ester, polyoxyethylene sorbitan oleyl ester, amide type nonionic surfactants such as coconut oil fatty acid diethanolamide, polyoxyethylene coconut oil fatty acid monoethanolamide, acetylene glycol and the like Ethylene oxide adduct, alcohol sulfate sodium salt, higher alcohol sulfate sodium salt, ammonium polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfate Anionic surfactants such as sodium salt of alkylbenzene sulfonate, cationic surfactants such as mono long chain alkyl cation, di long chain alkyl cation, alkylamine oxide, laurylamidopropyl acetate betaine, laurylamino acetate betaine, etc. These amphoteric surfactants can be used, and these can be used alone or in combination.
界面活性剤の含有量は、インク2全質量に対して0.1質量%〜5質量%の範囲であり、より好ましくは0.2質量%〜1質量%の範囲であり、インク2の静的表面張力が30〜45mN/m(25℃)となるように含有させることが好ましい。
The content of the surfactant is in the range of 0.1% by mass to 5% by mass with respect to the total mass of the
また、pH調整剤としては、例えばジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物、第4級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等が挙げられ、これらを単独或いは混合して用いることができる。 Examples of the pH adjuster include amines such as diethanolamine and triethanolamine, hydroxides of alkali metal elements such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide, ammonium hydroxide, and quaternary ammonium hydroxides. And quaternary phosphonium hydroxides, carbonates of alkali metals such as lithium carbonate, sodium carbonate and potassium carbonate. These can be used alone or in combination.
キレート試薬としては、例えばエチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等が挙げられ、これらを単独或いは混合して用いることができる。 Examples of the chelating reagent include sodium ethylenediaminetetraacetate, sodium nitrilotriacetate, sodium hydroxyethylethylenediaminetriacetate, sodium diethylenetriaminepentaacetate, sodium uramil diacetate and the like, which can be used alone or in combination.
防腐剤としては、例えはデヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム等が挙げられ、これらを単独或いは混合して用いることができる。 Examples of the preservative include sodium dehydroacetate, sodium sorbate, sodium 2-pyridinethiol-1-oxide, sodium benzoate, sodium pentachlorophenol and the like, and these can be used alone or in combination.
防錆剤としては、例えば酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等が挙げられ、これらを単独或いは混合して用いることができる。 Examples of the rust preventive include acidic sulfites, sodium thiosulfate, ammonium thiodiglycolate, diisopropylammonium nitrite, pentaerythritol tetranitrate, dicyclohexylammonium nitrite and the like, and these can be used alone or in combination.
また、インク2には、上述した界面活性剤等の他に、例えば特開平9−227811号公報で提案されているような紫外線吸収剤等を適宜添加するようにしてもよい。
In addition to the above-described surfactant and the like, for example, an ultraviolet absorber as proposed in JP-A-9-227811 may be added to the
また、上述した構成からなるインク2の一般特性は、粘度0.5〜5cP(25℃)、静的表面張力30〜45mN/m(25℃)、pH6〜10(25℃)である。
The general characteristics of the
インク2を調製する場合には、色素と、溶媒と、複環状脂肪族化合物と、従来公知の界面活性剤やpH調整剤等とを所定の配合比で混合し、常温又は40℃〜80℃程度に加熱しながらスクリュー等で攪拌、分散させることで調製できる。
In the case of preparing the
そして、以上で説明したインク2は、図2及び図3に示すように、イエローインクがインクタンク5yに収容され、マゼンタインクがインクタンク5mに収容され、シアンインクがインクタンク5cに収容され、ブラックインクがインクタンク5kに収容される。
In the
次に、上記したプリンタ装置1を構成する装置本体2に対して着脱可能なヘッドカートリッジ3と、このヘッドカートリッジ3に着脱可能にされたインクタンク5y,5m,5c,5kとについて図面を参照して説明する。
Next, referring to the drawings, the
記録紙Pに印刷を行うヘッドカートリッジ3は、図1に示すように、装置本体4の上面側から、すなわち図1中矢印A方向から装着され、記録紙Pに対してインク2を吐出して印刷を行う。
As shown in FIG. 1, the
ヘッドカートリッジ3は、上記したインク2を、例えば電気熱変換式又は電気機械変換式等を用いた圧力発生手段が発生した圧力により微細に粒子化して吐出し、記録紙P等といった対象物の主面に液滴状態にしたインク2を吹き付ける。具体的に、ヘッドカートリッジ3は、図2及び図3に示すように、カートリッジ本体21を有し、このカートリッジ本体21にインク2が充填された容器であるインクタンク5y,5m,5c,5kが装着される。なお、以下では、インクタンク5y,5m,5c,5kを単にインクタンク5ともいう。
The
ヘッドカートリッジ3に着脱可能なインクタンク5は、強度や耐インク性を有するポリプロピレン等の樹脂材料等を射出成形することにより成形されるタンク本体11を有している。このタンク本体11は、長手方向を使用する記録紙Pの幅方向の寸法と略同じ寸法となす略矩形状に形成され、内部に貯留するインク容量を最大限に増やす構成となっている。
The
具体的に、インクタンク5を構成するタンク本体11には、インク2を収容するインク収容部12と、インク収容部12からヘッドカートリッジ3のカートリッジ本体21にインク2を送出するインク供給部13とが設けられている。
Specifically, the
インク収容部12には、上面中央部に外部の空気を取り込む際の孔となる外部連通孔14が設けられている。インク収容部12は、外部連通孔14から内部に向かって延長して設けられた空気導入管15を介して、内部に空気が取り込むことができる。インクタンク5では、インク収容部12内のインク2がインク供給部13からカートリッジ本体21へと送り出された際に、このインク収容部12内のインク2が減少した分に相当する空気が、外部連通孔14から空気導入管15を通してインク収容部12内に取り込まれることになる。
The
空気導入管15の中途部には、インク収容部12から逆流したインク2がいきなり外部連通孔14から外部に流出することがないように、インク2を一時的に貯留させる液体貯留部であるインク貯留部16が設けられている。これにより、インクタンク5では、インク収容部12から空気導入管15を通して逆流したインク2をインク貯留部16が一時的に貯留することによって、外部連通孔14から外部にインク2が漏れ出すことなく、再度インク2をインク収容部12側に戻すことができる。
In the middle part of the
インク供給部13は、インク収容部12の下側略中央部に設けられている。このインク供給部13は、インク収容部12と連通した略突形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するヘッドカートリッジ3の接続部27に嵌合されることにより、インクタンク5のタンク本体11とヘッドカートリッジ3のカートリッジ本体21を接続する。
The
インク供給部13には、インクタンク5の底面側にインク2をカートリッジ本体21側に供給する供給口が設けられている。インクタンク5の底面には、供給口を開放、閉塞する弁機構が設けられている。供給口は、インクタンク5がカートリッジ本体21に装着される前の段階において、弁が供給口を閉塞し、インクタンク5からインク2が漏れ出ることが防止されている。そして、インクタンク5がカートリッジ本体21に装着されると、弁が供給口から離れ、供給口を開放し、ヘッドカートリッジ3側にインク2を供給できる状態となる。
The
また、このインクタンク5には、後述するカートリッジ本体21の装着部22に固定するための固定手段である係止突部17及び係合段部18を有している。係止突部17は、インクタンク5の長辺方向の他端側の側面部から突出形成された突起部であり、後述する装着部22のラッチレバー25に係合される。係合段部18は、インクタンク5の長辺方向の一端側に形成された段差部であり、後述する装着部22の側面に形成された被係合片26に係合される。この係止突部17及び係合段部18により、インクタンク5はカートリッジ本体21に固定されて装着される。
Further, the
以上のような構成のインクタンク5は、上記した構成の他に、例えばインク収容部12内のインク2の残量を検出するための残量検出部や、インクタンク5y,5m,5c,5kを識別するための識別部等を備えている。
In addition to the above-described configuration, the
次に、以上のように構成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインク2を収納したインクタンク5y,5m,5c,5kが装着されるヘッドカートリッジ3について説明する。
Next, the
ヘッドカートリッジ3は、図2及び図3に示すように、上記したインクタンク5とカートリッジ本体21とによって構成され、カートリッジ本体21には、インクタンク5が装着される装着部22y,22m,22c,22k(以下、全体を示すときには単に装着部22ともいう。)と、インク2を吐出するインク吐出ヘッド23と、インク吐出ヘッド23を保護するヘッドキャップ24とを有している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
インクタンク5が装着される装着部22は、略凹形状に形成され、4本のインクタンク5が記録紙Pの幅方向と略直交方向、すなわち記録紙Pの走行方向に並んで収納される。装着部22の底面は、図2に示すように、各色のインクタンク5y、5m、5c、5kを区画するための隔壁22aが各色のインクタンク5y、5m、5c、5kの間に設けられている。
The mounting
装着部22には、インクタンク5が装着された際に、インクタンク5の係止突部17と対向する側面にはラッチレバー25が設けられ、このラッチレバー25に形成された係止孔25aに係止突部17が係止される。また、装着部22には、インクタンク5の係合段部18と対向する側面には被係合片26が設けられており、この被係合片26が係合段部18と係合される。装着部22は、インクタンク5の係止突部17とラッチレバー25の係止孔25aとが係止され、係合段部18と被係合片26とが係合されることにより、インクタンク2が固定され、装着される。
When the
各装着部22y,22m,22c,22kの長手方向略中央には、インクタンク5y,5m,5c,5kが装着部22y,22m,22c,22kに装着されたとき、インクタンク5y,5m,5c,5kのインク供給部13が接続される接続部27が設けられている。この接続部27は、装着部22に装着されたインクタンク5のインク供給部13からカートリッジ本体21の底面に設けられたインク2を吐出するインク吐出ヘッド23にインク2を供給するインク供給路となる。
The
具体的に、接続部27は、図4に示すように、インクタンク5から供給されるインク2を溜めるインク溜め部31と、接続部27に連結されるインク供給部13をシールするシール部材32と、インク2内の不純物を除去するフィルタ33と、インク吐出ヘッド23側への供給路を開閉する弁機構34とを有している。
Specifically, as shown in FIG. 4, the connecting
インク溜め部31は、インク供給部13と接続されインクタンク5から供給されるインク2を溜める空間部である。シール部材32は、インク溜め部31の上端に設けられた部材であり、インクタンク5のインク供給部13が接続部27のインク溜め部31に接続されるとき、インク2が外部に漏れないようインク溜め部31とインク供給部13との間を密閉する。フィルタ33は、インクタンク5の着脱時等にインク2に混入してしまった塵や埃等のごみを取り除くものであり、インク溜め部31よりも下流に設けられている。
The
弁機構34は、図5(A)及び図5(B)に示すように、インク溜め部31からインク2が供給されるインク流入路41と、インク流入路41からインク2が流入するインク室42と、インク室42からインク2を流出するインク流出路43と、インク室42をインク流入路41側とインク流出路43側との間に設けられた開口部44と、開口部44を開閉する弁45と、弁45を開口部44の閉塞する方向に付勢する付勢部材46と、付勢部材46の強さを調節する負圧調整ネジ47と、弁45と接続される弁シャフト48と、弁シャフト48と接続されるダイアフラム49とを有する。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
インク流入路41は、インク溜め部31を介してインクタンク5のインク収容部12内のインク2をインク吐出ヘッド23に供給可能にインク収容部12と連結する供給路である。インク流入路41は、インク溜め部31の底面側からインク室42まで設けられている。
The
インク室42は、インク流入路41、インク流出路43及び開口部44と一体となって形成された略直方体をなす空間部であり、インク流入路41からインク2が流入し、開口部44を介してインク流出路43からインク2を流出する。
The
インク流出路43は、インク室42から開口部44を介してインク2が供給されて、更にインク吐出ヘッド23と連結された供給路である。インク流出路43は、インク室42の底面側からインク吐出ヘッド23まで延在されている。
The
弁45は、開口部44を閉塞してインク流入路41側とインク流出路43側とを分割する弁であり、インク室42内に配設される。弁45は、付勢部材46の付勢力と、弁シャフト48を介して接続されたダイアフラム49の復元力と、インク流出路43側のインク2の負圧によって上下に移動する。弁45は、下端に位置するとき、インク室42をインク流入路41側とインク流出路43側とを分離するように開口部44を閉塞し、インク流出路43に対するインク2の供給を遮断する。弁45は、付勢部材46の付勢力に抗して上端に位置するとき、インク室42をインク流入路41側とインク流出路43側とを遮断せずに、インク吐出ヘッド23へインク2の供給を可能とする。なお、弁45を構成する材質は、その種類を問わないが、高い閉塞性を確保するため例えばゴム弾性体、いわゆるエラストマー等により形成される。
The
付勢部材46は、例えば圧縮コイルバネ等であり、弁45の上面とインク室42の上面との間で負圧調整ネジ47と弁45とを接続し、付勢力により弁45を開口部44の閉塞する方向に付勢する。負圧調整ネジ47は、付勢部材46の付勢力を調整するネジであり、負圧調整ネジ47を調整することで付勢部材46の付勢力を調整することができるようにしている。これにより、負圧調整ネジ47は、詳細は後述するが開口部44を開閉する弁45を動作させるインク2の負圧を調整することができる。
The urging
弁シャフト48は、一端に接続された弁45と、他端に接続されたダイアフラム49とを連結して運動するように設けられたシャフトである。ダイアフラム49は、弁シャフト48の他端に接続された薄い弾性板である。このダイアフラム49は、インク室42のインク流出路43側の一主面と、外気と接する他主面とからなり、大気圧とインク2の負圧により外気側とインク流出路43側とに弾性変位する。
The
以上のような弁機構34では、図5(A)に示すように、弁45が付勢部材46の付勢力とダイアフラム49の付勢力とによってインク室42の開口部44を閉塞するように押圧されている。そして、インク吐出ヘッド23からインク2が吐出された際には、開口部44で分割されたインク流出路43側のインク室42のインク2の負圧が高まると、図5(B)に示すように、インク2の負圧によりダイアフラム49が大気圧により押し上げられて、弁シャフト48と共に弁45を付勢部材46の付勢力に抗して押し上げる。このとき、インク室42のインク流入路41側とインク流出路43側と間の開口部44が開放され、インク2がインク流入路41側からインク流出路43側に供給される。そして、インク2の負圧が低下してダイアフラム49が復元力により元の形状に戻り、付勢部材46の付勢力により弁シャフト48と共に弁45をインク室42が閉塞するように引き下げる。以上のようにして弁機構34では、インク2を吐出する度にインク2の負圧が高まると、上記の動作を繰り返す。
In the
また、この接続部27では、インク収容部12内のインク2がインク室42に供給されると、インク収容部12内のインク2が減少するが、このとき、空気導入路15から外気がインクタンク5内に入り込む。インクタンク5内に入り込んだ空気は、インクタンク5の上方に送られる。これにより、インク液滴iが後述するノズル52aから吐出される前の状態に戻り、平衡状態となる。このとき、空気導入路15内にインク2がほとんどない状態で平衡状態となる。
In addition, in the
この接続部27では、上記したように複雑な構造になっており、この複雑な弁機構34内をインク2が移動するが、インク2には上述した複環状脂肪族化合物が少なくとも1種類以上含有されているため、弁機構34内の内面に対するインク2の濡れ性が高く、且つ弁機構34の開閉動作やインク2の弁機構34内の移動等でインク2中に微少な泡が生じることが防止される。これにより、接続部27では、微少な泡が混入されていないインク2をインク吐出ヘッド23に供給することができる。
The connecting
インク吐出ヘッド23は、図4に示すように、カートリッジ本体21の底面に沿って配設されており、接続部27から供給されるインク2を吐出するインク吐出口である後述するノズル52aが色毎、記録紙Pの幅方向、すなわち図4中矢印W方向に略ライン状をなすようにされている。
As shown in FIG. 4, the
インク吐出ヘッド23は、図6に示すように、ベースとなる回路基板51と、複数のノズル52aが形成されたノズルシート52と、回路基板51とノズルシート52との間をノズル52a毎に区画するフィルム53と、インク流路43を通して供給されたインク2を加圧するインク液室54と、インク液室54に供給されたインク2を加熱する発熱抵抗体55と、インク液室54にインク2を供給するインク流路56とを有している。
As shown in FIG. 6, the
回路基板51は、シリコン等からなる半導体ウェハ上に、ロジックIC(Integrated Circuit)やドライバートランジスタ等からなる制御回路を構成すると共に、インク液室54の上面部を形成している。
The
ノズルシート52は、厚みが10μm〜15μm程度のシート状部材であり、吐出面23aに向かって縮径され、且つ吐出面23a側の口径が20μm程度のノズル52aが穿設されると共に、回路基板51とフィルム53を挟んで対向配置されることで、インク液室54の下面部を形成している。
The
フィルム53は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、上記したインク流路43と連通される部分を除いて各ノズル52aの周囲を囲むように形成されている。また、このフィルム53は、回路基板51とノズルシート52との間に介在されることによって、インク液室54の側面部を形成している。
The
インク液室54は、上記した回路基板51、ノズルシート52及びフィルム53により囲まれることで、ノズル52a毎にインク流路43から供給されたインク2を加圧する加圧空間を形成している。
The
発熱抵抗体55は、インク液室54に臨む回路基板51に配置されると共に、この回路基板51に設けられた制御回路等と電気的に接続されている。そして、この発熱抵抗体55は、制御回路等により制御されることで発熱し、インク液室54内のインク2を加熱する。
The
インク流路56は、接続部27のインク流出路43と接続されており、記録紙Pの幅方向、即ち図4中矢印W方向に長く形成されている。インク流路56は、接続部27に接続されたインクタンク5からインク2が供給され、このインク流路56に連通する各インク液室54にインク2を送り込む流路である。すなわち、インク流路56と接続部27とが連通されている。これにより、インクタンク5から供給されるインク2がインク流路56に流れ込み、インク液室54内に充填される。
The
上記した1個のインク吐出ヘッド23には、インク液室54毎に発熱抵抗体55が設けられ、発熱抵抗体55が設けられたインク液室54を各色インクタンク5毎に100個〜5000個程度備えている。そして、インク吐出ヘッド23においては、プリンタ装置1の後述する制御部からの命令によって各インク液室54の発熱抵抗体55それぞれを適宜選択して発熱させ、発熱した発熱抵抗体55に対応するインク液室54内のインク2を、インク液室54に対応するノズル52aからインク液滴iにして吐出させる。
One
具体的に、このインク吐出ヘッド23では、回路基板51の制御回路が発熱抵抗体55を駆動制御し、選択された発熱抵抗体55に対して、例えば1〜3マイクロ秒程度の間パルス電流を供給する。これにより、インク吐出ヘッド23では、発熱抵抗体55が急速に加熱される。すると、インク吐出ヘッド23では、図7(A)に示すように、発熱抵抗体55と接するインク液室54内のインク2に気泡bが発生する。そして、インク吐出ヘッド23では、図7(B)に示すように、このインク液室54内において、気泡bが膨張しながらインク2を加圧し、押し退けられたインク2がインク液滴iとなってノズル52aより吐出される。また、インク吐出ヘッド23においては、インク液滴iが吐出された後は、インク流路43を通してインク2がインク液室54に供給されることによって、再び吐出前の状態へと戻る。
Specifically, in the
以上のような構成のインク吐出ヘッド23では、インク流路56が記録紙Pの幅方向に亘り長く形成され、複数備わる発熱抵抗体55の分だけインク2の発熱箇所が多くなっているため微少な泡が発生し易くなっているが、インク2に上述した複環状脂肪族化合物が少なくとも1種類以上含有されているため、インク液室54の内壁やノズル52aの内壁に対するインク2の濡れ性が高められ、且つインク液室54内やノズル52a内で微少な泡が生じることが防止されている。これにより、インク吐出ヘッド23では、微小な泡によりインク2が不吐出となったり、吐出方向が曲がったりといった吐出不良が防止され、吐出安定性が良好である。
In the
ヘッドキャップ24は、図2に示すように、インク吐出ヘッド23を保護するために設けられたカバーであり、印刷動作するときにはインク吐出ヘッド23より退避する。ヘッドキャップ24は、図2中矢印W方向の両端に開閉方向に設けられた一対の係合突部24aと、長手方向に設けられインク吐出ヘッド23の吐出面23aに付着した余分なインク2を吸い取るクリーニングローラ24bとを有している。ヘッドキャップ24は、係合突部24aがインク吐出ヘッド23の吐出面23aに図2中矢印W方向とは略直交方向に亘って設けられた一対の係合溝23bに係合され、この一対の係合溝23bに沿ってインクタンク5の短手方向、すなわち図2中矢印W方向とは略直交方向に開閉するようにされている。そして、ヘッドキャップ24においては、開閉動作時に、クリーニングローラ24bがインク吐出ヘッド23の吐出面23aに当接しながら回転することで、余分なインク2を吸い取り、インク吐出ヘッド23の吐出面23aをクリーニングする。このクリーニングローラ24bには、例えば吸湿性の高い部材、具体的にはスポンジ、不織布、織布等が用いられる。また、ヘッドキャップ24は、印刷動作しないときにはインク吐出ヘッド23内のインク2が乾燥しないように吐出面23aを閉塞する。
As shown in FIG. 2, the
次に、以上のように構成されたヘッドカートリッジ3が装着されるプリンタ装置1を構成する装置本体4について図面を参照して説明する。
Next, the apparatus
装置本体4は、図1及び図8に示すように、ヘッドカートリッジ3が装着されるヘッドカートリッジ装着部61と、ヘッドカートリッジ3をヘッドカートリッジ装着部61に保持、固定するためのヘッドカートリッジ保持機構62と、ヘッドキャップを開閉するヘッドキャップ開閉機構63と、記録紙Pを給排紙する給排紙機構64と、給排紙機構64に記録紙Pを供給する給紙口65と、給排紙機構64から記録紙Pが出力される排紙口66とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 8, the apparatus
ヘッドカートリッジ装着部61は、ヘッドカートリッジ3が装着される凹部であり、走行する記録紙にデータ通り印刷を行うため、インク吐出ヘッド23の吐出面23aと走行する記録紙Pの紙面とが互いに略平行となるようにヘッドカートリッジ3が装着される。そして、ヘッドカートリッジ3は、インク吐出ヘッド23内のインク詰まり等で交換する必要が生じる場合等があり、インクタンク5のような交換頻度はないが消耗品であるため、ヘッドカートリッジ装着部61に対して着脱可能にヘッドカートリッジ保持機構62によって保持される。
The head
ヘッドカートリッジ保持機構62は、ヘッドカートリッジ装着部61にヘッドカートリッジ3を着脱可能に保持するための機構であり、ヘッドカートリッジ3に設けられたつまみ62aを装置本体4の係止孔62b内に設けられた図示しないバネ等の付勢部材に係止することによって装置本体4に設けられた基準面4aに圧着するようにしてヘッドカートリッジ3を位置決めして保持、固定できるようにする。
The head
ヘッドキャップ開閉機構63は、ヘッドカートリッジ3のヘッドキャップ24を開閉する駆動部を有しており、印刷を行うときにヘッドキャップ24を開放してインク吐出ヘッド23が記録紙Pに対して露出するようにし、印刷が終了したときにヘッドキャップ24を閉塞してインク吐出ヘッド23を保護する。
The head cap opening /
給排紙機構64は、記録紙Pを搬送する駆動部を有しており、給紙口65から供給される記録紙Pをヘッドカートリッジ3のインク吐出ヘッド23まで搬送し、ノズル52aより吐出されたインク液滴iが着弾し、印刷された記録紙Pを排紙口66に搬送して装置外部へ排出する。具体的に、給排紙機構64は、トレイ65aから給紙ローラ71によって記録紙Pを引き出し、互いに反対方向に回転する一対の分離ローラ72a,72bによって引き出された記録紙Pの一枚を反転ローラ73に搬送して搬送方向を反転させた後に搬送ベルト74に記録紙Pを搬送し、搬送ベルト74で記録紙Pをインク吐出ヘッド23と対向する位置まで搬送する。給紙口65は、給排紙機構64に記録紙Pを供給する開口部であり、トレイ65a等に複数枚の記録紙Pを積層しておくことができる。排紙口66は、インク液滴iが着弾し、印刷された記録紙Pを排出する開口部である。
The paper supply /
以上のような構成からなるプリンタ装置1は、外部に設けられた情報処理装置から入力された印刷データに基づき印刷を制御する詳細を図示しない制御回路により印刷が制御される。具体的に、プリンタ装置1は、制御回路に設けられた上述した装置本体4のヘッドキャップ開閉機構63、給排紙機構64、搬送ベルト74を昇降させる図示しないベルト昇降機構の駆動、インク吐出ヘッド23に供給する電流の供給をそれぞれ制御する制御部により制御される。プリンタ装置1は、印刷を行う際、制御部により以下のように動作し印刷を行う。
In the
先ず、ユーザが、印刷動作をプリンタ装置1に実行させるため、装置本体4に設けられている操作ボタン4aを操作して制御部に印刷開始を命令する。プリンタ装置1では、制御部に印刷開始の命令がされると、制御部からの制御信号によりヘッドキャップ開閉機構63、給排紙機構64、ベルト昇降機構等が駆動して、図9に示すように、印刷が可能な状態となる。
First, in order to cause the
ヘッドキャップ開閉機構63は、駆動部を駆動し、ヘッドキャップ24をヘッドカートリッジ3に対してトレイ65a側に移動させる。これにより、プリンタ装置1では、インク吐出ヘッド23のノズル52aが外部に露出する。
The head cap opening /
ベルト昇降機構は、搬送ベルト74をインク吐出ヘッド23の吐出面23aと略平行となるように、搬送ベルト74を上昇させる。
The belt lifting mechanism raises the
給排紙機構64は、駆動部を駆動し、記録紙Pを走行させる。具体的に、給排紙機構64は、トレイ65aから給紙ローラ71によって記録紙Pを引き出し、互いに反対方向に回転する一対の分離ローラ72a,72bによって引き出された記録紙Pを反転ローラ73に搬送して搬送方向を反転させた後に搬送ベルト74に記録紙Pを搬送し、搬送ベルト74に搬送された記録紙Pをプラテン板75で所定の位置に保持し、記録紙Pを吐出面23aと対向させる。
The paper supply /
次に、プリンタ装置1では、インク吐出ヘッド23に設けられた発熱抵抗体55に供給する電流が制御部により外部の情報処理装置から入力された印刷データに基づいて制御される。これにより、プリンタ装置1では、情報処理装置から入力された印刷データに基づいて、発熱抵抗体55が加熱され、印刷位置に搬送された記録紙Pに対してノズル52aよりインク液滴iを吐出、着弾させてインクドットからなる画像や文字等を印刷する。
Next, in the
プリンタ装置1では、インク2に上述した複環状脂肪族化合物が少なくとも1種類以上含有されているため、インク液室54やノズル52a内面に対するインク2の濡れ性が高められ、且つインク流路56を移動するインク2中に微少な泡が生じることを防止できる。プリンタ装置1は、インク吐出ヘッド23のインク液室54やノズル52a内に充填されているインク2に微少な泡が発生することを防止できるため、インク液滴iの不吐出や吐出方向が曲がったりといった吐出不良を防止され、インク液滴iを適切に吐出することができる。
In the
そして、プリンタ装置1では、インク液滴iがノズル52aより吐出されると、インク液滴iを吐出した量と同量のインク2がインクタンク5から接続部27を介してインク液室44内に補充される。インク吐出ヘッド23では、インク液滴iを吐出する度にインク2がインクタンク5からインク液室44内に補充される。
In the
次に、プリンタ装置1では、制御部により給排紙機構64の搬送ベルト74が駆動され、印刷が終了した記録紙Pを排紙口66より排出する。
Next, in the
以上で説明したプリンタ装置1では、インクタンク5に収容されるインク2中に上述した複環状脂肪族化合物を少なくとも1種類以上含有されているため、インク吐出ヘッド23内の例えば弁機構34等の内面に対するインク2の濡れ性が高められ、且つ複雑な構造の弁機構34や記録紙Pに幅方向に亘って長く形成されたインク流路43内を移動中、複数設けられた発熱抵抗体55の発熱によるインク液室54やノズル52a内に微少な泡が生じることを防止することができる。これにより、インク吐出ヘッド23では、泡によりインク2が不吐出となったり、吐出方向が曲がったりといった吐出不良が防止されるため、画像にカスレや白抜けが生じることがなく、高品位な画質の画像や文字を印刷することができる。
In the
また、このプリンタ装置1では、インク2中に上述した複環状脂肪族化合物を少なくとも1種類以上含有されているため、インク2からなるインク液滴iの記録紙Pに対する濡れ性が高められている。これにより、プリンタ装置1では、インク液滴iが記録紙Pに着弾すると、インク液滴iが記録紙Pに均一に浸透、拡散するため、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑の発生が防止された高品位な画像の印刷を行うことができる。
Further, in this
また、このプリンタ装置1では、インク液滴iを吐出するノズル52aがライン状に並設され、このライン毎にインク液滴iを吐出するため、吐出周期が短いが、着弾したインク液滴iが記録紙Pに均一に浸透、拡散するので、吐出周期が短くても光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑の発生が防止された高品位な画像の印刷を行うことができる。
In the
なお、上記したヘッドカートリッジ3では、カートリッジ本体21に対してインクタンク5が着脱可能となっているが、このような構成に必ずしも限定されるものではない。すなわち、このヘッドカートリッジ3自体が消耗品として取り扱われており、装置本体4に対して着脱可能なことから、このカートリッジ本体21にインクタンク5が一体に設けられた構成とすることも可能である。
In the
以上は、本発明をプリンタ装置に適用した例について説明したが、本発明は、以上の例に限定されるものではなく、液体を吐出する他の液体吐出装置に広く適用することが可能である。例えばファクシミリやコピー機、液体中のDNAチップ用吐出装置(特開2002−253200号公報)、プリンタ配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出したりする液体吐出装置等にも適用可能である。 The above is an example in which the present invention is applied to a printer apparatus. However, the present invention is not limited to the above example, and can be widely applied to other liquid ejection apparatuses that eject liquid. . For example, a facsimile, a copying machine, a discharge device for a DNA chip in liquid (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-253200), a liquid discharge device that discharges a liquid containing conductive particles for forming a wiring pattern of a printer wiring board, and the like It is also applicable to.
以上では、1つの発熱抵抗体55がインク2を加熱して吐出するインク吐出ヘッド23を例に挙げて説明したが、このような構造に限定されることはなく、複数の圧力発生素子を備え、各圧力発生素子に異なるエネルギー又は異なるタイミングでエネルギーを供給することで吐出方向を制御することが可能な吐出手段を備える液体吐出装置にも適用可能である。
In the above description, the
以上では、1つの発熱抵抗体55によってインク2を加熱しながらノズル52aから吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えばピエゾ素子といった圧電素子等の電気機械変換素子等によってインクを電気機械的にノズルより吐出させる電気機械変換方式(特開昭55−65559号公報、特開昭62−160243号公報、特開平2−270561号公報)を採用したものであってもよい。
In the above description, the electrothermal conversion method in which the
以上では、ライン型のプリンタ装置1を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えばインクヘッドが記録紙Pの走行方向と略直交する方向に移動するシリアル型の液体吐出装置にも適用可能である。
In the above, the line
以下、本発明を適用したインクを実際に調製した実施例および比較例について説明する。 Examples and comparative examples in which inks to which the present invention is applied were actually prepared will be described below.
〈実施例1〉
実施例1では、イエロー系のインクを次のように調製した。イエロー系のインクを調製する際は、色素となるアシッドイエロー142を4質量%と、溶媒として水74.7質量%と、その他の溶媒としてグリセリン10質量%と、1,3−ブタンジオール2質量%と、2−ピロリドン6質量%と、複環状脂肪族化合物として、ヘキサヒドロ−1,2−インダンジオール3質量%、界面活性剤として、アセチレングリコールエチレンオキサイド(EO)付加物(日信化学製オルフィンE1010)0.3質量%とを混合し、ミリポア社製のポアサイズ0.22μmのメインブランフィルター(商品名:Millex−0.22)にて濾過し、イエロー系のインクを調製した。
<Example 1>
In Example 1, a yellow ink was prepared as follows. When preparing a yellow ink, 4% by mass of Acid Yellow 142 as a pigment, 74.7% by mass of water as a solvent, 10% by mass of glycerin as another solvent, and 2% by mass of 1,3-butanediol , 2-pyrrolidone 6% by mass, hexacyclic-1,2-
また、実施例1では、ブラック系のインクを次のように調製した。ブラック系のインクを調製する際は、色素となるフードブラック2を4質量%と、溶媒として水74.7質量%と、その他の溶媒としてグリセリン10質量%と、1,3−ブタンジオール2質量%と、2−ピロリドン6質量%と、複環状脂肪族化合物として、ヘキサヒドロ−1,2−インダンジオール3質量%、界面活性剤として、アセチレングリコール系非イオン界面活性剤(日信化学製オルフィンE1010)0.3質量%とを混合し、イエロー系インクと同様に調製した。
In Example 1, a black ink was prepared as follows. When preparing a black ink, 4% by mass of food black 2 serving as a pigment, 74.7% by mass of water as a solvent, 10% by mass of glycerin as another solvent, and 2% by mass of 1,3-butanediol %, 2-pyrrolidone 6% by weight, hexacyclic-1,2-
〈実施例2〉
実施例2では、ヘキサヒドロ−1,2−インダンジオールの添加量を1.5質量%とし、水を76.2質量%とした以外は、実施例1と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
<Example 2>
In Example 2, yellow and black inks were used in the same manner as in Example 1 except that the amount of hexahydro-1,2-indanediol added was 1.5 mass% and water was 76.2 mass%. Were prepared respectively.
〈実施例3〉
実施例3では、ヘキサヒドロ−1,2−インダンジオールの代わりに複環状脂肪族化合物としてヘキサヒドロ−4,5−インダンジオールを用いた以外は、実施例1と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
<Example 3>
In Example 3, yellow and black inks were used in the same manner as in Example 1 except that hexahydro-4,5-indanediol was used as the polycyclic aliphatic compound instead of hexahydro-1,2-indanediol. Were prepared respectively.
〈実施例4〉
実施例4では、ヘキサヒドロ−4,5−インダンジオールの添加量を1.5質量%とし、水を76.2質量%とした以外は、実施例3と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
<Example 4>
In Example 4, yellow and black inks were used in the same manner as in Example 3 except that the amount of hexahydro-4,5-indanediol added was 1.5 mass% and water was 76.2 mass%. Were prepared respectively.
〈比較例1〉
比較例1では、複環状脂肪族化合物を含有させず、水を77.7質量%とした以外は、実施例1と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
<Comparative example 1>
In Comparative Example 1, yellow and black inks were respectively prepared in the same manner as in Example 1 except that the polycyclic aliphatic compound was not contained and water was changed to 77.7% by mass.
〈比較例2〉
比較例2では、ヘキサヒドロ−1,2−インダンジオールの代わりに特許第2502242号の1,2−シクロヘキサンジオールを用いた以外は、実施例1と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
<Comparative example 2>
In Comparative Example 2, yellow and black inks were prepared in the same manner as in Example 1 except that 1,250-cyclohexanediol of Japanese Patent No. 2502242 was used instead of hexahydro-1,2-indanediol. did.
〈比較例3〉
比較例3では、ヘキサヒドロ−1,2−インダンジオールの代わりに1,2−シクロペンタンジオールを用いた以外は、実施例1と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
<Comparative Example 3>
In Comparative Example 3, yellow and black inks were prepared in the same manner as in Example 1 except that 1,2-cyclopentanediol was used instead of hexahydro-1,2-indanediol.
〈比較例4〉
比較例4では、ヘキサヒドロ−1,2−インダンジオールの代わりに、特許第2925224号のシクロヘキサノールを用いた以外は、実施例1と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
<Comparative example 4>
In Comparative Example 4, yellow and black inks were prepared in the same manner as in Example 1, except that cyclohexanol of Japanese Patent No. 2925224 was used instead of hexahydro-1,2-indanediol.
次に、実施例1〜4および比較例1〜4のイエロー系及びブラック系のインクについて、吐出安定性、境界滲み、ブラックインクの光学濃度、混色ベタ斑の評価を行った。以下の表1に、評価結果を示す。 Next, the yellow and black inks of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were evaluated for ejection stability, boundary bleeding, optical density of black ink, and mixed color solid spots. Table 1 below shows the evaluation results.
なお、吐出安定性については、次のようにして評価した。各インクをインクタンクにそれぞれ充填してヘッドカートリッジに装着したライン型のインクジェットプリンタ装置にて各インクを吐出した後に、一旦、インクジェットプリンタ装置からヘッドカートリッジを取り外し、このヘッドカートリッジを温度10℃、湿度50%の雰囲気中で5日間、さらに温度40℃、湿度50%の雰囲気中に5日間保存し、温度20℃、湿度50%の環境下に曝した。そして、再び、ヘッドカートリッジをライン型のインクジェットプリンタ装置に取り付けてコピー用紙(商品名:三菱PPC用紙 三菱製紙製)に各色について所定の領域の塗り潰した印刷、いわゆるベタ印刷を行った直後に、ヘッドカートリッジからインクタンクを取り外してインク吐出ヘッド内に微少な泡が発生していないかどうかを目視により観察して評価した。また、印刷した画像も目視によって観察し、評価した。 The ejection stability was evaluated as follows. After each ink was ejected by a line type ink jet printer apparatus filled with each ink in an ink tank and mounted on the head cartridge, the head cartridge was once removed from the ink jet printer apparatus, and the head cartridge was temperature 10 ° C. and humidity It was stored for 5 days in a 50% atmosphere and further in an atmosphere at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 50% and exposed to an environment of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 50%. Then, the head cartridge is again attached to the line-type ink jet printer apparatus, and immediately after printing a predetermined area for each color on copy paper (trade name: Mitsubishi PPC paper, manufactured by Mitsubishi Paper), so-called solid printing, The ink tank was removed from the cartridge, and whether or not minute bubbles were generated in the ink ejection head was visually observed and evaluated. The printed image was also observed and evaluated visually.
吐出安定性の評価では、画像全体に白抜けがなく、且つインク吐出ヘッド内のインクに微少な泡の発生がないものを◎印で示し、画質には問題がないが画像に僅かな白抜けがあり、且つインク吐出ヘッド内のインクに微少な泡が極少量発生したものを○印で示し、画質を劣化させる白抜けがあり、且つインク吐出ヘッド内のインクに微少な泡が極少量発生したものを△印で示し、画質を劣化させる白抜けがあり、且つインク吐出ヘッド内のインクに微少な泡が多量発生したものを×印で示している。 In the evaluation of ejection stability, ◎ marks indicate that the entire image has no white spots and the ink in the ink ejection head does not generate fine bubbles, and there is no problem with the image quality, but the image has slight white spots. In the ink discharge head, a very small amount of small bubbles are generated in the ink discharge head, indicated by a circle, and there are white spots that deteriorate the image quality, and a very small amount of small bubbles are generated in the ink in the ink discharge head. These are indicated by Δ, and those with white spots that deteriorate the image quality and a large amount of fine bubbles generated in the ink in the ink ejection head are indicated by X.
境界滲みはについては、次のようにして評価した。各インクをインクタンクにそれぞれ充填してヘッドカートリッジに装着したライン型のインクジェットプリンタ装置にてコピー用紙(商品名:三菱PPC用紙 三菱製紙製)にイエローとブラックとを隣接させた100%ベタ印刷を行い、印刷した画像における各色の境界部の滲み具合を目視により観察して評価した。 The boundary bleeding was evaluated as follows. 100% solid printing in which yellow and black are adjacent to copy paper (trade name: Mitsubishi PPC paper, manufactured by Mitsubishi Paper Industries Co., Ltd.) using a line-type inkjet printer device that is filled with ink into the ink cartridge and mounted on the head cartridge This was evaluated by visually observing the degree of bleeding at the boundary of each color in the printed image.
境界滲みの評価では、境界部に各色のにじみが全くないものを◎印で示し、画質には問題がないが、境界において各色のにじみが少量あるものを○印で示し、境界部に画質を劣化させる各色のにじみがあるものを△印で示し、境界部全体に各色のにじみがあり、画質が著しく劣化しているものを×印で示している。 In the evaluation of border blur, ◎ indicates that there is no bleeding of each color at the boundary, and there is no problem with the image quality, but ○ indicates that there is a small amount of bleeding of each color at the boundary, and the image quality at the boundary A mark having a blur of each color to be deteriorated is indicated by Δ, and a mark having a blur of each color in the whole boundary portion and the image quality is significantly deteriorated is indicated by a mark “X”.
光学濃度については、次のようにして評価した。境界滲み評価のために印画したブラックの100%ベタ印刷部の光学濃度をマクベスRD918にて測定して、評価した。 The optical density was evaluated as follows. The optical density of a 100% solid black printed portion printed for boundary blur evaluation was measured by Macbeth RD918 and evaluated.
混色ベタ斑は、次のようにして評価した。各インクをインクタンクにそれぞれ充填してヘッドカートリッジに装着したライン型のインクジェットプリンタ装置にてコピー用紙(商品名:三菱PPC用紙 三菱製紙製)に各色を重ね合わせるようにして80%濃度のベタ印刷を行い、印刷した画像における色濃度の均一性、すなわち色むらの有無を目視により観察して評価した。 The mixed color solid spots were evaluated as follows. 80% density solid printing by overlaying each color on copy paper (product name: Mitsubishi PPC paper, manufactured by Mitsubishi Paper Industries) with a line-type ink jet printer device filled with each ink into an ink tank and mounted on the head cartridge The color density uniformity in the printed image, that is, the presence or absence of color unevenness was visually observed and evaluated.
混色ベタ斑の評価では、混色にベタ塗りされた画像に色ムラが全くないものを◎印で示し、画質には問題がないが画像に僅かな色ムラがあるものを○印で示し、画質を劣化させる色ムラがあるものを△印で示し、画像全体に色ムラがあり、画質が著しく劣化しているものを×印で示している。 In the evaluation of mixed color solid spots, images with no solid color unevenness are indicated by ◎ marks, and images with no color unevenness are indicated by ○ marks when there is no problem with image quality. A mark having a color unevenness that deteriorates the color is indicated by Δ, and an image having a color unevenness and the image quality is significantly deteriorated is indicated by a cross.
表1に示す結果から、実施例1〜実施例4のイエローインク及びブラックインクは、比較例1〜比較例4のイエローインク及びブラックインクよりも吐出安定性の評価が良好であった。 From the results shown in Table 1, the yellow ink and the black ink of Examples 1 to 4 were better in evaluation of ejection stability than the yellow ink and the black ink of Comparative Examples 1 to 4.
比較例1では、インク中に複環状脂肪族化合物が含有されていないため、ヘッドカートリッジのインク吐出ヘッドの内面に対するインクの濡れ性が低く、且つインク中で微小な泡が発生しやすくなっている。このため、比較例1では、発生した泡がインク吐出ヘッドの例えばノズルの内面に付着したままとなり、インクの不吐出が生じたり、吐出方向が曲がり、吐出安定性が低下し、白抜けが生じて画質が劣化した。 In Comparative Example 1, since the polycyclic aliphatic compound is not contained in the ink, the ink wettability with respect to the inner surface of the ink discharge head of the head cartridge is low, and minute bubbles are easily generated in the ink. . For this reason, in Comparative Example 1, the generated bubbles remain attached to, for example, the inner surface of the nozzle of the ink discharge head, resulting in non-discharge of ink, a change in the discharge direction, a decrease in discharge stability, and white spots. The image quality deteriorated.
また、比較例2および3では、インク中に1,2−シクロヘキサンジオールおよび1,2−シクロペンタンジオールが含有されており、インクの濡れ性を低くすることができず、微小な泡が発生しやすくなった。これにより、比較例2では、インク中に発生した微小な泡により、この泡がノズル等の内面に付着し、インクの不吐出が生じたり、インクの吐出方向が曲がり、吐出安定性が低下し、白抜けが生じて画質が劣化した。 Further, in Comparative Examples 2 and 3, 1,2-cyclohexanediol and 1,2-cyclopentanediol are contained in the ink, so that the wettability of the ink cannot be lowered and fine bubbles are generated. It became easier. As a result, in Comparative Example 2, due to the minute bubbles generated in the ink, the bubbles adhere to the inner surface of the nozzle or the like, causing non-ejection of the ink, bending the ink ejection direction, and lowering the ejection stability. The image quality deteriorates due to white spots.
また、比較例4では、インク中にシクロヘキサノールが含有されており、インクの濡れ性を十分満足な程度まで低くすることができず、微小な泡が発生しやすく、且つ印刷画像でも境界にじみや混色ベタ斑を大幅に抑制できなかった。比較例4では、インク中に発生した微小な泡により、この泡がノズル等の内面に付着し、インクの不吐出が生じたり、インクの吐出方向が曲がり、吐出安定性が低下し、白抜けが生じて画質が劣化した。 Moreover, in Comparative Example 4, cyclohexanol is contained in the ink, the wettability of the ink cannot be lowered to a sufficiently satisfactory level, fine bubbles are easily generated, and the printed image has blurring at the boundary. The mixed color solid spots could not be significantly suppressed. In Comparative Example 4, due to the minute bubbles generated in the ink, the bubbles adhere to the inner surface of the nozzle or the like, resulting in non-ejection of the ink, the ink ejection direction being bent, the ejection stability is lowered, and white spots are lost. Caused the image quality to deteriorate.
これらに対して、実施例1〜実施例4では、インクには上述したような複環状脂肪族化合物が含有されているため、ヘッドカートリッジのインク吐出ヘッド内に対するインクの濡れ性が高くなり、且つインク中に微小な気泡が発生することが防止されている。これにより、実施例1〜実施例4では、インク中に微小な泡がないため、ノズルの目詰まりが生じることなく、吐出安定性が良好となった。 On the other hand, in Examples 1 to 4, since the ink contains the polycyclic aliphatic compound as described above, the wettability of the ink into the ink discharge head of the head cartridge is increased, and The generation of minute bubbles in the ink is prevented. As a result, in Examples 1 to 4, since there were no fine bubbles in the ink, the nozzles were not clogged, and the ejection stability was good.
また、実施例の中でも特に実施例1及び実施例2では、ヘキサヒドロ−1,2−インダンジオールが含まれているので、インクの濡れ性がより高くなり、且つ微小な泡の発生を防止されるので、ヘキサヒドロ−4,5−インダンジオールを含む実施例3、4よりも更に高品位な画質が得られた。 Further, in Examples 1 and 2 among the examples, since hexahydro-1,2-indanediol is contained, the wettability of the ink becomes higher and the generation of fine bubbles is prevented. Therefore, an image quality higher than that of Examples 3 and 4 containing hexahydro-4,5-indanediol was obtained.
また、表1に示す結果から、実施例1〜実施例4のイエローインク及びブラックインクは、比較例1〜比較例4のイエローインク及びブラックインクよりも境界滲み、ブラックインクの光学濃度、混色ベタ斑の評価が良好であった。 Further, from the results shown in Table 1, the yellow ink and the black ink of Examples 1 to 4 are more blurred than the yellow ink and the black ink of Comparative Examples 1 to 4, the optical density of the black ink, and the mixed color solids. The plaque evaluation was good.
比較例1〜比較例4では、複環状脂肪族化合物が含有されていなかったり、1,2−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロペンタンジオールまたはシクロヘキサノールが含有されているため、インクの濡れ性は十分満足に改善されず、インクのコピー用紙に用いられているサイズ剤に対する濡れ性も不十分なため、境界部分全体に滲みが生じたり、印画濃度が低下し、色ムラが生じ、画質が著しく劣化した。また、比較例4では、濡れ性を十分満足な程度まで低くすることができないため、印刷画像において境界にじみや混色ベタ斑を大幅に抑制できなかった。 In Comparative Examples 1 to 4, since no bicyclic aliphatic compound is contained or 1,2-cyclohexanediol, 1,2-cyclopentanediol or cyclohexanol is contained, the wettability of the ink is Insufficiently improved and insufficient wettability of the ink to the sizing agent used on the copy paper, resulting in blurring throughout the border, reduced print density, uneven color, and markedly high image quality Deteriorated. Further, in Comparative Example 4, since the wettability cannot be lowered to a sufficiently satisfactory level, it was not possible to significantly suppress boundary bleeding and mixed color solid spots in the printed image.
これに対して、実施例1〜4は、複環状脂肪族化合物が含有されているため、コピー用紙に用いられているサイズ剤に対するインクの濡れ性が良好であり、コピー用紙に対して均一に浸透、拡散し、境界部分において滲みがなく、印画濃度が高く、色むらが防止され、高品位な画質が得られた。 On the other hand, since Examples 1-4 contain a polycyclic aliphatic compound, the ink wettability with respect to the sizing agent used in the copy paper is good, and the copy paper is uniform. Penetrating and diffusing, there was no bleeding at the boundary, the printing density was high, color unevenness was prevented, and high quality image quality was obtained.
また、実施例1および実施例2は、ヘキサヒドロ−1,2−インダンジオールが含まれているため、特にサイズ剤に対するインクの濡れ性がより高くなり、ヘキサヒドロ−4,5−インダンジオールを含む実施例3、4よりも境界滲みが抑えられ、印画濃度が高く、色ムラを抑えられ、より優れた画質が得られた。 In addition, since Example 1 and Example 2 contain hexahydro-1,2-indanediol, the wettability of the ink with respect to the sizing agent is particularly improved, and hexahydro-4,5-indanediol is contained. Border blurring was suppressed more than in Examples 3 and 4, printing density was high, color unevenness was suppressed, and better image quality was obtained.
1 インクジェットプリンタ装置、2 インク、3 インクジェットプリンタヘッドカートリッジ、4 装置本体、5 インクタンク、21 カートリッジ本体、23 インク吐出ヘッド、23a 吐出面、52 ノズルシート、52a ノズル、55 発熱抵抗体
DESCRIPTION OF
Claims (10)
色素と、
上記色素を溶解又は分散させる溶媒と、
下記の化学式1に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも1種類以上とを含有することを特徴とする記録液。
Pigments,
A solvent for dissolving or dispersing the dye,
A recording liquid comprising at least one of the bicyclic aliphatic compounds represented by the following chemical formula 1.
上記記録液には、色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、下記の化学式1に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも1種類以上とが含有されていることを特徴とする液体カートリッジ。
A liquid cartridge, wherein the recording liquid contains a dye, a solvent for dissolving or dispersing the dye, and at least one kind of a polycyclic aliphatic compound represented by the following chemical formula 1.
上記装置本体に設けられ、記録液を貯留する液室と、上記液室に上記記録液を供給する供給部と、上記液室に1つ以上設けられ、上記液室に貯留された上記記録液を押圧する圧力発生素子と、上記圧力発生素子により押圧された上記記録液を上記各液室から液滴の状態で対象物の主面に向かって吐出させる吐出口とを有する液体吐出ヘッドと、
上記液体吐出ヘッドに接続され、上記供給部に対して上記記録液の供給源となる液体カートリッジとを備える液体吐出装置において、
上記記録液には、色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、下記の化学式1に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも1種類以上とが含有されていることを特徴とする液体吐出装置。
A liquid chamber provided in the apparatus main body for storing a recording liquid, a supply unit for supplying the recording liquid to the liquid chamber, and one or more in the liquid chamber, and the recording liquid stored in the liquid chamber A liquid discharge head having a pressure generating element that presses and a discharge port that discharges the recording liquid pressed by the pressure generating element from the liquid chambers toward the main surface of the object in the form of droplets;
In a liquid discharge apparatus comprising: a liquid cartridge connected to the liquid discharge head and serving as a supply source of the recording liquid to the supply unit;
The liquid ejecting apparatus, wherein the recording liquid contains a dye, a solvent for dissolving or dispersing the dye, and at least one kind of a polycyclic aliphatic compound represented by the following chemical formula 1.
色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、下記の化学式1に示す複環状脂肪族化合物の少なくとも1種類以上とを含有する上記記録液を吐出することを特徴とする液体吐出方法。
A liquid ejecting method comprising ejecting the recording liquid containing a dye, a solvent for dissolving or dispersing the dye, and at least one kind of a polycyclic aliphatic compound represented by the following chemical formula 1.
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