JPH04202572A - インク、これを用いたインクジェット記録方法及びかかるインクを用いた機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、インク、これを用いたインクジェット記録方
法、かかるインクを用いた機器に関し、更に詳しくは印
字中一定時間吐出を休止後であっても、吐出方向の乱れ
を生じることなく高精細且つ高画賀記録が可能なインク
、インクジェット記録方法、記録ユニット、インクジェ
ット記録装置及びインクカートリッジに関する。

（従来の技術） 従来からインクジェット用インクについては、実に様々
な組成のものが報告されている。中でも近年はオフィス
で一般に使用されているコピー用紙、レポート用紙、ノ
ート、便箋、ボンド紙、連続伝票用紙等の普通紙に対し
ても良好な記録を行うことが出来る様に、インクの組成
及び物性等の多様な面から詳細な研究開発が為されてい
る。

例えば、一般にインク中には乾燥防止、目詰り防止等の
目的でグリコール等の高沸点有機溶剤が含有されている
が、この様なインクを用いて各種被記録材に印字を行う
際、印字途中で一定時間印字を休止すると、印字再開時
、ノズルが次の信号を受けた場合、休止中にオリフィス
における液媒体成分の蒸発によってインクの粘度が変化
する場合が多く、この場合には吐出方向の乱れが発生し
、印字品位が低下すると云う問題がある。

（発明が解決しようとしている問題点）従って本発明の
目的は、印字途中で一定時間印字を休止する場合であっ
ても、印字再開時にインクの吐出方向の乱れがなく、高
品位印字が可能なインク、これを用いたインクジェット
記録方法、かかるインクを用いた機器を提供することに
ある。

（問題点を解決する為の手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。

即ち、本発明は、記録剤及びこれを溶解又は分散する液
媒体を含むインクにおいて、ε−カプロラクタムを含有
することを特徴とするインク、これを使用するインクジ
ェット記録方法、かかるインクを用いた機器である。

（作　　用） インク中に特定の化合物を添加することによって、印字
途中で一定時間印字を休止する場合であっても、印字再
開時にインクの吐出方向の乱れがな（、高品位印字が可
能なインク、これを用いたインクジェット記録方法、か
かるインクを用いた機器を提供することが出来る。

（好ましい実施態様） 次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説明
する。

本発明で使用し主として本発明を特徴づける前記特定の
化合物自体は公知であり、市場から入手して容易に使用
することが出来る。

前記特定の化合物のインクへの添加量は、使用する色素
や併用する他の液媒体成分等によっても異るが、好まし
くはインク中で１〜５重量％占める割合である。

本発明のインクは、色素と共に上記特定の化合物を含有
することを特徴とするが、その他従来公知のインクに使
用されている水及び−数的な有機溶剤も併用出来、例え
ば、有機溶剤としては、メチルアルコール、エチルアル
コール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコ
ール、ｎ−ブチルアルコール、５ｅｃ−ブチルアルコー
ル、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコー
ル、ｎ−ペンタノール等の炭素数１〜５のアルキルアル
コール類又はこれらのハロゲン化誘導体；ジメチルホル
ムアミド等のアミド類；アセトン、ジアセトンアルコー
ル等のケトン又はケトアルコール類；テトラヒドロフラ
ン、ジオキサン等のエーテル類；ジエチレングリコール
、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール
、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール
、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール
等のオキシエチレン又はオキシプロピレン付加重合体、
エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチ
レングリコール、ブチレングリコール、１，２．６−ヘ
キサントリオール、ヘキシレングリコール等のアルキレ
ン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール
類：チオジグリコール：グリセリン；エチレングリコー
ルモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリ
コールモノメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレ
ングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多
価アルコールの低級アルキルエーテル類；トリエチレン
グリコールジメチル（又はエチル）エーテル、テトラエ
チレングリコールジメチル（又はエチル）エーテル等の
多価アルコールの低級ジアルキルエーテル類；スルホラ
ン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１
．３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる
。

上記水溶性有機溶剤の含有量は、一般にはインクの全重
量に対して重量％で２％〜５０％、好ましくは２％〜３
０％の範囲である。

上記の如き媒体は単独でも混合物としても使用出来るが
、最も好ましい液媒体組成は、水と１種以上の有機溶媒
からなり、該溶剤が少なくとも１種以上の水溶性高沸点
有機溶剤、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、グリセリン、１．　２．　６−ヘキサン
トリオール、チオジグリコール等の多価アルコール、２
−ピロリドン等を含有するものである。

本発明のインクを構成する色素としては、直接染料、酸
性染料、食用染料、塩基性染料、反応染料、分散染料、
建染染料、可溶性建築染料、反応分散染料、油性染料、
各種顔料が挙げられるが、中でも水溶性の染料はインク
の性能上特に好ましいものである。

これら色素の含有量は液媒体成分の種類、インクに要求
される特性等に依存して決定されるが、−数的にはイン
ク全量中で重量％で約０．２〜２０％、好ましくは０．
５〜１０％、より好ましくは１〜５％を占める割合であ
る。

本発明のインクの主成分は上記の通りであるが、その他
各種の分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整
剤、蛍光増白剤等を本発明の目的の達成を妨げない範囲
において必要に応じて添加することが出来る。

例えば、ポリビニルアルコール、セルロース類、水溶性
樹脂等の粘度調整剤；カチオン、アニオン或いはノニオ
ン系の各種界面活性剤、ジェタノールアミン、トリエタ
ノールアミン等の表面張力調整剤；緩衝液によるｐＨ調
整剤；防カビ剤等を挙げることが出来る。

又、インクを帯電するタイプのインクジェット記録方法
に使用されるインクを調合する為には、塩化リチウム、
塩化アンモニウム、塩化ナトリウム等の無機塩類等の比
抵抗調整剤が添加される。

尚、本発明のインクは、熱エネルギーによるインクの発
泡現象によりインクを吐出させるタイプのインクジェッ
ト記録方法に適用する場合に特に好適であり、吐出が極
めて安定となり、サテライトドツトの発生等が生じない
という特徴がある。但しこの場合には、熱的な物性値（
例えば、比熱、熱膨張係数、熱伝導率等）を調整する場
合もある。

更に、本発明のインクは普通紙等に記録した場合のイン
クの滲み及び記録物の乾燥性、浸透性の問題を解決する
と同時に、記録ヘッドに対するマツチングを良好にする
面から、インク自体の物性として２５℃における表面張
力が３０〜６８　ｄｙｎｅ／ｃｍ、粘度が１５ｃＰ以下
、好ましくは１０ｃＰ以下、より好ましくは５ｃＰ以下
に調整されることが望ましい。

従って、上記物性にインクを調整し、普通紙における問
題を解決する為には、本発明のインク中に含有される水
分量としては５０重量％以上、好ましくは６０重量％以
上とされるのが好適である。

本発明のインクは、熱エネルギーの作用により液滴を吐
出させて記録を行なうインクジェット記録方法にとりわ
け好適に用いられるが、一般の筆記具用としても使用出
来ることはいうまでもない。

本発明のインクを用いて記録を行うのに好適な方法及び
装置としては、記録ヘッドの室内のインクに記録信号に
対応した熱エネルギーを与え、該熱エネルギーにより液
滴を発生させる方法及び装置が挙げられる。

その装置の主要部であるヘッド構成例を第１図（ａ）第
１図（ｂ）及び第２図に示す。

ヘッド１３はインクを通す溝１４を有するガラス、セラ
ミックス又はプラスチック板等と、感熱記録に用いられ
る発熱ヘッド１５（図ではヘッドが示されているが、こ
れに限定されるものではない）とを接着して得られる。

発熱ヘッド１５は酸化シリコン等で形成される保護膜１
６、アルミニウム電極１７−１，１７−２、ニクロム等
で形成される発熱抵抗体層１８、蓄熱層１９、アルミナ
等の放熱性の良い基板２０よりなっている。

インク２１は吐出オリフィス（微細孔）２２まで来てお
り、圧力Ｐによりメニスカス２３を形成している。

今、電極１７−１，１７−２に電気信号が加わると、発
熱ヘッド１５のｎで示される領域が急激に発熱し、ここ
に接しているインク２１に気泡がが発生し、その圧力で
メニスカス２３が突出し、インク２１が吐出し、オリフ
ィス２２より記録小滴２４となり、被記録材２５に向か
って飛翔する。

第２図には第１図（ａ）に示すヘッドを多数並べたマル
チヘッドの外観図を示す。該マルチヘッドはマルチ溝２
６を有するガラス板２７と、第１図（ａ）に説明したも
のと同様な発熱ヘッド２８を密着して製作されている。

尚、第１図（ａ）は、インク流路に沿ったヘッド１３の
断面図であり、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ｂ線
での切断面である。

第３図に、かかるヘッドを組み込んだインクジェット記
録装置の１例を示す。

第３図において、６Ｉはワイピング部材としてのブレー
ドであり、その一端はブレード保持部材によって保持さ
れて固定端となり、カンチレバーの形態をなす。ブレー
ド６１は記録ヘッドによる記録領域に隣接した位置に配
設され、又、本例の場合、記録ヘッドの移動経路中に突
出した形態で保持される。６２はキャップであり、ブレ
ード６１に隣接するホームポジションに配設され、記録
ヘッドの移動方向と垂直な方向に移動して吐出口面と当
接し、キャッピングを行う構成を備える。更に６３はブ
レード６１に隣接して設けられるインク吸収体であり、
ブレード６１と同様、記録ヘッドの移動経路中に突出し
た形態で保持される。上記ブレード６１、キャップ６２
、吸収体６３によって吐出回復部６４が構成され、ブレ
ード６１及び吸収体６３によってインク吐出口面に水分
、塵埃等の除去が行われる。

６５は吐出エネルギー発生手段を有し、吐出口を配した
吐出口面に対向する被記録材にインクを吐出して記録を
行う記録ヘッド、６６は記録ヘッド６５を搭載して記録
ヘッド６５の移動を行う為のキャリッジである。キャリ
ッジ６６はガイド軸６７と慴動可能に係合し、キャリッ
ジ６６の一部はモータ６８によって駆動されるベルト６
９と接続（不図示）している。これによりキャリッジ６
６はガイド軸６７に沿った移動が可能となり、記録ヘッ
ド６５による記録領域及びその隣接した領域の移動が可
能となる。

５１は被記録材を挿入する為の給紙部、５２は不図示の
モータにより駆動される紙送りローラである。これらの
構成によって記録ヘッドの吐出口面と対向する位置へ被
記録材が給紙され、記録が進行するにつれて排紙ローラ
５３を配した排紙部へ排紙される。

上記構成において記録ヘッド６５が記録終了等でホーム
ポジションに戻る際、ヘッド回復部６４のキャップ６２
は記録ヘッド６５の移動経路から退避しているが、ブレ
ード６１は移動経路中に突出している。この結果、記録
ヘッド６５の吐出口面がワイピングされる。尚、キャッ
プ６２が記録ヘッド６５の吐出面に当接してキャッピン
グを行う場合、キャップ６２は記録ヘッドの移動経路中
に突出する様に移動する。

記録ヘッド６５がホームポジションから記録開始位置へ
移動する場合、キャップ６２及びプレードロ１は上述し
たワイピング時の位置と同一の位置にある。この結果、
この移動においても記録ヘッド６５の吐出口面はワイピ
ングされる。

上述の記録ヘッドのホームポジションへの移動は、記録
終了時や吐出回復時ばかりでなく、記録ヘッドが記録の
為に記録領域を移動する間に所定の間隔で記録領域に隣
接したホームポジションへ移動し、この移動に伴って上
記ワイピングが行われる。

第４図は、ヘッドにインク供給部材、例えば、チューブ
を介して供給されるインクを収容したインクカートリッ
ジの一例を示す図である。ここで４０は供給用インクを
収容したインク収容部、例えば、インク袋であり、その
先端にはゴム製の栓４２が設けられている。この栓４２
に針（不図示）を挿入することにより、インク袋４０中
のインクをヘッドに供給可能ならしめる。４４は廃イン
クを受容するインク吸収体である。

インク収容部としては、インクとの接液面がポリオレフ
ィン、特にポリエチレンで形成されているものが本発明
にとって好ましい。

本発明で使用されるインクジェット記録装置としては、
上記の如きヘッドとインクカートリッジとが別体となっ
たものに限らず、第５図に示す如きそれらが一体になワ
たものにも好適に用いられる。

第５図において、７０は記録ユニットであって、この中
にはインクを収容したインク収容部、例えば、インク吸
収体が収納されており、かかるインク吸収体中のインク
が複数のオリフィスを有するヘッド部７１からインク滴
として吐出される構成になっている。インク吸収体の材
料としては、ポリウレタンを用いることが本発明にとっ
て好ましい。

７２はカートリッジ内部を大気に連通させる為の大気連
通口である。

この記録ユニット７０は、第３図で示す記録ヘッドに代
えて用いられるものであって、キャリッジ６６に対し着
脱自在になっている。

（実施例） 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。尚、文中、部及び％とあるのは特に断りのない
限り重量基準である。

実施例１〜５及び比較例１〜３ 下記の成分を混合溶解し、孔径１μｍのフィルターを用
いて加圧濾過し下記表１の本発明のインク及び比較例の
インクを得た。

純水　　　　　　　　　　　　　　　　　６５部ジエチ
レングリコール　　　　　　　　　３０部Ｃ，１，ダイ
レクトブラック５１　　　　　　　３部ε−カプロラク
タム　　　　　　　　　　　２部夾立透１ 純水　　　　　　　　　　　　　　　　　６２部エチレ
ングリコールモノメチルエーテル　２０部Ｎ−メチル−
２−ピロリドン　　　　　　１部部Ｃ，１，ダイレクト
ブラック１５４　　　　　　４部ε−カプロラクタム　
　　　　　　　　　　４部夾施１− 純水　　　　　　　　　　　　　　　　　６４部ポリエ
チレングリコール３００　　　　１５部Ｎ、Ｎ−ジメチ
ルイミダゾリジノン　　　１５部Ｃ，！、ダイレクトブ
ラック１６９　　　　　４部ε−カプロラクタム　　　
　　　　　　　　２部夾立■１ 純水　　　　　　　　　　　　　　　　７７部ジエチレ
ングリコール　　　　　　　　　１５部Ｃ，！、ダイレ
クトブラック１６９　　　　　４部ε−カプロラクタム
　　　　　　　　　　　４部夾立五工 純水　　　　　　　　　　　　　　　　　８０部グリセ
リン　　　　　　　　　　　　　　５部チオジグリコー
ル　　　　　　　　　　　　５部イソプロピルアルコー
ル　　　　　　　　　２部Ｃ，１，ダイレクトブラック
１６９　　　　　　３部ε−カプロラクタム　　　　　
　　　　　　５部よ校医上 純水　　　　　　　　　　　　　　　　６７部ジエチレ
ングリコール　　　　　　　　　３０部Ｃ，１，ダイレ
クトブラック５１　　　　　　　３部よ較丞ｌ 純水　　　　　　　　　　　　　　　　　６６部エチレ
ングリコールモノメチルエーテル　２０部Ｎ−メチル−
２−ピロリドン　　　　　　１０部Ｃ，１，ダイレクト
ブラック１５４　　　　　４部迄松透ｌ 純水　　　　　　　　　　　　　　　　　６６部ポリエ
チレングリコール３００　　　　　１５部Ｎ、　Ｎ−ジ
メチルイミダゾリジノン　　　１５部Ｃ，１，ダイレク
トブラック１６９　　　　　４部次に、上記のインクを
用いて、記録ヘッド内のインクに熱エネルギーを与えて
液滴を発生させ、記録を行うオンデマンドタイプのマル
チヘッド（吐出オリフィス径２５μｍ１発熱抵抗体の抵
抗値１２０オーム、駆動電圧３０ポルト、周波数４ＫＨ
２）を有する記録装置により、環境温度２０°Ｃ及び湿
度４５％で間欠吐出を行ったときの吐出安定性を調べた
。即ち、（１）１０秒間連続吐出→（２）一定時間休止
→（３）連続吐出というモードで動作させたとき、休止
中のオリフィスでのインクの蒸発に起因するインク粘度
変化によって、（３）の再吐出の際、最初の印字が乱れ
ることがあるが、これは（２）の休止時間に依存するの
で、この休止時間を段階的に延長していったときの印字
乱れの始まる時間を測定することによって本発明及び比
較例のインクの効果を評価した。評価結果を下記表２に
示した。

実施例１　　　　　　　　　　　　　　１１０実施例２
　　　　　　　　　　　　　　１８０実施例３　　　　
　　　　　　　　　　１１０実施例４　　　　　　　　
　　　　　　１２０実施例５　　　　　　　　　　　　
　　　１１０比較例１　　　　　　　　　　　　　　　
　４５比較例２　　　　　　　　　　　　　　　　６０
比較例３　　　　　　　　　　　　　　　４０使用例 上記の夫々のインクを用いてインクジェットプリンター
ＢＪ−１３０（商品名）で環境温度２０℃及び湿度４５
％で文書の印字を行ったところ、実施例１〜５のインク
ではいずれも乱れのない安定な印字が行われたが、比較
例のインクの場合にはいずれも印字途中でしばしば不規
則な乱れが発生し印字物は低品位であった。

（効　　果） 以上の説明から明らかな様に、本発明によれば、文書に
よっては印字の際に吐出の休止時間を持つノズルが生じ
る様な場合であっても、その間にオリフィス面でインク
の粘度変化が起こることがなく、次の信号に応答してイ
ンク液滴を正常に吐出することが出来るので、ドツトの
乱れのない高品位の印字物が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、第１図（ｂ）はインクジェット記録装置
のヘッド部の縦断面図及び横断面図である。 第２図は第１図に示したヘッドをマルチ化したヘッドの
外観斜視図である。 第３図はインクジェット記録装置の一例を示す斜視図で
ある。 第４図はインクカートリッジの縦断面図である。 第５図は記録ユニットの斜視図である。 ６１：ワイピング部材 ６２：キャップ ６３：インク吸収体 ６４：吐出回復部 ６５：記録ヘッド ６６：キャリッジ 第１図（ａ） Ｂ 第１図（ｂ） 第２図 第３図

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録剤及びこれを溶解又は分散する液媒体を含む
   インクにおいて、ε−カプロラクタムを含有することを
   特徴とするインク。
2. （２）ε−カプロラクタムの含有量が、インク全重量の
   １〜５重量％の範囲にある請求項１に記載のインク。
3. （３）インク滴を記録信号に応じてオリフィスから吐出
   させて記録を行うインクジェット記録方法において、上
   記インクが請求項１に記載のインクであることを特徴と
   するインクジェット記録方法。
4. （４）インクに熱エネルギーを作用させてインク滴を吐
   出させる請求項３に記載のインクジェット記録方法。
5. （５）インクを収容したインク収容部、該インクをイン
   ク滴として吐出させる為のヘッド部を備えた記録ユニッ
   トにおいて、前記インクが請求項１に記載のインクであ
   ることを特徴とする記録ユニット。
6. （６）ヘッド部が、インクに熱エネルギーを作用させて
   インク滴を吐出させるヘッドである請求項５に記載の記
   録ユニット
7. （７）インクを収容したインク収容部を備えたインクカ
   ートリッジにおいて、前記インクが請求項１に記載のイ
   ンクであることを特徴とするインクカートリッジ。
8. （８）インクを収容したインク収容部と、該インクをイ
   ンク滴として吐出させる為のヘッド部を有する記録ユニ
   ットを備えたインクジェット記録装置において、前記イ
   ンクが請求項１に記載のインクであることを特徴とする
   インクジェット記録装置。
9. （９）記録ヘッドが、インクに熱エネルギーを作用させ
   てインク滴を吐出させるヘッドである請求項８に記載の
   インクジェット記録装置。
10. （１０）インク滴を吐出する為の記録ヘッド、インクを
    収容したインク収容部を有するインクカートリッジ及び
    該インクカートリッジから記録ヘッドにインクを供給す
    る為のインク供給部を備えたインクジェット記録装置に
    おいて、前記インクが請求項１に記載のインクであるこ
    とを特徴とするインクジェット記録装置。
11. （１１）記録ヘッドが、インクに熱エネルギーを作用さ
    せてインク滴を吐出させるヘッドである請求項１０に記
    載のインクジェット記録装置。