JPH05132641A - インク組成物、インク組成物の基材への供給方法およびインクドツト高さの減少方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱により発生する気泡を利用する感熱インク
ジェットプリンターに使用される固形インク組成物、該
組成物の基材への供給方法、および基材に供給されたイ
ンクドットの高さを減少させる方法を提供する。 【構成】 インク組成物は、２５℃で固体でインクジェ
ットの操作温度で液体のキャリヤー、該キャリヤーと混
和性を有し少なくとも１５気圧の臨界圧を有するドライ
バー、および着色剤からなり、２５℃で固体で、９０℃
における粘度が１５ｃｐｓ以下で表面張力が２０〜２５
ダイン／ｃｍである。このインク組成物をプリンターヘ
ッドに送って加熱し、該組成物中の過熱されたドライバ
ーを核にして該組成物を噴射ノズルから基材面に噴射す
る。このとき、プリントヘッドの操作温度とインク組成
物の融点との温度差は少なくとも１０℃、プリントヘッ
ドの操作温度と基材の温度との差異は１００℃以下とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク組成物、インク
組成物の基材への供給方法およびインクドット高さの減
少方法に関する。詳しくは、感熱インクジェットプリン
ターに使用される固形インクジェット組成物、さらに詳
しくは、熱によって発生した気泡を利用するインクジェ
ット印刷に使用される固形インクジェット組成物と、該
組成物の基材への供給方法、および基材に供給された該
組成物によるインクドットの高さの減少方法に関し、こ
の組成物は吸収表面、すなわち基材への固形インクドッ
トの高さをよりよく制御することを含む改良された印刷
特性を提供するように配合される。

【０００２】

【技術背景】感熱インクジェット印刷においては、固形
インクジェット組成物が代表的に使用されている。これ
らの組成物は、代表的には室温においては通常固体であ
り、高温においては相変化可能なインクを使用してい
る。インクが加熱されると、インクは溶融して流体を生
成し、この流体はプリンターから印刷用の基材に噴射す
ることができ、印刷基材上で冷却されて固化する。この
ような操作の性質の故に、このようなインク組成物は
“ホットメルトインク”と呼ばれ、この用語は、室温で
は固相であり、操作温度すなわちインクのワックス成分
の溶融温度以上の温度では流動相であるインクを定義す
るための技術用語である。報告された固形インクジェッ
ト組成物の大部分は、これまで一つの相変化、すなわち
室温における固体から操作温度における流体への相変化
を含んできた。

【０００３】固形インクジェット組成物は、ジェットプ
リンターのノズルからインク滴を基材に噴射するための
駆動力として熱によって発生する気泡を利用した感熱イ
ンクジェット印刷に使用することができる。このように
使用されるときには、組成物は、ここでは感熱インクジ
ェットインク組成物と呼ばれることがある。この場合に
は、印刷ヘッドの固形インクの一部は、まず液化され、
次に液化されたインクの一部は、インクをプリンターヘ
ッドから基材に噴射するのに利用される気泡を発生させ
るべく気化される。

【０００４】感熱インクジェットインク組成物は、一般
に、キャリヤー、ドライバーおよび着色剤を含んでい
る。キャリヤーは、着色剤を運搬する有機物質であり、
２５℃においては固形で、プリンターヘッドの操作温度
においては液体である。ドライバーは、プリンターヘッ
ドまたはノズルからインク滴を噴射するのに十分な駆動
力を付与することのできるような気泡発生物質である。
着色剤は、キャリヤーに可溶で、基材上に可視画像を生
成する染料または顔料であればよい。基材の表面に接触
したときに、インク組成物は、迅速に冷却されてインク
ドットを生成し、このドットが基材上に画像を付与す
る。

【０００５】しかしながら、このような固形インク組成
物に関しては、基材表面に形成される小滴の浮上りドッ
ト（ｒａｉｓｅｄ ｄｏｔｓ）の形成という問題があ
る。これらの浮上りドットは、基材表面でのインク小滴
の瞬間的な冷却と、その結果としての表面でのインク滴
の拡がりの不足から生じる。浮上りドットは、エンボス
特性（ｅｍｂｏｓｓｅｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉ
ｃ）を有する画像を生成する可能性があるので、美学的
に好ましくない。その上、浮上りインクドットが余り高
くなり過ぎると、この浮上りドットは、基材への接着力
が弱いか、あるいは基材を折曲げるか、基材に折り目を
付ける作用によって、基材から容易にこすり落とされた
り、剥ぎ取られたり、あるいは汚れを生じたり、他のシ
ートに転写したりする可能性がある。

【０００６】このような浮上りドットの高さを減少させ
ることは、インク組成物中に十分な量の浸透剤を含有さ
せることによって実現させることができる。しかしなが
ら、このような浸透剤の使用は、インク中の染料が毛管
作用によって、ある基材、例えば紙の細孔中に不均一に
運搬される結果になり、ついにはフェザリングを生ず
る、すなわちドットがぼやける結果になる好ましくない
拡散を生ずる。そして、このことが、印刷品質を劣化さ
せる結果になる。

【０００７】ドットの高さを減少させるための現在まで
に知られている手段は、米国特許第４，７４５，４２０
号および４，８０１，４７３号と欧州特許出願公開第３
０８，１１７Ａ号に開示されている手順を含む。特に、
米国特許第４，７４５，４２０号は、このような浮上り
ドットの高さを最小限にするために、印刷された基材を
ローラーに通すことを開示している。同様に、米国特許
第４，８０１，４７３号は、印刷された基材の表面に液
体被膜を付与して、基材の表面およびインクドットを濡
らすことを開示している。この被膜は、ドットの表面積
を増加させることによって、ドットの高さを減少させる
ことは明らかである。欧州特許出願公開第３０８，１１
７Ａ号も、固体の状態において最初に生成されたドット
は、基材を加熱した後、冷却することによって平坦にさ
れることを開示している。しかしながら、これらの他の
手順のそれぞれは、印刷工程に、新しい程度の複雑さを
付与するドットの高さを減少するための別個の後処理工
程を必要とすることは、明らかである。

【０００８】上記の観点から、フェザリングを生じない
でドットの高さを減少させるために配合された固形イン
クジェット組成物は、感熱インクジェット印刷の技術に
おいて重要な進歩を提供する。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、基材への固形インクドットの
高さを、フェザリングを生じないで、制御することがで
きる改良された印刷特性を有する、感熱インクジェット
プリンターに使用される固形インクジェット組成物、該
組成物の基材への供給方法、および基材に供給された該
組成物のインクドットの高さの減少方法を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【発明の概要】この点（すなわちフェザリングを生じな
いでドットの高さを減少させる点）に関しては、本発明
は、特定の表面張力範囲と所定の粘度範囲を含む所定の
判定基準に適合する固形インクジェット組成物は、プリ
ンターヘッドがインクの融点間の所定の温度差異におい
て操作されるという条件で、フェザリングを生じない
で、ドットの高さが減少した印刷ドットの付与を可能に
する、という発見に基づいている。

【００１１】より詳しくは、本発明は、熱によって発生
する気泡を利用する感熱インジェット印刷において、特
定の最大表面張力以下の表面張力を有するように配合さ
れた固形インクジェット組成物は、ここに記載された表
面張力よりも大きい表面張力を有するインク組成物を使
用して得られるドットの高さと比較して、ドットの高さ
が減少する結果になる、という発見に基づく。同様に、
ここに記載された組成物も、特定の最小表面張力よりも
大きい表面張力を有するように配合されると、得られた
インク組成物は、基材中にドットのフェザリングを生じ
させないで、ドットの高さを減少させる結果になる。

【００１２】前述の発見は、油性インクにおいて表面張
力が余りに低いインク組成物は、印刷品質が劣る結果に
なる、という事実を考慮すると特に驚くべきことである
（例えば、リン等の米国特許第４，７５８，２７６号を
参照）。この点に関して、さらに、クツケ等による米国
特許第４，３６１，８４３号は、インクの表面張力が３
５ダイン／ｃｍよりも大きいときにオレイン酸を使用し
た油性インクによって好ましい印刷品質が得られること
を開示している。

【００１３】粘度および所定の温度差に関する所定の判
定基準については、本発明は、これらの判定基準も、ド
ットの高さを減らすことができるための必要条件である
という発見に基づいている。

【００１４】本発明は、所定の範囲内の表面張力と所定
の範囲内の粘度を有するように配合された固形インクジ
ェット組成物は、プリントヘッドがインク組成物の融点
と基材の温度との所定の温度差において操作されるとい
う条件の下で、感熱インクジェットプリンターのプリン
トヘッドからの気泡噴射によってインク小滴が基材に付
与されるときに、フェザリングを生じないで、ドットの
高さを減少させる結果を得るという発見に基づいてい
る。さらに、本発明の固形インクジェット組成物は、印
刷を効果的に行うために、ドライバーの臨界圧力に関す
る特定の判定基準に対しても配合される。

【００１５】詳しくは、本発明は、組成物の特徴の一つ
として、２５℃においては固体でありインクジェットの
操作温度においては液体になるキャリヤー、該キャリヤ
ーと混和性があって少なくとも１５気圧の臨界圧力を有
するドライバー、および着色剤を含有するインクジェッ
ト組成物に関し、この組成物は、２５℃において固体で
あり、９０℃において１５ｃｐｓまたはそれ以下の粘度
を有し、９０℃において約２０〜約２５ダイン／ｃｍの
表面張力を有する。

【００１６】また、本発明は、方法の特徴の一つとし
て、インク組成物の一部を受け入れる入口を有するプリ
ンターヘッドとインク組成物の滴を基材に供給する噴射
ノズルとを備えたインクジェットプリンターによってイ
ンク組成物を基材に供給するための方法に関し、このイ
ンク組成物は、２５℃において固体でありインクジェッ
トプリンターの操作温度においては液体であるキャリヤ
ー、該キャリヤーと混和性があって少なくとも１５気圧
の臨界圧力を有するドライバー、および着色剤を含有
し、このインク組成物は、２５℃において固体であり、
９０℃において１５ｃｐｓまたはそれ以下の粘度を有
し、９０℃において約２０〜約２５ダイン／ｃｍの表面
張力を有するものであって、この方法は、上記インクジ
ェットプリンターの入口に、上記インク組成物の一部を
送ること、噴射ノズルに近接して液体インクの小滴を生
成するように、インクジェットプリンターヘッド中の上
記組成物を加熱すること、上記小滴のすぐ背後の領域の
プリントヘッド内で上記ドライバーを過熱し、この過熱
されたドライバーを核にすること、および印刷された基
材を生成するように、前記小滴をプリンターヘッドから
噴射ノズルを経由して基材面に噴射することを含み、こ
の方法において、プリントヘッドの操作温度とインク組
成物の融点との温度差は少なくとも１０℃であり、プリ
ントヘッドの操作温度と基材の温度との差異は１００℃
以下である。

【００１７】さらに、本発明は、方法の特徴の他の一つ
として、インクジェットプリンターによって基材に供給
されたインクドットの高さを減少させる方法に関し、こ
の方法は、２５℃において固体でありインクジェットの
操作温度において液体であるキャリヤー、該キャリヤー
と混和性があって少なくとも１５気圧の臨界圧力を有す
るドライバー、および着色剤を含有し、２５℃において
は固体で、９０℃においては１５ｃｐｓまたはそれ以下
の粘度と約２０〜約２５ダイン／ｃｍの表面張力とを有
するインク組成物を選択する工程、インクジェットプリ
ンターに、上記インク組成物を加える工程、および上記
インク組成物から生成されたインクドットを、基材に供
給する工程を含み、この方法において、プリントヘッド
の操作温度とインク組成物の融点との温度差は少なくと
も１０℃であり、プリントヘッドの操作温度と基材の温
度との温度差は１００℃以下である。

【００１８】本発明は、ドットの高さによって生ずる問
題を大いに軽減した固形のインクジェット組成物、およ
びこのような組成物を使用する方法に関する。本発明の
インクジェット組成物は、三つの成分、すなわち、キャ
リヤー、ドライバーおよび着色剤を含有する。これらの
組成物は、表面張力特性および粘度特性に関する所定の
判定基準に適合するように配合されているが、使用され
るドライバーは、臨界圧力に関する判定基準に適合する
ように選択される。このように配合されるときには、こ
こに記載された組成物は、フェザリングを生じないで、
ドットの大きさを減少させる。しかしながら、本発明を
詳細に説明する前に以下の用語をまず定義する。

【００１９】“キャリヤー”という用語は、２５℃にお
いて固体であり、着色剤を運搬する有機物質を言う、す
なわち、着色剤はキャリヤーに可溶である。適当なキャ
リヤーとしては、ワックス、プラスチック、ポリマー、
オリゴマーなどがある。キャリヤーは、インクジェット
プリンターの操作温度において液体でなければならな
い。

【００２０】本発明に有用なキャリヤーとインク組成物
は、明確に規定された融点を有しないので、ここで使用
されるキャリヤーおよび／またはインク組成物に適用さ
れる“液体”という用語は、印刷ジェット中を流れるこ
とのできる条件におけるキャリヤーおよびインク組成物
を含み、“融点”という用語は、それらを印刷ジェット
中で流れさせるキャリヤーおよび／またはインク組成物
の最低温度を示すものである。

【００２１】この点に関しては、特に、基材面の高いド
ット、インクジェットのインクの詰りおよび／または外
皮の生成の原因になるインクジェット組成物の基材面上
での早期冷却を防止するために、プリントヘッドの操作
温度と固形インク組成物の融点との温度差は、少なくと
も１０℃、好ましくは少なくとも２０℃でなければなら
ない。すなわち、インク組成物は、プリンターヘッドの
操作温度より少なくとも１０℃、好ましくは２０℃低い
温度で溶融しなければならない。

【００２２】さらに、以下に記載するように、プリンタ
ーヘッドの操作温度と基材の温度との温度差は、１００
℃、好ましくは８０℃を越えてはならない。すなわち、
プリントヘッドの操作温度は、基材の温度より１００
℃、好ましくは８０℃を越えてはならない。

【００２３】キャリヤーとして選択される物質は、感熱
インクジェット組成物に他の問題を持ち込んではならな
い。例えば、キャリヤーは、印刷工程の温度において安
定でなければならず、構造体の接触部分と化学的に反応
してはならず、インクジェット中で外皮生成や目詰りを
起こしてもならず、有毒あるいは有害なものであっては
ならない。キャリヤーは、複数の物質の混合物であって
もよい。

【００２４】キャリヤーが１０気圧以上好ましくは１５
気圧以上の臨界圧力と３００℃以下の沸点とを有すると
きには、キャリヤーは、ドライバーとしての性能をも発
揮する。すなわち、適当なキャリヤーが臨界圧力および
沸点に関するこれらの所定の判定基準に適合するときに
は、キャリヤーは、キャリヤーすなわち着色剤のキャリ
ヤーと、ドライバーすなわち気泡発生物質との両方の機
能を同時になし遂げることができる。キャリヤーとドラ
イバーの両方として機能することができるキャリヤー
は、臨界圧力と融点に関する所定の判定基準に適合する
脂肪酸、長鎖アルコールおよび脂肪酸エステルを含む。

【００２５】両方の機能を発揮するようにこれらの判定
基準に適合する適当なキャリヤーは、少なくとも５個の
炭素原子、好ましくは約１４〜約４０個の炭素原子を有
する脂肪酸、長鎖アルコールおよび脂肪酸エステルを含
む。好ましい脂肪酸としては、ステアリン酸、パルミチ
ン酸、ミリスチン酸、ベヘン酸およびトリデカン酸があ
る。好ましい長鎖アルコールとしては、オクタデカノー
ル、ヘキサデカノールおよびテトラデカノールがある。
好ましい脂肪酸エステルとしては、ステアリン酸モノエ
チル、ステアリン酸ジエチルおよびパルミチン酸モノエ
チルがある。

【００２６】成分の混合物を含むキャリヤーも両方の機
能を果たすために使用することができる。このような場
合には、混合物の成分の少なくとも一つは、少なくとも
１０気圧、好ましくは少なくとも１５気圧の臨界圧力
と、インクヘッドの条件の下で爆発的な気泡を発生させ
る約３００℃またはそれ以下の沸点を有していなければ
ならない。

【００２７】キャリヤーとドライバーが同じ物質である
インクジェット組成物を使用するときには、マルチパー
ト電気パルスによって、すなわち、（ａ）気泡の核を生
成しないでドライバーを加熱する最初の一つのパルスま
たは複数のパルス〔先行パルス（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ
ｐｕｌｓｅ）〕と、（ｂ）ドライバーをその過熱限界近
くの温度まで迅速に過熱する最終の一つのパルスまたは
複数のパルス〔キッカーパルス（ｋｉｃｋｅｒ ｐｕｌ
ｓｅ）〕とを利用して、気泡を発生させることが好まし
く、上記の温度においては分子運動が非常に盛んなた
め、流体内での均一な核の生成の可能性がユニティ（ｕ
ｎｉｔｙ）に近づく。

【００２８】マルチパート加熱は、二個あるいは少なく
とも三個のパルスによって行われる。このマルチパート
加熱システムは、ジェットによって迅速な核生成と爆発
的な気泡発生を起こさせて、ジェットによりインクを駆
動する。核生成パルスのタイミングとジェットによるイ
ンクの流速を制御すると、基材面に高品質の印刷を生ず
る適当な大きなインク滴を生成する。このような制御
は、この技術分野の熟練の範囲内のものである。

【００２９】ドライバーの気化は、印刷ヘッドのインク
滴噴射流路内および気泡の膨張によってインクジェット
から噴射される感熱インクジェット組成物の部分の背後
で起こる。噴射されるインクの温度は、インクがノズル
から基材面に噴射されるときにインクが液体であるよう
な温度である。

【００３０】現在のところ、固形インク用のキャリヤー
として使用されている物質の大部分は、プリンターの操
作温度においてキャリヤーとドライバーの両方として使
用するのに適しないような低い臨界圧力および／または
高沸点を有する。このような場合には、本発明による感
熱インクジェットインク組成物は、別個のドライバーを
含む。この場合には、これらのキャリヤーに必要な唯一
つの判定基準は、キャリヤーは、２５℃において固体で
あり、プリンタージェットの操作温度においては液体で
あって、着色剤を運搬するような有機物質であるという
ことであり、すなわち着色剤はキャリヤーに可溶であ
る。したがって、別個のドライバーが使用されるときに
は、キャリヤーの選択に際してずっと大きな許容範囲が
可能になる。

【００３１】“ドライバー”という用語は、プリントヘ
ッドすなわちノズルからインク滴を噴射させるのに十分
な駆動力を供給することのできる気泡発生物質のことで
ある。ドライバーは、キャリヤーと相溶性を有するよう
に選択される。さらに、ドライバーとして選択される物
質は、固形インクジェット組成物に他の問題を持ち込ん
ではならない。例えば、ドライバーは、印刷工程の温度
において安定でなければならず、それが接触する構造部
分と化学的に反応してはならず、インクジェット中で外
皮を生成してはならず、有毒あるいは有害であってもい
けない。

【００３２】ドライバーとして適切に機能するために
は、ドライバーは、約３００℃またはそれ以下、より詳
しくは約１００℃〜３００℃の沸点を有し、２０℃にお
いて約０．０４気圧以下の蒸気圧を有し、１０気圧以
上、好ましくは１５気圧以上の臨界圧力を有していなけ
ればならない。

【００３３】特に、ドライバーを含む組成物は、一般に
電気パルスが通過するときに約３００〜４００℃の最高
温度に到達するレジスターによって加熱される。したが
って、ドライバーが約３００℃以上の沸点を有すると、
これらの条件の下では、気泡の爆発的な発生は起こらな
い。他方、ドライバーの沸点が余り低い（すなわち約１
００℃以下である）と、気泡の発生を制御することがよ
り困難になる。したがって、ドライバーは、１００〜３
００℃の範囲、好ましくは１８０〜２５０℃の範囲、さ
らに好ましくは２１０〜２２５℃の範囲の沸点を有して
いなければならない。

【００３４】さらに、インク組成物は、室温で固体とし
てプリンター中に貯蔵されているので、このような組成
物の長期安定性は、ドライバーも室温で比較的低い蒸気
圧を有することが必要である。すなわち、ドライバーが
室温で高い蒸気圧を有すると、熱によって生ずる気泡を
利用する感熱インクジェットプリンターにおいて機能す
る組成物の長期安定性を阻害するように、組成物から十
分なドライバーが蒸発する可能性がある。したがって、
別個のドライバーが使用されるときには、ドライバー
は、好ましくは２０℃において約０．０４気圧以下の蒸
気圧、さらに好ましくは約０．０２５気圧以下の蒸気圧
を有していなければならない。さらに好ましい実施態様
においては、ドライバーは、ドライバーの沸点に近づく
まで蒸気圧が比較的低い状態を保つように選択される。

【００３５】最後に、前述のように、適当なドライバー
は、１０気圧以上、好ましくは１５気圧以上の臨界圧力
を有している。このような高い臨界圧力は、ドライバー
を著しく過熱させるので、ジェットからインク組成物を
効果的に駆動するように気泡の核生成が迅速に起こる。

【００３６】選択された個々のドライバーは、前に規定
された判定基準に適合するならば余り問題にならない。
適当なドライバーとしては、例えば、ドライバーが前述
の判定基準に適合するという条件の下で、炭素原子数４
〜１８個のアルコール、炭素原子数２〜１８個のポリオ
ール、炭素原子数４〜１８個のグリコールエーテルなど
がある。これらの混合物を使用することができ、別の相
を生成しない程度に水の量が少ない限り、前述の混合物
に水を添加したものも使用できる。好ましいアルコール
としては、例えば、特に、ヘキシルアルコール、オクチ
ルアルコール、ベンジルアルコールがあげられる。好ま
しいポリオールとしては、例えば、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、１，２−プロパンジオー
ル、１，３−プロパンジオールおよび２，３ブタンジオ
ールがある。使用されるグリコールエーテルとしては、
特に、ジエチレングリコール、エチレングリコールモノ
メチルエーテル、およびプロピレングリコールモノメチ
ルエーテルがある。

【００３７】他の適当なドライバーとしては、室温では
固体で、３００℃以下の沸点を有する物質がある。この
ようなドライバーとしては、例えばプロピオンアミド、
イソブチロアミドなどがある。

【００３８】“ビヒクル”という用語は、着色剤以外の
固形インクに含まれる成分のすべての組合せを規定して
いる。

【００３９】“着色剤”という用語は、キャリヤーに可
溶で、基材面に可視画像を生成する染料または顔料のこ
とである。染料が印刷工程の温度において安定であり、
構造体の接触している部分と化学的に反応しないで、有
毒あるいは有害でないという条件の下で使用される特定
の染料あるいは顔料は、余り重要でない。適当な染料ま
たは顔料としては、固形インクに現在まで使用されてき
たもの、例えば、Ｍｏｒｆａｓｔ１０１（モートン・チ
オコール社製商品名）、ネプチューンレッド（モートン
・チオコール社製商品名）などがある。

【００４０】“基材”という用語は、インクドットが供
給される材料のことである。適当な基材は、この技術分
野において公知であり、例えば、紙、ポリエステル、
布、板紙などである。

【００４１】“インクジェット組成物”とは、インクを
基材に噴射するために熱によって発生する気泡を利用し
た感熱インクジェットプリンターに使用することができ
るビヒクルと着色剤を含むインク組成物のことである。

【００４２】キャリヤーとドライバーが同一のものであ
るときには、このような組成物は、組成物の全重量に対
して少なくとも約０．５重量％の着色剤と約７０〜約９
９．５重量％のキャリヤーを含有している。さらに好ま
しくは、このような組成物は、約０．５〜約５重量％の
着色剤を含有する。

【００４３】さらに、このような組成物は、（ｉ）他の
成分の改良された溶解度、（ii）改良された印刷特性、
（iii）媒体に対するインクの改良された接着性、（i
v）表面張力や粘度などの特性に関する湿潤特性の制
御、および（ｖ）他の特性の中でインクの機械的な特性
の改良に関してインクを改質する少なくとも一つの添加
剤を含んでいてもよい。このような添加剤は、この技術
分野では公知である。使用されるときには、これらの添
加剤は、全体として組成物全量の約３０重量％を越えな
い量で含有されている。

【００４４】別個のドライバーが使用されるときには、
このような組成物は、少なくとも５重量％のドライバー
を含むように配合される。このような組成物は、組成物
の全量に対して少なくとも約５重量％のドライバー、少
なくとも約０．５重量％の着色剤および約３０〜約９
４．５重量％のキャリヤーを含有することが好ましい。
このような組成物は、組成物の全量に対して約５〜約３
０重量％のドライバー、約０．５〜約５重量％の着色剤
を含有することがもっと好ましい。

【００４５】さらに、このような組成物は、（ｉ）他の
成分の改良された溶解度、（ii）改良された印刷特性、
（iii）媒体に対するインクの改良された接着性、（i
v）表面張力や粘度などの特性に関する湿潤特性の制
御、および（ｖ）他の特性の中でインクの機械的な特性
の改良に関してインクを改質する少なくとも一つの添加
剤を含んでいてもよい。このような添加剤は、この技術
分野では公知である。使用されるときには、これらの添
加剤は、全体として組成物全量の約５０重量％を越えな
い量で含有されている。

【００４６】キャリヤーまたはドライバーを形成する化
合物も添加剤として機能する。ドデシルアルコールは、
インクが印刷媒体を湿潤させる能力を改良するための添
加剤である。オクタデカノールとステアリン酸は、接着
性を改良するための別個の添加剤であるか、あるいは添
加剤として作用し、しかもキャリヤーのすべてまたは一
部を形成する。

【００４７】本発明の中心的な特徴は、９０℃において
１５ｃｐｓ以下の粘度と、９０℃において約２０〜約２
５ダイン／ｃｍの範囲の表面張力とを有するようにイン
クジェットインク組成物を特別に配合することによっ
て、ドットの高さを減少させることができるという発見
に基づいている。特に好ましい組成物は、９０℃におい
て１０ｃｐｓ以下の粘度と約２０ダイン／ｃｍの表面張
力、および約９０℃の融点を有する。所定の判定基準に
適合する固形インク組成物は、プリントヘッドの操作温
度とインク組成物の融点との温度差が少なくとも１０℃
であり、しかもプリントヘッドの操作温度と基材の温度
との温度差が１００℃以下であるときに約１ミルまたは
それ以下の好ましいドット高さが得られる。

【００４８】９０℃における配合組成物の粘度は、キャ
リヤー、および使用されるときにはドライバーを適切に
選択することによって、制御することができる。このよ
うな選択は、この技術分野の熟練の範囲内のものであ
る。粘度に関する所定の判定基準に適合するインク組成
物は、プリントヘッドの操作温度において円滑にそして
迅速に流動し、したがって効率的な印刷操作を妨げない
ようなインク組成物を規定する。

【００４９】他方、配合されたインク組成物が９０℃に
おいて２５ダイン／ｃｍ以上の表面張力を有する場合に
は、表面張力値を２０〜２５ダイン／ｃｍの範囲に減少
させるために組成物に少なくとも一つの添加剤を添加す
ることができる。このような添加剤としては、界面活性
剤、アルコールなどがあり、これらは展延性を向上させ
るものとして公知である。どのような理論にも制約され
ることなく、９０℃における表面張力の約２５ダイン／
ｃｍまたはそれ以下への減少は、基材に接触するときの
インクドットの展延性を改良し、このことがドットの高
さを減少させるものと考えられる。また、９０℃におい
て少なくとも約２０ダイン／ｃｍの表面張力を維持する
ことによって、組成物の展延性は、フェザリングを防止
するように効果的に制御される。好ましい印刷品質を得
るために現在までに知られている油性および水性のイン
ク組成物が特に高い表面張力、例えばオレイン酸を使用
した油性インクについて３５ダイン／ｃｍ以上の表面張
力値が必要である限り、このことは特に著しく効果的で
ある。ここに記載されている粘度と表面張力は参考とし
て９０℃においてのみ記載されており、９０℃以外の操
作温度は適用することができないと推定すべきでないと
いうことは注意すべき適切な点である。この技術分野で
は公知のことであるが、粘度と表面張力の数値は温度に
応じて変動する。したがって、他の操作温度が適用され
るならば、操作温度における表面張力と粘度の数値は９
０℃における数値とは異なる。しかしながら、９０℃に
おける所定の基準に適合する固形インク組成物も、もち
ろん前述の温度差が維持されるという条件の下で、この
ような他の操作温度において好ましいドット高さを提供
する。

【００５０】本発明によるインク組成物は、すべての成
分を配合して、均一な混合物が得られるまでキャリヤー
の融点以上の温度において成分を全体的に混合すること
によって調製される。それから組成物は冷却されて、本
発明の固形インク組成物が提供される。

【００５１】本発明のインク組成物は、プリンターから
基材にインク滴を噴射するために熱によって発生された
気泡を利用する感熱インクジェット印刷において使用さ
れる。使用される特定の感熱インクジェットプリンター
は、決定的ではなく、本発明の一部を構成しない。しか
しながら、好適なインクジェットプリンターとしては、
ボート等の米国特許第４，４９０，７２８号によって開
示されたものがあり、この開示は参考のためにここに取
り入れられている。他の好適なインクジェットプリンタ
ーとしては、ＳＩ４８０（ＣＡウッドランド・ヒルズの
データープロダクツ社製商品名）、Ｐｉｘｅｌｍａｓｔ
ｅｒ（ＮＨ０３０５１ハドソンのハウテク社製商品名）
などがある。

【００５２】このようなプリンターに関しては、プリン
トヘッドの操作温度と基材の温度との温度差は、１００
℃、好ましくは８０℃を越えてはならない。詳しくは、
この温度差が１００℃以上であると、噴射されたインク
滴の冷却勾配が非常に大きいので、インクドットの高さ
を制御することができない。このことに関しては、基材
を過熱することによって、基材の温度をプリントヘッド
の操作温度の１００℃以内に調節することができる。基
材を加熱する方法は、この技術分野では公知である。

【００５３】以下の実施例は本発明を例示するために提
供されるものであり、本発明を幾分でも限定するものと
解釈すべきではない。

【００５４】

【実施例】

比較例Ａ 従来技術の固形インク組成物が比較の目的で調製され
た。この組成物は、ステアリン酸から調製され、表１に
示す組成を有していた。

【００５５】

【表１】

【００５６】比較例Ａのインクは、無色（白色）インク
であり、感熱インクジェットプリンターに使用すること
のできるインクに相当する。このインクは、９０℃にお
ける１５ｃｐｓ以下の粘度と約２８ダイン／ｃｍの表面
張力を有し、したがって、この表面張力の点で本発明の
範囲内の組成物ではない。

【００５７】比較例Ａのインクが、電気抵抗加熱器を利
用した通常の気泡駆動インクジェットプリンターによっ
て、黒色の基材に供給された。インクが高度に揮発性で
ない限り、溶媒気泡の迅速な核生成を得るために、マル
チパルス加熱操作が必要であった。電気抵抗加熱器は、
約２６Ωの抵抗を有していた。３８０ｍＡの先行パルス
は８０μｓの持続時間を有し、５２０ｍＡのキッカーパ
ルスは５μｓの持続時間を有していた。プリンターヘッ
ドは、インク組成物の融点とプリントヘッドの操作温度
との温度差が１０℃以上であり、プリントヘッドの操作
温度と基材との温度差が１００℃以下であるようにし
て、操作された。

【００５８】基材に供給されたときには、比較例Ａのイ
ンクは、このインクによって生成されたドットの高さが
高すぎるという事実を示す浮上り特性を生じた。

【００５９】実施例１ 本発明による固形インク組成物が調製され、表２に示す
組成を有していた。

【００６０】

【表２】

【００６１】実施例１のインクは、９０℃において約４
ｃｐｓの粘度と約２３ダイン／ｃｍの表面張力を有して
おり、したがって本発明の範囲内のインク組成物であっ
た。この点に関しては、ネオペンチルアルコールと２，
３−ブタンジオールの添加は比較例と対比してインク組
成物の表面張力を低下させた。

【００６２】実施例１のインクが、電気抵抗加熱器でド
ライバーを気化させる通常の気泡駆動インクジェットプ
リンターにおいて使用された。加熱器は、約２６Ωの抵
抗で操作され、持続時間が６μｓの４５０ｍＡの一般加
熱パルスが利用された。プリンターヘッドは、インク組
成物の融点とプリントヘッドの操作温度との温度差が１
０℃以上で、プリントヘッドの操作温度と基材の温度と
の温度差が１００℃以下であるようにして操作された。

【００６３】このインクは、鮮明な黒色の画像を紙の面
に生成し、画像は耐水性であった。さらに、このインク
組成物によって生成されたインクドットの高さは、比較
例Ａと対比して、減少したことを示す浮上り特性を生じ
た。実際、測定されたときには、この組成物によって生
成されるインクドットの高さは１ミル以下であった。上
述のデータは、表面張力と粘度に関して所定の判定基準
に適合する本発明のインク組成物が、この基準に適合し
ない従来技術の組成物と対比して、ドットの高さを減少
させることを示している。

【００６４】実施例２ 本発明による第２の固形インク組成物が調製され、表３
に示す組成を有していた。

【００６５】

【表３】

【００６６】実施例２のインクは、９０℃における約４
ｃｐｓの粘度と約２３ダイン／ｃｍの表面張力を有して
おり、したがって本発明によるインク組成物である。

【００６７】実施例２のインクは、実施例１と同じ条件
での１パルス印刷法により実施例１のプリンターにおい
て使用された。実施例２のインクも、鮮明な黒色画像を
紙の面に生成し、この画像は耐水性であった。さらに、
この組成物によって生成されるインクドットの高さは、
浮上り特性を生じない程度に十分低かった。

【００６８】上述の配合物の他に、融点、粘度、表面張
力などに関する所定の基準に適合する他の固形インク組
成物が本発明を実施する際に使用することができる。例
えば、１５重量％のネオペンチルアルコール、１５重量
％の２，３ブタンジオール、３〜１０重量％の染料（Ｍ
ｏｒｆａｓｔ１０１黒色染料）および６０〜７０重量％
のステアリン酸またはＤｕｒａｗａｘすなわちＤｕｒａ
ｗａｘＣを含有する配合物は、本発明の範囲内の固形イ
ンク組成物を提供する。同様に、９０℃における１５ｃ
ｐｓ以下の粘度、２０〜２５ダイン／ｃｍの範囲の表面
張力、および３００℃以下の沸点を有する固形キャリヤ
ーは、着色剤以外の追加成分を添加する必要なしに、キ
ャリヤーとドライバーの両方の機能を果たすことができ
る。このようなキャリヤーとしては、パルミチン酸、ミ
リスチン酸、ベヘン酸、トリデカン酸、オクタデカノー
ル、ヘキサデカノール、テトラデカノール、ステアリン
酸モノエチル、ステアリン酸ジエチル、およびパルミチ
ン酸モノエチルなどがある。

【００６９】ドライバーとキャリヤーが同じである場合
のように、使用されるドライバーが高度に揮発性でない
ときには、溶媒気泡の迅速な核生成を得るために、マル
チパルス加熱法を利用することができる。このような方
法の一つは、約２６Ωの抵抗を有する電気抵抗加熱器を
利用し、固形インクの一部を液体に転化するための先行
パルスと気泡を発生させるためのキッカーパルスの両方
を利用する。持続時間が８０μｓで３８０ｍＡの好適な
先行パルスと、持続時間が５μｓで５２０ｍＡの好適な
キッカーパルスが組み合わされて満足な結果が得られ
た。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のインク組
成物、および該インク組成物の基材への供給方法とイン
クドッドの減少方法（すなわち、本発明のインク組成物
による印刷方法）によれば、感熱インクジェットプリン
ターにおいて、基材表面に形成されるドットの高さを、
フェザリングを生じることなく、減少することができ、
美麗な印刷画像を提供することができる。

【００７１】しかも、本発明の組成物および印刷方法に
よれば、上記のドットの高さを減少するに際し、印刷前
後において、何ら特殊な工程を必要とせず、従来の感熱
インクジェットプリンターを使用して美麗な印刷画像
を、簡単に提供することかできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9012−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３ Ｂ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２５℃で固体でインクジェットの操作温
   度で液体であるキャリヤー、該キャリヤーと混和性を有
   し少なくとも１５気圧の臨界圧力を有するドライバー、
   および着色剤からなり、 ２５℃で固体であり、９０℃における粘度が１５ｃｐｓ
   以下であって、９０℃における表面張力が２０〜２５ダ
   イン／ｃｍであることを特徴とするインク組成物。
2. 【請求項２】 インク組成物の一部を受けるための入口
   を有するプリンターヘッドと、インク組成物の小滴を基
   材に供給するための噴射ノズルとを備えたインクジェッ
   トにより、 ２５℃で固体でインクジェットの操作温度で液体である
   キャリヤー、該キャリヤーと混和性を有し少なくとも１
   ５気圧の臨界圧力を有するドライバー、および着色剤か
   らなり、２５℃で固体であり、９０℃における粘度が１
   ５ｃｐｓ以下であって、９０℃における表面張力が２０
   〜２５ダイン／ｃｍであるインク組成物を、 基材に供給する方法であって、 前記インクジェットプリンターの入口に、前記インク組
   成物の一部を送ること、 噴射ノズルに近接して液体インクの小滴を生成するよう
   に、インクジェットプリンターヘッド中の前記組成物を
   加熱すること、 前記小滴のすぐ背後の領域のプリントヘッド内で前記ド
   ライバーを過熱し、この過熱されたドライバーを核にす
   ること、および印刷された基材を生成するように、前記
   小滴をプリンターヘッドから噴射ノズルを経由して基材
   面に噴射することを含んでなり、 プリントヘッドの操作温度とインク組成物の融点との温
   度差は少なくとも１０℃であり、プリントヘッドの操作
   温度と基材の温度との差異は１００℃以下である、こと
   を特徴とするインク組成物の基材への供給方法。
3. 【請求項３】 インクジェットプリンターによって基材
   に供給されたインクドットの高さを減少させる方法であ
   って、 ２５℃において固体でありインクジェットの操作温度に
   おいて液体であるキャリヤー、該キャリヤーと混和性が
   あって少なくとも１５気圧の臨界圧力を有するドライバ
   ー、および着色剤を含有し、２５℃においては固体で、
   ９０℃においては１５ｃｐｓまたはそれ以下の粘度と約
   ２０〜約２５ダイン／ｃｍの表面張力とを有するインク
   組成物を選択する工程、 前記インクジェットプリンターに、前記インク組成物を
   加える工程、および前記インク組成物から生成されたイ
   ンクドットを、基材に供給する工程を含んでなり、 プリントヘッドの操作温度とインク組成物の融点との温
   度差は少なくとも１０℃であり、プリントヘッドの操作
   温度と基材の温度との温度差は１００℃以下である、こ
   とを特徴とするインクドット高さの減少方法。