JP2008303301A - Method for producing color material, and method for producing ink - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微細な吐出口からインクを吐出して画像を印刷するプリンタ装置に用いられるインクに含有される色材の製造方法及びインクの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a color material contained in ink and a method for manufacturing ink, which are used in a printer device that prints an image by discharging ink from fine discharge ports.
インクジェット記録方式を用いたプリンタ装置(インクジェットプリンタ装置)では、微細なノズルから、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインクを吐出して、カラー画像を印刷する。このようなインクジェットプリンタ装置には、ノズルが形成されたインク吐出ヘッドを記録紙の幅方向移動させて、1列分の印刷を行うシリアル型のプリンタ装置と、ノズルを記録紙の幅方向に並設して形成されたノズルラインが設けられたインク吐出ヘッドを有し、このインク吐出ヘッドを記録紙の幅方向に移動することなく、ノズルライン毎にインクを吐出して1度に1列分の印刷を行うライン型のプリンタ装置とがある。ライン型のプリンタ装置は、シリアル型のプリンタ装置のようにインク吐出ヘッドを記録紙の幅方向に移動する必要がなく、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのノズルライン毎にインクを吐出するため、印刷時間の大幅な短縮を図ることができる。 In a printer apparatus (inkjet printer apparatus) using an inkjet recording method, for example, yellow, magenta, cyan, and black inks are ejected from fine nozzles to print a color image. In such an ink jet printer apparatus, an ink discharge head in which nozzles are formed is moved in the width direction of the recording paper, and a serial type printer apparatus that performs printing for one row, and the nozzles are arranged in the width direction of the recording paper. An ink discharge head provided with a nozzle line formed and ejecting ink for each nozzle line for one column at a time without moving the ink discharge head in the width direction of the recording paper. There is a line-type printer apparatus that performs printing. The line type printer device does not need to move the ink discharge head in the width direction of the recording paper unlike the serial type printer device, and the ink is discharged for each nozzle line of yellow, magenta, cyan, and black. The time can be greatly shortened.
ライン型のプリンタ装置としては、例えば、以下の特許文献1に示すものがある。特許文献1に記載されているプリンタ装置は、インク吐出ヘッドの吐出面に設けられたヘッドチップよりインクを吐出するものであり、ヘッドチップの液室に供給されたインクを、液室内に配置された発熱抵抗体で押圧して、発熱抵抗体と対向した位置に形成したノズルより吐出するものである。
As a line-type printer device, for example, there is one shown in
このようなプリンタ装置では、ヘッドチップのノズルよりインクを吐出するときの吐出特性が画像品質に大きく影響することから、加工精度を高めることが可能な例えばシリコンウエハに発熱抵抗体を作り込んだヘッドチップが用いられる。 In such a printer device, since the ejection characteristics when ejecting ink from the nozzles of the head chip greatly affect the image quality, it is possible to increase the processing accuracy. For example, a head in which a heating resistor is built in a silicon wafer A chip is used.
ヘッドチップは、シリコンウエハ上に発熱抵抗体を形成し、シリコンウエハの端面が液室にインクを供給するための流路の一部を構成している。ヘッドチップでは、シリコンウエハの発熱抵抗体が形成されている面は酸化処理等が施され、例えばインクに曝されてもケイ素やケイ素酸化物等がインク中に溶出することはないが、シリコンウエハの流路側の端面においては製造工程上、酸化処理等を施すことが困難であり、シリコンウエハが露出しているため、この端面がインクに曝されるとケイ素やケイ素酸化物等がインク中に溶出することがある。特に、インクの中でも、インク吐出ヘッドを構成する金属部材を酸化しないように、pHが7より大きいアルカリ性にしているものは、シリコンウエハからのケイ素やケイ素酸化物の溶出が顕著になる。 The head chip forms a heating resistor on the silicon wafer, and the end surface of the silicon wafer constitutes a part of a flow path for supplying ink to the liquid chamber. In the head chip, the surface of the silicon wafer on which the heating resistor is formed is subjected to oxidation treatment or the like. For example, silicon or silicon oxide does not elute into the ink even when exposed to ink. In the manufacturing process, it is difficult to perform an oxidation process or the like on the end surface on the flow path side, and the silicon wafer is exposed. Therefore, when this end surface is exposed to ink, silicon, silicon oxide, or the like is contained in the ink. May elute. In particular, the elution of silicon and silicon oxide from the silicon wafer becomes remarkable when the pH is higher than 7 so as not to oxidize the metal member constituting the ink discharge head among the inks.
このようなヘッドチップでは、シリコンウエハの溶解によって、ヘッドチップの寸法精度が低下して、インクの吐出特性が劣化し、印刷画像の品質低下やインクの不吐出といった不具合等を起こすことがある。 In such a head chip, due to the dissolution of the silicon wafer, the dimensional accuracy of the head chip is lowered, the ink ejection characteristics are deteriorated, and there is a problem that the quality of the printed image is deteriorated or the ink is not ejected.
この問題を解決するため、シリコンウエハの端面に接するインクには、pHが4以上、6以下の範囲となったときに、ゼータ電位が正に帯電する疎水性コロイドが含有されている。ヘッドチップでは、インク中にpHが4以上、6以下の範囲となったときにゼータ電位が正に帯電する疎水性コロイドが含有されていることによって、シリコンウエハの端面にインクが接し、端面からケイ素やケイ素酸化物が溶出して、シリコンウエハの端面の周囲のインクのpHが4以上、6以下の範囲となったとき、負に帯電するシリコンウエハの端面に正に帯電する疎水性コロイドが付着し、シリコンウエハから更にケイ素やケイ素酸化物が溶出することを抑制している。 In order to solve this problem, the ink in contact with the end face of the silicon wafer contains a hydrophobic colloid whose zeta potential is positively charged when the pH is in the range of 4 to 6. In the head chip, since the ink contains a hydrophobic colloid that has a zeta potential positively charged when the pH is in the range of 4 or more and 6 or less, the ink comes into contact with the end surface of the silicon wafer, and from the end surface. When silicon or silicon oxide elutes and the pH of the ink around the edge of the silicon wafer is in the range of 4 to 6, the negatively charged hydrophobic colloid is positively charged on the edge of the silicon wafer. It adheres and suppresses further elution of silicon and silicon oxide from the silicon wafer.
しかしながら、このようなヘッドチップでは、インク中に疎水性コロイドを含有させることによって、シリコンウエハからケイ素等が溶出することを防止できる一方で、インク中に含有されている染料中の不純物により、疎水性コロイドが凝集し、時間の経過と共に、生成された凝集物の粒径が大きくなり、流路に詰まり、流路から液室にインクが供給されなっかたり、ノズル目詰まりを起こし、ノズルからインクが適切に吐出されなかったり、吐出特性の劣化が生じる。また、疎水性コロイドの凝集物は、インク調整中では凝集が進んでおらず、凝集物の大きさが小さいため、インク調整直後にフィルタを通しても、除去することができない。そして、インクを調整後、ヘッドチップに充填した頃には、凝集物の大きさが大きくなり、ヘッドチップから除去することができないため、ノズルや流路に詰まってしまう。特に、インクの中でも、マゼンタ及びブラックのインクにおいて、疎水性コロイドの凝集が生じやすく、不具合が生じやすくなっている。 However, in such a head chip, by incorporating a hydrophobic colloid in the ink, it is possible to prevent silicon and the like from eluting from the silicon wafer, while the impurities contained in the ink cause hydrophobicity. The colloidal agglomerates, and as time passes, the particle size of the generated aggregates increases, clogging the flow path, ink is not supplied from the flow path to the liquid chamber, nozzle clogging occurs, and from the nozzle Ink is not properly ejected, and ejection characteristics deteriorate. In addition, the aggregation of the hydrophobic colloid does not progress during the ink adjustment, and since the size of the aggregate is small, it cannot be removed even through a filter immediately after the ink adjustment. Then, after the ink is adjusted, when the head chip is filled, the size of the aggregate increases and cannot be removed from the head chip. In particular, among the inks, magenta and black inks tend to cause aggregation of hydrophobic colloids and easily cause problems.
本発明は、このような従来の事情を鑑みて提案されたものであり、マゼンタ及びブラックの染料中の不純物を除去して、不純物による疎水性コロイドの凝集を発生させず、インクの保存安定性を優れたものとする色材の製造方法及びインクの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and removes impurities in magenta and black dyes to prevent aggregation of hydrophobic colloids due to the impurities, and storage stability of ink. It is an object of the present invention to provide a method for producing a color material and an ink production method that make the ink excellent.
本発明に係る色材の製造方法は、溶媒に、少なくともマゼンタ又はブラックの染料と、pHが4以上、6以下の範囲になったときにゼータ電位が正に帯電する疎水性コロイドと、銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩の何れか一方又は両方とを混合し、加熱して、疎水性コロイドに染料に含まれる不純物と銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩の何れか一方又は両方とを吸着させ、上記疎水性コロイドを凝集させた凝集物を除去して色材を製造することを特徴とする。 The method for producing a coloring material according to the present invention comprises: a solvent having at least a magenta or black dye; a hydrophobic colloid in which a zeta potential is positively charged when the pH is in the range of 4 to 6, and copper phthalocyanine Mixing and heating one or both of sulfonic acid and copper phthalocyanine sulfonate, impurities contained in the dye in the hydrophobic colloid and one or both of copper phthalocyanine sulfonic acid and copper phthalocyanine sulfonate And a colorant is produced by removing the aggregate obtained by aggregating the hydrophobic colloid.
本発明に係るインクの製造方法は、溶媒に、少なくともマゼンタ又はブラックの染料と、pHが4以上、6以下の範囲になったときにゼータ電位が正に帯電する疎水性コロイドと、銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩の何れか一方又は両方とを混合し、加熱して、疎水性コロイドに染料に含まれる不純物と銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩の何れか一方又は両方とを凝集させた凝集物を除去してインクを製造することを特徴とする。 The ink production method according to the present invention includes at least a magenta or black dye as a solvent, a hydrophobic colloid whose zeta potential is positively charged when the pH is in the range of 4 to 6, and copper phthalocyanine sulfone. Mix one or both of acid and copper phthalocyanine sulfonate, and heat to mix impurities contained in the dye in the hydrophobic colloid and one or both of copper phthalocyanine sulfonate and copper phthalocyanine sulfonate. The ink is produced by removing the aggregated aggregate.
本発明に係る色材の製造方法では、マゼンタ及びブラックの染料と、pHが4以上、6以下の範囲になったときにゼータ電位が正に帯電する疎水性コロイドと、銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩の何れか一方又は両方とを混合することによって、不純物が銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩と共に疎水性コロイドに吸着され、疎水性コロイドが凝集する。これにより、この色材の製造方法では、不純物が疎水性コロイドに凝集され、生成された不純物を含む凝集物を除去することで、不純物が取り除かれた染料を含む色材を得ることができる。 In the method for producing a coloring material according to the present invention, magenta and black dyes, a hydrophobic colloid in which the zeta potential is positively charged when the pH is in the range of 4 to 6, copper phthalocyanine sulfonic acid, copper By mixing either or both of the phthalocyanine sulfonates, impurities are adsorbed on the hydrophobic colloid together with copper phthalocyanine sulfonic acid or copper phthalocyanine sulfonate, and the hydrophobic colloid aggregates. Thereby, in this color material manufacturing method, the impurities are aggregated into the hydrophobic colloid, and the color material containing the dye from which the impurities are removed can be obtained by removing the aggregate containing the generated impurities.
また、本発明に係るインクの製造方法では、溶媒中に、少なくともマゼンタ又はブラックの染料と、pHが4以上、6以下の範囲になったときにゼータ電位が正に帯電する疎水性コロイドと、銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩の何れか一方又は両方とを混合することによって、不純物が銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩と共に疎水性コロイドに吸着され、疎水性コロイドが凝集し、生成された不純物を含む凝集物を除去する。これにより、このインクの製造方法では、染料中の不純物が疎水性コロイドに凝集されて除去されることによって、不純物による更なる疎水性コロイドの凝集を防止でき、インクの調整後に時間が経過しても、凝集物の生成が防止された保存安定性に優れたインクが得られる。また、このインクの製造方法では、凝集物を除去した後に、残存している疎水性コロイドが凝集しないため、残存している疎水性コロイドがヘッドチップのケイ素含有材料が露出している端面に付着し、この端面からケイ素やケイ素化合物が溶出することを防止できる。 In the method for producing an ink according to the present invention, in a solvent, at least a magenta or black dye, a hydrophobic colloid in which a zeta potential is positively charged when a pH is in a range of 4 or more and 6 or less, By mixing one or both of copper phthalocyanine sulfonic acid and copper phthalocyanine sulfonate, impurities are adsorbed on the hydrophobic colloid together with copper phthalocyanine sulfonic acid and copper phthalocyanine sulfonate, and the hydrophobic colloid aggregates. Aggregates containing the produced impurities are removed. Thereby, in this ink manufacturing method, impurities in the dye are aggregated and removed by the hydrophobic colloid, so that further aggregation of the hydrophobic colloid due to the impurities can be prevented, and time passes after adjustment of the ink. In addition, an ink excellent in storage stability in which the formation of aggregates is prevented can be obtained. Also, in this ink manufacturing method, after removing the aggregates, the remaining hydrophobic colloid does not aggregate, so the remaining hydrophobic colloid adheres to the end surface of the head chip where the silicon-containing material is exposed. And it can prevent that silicon and a silicon compound elute from this end face.
以下、本発明が適用された色材の製造方法及びインクの製造方法について説明する。本発明が適用された色材の製造方法により得られる色材は、例えば、インクを微小な液滴の状態にして記録紙に吐出してカラー画像を印刷するインクジェット式のプリンタ装置のインクに用いられる。インクジェット式のプリンタ装置では、例えばマゼンタのインク及びブラックのインクの2色のインクの他に、イエローのインク、シアンのインクを加えた4色のインクが用いられる。 Hereinafter, a color material manufacturing method and an ink manufacturing method to which the present invention is applied will be described. The color material obtained by the color material manufacturing method to which the present invention is applied is used, for example, as an ink for an ink jet printer apparatus that prints a color image by ejecting ink onto a recording paper in the form of fine droplets. It is done. In an ink jet printer, for example, in addition to two colors of magenta ink and black ink, four colors of ink including yellow ink and cyan ink are used.
先ず、本発明を適用した色材の製造方法及びインクの製造方法によって得られるマゼンタのインク及びブラックのインクの説明に先立って、これらのインクが用いられるインクジェット式のプリンタ装置(以下、プリンタ装置という。)について説明する。 First, prior to the description of the magenta ink and the black ink obtained by the color material manufacturing method and the ink manufacturing method to which the present invention is applied, an ink jet printer apparatus (hereinafter referred to as a printer apparatus) in which these inks are used. .).
プリンタ装置1は、図1及び図2に示すように、対象物となる例えば記録紙Pに対して、後述するインク2を吐出す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いう。)3と、このヘッドカートリッジ3が装着される装置本体4とを備える。このプリンタ装置1は、記録紙Pの幅方向、すなわち図1中矢印W方向に、インクを吐出するノズル32aが略ライン状に1列以上並設した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。このプリンタ装置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る。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
先ず、プリンタ装置1を構成するヘッドカートリッジ3について説明する。ヘッドカートリッジ3は、例えば圧力発生素子として電気熱変換式を用いた発熱抵抗体31aでインク2を吐出し、記録紙Pの主面にインク2を着弾させる。ヘッドカートリッジ3には、図1及び図2に示すように、インク2が収容されたインクカートリッジ11が装着される。インクカートリッジ11は、色毎に、イエローインクのインクカートリッジ11y、マゼンタインクのインクカートリッジ11m、シアンインクのインクカートリッジ11c、ブラックインクのインクカートリッジ11kを備える。インクカートリッジ11は、記録紙Pの幅方向の寸法と略同じ寸法をなす略矩形状に形成されている。インクカートリッジ11には、図2に示すように、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を供給するためのインク供給部12を備える。なお、インクカートリッジ11は、ヘッドカートリッジ3と一体に形成されていてもよい。
First, the
インクカートリッジ11が装着されるヘッドカートリッジ3は、図1及び図2に示すように、カートリッジ本体21を有する。カートリッジ本体21には、インクカートリッジ11が装着される装着部22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とを備える。
The
装着部22の長手方向略中央には、装着部22に装着されたそれぞれのインクカートリッジ11y、11m、11c、11kのインク供給部12と対応して、各インク供給部12に接続される接続部25が設けられている。この接続部25は、装着部22に装着されたインクカートリッジ11y、11m、11c、11kのインク供給部12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。接続部25は、インクカートリッジ11y、11m、11c、11kからインク吐出ヘッド23へのインク2の供給を弁機構で調整している。
A connection portion connected to each
接続部25からインク2が供給されるインク吐出ヘッド23は、カートリッジ本体21の底面に設けられている。インク吐出ヘッド23は、接続部25から供給されるインク2を吐出する吐出口であるノズル32aが記録紙Pの幅方向、すなわち図2中矢印W方向に略ライン状に色毎に並設されている。インク吐出ヘッド23は、記録紙Pの幅方向に並設された複数のノズル32aのうち、所定数を一組とするヘッドチップ26が略千鳥状に記録紙Pの幅方向に亘って配置されることで、略ライン状にノズル32aが形成されている。インク吐出ヘッド23は、インク2を吐出する際に、記録紙Pの幅方向に移動することなく、略ライン状に並設されたヘッドチップ26からインク2を吐出する。
The
ヘッドチップ26は、図3に示すように、電気熱変化式の発熱抵抗体31aが設けられた回路基板31と、ノズル32aが形成されたノズルシート32と、回路基板31とノズルシート32との間に設けられたフィルム33とで形成されている。ヘッドチップ26には、回路基板31とノズルシート32とフィルム33とで囲まれたインク液室34が形成されている。インク液室34には、発熱抵抗体31aによって加熱されるインク2が充填される。また、インク吐出ヘッド23には、インク2が収容されたインクカートリッジ11からインク2をインク液室34に供給するためのインク流路35が形成されている。
As shown in FIG. 3, the
回路基板31は、例えばシリコンウエハ、ガラス基板等といったケイ素含有材料からなる基板上に、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が形成されている。回路基板31には、圧力発生素子として、制御回路により制御され、インク2を加熱する発熱抵抗体31aが設けられている。回路基板31の発熱抵抗体31aが設けられた面は、組立工程上、酸化処理が容易であるため、シリコンの熱酸化膜で被覆されており、シリコンウエハ、ガラス基板等といったケイ素含有材料が露出しておらず、ケイ素含有材料に直接インク2が接することがない。一方、回路基板31のインク流路35側の端面31bは、組立工程上、酸化処理ができないため、シリコンウエハ、ガラス基板等といったケイ素含有材料が露出しており、このケイ素含有材料にインク2が直接接するようになる。
The
ノズルシート32は、吐出面23aに向かって縮径されたノズル32aが穿設されると共に、回路基板31とフィルム33を挟んで対向配置されることで、インク液室34の下面部を形成している。
The
フィルム33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、上述したインク流路35と連通される部分を除いて各ノズル32aの周囲を囲むように形成されている。また、このフィルム33は、回路基板31とノズルシート32との間に介在されることによって、インク液室34の側面を形成している。
The
以上のような構成からなるヘッドチップ26が記録紙Pの幅方向(W方向)に並設されたインク吐出ヘッド23は、印刷データに基づいた記録信号により、吐出させる色のヘッドチップ26の回路基板31の制御回路が制御され、選択的した発熱抵抗体31aにパルス電流を供給し、発熱抵抗体31aを加熱する。インク吐出ヘッド23では、発熱抵抗体31aを加熱すると、図3(A)に示すように、発熱抵抗体31aと接するインク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3(B)に示すように、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を液滴の状態でノズル32aより吐出する。また、インク吐出ヘッド23では、インク2を吐出した後、インク流路35を通してインク2をインク液室34に供給することによって、再び吐出前の状態に戻る。インク吐出ヘッド23では、印刷データに基づいた記録信号によって、上述した動作を繰り返して、各色のインク2を記録紙P上に吐出してカラー画像を印刷する。
The
インク吐出ヘッド23の吐出面23a側には、図1に示すように、ノズル32aが形成された吐出面23aを保護するためのヘッドキャップ24が取り付けられている。ヘッドキャップ24は、インク2を吐出せず、印刷をしない間、インク吐出ヘッド23の吐出面23aを閉塞し、ノズル32aを乾燥等から保護している。印刷を行う際には、ヘッドキャップ24は、図4に示すように、ヘッドカートリッジ3の底面から装置本体4の前面側に移動し、インク吐出ヘッド23の吐出面23aを外部に露出させる。このヘッドキャップ24には、図4に示すように、吐出面23aに付着している余分なインクを拭き取るクリーニングローラ24aが設けられている。ヘッドキャップ24は、吐出面23aを開放又は閉塞する際に、クリーニングローラ24aで吐出面23aをクリーニングし、吐出面23aに付着した余分なインク2を除去する。
As shown in FIG. 1, a
このような構成のヘッドカートリッジ3が装着される装置本体4には、図1に示すように、ヘッドカートリッジ装着部41にヘッドカートリッジ3が装着される。また、装置本体4には、前面下側に印刷される前の記録紙Pが積層して収納された給紙トレイ42が取り付けられ、前面上側に印刷後の記録紙Pを収納する排紙トレイ43が取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the
装置本体4には、図4に示すように、記録紙Pを搬送する給排紙機構44及び図示しないヘッドキャップ24を開閉するヘッドキャップ開閉機構が設けられている。
As shown in FIG. 4, the apparatus
以上のような構成からプリンタ装置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、給排紙機構44、ヘッドキャップ開閉機構及びインク吐出ヘッド23に供給する電流の供給を制御する制御回路が設けられた制御部によって、記録紙Pの給排紙、ヘッドキャップ24の開閉、インク吐出ヘッド23への電流の供給が制御される。
With the configuration described above, the
具体的に、プリンタ装置1では、先ず、図1に示す装置本体4に設けられた操作ボタン4aの操作により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給排紙機構44、ヘッドキャップ開閉機構が駆動して、図4に示すように、印刷が可能な状態となる。
Specifically, in the
プリンタ装置1は、ヘッドキャップ開閉機構により、ヘッドキャップ24をヘッドカートリッジ3に対して給紙トレイ42及び排紙トレイ43が設けられている装置本体4の前面側に移動する。これにより、プリンタ装置1は、インク吐出ヘッド23の吐出面23aに設けられたノズル32aが外部に露出し、インク2が吐出できるようになる。
In the
また、プリンタ装置1は、複数の搬送ローラ45からなる給排紙機構44により、給紙トレイ42から1枚だけ記録紙Pを引き出す。そして、プリンタ装置1は、給排紙機構44により、インク吐出ヘッド23の吐出面23aと対向する位置に設けた搬送ベルト46に記録紙Pを搬送する。プリンタ装置1では、搬送ベルト46に搬送させた記録紙Pを吐出面23aと対向する位置にプラテン47で支持することによって、記録紙Pが吐出面23aと対向する。
Further, the
次に、プリンタ装置1は、インク吐出ヘッド23に設けられた複数の発熱抵抗体31aうち、印刷データに基づく制御信号によって選択された発熱抵抗体31aに、駆動電流を供給し、選択された発熱抵抗体31aを加熱する。プリンタ装置1は、発熱抵抗体31aを加熱することによって、図4に示すように、吐出面23aと対向する位置に搬送された記録紙Pに対してノズル32aよりインク2を液滴の状態にして吐出し、カラー画像を印刷する。
Next, the
次に、プリンタ装置1は、画像の印刷が終わった記録紙Pを排紙トレイ43方向に回転する搬送ベルト46と、搬送ベルト46と対向して設けられた排紙ローラ48とによって記録紙Pを排紙トレイ43に送り出し、排紙トレイ43に印刷後の記録紙Pを排紙する。このようにして、プリンタ装置1では、記録紙Pに画像を印刷する。印刷後には、装置本体4の前面側に待機しているヘッドキャップ24をヘッドキャップ開閉機構により、ヘッドカートリッジ3の底面を移動させ、インク吐出ヘッド23の吐出面23aを閉塞し保護する。
Next, the
このようなプリンタ装置1では、ヘッドチップ26を構成する回路基板31のケイ素含有材料が露出している端面31bからケイ素やケイ素化合物が溶出しないように、インク2中に、インク2のpHが4以上、6以下の範囲になったときにゼータ電位が正に帯電し、負に帯電する回路基板31の端面31bに付着する疎水性コロイドが含有され、疎水性コロイドによって端面31bからケイ素やケイ素化合物が溶出しないようにしたインク2を用いる。プリンタ装置1では、イエローのインク2、マゼンタのインク2、シアンのインク2及びブラックのインク2を用い、この4色のインク2の中でも、マゼンタのインク2及びブラックのインク2は、インク2中に疎水性コロイドを含有させた場合、染料中の不純物と疎水性コロイドが凝集して、凝集物が発生しやすいので、不純物を除去した染料を用いて製造する。
In such a
マゼンタのインク2及びブラックのインク2は、以下のようにして、製造することができる。なお、マゼンタのインク2及びブラックのインク2は、共に、同様の製造方法により製造することができるため、以下ではマゼンタのインク2の製造方法について説明し、ブラックのインク2の製造方法についての詳細な説明は省略する。
The
マゼンタのインク2の製造方法は、染料から不純物を除去して、染料を主成分とする色材を製造し、得られた色材と、回路基板31の端面31bからケイ素やケイ素化合物の溶出を防止するpHが4以上、6以下の範囲になったときにゼータ電位が正に帯電する疎水性コロイドとを混合し、濾過して、マゼンタのインク2を製造する。
The
先ず、不純物を除去した色材の製造方法は、色材用溶媒中に、マゼンタの染料と、染料中の不純物を吸着するpHが4以上、6以下の範囲になったときにゼータ電位が正に帯電する疎水性コロイドと、銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩の何れか一方又は両方とを混合した溶液を加熱しながら、攪拌して、染料に含まれる不純物と疎水性コロイドと銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩の何れか一方又は両方とを凝集させ、発生した凝集物を濾過して除去し、不純物を除去した染料を主成分とする色材を製造する。 First, the method for producing a color material from which impurities have been removed is such that the zeta potential is positive when the pH for adsorbing magenta dye and the impurity in the dye is in the range of 4 to 6 in the color material solvent. Stir while heating a mixed solution of hydrophobic colloid charged with copper phthalocyanine sulfonic acid, copper phthalocyanine sulfonate, or both, and impurities contained in the dye, hydrophobic colloid and copper phthalocyanine Either or both of sulfonic acid and copper phthalocyanine sulfonate are aggregated, and the generated aggregate is removed by filtration to produce a coloring material mainly composed of a dye from which impurities are removed.
マゼンタの色材を製造する際に用いる色材用溶媒は、水やイオン交換水等といった溶媒の他に、例えば脂肪族一価アルコール、脂肪族多価アルコール、脂肪族多価アルコールの誘導体等といった水溶性有機溶剤が用いられる。 In addition to solvents such as water and ion-exchanged water, the coloring material solvent used for producing the magenta coloring material is, for example, an aliphatic monohydric alcohol, an aliphatic polyhydric alcohol, an aliphatic polyhydric alcohol derivative, or the like. A water-soluble organic solvent is used.
脂肪族一価アルコールとしては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、s−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール等の低級アルコールが挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いられる。 Examples of the aliphatic monohydric alcohol include lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, s-butyl alcohol, and t-butyl alcohol. Any one or a plurality of these may be used in combination.
脂肪族多価アルコールとしては、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、プロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセロール等のアルキレングリコール類、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、チオジグリコール等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いられる。 Examples of the aliphatic polyhydric alcohol include alkylene glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol and glycerol, polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol, and thiodiglycol. Any one of these or a mixture of two or more of them may be used.
脂肪族多価アルコールの誘導体としては、例えばエチレングリコールジメチルエーテル等の上述した脂肪族多価アルコールの低級アルキルエーテル類、エチレングリコールジアセテート等の上述した脂肪族多価アルコールの低級カルボン酸エステル類等が用いられる。 Examples of the aliphatic polyhydric alcohol derivatives include lower alkyl ethers of the above-described aliphatic polyhydric alcohols such as ethylene glycol dimethyl ether, and lower carboxylic acid esters of the above-mentioned aliphatic polyhydric alcohols such as ethylene glycol diacetate. Used.
また、色材用溶媒としては、脂肪族一価アルコール、脂肪族多価アルコール及びその誘導体等の他に、例えば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類、ケトアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、γ−ブチルラクトン、グリセリン、1.2.6−ヘキサントリオール等の3価アルコール類、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、スルホラン、2−ピロリドン、N−メチル−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化合物等のうち一種又は複数種を混合して添加してもよい。 Examples of the colorant solvent include aliphatic monohydric alcohols, aliphatic polyhydric alcohols and derivatives thereof, amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide, ketones such as acetone and diacetone alcohol, and keto. Trivalent alcohols such as alcohols, tetrahydrofuran, dioxane, γ-butyllactone, glycerin, 1.2.6-hexanetriol, diethanolamine, triethanolamine, sulfolane, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, 1 One or more of nitrogen-containing heterocyclic compounds such as 3-dimethyl-2-imidazolidinone may be mixed and added.
マゼンタの染料としては、例えばC.I.アシッドレッド1、同6、同8、同9、同13、同14、同18、同26、同27、同32、同35、同37、同42、同51、同52、同57、同75、同77、同80、同82、同85、同87、同88、同89、同92、同94、同97、同106、同111、同114、同115、同117、同118、同119、同129、同130、同131、同133、同134、同138、同143、同145、同154、同155、同158、同168、同180、同183、同184、同186、同194、同198、同209、同211、同215、同219、同249、同252、同254、同262、同265、同274、同282、同289、同303、同317、同320、同321、同322、C.I.ダイレクトレッド1、同2、同4、同9、同11、同13、同17、同20、同23、同24、同28、同31、同33、同37、同39、同44、同46、同62、同63、同75、同79、同80、同81、同83、同84、同89、同95、同99、同113、同197、同201、同218、同220、同224、同225、同226、同227、同228、同229、同230、同321、C.I.リアクティブレッド1、同2、同3、同4、同5、同6、同7、同8、同11、同12、同13、同15、同16、同17、同19、同20、同21、同22、同23、同24、同28、同29、同31、同32、同33、同34、同35、同36、同37、同38、同39、同40、同41、同42、同43、同45、同46、同49、同50、同58、同59、同63、同64、フードレッド7、同9、同14等を挙げられる。
Examples of magenta dyes include C.I. I.
このマゼンタの染料の含有量は、0.5重量%〜15重量%であり、好ましくは0.7重量%〜10重量%である。 The content of the magenta dye is 0.5 to 15% by weight, preferably 0.7 to 10% by weight.
疎水性コロイドは、色材用溶媒中に染料や銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩等を添加した溶液のpHが4以上、6以下の範囲になったときにゼータ電位が正に帯電するものである。この疎水性コロイドは、染料中の不純物及び銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩を吸着し、凝集する。このような疎水性コロイドとしては、例えば酸化アルミニウム、酸化セリウム等の金属酸化物、硫酸バリウム等の金属硫化物等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合したものが用いられる。疎水性コロイドの含有量は、染料に対して、0.25重量%以上、0.5重量%以下である。疎水性コロイドの含有量を染料に対して、0.25重量%以上、0.5重量%以下とすることによって、染料中の不純物を十分に吸着することができる。 The hydrophobic colloid is positively charged with a zeta potential when the pH of a solution in which a dye, copper phthalocyanine sulfonic acid, copper phthalocyanine sulfonate, or the like is added to a colorant solvent is in the range of 4 to 6. Is. This hydrophobic colloid adsorbs impurities in the dye and copper phthalocyanine sulfonic acid or copper phthalocyanine sulfonate and aggregates them. Examples of such hydrophobic colloids include metal oxides such as aluminum oxide and cerium oxide, metal sulfides such as barium sulfate, and the like, or a mixture of one or more of these. . The content of the hydrophobic colloid is 0.25% by weight or more and 0.5% by weight or less with respect to the dye. By setting the content of the hydrophobic colloid to 0.25 wt% or more and 0.5 wt% or less with respect to the dye, impurities in the dye can be sufficiently adsorbed.
銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩は、疎水性コロイドに対する不純物の吸着性を向上させ、疎水性コロイドの凝集を促進させる。この銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩の含有量は、染料100に対して5ppm以上、1000ppm以下である。これらの含有量を5ppm以上、1000ppm以下とすることによって、得られた色材に銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩の色目が着かず、マゼンタの色に影響を与えることなく、疎水性コロイドの凝集を促進させることができる。 Copper phthalocyanine sulfonic acid and copper phthalocyanine sulfonate improve the adsorptivity of impurities to the hydrophobic colloid and promote aggregation of the hydrophobic colloid. Content of this copper phthalocyanine sulfonic acid and copper phthalocyanine sulfonate is 5 ppm or more and 1000 ppm or less with respect to the dye 100. By making these contents 5 ppm or more and 1000 ppm or less, the obtained colorant does not have the color of copper phthalocyanine sulfonic acid or copper phthalocyanine sulfonate, and does not affect the color of magenta. Aggregation can be promoted.
マゼンタの色材を製造する製造方法は、先ず、色材用溶媒中に、マゼンタの染料と、疎水性コロイドと、銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩の何れか一方又は両方とを混合した溶液を20℃〜60℃に加熱しながら、スクリュー等で攪拌する。これにより、染料中の不純物が銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩と共に疎水性コロイドに吸着し、疎水性コロイドが凝集する。この際には、溶液中に、銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩が含有されているため、疎水性コロイドの凝集が促進される。 In the production method for producing a magenta color material, first, a magenta dye, a hydrophobic colloid, and one or both of copper phthalocyanine sulfonate and copper phthalocyanine sulfonate are mixed in a color material solvent. The solution is stirred with a screw or the like while being heated to 20 ° C to 60 ° C. Thereby, impurities in the dye are adsorbed on the hydrophobic colloid together with copper phthalocyanine sulfonic acid or copper phthalocyanine sulfonate, and the hydrophobic colloid aggregates. In this case, since the solution contains copper phthalocyanine sulfonic acid or copper phthalocyanine sulfonate, aggregation of the hydrophobic colloid is promoted.
次に、溶液中から凝集物を除去する。除去する方法としては、例えば、濾過器や遠心分離機を用いて行う。濾過器を用いて分離する場合には、例えば0.1μmのフィルタを用いて行う。 Next, the aggregate is removed from the solution. As a removal method, for example, a filter or a centrifuge is used. When separating using a filter, for example, a 0.1 μm filter is used.
次に、凝集物を除去した溶液から染料を濾過又は遠心分離によって、染料を主成分とする色材を得る。なお、得られたマゼンタの色材中には、マゼンタの染料の他に、疎水性コロイドに凝集されずに残っている銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩が含まれるが、残っている銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩はマゼンタの色目に影響を与えるほどではない。 Next, the dye is filtered or centrifuged from the solution from which the aggregates have been removed to obtain a coloring material mainly composed of the dye. In addition to the magenta dye, the obtained magenta coloring material contains copper phthalocyanine sulfonic acid and copper phthalocyanine sulfonate which remain without being aggregated in the hydrophobic colloid, but the remaining copper Phthalocyanine sulfonic acid and copper phthalocyanine sulfonate do not affect magenta color.
以上のようなマゼンタの色材の製造方法では、染料と、疎水性コロイドと、銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩の何れか一方又は両方とを混合して、染料中の不純物を銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩と共に、疎水性コロイドに吸着させ、疎水性コロイドを凝集させ、得られた凝集物を溶液から除去することで、染料から不純物を除去することができる。これにより、このマゼンタの色材の製造方法では、不純物が除去されたマゼンタの染料を主成分とする色材を得ることができる。 In the method for producing a magenta coloring material as described above, a dye, a hydrophobic colloid, and one or both of copper phthalocyanine sulfonic acid and copper phthalocyanine sulfonate are mixed, and impurities in the dye are copper phthalocyanine. Impurities can be removed from the dye by adsorbing to a hydrophobic colloid together with sulfonic acid or copper phthalocyanine sulfonate, aggregating the hydrophobic colloid, and removing the resulting aggregate from the solution. As a result, in the method for producing a magenta color material, a color material mainly composed of a magenta dye from which impurities are removed can be obtained.
次に、不純物を取り除いたマゼンタの色材を用いて、以下のようにしてマゼンタのインク2を製造する。マゼンタのインク2の製造方法は、インク用溶媒に、不純物を取り除いた色材と、回路基板31の端面31bからケイ素やケイ素化合物の溶出を防止するpHが4以上、6以下の範囲になったときにゼータ電位が正に帯電する疎水性コロイドとを含有させて製造する。
Next,
インク用溶媒としては、上述した色材の製造方法に用いた色材用溶媒と同様に、イオン交換水や水溶性有機溶剤等を用いることができる。インク用溶媒として、脂肪族一価アルコールを用いた場合には、インク2の表面張力を適切にでき、記録紙P等に対する浸透性、ドット形成性、印刷された画像の乾燥性に優れたインク2を得ることができる。また、脂肪族一価アルコールのうち、エチルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール等を用いた場合には、より優れた浸透性やドット形成性等を得ることができる。また、脂肪族多価アルコール及びその誘導体を用いた場合には、インク2を乾きにくくさせ、インク2の氷点を低くできることから、インク2を長期保存したときの物性の変化を抑え、且つ乾いたインク2でノズル32aが目詰まりを起こすことを抑えることが可能になる。したがって、染料や疎水性コロイド等を分散させる溶媒として、水等の他に、それぞれが特有の性質を有する脂肪族一価アルコール、脂肪族多価アルコール、脂肪族多価アルコールの誘導体等のうちの一種又は複数種を混合して用いることで、目的や用途にあったインク2を得ることができる。
As the ink solvent, ion-exchanged water, a water-soluble organic solvent, or the like can be used in the same manner as the color material solvent used in the color material manufacturing method described above. When aliphatic monohydric alcohol is used as the solvent for the ink, the surface tension of the
マゼンタの色材の含有量は、インク2全体に対して0.5重量%〜15重量%であり、好ましくは0.7重量%〜10重量%であり、記録紙Pの種類や、吐出方法によって染料の濃度を決定する。なお、インク2においては、染料の濃度が低いほど粘度調整や長期保存したときの信頼性が優れたものとなる。
The content of the magenta color material is 0.5% by weight to 15% by weight, preferably 0.7% by weight to 10% by weight, based on the
pHが4以上、6以下の範囲になったときにゼータ電位が正に帯電する疎水性コロイドは、上述したヘッドチップ26を構成する回路基板31のケイ素含有材料が露出した端面31bにインク2が接し、ケイ素やケイ素化合物が溶出して、端面31bの近傍のインク2のpHがアルカリ性の状態からpH4以上、6以下の酸性の範囲になったときにゼータ電位が正に帯電し、負に帯電する回路基板31の端面31bに付着して、端面31bから更にケイ素やケイ素化合物が溶出することを抑える。このような疎水性コロイドとしては、上述した色材の製造方法と同様に、例えば酸化アルミニウム、酸化セリウム等の金属酸化物、硫酸バリウム等の金属硫化物等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いられる。
In the hydrophobic colloid in which the zeta potential is positively charged when the pH is in the range of 4 or more and 6 or less, the
この疎水性コロイドの含有量は、インク2全体に対して3ppm以上である。疎水性コロイドの含有量を3ppm以上、10000ppm以下の範囲、より好ましくは10ppm以上、1000ppm以下の範囲とする。3ppmより少ない場合には、回路基板31の端面31bからケイ素やケイ素化合物の溶出を十分に防止することができなくなる。
The content of the hydrophobic colloid is 3 ppm or more with respect to the
インク2には、色材、所定の疎水性コロイドの他に、例えば粘度調整剤、表面張力調整剤、pH調整剤、防腐剤、防かび剤等を添加させることもできる。
In addition to the colorant and the predetermined hydrophobic colloid, for example, a viscosity adjusting agent, a surface tension adjusting agent, a pH adjusting agent, an antiseptic, an antifungal agent and the like can be added to the
インク2には、色材や疎水性コロイドの他に、表面張力の調整、色材を略均一に分散させるための分散助剤として界面活性剤を含有させてもよい。インク2に含有させる界面活性剤としては、例えば非イオン性界面活性剤が好ましいが、陰イオン界面活性剤等も用いることも可能である。
In addition to the color material and the hydrophobic colloid, the
非イオン性界面活性剤としては、例えば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エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドや、アセチレングリコール系の界面活性剤等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いられる。 Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, polyoxyethylene alkyl amines, polyoxyethylene alkyl amides, and acetylenes. Examples thereof include glycol-based surfactants, and any one or a combination of these may be used.
また、インク2には、適宜、粘度調整剤、表面張力調整剤、pH調整剤、防腐剤、防かび剤等を含有させてもよい。
Further, the
粘度調整剤、表面張力調整剤としては、例えばゼラチン、カゼイン等のタンパク質、アラビアゴム等の天然ゴム、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、リグニンスルホン酸塩、セラック等の天然高分子、ポリアルリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いられる。 Examples of viscosity modifiers and surface tension modifiers include proteins such as gelatin and casein, natural rubbers such as gum arabic, cellulose derivatives such as methylcellulose and carboxymethylcellulose, natural polymers such as lignin sulfonate and shellac, and polyallylates. , Styrene-acrylic acid copolymer salt, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone and the like, and any one or a combination of these may be used.
pH調整剤としては、例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、アミノメチルプロパノール等のアルカリ金属の水酸化物或いはアミン類等が挙げられる。 Examples of the pH adjusting agent include alkali metal hydroxides or amines such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, triethanolamine, diethanolamine, and aminomethylpropanol.
防腐剤、防かび剤としては、例えば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、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、アビシア社製の1,2−ジベンゾチアゾリン−3−オン(製品名プロキセルCRL、プロキセルBND、プロキセルGXL、プロキセルXL−2、プロキセルTN)等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いられる。 Examples of antiseptics and fungicides include sodium benzoate, sodium pentachlorophenol, sodium 2-pyridinethiol-1-oxide, sodium sorbate, sodium dehydroacetate, and 1,2-dibenzothiazoline-3- ON (product name: Proxel CRL, Proxel BND, Proxel GXL, Proxel XL-2, Proxel TN) and the like, and any one or a combination of these may be used.
以上のような構成のマゼンタのインク2は、次のようにして製造することができる。先ず、インク用溶媒に、色材と、pHが4以上、6以下の範囲になったときにゼータ電位が正に帯電する疎水性コロイドと、界面活性剤等とを混合した溶液を40℃〜80℃に加熱ながらスクリュー等で攪拌する。
The
次に、溶液を1.2μmのフィルタで濾過して、ゴミ等を溶液から除去し、マゼンタのインク2を得る。
Next, the solution is filtered through a 1.2 μm filter to remove dust and the like from the solution, and
得られたインク2は、不純物を取り除いた染料を含む色材を用いているため、染料中の不純物による疎水性コロイドの凝集を防止でき、調整直後及び調整後しばらく時間が経過して、上述したヘッドチップ26に充填されるころになっても、凝集物が発生せず、保存安定性に優れている。また、このインク2では、疎水性コロイドが凝集しないため、疎水性コロイドが回路基板31の端面31bに付着し、端面31bからケイ素やケイ素化合物が溶出することを防止できる。
Since the obtained
なお、ブラックのインク2は、マゼンタのインク2と同様の製造方法により製造することができ、ブラックの染料から不純物を除去し、不純物を除去した染料を主成分とする色材を製造し、得られた色材をインク用溶媒中で回路基板31の端面31bからケイ素やケイ素化合物の溶出を防止する疎水性コロイドとともに混合し、製造することができる。ブラックのインク2においても、インク2を製造する際に添加した疎水性コロイドの凝集が防止されるため、マゼンタのインク2と同様に、保存安定性に優れ、回路基板31の端面31bからケイ素やケイ素化合物が溶出することも防止できる。
The
ブラックのインク2を製造する際に用いる染料としては、例えばC.I.アシッドブラック1、同2、同7、同24、同26、同29、同31、同48、同50、同51、同52、同58、同60、同62、同63、同64、同67、同72、同76、同77、同94、同107、同108、同109、同110、同112、同115、同118、同119、同121、同122、同131、同132、同139、同140、同155、同156、同157、同158、同159、同191、C.I.ダイレクトブラック17、同19、同22、同32、同38、同51、同56、同62、同71、同74、同75、同77、同94、同105、同106、同107、同108、同112、同113、同117、同118、同132、同133、同146、同154、同168、C.I.リアクティブブラック1、同3、同4、同5、同6、同8、同9、同10、同12、同13、同14、同18、C.I.フードブラック2等を挙げられる。
Examples of the dye used when producing the
以上では、予め、マゼンタの染料から不純物を取り除いておき、不純物を取り除いた染料を主成分とする色材をインク用溶媒に添加してマゼンタのインク2を製造したが、このことに限らず、以下のように、インク用溶媒中に染料と、pHが4以上、6以下の範囲になったときにゼータ電位が正に帯電する疎水性コロイドと、銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩の何れか一方又は両方とを含有させ、インク用溶媒中で、不純物及び銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩を疎水性コロイドに吸着させ、疎水性コロイドの凝集により生成した凝集物をインク用溶媒中から除去することによって、不純物が取り除かれた染料でマゼンタのインク2を製造するようにしてもよい。この製造方法により、インク2を製造する場合、含有させる疎水性コロイドは、染料中の不純物を吸着し、更に上述したヘッドチップ26を構成する回路基板31の端面31bからケイ素やケイ素化合物が溶出しないように端面31bに付着するため、不純物を吸着して除去される分を予め見込んで多めに添加する。また、インク2は、インク吐出ヘッド23の金属材料等を使用している部位が酸化しないように一般的に弱アルカリ性にする。
In the above, the
このマゼンタのインク2の製造方法において、インク用溶媒、マゼンタの染料、疎水性コロイド、銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩は、上述したマゼンタのインク2の製造方法で用いたものと同様のものを用いることができる。また、染料、銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩の含有量は、上述したマゼンタのインク2の製造方法と同様である。
In this
このマゼンタのインク2の製造方法は、先ず、インク用溶媒に、染料と、pHが4以上、6以下の範囲になったときにゼータ電位が正に帯電する疎水性コロイドと、銅フタロシアニンスルホン酸、銅フタロシアニンスルホン酸塩の何れか一方又は両方と、界面活性剤等とを混合した溶液を40℃〜80℃に加熱しながらスクリュー等で攪拌する。なお、疎水性コロイドの含有量は、染料中の不純物を吸着して、凝集した凝集物によって除去される分を見込んで多めにする。染料や疎水性コロイド等を混合した溶液中では、染料中の不純物が銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩と共に、疎水性コロイドに吸着され、疎水性コロイドが凝集し、凝集物が生成する。
The method for producing the
次に、凝集物が生成された溶液を3μmのフィルタで濾過して、凝集物やゴミ等を溶液から除去し、マゼンタのインク2を得る。
Next, the solution in which the aggregates are generated is filtered through a 3 μm filter, and aggregates and dust are removed from the solution to obtain
得られたインク2は、染料中の不純物及び銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩を疎水性コロイドに吸着させ、一部の疎水性コロイドを凝集させて生成された凝集物をフィルタで濾過して除去することによって、染料から不純物が除去される。これにより、このインク2では、染料中に不純物が含有されていないため、回路基板31の端面31bからケイ素やケイ素化合物が溶出することを防止するために残存している疎水性コロイドが凝集せず、調整直後及び調整後しばらく時間が経過して、上述したヘッドチップ26に充填されるころになっても、凝集物の発生を防止でき、保存安定性に優れている。また、このインク2では、残存している疎水性コロイドが凝集しないため、疎水性コロイドが回路基板31の端面31bに付着し、端面31bからケイ素やケイ素化合物が溶出することを防止することができる。
The obtained
また、ブラックのインク2についても、マゼンタのインク2と同様にこの製造方法により製造することができ、インク用溶媒中にブラックの染料から不純物を除去し、疎水性コロイドの一部を凝集させ、生成された凝集物を除去することで、残存している疎水性コロイドの凝集を防止し、凝集物の発生を防止することができる。これにより、ブラックのインク2においても、凝集物の発生が防止され、マゼンタのインク2と同様に、保存安定性に優れ、回路基板31の端面31bからケイ素やケイ素化合物が溶出することも防止できる。
Also, the
また、上述したマゼンタのインク2及びブラックのインク2の他に、イエローのインク2及びシアンのインク2では、以下に示すイエロー及びシアンの染料を用いて、例えば特開2004−244620号公報に記載されているイエローのインク及びシアンのインクのように、回路基板31の端面31bからケイ素やケイ素化合物の溶出を防止するため、pH4以上、6以下の酸性の範囲になったときにゼータ電位が正に帯電する疎水性コロイドが含有されたものを用いる。なお、シアンのインク2では、疎水性コロイドを含有させても、染料として含まれている銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩によって、インク2の調整段階で疎水性コロイドの凝集が始まり、凝集が促進し、凝集物が大きくなるため、最後にフィルタで濾過する際に、凝集物を除去することができる。また、イエローのインク2では、銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩をインク2が添加されると、銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩の色目が着きやすく、銅フタロシアニンスルホン酸や銅フタロシアニンスルホン酸塩を添加することは好ましくない。
In addition to the
イエローの染料としては、例えばC.I.アシッドイエロー1、同3、同11、同17、同19、同23、同25、同29、同36、同38、同40、同42、同44、同49、同59、同61、同70、同72、同75、同76、同78、同79、同98、同99、同110、同111、同127、同131、同135、同142、同162、同164、同165、C.I.ダイレクトイエロー1、同8、同11、同12、同24、同26、同27、同33、同39、同44、同50、同58、同85、同86、同87、同88、同89、同98、同110、同132、同142、同144、C.I.リアクティブイエロー1、同2、同3、同4、同6、同7、同11、同12、同13、同14、同15、同16、同17、同18、同22、同23、同24、同25、同26、同27、同37、同42、C.I.フードイエロー3、同4等を挙げることができ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いられる。
Examples of yellow dyes include C.I. I.
シアンの染料としては、例えばC.I.アシッドブルー1、同7、同9、同15、同22、同23、同25、同27、同29、同40、同41、同43、同45、同54、同59、同60、同62、同72、同74、同78、同80、同82、同83、同90、同92、同93、同100、同102、同103、同104、同112、同113、同117、同120、同126、同127、同129、同130、同131、同138、同140、同142、同143、同151、同154、同158、同161、同166、同167、同168、同170、同171、同182、同183、同184、同187、同192、同199、同203、同204、同205、同229、同234、同236、同249、C.I.ダイレクトブルー1、同2、同6、同15、同22、同25、同41、同71、同76、同77、同78、同80、同86、同87、同90、同98、同106、同108、同120、同123、同158、同160、同163、同165、同168、同192、同193、同194、同195、同196、同199、同200、同201、同202、同203、同207、同225、同226、同236、同237、同246、同248、同249、C.I.リアクティブブルー1、同2、同3、同4、同5、同7、同8、同9、同13、同14、同15、同17、同18、同19、同20、同21、同25、同26、同27、同28、同29、同31、同32、同33、同34、同37、同38、同39、同40、同41、同43、同44、同46、C.I.フードブルー1、同2等を挙げることができ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いられる。
Examples of cyan dyes include C.I. I.
また、イエローのインク2及びシアンのインク2では、染料の他に、顔料等も用いることができる。顔料を用いた場合には、ヘッドチップ26の回路基板31の端面31bからケイ素やケイ素化合物の溶出を防止するために含有させる疎水性コロイドのゼータ電位に影響を及ぼさないものを用いる。
In addition, the
顔料を用いたインク2を調整する場合には、従来から用いられている顔料微細分散法、例えばボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシュルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジライザー、パールミル、湿式ジェットミル等といった分散装置等を用い、顔料を、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、アンモニア水、トリエタトールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン、アミノメチルプロパノール等でアルカリ性にした水中に上述した所定の疎水性コロイド等を一緒に分散させることで調製できる。
When adjusting the
プリンタ装置1では、以上のように、本発明を適用した製造方法によって得られたマゼンタのインク2及びブラックのインク2において、疎水性コロイドの凝集が防止され、回路基板31の端面31bからケイ素やケイ素化合物が溶出することも防止され、イエローのインク2及びブラックのインク2において、特開2004−244620号公報に記載されているイエローのインク及びブラックのインクを用いることによって、回路基板31の端面31bからケイ素やケイ素化合物が溶出することが防止されるため、各色のヘッドチップ26において回路基板31の変形が防止され、また疎水性コロイドの凝集物がノズル32aやインク流路35が詰まり、目詰まりが生じることも防止できる。これにより、プリンタ装置1では、インク2の不吐出や吐出特性が劣化することを防止でき、白抜け等のない高品位なカラー画像を印刷することができる。
In the
以下に、サンプルとして調整したインクについて説明する。また、以下では、特に明示しない限り、単位は重量%である。なお、本発明は、これらの例に限定されるものではない。 Hereinafter, the ink prepared as a sample will be described. In the following, unless otherwise specified, the unit is% by weight. The present invention is not limited to these examples.
〈サンプル1〉
サンプル1では、インク用溶媒としてヘキシレングリコールを10重量%、グリセリンを5重量%、界面活性剤としてサーフィノール465(アセチレングリコール;エアプロダクツ社製、アセチレン系界面活性剤)を0.3重量%、染料としてC.I.アシッドレッド52を3重量%、銅フタロシアニンスルホン酸塩としてC.I.アシッドブルー199を0.1重量%、疎水性コロイドとして酸化アルミニウムを0.1重量%、防かび剤としてプロキセルGXL(1,2−ジベンゾチアゾリン−3−オン、アビシア社製)を0.5重量%、残量が精製水となるように、これらを混合してマゼンタのインクを作製した。
<
In
〈サンプル2〉
サンプル2では、銅フタロシアニンスルホン酸塩のC.I.アシッドブルー199を添加せずにインクを調整したこと以外は、サンプル1と同様にしてインクを作製した。
<
In
〈サンプル3〉
サンプル3では、銅フタロシアニンスルホン酸塩としてのC.I.アシッドブルー199、及び疎水性コロイドとしての酸化アルミニウムを添加せずに調整したこと以外は、サンプル1と同様にしてインクを作製した。
<
In
以上のようにして作製した各サンプルの調整直後のインクを3μmのフィルタで濾過した。濾紙を観察したところ、サンプル1のみ、銅フタロシアニンスルホン酸塩によるシアン色の沈殿が見られた。これにより、染料中の不純物が銅フタロシアニンスルホン酸塩と共に、疎水性コロイドに吸着され、疎水性コロイドが凝集したことにより、凝集物がフィルタを通らず、フィルタ上に残ったことが分かる。
The ink immediately after preparation of each sample produced as described above was filtered with a 3 μm filter. When the filter paper was observed,
また、各インクについて、3μmのフィルタで濾過した後及びインクを密閉容器に入れ、60℃の環境下で7日保存した後の5μm以上の粒子数(凝集物数)を測定した。測定方法は、リオン社製液中パーティクルカウンターKL−11Aにて測定した。以下の表1に測定結果を示す。 For each ink, the number of particles (aggregate number) of 5 μm or more was measured after filtration with a 3 μm filter and after the ink was put in a sealed container and stored for 7 days in an environment of 60 ° C. The measuring method was measured with a particle counter KL-11A manufactured by Rion Corporation. The measurement results are shown in Table 1 below.
サンプル1では、疎水性コロイドとして酸化アルミニウム及び銅フタロシアニンスルホン酸塩としてC.I.アシッドブルー199が添加されているため、調整直後に染料中の不純物がC.I.アシッドブルー199と共に、疎水性コロイドの酸化アルミニウムに吸着され、酸化アルミニウムの凝集物が成長し、この凝集物が3μmのフィルタで濾過され、インク中から凝集物が除去された。これにより、サンプル1では、染料中の不純物がインクから除去された。このようなサンプル1では、染料から不純物が除去されているため、濾過直後及び60℃7日保存後であっても、5μm以上の粒子数(凝集物数)が少なく、濾過直後と保存後との間で粒子数(凝集物数)にほとんど変化が見られなかった。このことから、インク中に疎水性コロイドとして酸化アルミニウム及び銅フタロシアニンスルホン酸塩としてC.I.アシッドブルー199を含有させることにより、濾過直後及び保存中の凝集物の発生を防止できることが分かる。
In
一方、サンプル2では、疎水性コロイドの酸化アルミニウムのみが添加されており、銅フタロシアニンスルホン酸塩が添加されていないため、疎水性コロイドの酸化アルミニウムに対する染料中の不純物の吸着が促進されず、酸化アルミニウムの凝集物が小さく、フィルタで除去することができないため、インク中から凝集物が除去されていない。これにより、サンプル2では、60℃7日保存すると、酸化アルミニウムの凝集物が成長し、5μm以上の粒子数(凝集物数)が7000となり、粒子数(凝集物数)が著しく増大した。このサンプル2より、銅フタロシアニンスルホン酸塩が含有されていない場合、凝集物の発生を防止することができないことが分かる。
On the other hand, in
また、サンプル3では、疎水性コロイドとしての酸化アルミニウムが含有されていないため、濾過直後及び60℃7日保存した後であっても、凝集物の発生が抑制された。しかしながら、サンプル3では、疎水性コロイドが含有されていないため、上述したプリンタ装置に設けられたヘッドチップの回路基板の端面からケイ素やケイ素化合物の溶出を防止することができない。
In
1 プリンタ装置、2 インク、3 ヘッドカートリッジ、4 装置本体、11 インクカートリッジ、21 カートリッジ本体、23 インク吐出ヘッド、26 ヘッドキャップ、26 ヘッドチップ、31 回路基板、31a 発熱抵抗体、31b 端面、32 ノズルシート、32a ノズル、33 フィルム、34 インク液室、35 インク流路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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