JPH0726049B2 - インクジェット記録方法 - Google Patents

インクジェット記録方法

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JPH0726049B2
JPH0726049B2 JP61287183A JP28718386A JPH0726049B2 JP H0726049 B2 JPH0726049 B2 JP H0726049B2 JP 61287183 A JP61287183 A JP 61287183A JP 28718386 A JP28718386 A JP 28718386A JP H0726049 B2 JPH0726049 B2 JP H0726049B2
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祥司 小池
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、オンデマンド型インクジェット方式により、
インク滴を被記録材に付着させて記録を行うインクジェ
ット記録方法に関する。
〔従来の技術〕
インクジエツト記録方式は、種々のインク吐出方式によ
り、インク小滴(droplet)を形成し、それらの1部若
しくは全部を紙,加工紙,プラスチツクフイルム,織布
等の被記録材に付着させて記録を行うものであり、この
ようなインクジエツト記録方式に使用するインクとして
は、各種の染料または顔料を、溶媒体に溶解又は分散さ
せたものが知られ、且つ使用されている。
上記の如き従来のインクにおいては種々の性能が要求さ
れるのは当然であるが、なかでもインクのノズル内での
目詰まり防止、被記録面での滲み防止と速乾性の達成、
インクの長期にわたる保存安定性については実に多くの
検討がなされ、かなりの効果が認められてきている。
また、別の重要な要求性能は長期にわたって安定した吐
出を維持する性能であり種々の界面活性剤,酸素吸収剤
等のインクへの添加が特開昭56−5871号公報,特開昭57
−102971号公報にそれぞれ記載されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記の如き従来のインクをインクジエツ
ト方式、とりわけオンデマンド型インクジエツト方式に
て使用すると、1KHz以上の高周波数の駆動条件に於い
て、周波数応答性や吐出安定性が劣るといった問題が生
じている。この傾向は2KHz,4KHzと駆動周波数が高くな
ると一層顕著であり、圧電素子や熱エネルギーを利用し
たインクジエツト方式において特に深刻な問題である。
従って、本発明の主たる目的は、上述の従来技術の欠点
を解決し、吐出安定性、特に高周波駆動条件下において
も周波数応答性、吐出安定性の優れたインクジエツト記
録方法を提供することである。
本発明者は上述の目的を達成すべく鋭意研究の結果、高
周波駆動条件下の優れた周波数応答性と安定吐出性の両
立は、インクの駆動源付近あるいはノズル先端部分にお
いて発生しノズル側面に付着する微細気泡の影響が極め
て大きいことを知見し、このような微細の気泡の付着は
インク自体の消泡性をある規準以下にすることによって
防止でき、その結果上述の如き問題が解決されることを
見い出し本発明を完成したものである。
〔問題点を解決するための手段〕
即ち本発明は、オンデマンド型インクジェット方式によ
り、駆動周波数を1KHz以上として、インク滴を被記録材
に付着させて記録を行うインクジェット記録方法であっ
て、前記インクとして色素、これを溶解又は分散する液
媒体、及び炭素数5以下の低級アルキルアルコール又は
ノニオン系界面活性剤の少なくとも1種を含有し、且つ
JISK3362による5分後の泡の安定度が0mmになるように
調製した組成物を適用することを特徴とするインクジエ
ツト記録方法である。
〔作用〕
本発明を更に詳細に説明すると、本発明において用いる
インクは、従来の起泡力の大きいインクあるいは起泡力
は小さいが消泡力の乏しいインクとは異なり、極めて消
泡性能に優れたものである。
本発明者は記録速度の向上のために1KHz,2KHz,4KHzとま
すます高くなる駆動周波数に適確に応答するインクを得
るために鋭意研究した結果、インク自体の低起泡性及び
消泡性能と高周波数におけるインクの吐出安定性に極め
て明確な相関があることを見出し、本発明に至ったもの
である。
この消泡性能は、あくまでインク全体の性質に着目した
ものであって、例えば、極めて起泡力が大きく消泡力の
小さな界面活性剤を含むインクであっても、インク全体
として消泡性能に優れたものであれば、本発明の目的は
達成される。
本発明に於いて、この消泡力の判定方法としては、JISK
3362−1978、6.5章に準じた方法を採用した。
この規格は、一般に家庭用合成洗剤の試験方法について
規定したものであって、その概要は、所定濃度の試料水
溶液200mlを所定の温度条件のもとで900mmの高さから30
秒間で水面上に落下させたときに生じる泡の高さを判定
するものである。
本発明に於いては、温度条件を25℃に設定し、その評価
を液面における1分後と5分後の泡の安定度(目測でな
らした泡の高さmm)によって行った。
このJISK3362における判定に於いて、5分後の泡の安定
度が0mm以上のインクは、高周波駆動で記録を行って
も、長時間に亘る良好な記録は期待できない。
JISK3362による5分後の泡の安定度が0mmになるように
調製したインクが高周波駆動でも安定した吐出が可能で
あり、又、1分後の泡の安定度が5mm以下、好適には0mm
になるように調製したインクを用いるとき、更に高い周
波数駆動によっても安定した吐出が可能となる。
次に、本発明において用いるインク各成分について説明
する。
本発明において用いる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,可溶性建染染料,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、一般にインク全
重量に対して0.2〜20重量%、好ましくは0.5〜10重量
%、より好ましくは1〜5重量%の範囲とされる。
本発明において上記の如き色素を溶解又は分散させる液
媒体としては、従来の一般的なインクジエツト記録用イ
ンクの媒体に使用されている媒体はいずれも使用でき、
例えば、水および/または有機溶剤が好ましいものであ
り、有機溶剤としては、例えばメチルアルコール,エチ
ルアルコール,n−プロピルアルコール,イソプロピルア
ルコール,n−ブチルアルコール,sec−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; ジメチルホルムアミド,ジメチルアセトアミド等のアミ
ド類; アセトン,ジアセトンアルコール等のケトンまたはケト
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; ポリエチレングリコール,ポリプロピレングリコール等
のポリアルキレングリコール類; エチレングリコール,プロピレングリコール,ブチレン
グリコール,トリエチレングリコール,1,2,6−ヘキサン
トリオール,チオジグリコール,ヘキシレングリコー
ル,ジエチレングリコール等のアルキレン基が2〜6の
炭素原子を含むアルキレングリコール類; グリセリン: エチレングリコールモノメチル(またはエチル)エーテ
ル,ジエチレングリコールモノメチル(またはエチル)
エーテル,トリエチレングリコールモノメチル(または
エチル)エーテル等の多価アルコールの低級モノアルキ
ルエーテル類; トリエチレングリコールジメチル(またはエチル)エー
テル,テトラエチレングリコールジメチル(またはエチ
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; スルフオラン,N−メチル−2−ピロリドン,1,3−ジメチ
ル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。
このような有機溶剤の中でも、炭素数が5以下の低級ア
ルキルアルコールは、インクの消泡を推進する効果が著
しく、本発明において用いるインクに使用する溶剤とし
て特に好ましいものである。
これら有機溶剤の含有量は、インク全重量に対して2〜
15重量%、より好ましくは5〜15重量%の範囲が望まし
い。
上記の如き媒体は単独でも混合物としても使用できる
が、最も好ましい液媒体組成は、水と1種以上の有機溶
剤からなり、該溶剤が少なくとも1種の水溶性高沸点有
機溶剤、例えばジエチレングリコール,プロピレングリ
コール,グリセリン等の多価アルコールを含有するもの
である。
本発明において用いるインクの必須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,蛍光増白剤等を必要に応じて添加
することができる。
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,アニオンあるいはノニ
オン系の各種界面活性剤、第2アルコールおよび/また
はそのエチレンオキサイド付加体等の界面活性剤、ジエ
タノールアミン,トリエタノールアミン類等の表面張力
調整剤;緩衝液によるpH調整剤、防カビ剤等を挙げるこ
とができる。
この中で、ノニオン系界面活性剤は、消泡性能に優れて
いるため特に好ましい。
また、インクを帯電するタイプのインクジエツト記録方
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,塩化ナトリウムの無機塩類等の
比抵抗調整剤が添加される。尚、熱エネルギーの作用に
よってインクを吐出させるタイプのインクジエツト方法
に適用する場合には、熱的な物性値(例えば、比熱、熱
膨張係数,熱伝導率等)が調整されることもある。
以上の如き本発明に用いるインクは特に(最高)駆動周
波数を1KHz以上、好ましくは2KHz以上、より好ましくは
4KHz以上で使用するため、物性的には好ましくは25℃に
おける表面張力が35〜65dyne/cm、粘度が15cP以下、よ
り好ましくは粘度が3cP以下の低粘度タイプに調整され
ることが望ましい。この物性を達成するためには、50〜
90重量%、より好ましくは70〜90重量%の水の使用が効
果的である。
以上の如くして得られる本発明に用いるインクは、従来
技術の問題点が十分に解決されており、そのままでイン
クジエツト方式における記録特性とりわけ周波数応答
性、液滴形成の安定性、吐出安定性、長時間の連続記録
性,長期間の動作休止後のインク吐出安定性等いずれも
バランスのとれた優れたものであり、各種の方式のイン
クジエツト記録用のインクとして有用であり、特に、高
周波数が要求されるオンデマンド型のインクジエツト記
録方式のインクとして好適であり、優れた記録を与える
ことができる。
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明す
る。尚、文中部または%とあるのは重量基準である。
実施例1〜4(インクの調整) 下記成分を混合して3時間撹拌し、水酸化ナトリウム0.
1%水溶液でpHが7.5になるよう調整し、次いで、ポアサ
イズが1μmのフロロポアフイルター[商品名:住友電
工(株)製]で加圧濾過し、本発明のインクA〜Dを得
た。
得られたインクの物性値(25゜)及びJISK3362による5
分後、1分後の泡の安定度についての結果を第1表に示
す。
インクA インクB インクC インクD 比較例1〜3(インクの調整) 実施例1〜4と全く同様な方法にて、下記全成分を処理
してて比較用のインクE〜Gを得た。
得られたインクの物性値(25℃)及びJISK3362による泡
の安定度を第1表に示す。
インクE インクF インクG 実施例5〜16及び比較例4〜12 実施例1〜4,比較例1〜3によって得られたインクA〜
Gを用い、下記プリンターイ,ロを使用して、周波数を
1〜6KHzの範囲内に設定して、15×4cm2の面積のベタ印
字及びアルフアベツト130文字のキヤラクター印字を市
販のコピー紙に対して行い、得られた印字物のインク追
従性及び着弾点精度を調べ、インクの周波数応答性を評
価した。この評価結果を第2表に示す。
(記録装置イ) インクの吐出エネルギー源として発熱素子を利用し(ヒ
ーターサイズ30×150μm2)、オリフイスサイズ40×50
μm2のノズルを24本有するインクジエツトプリンター。
(駆動電圧24.5V) (記録装置ロ) インクに加える圧力手段としてピエゾ素子を利用し、電
気信号によりピエゾ素子に機械的変位を生じさせてイン
クを吐出させる、オリフイス径50μm,流路長40mmのノズ
ル8本を有するインクジエツトプリンター(駆動電圧60
V)。
*1 周波数応答性の評価 得られた印字物の印字状態すなわちカスレや白抜け状態
及びスプラツシユやヨレ等の着弾点不良状態を肉眼で観
察し、評価した。
◎……周波数に対するインクの追従性は良好であり、ベ
タ印字及びキヤラクタ印字共にカスレや白抜け、着弾点
不良がみられない。
○……周波数に対するインクの追従性はほぼ良好であ
り、キヤラクタ印字ではカスレや白抜け、着弾点不良が
みられないが、ベタ印字においてわずかにカスレがみら
れる。
△……キヤラクタ印字でカスレ、白抜けはみられないが
一部着弾点不良がみられる。又、ベタ印字ではカスレ、
白抜けがベタ全体の1/3程度みられる。
×……ベタ印字においてカスレ、白抜けが多く、又キヤ
ラクタ印字においてもカスレや着弾点不良がたくさんみ
られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、高駆動周波数における周波数応答性及
び吐出安定性が格段に優れているため、高速度の安定し
た印字が可能である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オンデマンド型インクジェット方式によ
    り、駆動周波数を1KHz以上として、インク滴を被記録材
    に付着させて記録を行うインクジェット記録方法であっ
    て、前記インクとして色素、これを溶解又は分散する液
    媒体、及び炭素数5以下の低級アルキルアルコール又は
    ノニオン系界面活性剤の少なくとも1種を含有し、且つ
    JISK3362による5分後の泡の安定度が0mmになるように
    調製した組成物を適用することを特徴とするインクジェ
    ット記録方法。
  2. 【請求項2】前記駆動周波数が2KHz以上である特許請求
    の範囲第(1)項記載のインクジェット記録方法。
  3. 【請求項3】前記駆動周波数が4KHz以上である特許請求
    の範囲第(1)項記載のインクジェット記録方法。
  4. 【請求項4】前記インクジェット方式が、圧電素子を用
    いた方式である特許請求の範囲第(1)項記載のインク
    ジェット記録方法。
  5. 【請求項5】前記インクジェット方式が、熱エネルギー
    を用いた方式である特許請求の範囲第(1)項記載のイ
    ンクジェット記録方法。
  6. 【請求項6】前記インクの25℃における表面張力が35〜
    65dyne/cm、粘度が15cP以下である特許請求の範囲第
    (1)項記載のインクジェット記録方法。
  7. 【請求項7】前記インクの水の含有量が、50〜90重量%
    の範囲にある特許請求の範囲第(1)項記載のインクジ
    ェット記録方法。
  8. 【請求項8】前記インクの、JISK3362による1分後の泡
    の安定度が5mm以下である特許請求の範囲第(1)項記
    載のインクジェット記録方法。
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