(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスバリアー性を有するインク袋にインクを充填し、該インク袋の上部シールをして密封した後、インク袋を立てながらインク袋の上部から下の部分で、上部シールとの間に気泡を挟み込むように二次シールをすることを特徴とするインク脱気方法。
【請求項２】
ガスバリアー性を有するインク袋にインクを充填し、該インク袋を上部シール部ｆで密封した後、インク袋を立てながら二次シール部ｊによってインク袋の上部から下の部分を気泡を挟み込むように二次シールすることを特徴とするインク脱気方法。
【請求項３】
前記二次シールをするときに袋厚調整用治具を用いる請求項１または２に記載のインク脱気方法。
【請求項４】
前記インク袋にインクを充填、密封した後、前記二次シールをする前にインク袋を５０℃以上に加熱する請求項１または２に記載のインク脱気方法。
【請求項５】
前記インク袋へのインク充填及び／又は密封を、常温で大気圧以下に減圧して行なう請求項１又は２に記載の記載のインク脱気方法。
【請求項６】
前記インク袋へのインク充填及び／又は密封を５０ｍｍＨｇ以下で行なう請求項５に記載のインク脱気方法。
【請求項７】
前記インク袋へのインク充填及び／又は密封を、常圧でインクの温度を５０℃以上に加熱しながら行なう請求項１又は２に記載のインク脱気方法。
【請求項８】
前記インク袋密封後、前記二次シールをする前のインク袋の加熱温度が、５０℃以上７０℃未満である請求項４に記載のインク脱気方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はインク脱気方法に関し、更に詳しくはインクジェット記録用インクのインク脱気方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、インク中の気泡や溶存気体の影響を受けやすく、特にピエゾ方式を用いたインクジェット記録方式は、インクに溶存している空気等の溶存気体や容器に閉じ込められている気泡によって、しばしば噴射異常を生じるという問題を有している。そのため、インク中の溶存気体の除去や容器中に気泡が閉じ込められないための提案がなされている。
【０００３】
例えば、特開昭５２−７４４０６号公報及び特開昭５３−６１４１２号公報には、水性インクに脱酸素剤を溶解させることにより、インク中に溶存している空気のうち酸素を除去することにより溶存気体量を低減させる方法が提案されている。特開昭６２−１２１０６２号公報には、高脱気されたインクを、充填時に更に高真空下で真空包装するインクジェットプリンタ用インクカートリッジの製造方法が提案されている。特開平２−９１１６５号公報には、加熱手段及び還流手段を具備する製造装置を用いて製造したインクを、脱気後７０℃の環境に１６０時間おいた時に、その間の窒素の発生量が、２〜１０ｐｐｍになるように加熱手段を制御する工程を有するインクジェット記録用インクの製造方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開昭５２−７４４０６号公報及び特開昭５３−６１４１２号公報に記載の方法では、脱酸素剤で除去できるのが酸素のみであり、完全に溶存気体を除去できず、更に脱酸素剤又は脱酸素剤が酸素によって酸化された後の反応物がインクの安定性に悪影響を及ぼすという問題点を有していた。特開昭６２−１２１０６２号公報に記載の方法では、高脱気により低沸点のインク成分の蒸発によりインク組成変化を生じやすいという問題点を有していた。特開平２−９１１６５号公報に記載の方法では、８０℃以上の高温加熱とその後の７０℃１６０時間にわたる加熱により、低沸点成分の蒸発のみならず、インクの変質を生じ易いという問題点を有していた。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、インク組成の変化やインク変質がなく、インクの安定性を損なうことなく、インク中の気泡や溶存気体を効果的に除去するインク脱気方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、本発明を解決するに至った。
【０００７】
即ち、本発明は上記課題を解決するために、ガスバリアー性を有するインク袋にインクを充填、密封した後、インク袋を立てながらインク袋の上部から下の部分を気泡を挟み込むようにシールするインク脱気方法を提供する。
【０００８】
本発明の方法においては、更に、（１）インク袋を立てながらインク袋の上部から下の部分を気泡を挟み込むようにシールする上記インク脱気方法において、袋厚調整用治具を用いること、（２）インク袋にインクを充填、密封した後、インク袋を５０℃以上に加熱し、インク袋を立てながらインク袋の上部から下の部分を気泡を挟み込むようにシールすること、（３）インク袋へのインク充填及び／又は密封を、常温で大気圧以下に減圧して行なうこと、（４）室温で大気圧以下、好ましくは５０ｍｍＨｇ以下に減圧してインク袋へのインク充填及び／又は密封を行なうこと、（５）インク袋へのインク充填及び／又は密封を、常圧でインクの温度が５０℃以上、好ましくは５０℃以上７０℃未満に加熱して行なうことにより、より効果的にインクの脱気を行なうことができる。
【０００９】
以下、本発明の構成を図面に沿って詳細に説明を行なう。
【００１０】
図１の本発明のガスバリアー性を有するインク袋ａは、例えば、内面をポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）の如き熱溶着可能なプラスチック材料、外面をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコールの如きガスバリア性に優れたプラスチック材料の２層以上のラミネートフィルムで構成され、好ましくは内面と外面の間にアルミニウムなどの金属箔あるいは金属蒸着膜の層を有するラミネートフィルムが望ましい。
【００１１】
インク袋に充填されるインクｂは、水性インクや、低沸点や高沸点の有機溶剤を主溶剤とする油性インクどちらでも使用可能である。
【００１２】
インク袋へのインクの充填ｃは、インクの脱気操作を事前に行なわなくてもよいが、好ましくは従来知られている加熱や減圧等の脱気手段を用いて、インク組成に変化がない程度に事前にインクの脱気ｄを行なってもよい。この時の加熱温度は５０℃以上が好ましく、また減圧は５０ｍｍＨｇ以下であることがより好ましい。
【００１３】
インク取り出し口ｅは、例えば、ゴム材料又はプラスチック成型物で保持されたゴム材料で栓がなされ、インクカートリッジがプリンターにセットされるとプリンター側に設けられた吸引針でインクを吸い出すことができる。ゴム栓と袋内のインクとが取り出し口のプラスチック成型物によって仕切られていると、インクカートリッジが未使用の状態では高い密封性が保たれるので、より好ましい。
【００１４】
図２のインク袋へのインク充填後のインク袋ａの密封、すなわち上部シールｆは、インパルスシールや熱シール等のシール方法で行なうが、シールは常温で大気圧で行なってもよいが、好ましくは常温で大気圧以下、更に好ましくは５０ｍｍＨｇ以下の真空ｇで行なうことが望ましい。加熱下の減圧シールは、インクの沸騰を起こしやすく、必ずしも好ましいものではない。
【００１５】
図３のインク袋密封後のインク袋ａの加熱は、恒温装置ｈ等を用いて行ない、その温度は、常圧で５０℃以上７０℃未満で行なうことが好ましい。その結果、インクに溶存する気体はインク袋内に気泡ｉとして発生する。インク袋密封後の加熱温度が５０℃未満の場合は、インク袋から気泡を追い出しても溶存気体が保管中に気泡になり易く、インク不吐出の原因となる。７０℃以上ではインク袋の変質・劣化が顕著になる。
【００１６】
インク袋密封後のインク袋の加熱は、加熱時間が短いと溶存気体の気泡生成が不十分であり、高い駆動周波数でのピエゾ素子の振動によるキャビテーションの発生や、袋詰めインクの長期保管や暑い場所での保管によって、インク中に残存している溶存気体が気泡化して不吐出の原因となるため、好ましくは５０℃から７０℃の加熱温度範囲では３時間以上行なうことが望ましい。しかしながら、高温で長時間インクを加熱すると、インク自体の変質や袋容器の変質による影響が出るため、５０℃以上７０℃未満の加熱条件では２００時間以内に留めることが好ましい。
【００１７】
インク成分として揮発性の高い物質を含有する場合には、事前の脱気操作が困難であるが、インク袋密封後のインク袋の加熱・二次シールによってインク組成の変化なく脱気が可能となる。
【００１８】
図４のいわゆる二次シールは、インク袋へのインク充填・密封・加熱後、速やかに、インク袋ａを立てながらインク袋の上部シールｉから下の部分ｊをインクｂと共に気泡ｉを挟み込むように二次シールを行なってインク袋内の気泡を追い出す。インク袋からの気泡の追い出し量及びインク袋内のインク量のばらつきを無くすため、二次シール時に、図５に示したような袋厚調整用治具ｋを用いるとよい。
【００１９】
二次シール後は、袋上端の気泡が閉じ込められている側ｌを袋本体に付けたままでもよいが、切り離してもよい。
【００２０】
インク袋の溶存気体及び気泡の量を確認する手段としては、ほとんどのインクにおいて問題となるのが空気であり、空気溶存気体が空気の場合は市販の溶存酸素計を用いて溶存酸素量を測定し、全体の空気量を推定する方法が最も簡易的である。その他の気体の場合は、機器分析可能なものでは、インクでの直接分析も可能であるが、一般の気体では加熱による溶解度低下現象を利用してインクを密封系で加熱し、発生した気体量を測定することもできる。
【００２１】
また、ピエゾ方式を用いたインクジェットプリンターは、溶存気体や気泡の影響を非常に受けやすく、特に連続噴射を行なうと溶存気体や気泡の影響によりインクの不吐出現象を生じることから、実機を用いた連続噴射試験は脱気効果を調べるには有効な手段であり、実際的である。
【００２２】
【実施例】
次にインク例、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。
【００２３】
（インク例１）
Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック４３                  ８．０重量部
ジョンクリル６８２                            １１．０重量部
（ジョンソンポリマー社製スチレンアクリル酸共重合樹脂）
セバシン酸ジブチル                              １．０重量部
エタノール                                    ８０．０重量部
上記配合物を十分に攪拌、溶解した後、この溶液を０．５μメンブランフィルターを用いて脱気操作をすることなしに濾過を行ない、本実施例で使用するインクを得た。
【００２４】
（インク例２）
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９                  １．５重量部
ジエチレングリコール                            ３．０重量部
イソプロピルアルコール                          ５．０重量部
イオン交換水                                  ９０．５重量部
上記各成分を混合溶解した後に残りの成分を追加溶解し、孔径０．５μｍのメンブランフィルターで脱気操作をすることなしに濾過を行ない、本実施例で使用するインクを得た。
【００２５】
（実施例１）
ＰＥＴ／アルミニウム／ＰＥのラミネートフィルムからなるインク袋にインク例１で得たインクを常温常圧で充填し、インパルスシール機を用いて密封して袋詰めインクを得た。次に、袋を手で持つ代わりに、堅いプラスチック材からなるホルダーで保持しながら袋の上部から下の部分を気泡を挟み込むようにシールしてインクを脱気してインク１００ｃｃ入りの袋詰めインクを得た。
【００２６】
袋詰めインクをハードケースに収納したインクカートリッジをピエゾ式インクジェットプリンターに装着して連続噴射を行なった結果、インクカートリッジ１００個中３０個で途中２〜３回インクの不吐出が生じたが、最後まで噴射が可能であり、残り７０個は、全てインク不吐出もなく、最後まで噴射が可能であった。
【００２７】
インクの不吐出が生じた袋詰めインクの袋の上部をマイクロシリンジで吸い出したところ、容量約０．０３ｃｃの気泡が捕捉された。
【００２８】
（実施例２）
ＰＥＴ／アルミニウム／ＰＥのラミネートフィルムからなるインク袋にインク例１のインクを常温常圧で充填、インパルスシール機を用いて密封して袋詰めインクを得た。次に、袋詰めインクを５０℃で５時間加熱し、袋を手で持ち、立てながら袋の上部から下の部分を気泡を挟み込むようにシールしてインクを脱気してインク１００ｃｃ入りの袋詰めインクを得た。
【００２９】
袋詰めインクをハードケースに収納したインクカートリッジをピエゾ式インクジェットプリンターに装着して連続噴射を行なった結果、インクカートリッジ１００個中５０個で途中２〜５回インクの不吐出が生じたが、最後まで噴射が可能であり、残り５０個は、全てインクの不吐出もなく、最後まで噴射が可能であった。
【００３０】
インクの不吐出が生じた袋詰めインクの袋の上部をマイクロシリンジで吸い出したところ、容量約０．０５ｃｃ〜０．１ｃｃの気泡が捕捉された。
【００３１】
（実施例３）
実施例２において、袋詰めインクを５０℃で５時間加熱した後、袋を手で持つ代わりに、堅いプラスチック材からなるホルダーで保持しながら袋の上部から下の部分を気泡を挟み込むようにシールしてインクを脱気してインク１００ｃｃ入りの袋詰めインクを得た。
【００３２】
袋詰めインクをハードケースに収納したインクカートリッジをピエゾ式インクジェットプリンターに装着して連続噴射を行なった結果、インクカートリッジ１００個中１０個で途中２〜５回インクの不吐出が生じたが、最後まで噴射が可能であり、残り９０個は、全てインクの不吐出もなく、最後まで噴射が可能であった。
【００３３】
インクの不吐出が生じた袋詰めインクの袋の上部をマイクロシリンジで吸い出したところ、容量約０．０２ｃｃの気泡が捕捉された。
【００３４】
（実施例４）
ＰＥＴ／アルミニウム／ＰＥのラミネートフィルムからなるインク袋にインク例２のインクを常温常圧で充填し、真空チャンバー式インパルスシール機を用いて３０ｍｍＨｇの減圧条件下で密封して袋詰めインクを得た。次に、袋詰めインクを６０℃で１５時間加熱し、袋を手で持ち、立てながら袋の上部から下の部分を気泡を挟み込むようにシールしてインクを脱気してインク１００ｃｃ入りの袋詰めインクを得た。
【００３５】
袋詰めインクをハードケースに収納したインクカートリッジをピエゾ式インクジェットプリンターに装着して連続噴射を行なった結果、インクカートリッジ１００個中１個で途中１回インクの不吐出が生じたが、最後まで噴射が可能であり、残り９９個は、全てインクの不吐出もなく、最後まで噴射が可能であった。
【００３６】
インクの不吐出が生じた袋詰めインクの袋の上部をマイクロシリンジで吸い出したところ、容量約０．０１ｃｃの気泡が捕捉された。
【００３７】
（実施例５）
ＰＥＴ／アルミニウム／ＰＥのラミネートフィルムからなるインク袋にインク例２のインクを常圧、７０℃で１時間加熱した後に充填し、インパルスシール機を用いて密封して袋詰めインクを得た。次に、袋詰めインクを６０℃１０時間加熱し、袋を手で持ち、立てながら袋の上部から下の部分を気泡を挟み込むようにシールしてインクを脱気してインク１００ｃｃ入りの袋詰めインクを得た。
【００３８】
袋詰めインクをハードケースに収納したインクカートリッジをピエゾ式インクジェットプリンターに装着して連続噴射を行なった結果、インクカートリッジ１００個中５個で途中２〜５回インクの不吐出が生じたが、最後まで噴射が可能であり、残り９５個は全てインクの不吐出もなく、最後まで噴射が可能であった。
【００３９】
インクの不吐出が生じた袋詰めインクの袋の上部をマイクロシリンジで吸い出したところ、容量約０．０１ｃｃ〜０．０５ｃｃの気泡が捕捉された。
【００４０】
（実施例６）
実施例５において、袋詰めインクを６０℃で１０時間加熱後、袋を手で持つ代わりに、堅いプラスチック材からなるホルダーで保持しながら袋の上部から下の部分を気泡を挟み込むようにシールしてインクを脱気してインク１００ｃｃ入りの袋詰めインクを得た。
【００４１】
袋詰めインクをハードケースに収納したインクカートリッジをピエゾ式インクジェットプリンターに装着して連続噴射を行なった結果、インクカートリッジ１００個中全てのインクカートリッジが、途中でインク不吐出もなく最後まで噴射が可能であった。
【００４２】
袋詰めインク袋には気泡は全く認められなかった。
【００４３】
（比較例１）
ＰＥＴ／アルミニウム／ＰＥのラミネートフィルムからなるインク袋にインク例１のインクを常温常圧で充填し、インパルスシール機を用いて密封してインク１００ｃｃ入りの袋詰めインクを得た。
【００４４】
袋詰めインクをハードケースに収納したインクカートリッジをピエゾ式インクジェットプリンターに装着して連続噴射を行なった結果、１００個全てのインクカートリッジが途中頻繁にインクの不吐出が生じ、最後まで噴射ができなかった。
【００４５】
インク不吐出が生じた袋詰めインクの袋の上部を注射器で吸い出したところ、容量約０．５ｃｃ〜１ｃｃの気泡が捕捉された。
【００４６】
（比較例２）
ＰＥＴ／アルミニウム／ＰＥのラミネートフィルムからなるインク袋にインク例２のインクを常温常圧で充填、インパルスシール機を用いて密封してインク１００ｃｃ入りの袋詰めインクを得た。
【００４７】
袋詰めインクをハードケースに収納したインクカートリッジをピエゾ式インクジェットプリンターに装着して連続噴射を行なった結果、１００個全てのインクカートリッジが途中頻繁にインクの不吐出が生じ、最後まで噴射ができなかった。
【００４８】
インク不吐出が生じた袋詰めインクの袋の上部を注射器で吸い出したところ、容量約０．５ｃｃ〜１ｃｃの気泡が捕捉された。
【００４９】
【発明の効果】
ガスバリアー性を有するインク袋にインクを充填、密封した後、インク袋を立てながらインク袋の上部から下の部分を気泡を挟み込むようにシールをすると、効果的にインクを脱気することができる。
【００５０】
インク袋を立てながらインク袋の上部から下の部分を気泡を挟み込むようにシールする時に、袋厚調整用治具を用いるとより効果的な脱気が可能となる。
【００５１】
ガスバリアー性を有するインク袋にインクを充填、密封した後、インク袋を５０℃以上に加熱し、インク袋を立てながらインク袋の上部から下の部分を気泡を挟み込むようにシールをすると、より効果的にインクを脱気することができる。
【００５２】
インク充填及び／又は密封を室温で大気圧以下に減圧してインク脱気を行なうと、更に効果的な脱気が可能となる。
【００５３】
インク充填及び／又は密封は、常温で好ましくは５０ｍｍＨｇ以下で行なうか、あるいは、常圧でインクの温度を５０℃以上に加熱しながら行なうと、より効果的な脱気が可能となる。
【００５４】
インク袋密封後のインク袋の加熱は、好ましくは５０℃以上７０℃未満で行なうと効果的な脱気が行なうことができ、かつインクやインク袋への影響を最小限に押さえることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用するインク袋及びインク袋にインクを充填する工程を示した模式図である。
【図２】インク袋の密封工程を示した模式図である。
【図３】インク袋の加熱工程と加熱により袋内に発生する気泡を示した模式図である。
【図４】二次シール後のインク袋の正面図である。
【図５】袋厚調整用治具ｋの側面図とそれを用いた二次シール後のインク袋の側面図である。
【符号の説明】
ａ  インク袋
ｂ  インク
ｃ  充填口
ｄ  脱気
ｅ  インク取り出し口
ｆ  上部シール部
ｇ  真空系
ｈ  恒温装置
ｉ  気泡
ｊ  二次シール部
ｋ  袋厚調整用治具
ｌ  気泡閉じ込め部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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