JP2013059892A - Inkjet recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット記録用インクジェットヘッド、インクジェット記録装置に関し、特に所謂、顔料インクを用いた際にも優れた射出能を有し長期間使用によっても目詰りがない耐久性あるインクジェットヘッド、及び、これを具備するインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an inkjet head for inkjet recording, an inkjet recording apparatus, and particularly, a so-called durable inkjet head that has excellent ejection ability even when using a pigment ink and does not clog even when used for a long period of time, and The present invention relates to an inkjet recording apparatus including the same.
インクジェットプリンタは低騒音、低ランニングコスト、カラー印刷が容易であるなどの利点を有することから、デジタル信号の出力機器として近年急速に普及している。
各種の水溶性染料を水、又は水と有機溶剤との混合液に溶解させた染料系インクが使用されているが、染料系インクは色調の鮮明性には優れているものの耐光性に劣るという欠点があり、耐水性、耐候性の点で染料のものより優れる顔料を用いたインクが用いられている。
Inkjet printers have recently gained rapid popularity as digital signal output devices because they have advantages such as low noise, low running cost, and easy color printing.
A dye-based ink in which various water-soluble dyes are dissolved in water or a mixture of water and an organic solvent is used, but the dye-based ink is excellent in color tone sharpness but inferior in light resistance. Inks using pigments that have drawbacks and are superior to those of dyes in terms of water resistance and weather resistance are used.
しかし、顔料インクには染料インクと異なり、インク中に分散状態が不安定な顔料粒子が数多く存在しているため、顔料粒子の凝集物が発生し、ノズルが目詰まりし、正常な吐出が妨げられることがあった。このような課題に対し、インク供給部とインク吐出部の間にフィルターを設けることが提案されている。
しかしながら、インクジェットプリンタにおいては、高画質化及び高速化に対する要求が著しく、これを達成するために、インク飛翔手段であるノズルが小径化される傾向にある。
このため、前記フィルターの径も、従来のフィルター径と比較してかなり微細な径となってきている。
その結果、前記フィルターが目詰まりを起こしやすくなり、インクがノズルに到達する際の圧力損失が大きくなり、吐出が不安定になってしまうという問題が残っていた。
However, unlike dye ink, pigment ink contains many pigment particles with unstable dispersion in the ink, causing aggregates of pigment particles, clogging of nozzles, and hindering normal ejection. It was sometimes done. In order to solve such a problem, it has been proposed to provide a filter between the ink supply unit and the ink discharge unit.
However, in an ink jet printer, there is a great demand for higher image quality and higher speed, and in order to achieve this, there is a tendency for the diameter of the nozzle that is the ink flying means to be reduced.
For this reason, the diameter of the filter is also considerably smaller than the conventional filter diameter.
As a result, the filter is likely to be clogged, the pressure loss when the ink reaches the nozzle becomes large, and the problem remains that the ejection becomes unstable.
これに対し、長期的な信頼性を確保するためにフィルターに関して様々な提案がなされている。
たとえば、特許文献1の特開平9−187955号公報には金属繊維からなる焼結不織布を使用する方法が、特許文献2の特開平9−109411号公報には金属繊維を綾畳織してなるフィルターを使用する方法が、特許文献3の特開2005−324444号公報には平坦な金属板に多数の微細孔を貫通させて形成されてなるフィルターを使用する方法が提案されている。
On the other hand, various proposals have been made regarding filters in order to ensure long-term reliability.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-187955 of
一方、インク側の工夫としては、例えば特許文献4の特開2006−070105号公報には、インクにアミノプロパンジオールを添加することにより、顔料の分散安定性が向上することが記載され、特許文献5の特開2004−204075号公報には特定の構造の防腐剤を添加し、インク中の異物の発生を防ぐことが記載され、特許文献6の特開2009−173829号公報にはインク中に含まれる有機溶剤の種類と水溶性樹脂の含有量を規定することによってフィルターの目詰まりを起こさないインクが開示されている。 On the other hand, as a device on the ink side, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-070105 of Patent Document 4 describes that the dispersion stability of a pigment is improved by adding aminopropanediol to the ink. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-204075 describes that a preservative having a specific structure is added to prevent the generation of foreign matters in the ink. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-173829 of Japanese Patent Application Laid-Open No. An ink that does not cause clogging of a filter by defining the type of organic solvent contained and the content of a water-soluble resin is disclosed.
しかし、それでもなお、長期にわたる使用によって経時でフィルターの目詰まりが発生し、圧力損失が増大してしまうという問題は解消されずに残っているという問題があった。 However, there is still a problem that the problem that the filter clogs with time due to long-term use and the pressure loss increases is not solved.
例えば、特許文献7の特開2005−288810号公報には、フィルター寿命を延ばし、長期間にわたって高画質を維持でき、かつフィルターを小型化して多ノズル、多色、高密度のヘッドにフィルターを配置しやすくするインクジェットプリンタを提供することを目的として、染料インクに対してステンレス繊維を焼結した焼結フィルターを設け、顔料インクに対してステンレス繊維を綾畳織した綾畳フィルターを設けたインクジェットプリンタが開示されている。
本発明とは確かにフィルターを設け、長期的な吐出安定性を達成しようとする点では似ている点がある。
しかし、前記特許文献7では、顔料インクであっても綾畳織フィルターであれば長期的に目詰まりが起きることなく安定した吐出が達成できるとされているが、本発明者らの目指す長期耐久性の評価実験によると、綾畳織フィルターを使用しても十分な吐出が達成できないことがわかった。
また、前記公報の実施例にて検証されている吐出安定性では、512ch×10kHz×10pl×300sec≒200gの通インク量に対して圧力損失が増大しないことを確認しているたけで、昨今のプリンタの長寿命化に対してのフィルター寿命を検討する上では全く不十分なレベルであると我々は考えている。
さらに、綾畳織フィルターは確かに孔形状が均一であるために高精度な濾過が可能であるが、空隙率が低いために初期の圧力損失が高く、フィルター自体の剛性や原価の面でも焼結フィルターと比較して欠点が多いため、フィルター形状に依らず良好な通液性が確保できる方法が望まれていた。
フィルターの表面組成と、それに対応したインクについての議論は、これまでなされてこなかったので、前記のように、フィルター形状に依らず超長期にわたって目詰まりを起こすことなく安定した吐出が可能なインクジェット記録装置が得られていないという問題は解消できていない。
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-288810 of Patent Document 7, the filter life can be extended, high image quality can be maintained over a long period of time, and the filter is downsized to arrange the filter in a multi-nozzle, multi-color, high-density head. For the purpose of providing an ink jet printer that makes it easy to perform, an ink jet printer provided with a sintered filter in which stainless steel fibers are sintered with respect to dye ink, and a twill mat filter in which stainless fibers are twilled into pigment ink is provided. Is disclosed.
The present invention is similar to the present invention in that a filter is certainly provided to achieve long-term discharge stability.
However, in Patent Document 7, even if it is a pigment ink, if it is a twill woven filter, it is said that stable ejection can be achieved without clogging in the long term. According to the property evaluation experiment, it was found that even if a twill woven filter was used, sufficient discharge could not be achieved.
In addition, with the ejection stability verified in the embodiment of the above publication, it has only been confirmed that the pressure loss does not increase with respect to the ink flow amount of 512 ch × 10 kHz × 10 pl × 300 sec≈200 g. We believe that this is an inadequate level for considering the filter life for printer life.
In addition, the twilled woven filter has a uniform pore shape and can be filtered with high accuracy. However, the porosity is low, so the initial pressure loss is high, and the rigidity and cost of the filter itself are reduced. Since there are many disadvantages compared with the binding filter, a method that can ensure good liquid permeability regardless of the filter shape has been desired.
Since there has never been a discussion about the surface composition of the filter and the ink corresponding to it, as described above, ink jet recording capable of stable ejection without causing clogging for an extremely long time regardless of the filter shape. The problem that the device is not obtained has not been solved.
本発明は、長期にわたる使用においてもフィルターを目詰まりさせることなく安定した吐出ができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of stable ejection without clogging a filter even when used for a long period of time.
フィルターの表面組成と、それに対応したインクについての議論は、これまでなされてなく、前記のように、フィルター形状に依らず超長期にわたって目詰まりを起こすことなく安定した吐出が可能なインクジェット記録装置が得られていないという問題は解消できない点を改善すべく、鋭意、検討を重ねる過程で、本発明者らは、長期的に安定した吐出ができない、すなわち、長期にわたる使用においてフィルターが目詰まりを起こしてしまうのは、フィルターの中でも超長期耐久性に優れたステンレスフィルターにおいて、フィルター自身が目詰まりを誘発しているからであることを突き止めた。
このため、長期的信頼性を確保するには適切なフィルターと適切なインクの両方が必要であることから、ステンレスフィルターの表面状態、特に表面の組成状態を改善することに尽力し、本発明におけるフィルターを完成するに至った。
また、一方のインクとしては、フィルターに張り付くような材料を含まないのはもちろんのこと、インク中の顔料が極めて安定した分散をしていることが必須であり、このような特性を満たすためには界面活性剤分散型の顔料が最適であること、特に、親水性基としてエチレンオキサイド鎖をもつ界面活性剤を分散剤として使用したものは、水分子を引き付けやすいことから安定した分散が得やすく、さらに本発明の要求する分散安定性を達成するには顔料に対して、5.0〜40.0wt%の添加量であることが必須であることを突き止め、本発明におけるインクを完成するに至った。
而して、上記課題は、次の(1)〜(13)項記載の「インク供給ユニット」、「インクジェット記録装置」、「インクジェット記録方法」及び「インクジェト記録用インク」及び「インクジェット記録物」を含む本発明によって、解決される。
(1)「少なくとも水、顔料、水溶性有機溶剤を含むインクを供給するインク供給ユニットであって、該インク供給ユニットがステンレス製フィルターを具備し、さらに該フィルターが表面元素の組成においてAl、Siの占める割合が合計で5%以下であり、かつ、前記インクの前記顔料が分散剤によって分散されてなる顔料であり、該分散剤が構造中に親水基としてエチレンオキサイド鎖を有し、顔料に対して5.0から40.0wt%に相当する量含まれることを特徴とするインク供給ユニット」。
(2)「前記分散剤がノニオン性界面活性剤であることを特徴とする前記(1)項に記載のインク供給ユニット」。
(3)「前記界面活性剤が、下記一般式(1)で表される構造のものであることを特徴とする前記(1)項または(2)項に記載のインク供給ユニット」。
There has been no discussion about the surface composition of the filter and the ink corresponding thereto, and as described above, there is an inkjet recording apparatus capable of stable ejection without causing clogging for an extremely long time regardless of the filter shape. In the process of diligently studying to improve the point that the problem of not being able to be solved, the present inventors cannot stably discharge for a long time, i.e., the filter is clogged during long-term use. It was discovered that the filter itself is clogging in a stainless steel filter that has excellent long-term durability.
For this reason, in order to ensure long-term reliability, both an appropriate filter and an appropriate ink are required. Therefore, efforts were made to improve the surface condition of the stainless steel filter, particularly the composition state of the surface. The filter has been completed.
In addition, it is essential that one of the inks does not contain a material that sticks to the filter, and it is essential that the pigment in the ink has a very stable dispersion. Is optimal for surfactant-dispersed pigments, especially those that use a surfactant with an ethylene oxide chain as a hydrophilic group as a dispersant, because it is easy to attract water molecules, making it easier to obtain stable dispersion. Furthermore, in order to achieve the dispersion stability required by the present invention, it was determined that the addition amount of 5.0 to 40.0 wt% with respect to the pigment was essential, and the ink in the present invention was completed. It came.
Thus, the above-mentioned problems are solved by the following “ink supply unit”, “inkjet recording apparatus”, “inkjet recording method”, “inkjet recording ink”, and “inkjet recorded matter”. This is solved by the present invention including:
(1) “An ink supply unit that supplies ink containing at least water, a pigment, and a water-soluble organic solvent, the ink supply unit including a stainless steel filter, and the filter has a surface element composition of Al, Si Is a pigment in which the pigment of the ink is dispersed by a dispersant, and the dispersant has an ethylene oxide chain as a hydrophilic group in the structure, An ink supply unit comprising an amount corresponding to 5.0 to 40.0 wt% ”.
(2) “Ink supply unit according to item (1), wherein the dispersant is a nonionic surfactant”.
(3) “The ink supply unit according to item (1) or (2), wherein the surfactant has a structure represented by the following general formula (1)”.
(4)「前記フィルターを構成するステンレス鋼がSUS316、またはSUS316Lであることを特徴とする前記(1)項乃至(3)項のいずれかに記載のインク供給ユニット」。
(5)「前記フィルターがステンレス繊維をフェルト状に積層して焼結した焼結フィルターであることを特徴とする前記(1)項乃至(4)項のいずれかに記載のインク供給ユニット」。
(6)「前記フィルターがステンレス繊維を綾畳織して形成した綾畳織フィルターであることを特徴とする前記(1)項乃至(5)項のいずれかに記載のインク供給ユニット」。
(7)「前記(1)項乃至(6)項のいずれかに記載のインク供給ユニットを備えたインクジェット記録装置」。
(8)「複数の加圧液室、加圧液室に連通する孔径35μm以下のノズル及びインク供給路、インクを吐出させる電気圧力変換手段または電気熱変換手段、フィルター及び負圧を発生させるインクタンクを有する前記(7)項に記載のインクジェット記録装置」。
(9)「前記(7)項又は(8)項に記載のインクジェット記録装置を用いてインク滴を連続して吐出させ記録媒体に画像を形成することを特徴とするインクジェット記録方法」。
(10)「前記(9)項に記載のインクジェット記録方法で形成された画像を有してなることを特徴とするインク記録物」。
また、本発明は、次の(11)〜(13)項に記載されるような「インクジェト記録用インク」を包含する。
(11)「少なくとも水、顔料、水溶性有機溶剤を含み、インクジェット記録用インク供給ユニットに供給されるインクであって、前記顔料が分散剤によって分散されてなる顔料であり、該分散剤が構造中に親水基としてエチレンオキサイド鎖を有し、顔料に対して5.0から40.0wt%に相当する量含まれ、該インク供給ユニットがステンレス製フィルターを具備し、さらに該フィルターが表面元素の組成においてAl、Siの占める割合が合計で5%以下であることを特徴とするインク供給ユニット」。
(12)「前記分散剤がノニオン性界面活性剤であることを特徴とする前記(11)項に記載のインクジェット記録用インク」。
(13)「前記界面活性剤が、下記一般式(1)で表される構造のものであることを特徴とする前記(11)項または(12)項に記載のインクジェット記録用インク」。
(4) “The ink supply unit according to any one of (1) to (3) above, wherein the stainless steel constituting the filter is SUS316 or SUS316L”.
(5) “The ink supply unit according to any one of items (1) to (4), wherein the filter is a sintered filter in which stainless steel fibers are laminated in a felt shape and sintered”.
(6) The ink supply unit according to any one of (1) to (5), wherein the filter is a twill woven filter formed by twilling a stainless fiber.
(7) “Inkjet recording apparatus including the ink supply unit according to any one of (1) to (6)”.
(8) “A plurality of pressurized liquid chambers, nozzles having a pore diameter of 35 μm or less communicating with the pressurized liquid chambers and an ink supply path, electric pressure converting means or electrothermal converting means for discharging ink, filters and ink for generating negative pressure The inkjet recording apparatus according to item (7) having a tank.
(9) “An ink jet recording method comprising forming an image on a recording medium by continuously ejecting ink droplets using the ink jet recording apparatus according to item (7) or (8)”.
(10) “An ink recorded matter comprising an image formed by the ink jet recording method according to item (9)”.
The present invention also includes “inkjet recording ink” as described in the following items (11) to (13).
(11) “Ink that contains at least water, a pigment, and a water-soluble organic solvent, and is supplied to an ink supply unit for inkjet recording, wherein the pigment is dispersed by a dispersant, and the dispersant has a structure. It has an ethylene oxide chain as a hydrophilic group, and is contained in an amount corresponding to 5.0 to 40.0 wt% with respect to the pigment. The ink supply unit includes a stainless steel filter. An ink supply unit characterized in that the proportion of Al and Si in the composition is 5% or less in total.
(12) “Ink for inkjet recording according to item (11), wherein the dispersant is a nonionic surfactant”.
(13) “Ink for inkjet recording according to item (11) or (12), wherein the surfactant has a structure represented by the following general formula (1)”.
以下の詳細かつ具体的な説明からよく理解されるように、本発明によれば、フィルターが形状に依らず超長期にわたって目詰まりを起こすことなく安定した吐出が可能な「インク供給ユニット」、「インクジェット記録装置」、「インクジェット記録方法」、及び「インクジェト記録用インク」および「インクジェット記録物」が提供されるという極めて優れた効果が発揮される。 As will be well understood from the following detailed and specific description, according to the present invention, the "ink supply unit", "stable discharge can be performed without clogging for a very long time regardless of the shape of the filter," The extremely excellent effect of providing an “inkjet recording apparatus”, “inkjet recording method”, “inkjet recording ink” and “inkjet recording product” is exhibited.
以下本発明を詳細に説明する。
上記のように、本発明は、「前記特定インク供給ユニット」と「特定インク」との組合せに係るものであり、つまり、少なくとも水、顔料、水溶性有機溶剤を含むインクを供給するインク供給ユニットであって、該インク供給ユニットがステンレス製フィルターを具備し、さらに該フィルターが表面元素の組成においてAl、Siの占める割合が合計で5%以下であり、かつ、前記インクの前記顔料が分散剤によって分散されてなる顔料であり、該分散剤が構造中に親水基としてエチレンオキサイド鎖を有し、顔料に対して5.0から40.0wt%に相当する量含まれることを特徴とするインク供給ユニットを提供するものであるが、予め、このような本発明の背景についてなお付言すると、前記フィルターはその表面の元素組成においてAl、Siの占める割合の合計が5%以下でなければならず、ステンレス製のフィルターは非常に細いステンレスの細線から形成されており、これを製造する際、延伸処理工程において母材に対する離型剤としてシリカやアルミナの粉末が使用されることが多い。
このため、フィルター表面にシリカ、アルミナが残留することがあり、残留したシリカ、アルミナは以下の理由からフィルターに対するインク通液性を悪化させる。
1、フィルターの繊維に凹凸を与えるため、表面性状が粗くなり、インクの流れを乱してしまう。
2、シリカは水を引き付ける性質があるため、水性顔料インクが通過する際、水と一緒に顔料を引き付けてしまい、結果としてその部分を核として凝集が進行してしまう。
3、アルミナは界面活性剤を吸着させやすく、活性剤分散の顔料の場合、顔料の凝集が起きやすくなる。
以上の理由により、分散安定なインクを使用した上で、フィルター表面のシリカ、アルミナの存在率を一定値以下に抑えなければ長期的使用により徐々にフィルターが目詰まりを起こす。本発明は、これら課題に対処したものである。
The present invention will be described in detail below.
As described above, the present invention relates to a combination of “the specific ink supply unit” and “specific ink”, that is, an ink supply unit that supplies ink containing at least water, a pigment, and a water-soluble organic solvent. The ink supply unit includes a stainless steel filter, and the filter has a surface element composition in which the proportion of Al and Si is 5% or less in total, and the pigment of the ink is a dispersant. An ink having an ethylene oxide chain as a hydrophilic group in the structure and contained in an amount corresponding to 5.0 to 40.0 wt% with respect to the pigment. A supply unit is provided, but in addition to the background of the present invention in advance, the filter is based on the elemental composition of its surface. l, The total proportion of Si must be 5% or less, and the stainless steel filter is made of very fine stainless steel fine wires. Silica or alumina powder is often used as an agent.
For this reason, silica and alumina may remain on the filter surface, and the remaining silica and alumina deteriorate the ink liquid permeability to the filter for the following reasons.
1. Since unevenness is given to the fiber of the filter, the surface property becomes rough and the flow of ink is disturbed.
2. Since silica has a property of attracting water, when the aqueous pigment ink passes, it attracts the pigment together with water, and as a result, aggregation proceeds with the portion as a nucleus.
3. Alumina easily adsorbs the surfactant, and in the case of the pigment dispersed in the active agent, the aggregation of the pigment easily occurs.
For the above reasons, the filter is gradually clogged with long-term use unless the presence of silica and alumina on the filter surface is kept below a certain value after using a dispersion-stable ink. The present invention addresses these issues.
[インクジェットインク]
本発明におけるインクの組成は、上記のように、顔料、エチレンオキサイド鎖を有する分散剤(界面活性剤)、水、水溶性有機溶剤を含み、また、浸透剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、防錆剤等のその余の成分を含んでいてもよい。以下、これら成分について、順に説明する。
[Inkjet ink]
The composition of the ink in the present invention includes, as described above, a pigment, a dispersant (surfactant) having an ethylene oxide chain, water, a water-soluble organic solvent, a penetrant, an antifoaming agent, a pH adjuster, Other components such as antiseptic and antifungal agents and rust preventives may be included. Hereinafter, these components will be described in order.
(顔料)
顔料は、インクを着色させ、画像濃度を向上させることが主なる役割である。添加量は、0.1wt%以上、50.0wt%以下が好ましく、0.1wt%以上、20.0wt%以下がより好ましく、3.0wt%以上15.0wt%以下がさらに好ましい。
また、前記顔料の50%平均粒径(D50)は、10〜500nm以下が好ましく、50〜200nm以下がより好ましい。ここで、前記顔料の50%平均粒径は、23℃、55%RHの環境下において、日機装株式会社製マイクロトラックUPAで動的光散乱法により測定したD50の値を示す。
(Pigment)
The main role of the pigment is to color the ink and improve the image density. The addition amount is preferably 0.1 wt% or more and 50.0 wt% or less, more preferably 0.1 wt% or more and 20.0 wt% or less, and further preferably 3.0 wt% or more and 15.0 wt% or less.
The 50% average particle size (D 50 ) of the pigment is preferably 10 to 500 nm or less, and more preferably 50 to 200 nm or less. Here, the 50% average particle diameter of the pigment indicates the value of D 50 measured by a dynamic light scattering method using Microtrac UPA manufactured by Nikkiso Co., Ltd. in an environment of 23 ° C. and 55% RH.
使用される顔料としては、上記特性を満たせば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
例えば、無機顔料、及び有機顔料のいずれであってもよい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
The pigment to be used is not particularly limited as long as the above characteristics are satisfied, and can be appropriately selected according to the purpose.
For example, any of an inorganic pigment and an organic pigment may be used. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、紺青、カドミウムレッド、クロムイエロー、金属粉、カーボンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックなどが好ましい。なお、前記カーボンブラックとしては、例えば、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたものが挙げられる。 Examples of the inorganic pigment include titanium oxide, iron oxide, calcium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, barium yellow, bitumen, cadmium red, chrome yellow, metal powder, and carbon black. Among these, carbon black is preferable. In addition, as said carbon black, what was manufactured by well-known methods, such as a contact method, a furnace method, and a thermal method, is mentioned, for example.
前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、アゾメチン顔料、多環式顔料、染料キレート、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、多環式顔料などがより好ましい。
前記アゾ顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、などが挙げられる。
前記多環式顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料、ローダミンBレーキ顔料、などが挙げられる。
前記染料キレートとしては、例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート、などが挙げられる。
Examples of the organic pigment include azo pigments, azomethine pigments, polycyclic pigments, dye chelates, nitro pigments, nitroso pigments, and aniline black. Among these, azo pigments and polycyclic pigments are more preferable.
Examples of the azo pigments include azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, and chelate azo pigments.
Examples of the polycyclic pigment include a phthalocyanine pigment, a perylene pigment, a perinone pigment, an anthraquinone pigment, a quinacridone pigment, a dioxazine pigment, an indigo pigment, a thioindigo pigment, an isoindolinone pigment, a quinofullerone pigment, and a rhodamine B lake pigment. Is mentioned.
Examples of the dye chelates include basic dye chelates and acidic dye chelates.
黒色用のものとしては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料、などが挙げられる。
前記カーボンブラックとしては、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックで、一次粒径が、15nm〜40nm、BET法による比表面積が、50m2/g〜300m2/g、DBP吸油量が40ml/100g〜150ml/100g、揮発分が0.5%〜10%、pH値が2〜9を有するものが好ましい。
前記カーボンブラックとしては、市販品を用いることができ、前記市販品としては、例えば、No.2300、No.900、MCF−88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B(いずれも、三菱化学株式会社製);Raven700、同5750、同5250、同5000、同3500、同1255(いずれも、コロンビア社製);Regal400R、同330R、同660R、Mogul L、Monarch700、同800、同880、同900、同1000、同1100、同1300、Monarch1400(いずれも、キャボット社製);カラーブラックFW1、同FW2、同FW2V、同FW18、同FW200、同S150、同S160、同S170、プリンテックス35、同U、同V、同140U、同140V、スペシャルブラック6、同5、同4A、同4(いずれも、デグッサ社製)、などが挙げられる。
Examples of black materials include carbon blacks (CI pigment black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black, channel black, copper, iron (CI pigment black 11), titanium oxide, and the like. And organic pigments such as aniline black (CI Pigment Black 1).
As the carbon black, a furnace method, a carbon black produced by the channel method, primary particle diameter of, 15Nm~40nm, specific surface area by BET method, 50m 2 / g~300m 2 / g , DBP oil absorption amount 40ml / 100 g to 150 ml / 100 g, those having a volatile content of 0.5% to 10% and a pH value of 2 to 9 are preferred.
As the carbon black, commercially available products can be used. 2300, no. 900, MCF-88, no. 33, no. 40, no. 45, no. 52, MA7, MA8, MA100, no. 2200B (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation); Raven700, 5750, 5250, 5000, 3500, 1255 (all manufactured by Columbia); Regal400R, 330R, 660R, Mogu L, Monarch700, 800, 880, 900, 1000, 1100, 1300, Monarch 1400 (all manufactured by Cabot); Color Black FW1, FW2, FW2V, FW18, FW200, S150, S160, S170,
前記カラー用のものとして、イエローインクに使用できる顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばC.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー2、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー16、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー73、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー75、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー98、C.I.ピグメントイエロー114、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー174、C.I.ピグメントイエロー180、などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as a pigment which can be used for yellow ink as the thing for said colors, According to the objective, it can select suitably, for example, C.I. I. Pigment yellow 1, C.I. I. Pigment yellow 2, C.I. I. Pigment yellow 3, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 16, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 73, C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 75, C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 95, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 98, C.I. I. Pigment yellow 114, C.I. I. Pigment yellow 120, C.I. I. Pigment yellow 128, C.I. I. Pigment yellow 129, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 150, C.I. I. Pigment yellow 151, C.I. I. Pigment yellow 154, C.I. I. Pigment yellow 155, C.I. I. Pigment yellow 174, C.I. I. Pigment yellow 180, and the like.
マゼンタインクに使用できる顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばC.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド12、C.I.ピグメントレッド48(Ca)、C.I.ピグメントレッド48(Mn)、C.I.ピグメントレッド57(Ca)、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド112、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド176、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド202、ピグメントバイオレット19、などが挙げられる。
The pigment that can be used in the magenta ink is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
シアンインクに使用できる顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばC.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー2、C.I.ピグメントブルー3、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:34、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー22、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー63、C.I.ピグメントブルー66;C.I.バットブルー4、C.I.バットブルー60、などが挙げられる。 The pigment that can be used in the cyan ink is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. I. Pigment blue 1, C.I. I. Pigment blue 2, C.I. I. Pigment blue 3, C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 15: 4, C.I. I. Pigment blue 15:34, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 22, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. Pigment blue 63, C.I. I. Pigment blue 66; C.I. I. Bat Blue 4, C.I. I. Bat Blue 60 and the like.
前記顔料は、顔料が水性媒体中に分散されてなる顔料分散体としてインク中に添加される。
その場合の顔料分散体は少なくとも、顔料、水、及び後述する分散剤を含み、含有される分散剤によって顔料が分散されてなる界面活性剤分散型分散体として添加される。
前記界面活性剤型顔料分散体は、更に必要に応じて水溶性樹脂、防腐剤などその他の成分を含有しても良い。
The pigment is added to the ink as a pigment dispersion in which the pigment is dispersed in an aqueous medium.
In this case, the pigment dispersion contains at least a pigment, water, and a dispersant described later, and is added as a surfactant-dispersed dispersion in which the pigment is dispersed by the contained dispersant.
The surfactant-type pigment dispersion may further contain other components such as a water-soluble resin and a preservative as necessary.
前記界面活性剤分散型顔料は、水性媒体中に分散され、顔料の分散体として使用される。
前記分散体は、前記顔料、後述する分散剤、水、必要に応じて各種添加剤をビーズミル、例えば、ダイノーミルKDL型(株式会社シンマルエンタープライゼス製)、アジテーターミルLMZ(アシザワ・ファインテック株式会社製)、SCミル(三井鉱山株式会社製)などの分散機で分散し、更に、ビーズミル分散の後、ビーズレスミル、例えば、高速せん断力タイプのCLEARSS5(エム・テクニック株式会社製)、キャビトロンCD1010(株式会社ユーロテック製)、モジュールDR2000(株式会社シンマルエンタープライゼス製)、薄膜旋回タイプのT.K.フィルミックス(特殊機化工業株式会社製)、超高圧衝突タイプのアルテマイザー(株式会社スギノマシン製)、ナノマイザー(吉山機械興業株式会社製)、などにより分散することにより得られる。
前記ビーズミルで使用するビーズとしては、通常セラミックビーズが好適であり、一般的にはジルコニアボールが使用される。ビーズ径は0.05mm以下が好ましく、0.03mm以下がより好ましい。
また、前記分散の前工程において、ホモジナイザー等で粗大粒子を前処理することにより、より一層粒度分布をシャープにすることができ、画像濃度、吐出安定性の改善などに繋がる。
The surfactant-dispersed pigment is dispersed in an aqueous medium and used as a pigment dispersion.
The dispersion includes the pigment, a dispersant described later, water, and various additives as necessary. A bead mill, for example, Dino Mill KDL type (manufactured by Shinmaru Enterprises Co., Ltd.), Agitator Mill LMZ (Ashizawa Finetech Co., Ltd.) ), SC mill (Mitsui Mining Co., Ltd.) and the like, and further, after bead mill dispersion, beadless mill, for example, high shear force type CLEARS5 (M Technique Co., Ltd.), Cavitron CD1010 ( Eurotech Co., Ltd.), module DR2000 (Shinmaru Enterprises Co., Ltd.), thin film swivel type T.C. K. It can be obtained by dispersing with a film mix (manufactured by Special Machine Industries Co., Ltd.), an ultra-high pressure collision type artemizer (manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.), a nanomizer (manufactured by Yoshiyama Kikai Kogyo Co., Ltd.), or the like.
As beads used in the bead mill, ceramic beads are usually preferable, and zirconia balls are generally used. The bead diameter is preferably 0.05 mm or less, and more preferably 0.03 mm or less.
In the pre-dispersion step, pretreatment of coarse particles with a homogenizer or the like can further sharpen the particle size distribution, leading to improvements in image density and ejection stability.
(分散剤)
分散剤は、顔料を水性媒体中に安定に分散させるのが主な役割である。
添加量としては、少なくとも顔料に対して5.0〜40.0wt%であり、10.0〜30.0wt%であるのが安定した分散の観点から好ましい。
5.0wt%未満であると顔料の分散安定性が劣り、顔料が凝集しやすくなり、40.0wt%を超えると、泡立ち易くなるため気泡による目詰まりが発生しやすくなる。
(Dispersant)
The main role of the dispersant is to stably disperse the pigment in the aqueous medium.
The addition amount is at least 5.0 to 40.0 wt% with respect to the pigment, and 10.0 to 30.0 wt% is preferable from the viewpoint of stable dispersion.
If it is less than 5.0 wt%, the dispersion stability of the pigment is inferior, and the pigment tends to aggregate. If it exceeds 40.0 wt%, foaming is likely to occur, and clogging due to bubbles tends to occur.
前記分散剤としては、上記したように、親水性基としてエチレンオキサイド鎖を含むものが特に好ましく用いられる。本発明に用いられる分散剤は上記条件を満たすものであれば、特に制限なく用いることができるが、アニオン系界面活性剤及びHLB値12〜20のノニオン系界面活性剤のいずれかが好適である。
ここで用いるHLBは、当業者で慣用されているとおり、Hydrophile−Lipophile Balanceの頭文字をとった略称であり、界面活性剤の水と油への親和性の程度を表す値である。
一般に、HLBを算出する方法として、アトラス法、グリフィン法、デイビス法、川上法と種々の方法が知られており、その方法によって若干の差異を生じる。
本発明で示すアニオン系界面活性剤のHLBは、下記式で示されるグリフィンの式によって算出されたものである。
HLB値=20×(親水基部分の分子量)/(界面活性剤の分子量)
As the dispersant, those containing an ethylene oxide chain as a hydrophilic group are particularly preferably used as described above. The dispersant used in the present invention can be used without particular limitation as long as it satisfies the above conditions, but either an anionic surfactant or a nonionic surfactant having an HLB value of 12 to 20 is suitable. .
The HLB used here is an abbreviation for Hydrophile-Lipophile Balance as commonly used by those skilled in the art, and is a value representing the degree of affinity of a surfactant for water and oil.
In general, various methods such as the Atlas method, the Griffin method, the Davis method, and the Kawakami method are known as methods for calculating the HLB, and there are some differences depending on the method.
The HLB of the anionic surfactant shown in the present invention is calculated by the Griffin equation represented by the following equation.
HLB value = 20 × (molecular weight of hydrophilic group part) / (molecular weight of surfactant)
前記アニオン系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酢酸塩、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル塩(例えばNH4、Na等)、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェート塩、などが挙げられ、前記HLB値12〜20のノニオン系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、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル、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、などが挙げられる。
これらの中でも特に下記一般式(1)にて表される化合物が良好な分散安定性を示すために特に望ましい。
Examples of the anionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether acetate, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether sulfate ester salt (for example, NH 4 , Na, etc.), polyoxyethylene alkyl ether sulfate salt, and the like. Examples of the nonionic surfactant having an HLB value of 12 to 20 include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, and polyoxyethylene alkylphenyl. Examples include ether, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, and the like.
Among these, the compound represented by the following general formula (1) is particularly desirable in order to exhibit good dispersion stability.
また、本発明におけるインクは、前記分散剤以外に、インクの紙への浸透を容易にする目的で必要に応じて、他の界面活性剤を含んでも良い。
このような界面活性剤としては特に限定はなく、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能であるが、色材の分散安定性と画像品質との関係から、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エステル、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、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物等のノニオン系の界面活性剤が望ましく用いられる。また、処方によってはフッ素系の界面活性剤やシリコーン系の界面活性剤を併用(もしくは単独使用)することも可能である。
In addition to the dispersant, the ink in the present invention may contain other surfactant as required for the purpose of facilitating the penetration of the ink into the paper.
There are no particular limitations on such surfactants, and any of amphoteric surfactants, nonionic surfactants, and anionic surfactants can be used, but the relationship between the dispersion stability of colorants and image quality From polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl ester, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxyethylene propylene block polymer, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, ethylene oxide of acetylene alcohol Nonionic surfactants such as adducts are desirably used. Depending on the formulation, it is possible to use (or use alone) a fluorine-based surfactant or a silicone-based surfactant.
(水溶性有機溶剤)
水溶性有機溶剤は、保湿効果の付与による吐出安定性向上をするものであり、前記インクジェット用インク中における含有量は、総量で、5〜50質量%であることが好ましく、10〜40質量%以下であることがより好ましい。
前記含有量が25質量%未満であると、インクとしての保湿性が充分に確保できず、含有させる有機溶剤種、溶剤比率によらず吐出安定性が低下してしまう。
また、50質量%を超えると、インクジェット用インクの粘度が非常に高くなり、一般的なインク吐出装置での吐出し難くなることがある。また、紙面上での乾燥性に劣り、更に普通紙上の文字品位が低下することがある。
(Water-soluble organic solvent)
The water-soluble organic solvent improves ejection stability by providing a moisturizing effect, and the content in the inkjet ink is preferably 5 to 50% by mass, and preferably 10 to 40% by mass. The following is more preferable.
When the content is less than 25% by mass, sufficient moisture retention as an ink cannot be ensured, and the ejection stability is lowered regardless of the type of organic solvent to be contained and the solvent ratio.
On the other hand, if it exceeds 50% by mass, the viscosity of the ink jet ink becomes very high, and it may be difficult to eject with a general ink ejection device. In addition, the drying property on paper is inferior, and the character quality on plain paper may be lowered.
水溶性有機溶剤としては、以下のものが例示されるが,これらに限定されるものではない。
例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、エチル1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類、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、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ールエーテル類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、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、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、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物、プロピレンカーボネイト、炭酸エチレン等である。これらの水溶性有機溶剤は、単独または2種類以上混合して使用することができる。
Examples of the water-soluble organic solvent include, but are not limited to, the following.
For example, ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-butanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol,
前記の中でも、1,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール及び/またはグリセリンを含むことが水分蒸発による吐出不良を防止する上で優れた効果が得られる。 Among these, the inclusion of 1,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol and / or glycerin provides an excellent effect in preventing discharge failure due to moisture evaporation.
(水)
本発明で用いる水は、純水化処理したものであることが好ましい。
(water)
The water used in the present invention is preferably purified water.
[記録装置、インク供給ユニット、フィルター]
本発明のインクジェット記録装置はインク吐出手段(=ヘッド)を少なくとも有してなり、その吐出手段として電気圧力変換手段または電気熱変換手段を使用するものである。
本ヘッドはインク供給部とインク吐出部との間にステンレス製フィルターを設けたものであり、このときのステンレスはオーステナイト系ステンレス、特にSUS316またはSUS316Lであることが、耐腐食性に優れることから望ましい。
本発明におけるフィルターは、表面上に存在する元素組成のうちAl、Siが占める割合が合計で5%以下のものであり、特にステンレス製フィルターであることが好ましい。
[Recording device, ink supply unit, filter]
The ink jet recording apparatus of the present invention has at least an ink discharge means (= head), and uses an electric pressure conversion means or an electrothermal conversion means as the discharge means.
In this head, a stainless steel filter is provided between the ink supply unit and the ink discharge unit, and the stainless steel at this time is preferably austenitic stainless steel, particularly SUS316 or SUS316L, because of its excellent corrosion resistance. .
In the filter according to the present invention, the proportion of Al and Si in the elemental composition existing on the surface is 5% or less in total, and a stainless steel filter is particularly preferable.
本発明において使用される、表面における元素組成のAl、Siの占める割合が5%以下のフィルターを得るための手段は特に限定されるものではないが、製造後のフィルターに対して、硫酸、フッ酸などを用いた酸洗浄、水酸化物などを用いたアルカリ洗浄、有機溶剤洗浄、超音波洗浄、不動態化処理、あるいは電解研磨処理などの処理を必要に応じて組み合わせて行うと良い。 The means for obtaining a filter in which Al and Si occupy 5% or less of the elemental composition on the surface used in the present invention is not particularly limited. An acid cleaning using an acid or the like, an alkali cleaning using a hydroxide or the like, an organic solvent cleaning, an ultrasonic cleaning, a passivation treatment, or an electropolishing treatment may be combined as necessary.
本発明のインクジェット記録装置はインク吐出手段(=ヘッド)を少なくとも有してなり、その吐出手段として電気圧力変換手段または電気熱変換手段を使用するものである。
本発明におけるヘッドは、インク供給部とインク吐出部との間にステンレス製フィルターを設けたものであり、このときのステンレスはオーステナイト系ステンレス、特にSUS316またはSUS316Lであることが、耐腐食性に優れることから望ましい。
上記のように、本発明において用いられるフィルターは表面における元素組成のAl、Siの占める割合が5%以下であるものに限定され、表面元素組成の測定に用いられる方法は特に限定されないが、X線光電子分光装置(XPS)による測定が容易である。
The ink jet recording apparatus of the present invention has at least an ink discharge means (= head), and uses an electric pressure conversion means or an electrothermal conversion means as the discharge means.
The head in the present invention is provided with a stainless steel filter between the ink supply part and the ink discharge part, and the stainless steel at this time is austenitic stainless steel, particularly SUS316 or SUS316L, which is excellent in corrosion resistance. This is desirable.
As described above, the filter used in the present invention is limited to those in which the proportion of Al and Si in the elemental composition on the surface is 5% or less, and the method used for measuring the surface elemental composition is not particularly limited, but X Measurement by a linear photoelectron spectrometer (XPS) is easy.
本発明に用いられるフィルターの形状は特に限定されることなく、条件を満たすものであれば公知のあらゆるフィルターを用いることができるが、ステンレス繊維をフェルト状に積層して焼結した焼結フィルターと、ステンレス繊維を綾畳織して形成した綾畳織フィルターを用いると、より長期的な吐出信頼性のあるインクジェット記録装置が得られるため望ましい。 The shape of the filter used in the present invention is not particularly limited, and any known filter can be used as long as it satisfies the conditions. A sintered filter obtained by laminating and sintering stainless steel fibers in a felt shape and It is desirable to use a twill woven filter formed by twilling stainless steel fibers because an inkjet recording apparatus having a longer discharge reliability can be obtained.
本発明におけるフィルターの径として好ましい範囲を説明すると、使用するフィルターの孔径の上限としては、ノズル径の半分以下であると、ノズルを詰まらせる異物を取り除くことが可能のため好ましい。すなわち、好ましくは17μm以下であり、より好ましくは15μm以下、さらに好ましくは12μm以下である。
また、フィルターの孔径の下限としては好ましくは1μm以上、より好ましくは3μm以上であり、フィルター孔径が1μmを下回ると、除去される必要のない顔料まで補足されてしまうことによりフィルター寿命が短くなってしまう恐れがある。
The preferable range of the filter diameter in the present invention will be described. The upper limit of the hole diameter of the filter to be used is preferably half or less of the nozzle diameter because it is possible to remove foreign substances that clog the nozzle. That is, it is preferably 17 μm or less, more preferably 15 μm or less, and still more preferably 12 μm or less.
Also, the lower limit of the pore size of the filter is preferably 1 μm or more, more preferably 3 μm or more. If the filter pore size is less than 1 μm, the filter life is shortened by supplementing the pigment that does not need to be removed. There is a risk.
また、本ヘッドは複数の加圧液室、加圧液室に連通する孔径35μm以下のノズル及びインク供給路、インクを吐出させる電気圧力変換手段または電気熱変換手段からなるインク吐出部とインク吐出部に負圧を発生させるインクタンクからなるインク供給部との間にフィルターを設けた構成をもつものが好ましい。 In addition, this head has a plurality of pressurized liquid chambers, a nozzle having a hole diameter of 35 μm or less communicating with the pressurized liquid chamber, an ink supply path, an ink discharge section comprising an electric pressure conversion means for discharging ink or an electrothermal conversion means, and an ink discharge It is preferable to have a configuration in which a filter is provided between an ink supply unit including an ink tank that generates a negative pressure in the unit.
上記加圧液室に連通する孔径(=ノズル径)は35μm以下であり、より好ましくは30μm以下、さらに好ましくは25μm以下である。 The hole diameter (= nozzle diameter) communicating with the pressurized liquid chamber is 35 μm or less, more preferably 30 μm or less, and further preferably 25 μm or less.
図1及び図2に、電気圧力変換手段を用いたインク吐出部の構成の一例を示す。
図3は本発明を適用したインクジェットヘッドの吐出部の要素拡大図、図4は同ヘッドの吐出部のチャンネル間方向の要部拡大断面図である。
このインクジェットヘッド吐出部は、図示されていないインク供給口と共通液室(1−2)となる彫り込みを形成したフレーム(1)と、流体抵抗部(2−1)、加圧液室(2−2)となる彫り込みとノズル(3−1)に連通する連通口(2−3)を形成した流路板(2)と、ノズル(3−1)を形成するノズル板と、凸部(6−1)、ダイヤフラム部(6−2)およびインク流入口(6−3)を有する振動板(6)と、振動板に接着層(7)を介して接合された積層圧電素子(5)と、積層圧電素子(5)を固定しているベース(4)を備えている。ベース(4)はチタン酸バリウム系セラミックからなり、積層圧電素子(5)を2列配置して接合している。
積層圧電素子(5)は、厚さ10〜50μm/1層のチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)の圧電層(図示せず)と、厚さ数μm/1層の銀・パラジューム(AgPd)からなる内部電極層(図示せず)とを交互に積層している。内部電極層(図示せず)は両端で外部電極(図示せず)に接続する。
積層圧電素子(5)はハーフカットのダイシング加工により櫛歯上に分割され、1つ毎に駆動部(5−6)と支持部(5−7)(非駆動部)として使用する。
外部電極(図示せず)の外側はハーフカットのダイシング加工で分割されるように、切り欠き等の加工により長さを制限しており、これらは複数の個別電極(図示せず)となる。他方はダイシングでは分割されずに導通しており、共通電極(5−5)となる。
駆動部の個別電極(図示せず)にはFPC(8)が半田接合されている。また、共通電極(5−5)は積層圧電素子の端部に電極層を設けて回し込んでFPC(8)のGnd電極に接合している。FPC(8)には図示しないドライバICが実装されており、これにより駆動部(5−6)への駆動電圧印加を制御している。
FIG. 1 and FIG. 2 show an example of the configuration of the ink ejection unit using the electric pressure conversion means.
FIG. 3 is an element enlarged view of the ejection part of the ink jet head to which the present invention is applied, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the main part in the channel-to-channel direction of the ejection part of the head.
The ink jet head discharge section includes a frame (1) formed with a notch that is not shown and a common liquid chamber (1-2), a fluid resistance section (2-1), and a pressurized liquid chamber (2). -2) and the flow path plate (2) formed with the communication port (2-3) communicating with the nozzle (3-1), the nozzle plate forming the nozzle (3-1), and the convex portion ( 6-1), a diaphragm (6) having a diaphragm part (6-2) and an ink inlet (6-3), and a laminated piezoelectric element (5) joined to the diaphragm via an adhesive layer (7) And a base (4) to which the laminated piezoelectric element (5) is fixed. The base (4) is made of a barium titanate ceramic, and the laminated piezoelectric elements (5) are arranged in two rows and joined.
The laminated piezoelectric element (5) is composed of a lead zirconate titanate (PZT) piezoelectric layer (not shown) having a thickness of 10 to 50 μm / layer and a silver / palladium (AgPd) having a thickness of several μm / layer. The internal electrode layers (not shown) are alternately stacked. An internal electrode layer (not shown) is connected to an external electrode (not shown) at both ends.
The laminated piezoelectric element (5) is divided on comb teeth by half-cut dicing, and each one is used as a drive part (5-6) and a support part (5-7) (non-drive part).
The outside of the external electrode (not shown) is limited by machining such as notches so as to be divided by half-cut dicing, and these become a plurality of individual electrodes (not shown). The other is conductive without being divided by dicing, and becomes a common electrode (5-5).
An FPC (8) is soldered to an individual electrode (not shown) of the drive unit. Further, the common electrode (5-5) is provided with an electrode layer at the end of the laminated piezoelectric element and is wound around to join the Gnd electrode of the FPC (8). A driver IC (not shown) is mounted on the FPC (8), thereby controlling application of drive voltage to the drive unit (5-6).
振動板(6)は、薄膜のダイアフラム部(6−2)と、このダイアフラム部(6−2)の中央部に形成した駆動部(5−6)となる積層圧電素子(5)と接合する島状凸部(アイランド部)(6−1)と、図示されていない支持部に接合する梁を含む厚膜部と、インク流入口(6−3)となる開口を電鋳工法によるNiメッキ膜を2層重ねて形成している。ダイヤフラム部の厚さは3um、幅は35um(片側)である。
この振動板(6)の島状凸部(6−1)と積層圧電素子(5)の可動部(5−6)、振動板(5)とフレーム(1)の結合は、ギャップ材を含んだ接着層(7)をパターニングして接着している。
The diaphragm (6) is joined to a thin film diaphragm portion (6-2) and a laminated piezoelectric element (5) which is a drive portion (5-6) formed at the center portion of the diaphragm portion (6-2). An island-shaped convex portion (island portion) (6-1), a thick film portion including a beam joined to a support portion (not shown), and an opening serving as an ink inflow port (6-3) are plated with Ni by electroforming. Two layers of films are formed. The diaphragm portion has a thickness of 3 μm and a width of 35 μm (one side).
The coupling between the island-shaped convex part (6-1) of the diaphragm (6) and the movable part (5-6) of the laminated piezoelectric element (5) and the diaphragm (5) and the frame (1) includes a gap material. The adhesive layer (7) is bonded by patterning.
流路板(2)はシリコン単結晶基板を用いて、流体抵抗部(2−1)、加圧液室(2−2)となる彫り込み、およびノズル(3−1)に対する位置に連通口(2−3)となる貫通口をエッチング工法でパターニングした。
エッチングで残された部分が加圧液室(2−2)の隔壁(2−4)となる。また、このヘッドではエッチング幅を狭くする部分を設けて、これを流体抵抗部(2−1)とした。
The flow path plate (2) uses a silicon single crystal substrate, the engraving that becomes the fluid resistance portion (2-1), the pressurized liquid chamber (2-2), and the communication port ( The through hole to be 2-3) was patterned by an etching method.
The portion left by etching becomes the partition wall (2-4) of the pressurized liquid chamber (2-2). Further, in this head, a portion for narrowing the etching width was provided, and this was used as the fluid resistance portion (2-1).
ノズルプレート(3)は金属材料、例えば電鋳工法によるNiメッキ膜等で形成したもので、インク滴を飛翔させるための微細な吐出口であるノズル(3−1)を多数を形成している。このノズル(3−1)の内部形状(内側形状)は、ホーン形状(略円柱形状又は略円錘台形状でもよい。)に形成している。また、このノズル(3−1)の径はインク滴出口側の直径で約20〜35μmである。また各列のノズルピッチは150dpiとした。
このノズルプレート(3)のインク吐出面(ノズル表面側)は、図示しない撥水性の表面処理を施した図示されていない撥水処理層を設けている。PTFE−Ni共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂(例えばフッ化ピッチなど)を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、インク物性に応じて選定した撥水処理膜を設けて、インクの滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。
図示されていないインク供給口と共通液室(1−2)となる彫り込みを形成するフレーム(1)は樹脂成形で作製している。
The nozzle plate (3) is formed of a metal material, for example, an Ni plating film by an electroforming method, and has a large number of nozzles (3-1) which are fine discharge ports for flying ink droplets. . The internal shape (inner side shape) of the nozzle (3-1) is formed in a horn shape (may be a substantially cylindrical shape or a substantially frustum shape). The diameter of the nozzle (3-1) is approximately 20 to 35 μm on the ink droplet outlet side. The nozzle pitch of each row was 150 dpi.
The ink ejection surface (nozzle surface side) of the nozzle plate (3) is provided with a water repellent treatment layer (not shown) subjected to a water repellent surface treatment (not shown). Ink physical properties such as PTFE-Ni eutectoid plating, electrodeposition coating of fluororesin, vapor-deposited fluororesin (for example, fluorinated pitch), baking after solvent application of silicon resin / fluorine resin, etc. A water-repellent treatment film selected according to the above is provided to stabilize the ink droplet shape and flight characteristics so that high-quality image quality can be obtained.
The frame (1) that forms the engraving that becomes the ink supply port and the common liquid chamber (1-2) (not shown) is made by resin molding.
このように構成したインクジェットヘッドにおいては、記録信号に応じて駆動部(5−6)に駆動波形(10〜50Vのパルス電圧)を印加することによって、駆動部(5−6)に積層方向の変位が生起し、振動板(3)を介して加圧液室(2−2)が加圧されて圧力が上昇し、ノズル(3−1)からインク滴が吐出される。
その後、インク滴吐出の終了に伴い、加圧液室(2−2)内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって加圧液室(2−2)内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、インクタンクから供給されたインクは共通液室(1−2)に流入し、共通液室(1−2)からインク流入口(6−3)を経て流体抵抗部(2−1)を通り、加圧液室(2−2)内に充填される。
流体抵抗部(2−1)は、吐出後の残留圧力振動の減衰に効果が有る反面、表面張力による再充填(リフィル)に対して抵抗になる。流体抵抗部を適宜に選択することで、残留圧力の減衰とリフィル時間のバランスが取れ、次のインク滴吐出動作に移行するまでの時間(駆動周期)を短くできる。
In the ink jet head configured as described above, a drive waveform (pulse voltage of 10 to 50 V) is applied to the drive unit (5-6) in accordance with the recording signal, so that the drive unit (5-6) in the stacking direction is applied. Displacement occurs, the pressurized liquid chamber (2-2) is pressurized through the diaphragm (3), the pressure rises, and ink droplets are ejected from the nozzle (3-1).
Thereafter, the ink pressure in the pressurizing liquid chamber (2-2) decreases with the end of the ink droplet ejection, and the pressure in the pressurizing liquid chamber (2-2) depends on the inertia of the ink flow and the discharge process of the drive pulse. Negative pressure is generated and the process proceeds to the ink filling process. At this time, the ink supplied from the ink tank flows into the common liquid chamber (1-2), and flows from the common liquid chamber (1-2) through the ink inlet (6-3) to the fluid resistance portion (2-1). And the pressurized liquid chamber (2-2) is filled.
The fluid resistance portion (2-1) has an effect on the attenuation of the residual pressure vibration after ejection, but becomes resistant to refilling (refill) due to surface tension. By appropriately selecting the fluid resistance portion, it is possible to balance the attenuation of the residual pressure and the refill time, and to shorten the time (drive cycle) until the transition to the next ink droplet ejection operation.
本発明においては、該インクジェットヘッドのインク吐出部の液室部、流体抵抗部、振動板、及びノズル部材の少なくとも一部がシリコン及びニッケルの少なくともいずれかを含む材料から形成されることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that at least a part of the liquid chamber portion, the fluid resistance portion, the vibration plate, and the nozzle member of the ink discharge portion of the ink jet head is formed of a material containing at least one of silicon and nickel.
また、図3及び図4にインク供給部(=サブタンク)の一例を示す。
図3は、インクジェットプリンタにおけるインクジェットへッド部周辺の構造の一例を説明するための斜視分解構成図で、図中、(10)はレバー、(13)はレバー(10)の駆動装置、(20)はインクジェットへッドを搭載するキャリッジ、(21)は大気開放ピン、(22)は負圧ピン、(23)は弾性部材、(30)はキャリッジ内でインクをストックするサブタンク、(31)はサブタンクケースの内部を大気圧に調整するための大気開放口、(32)は負圧レバー、(40)はインクジェットへッド(以下単にへッドとする)、(50)はインクカートリッジ、(51)はインクカートリッジ(50)とサブタンク(30)とを連結してサブタンク(30)にインクを供給するための連結チューブである。
3 and 4 show an example of the ink supply unit (= sub tank).
FIG. 3 is an exploded perspective view for explaining an example of the structure around the inkjet head portion in the inkjet printer, in which (10) is a lever, (13) is a drive device for the lever (10), 20) is a carriage for mounting an ink jet head, (21) is an air release pin, (22) is a negative pressure pin, (23) is an elastic member, (30) is a sub tank for stocking ink in the carriage, (31 ) Is an air opening for adjusting the inside of the sub tank case to atmospheric pressure, (32) is a negative pressure lever, (40) is an inkjet head (hereinafter simply referred to as a head), and (50) is an ink cartridge. , (51) are connecting tubes for connecting the ink cartridge (50) and the sub tank (30) to supply ink to the sub tank (30).
本発明のフィルターは図3のサブタンク(30)とヘッド(40)を連結する部分に設けられている。例えばカートリッジのインク量が多いインクジェットプリンタや、高画質を目的としたインクジェットプリンタにおいては、へッドが搭載されるキャリッジ内にインクカートリッジを共に搭載すると、キャリッジ(20)が動作する際に、その重量が影響して画像ズレが発生する場合があるため、例えば図3に示すように、インクカートリッジ(50)をキャリッジ(20)の外部に設置し、キャリッジ(20)には一時的にインクをストックするためのサブタンク(30)を備えた構成を有するものがある。 The filter of the present invention is provided at a portion connecting the sub tank (30) and the head (40) of FIG. For example, in an ink jet printer having a large amount of ink in a cartridge or an ink jet printer aiming at high image quality, when an ink cartridge is mounted in a carriage on which a head is mounted, the carriage (20) is Since image displacement may occur due to the influence of weight, for example, as shown in FIG. 3, an ink cartridge (50) is installed outside the carriage (20), and ink is temporarily put into the carriage (20). Some have a configuration with a sub-tank (30) for stocking.
サブタンク(30)の内部圧力が正圧になっていると、サブタンク(30)内のインクの自重によりへッド(40)からインクが漏れ出してしまうため、サブタンク(30)の内部は負圧に設定する必要がある。このような圧力設定はへッドからインクを噴射する特性上重要であるが、インクカートリッジ(50)ないし連結チューブ(51)から空気が混入することがあり、サブタンク(30)の内部の空気量が経時において増加すると、サブタンク(30)の内部圧力も変化し、インクによる形成画像の質が劣化するという問題が生じる。このため、インクカートリッジ(50)の内部の空気の割合と圧力設定とを定期的に元に戻す制御を行なっている。 If the internal pressure of the sub tank (30) is positive, the ink leaks from the head (40) due to the weight of the ink in the sub tank (30), so the internal pressure of the sub tank (30) is negative. Must be set to Such pressure setting is important for the characteristics of ejecting ink from the head, but air may be mixed in from the ink cartridge (50) or the connecting tube (51), and the amount of air inside the sub tank (30). As the time increases with time, the internal pressure of the sub-tank (30) also changes, causing a problem that the quality of the image formed by ink deteriorates. For this reason, control is performed to periodically restore the air ratio and pressure setting inside the ink cartridge (50).
図4は、図3に示すサブタンク(30)の構成例を更に詳細に説明するための斜視分解構成図である。
サブタンク(30)は、それぞれがほぼ矩形の上部壁(39a)、底部壁(39b)及び3方の側壁(39c)により構成され残りの一方の側壁部が開口したケース(33)と、そのケース(33)の該開口部を覆うフィルム(34)と、そのフィルム(34)を内側からプレート(35)を介して押圧する弾性部材(36)と、更にフィルム(34)を外側から押し戻すように付勢する板状の弾性部材である負圧レバー(32)とから構成されている。フィルム(34)を内側から押圧する弾性部材(36)は、フィルム(34)を外側から押圧する負圧レバー(32)よりも強い圧力でフィルム(34)を押圧するように設定されているので、初期状態でフィルム(34)が外側に向かって押された状態となる。このときに負圧レバー(32)と内側の弾性部材(36)との押圧力の平衡が、サブタンク(30)の内圧の変動に応じて変化し、サブタンク(30)内のインク量が減ると内圧の変化に伴ってフィルム(34)が内側に押し戻されてくる。
FIG. 4 is a perspective exploded configuration diagram for explaining the configuration example of the sub tank (30) shown in FIG. 3 in more detail.
The sub-tank (30) includes a case (33) which is constituted by a substantially rectangular top wall (39a), a bottom wall (39b) and three side walls (39c), and the other side wall is open, and the case A film (34) that covers the opening of (33), an elastic member (36) that presses the film (34) from the inside through a plate (35), and a film (34) that is pushed back from the outside. It is comprised from the negative pressure lever (32) which is a plate-shaped elastic member to urge. The elastic member (36) that presses the film (34) from the inside is set so as to press the film (34) with a stronger pressure than the negative pressure lever (32) that presses the film (34) from the outside. In the initial state, the film (34) is pushed outward. At this time, the balance of the pressing force between the negative pressure lever (32) and the inner elastic member (36) changes according to the fluctuation of the internal pressure of the sub tank (30), and the amount of ink in the sub tank (30) decreases. The film (34) is pushed back inward as the internal pressure changes.
側壁(39c)のひとつに設けられた大気開放口(31)と、ケース(33)の上部壁(39a)に設けられたインク充填口(37)は、それぞれバネ等による弾性部材(311),(371)により押圧された球(312),(372)と、ゴム等の弾性部材(313),(373)と、キャップ(314),(374)との密着によって通常の状態では封止されている。インク充填口(37)は図3に示す連結チューブ(51)を通して流れ込んでくるインク圧によって開放され、流入するインクがサブタンク(30)の内部に供給される。また、大気開放口(31)は、図3に示すキャリッジ(20)に設けられた大気開放ピン(21)が押圧されて押し込まれることにより開放され、サブタンク(30)の内圧を調整できる。 An air release port (31) provided in one of the side walls (39c) and an ink filling port (37) provided in the upper wall (39a) of the case (33) are elastic members (311), Sealed in a normal state by the close contact between the balls (312) and (372) pressed by (371), the elastic members (313) and (373) such as rubber, and the caps (314) and (374). ing. The ink filling port (37) is opened by the ink pressure flowing through the connecting tube (51) shown in FIG. 3, and the ink that flows in is supplied into the sub tank (30). Further, the air release port (31) is opened when the air release pin (21) provided on the carriage (20) shown in FIG. 3 is pressed and pushed in, and the internal pressure of the sub tank (30) can be adjusted.
またキャリッジ(20)には、サブタンク(30)の負圧レバー(32)を外側から押し込むための負圧ピン(22)が設けられており、負圧レバー(32)がサブタンク(30)の内側に変位するように負圧ピン(22)を押し込むことにより、サブタンク(30)の内容量を小さくすることができる。弾性部材(23)は、負圧レバー(32)と負圧ピン(22)とが互いに離間する方向に付勢するように設けられ、弾性部材(23)の作用によって通常は負圧レバー(32)と負圧ピン(22)とが触れないように構成されている。 Further, the carriage (20) is provided with a negative pressure pin (22) for pushing the negative pressure lever (32) of the sub tank (30) from the outside, and the negative pressure lever (32) is provided inside the sub tank (30). The internal capacity of the sub tank (30) can be reduced by pushing the negative pressure pin (22) so as to be displaced. The elastic member (23) is provided so as to urge the negative pressure lever (32) and the negative pressure pin (22) in a direction away from each other, and normally the negative pressure lever (32) is caused by the action of the elastic member (23). ) And the negative pressure pin (22) are not touched.
以上のごとくに構成されたインクジェットへッド部の動作においては、まず大気開放ピン(21)を動作させて大気開放口(31)を開放し、かつ負圧ピン(22)を動作させて負圧レバー(32)を押し込むことによりサブタンク(30)の内容量を減少させた状態で、インク充填口(37)を介してインクの充填を行う。充填されたインクはサブタンク(30)の上部に満杯検知センサ(38)で検知されて、検知結果に応じてインクの供給が制御され、これによりサブタンク(30)内の空気量及びインク量が決定される。その後大気開放口(31)を閉じて封止状態にした上で、押し込んだ状態に保持しておいた負圧レバー(32)に対する押圧を開放する。このような動作によりサブタンク(30)の内部は一定の負圧で制御され、へッド(40)における安定したインク噴射特性を得ることができる。 In the operation of the ink jet head configured as described above, the air release pin (21) is first operated to open the air release port (31), and the negative pressure pin (22) is operated to make negative. Ink is filled through the ink filling port (37) in a state where the internal volume of the sub tank (30) is reduced by pushing the pressure lever (32). The filled ink is detected at the upper part of the sub tank (30) by the full detection sensor (38), and the ink supply is controlled according to the detection result, thereby determining the air amount and the ink amount in the sub tank (30). Is done. Thereafter, the air release port (31) is closed and sealed, and then the pressure on the negative pressure lever (32) held in the pressed state is released. By such an operation, the inside of the sub tank (30) is controlled with a constant negative pressure, and stable ink ejection characteristics in the head (40) can be obtained.
更に本発明のインクジェット記録装置の一例について、図面を参照しながら説明する。
図5に示すインクジェット記録装置は、装置本体(101)と、装置本体(101)に装着した用紙を装填するための給紙トレイ(102)と、装置本体(101)に装着され画像が記録(形成)された用紙をストックするための排紙トレイ(103)と、インクカートリッジ装填部(104)とを有する。
インクカートリッジ装填部(104)の上面には、操作キーや表示器などの操作部(105)が配置されている。インクカートリッジ装填部(104)は、インクカートリッジ(1’)の脱着を行うための開閉可能な前カバー(115)を有している。
Further, an example of the ink jet recording apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
The ink jet recording apparatus shown in FIG. 5 has an apparatus main body (101), a paper feed tray (102) for loading paper mounted on the apparatus main body (101), and an image mounted on the apparatus main body (101). A paper discharge tray (103) for stocking the formed paper and an ink cartridge loading section (104) are provided.
On the upper surface of the ink cartridge loading section (104), an operation section (105) such as operation keys and a display is arranged. The ink cartridge loading section (104) has an openable / closable front cover (115) for attaching and detaching the ink cartridge (1 ′).
装置本体(101)内には、図6及び図7に示すように、図示を省略している左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド(131)とステー(132)とでキャリッジ(133)を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ(不図示)によって図7で矢示方向に移動走査する。 In the apparatus main body (101), as shown in FIGS. 6 and 7, a guide rod (131), which is a guide member horizontally mounted on left and right side plates (not shown), and a stay (132) include a carriage ( 133) is slidably held in the main scanning direction, and is moved and scanned in the direction of the arrow in FIG. 7 by a main scanning motor (not shown).
キャリッジ(133)には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色の記録用インク滴を吐出する4個のインクジェット記録用ヘッドからなる記録ヘッド(134)を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
記録ヘッド(134)を構成するインクジェット記録用ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを記録用インクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。
また、キャリッジ(133)には、記録ヘッド(134)に各色のインクを供給するための各色のサブタンク(135)を搭載している。サブタンク(135)には、図示しない記録用インク供給チューブを介して、インクカートリッジ装填部(105)に装填された本発明のインクカートリッジ(1’)から本発明の前記記録用インクが供給されて補充される。
The carriage (133) includes a recording head (134) including four inkjet recording heads that eject recording ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk). Are arranged in a direction crossing the main scanning direction and the ink droplet discharge direction is directed downward.
As an inkjet recording head constituting the recording head (134), a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element, a thermal actuator that utilizes a phase change caused by liquid film boiling using an electrothermal transducer such as a heating resistor, and a temperature change A shape memory alloy actuator using a metal phase change, an electrostatic actuator using an electrostatic force, or the like provided as an energy generating means for discharging recording ink can be used.
The carriage (133) is equipped with a sub tank (135) for each color for supplying ink of each color to the recording head (134). The sub-tank (135) is supplied with the recording ink of the present invention from the ink cartridge (1 ′) of the present invention loaded in the ink cartridge loading section (105) via a recording ink supply tube (not shown). To be replenished.
一方、給紙トレイ(103)の用紙積載部(圧板)(141)上に積載した用紙(142)を給紙するための給紙部として、用紙積載部(141)から用紙(142)を1枚づつ分離給送する半月コロ(給紙コロ143)、及び給紙コロ(143)に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド(144)を備え、この分離パッド(144)は給紙コロ(143)側に付勢されている。 On the other hand, as a paper feeding unit for feeding the paper (142) stacked on the paper stacking unit (pressure plate) (141) of the paper feed tray (103), 1 sheet (142) is fed from the paper stacking unit (141). A half-moon roller (sheet feeding roller 143) that separates and feeds the sheets one by one and a separation pad (144) made of a material having a large friction coefficient are provided opposite to the sheet feeding roller (143). The roller (143) is urged.
この給紙部から給紙された用紙(142)を記録ヘッド(134)の下方側で搬送するための搬送部として、用紙(142)を静電吸着して搬送するための搬送ベルト(151)と、給紙部からガイド(145)を介して送られる用紙(142)を搬送ベルト(151)との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ(152)と、略鉛直上方に送られる用紙(142)を略90°方向転換させて搬送ベルト(151)上に倣わせるための搬送ガイド(153)と、押さえ部材(154)で搬送ベルト(151)側に付勢された先端加圧コロ(155)とが備えられ、また、搬送ベルト(151)表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ(156)が備えられている。
A conveying belt (151) for electrostatically adsorbing and conveying the paper (142) as a conveying unit for conveying the paper (142) fed from the paper feeding unit below the recording head (134). A counter roller (152) for conveying the paper (142) sent from the paper supply unit via the guide (145) between the conveying belt (151) and a paper (substantially vertically upward) ( 142) and a
搬送ベルト(151)は、無端状ベルトであり、搬送ローラ(157)とテンションローラ(158)との間に張架されて、ベルト搬送方向に周回可能である。搬送ベルト(151)の裏側には、記録ヘッド(134)による印写領域に対応してガイド部材(161)が配置されている。なお、記録ヘッド(134)で記録された用紙(142)を排紙するための排紙部として、搬送ベルト(151)から用紙(142)を分離するための分離爪(171)と、排紙ローラ(172)及び排紙コロ(173)とが備えられており、排紙ローラ(172)の下方に排紙トレイ(103)が配されている。 The conveyance belt (151) is an endless belt, is stretched between the conveyance roller (157) and the tension roller (158), and can circulate in the belt conveyance direction. On the back side of the conveyance belt (151), a guide member (161) is arranged corresponding to the printing area by the recording head (134). As a paper discharge unit for discharging the paper (142) recorded by the recording head (134), a separation claw (171) for separating the paper (142) from the transport belt (151), and paper discharge A roller (172) and a paper discharge roller (173) are provided, and a paper discharge tray (103) is arranged below the paper discharge roller (172).
装置本体(101)の背面部には、両面給紙ユニット(181)が着脱自在に装着されている。両面給紙ユニット(181)は、搬送ベルト(151)の逆方向回転で戻される用紙(142)を取り込んで反転させて再度カウンタローラ(152)と搬送ベルト(151)との間に給紙する。なお、両面給紙ユニット(181)の上面には手差し給紙部(182)が設けられている。 A double-sided paper feeding unit (181) is detachably attached to the back surface of the apparatus main body (101). The double-sided paper feeding unit (181) takes in the paper (142) returned by the reverse rotation of the transport belt (151), reverses it, and feeds it again between the counter roller (152) and the transport belt (151). . A manual paper feed unit (182) is provided on the upper surface of the double-sided paper feed unit (181).
このインクジェット記録装置においては、給紙部から用紙(142)が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙(142)は、ガイド(145)で案内され、搬送ベルト(151)とカウンタローラ(152)との間に挟まれて搬送される。更に先端を搬送ガイド(153)で案内されて先端加圧コロ(155)で搬送ベルト(151)に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
このとき、帯電ローラ(156)によって搬送ベルト(157)が帯電されており、用紙(142)は、搬送ベルト(151)に静電吸着されて搬送される。そこで、キャリッジ(133)を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド(134)を駆動することにより、停止している用紙(142)にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙(142)を所定量搬送後、次行の記録を行う。記録終了信号又は用紙(142)の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙(142)を排紙トレイ(103)に排紙する。
そして、サブタンク(135)内の記録用インクの残量ニアーエンドが検知されると、インクカートリッジ(1’)から所要量の記録用インクがサブタンク(135)に補給される。
In this ink jet recording apparatus, the sheet (142) is separated and fed one by one from the sheet feeding unit, and the sheet (142) fed substantially vertically upward is guided by the guide (145) and the transport belt (151). ) And the counter roller (152). Further, the leading end is guided by the conveying guide (153) and pressed against the conveying belt (151) by the leading end pressure roller (155), and the conveying direction is changed by about 90 °.
At this time, the conveyance belt (157) is charged by the charging roller (156), and the paper (142) is electrostatically adsorbed to the conveyance belt (151) and conveyed. Therefore, by driving the recording head (134) according to the image signal while moving the carriage (133), ink droplets are ejected onto the stopped sheet (142) to record one line, and the sheet ( 142), the next line is recorded after a predetermined amount is conveyed. Upon receiving a recording end signal or a signal that the rear end of the paper (142) has reached the recording area, the recording operation is finished and the paper (142) is discharged to the paper discharge tray (103).
When the recording ink remaining amount near end in the sub tank (135) is detected, a required amount of recording ink is supplied to the sub tank (135) from the ink cartridge (1 ').
このインクジェット記録装置においては、本発明のインクカートリッジ(1’)中の記録用インクを使い切ったときには、インクカートリッジ(1’)における筐体(3’)を分解して内部のインク袋(2’)だけを交換することができる。また、インクカートリッジ(1’)は、縦置きで前面装填構成としても、安定した記録用インクの供給を行うことができる。したがって、装置本体(101)の上方が塞がって設置されているような場合、例えば、ラック内に収納したり、あるいは装置本体(101)の上面に物が置かれているような場合でも、インクカートリッジ(1’)の交換を容易に行うことができる。 In this ink jet recording apparatus, when the recording ink in the ink cartridge (1 ′) of the present invention is used up, the casing (3 ′) of the ink cartridge (1 ′) is disassembled to disassemble the ink bag (2 ′ inside). ) Can only be exchanged. Further, the ink cartridge (1 ') can be stably supplied with the recording ink even when the ink cartridge (1') is vertically placed and has a front loading configuration. Therefore, even when the upper part of the apparatus main body (101) is closed and installed, for example, even when it is stored in a rack or an object is placed on the upper surface of the apparatus main body (101), the ink The cartridge (1 ′) can be easily replaced.
以下、実施例により本発明をされた詳細かつ具体的に説明するが、これら実施例は、本発明についての理解を容易ならしめるためのものであって、本発明を限定するためのものではない。各例中、「部」、「%」は別段の断りないかぎり「重量部」、「重量%」を表わす。 Hereinafter, the present invention will be described in detail and specifically by way of examples. However, these examples are intended to facilitate understanding of the present invention and are not intended to limit the present invention. . In each example, “parts” and “%” represent “parts by weight” and “% by weight” unless otherwise specified.
[顔料分散体の調整]
以下に示すようにして、各顔料分散体を調整した。
[Preparation of pigment dispersion]
Each pigment dispersion was prepared as shown below.
<(1);ブラック分散体A>
顔料:カーボンブラック(NIPEX150−IQ、degussa社製、ガスブラック)・・・200質量部
分散剤:ポリオキシエチレン(n=40)βナフチルエーテル・・・50質量部
水:高純水・・・750質量部
上記の混合物をプレミックスした後、ビーズミル分散機(寿工業株式会社製、UAM−015)を用い、直径0.03mmのジルコニアビーズで周速10m/s、液温30℃で15分間分散した後、遠心分離機(久保山商事株式会社製、Model−3600)で粗大粒子を遠心分離してブラック顔料分散体Aを得た。
<(1); Black dispersion A>
Pigment: Carbon black (NIPEX150-IQ, manufactured by Degussa, gas black) ... 200 parts by weight Dispersant: Polyoxyethylene (n = 40) β-naphthyl ether ... 50 parts by weight Water: Highly pure water ... 750 parts by weight After premixing the above mixture, using a bead mill disperser (manufactured by Kotobuki Kogyo Co., Ltd., UAM-015) and dispersing with zirconia beads having a diameter of 0.03 mm for 15 minutes at a peripheral speed of 10 m / s and a liquid temperature of 30 ° C. Then, coarse particles were centrifuged with a centrifuge (Model 3600, manufactured by Kuboyama Shoji Co., Ltd.) to obtain a black pigment dispersion A.
<(2);シアン分散体A>
前記(1)において使用する顔料をカーボンブラックからピグメントブルー15:3に変更したほかは(1)と同様にしてシアン顔料分散体Aを得た。
<(2); Cyan Dispersion A>
A cyan pigment dispersion A was obtained in the same manner as in (1) except that the pigment used in (1) was changed from carbon black to pigment blue 15: 3.
<(3);マゼンタ分散体A>
前記(1)において使用する顔料をカーボンブラックからピグメントレッド122に変更し、使用する分散剤をポリオキシエチレン(n=40)ドデシル硫酸アンモニウムへ変更したほかは(1)と同様にして、マゼンタ分散体Aを得た。
<(3); Magenta dispersion A>
The magenta dispersion was the same as (1) except that the pigment used in (1) was changed from carbon black to pigment red 122 and the dispersant used was changed to polyoxyethylene (n = 40) ammonium dodecyl sulfate. A was obtained.
<(4);イエロー分散体A>
前記(3)において使用する顔料をピグメントレッド122からピグメントイエロー74に変更したほかは(3)と同様にしてイエロー分散体Aを得た。
<(4); Yellow dispersion A>
A yellow dispersion A was obtained in the same manner as in (3) except that the pigment used in (3) was changed from Pigment Red 122 to Pigment Yellow 74.
<(5);ブラック分散体B>
前記(1)において使用する分散剤の量を5質量部に変更したほかは(1)と同様にしてブラック分散体Bを得た。
<(5); Black dispersion B>
Black dispersion B was obtained in the same manner as in (1) except that the amount of the dispersant used in (1) was changed to 5 parts by mass.
<(6);シアン分散体B>
前記(2)において使用する分散剤の量を85質量部に変更したほかは(2)と同様にしてシアン分散体Bを得た。
<(6); Cyan Dispersion B>
A cyan dispersion B was obtained in the same manner as in (2) except that the amount of the dispersant used in (2) was changed to 85 parts by mass.
<(7);マゼンタ分散体B>
前記(3)において使用する分散剤をポリオキシプロピレン(n=25)βナフチルエーテルとした以外は(3)と同様にしてマゼンタ分散体Bを得た。
<(7); Magenta dispersion B>
A magenta dispersion B was obtained in the same manner as in (3) except that the dispersant used in (3) was polyoxypropylene (n = 25) β-naphthyl ether.
<(8);イエロー分散体B>
前記(4)において使用する分散剤をソルビタンモノステアレートとした以外は(4)と同様にしてイエロー分散体Bを得た。
<(8); Yellow dispersion B>
A yellow dispersion B was obtained in the same manner as in (4) except that the dispersant used in (4) was sorbitan monostearate.
<(9);ブラック分散体C>
(ポリマー溶液の調整)
滴下装置、温度計、窒素ガス導入管、撹拌装置および還流冷却管を備えた容量3リットルの四つ口フラスコに、メチルエチルケトン1,000部を仕込み、液温を78℃まで昇温させた後、n−ブチルメタクリレート700部、n−ブチルアクリレート42部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート150部、メタクリル酸108部およびターシャリブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート80部とから成る混合液を4時間掛けて滴下した。
更に、同温度で8時間反応を続けた。
反応混合物を室温まで放冷した後、不揮発分が50%となるようにメチルエチルケトンを加えて希釈して、ポリマー溶液を得た。
<(9); Black dispersion C>
(Preparation of polymer solution)
After charging 1,000 parts of methyl ethyl ketone into a three-liter four-necked flask equipped with a dropping device, a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, a stirring device and a reflux condenser, the temperature of the solution was raised to 78 ° C., A mixture of 700 parts of n-butyl methacrylate, 42 parts of n-butyl acrylate, 150 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 108 parts of methacrylic acid and 80 parts of tertiary butyl peroxy-2-ethylhexanoate was taken over 4 hours. And dripped.
Furthermore, the reaction was continued at the same temperature for 8 hours.
The reaction mixture was allowed to cool to room temperature, and diluted by adding methyl ethyl ketone so that the non-volatile content was 50% to obtain a polymer solution.
(カーボンブラック顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整)
前記ポリマー溶液28gとカーボンブラック顔料26g、1mol/Lの水酸化カリウム溶液13.6g、メチルエチルケトン20g、イオン交換水30gを十分に攪拌した後、三本ローロミルを用いて混練した。得られたペーストをイオン交換水200gに投入し、十分に攪拌した後、エバポレーターを用いてメチルエチルケトンおよび水を留去し、5μmのフィルター(アセチルセルロース膜)で濾過して粗大粒子を除去することによって、ブラック顔料分散体Cを得た。
(Preparation of carbon black pigment-containing polymer fine particle dispersion)
28 g of the polymer solution, 26 g of the carbon black pigment, 13.6 g of a 1 mol / L potassium hydroxide solution, 20 g of methyl ethyl ketone, and 30 g of ion-exchanged water were sufficiently stirred and then kneaded using a three-roll mill. By putting the obtained paste into 200 g of ion-exchanged water and stirring sufficiently, the methyl ethyl ketone and water are distilled off using an evaporator and filtered through a 5 μm filter (acetylcellulose membrane) to remove coarse particles. A black pigment dispersion C was obtained.
<(10);シアン分散体C>
前記(9)において使用する顔料をカーボンブラックからピグメントブルー15:3に変更したほかは(9)と同様にしてシアン顔料分散体Cを得た。
<(10); Cyan Dispersion C>
A cyan pigment dispersion C was obtained in the same manner as in (9) except that the pigment used in (9) was changed from carbon black to pigment blue 15: 3.
[インク調製例1;インク1]
ブラック分散体A 7.0部(固形分として)
グリセリン 20.0部(固形分として)
1,3−ブタンジオール 10.0部
1,2−ぺンタンジオール 3.0部
界面活性剤A 1.0部(有効成分として)
高純水 残部
合計 100.0部
なお、インク調製例1で用いた界面活性剤Aは、つぎのとおりである。
界面活性剤A:D−1007(竹本油脂社製)
上記処方のインク組成物を調製し、室温にて1時間30分撹拌した後、平均孔径=0.8μmのメンブレンフィルターにてろ過を行い、インク調製例1によるインク1(ブラックインク)を得た。
[Ink Preparation Example 1; Ink 1]
Black dispersion A 7.0 parts (as solid content)
20.0 parts glycerin (as solids)
1,3-butanediol 10.0
High purity water remainder Total 100.0 parts The surfactant A used in Ink Preparation Example 1 is as follows.
Surfactant A: D-1007 (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.)
An ink composition having the above formulation was prepared, stirred at room temperature for 1 hour and 30 minutes, and then filtered through a membrane filter having an average pore size of 0.8 μm to obtain ink 1 (black ink) according to ink preparation example 1. .
[インク調製例2;インク2]
インク調製例1のインク処方を、表1に示すインク処方のものに変えた他は、インク調製例1と同様にして、インク2(シアンインク)を得た。
[Ink Preparation Example 2; Ink 2]
Ink 2 (cyan ink) was obtained in the same manner as Ink Preparation Example 1, except that the ink formulation of Ink Preparation Example 1 was changed to that of the ink formulation shown in Table 1.
[インク調製例3;インク3]
インク調製例1のインク処方を、表1に示すインク処方のものに変えた他は、インク調製例1と同様にして、インク3(マゼンタインク)を得た。
[Ink Preparation Example 3; Ink 3]
Ink 3 (magenta ink) was obtained in the same manner as Ink Preparation Example 1, except that the ink formulation of Ink Preparation Example 1 was changed to that of the ink formulation shown in Table 1.
[インク調製例4]
インク調製例1のインク処方を、表1に示すインク処方のものに変えた他は、インク調製例1と同様にして、インク4(イエローインク)を得た。
[Ink Preparation Example 4]
Ink 4 (yellow ink) was obtained in the same manner as Ink Preparation Example 1, except that the ink formulation of Ink Preparation Example 1 was changed to that of the ink formulation shown in Table 1.
[インク調製例5]
インク調製例1のインク処方を、表1に示すインク処方のものに変えた他は、インク調製例1と同様にして、インク5(ブラックインク)を得た。
[Ink Preparation Example 5]
Ink 5 (black ink) was obtained in the same manner as Ink Preparation Example 1, except that the ink formulation of Ink Preparation Example 1 was changed to that of the ink formulation shown in Table 1.
[インク調製例6]
インク調製例1のインク処方を、表1に示すインク処方のものに変えた他は、インク調製例1と同様にして、インク6(シアンインク)を得た。
[Ink Preparation Example 6]
Ink 6 (cyan ink) was obtained in the same manner as Ink Preparation Example 1, except that the ink formulation of Ink Preparation Example 1 was changed to that of the ink formulation shown in Table 1.
[インク調製例7]
インク調製例1のインク処方を、表1に示すインク処方のものに変えた他は、インク調製例1と同様にして、インク7(マゼンタインク)を得た。
[Ink Preparation Example 7]
Ink 7 (magenta ink) was obtained in the same manner as Ink Preparation Example 1, except that the ink formulation of Ink Preparation Example 1 was changed to that of the ink formulation shown in Table 1.
[インク調製例8]
インク調製例1のインク処方を、表1に示すインク処方のものに変えた他は、インク調製例1と同様にして、インク8(イエローインク)を得た。
[Ink Preparation Example 8]
Ink 8 (yellow ink) was obtained in the same manner as Ink Preparation Example 1, except that the ink formulation of Ink Preparation Example 1 was changed to that of the ink formulation shown in Table 1.
[インク調製例9]
インク調製例1のインク処方を、表1に示すインク処方のものに変えた他は、インク調製例1と同様にして、インク9(ブラックインク)を得た。
[Ink Preparation Example 9]
Ink 9 (black ink) was obtained in the same manner as Ink Preparation Example 1, except that the ink formulation of Ink Preparation Example 1 was changed to that of the ink formulation shown in Table 1.
[インク調製例10]
インク調製例1のインク処方を、表1に示すインク処方のものに変えた他は、インク調製例1と同様にして、インク10(シアンインク)を得た。
[Ink Preparation Example 10]
Ink 10 (cyan ink) was obtained in the same manner as Ink Preparation Example 1, except that the ink formulation of Ink Preparation Example 1 was changed to that of the ink formulation shown in Table 1.
界面活性剤A :D−1007(竹本油脂社製)
界面活性剤B :FS−300(Dupont社製)
界面活性剤C :EP−7025(花王社製)
Surfactant A: D-1007 (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.)
Surfactant B: FS-300 (manufactured by Dupont)
Surfactant C: EP-7005 (manufactured by Kao Corporation)
[実施例1]
下記表2に示されるように、前記インク1(ブラックインク)を用い、2つのパッドを下記表3に示されるフィルターA(SUS 316Lの材質で表面Al存在率0.0%、表面Si存在率1.9%のステンレス焼結フィルター)で接続し、通液性を評価した。
すなわち、金属製のバット2つをフィルターユニットで接続し、インクを注いで水頭差150mmとなるようにした。
25℃の環境下で、水頭圧150mmaqが維持しながらインクを流し、インク重量(g)あたりの流出時間を測定することで流体抵抗を算出した。
初期(インク通液量0g)からインク4000g通液時点までの流体抵抗の変化率を計算し、以下の基準で評価した。○までが許容範囲である。
[評価基準]
◎:初期からの抵抗の上昇が10%未満である
○:初期からの抵抗の上昇が10%以上25%未満である
△:初期からの抵抗の上昇が25%以上50%未満である
×:初期からの抵抗の上昇が50%以上である
結果は表2中に示される。
[Example 1]
As shown in the following Table 2, the ink 1 (black ink) was used, and the two pads were made of filter A (SUS 316L material shown in the following Table 3 with a surface Al abundance ratio of 0.0% and a surface Si abundance ratio. 1.9% stainless sintered filter) and the liquid permeability was evaluated.
That is, two metal bats were connected by a filter unit, and ink was poured so that the water head difference was 150 mm.
In the environment of 25 ° C., the ink was allowed to flow while maintaining a water head pressure of 150 mmaq, and the fluid resistance was calculated by measuring the outflow time per ink weight (g).
The rate of change in fluid resistance from the initial stage (ink flow rate of 0 g) to the time point of 4000 g of ink flow was calculated and evaluated according to the following criteria. The allowable range is up to ○.
[Evaluation criteria]
A: Increase in resistance from the initial stage is less than 10% B: Increase in resistance from the initial stage is 10% or more and less than 25% Δ: Increase in resistance from the initial stage is 25% or more and less than 50% ×: The increase in resistance from the beginning is 50% or more. The results are shown in Table 2.
[実施例2]
下記表2に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表2中に示される。
[Example 2]
The combination of ink and filter shown in Table 2 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 2.
[実施例3]
下記表2に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表2中に示される。
[Example 3]
The combination of ink and filter shown in Table 2 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 2.
[実施例4]
下記表2に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表2中に示される。
[Example 4]
The combination of ink and filter shown in Table 2 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 2.
[実施例5]
下記表2に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表2中に示される。
[Example 5]
The combination of ink and filter shown in Table 2 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 2.
[実施例6]
下記表2に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表2中に示される。
[Example 6]
The combination of ink and filter shown in Table 2 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 2.
[実施例7]
下記表2に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表2中に示される。
[Example 7]
The combination of ink and filter shown in Table 2 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 2.
[実施例8]
下記表2に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表2中に示される。
[Example 8]
The combination of ink and filter shown in Table 2 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 2.
[実施例9]
下記表2に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表2中に示される。
[Example 9]
The combination of ink and filter shown in Table 2 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 2.
表に示した通り、評価には6種のフィルターを使用した。
また、表中の「表面Al存在比」および「表面Si存在比」は、それぞれ表面に存在する全元素のうちAl、Siの占める割合を表しており、走査型X線光電子分光装置(アルバック・ファイ株式会社製/PHI Quantera SXM)により測定した値である。
As shown in the table, six types of filters were used for the evaluation.
“Surface Al abundance ratio” and “Surface Si abundance ratio” in the table represent the proportions of Al and Si in all the elements present on the surface, respectively. A scanning X-ray photoelectron spectrometer (ULVAC It is a value measured by Phi Co., Ltd./PHI Quantera SXM).
[比較例1]
下記表4に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表4中に示される。
[Comparative Example 1]
The combination of ink and filter shown in Table 4 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 4.
[比較例2]
下記表4に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表4中に示される。
[Comparative Example 2]
The combination of ink and filter shown in Table 4 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 4.
[比較例3]
下記表4に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表4中に示される。
[Comparative Example 3]
The combination of ink and filter shown in Table 4 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 4.
[比較例4]
下記表4に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表4中に示される。
[Comparative Example 4]
The combination of ink and filter shown in Table 4 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 4.
[比較例5]
下記表4に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表4中に示される。
[Comparative Example 5]
The combination of ink and filter shown in Table 4 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 4.
[比較例6]
下記表4に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表4中に示される。
[Comparative Example 6]
The combination of ink and filter shown in Table 4 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 4.
[比較例7]
下記表4に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表4中に示される。
[Comparative Example 7]
The combination of ink and filter shown in Table 4 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 4.
[比較例8]
下記表4に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表4中に示される。
[Comparative Example 8]
The combination of ink and filter shown in Table 4 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 4.
[比較例9]
下記表4に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表4中に示される。
[Comparative Example 9]
The combination of ink and filter shown in Table 4 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 4.
[比較例10]
下記表4に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表4中に示される。
[Comparative Example 10]
The combination of ink and filter shown in Table 4 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 4.
[比較例11]
下記表4に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表4中に示される。
[Comparative Example 11]
The combination of ink and filter shown in Table 4 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 4.
[比較例12]
下記表4に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表4中に示される。
[Comparative Example 12]
The combination of ink and filter shown in Table 4 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 4.
[比較例13]
下記表4に示されるインクとフィルターとの組合せについて、実施例1と同様に試験を行い、通液性を評価した。結果は表4中に示される。
[Comparative Example 13]
The combination of ink and filter shown in Table 4 below was tested in the same manner as in Example 1 to evaluate liquid permeability. The results are shown in Table 4.
以上の結果から、実施例1〜9では、メッシュフィルターを使用した例の一部ではわずかに抵抗の上昇が見られるものの、それでも極めて優れた通液性が確保されていることが分かる。また、表面元素組成においてAl、Siが占める割合が5.0%を越えたフィルターを使用した例である比較例1〜3では、適切なインクを用いても、経時で顔料の凝集物がフィルターに詰まり、抵抗が大きく上昇することが分かる。また、ステンレス以外の材料からなるフィルターを用いた例である比較例4、5は、表面に存在する金属酸化物等により通液が妨げられ、その部分を核として顔料の凝集物が成長してしまうため、抵抗は大きく上昇することが分かる。インク中に存在する分散剤の量が顔料に対して少なすぎる、または多すぎる例である比較例6〜9の場合、少なすぎるときは、分散状態が極めて不安定となり、インク中の粗大粒子数も多いため、抵抗は著しく上昇してしまい。また、多すぎるときは、インクが過度に泡立ちやすくなってしまうため気泡が混入し、通液が阻害されることが分かる。
さらに、使用されている分散剤がポリオキシエチレン鎖を持たない例である比較例10、11の場合、分散剤の分散能が低いため、インクとして不安定になり、フィルターにて顔料が容易に凝集し、抵抗は著しく上昇することが分かる。
樹脂被覆型の顔料を使用した例である比較例12、13の場合、分散状態そのものは安定であるが、遊離樹脂の発生を抑えることができず、フィルターに樹脂が貼り付くことによってインクの通液が阻害されるため、通液性は劣ることが分かる。
From the above results, it can be seen that in Examples 1 to 9, although a slight increase in resistance is observed in some of the examples using the mesh filter, extremely excellent liquid permeability is secured. Further, in Comparative Examples 1 to 3, which are examples using a filter in which the proportion of Al and Si in the surface element composition exceeds 5.0%, even if an appropriate ink is used, the aggregates of the pigments are filtered over time. It can be seen that the resistance increases greatly. Further, in Comparative Examples 4 and 5, which are examples using a filter made of a material other than stainless steel, liquid passage is hindered by a metal oxide or the like present on the surface, and agglomeration of pigments grows using that portion as a nucleus. Therefore, it can be seen that the resistance greatly increases. In Comparative Examples 6 to 9, which are examples in which the amount of the dispersant present in the ink is too small or too large relative to the pigment, if the amount is too small, the dispersion state becomes extremely unstable, and the number of coarse particles in the ink As a result, the resistance increases significantly. In addition, when the amount is too large, the ink tends to foam excessively, so that bubbles are mixed in and the liquid flow is inhibited.
Furthermore, in the case of Comparative Examples 10 and 11, which are examples in which the dispersant used does not have a polyoxyethylene chain, since the dispersant has a low dispersibility, it becomes unstable as an ink, and the pigment is easily filtered. It can be seen that the agglomerates and the resistance increases significantly.
In Comparative Examples 12 and 13, which are examples using a resin-coated pigment, the dispersion state itself is stable, but the generation of free resin cannot be suppressed, and the ink can be passed by sticking the resin to the filter. It can be seen that the liquid permeability is inferior because the liquid is inhibited.
1’ インクカートリッジ
101 装置本体
102 給紙トレイ
103 排紙トレイ
104 インクカートリッジ装填部
111 上カバー
112 前面
115 前カバー
131 ガイドロッド
132 ステー
133 キャリッジ
134 記録ヘッド
135 サブタンク
141 用紙載置部
142 用紙
143 給紙コロ
144 分離パッド
145 ガイド
151 搬送ベルト
152 カウンタローラ
153 搬送ガイド
154 押さえ部材
155 先端加圧コロ
156 帯電ローラ
157 搬送ローラ
158 テンションローラ
161 ガイド部材
171 分離爪
172 排紙ローラ
173 排紙コロ
181 両面給紙ユニット
182 手差し給紙部
1 フレーム
1−2 共通液室
2 流路板
2−1 流体抵抗部
2−2 加圧液室
2−3 連通口
2−4 隔壁
3 ノズルプレート(振動板)
3−1 ノズル
4 ベース
5 積層圧電素子
5−5 共通電極
5−6 駆動部(可動部)
5−7 支持部
6 振動板
6−1 島状凸部
6−2 ダイヤフラム部
6−3 インク流入口
7 接着層
8 FPC
10 レバー
13 駆動装置
20 キャリッジ
21 大気開放ピン
22 負圧ピン
23 弾性部材
30 サブタンク
31 大気開放口
32 負圧レバー
33 ケース
34 フィルム
35 プレート
36 弾性部材
37 インク充填口
38 満杯検知センサ
39a 上部壁
39b 底部壁
39c 側壁
40 インクジェットへッド
50 インクカートリッジ
51 連結チューブ
301,302 サブタンクユニット
311,371 弾性部材
312,372 球
313,373 弾性部材
314,374 キャップ
1 '
3-1 Nozzle 4
5-7
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