JP2017057360A - Aqueous ink, recording device, and recording method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水性インク、記録装置、及び記録方法に関する。 The present invention relates to a water-based ink, a recording apparatus, and a recording method.
例えば、 特許文献1には、「水分蒸発率30%までは粘度上昇率が10以下であり、水分蒸発率30〜50%の間に粘度上昇率が500を越える点を持ち、水分蒸発率30%までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の2倍以下であるインクジェット記録用インク。」が提案されている。
また、特許文献2には、「着色微粒子がその表面に第4級化されたカルボキシル基を有し、且つ、0.5μm以下の体積平均粒径を有し、乾燥インクの再分散液中の着色微粒子の体積平均粒径の増加率が50パーセント以下であるジェットインク。」が提案されている。
また、特許文献3には、「粒子径0.5μm以上の粗大粒子総数が100万個/5μL以下である顔料分散液を含むインクジェット用インク。」が提案されている。
For example, Patent Document 1 states that “the viscosity increase rate is 10 or less up to a water evaporation rate of 30%, and the viscosity increase rate exceeds 500 between the water evaporation rate of 30 to 50% and the water evaporation rate of 30 Ink for ink jet recording, in which the average particle diameter of the colorant in the ink is up to twice the initial average particle diameter.
Patent Document 2 states that “the colored fine particles have a quaternized carboxyl group on the surface thereof and a volume average particle size of 0.5 μm or less in the re-dispersed liquid of the dry ink. A jet ink in which the increase rate of the volume average particle diameter of the colored fine particles is 50% or less has been proposed.
Further, Patent Document 3 proposes “an inkjet ink containing a pigment dispersion in which the total number of coarse particles having a particle diameter of 0.5 μm or more is 1,000,000 / 5 μL or less”.
上記の「水分蒸発率30%までは粘度上昇率が10以下であり、水分蒸発率30〜50%の間に粘度上昇率が500を越える点を持ち、水分蒸発率30%までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の2倍以下であるインクジェット記録用インク。」では使用頻度が低いノズルからの吐出状態が不安定になり(=着弾ムラ)、印字物の画像欠陥となる場合がある。 The above-mentioned "increase rate of viscosity is 10 or less up to a water evaporation rate of 30%, and the viscosity increase rate exceeds 500 between 30 to 50% of the water evaporation rate. Ink-jet recording ink in which the average particle size of the colorant is less than or equal to twice the initial average particle size. ”The ejection state from nozzles that are not used frequently becomes unstable (= landing unevenness), and image defects in the printed matter It may become.
本発明の課題は、水分蒸発率30%までは粘度上昇率が10以下であり、水分蒸発率30〜50%の間に粘度上昇率が500を越える点を持ち、水分蒸発率30%までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の2倍以下であるインクジェット記録用インクに比べ、所定の条件で乾燥した記録媒体に最初に記録するとき、着弾ムラの発生を抑制する水性インクを提供することである。 The problem of the present invention is that the viscosity increase rate is 10 or less up to a water evaporation rate of 30%, and the viscosity increase rate exceeds 500 between the water evaporation rate of 30 to 50% and the water evaporation rate of up to 30%. The occurrence of uneven landing is suppressed when recording is first performed on a recording medium dried under a predetermined condition, as compared with an inkjet recording ink in which the average particle diameter of the colorant in the ink is twice or less the initial average particle diameter. It is to provide a water-based ink.
上記課題は、以下の手段により解決される。 The above problem is solved by the following means.
請求項1に係る発明は、
着色剤と、高分子粒子と、水及び水性有機溶媒を含む溶媒と、を含有し、
前記溶媒の蒸発により質量を60%減量した減量後の水性インクにおける粒径0.5μm以上の粗粒の数Nc1と、減量前の水性インクにおける粒径0.5μm以上の粗粒の数Ni1との関係が、式:1≦Nc1/Ni1≦50を満たす水性インク。
The invention according to claim 1
A colorant, polymer particles, and a solvent containing water and an aqueous organic solvent,
The number Nc1 of coarse particles having a particle diameter of 0.5 μm or more in the water-based ink after weight reduction after reducing the mass by 60% by evaporation of the solvent, and the number Ni1 of coarse particles having a particle diameter of 0.5 μm or more in the water-based ink before weight reduction Is a water-based ink satisfying the formula: 1 ≦ Nc1 / Ni1 ≦ 50.
請求項2に係る発明は、
前記高分子粒子のガラス転移温度が、40℃以上90℃以下である請求項1に記載の水性インク。
The invention according to claim 2
The water-based ink according to claim 1, wherein the polymer particles have a glass transition temperature of 40 ° C. or higher and 90 ° C. or lower.
請求項3に係る発明は、
着色剤として顔料を含み、かつ酸価70mgKOH/g以上200mgKOH/g以下の顔料分散剤を更に含む請求項1又は請求項2に記載の水性インク。
The invention according to claim 3
The aqueous ink according to claim 1 or 2, further comprising a pigment dispersant containing a pigment as a colorant and having an acid value of 70 mgKOH / g or more and 200 mgKOH / g or less.
請求項4に係る発明は、
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の水性インクを収容し、前記水性インクを記録媒体の表面に吐出する吐出ヘッドを有する記録装置。
The invention according to claim 4
A recording apparatus comprising the discharge head for containing the water-based ink according to claim 1 and discharging the water-based ink onto a surface of a recording medium.
請求項5に係る発明は、
前記吐出ヘッドが、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の水性インクとして第1水性インクを収容し、前記第1水性インクを前記記録媒体の表面に最初に吐出する第1吐出ヘッドであり、
第2水性インクを収容し、前記第1吐出ヘッドによる前記第1水性インクの吐出よりも後に、前記第2水性インクを前記記録媒体の表面に吐出する第2吐出ヘッドを更に有する請求項4に記載の記録装置。
The invention according to claim 5
A first discharge in which the discharge head stores the first water-based ink as the water-based ink according to any one of claims 1 to 3 and discharges the first water-based ink first onto the surface of the recording medium. Head,
5. The apparatus according to claim 4, further comprising: a second discharge head that contains a second water-based ink and discharges the second water-based ink onto the surface of the recording medium after the discharge of the first water-based ink by the first discharge head. The recording device described.
請求項6に係る発明は、
第1水性インクを収容し、前記第1水性インクを記録媒体の表面に吐出する第1吐出ヘッドと、
前記第1吐出ヘッドにより前記記録媒体の表面に吐出された前記第1水性インクを乾燥する乾燥装置と、
第2水性インクとして請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の水性インクを収容し、前記乾燥装置による第1水性インクの乾燥後、前記第2水性インクを前記記録媒体の裏面に吐出する第2吐出ヘッドと、
を有する記録装置。
The invention according to claim 6
A first discharge head that contains a first aqueous ink and discharges the first aqueous ink onto the surface of a recording medium;
A drying device for drying the first water-based ink ejected on the surface of the recording medium by the first ejection head;
The water-based ink according to any one of claims 1 to 3 is accommodated as a second water-based ink, and after the first water-based ink is dried by the drying device, the second water-based ink is placed on the back surface of the recording medium. A second discharge head for discharging;
A recording apparatus.
請求項7に係る発明は、
前記第2吐出ヘッドが、前記第2水性インクとして第3水性インクを収容し、前記第3水性インクを前記記録媒体の裏面に最初に吐出する第3吐出ヘッドであり、
第4水性インクを収容し、前記第3吐出ヘッドによる前記第3水性インクの吐出よりも後に、前記第4水性インクを前記記録媒体の裏面に吐出する第4吐出ヘッドを更に有する請求項6に記載の記録装置。
The invention according to claim 7 provides:
The second discharge head is a third discharge head that contains a third water-based ink as the second water-based ink and discharges the third water-based ink first on the back surface of the recording medium;
7. The apparatus according to claim 6, further comprising: a fourth discharge head that contains a fourth water-based ink and discharges the fourth water-based ink onto the back surface of the recording medium after the third water-based ink is discharged by the third discharge head. The recording device described.
請求項8に係る発明は、
吐出ヘッドにより請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の水性インクを記録媒体の表面に吐出する吐出工程を有する記録方法。
The invention according to claim 8 provides:
A recording method comprising a discharge step of discharging the water-based ink according to any one of claims 1 to 3 onto a surface of a recording medium by an discharge head.
請求項9に係る発明は、
前記吐出工程が、前記吐出ヘッドとして第1吐出ヘッドにより、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の水性インクとして第1水性インクを前記記録媒体の表面に最初に吐出する第1吐出工程であり、
前記第1吐出ヘッドによる前記第1水性インクの吐出よりも後に、第2吐出ヘッドにより第2水性インクを前記記録媒体の表面に吐出する第2吐出工程を更に有する請求項8に記載の記録方法。
The invention according to claim 9 is:
4. The first ejection of the first water-based ink as the water-based ink according to any one of claims 1 to 3 first on the surface of the recording medium by the first ejection head as the ejection head in the ejection step. Discharge process,
9. The recording method according to claim 8, further comprising: a second ejection step of ejecting the second aqueous ink onto the surface of the recording medium by the second ejection head after ejection of the first aqueous ink by the first ejection head. .
請求項10に係る発明は、
第1吐出ヘッドにより第1水性インクを記録媒体の表面に吐出する第1吐出工程と、
前記第1吐出工程により前記記録媒体の表面に吐出された前記第1水性インクを乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程による第1水性インクの乾燥後、第2吐出ヘッドにより第2水性インクとして請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の水性インクを前記記録媒体の裏面に吐出する第2吐出工程と、
を有する記録方法。
The invention according to claim 10 is:
A first discharge step of discharging the first aqueous ink onto the surface of the recording medium by the first discharge head;
A drying step of drying the first water-based ink ejected on the surface of the recording medium in the first ejection step;
After the first aqueous ink is dried by the drying step, the second ink ejects the aqueous ink according to any one of claims 1 to 3 to the back surface of the recording medium as a second aqueous ink by a second ejection head. A discharge process;
A recording method.
請求項11に係る発明は、
前記第2吐出工程が、前記第2吐出ヘッドとして第3吐出ヘッドにより、前記第2水性インクとして第3水性インクを前記記録媒体の裏面に最初に吐出する第3吐出工程であり、
前記第3吐出ヘッドによる前記第3水性インクの吐出よりも後に、第4吐出ヘッドにより第4水性インクを前記記録媒体の裏面に吐出する第4吐出工程を更に有する請求項10に記載の記録方法。
The invention according to claim 11 is:
The second discharge step is a third discharge step of first discharging a third water-based ink as the second water-based ink onto the back surface of the recording medium by a third discharge head as the second discharge head;
The recording method according to claim 10, further comprising a fourth discharge step of discharging the fourth aqueous ink onto the back surface of the recording medium by the fourth discharge head after the discharge of the third water-based ink by the third discharge head. .
請求項1、2、又は3に係る発明によれば、水分蒸発率30%までは粘度上昇率が10以下であり、水分蒸発率30〜50%の間に粘度上昇率が500を越える点を持ち、水分蒸発率30%までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の2倍以下であるインクジェット記録用インクに比べ、所定の条件で乾燥した記録媒体に最初に記録するとき、着弾ムラの発生を抑制する水性インクが提供される。 According to the first, second, or third aspect of the invention, the viscosity increase rate is 10 or less up to a water evaporation rate of 30%, and the viscosity increase rate exceeds 500 between the water evaporation rate of 30 to 50%. First, recording is performed on a recording medium dried under a predetermined condition as compared with an inkjet recording ink in which the average particle diameter of the colorant in the ink having a water evaporation rate of up to 30% is not more than twice the initial average particle diameter. In some cases, a water-based ink that suppresses the occurrence of uneven landing is provided.
請求項4に係る発明によれば、水分蒸発率30%までは粘度上昇率が10以下であり、水分蒸発率30〜50%の間に粘度上昇率が500を越える点を持ち、水分蒸発率30%までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の2倍以下であるインクジェット記録用インクを適用した場合に比べ、所定の条件で乾燥した記録媒体に最初に記録するとき、水性インクの着弾ムラの発生を抑制する記録装置が提供される。
請求項5に係る発明によれば、水分蒸発率30%までは粘度上昇率が10以下であり、水分蒸発率30〜50%の間に粘度上昇率が500を越える点を持ち、水分蒸発率30%までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の2倍以下であるインクジェット記録用インクを第1水性インクとして適用した場合に比べ、乾燥した記録媒体に記録するとき、所定の条件で記録媒体の表面に最初に吐出する第1水性インクの着弾ムラを抑制する記録装置が提供される。
According to the fourth aspect of the present invention, the rate of increase in viscosity is 10 or less up to a water evaporation rate of 30%, and the rate of increase in viscosity exceeds 500 between 30% and 50% of the water evaporation rate. When recording for the first time on a recording medium dried under predetermined conditions, compared to the case where an ink for ink jet recording in which the average particle size of the colorant in the ink up to 30% is not more than twice the initial average particle size is applied. A recording apparatus that suppresses the occurrence of uneven landing of water-based ink is provided.
According to the fifth aspect of the present invention, the rate of increase in viscosity is 10 or less up to a water evaporation rate of 30%, and the rate of increase in viscosity exceeds 500 between 30% and 50% of the water evaporation rate. When recording on a dry recording medium, compared to the case where an ink for inkjet recording in which the average particle size of the colorant in the ink up to 30% is less than twice the initial average particle size is applied as the first aqueous ink, There is provided a recording apparatus that suppresses uneven landing of a first water-based ink that is first ejected on the surface of a recording medium under predetermined conditions.
請求項6に係る発明に係る発明によれば、水分蒸発率30%までは粘度上昇率が10以下であり、水分蒸発率30〜50%の間に粘度上昇率が500を越える点を持ち、水分蒸発率30%までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の2倍以下であるインクジェット記録用インクを第2水性インクとして適用した場合に比べ、記録媒体の両面に記録するとき、所定の条件で乾燥装置による第1水性インクの乾燥で乾燥した記録媒体の裏面に吐出する第2水性インクの着弾ムラを抑制する記録装置が提供される。
請求項7に係る発明によれば、水分蒸発率30%までは粘度上昇率が10以下であり、水分蒸発率30〜50%の間に粘度上昇率が500を越える点を持ち、水分蒸発率30%までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の2倍以下であるインクジェット記録用インクを第3水性インクとして適用した場合に比べ、記録媒体の両面に記録するとき、所定の条件で乾燥装置による第1水性インクの乾燥で乾燥した記録媒体の裏面に最初に吐出する第3水性インクの着弾ムラを抑制する記録装置が提供される。
According to the invention of claim 6, the viscosity increase rate is 10 or less up to a water evaporation rate of 30%, and the viscosity increase rate exceeds 500 between the water evaporation rate of 30 to 50%, Compared to the case where an ink for inkjet recording in which the average particle diameter of the colorant in the ink having a water evaporation rate of up to 30% is less than twice the initial average particle diameter is applied as the second water-based ink, recording is performed on both surfaces of the recording medium. In this case, there is provided a recording apparatus that suppresses landing unevenness of the second water-based ink discharged on the back surface of the recording medium dried by drying the first water-based ink by a drying device under a predetermined condition.
According to the seventh aspect of the present invention, the rate of increase in viscosity is 10 or less up to a water evaporation rate of 30%, and the rate of increase in viscosity exceeds 500 between 30% and 50% of the water evaporation rate. When recording on both sides of the recording medium, compared with the case where the ink for inkjet recording in which the average particle diameter of the colorant in the ink up to 30% is less than twice the initial average particle diameter is applied as the third aqueous ink, There is provided a recording apparatus that suppresses uneven landing of the third aqueous ink that is first ejected on the back surface of the recording medium dried by drying the first aqueous ink by a drying apparatus under a predetermined condition.
請求項8に係る発明によれば、水分蒸発率30%までは粘度上昇率が10以下であり、水分蒸発率30〜50%の間に粘度上昇率が500を越える点を持ち、水分蒸発率30%までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の2倍以下であるインクジェット記録用インクを適用した場合に比べ、所定の条件で乾燥した記録媒体に最初に記録するとき、水性インクの着弾ムラの発生を抑制する記録方法が提供される。
請求項9に係る発明によれば、水分蒸発率30%までは粘度上昇率が10以下であり、水分蒸発率30〜50%の間に粘度上昇率が500を越える点を持ち、水分蒸発率30%までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の2倍以下であるインクジェット記録用インクを第1水性インクとして適用した場合に比べ、所定の条件で乾燥した記録媒体に記録するとき、記録媒体の表面に最初に吐出する第1水性インクの着弾ムラを抑制する記録方法が提供される。
According to the eighth aspect of the present invention, the rate of increase in viscosity is 10 or less up to a water evaporation rate of 30%, and the rate of increase in viscosity exceeds 500 between 30% and 50% of the water evaporation rate. When recording for the first time on a recording medium dried under predetermined conditions, compared to the case where an ink for ink jet recording in which the average particle size of the colorant in the ink up to 30% is not more than twice the initial average particle size is applied. Also provided is a recording method for suppressing the occurrence of uneven landing of water-based ink.
According to the ninth aspect of the present invention, the rate of increase in viscosity is 10 or less up to a water evaporation rate of 30%, and the rate of increase in viscosity exceeds 500 between 30% and 50% of the water evaporation rate. Compared to the case where an inkjet recording ink having an average particle diameter of up to 30% of the colorant in the ink that is not more than twice the initial average particle diameter is applied as the first aqueous ink, the recording medium is dried under predetermined conditions. A recording method is provided that suppresses uneven landing of the first water-based ink that is first ejected onto the surface of the recording medium when recording.
請求項10に係る発明に係る発明によれば、水分蒸発率30%までは粘度上昇率が10以下であり、水分蒸発率30〜50%の間に粘度上昇率が500を越える点を持ち、水分蒸発率30%までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の2倍以下であるインクジェット記録用インクを第2水性インクとして適用した場合に比べ、記録媒体の両面に記録するとき、所定の条件で乾燥工程による第1水性インクの乾燥で乾燥した記録媒体の裏面に吐出する第2水性インクの着弾ムラを抑制する記録方法が提供される。
請求項11に係る発明によれば、水分蒸発率30%までは粘度上昇率が10以下であり、水分蒸発率30〜50%の間に粘度上昇率が500を越える点を持ち、水分蒸発率30%までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の2倍以下であるインクジェット記録用インクを第3水性インクとして適用した場合に比べ、記録媒体の両面に記録するとき、所定の条件で乾燥工程による第1水性インクの乾燥で乾燥した記録媒体の裏面に最初に吐出する第3水性インクの着弾ムラを抑制する記録方法が提供される。
According to the invention according to claim 10, the viscosity increase rate is 10 or less up to a water evaporation rate of 30%, and the viscosity increase rate exceeds 500 between the water evaporation rate of 30 to 50%, Compared to the case where an ink for inkjet recording in which the average particle diameter of the colorant in the ink having a water evaporation rate of up to 30% is less than twice the initial average particle diameter is applied as the second water-based ink, recording is performed on both surfaces of the recording medium. In this case, a recording method for suppressing landing unevenness of the second water-based ink ejected on the back surface of the recording medium dried by drying the first water-based ink by a drying process under a predetermined condition is provided.
According to the invention of claim 11, the rate of increase in viscosity is 10 or less up to a water evaporation rate of 30%, and the rate of increase in viscosity exceeds 500 between 30% and 50% of the water evaporation rate. When recording on both sides of the recording medium, compared with the case where the ink for inkjet recording in which the average particle diameter of the colorant in the ink up to 30% is less than twice the initial average particle diameter is applied as the third aqueous ink, A recording method is provided that suppresses uneven landing of the third water-based ink that is first ejected on the back surface of the recording medium that has been dried by drying the first water-based ink by a drying process under a predetermined condition.
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。 Embodiments that are examples of the present invention will be described below.
本実施形態に係る水性インクは、着色剤と、高分子粒子と、水及び水性有機溶媒を含む溶媒と、を含有する。そして、溶媒の蒸発により質量を60%減量した減量後の水性インクにおける粒径0.5μm以上の粗粒の数Nc1(以下「濃縮時粗粒数Nc1」とも称する)と、減量前の水性インクにおける粒径0.5μm以上の粗粒の数Ni1(以下「初期粗粒数Ni1」とも称する)との関係が、式:1≦Nc1/Ni1≦50を満たす。なお、以下、粗粒の数を「粗粒数」と称する。 The aqueous ink according to this embodiment contains a colorant, polymer particles, and a solvent containing water and an aqueous organic solvent. Then, the number Nc1 of coarse particles having a particle diameter of 0.5 μm or more (hereinafter also referred to as “the number of coarse particles Nc1 during concentration”) in the aqueous ink after reduction in weight by 60% by evaporation of the solvent, and the aqueous ink before reduction. The relationship with the number Ni1 of coarse particles having a particle size of 0.5 μm or more (hereinafter also referred to as “initial number of coarse particles Ni1”) satisfies the formula: 1 ≦ Nc1 / Ni1 ≦ 50. Hereinafter, the number of coarse particles is referred to as “the number of coarse particles”.
ここで、所定の条件で乾燥した記録媒体(例えば、含水率3%以下の用紙)に最初に記録するとき、記録媒体の吸湿により、吐出ヘッドの吐出面の周囲が乾燥しやすくなる。吐出ヘッドの吐出面の周囲が乾燥すると、吐出ヘッドのノズル内のメニカス表面(水性インクの表面がつくる曲面)から乾燥が進行し、吐出ヘッドのノズル内で水性インクが濃縮すると、水に比べ水性有機溶剤の比率が高くなる。そのため、着色剤(顔料)又は高分子粒子の分散性が低下し、着色剤(顔料)又は高分子粒子の凝集が起こり、粗粒数が増加しやすくなる。粗粒数が増加すると、吐出ヘッドのノズル内壁面及びのノズルの縁周囲に粗粒の付着が起こり、付着した粗粒が核となって、粒子成長する。そして、粒子成長した粗粒が、水性インクの吐出の妨げとなり、吐出量の減少、又は吐出方向性の悪化が生じることがある。このため、着弾ムラが発生することがある。特に、乾燥した記録媒体の吸湿により、吐出ヘッドのノズル内で水性インクの溶媒が急速に蒸発し、水性インクの質量が60%近く減量することもあり、着弾ムラが発生しやすくなる。
なお、水性インクの吐出量が減少し、着弾ムラが生じると、隣接ドットと隙間が埋まり難くなり、例えば、画像中に白いスジとして現れる。また、水性インクの吐出方向性が悪化し、着弾ムラが生じると、隣接ドットと隙間が埋まり難くなると同時に隣接ドットとの重なりが増え、例えば、画像中に黒いスジとして現れる。
Here, when recording is first performed on a recording medium dried under a predetermined condition (for example, a sheet having a water content of 3% or less), the periphery of the ejection surface of the ejection head is easily dried due to moisture absorption of the recording medium. When the periphery of the discharge surface of the discharge head dries, drying proceeds from the meniscus surface in the nozzle of the discharge head (the curved surface created by the surface of the water-based ink), and when water-based ink is concentrated in the nozzle of the discharge head, it is more water-based than water. The proportion of organic solvent is increased. For this reason, the dispersibility of the colorant (pigment) or polymer particles is lowered, the colorant (pigment) or polymer particles are aggregated, and the number of coarse particles tends to increase. When the number of coarse particles increases, coarse particles adhere to the inner wall surface of the nozzle of the discharge head and the periphery of the nozzle edge, and the adhered coarse particles serve as nuclei to grow particles. Then, the coarse particles having grown particles hinder the discharge of the water-based ink, and the discharge amount may be reduced or the discharge directionality may be deteriorated. For this reason, uneven landing may occur. In particular, due to moisture absorption of the dried recording medium, the solvent of the water-based ink rapidly evaporates in the nozzles of the discharge head, and the mass of the water-based ink may be reduced by nearly 60%, and landing unevenness is likely to occur.
In addition, when the discharge amount of water-based ink decreases and landing unevenness occurs, it becomes difficult to fill up the gap between adjacent dots, and for example, it appears as a white stripe in the image. Further, when the discharge directionality of the water-based ink deteriorates and landing unevenness occurs, the gap between the adjacent dots becomes difficult to be filled and at the same time, the overlap between the adjacent dots increases, and for example, it appears as a black streak in the image.
そこで、本実施形態に係る水性インクでは、水性インクの濃縮時粗粒数Nc1と初期粗粒数Ni1との関係を式:1≦Nc1/Ni1≦50を満たすようにして、水性インクの濃縮時粗粒数Nc1と初期粗粒数Ni1との変化量を低減する。つまり、溶媒の蒸発により水性インクが濃縮(乾燥)したとき、粗粒の発生を抑える。これにより、乾燥した記録媒体の吸湿により、水性インクの質量が60%近く減量したときでも、吐出ヘッドのノズル内で水性インクの過剰な粗粒の発生を抑え、吐出ヘッドのノズル内壁面及びのノズルの縁周囲での粗粒の粒子成長を抑制し、水性インクの吐出性が確保される。 Therefore, in the water-based ink according to the present embodiment, the relationship between the coarse particle number Nc1 during concentration of the water-based ink and the initial coarse particle number Ni1 satisfies the formula: 1 ≦ Nc1 / Ni1 ≦ 50. The amount of change between the coarse grain number Nc1 and the initial coarse grain number Ni1 is reduced. That is, when the aqueous ink is concentrated (dried) by evaporation of the solvent, the generation of coarse particles is suppressed. Thus, even when the mass of the water-based ink is reduced by nearly 60% due to moisture absorption of the dried recording medium, the generation of excessive coarse particles of the water-based ink in the nozzle of the discharge head is suppressed, and the inner wall surface of the nozzle of the discharge head The growth of coarse particles around the edge of the nozzle is suppressed, and the discharge property of the water-based ink is ensured.
このため、本実施形態に係る水性インクでは、所定の条件で乾燥した記録媒体に最初に記録するとき、着弾ムラの発生が抑制される。なお、所定の条件での記録媒体の乾燥とは、[実施例]における「記録装置の詳細」で記載した設定温度での「乾燥ドラム及び温風送風装置」による乾燥を示す。ただし、この所定の条件以外で記録媒体を乾燥した場合であっても、着弾ムラの発生が抑制される。
また、本実施形態に係る水性インクでは、吐出ヘッドのノズル内壁面及びのノズルの縁周囲での粗粒の粒子成長を抑制するため、レイテンシーの発生も抑制される。ここで、レイテンシーとは、水性インクの吐出後、時間を空けて、次の吐出したとき、次に吐出したインクの量が減少したり、次に吐出した水性インクの記録媒体上の着弾位置が予定した位置からずれた位置に着弾する吐出不良を示す。
なお、記録媒体の記録に複数の色の水性インクを使用する場合、少なくとも最初に吐出する水性インクに本実施形態に係る水性インクを適用することがよい。これは、最初の水性インクの吐出により、記録媒体の含水率が上がり、最初に吐出する水性インク以降の水性インクを吐出する吐出ヘッドのノズル内での水性インクの乾燥が緩和されるためである。
For this reason, in the water-based ink according to the present embodiment, occurrence of uneven landing is suppressed when recording is first performed on a recording medium dried under a predetermined condition. Note that the drying of the recording medium under a predetermined condition indicates drying by the “drying drum and hot air blower” at the set temperature described in “Details of the recording apparatus” in [Example]. However, even when the recording medium is dried under conditions other than the predetermined conditions, occurrence of uneven landing is suppressed.
Further, in the water-based ink according to the present embodiment, since the coarse particle growth around the nozzle inner wall surface of the ejection head and the periphery of the nozzle is suppressed, the generation of latency is also suppressed. Here, latency refers to the amount of ink ejected next when the next ejection is carried out after a period of time after ejection of the aqueous ink, or the landing position of the next ejected aqueous ink on the recording medium. This indicates a discharge failure that lands at a position shifted from the planned position.
In addition, when using a plurality of colors of water-based ink for recording on a recording medium, it is preferable to apply the water-based ink according to the present embodiment to at least the water-based ink ejected first. This is because the water content of the recording medium is increased by the discharge of the first water-based ink, and the drying of the water-based ink in the nozzles of the discharge head that discharges the water-based ink after the first water-based ink is eased. .
また、記録媒体の両面に記録を行う場合、記録媒体の表面(おもて面)に水性インクを吐出した後、その水性インクの加熱乾燥を経て、記録媒体の裏面に更に水性インクを吐出する。この場合、記録媒体の表面(おもて面)に吐出した水性インクの乾燥により、記録媒体は含水率が特に低減した乾燥状態となる。このため、記録媒体の裏面に水性インクを吐出する吐出ヘッドのノズル内では、水性インクの蒸発が顕著になり、着弾ムラが発生しやすくなる。しかし、この記録媒体の裏面に吐出する水性インクとして、本実施形態に係る水性インクを適用すると、記録媒体の両面に記録するとき、記録媒体の表面(おもて面)に吐出した水性インクの乾燥で、過剰に乾燥した記録媒体の裏面に吐出する水性インクの着弾ムラを抑制する。
なお、記録媒体の裏面へ記録に複数の色の水性インクを使用する場合も、少なくとも最初に吐出する水性インクに本実施形態に係る水性インクを適用することがよい。これは、上述したように、最初の水性インクの吐出により、記録媒体の含水率が上がり、最初に吐出する水性インク以降の水性インクを吐出する吐出ヘッドのノズル内での水性インクの乾燥も緩和されるためである。
Also, when recording on both sides of the recording medium, water-based ink is discharged onto the surface (front surface) of the recording medium, and then the water-based ink is heated and dried, and further water-based ink is discharged onto the back surface of the recording medium. . In this case, the drying of the water-based ink ejected on the surface (front surface) of the recording medium brings the recording medium into a dry state in which the moisture content is particularly reduced. For this reason, in the nozzles of the ejection head that ejects the water-based ink onto the back surface of the recording medium, the water-based ink evaporates remarkably and landing unevenness tends to occur. However, when the water-based ink according to the present embodiment is applied as the water-based ink ejected on the back surface of the recording medium, the water-based ink ejected on the surface (front surface) of the recording medium when recording on both surfaces of the recording medium. By drying, landing unevenness of the water-based ink discharged on the back surface of the excessively dried recording medium is suppressed.
Even when a plurality of colors of water-based ink are used for recording on the back surface of the recording medium, it is preferable to apply the water-based ink according to this embodiment to at least the water-based ink ejected first. This is because, as described above, the water content of the recording medium is increased by the first water-based ink discharge, and the drying of the water-based ink in the nozzles of the discharge head that discharges the water-based ink after the first water-based ink is eased. It is to be done.
本実施形態に係るインクにおいて、水性インクの濃縮時粗粒数Nc1と初期粗粒数Ni1との関係は、着弾ムラを抑制する点から、式:1≦Nc1/Ni1≦30を満たすことが好ましく、式:1≦Nc1/Ni1≦10を満たすことがより好ましい。
なお、水性インクの濃縮時粗粒数Nc1を調整する方法としては、例えば、1)高分子粒子のガラス転移温度Tgを40℃以上90℃以下とする方法(高分子粒子のガラス転移温度Tgを上げると、濃縮時粗粒数Nc1が低下する傾向となる)、2)顔料分散剤の酸価を70mgKOH/g以上200mgKOH/g以下とする方法(顔料分散剤の酸価を下げると、濃縮時粗粒数Nc1が低下する傾向となる)、3)界面活性剤の種類を選択する方法(例えばHLB値が小さい界面活性剤等を選択すると、濃縮時粗粒数Nc1が低下する傾向となる)が挙げられる。そして、これら方法を利用して、Nc1/Ni1を調整する。
In the ink according to the present embodiment, the relationship between the coarse particle number Nc1 during concentration of the water-based ink and the initial coarse particle number Ni1 preferably satisfies the formula: 1 ≦ Nc1 / Ni1 ≦ 30 from the viewpoint of suppressing landing unevenness. More preferably, the formula: 1 ≦ Nc1 / Ni1 ≦ 10 is satisfied.
In addition, as a method of adjusting the coarse particle number Nc1 at the time of concentration of the water-based ink, for example, 1) A method of setting the glass transition temperature Tg of the polymer particles to 40 ° C. or more and 90 ° C. or less (the glass transition temperature Tg of the polymer particles is 2) A method in which the acid value of the pigment dispersant is 70 mg KOH / g or more and 200 mg KOH / g or less (if the acid value of the pigment dispersant is lowered, the concentration Nc1 tends to decrease during concentration) 3) A method for selecting the type of surfactant (for example, when a surfactant having a small HLB value is selected, the number of coarse particles Nc1 tends to decrease). Is mentioned. And Nc1 / Ni1 is adjusted using these methods.
また、水性インクの初期粗粒数Ni1は、着弾ムラを抑制する点から、1010個/ml以下が好ましく、109個/ml以下がより好ましい。
一方、水性インクの濃縮時粗粒数Nc1は、着弾ムラを抑制する点から、1010個/ml以下が好ましく、109個/ml以下がより好ましい。
Further, the initial coarse particle number Ni1 of the water-based ink is preferably 10 10 particles / ml or less, more preferably 10 9 particles / ml or less, from the viewpoint of suppressing landing unevenness.
On the other hand, the number Nc1 of coarse particles at the time of concentration of the water-based ink is preferably 10 10 particles / ml or less, more preferably 10 9 particles / ml or less from the viewpoint of suppressing uneven landing.
ここで、水性インクを溶媒の蒸発により質量を60%減量する方法は、次の通りである。対象となる水性インクをガラス容器に収容し、この容器をホットプレートに置く。そして、ホットプレートの温度を40℃に設定し、の水性インクの溶媒が、全水性インクの質量に対して60%減量するまで、容器内の水性インクの溶媒を蒸発させる。つまり、水性インクの質量が、減量前の水性インクの質量に対して40%の質量となるまで、溶媒を蒸発させる。
そして、水性インクの各種の粗粒数は、アキュサイザー780APS(ピーエスエス製)を用い、下限粒径を0.5μmに設定し、粒子をカウントし、インク1mlあたりの粒径0.5μm以上の粒子総数を測定して、算出される。
なお、水性インクの濃縮時粗粒数は、減量前の水性インクの質量となるまで、減量後の水性インクに純水を添加した希釈インクに対して測定し、希釈倍率換算して算出される。
Here, the method for reducing the mass of water-based ink by evaporation of the solvent by 60% is as follows. The target aqueous ink is contained in a glass container, and this container is placed on a hot plate. Then, the temperature of the hot plate is set to 40 ° C., and the aqueous ink solvent in the container is evaporated until the aqueous ink solvent is reduced by 60% with respect to the mass of the total aqueous ink. That is, the solvent is evaporated until the mass of the water-based ink becomes 40% of the mass of the water-based ink before the weight reduction.
The number of coarse particles in the water-based ink is set to 0.5 μm or less with a lower limit particle size of 0.5 μm using an Accusizer 780APS (manufactured by PS), and a particle size of 0.5 μm or more per 1 ml of ink is counted. Calculated by measuring the total number of particles.
The number of coarse particles at the time of concentration of the water-based ink is calculated with respect to the diluted ink obtained by adding pure water to the water-based ink after the weight reduction until the mass of the water-based ink before the weight reduction is reached, and is calculated by converting the dilution rate. .
以下、本実施形態に係る水性インクの詳細について説明する。 Hereinafter, the details of the water-based ink according to the present embodiment will be described.
本実施形態に係る水性インクは、着色剤と、高分子粒子と、水及び水性有機溶媒を含む溶媒と、を含有する。 The aqueous ink according to this embodiment contains a colorant, polymer particles, and a solvent containing water and an aqueous organic solvent.
(着色剤)
まず、着色剤について説明する。
着色剤としては、目的とする色相の水性インクに応じたものを使用すればよく、具体的には、顔料が挙げられる。顔料としては、有機顔料、無機顔料が挙げられる。
(Coloring agent)
First, the colorant will be described.
As the colorant, those according to the water-based ink having the target hue may be used, and specific examples thereof include pigments. Examples of the pigment include organic pigments and inorganic pigments.
黒色顔料(ブラック顔料)の具体例としては、Raven7000,Raven5750,Raven5250,Raven5000 ULTRAII,Raven 3500,Raven2000,Raven1500,Raven1250,Raven1200,Raven1190 ULTRAII,Raven1170,Raven1255,Raven1080,Raven1060(以上コロンビアン・カーボン社製)Regal400R,Regal330R,Regal660R,Mogul L,Black Pearls L,Monarch 700,Monarch 800,Monarch 880,Monarch 900,Monarch 1000,Monarch 1100,Monarch 1300,Monarch 1400(以上キャボット社製)、Color Black FW1,Color Black FW2,Color Black FW2V,Color Black 18,Color Black FW200,Color Black S150,Color Black S160,Color Black S170,Printex35,Printex U,Printex V,Printex140U,Printex140V,Special Black 6,Special Black 5,Special Black 4A,Special Black4(以上オリオンエンジニアドカーボンズ社製)、No.25,No.33,No.40,No.47,No.52,No.900,No.2300,MCF−88,MA600,MA7,MA8,MA100(以上三菱化学社製)等を挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Specific examples of black pigments (black pigments) include Raven7000, Raven5750, Raven5250, Raven5000 ULTRAII, Raven3500, Raven2000, Raven1500, Raven1250, Raven1200, Raven1190, Raven1190, Raven1190, Raven1190 ) Regal 400R, Regal 330R, Regal 660R, Mogul L, Black Pearls L, Monarch 700, Monarch 800, Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300, Mon rch 1400 (above Cabot), Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black 18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S160, Color Black S160, Color Black S150, Color Black S150, Color Black S150, Color Black S150, Color Black S150, Color Black S150 , Printex 140V, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4 (manufactured by Orion Engineered Carbons) 25, no. 33, no. 40, no. 47, no. 52, no. 900, no. 2300, MCF-88, MA600, MA7, MA8, MA100 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and the like, but are not limited thereto.
シアン色顔料の具体例としては、C.I.Pigment Blue−1,−2,−3,−15,−15:1,−15:2,−15:3,−15:4,−16,−22,−60等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
マゼンタ色顔料の具体例としては、C.I.Pigment Red−5,−7,−12,−48,−48:1,−57,−112,−122,−123,−146,−168,−177,−184,−202, C.I.Pigment Violet−19等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
イエロー顔料の具体例としては、C.I.Pigment Yellow−1,−2,−3,−12,−13,−14,−16,−17,−73,−74,−75,−83,−93,−95,−97,−98,−114,−128,−129,−138,−151,−154,−180等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Specific examples of the cyan pigment include C.I. I. Pigment Blue-1, -2, -3, -15, -15: 1, -15: 2, -15: 3, -15: 4, -16, -22, -60, and the like. It is not limited.
Specific examples of the magenta color pigment include C.I. I. Pigment Red-5, -7, -12, -48, -48: 1, -57, -112, -122, -123, -146, -168, -177, -184, -202, C.I. I. Pigment Violet-19 and the like, but are not limited thereto.
Specific examples of yellow pigments include C.I. I. Pigment Yellow-1, -2, -3, -12, -13, -14, -16, -17, -73, -74, -75, -83, -93, -95, -97, -98, -114, -128, -129, -138, -151, -154, -180, and the like, but are not limited thereto.
ここで、着色剤として顔料を使用した場合には、併せて顔料分散剤を用いることが好ましい。使用される顔料分散剤としては、高分子分散剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等が挙げられる。 Here, when a pigment is used as the colorant, it is preferable to use a pigment dispersant together. Examples of the pigment dispersant used include a polymer dispersant, an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant.
そして、顔料分散剤の酸価は、濃縮時粗粒数Nc1を低減し、着弾ムラを抑制する点から、70mgKOH/g以上200mgKOH/g以下が好ましく、100mgKOH/g以上200mgKOH/g以下がより好ましい。
なお、酸価は、JIS K0070に従って行い、中和滴定法を用いて測定される。即ち、適当量の試料を分取し、溶剤(ジエチルエーテル/エタノール混合液)100ml、及び、指示薬(フェノールフタレイン溶液)数滴を加え、水浴上で試料が完全に溶けるまで充分に振り混ぜる。これに、0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、指示薬の薄い紅色が30秒間続いた時を終点とする。酸価をA、試料量をS(g)、滴定に用いた0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液をB(ml)、fを0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液のファクターとした時、A=(B×f×5.611)/Sとして算出する。
The acid value of the pigment dispersant is preferably 70 mgKOH / g or more and 200 mgKOH / g or less, more preferably 100 mgKOH / g or more and 200 mgKOH / g or less from the viewpoint of reducing the number of coarse particles Nc1 during concentration and suppressing uneven landing. .
The acid value is measured according to JIS K0070 and using a neutralization titration method. That is, an appropriate amount of a sample is taken, 100 ml of a solvent (diethyl ether / ethanol mixed solution) and a few drops of an indicator (phenolphthalein solution) are added, and shaken sufficiently until the sample is completely dissolved in a water bath. This is titrated with a 0.1 mol / l potassium hydroxide ethanol solution, and the end point is when a light red color of the indicator lasts for 30 seconds. When the acid value is A, the sample amount is S (g), the 0.1 mol / l potassium hydroxide ethanol solution used for the titration is B (ml), and f is the factor of the 0.1 mol / l potassium hydroxide ethanol solution. , A = (B × f × 5.611) / S.
高分子分散剤としては、親水性構造部と疎水性構造部とを有する重合体が好適に用いられる。親水性構造部と疎水性構造部とを有する重合体としては、例えば縮合系重合体と付加重合体とが使用される。縮合系重合体としては、公知のポリエステル系分散剤が挙げられる。付加重合体としては、α,β−エチレン性不飽和基を有する単量体の付加重合体が挙げられる。親水性基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体と疎水性基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体を組み合わせて共重合することにより目的の高分子分散剤が得られる。また、親水性基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体の単独重合体も用いられる。 As the polymer dispersant, a polymer having a hydrophilic structure portion and a hydrophobic structure portion is preferably used. As the polymer having a hydrophilic structure part and a hydrophobic structure part, for example, a condensation polymer and an addition polymer are used. Examples of the condensation polymer include known polyester dispersants. Examples of the addition polymer include addition polymers of monomers having an α, β-ethylenically unsaturated group. By copolymerizing a monomer having an α, β-ethylenically unsaturated group having a hydrophilic group and a monomer having an α, β-ethylenically unsaturated group having a hydrophobic group, A molecular dispersant is obtained. A homopolymer of a monomer having an α, β-ethylenically unsaturated group having a hydrophilic group is also used.
親水性基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体としては、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基、りん酸基等を有する単量体、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、フマル酸、フマル酸モノエステル、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホン化ビニルナフタレン、ビニルアルコール、アクリルアミド、メタクリロキシエチルホスフェート、ビスメタクリロキシエチルホスフェート、メタクリロオキシエチルフェニルアシドホスフェート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート等が挙げられる。 Monomers having an α, β-ethylenically unsaturated group having a hydrophilic group include monomers having a carboxyl group, a sulfonic acid group, a hydroxyl group, a phosphoric acid group, such as acrylic acid, methacrylic acid, and croton. Acid, itaconic acid, itaconic acid monoester, maleic acid, maleic acid monoester, fumaric acid, fumaric acid monoester, vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, sulfonated vinyl naphthalene, vinyl alcohol, acrylamide, methacryloxyethyl phosphate, bis Examples include methacryloxyethyl phosphate, methacryloxyethyl phenyl acid phosphate, ethylene glycol dimethacrylate, and diethylene glycol dimethacrylate.
疎水性基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体、ビニルシクロヘキサン、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸シクロアルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル、マレイン酸ジアルキルエステル等が挙げられる。 Examples of the monomer having an α, β-ethylenically unsaturated group having a hydrophobic group include styrene derivatives such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, vinylcyclohexane, vinylnaphthalene, vinylnaphthalene derivatives, and alkyl acrylate esters. Methacrylic acid alkyl ester, methacrylic acid phenyl ester, methacrylic acid cycloalkyl ester, crotonic acid alkyl ester, itaconic acid dialkyl ester, maleic acid dialkyl ester and the like.
高分子分散剤として好ましい共重合体の例としては、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−メタクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸シクロヘキシルエステル−メタクリル酸共重合体、又はこれらの塩等が挙げられる。また、これらの重合体に、ポリオキシエチレン基、水酸基を有する単量体を共重合させてもよい。 Examples of preferred copolymers as the polymer dispersant include styrene-styrene sulfonic acid copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, styrene-acrylic acid copolymer, vinyl naphthalene- Maleic acid copolymer, vinyl naphthalene-methacrylic acid copolymer, vinyl naphthalene-acrylic acid copolymer, alkyl acrylate ester-acrylic acid copolymer, alkyl methacrylate ester-methacrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid Alkyl ester-methacrylic acid copolymer, styrene-alkyl acrylate ester-acrylic acid copolymer, styrene-phenyl methacrylate-methacrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid cyclohexyl ester-methacrylic acid copolymer, or these Examples of salt It is. Moreover, you may copolymerize the monomer which has a polyoxyethylene group and a hydroxyl group with these polymers.
高分子分散剤の重量平均分子量としては、例えば、2000以上50000以下がよい。 The weight average molecular weight of the polymer dispersant is preferably, for example, 2000 or more and 50000 or less.
これら高分子分散剤は、単独で用いても、二種類以上を併用しても構わない。高分子分散剤の含有量は、顔料により大きく異なるため一概には言えないが、顔料に対し、0.1質量%以上100質量%以下であることがよい。 These polymer dispersants may be used alone or in combination of two or more. The content of the polymer dispersant varies greatly depending on the pigment and cannot be generally stated, but it is preferably 0.1% by mass or more and 100% by mass or less based on the pigment.
顔料としては、水に自己分散する顔料(以下自己分散型顔料と称する)も挙げられる。
自己分散型顔料とは、顔料表面に水に対する可溶化基を有し、高分子分散剤が存在しなくとも水中で分散する顔料のことを指す。自己分散型顔料は、例えば、顔料に対して酸・塩基処理、カップリング剤処理、ポリマーグラフト処理、プラズマ処理、酸化/還元処理等の表面改質処理を施すことにより得られる。
Examples of the pigment include pigments that are self-dispersed in water (hereinafter referred to as self-dispersing pigments).
The self-dispersing pigment refers to a pigment that has a water-solubilizing group on the pigment surface and disperses in water without the presence of a polymer dispersant. The self-dispersing pigment can be obtained, for example, by subjecting the pigment to surface modification treatment such as acid / base treatment, coupling agent treatment, polymer graft treatment, plasma treatment, oxidation / reduction treatment, and the like.
自己分散型顔料としては、上記顔料に対して表面改質処理を施した顔料の他、キャボット社製のCab−o−jet−200、Cab−o−jet−300、Cab−o−jet−400、IJX−157、IJX−253、IJX−266、IJX−273、IJX−444、IJX−55、Cab−o−jet−250C、Cab−o−jet−260M,Cab−o−jet−270Y,Cab−o−jet−450C,Cab−o−jet−465M,Cab−o−jet−470Y,Cab−o−jet−480M、オリエント化学社製のMicrojet Black CW−1、CW−2等の市販の自己分散顔料等も挙げられる。 As self-dispersing pigments, in addition to pigments that have been surface-modified to the above pigments, Cab-o-jet-200, Cab-o-jet-300, Cab-o-jet-400 manufactured by Cabot Corporation. IJX-157, IJX-253, IJX-266, IJX-273, IJX-444, IJX-55, Cab-o-jet-250C, Cab-o-jet-260M, Cab-o-jet-270Y, Cab -O-jet-450C, Cab-o-jet-465M, Cab-o-jet-470Y, Cab-o-jet-480M, Microjet Black CW-1, CW-2 manufactured by Orient Chemical Co., etc. Examples include dispersed pigments.
自己分散型顔料としては、その表面に官能基として少なくともスルホン酸、スルホン酸塩、カルボン酸、又はカルボン酸塩を有する顔料であることが好ましい。より好ましくは、表面に官能基として少なくともカルボン酸、又はカルボン酸塩を有する顔料である。 The self-dispersing pigment is preferably a pigment having at least sulfonic acid, sulfonate, carboxylic acid, or carboxylate as a functional group on the surface thereof. More preferably, it is a pigment having at least a carboxylic acid or a carboxylate as a functional group on the surface.
ここで、顔料としては、樹脂により被覆された顔料等も挙げられる。これは、マイクロカプセル顔料と呼ばれ、DIC社製、東洋インキ社製などの市販のマイクロカプセル顔料がある。なお、市販のマイクロカプセル顔料に限られず、目的に応じて作製したマイクロカプセル顔料を使用してもよい。
また、顔料としては、高分子化合物を顔料に物理的に吸着又は化学的に結合させた樹脂分散型顔料も挙げられる。
また、顔料としては、黒色とシアン、マゼンタ、イエローの3原色顔料のほか、赤、緑、青、茶、白等の特定色顔料や、金、銀色等の金属光沢顔料、無色又は淡色の体質顔料、プラスチックピグメント等も挙げられる。
また、顔料としては、シリカ、アルミナ、又は、ポリマービード等をコアとして、その表面に染料又は顔料を固着させた粒子、染料の不溶レーキ化物、着色エマルション、着色ラテックス等も挙げられる。
Here, examples of the pigment include a pigment coated with a resin. This is called a microcapsule pigment, and there are commercially available microcapsule pigments such as those manufactured by DIC and Toyo Ink. In addition, it is not restricted to a commercially available microcapsule pigment, You may use the microcapsule pigment produced according to the objective.
Examples of the pigment also include a resin dispersion type pigment in which a polymer compound is physically adsorbed or chemically bonded to the pigment.
In addition to black, cyan, magenta, and yellow, the pigments include specific color pigments such as red, green, blue, brown, and white, metallic luster pigments such as gold and silver, and colorless or light-colored constitutions. Examples include pigments and plastic pigments.
Examples of the pigment include particles in which silica, alumina, polymer beads or the like are used as a core, and a dye or pigment is fixed on the surface thereof, an insoluble lake of the dye, a colored emulsion, a colored latex, or the like.
着色剤としては、顔料の他、その他、親水性のアニオン染料、直接染料、カチオン染料、反応性染料、高分子染料等や油溶性染料等の染料類、染料で着色したワックス粉、樹脂粉、又はエマルション、蛍光染料や蛍光顔料等も挙げられる。 As colorants, in addition to pigments, hydrophilic anionic dyes, direct dyes, cationic dyes, reactive dyes, dyes such as polymer dyes and oil-soluble dyes, wax powders colored with dyes, resin powders, Or an emulsion, a fluorescent dye, a fluorescent pigment, etc. are mentioned.
着色剤の体積平均粒径は、例えば、10nm以上1000nm以下であることが挙げられる。
着色剤の体積平均粒径とは、着色剤そのものの粒径、又は着色剤に分散剤等の添加物が付着している場合には、添加物が付着した粒径をいう。
体積平均粒径の測定には、マイクロトラックUPA粒度分析計 UPA−UT151 (Microtrac社製)により行う。その測定は、1000倍希釈した水性インクを測定セルに入れて行う。なお、測定時の入力値として、粘度には水性インク希釈液の粘度を、粒子屈折率は着色剤の屈折率を採用する。
The volume average particle diameter of the colorant is, for example, 10 nm or more and 1000 nm or less.
The volume average particle diameter of the colorant refers to the particle diameter of the colorant itself, or the particle diameter to which the additive has adhered when an additive such as a dispersant is attached to the colorant.
The volume average particle size is measured with a Microtrac UPA particle size analyzer UPA-UT151 (manufactured by Microtrac). The measurement is performed by placing 1000-fold diluted aqueous ink in a measurement cell. As the input value at the time of measurement, the viscosity of the aqueous ink diluent is used as the viscosity, and the refractive index of the colorant is used as the particle refractive index.
着色剤の含有量(濃度)は、例えば、水性インクに対して1質量%以上25質量%以下が好ましく、2質量%以上20質量%以下がより好ましい。 The content (concentration) of the colorant is, for example, preferably from 1% by mass to 25% by mass and more preferably from 2% by mass to 20% by mass with respect to the aqueous ink.
(高分子粒子)
高分子粒子について説明する。
高分子粒子は、記録媒体に対する水性インクによる画像の定着性を高める成分である。
なお、高分子粒子は、高分子化合物を粒状化したものであって、前述した高分子分散剤とは別の成分である。
(Polymer particles)
The polymer particles will be described.
The polymer particles are a component that improves the fixability of an image with a water-based ink on a recording medium.
The polymer particles are obtained by granulating a polymer compound and are components different from the polymer dispersant described above.
高分子粒子としては、例えば、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸ナトリウム共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリル酸エステル共重合体、ポリウレタン、ポリエステル、シリコン−アクリル酸共重合体、アクリル変性フッ素樹脂等の粒子(ラテックス粒子)が挙げられる。
なお、高分子粒子としては、粒子の中心部と外縁部で組成を異にしたコア・シェル型の高分子粒子も挙げられる。
Examples of the polymer particles include styrene-acrylic acid copolymer, styrene-acrylic acid-sodium acrylate copolymer, styrene-butadiene copolymer, polystyrene, acrylonitrile-butadiene copolymer, and acrylate copolymer. And particles (latex particles) such as polyurethane, polyester, silicon-acrylic acid copolymer, and acrylic-modified fluororesin.
Examples of the polymer particles include core / shell type polymer particles having different compositions at the center and outer edge of the particles.
高分子粒子は、乳化剤を用いて水性インク中に分散させたものであってもよく、乳化剤を用いないで水性インク中に分散させたものであってもよい。
乳化剤としては、界面活性剤、スルホン酸基、カルボキシル基等の親水性基を有するポリマー(例えば、親水性基がグラフト結合しているポリマー、親水性を持つ単量体と疎水性の部分を持つ単量体とから得られるポリマー)が挙げられる。
The polymer particles may be dispersed in an aqueous ink using an emulsifier, or may be dispersed in an aqueous ink without using an emulsifier.
As an emulsifier, a polymer having a hydrophilic group such as a surfactant, a sulfonic acid group, or a carboxyl group (for example, a polymer having a hydrophilic group grafted thereto, a hydrophilic monomer and a hydrophobic portion) Polymers obtained from monomers).
高分子粒子の体積平均粒径は、画像の光沢性及び耐擦過性の点から、10nm以上300nm以下が好ましく、より好ましくは10nm以上200nm以下である。
高分子粒子の体積平均粒径の測定は、マイクロトラックUPA粒度分析計 UPA−UT151(Microtrac社製)により行う。その測定は、1000倍希釈した水性インクを測定セルに入れて行う。なお、測定時の入力値として、粘度には水性インク希釈液の粘度を、粒子屈折率は高分子粒子の屈折率を採用する。
The volume average particle size of the polymer particles is preferably 10 nm or more and 300 nm or less, more preferably 10 nm or more and 200 nm or less, from the viewpoint of glossiness and scratch resistance of the image.
The volume average particle diameter of the polymer particles is measured with a Microtrac UPA particle size analyzer UPA-UT151 (manufactured by Microtrac). The measurement is performed by placing 1000-fold diluted aqueous ink in a measurement cell. As the input value at the time of measurement, the viscosity of the aqueous ink diluent is used as the viscosity, and the refractive index of the polymer particles is used as the particle refractive index.
高分子粒子のガラス転移温度は、濃縮時粗粒数Nc1を低減し、着弾ムラを抑制する点から、40℃以上90℃以下が好ましく、70℃以上90℃以下がより好ましい。一方、高分子粒子のガラス転移温度は、画像の耐擦過性の点から、−20℃以上80℃以下が好ましく、より好ましくは−10℃以上60℃以下である。
高分子粒子のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
The glass transition temperature of the polymer particles is preferably 40 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, more preferably 70 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, from the viewpoint of reducing the number of coarse particles Nc1 during concentration and suppressing landing unevenness. On the other hand, the glass transition temperature of the polymer particles is preferably −20 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, more preferably −10 ° C. or higher and 60 ° C. or lower, from the viewpoint of image scratch resistance.
The glass transition temperature of the polymer particles is determined from the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC). More specifically, the method for determining the glass transition temperature in JIS K7121-1987 “Method for Measuring Plastic Transition Temperature”. It is calculated | required by description of "extrapolated glass transition start temperature".
高分子粒子の含有量は、画像の定着性を高める点、吐出安定性、成膜性の点から、水性インクに対して0.1質量%以上10質量%以下が好ましく、0.5質量%以上5質量%以下がより好ましい。 The content of the polymer particles is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, and preferably 0.5% by mass with respect to the water-based ink, from the viewpoint of enhancing the fixing property of the image, the ejection stability, and the film forming property. More preferred is 5% by mass or less.
(水)
水について説明する。
水としては、特に不純物の混入、又は微生物の発生を防止するという観点から、イオン交換水、超純水、蒸留水、限外濾過水が好適に挙げられる。
(water)
Explain about water.
As water, ion-exchanged water, ultrapure water, distilled water, and ultrafiltered water are particularly preferable from the viewpoint of preventing contamination of impurities or generation of microorganisms.
水の含有量は、例えば、水性インクに対して10質量%以上95質量%以下が好ましく、30質量%以上90質量%以下がより好ましい。 For example, the water content is preferably 10% by mass or more and 95% by mass or less, and more preferably 30% by mass or more and 90% by mass or less with respect to the aqueous ink.
(水性有機溶媒)
水性有機溶媒について説明する。
水性有機溶媒としては、多価アルコール、多価アルコール誘導体、含窒素溶媒、アルコール、含硫黄溶媒等が挙げられる。水性有機溶媒としては、その他、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等も挙げられる。
(Aqueous organic solvent)
The aqueous organic solvent will be described.
Examples of the aqueous organic solvent include polyhydric alcohols, polyhydric alcohol derivatives, nitrogen-containing solvents, alcohols, and sulfur-containing solvents. Other examples of the aqueous organic solvent include propylene carbonate and ethylene carbonate.
多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジ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、1,5−ペンタンジオール、1,2−へキサンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、グリセリン等が挙げられる。 Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,2-hexanediol, 1,2,6-hexanetriol, and glycerin. .
多価アルコール誘導体としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、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、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジグリセリンのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。 Examples of polyhydric alcohol derivatives include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, and diglycerin. Examples include ethylene oxide adducts.
含窒素溶媒としては、ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、トリエタノールアミン等が挙げられる。
アルコールとしては、エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等が挙げられる。
含硫黄溶媒としては、チオジエタノール、チオジグリセロール、スルフォラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
Examples of the nitrogen-containing solvent include pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, cyclohexyl pyrrolidone, triethanolamine and the like.
Examples of the alcohol include ethanol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, benzyl alcohol and the like.
Examples of the sulfur-containing solvent include thiodiethanol, thiodiglycerol, sulfolane, dimethyl sulfoxide and the like.
水性有機溶媒は、1種類で使用しても2種類以上を併用してもよい。 The aqueous organic solvent may be used alone or in combination of two or more.
水性有機溶媒の含有量は、水に対して1質量%以上60質量%以下が好ましく、1質量%以上40質量%以下がより好ましい。 1 mass% or more and 60 mass% or less are preferable with respect to water, and, as for content of an aqueous organic solvent, 1 mass% or more and 40 mass% or less are more preferable.
(界面活性剤)
界面活性剤について説明する。
水性インクは、界面活性剤として、例えば、HLB(親水基/疎水基バランス「Hydrophile− Lipophile Barance」)が14以下の界面活性剤を含むことが好ましい。HLBが14以下の界面活性剤の量を調整する、また、異なるHLBの界面活性剤を複数種使用することなどにて、水性インクの表面張力の調整がし易くなる。
(Surfactant)
The surfactant will be described.
The water-based ink preferably contains, for example, a surfactant having an HLB (hydrophilic-lipophilic balance) of 14 or less as a surfactant. It is easy to adjust the surface tension of the water-based ink by adjusting the amount of the surfactant having an HLB of 14 or less, or by using a plurality of surfactants having different HLB.
なお、HLB(親水基/疎水基バランス「Hydrophile− Lipophile Barance」)は、以下の式(グリフィン法)により定義されるものである。
・HLB=20×(親水部の式量の総和/分子量)
The HLB (hydrophilic group / hydrophobic group balance “Hydrophile-Lipophile Balance”) is defined by the following formula (Griffin method).
・ HLB = 20 × (sum of formula weight of hydrophilic part / molecular weight)
このような界面活性剤としては、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物、及びポリエーテル変性シリコーンよりなる群から選択する少なくとも一種が挙げられる。 Examples of such a surfactant include at least one selected from the group consisting of an ethylene oxide adduct of acetylene glycol and a polyether-modified silicone.
アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物は、例えば、アセチレングリコールの少なくとも一つの水酸基にエチレンオキサイドを付加させた−O−(CH2CH2O)n−H構造(なお、例えばnは1以上30以下の整数を示す)を持つ化合物である、
アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物の市販品(なお、括弧内の数値はHLBのカタログ値を示す)としては、例えば、オルフィンE1004(7〜9)、オルフィンE1010(13〜14)、オルフィンEXP.4001(8〜11)、オルフィンEXP.4123(11〜14)、オルフィンEXP.4300(10〜13),サーフィノール104H(4)、サーフィノール420(4)、サーフィノール440(4)、ダイノール604(8)[以上、日信化学工業社]等が挙げられる。
The ethylene oxide adduct of acetylene glycol is, for example, an —O— (CH 2 CH 2 O) n —H structure in which ethylene oxide is added to at least one hydroxyl group of acetylene glycol (for example, n is 1 to 30). A compound having an integer)
Examples of commercially available products of ethylene oxide adducts of acetylene glycol (the values in parentheses indicate catalog values of HLB) include, for example, Olphine E1004 (7-9), Olphine E1010 (13-14), Olphine EXP. 4001 (8-11), Olfine EXP. 4123 (11-14), Olfine EXP. 4300 (10-13), Surfinol 104H (4), Surfinol 420 (4), Surfinol 440 (4), Dinol 604 (8) [Nippon Chemical Industry Co., Ltd.] and the like.
ポリエーテル変性シリコーンは、例えば、シリコーン鎖(ポリシロキサン主鎖)に、ポリエーテル基がグラフト状に結合した化合物、又はブロック状に結合した化合物である。ポリエーテル基としては、例えば、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基が挙げられる。ポリエーテル基としては、例えば、オキシエチレン基とオキシプロピレン基がブロック状又はランダムに付加したポリオキシアルキレン基であってもよい。
ポリエーテル変性シリコーンの市販品(なお、括弧内の数値はHLBのカタログ値を示す)としては、シルフェイスSAG002(12)、シルフェイスSAG503A(11)、シルフェイスSAG005(7)[以上、日信化学工業社]等が挙げられる。
The polyether-modified silicone is, for example, a compound in which a polyether group is bonded to a silicone chain (polysiloxane main chain) in a graft form or a block form. Examples of the polyether group include a polyoxyethylene group and a polyoxypropylene group. The polyether group may be, for example, a polyoxyalkylene group in which an oxyethylene group and an oxypropylene group are added in a block form or randomly.
As commercial products of polyether-modified silicone (the numbers in parentheses indicate catalog values of HLB), Silface SAG002 (12), Silface SAG503A (11), Silface SAG005 (7) [more, Nissin Chemical Industry Co., Ltd.].
水性インクには、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物、及びポリエーテル変性シリコーン以外の、その他の界面活性剤を用いてもよい。
その他の界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられ、好ましくは、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤である。
In the water-based ink, other surfactants other than the acetylene glycol ethylene oxide adduct and the polyether-modified silicone may be used.
Examples of other surfactants include anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, and amphoteric surfactants. Preferably, anionic surfactants and nonionic surfactants are used. is there.
アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩、高級アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等が挙げられる。
これらの中でも、アニオン性界面活性剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナフタレンスルホン酸塩、モノブチルフェニルフェノールモノスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、ジブチルフェニルフェノールジスルホン酸塩等がよい。
Examples of the anionic surfactant include alkylbenzene sulfonate, alkylphenyl sulfonate, alkylnaphthalene sulfonate, higher fatty acid salt, sulfate of higher fatty acid ester, sulfonate of higher fatty acid ester, sulfuric acid of higher alcohol ether. Examples thereof include ester salts and sulfonates, higher alkyl sulfosuccinates, polyoxyethylene alkyl ether carboxylates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, alkyl phosphates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, and the like.
Among these, as anionic surfactants, dodecylbenzenesulfonate, isopropylnaphthalenesulfonate, monobutylphenylphenol monosulfonate, monobutylbiphenylsulfonate, monobutylbiphenylsulfonate, dibutylphenylphenol A disulfonate is preferable.
ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、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脂肪酸エステル、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、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、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脂肪酸アミド、アルキルアルカノールアミド、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー、アセチレングリコール等が挙げられる。
これらの中でも、ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、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、脂肪酸アルキロールアミド、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー、アセチレングリコールがよい。
Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, polyoxyethylene fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitol fatty acid esters, glycerin fatty acid esters, poly Examples thereof include oxyethylene glycerin fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene fatty acid amide, alkyl alkanol amide, polyethylene glycol polypropylene glycol block copolymer, acetylene glycol and the like.
Among these, nonionic surfactants include polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene dodecylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene Oxyethylene sorbitan fatty acid ester, fatty acid alkylolamide, polyethylene glycol polypropylene glycol block copolymer, and acetylene glycol are preferred.
ノニオン性界面活性剤としては、その他、ポリシロキサンオキシエチレン付加物等のシリコーン系界面活性剤;パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテル等のフッ素系界面活性剤;スピクリスポール酸やラムノリピド、リゾレシチン等のバイオサーファクタント;等も挙げられる。 Other nonionic surfactants include silicone surfactants such as polysiloxane oxyethylene adducts; fluorine-based surfactants such as perfluoroalkyl carboxylates, perfluoroalkyl sulfonates, and oxyethylene perfluoroalkyl ethers. Agents; biosurfactants such as spicrispolic acid, rhamnolipid, lysolecithin; and the like.
他の界面活性剤の親水性/疎水性バランス(HLB)は、溶解性等を考慮すると、例えば、3以上20以下の範囲がよい。 The hydrophilic / hydrophobic balance (HLB) of other surfactants is preferably in the range of 3 to 20, for example, in consideration of solubility.
界面活性剤は、1種類で使用しても2種類以上を併用してもよい。 The surfactant may be used alone or in combination of two or more.
界面活性剤の含有量は、総計で、水性インクに対して0.1質量%以上10質量%以下が好ましく、0.1質量%以上5質量%以下がより好ましく、0.2質量%以上3質量%以下が更に好ましい。 The total surfactant content is preferably from 0.1% by weight to 10% by weight, more preferably from 0.1% by weight to 5% by weight, and more preferably from 0.2% by weight to 3% by weight, based on the aqueous ink. A mass% or less is more preferable.
(その他の添加剤)
その他の添加剤について説明する。
水性インクは、その他の添加剤を含んでもよい。
その他の添加剤としては、インク吐出性改善剤(ポリエチレンイミン、ポリアミン類、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等)、導電率/pH調整剤(水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属類の化合物等)、反応性の希釈溶媒、浸透剤、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、キレート化剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤等が挙げられる。
(Other additives)
Other additives will be described.
The water-based ink may contain other additives.
Other additives include ink ejection improvers (polyethyleneimine, polyamines, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, ethylcellulose, carboxymethylcellulose, etc.), conductivity / pH adjusters (potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide) Etc.), reactive diluents, penetrants, pH buffers, antioxidants, fungicides, viscosity modifiers, conducting agents, chelating agents, ultraviolet absorbers, infrared absorbers, etc. Is mentioned.
(水性インクの物性)
水性インクの好適な物性について説明する。
水性インクのpHは、好ましくは4以上10以下の範囲、より好ましくは5以上9以下の範囲が挙げられる。
ここで、水性インクのpHは、温度23±0.5℃、湿度55±5%R.H.環境下において、pH/導電率計(メトラー・トレド社製MPC227)により測定した値を採用する。
(Physical properties of water-based ink)
The preferred physical properties of the water-based ink will be described.
The pH of the water-based ink is preferably in the range of 4 to 10, more preferably in the range of 5 to 9.
Here, the pH of the water-based ink has a temperature of 23 ± 0.5 ° C. and a humidity of 55 ± 5% RP. H. Under the environment, a value measured by a pH / conductivity meter (MPC227 manufactured by METTLER TOLEDO) is adopted.
水性インクの導電率は、例えば0.01S/m以上0.5S/m以下の範囲(好ましくは0.01S/m以上0.25S/m以下の範囲、より好ましくは0.01S/m以上0.20S/m以下の範囲)が挙げられる。
導電率の測定は、MPC227(pH/Conductivity Meter、メトラー・トレド社製)で行う。
The conductivity of the water-based ink is, for example, in the range of 0.01 S / m to 0.5 S / m (preferably in the range of 0.01 S / m to 0.25 S / m, more preferably in the range of 0.01 S / m to 0. .. 20 S / m or less range).
The conductivity is measured by MPC227 (pH / Conductivity Meter, manufactured by METTLER TOLEDO).
(用途)
ここで、本実施形態に係る水性インクは、例えば、黒インク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、及びこれら色以外の中間色インクのいずれであってもよい。
また、本実施形態に係る水性インクは、かかる水性インクを少なくとも1種含む(好ましくは全てが本実施形態に係る水性インクからなる)インクセットとして使用してもよい。
(Use)
Here, the water-based ink according to the present embodiment may be any of black ink, cyan ink, magenta ink, yellow ink, and intermediate color inks other than these colors, for example.
Further, the water-based ink according to the present embodiment may be used as an ink set that includes at least one kind of the water-based ink (preferably all of the water-based ink according to the present embodiment).
〔記録装置/記録方法〕
以下、本実施形態に係る記録装置及び記録方法について説明する。
[Recording device / Recording method]
Hereinafter, the recording apparatus and the recording method according to the present embodiment will be described.
(第1実施形態)
第1実施形態に係る記録装置は、水性インクを収容し、水性インクを記録媒体の表面に吐出する吐出ヘッドを有する記録装置である。第1実施形態に係る記録装置では、吐出ヘッドにより水性インクを記録媒体の表面に吐出する吐出工程を有する記録方法(第1実施形態に係る記録方法)が実現される。そして、水性インクとして、上記本実施形態に係る水性インクが適用される。
第1実施形態に係る記録装置(記録方法)では、上述のように、水性インクとして、上記本実施形態に係る水性インクが適用することで、乾燥した記録媒体に記録するとき、着弾ムラの発生が抑制される。
(First embodiment)
The recording apparatus according to the first embodiment is a recording apparatus having a discharge head that contains aqueous ink and discharges the aqueous ink onto the surface of a recording medium. In the recording apparatus according to the first embodiment, a recording method (recording method according to the first embodiment) including an ejection step of ejecting water-based ink onto the surface of a recording medium by an ejection head is realized. The water-based ink according to the present embodiment is applied as the water-based ink.
In the recording apparatus (recording method) according to the first embodiment, as described above, when the water-based ink according to the present embodiment is applied as the water-based ink, unevenness of landing occurs when recording on a dry recording medium. Is suppressed.
第1実施形態に係る記録装置は、吐出ヘッドが、上記本実施形態に係る水性インクとして第1水性インクを収容し、第1水性インクを前記記録媒体の表面に最初に吐出する第1吐出ヘッドであり、第2水性インクを収容し、第1吐出ヘッドによる第1水性インクの吐出よりも後に、第2水性インクを記録媒体の表面に吐出する第2吐出ヘッドを更に有する形態であってもよい。つまり、記録装置は、複数の色の各水性インクを各々吐出する複数の吐出ヘッドを有していてもよい。
一方、第1実施形態に係る記録方法は、吐出工程が、吐出ヘッドとして第1吐出ヘッドにより、上記本実施形態に係る水性インクとして第1水性インクを記録媒体の表面に最初に吐出する第1吐出工程であり、第1吐出ヘッドによる第1水性インクの吐出よりも後に、第2吐出ヘッドにより第2水性インクを記録媒体の表面に吐出する第2吐出工程を更に有する形態であってもよい。つまり、記録方法は、複数の色の各水性インクを各々吐出する吐出工程を有していてもよい。
In the recording apparatus according to the first embodiment, the ejection head stores the first aqueous ink as the aqueous ink according to the present embodiment, and first ejects the first aqueous ink onto the surface of the recording medium. And a second ejection head that contains the second aqueous ink and that ejects the second aqueous ink onto the surface of the recording medium after ejection of the first aqueous ink by the first ejection head. Good. That is, the recording apparatus may include a plurality of ejection heads that eject each of the water-based inks of a plurality of colors.
On the other hand, in the recording method according to the first embodiment, in the first discharge step, the first water-based ink as the water-based ink according to the present embodiment is first discharged onto the surface of the recording medium. It may be a discharge step, and may further include a second discharge step of discharging the second aqueous ink onto the surface of the recording medium by the second discharge head after the discharge of the first aqueous ink by the first discharge head. . In other words, the recording method may include an ejection step for ejecting each of the water-based inks of a plurality of colors.
そして、これら形態の場合、記録媒体の表面に最初に吐出する第1水性インクとして、上記本実施形態に係る水性インクを適用する。
これら形態の場合、特に、乾燥した記録媒体の吸湿により、記録媒体の表面に最初に第1水性インクを吐出する第1吐出ヘッドの周囲が乾燥し、第1吐出ヘッドのノズル内の第1水性インクの乾燥が顕著となり、着弾ムラが発生しやすい。しかし、記録媒体の表面に最初に吐出する第1水性インクとして、上記本実施形態に係る水性インクを適用することで、着弾ムラの発生が抑制される。
一方で、第1水性インクよりも後に、記録媒体の表面に吐出する第2水性インクとしては、上記本実施形態に係る水性インク以外の水性インクを適用してもよい。これは、上述のように、最初の第1水性インクの吐出により、記録媒体の含水率が上がり、第2吐出ヘッドのノズル内での第2水性インクの乾燥が緩和されるためである。ただし、着弾ムラの発生を抑制する点で、第2水性インクも、上記本実施形態に係る水性インクを適用することがよい。
In these forms, the water-based ink according to the present embodiment is applied as the first water-based ink that is first ejected onto the surface of the recording medium.
In these forms, in particular, due to moisture absorption of the dried recording medium, the periphery of the first ejection head that first ejects the first aqueous ink onto the surface of the recording medium is dried, and the first aqueous water in the nozzles of the first ejection head. Ink drying becomes prominent and uneven landing is likely to occur. However, by applying the water-based ink according to the present embodiment as the first water-based ink that is first ejected on the surface of the recording medium, occurrence of uneven landing is suppressed.
On the other hand, as the second water-based ink ejected on the surface of the recording medium after the first water-based ink, a water-based ink other than the water-based ink according to the present embodiment may be applied. This is because, as described above, the first water-based ink discharge causes the water content of the recording medium to increase, and the drying of the second water-based ink in the nozzles of the second discharge head is alleviated. However, the water-based ink according to the present embodiment may be applied to the second water-based ink in terms of suppressing the occurrence of uneven landing.
なお、第2水性インクを記録媒体の表面に吐出する第2吐出ヘッドとして、複数の色の各水性インクを各々吐出する複数の吐出ヘッドを有していてもよい。そして、第2水性インクとして、上記本実施形態に係る水性インクを適用してもよい。 Note that the second discharge head that discharges the second water-based ink onto the surface of the recording medium may include a plurality of discharge heads that discharge each of the water-based inks of a plurality of colors. The aqueous ink according to the present embodiment may be applied as the second aqueous ink.
第1実施形態に係る記録装置及び記録方法において、第2水性インクの濃縮時粗粒数Ncn(溶媒の蒸発により質量を60%減量した減量後の第2水性インクの粗粒数Ncn)と初期粗粒数Nin(減量前の粗粒数Nin)との比(Ncn/Nin)は、第1水性インクの濃縮時粗粒数Nc1と初期粗粒数Ni1との比(Nc1/Ni1)よりも大きいことがよい。例えば、比(Ncn/Nin)を3以上50以下とし、比(Nc1/Ni1)を1以上10未満としてもよい。これにより、乾燥した記録媒体に記録するとき、着弾ムラの発生が抑制しつつ、第2水性インクによる画像の定着性を確保することができる。これは、上述のように、第2吐出ヘッドのノズル内での第2水性インクの乾燥が緩和されるため、画像の定着性を上げるため、比(Ncn/Nin)を高めても、着弾ムラの発生が抑制されるためである。 In the recording apparatus and the recording method according to the first embodiment, the number of coarse particles Ncn at the time of concentration of the second aqueous ink (the number of coarse particles Ncn of the second aqueous ink after the weight is reduced by 60% by evaporation of the solvent) and the initial value. The ratio (Ncn / Nin) to the coarse particle number Nin (the coarse particle number Nin before weight reduction) is greater than the ratio (Nc1 / Ni1) between the coarse particle number Nc1 during concentration of the first aqueous ink and the initial coarse particle number Ni1. Big is good. For example, the ratio (Ncn / Nin) may be 3 or more and 50 or less, and the ratio (Nc1 / Ni1) may be 1 or more and less than 10. Thereby, when recording on a dry recording medium, it is possible to secure the fixability of the image by the second water-based ink while suppressing the occurrence of uneven landing. As described above, since the drying of the second water-based ink in the nozzles of the second ejection head is alleviated, even if the ratio (Ncn / Nin) is increased, the landing unevenness is increased in order to improve the image fixability. This is because the occurrence of this is suppressed.
なお、第1実施形態に係る記録装置及び記録方法では、記録媒体の片面のみ記録する形態であってもよいし、片面に記録後の記録媒体を反転させる機構により、記録媒体の両面に記録する形態であってもよい。 In the recording apparatus and the recording method according to the first embodiment, only one side of the recording medium may be recorded, or recording is performed on both sides of the recording medium by a mechanism that reverses the recording medium after recording on one side. Form may be sufficient.
(第2実施形態)
第2実施形態に係る記録装置は、第1水性インクを収容し、第1水性インクを記録媒体の表面に吐出する第1吐出ヘッドと、第1吐出ヘッドにより記録媒体の表面に吐出された第1水性インクを乾燥する乾燥装置と、第2水性インクとして上記本実施形態に係る水性インクを収容し、乾燥装置による第1水性インクの乾燥後、第2水性インクを記録媒体の裏面に吐出する第2吐出ヘッドと、を有する。
第2実施形態に係る記録装置では、第1吐出ヘッドにより第1水性インクを記録媒体の表面に吐出する第1吐出工程と、第1吐出工程により記録媒体の表面に吐出された第1水性インクを乾燥する乾燥工程と、乾燥装置による第1水性インクの乾燥後、第2吐出ヘッドにより第2水性インクを記録媒体の裏面に吐出する第2吐出工程と、を有する記録方法(第2実施形態に係る記録方法)が実現される。
つまり、第2実施形態に係る記録装置及び記録方法は、各々面用の吐出ヘッドにより、記録媒体の両面に記録を実施する形態である。そして、第2水性インクとして、上記本実施形態に係る水性インクが適用される。なお、第1水性インクとして、上記本実施形態に係る水性インクを適用してもよい。
(Second Embodiment)
The recording apparatus according to the second embodiment contains a first discharge head that contains a first aqueous ink and discharges the first aqueous ink onto the surface of the recording medium, and a first discharge head that is discharged onto the surface of the recording medium by the first discharge head. (1) A drying device that dries the water-based ink, and the water-based ink according to the above-described embodiment as the second water-based ink are accommodated. A second ejection head.
In the recording apparatus according to the second embodiment, a first discharge step of discharging the first aqueous ink onto the surface of the recording medium by the first discharge head, and the first aqueous ink discharged onto the surface of the recording medium through the first discharge step. And a second discharge step of discharging the second aqueous ink onto the back surface of the recording medium by the second discharge head after the first aqueous ink is dried by the drying device (second embodiment). Recording method) is realized.
That is, the recording apparatus and the recording method according to the second embodiment are an embodiment in which recording is performed on both sides of the recording medium by the ejection heads for each side. The aqueous ink according to the present embodiment is applied as the second aqueous ink. Note that the water-based ink according to the present embodiment may be applied as the first water-based ink.
第2実施形態に係る記録装置及び記録方法では、第1水性インクの乾燥後、記録媒体の裏面に第2水性インクを吐出するため、第1水性インクの乾燥により、記録媒体は含水率が特に低減した乾燥状態となり、第2吐出ヘッドのノズル内では、第2水性インクの蒸発が顕著になり、着弾ムラが発生しやすくなる。しかし、この記録媒体の裏面に吐出する第2水性インクとして、本実施形態に係る水性インクを適用すると、記録媒体の両面に記録するとき、第1水性インクの乾燥で、過剰に乾燥した記録媒体の裏面に吐出する第2水性インクの着弾ムラを抑制する。 In the recording apparatus and the recording method according to the second embodiment, after the first aqueous ink is dried, the second aqueous ink is ejected to the back surface of the recording medium. In the reduced dry state, the evaporation of the second water-based ink becomes remarkable in the nozzles of the second ejection head, and uneven landing is likely to occur. However, when the water-based ink according to the present embodiment is applied as the second water-based ink to be ejected on the back surface of the recording medium, the recording medium is excessively dried by the drying of the first water-based ink when recording on both surfaces of the recording medium. The landing unevenness of the second water-based ink discharged on the back surface of the ink is suppressed.
第2実施形態に係る記録装置は、第2吐出ヘッドが、第2水性インク(上記本実施形態に係る水性インク)として第3水性インクを収容し、第3水性インクを記録媒体の裏面に最初に吐出する第3吐出ヘッドであり、第4水性インクを収容し、第3吐出ヘッドによる第3水性インクの吐出よりも後に、第4水性インクを記録媒体の裏面に吐出する第4吐出ヘッドを更に有する形態であってもよい。つまり、記録装置は、複数の色の各水性インクを各々吐出する複数の吐出ヘッドを有していてもよい。
一方、第2実施形態に係る記録方法は、第2吐出工程が、第2吐出ヘッドとして第3吐出ヘッドにより、第2水性インク(上記本実施形態に係る水性インク)として第3水性インクを記録媒体の裏面に最初に吐出する第3吐出工程であり、第3吐出ヘッドによる前記第3水性インクの吐出よりも後に、第4吐出ヘッドにより第4水性インクを前記記録媒体の裏面に吐出する第4吐出工程を更に有する形態であってもよい。つまり、記録方法は、複数の色の各水性インクを各々吐出する複数の吐出工程を有していてもよい。
In the recording apparatus according to the second embodiment, the second ejection head stores the third aqueous ink as the second aqueous ink (the aqueous ink according to the present embodiment), and the third aqueous ink is first placed on the back surface of the recording medium. A fourth ejection head that contains the fourth aqueous ink and ejects the fourth aqueous ink onto the back surface of the recording medium after ejection of the third aqueous ink by the third ejection head. Furthermore, the form which it has may be sufficient. That is, the recording apparatus may include a plurality of ejection heads that eject each of the water-based inks of a plurality of colors.
On the other hand, in the recording method according to the second embodiment, the second discharge step records the third water-based ink as the second water-based ink (water-based ink according to the present embodiment) by the third discharge head as the second discharge head. A third ejection step of first ejecting on the back surface of the medium, and after ejecting the third aqueous ink by the third ejection head, ejecting the fourth aqueous ink to the back surface of the recording medium by the fourth ejection head. The form which further has four discharge processes may be sufficient. That is, the recording method may include a plurality of ejection steps for ejecting each of the water-based inks of a plurality of colors.
そして、これら形態の場合、記録媒体の裏面に最初に吐出する第3水性インクとして、上記本実施形態に係る水性インクが適用される。
これら形態の場合、特に、第3水性インクの乾燥により、過剰に乾燥した記録媒体の吸湿により、記録媒体の裏面に最初に第3水性インクを吐出する第3吐出ヘッドの周囲が乾燥し、第3吐出ヘッドのノズル内の第3水性インクの乾燥が顕著となり、着弾ムラが発生しやすい。しかし、記録媒体の裏面に最初に吐出する第3水性インクとして、上記本実施形態に係る水性インクを適用することで、着弾ムラの発生が抑制される。
一方で、第3水性インクよりも後に、記録媒体の裏面に吐出する第4水性インクとしては、上記本実施形態に係る水性インク以外の水性インクを適用してもよい。これは、上述のように、最初の第3水性インクの吐出により、記録媒体の含水率が上がり、第4吐出ヘッドのノズル内での第4水性インクの乾燥が緩和されるためである。ただし、着弾ムラの発生を抑制する点で、第4水性インクも、上記本実施形態に係る水性インクを適用することがよい。
In these forms, the water-based ink according to the present embodiment is applied as the third water-based ink that is first ejected on the back surface of the recording medium.
In the case of these forms, in particular, the periphery of the third ejection head that first ejects the third aqueous ink onto the back surface of the recording medium is dried due to the moisture absorption of the excessively dried recording medium due to the drying of the third aqueous ink. Drying of the third water-based ink in the nozzles of the three-ejection head becomes significant, and landing unevenness is likely to occur. However, by applying the water-based ink according to the present embodiment as the third water-based ink that is first ejected to the back surface of the recording medium, occurrence of uneven landing is suppressed.
On the other hand, as the fourth water-based ink ejected on the back surface of the recording medium after the third water-based ink, a water-based ink other than the water-based ink according to the present embodiment may be applied. This is because, as described above, the first water-based ink discharge causes the water content of the recording medium to increase, and the drying of the fourth water-based ink in the nozzles of the fourth discharge head is alleviated. However, the water-based ink according to the present embodiment is preferably applied to the fourth water-based ink in terms of suppressing the occurrence of uneven landing.
なお、第4水性インクを記録媒体の裏面に吐出する第4吐出ヘッドも、複数の色の各水性インクを各々吐出する複数の吐出ヘッドを有していてもよい。そして、第4水性インクとして、上記本実施形態に係る水性インクを適用してもよい。 Note that the fourth discharge head that discharges the fourth water-based ink onto the back surface of the recording medium may also include a plurality of discharge heads that discharge each of the water-based inks of a plurality of colors. The water-based ink according to the present embodiment may be applied as the fourth water-based ink.
第2実施形態に係る記録装置及び記録方法において、第4水性インクの濃縮時粗粒数Ncn(溶媒の蒸発により質量を60%減量した減量後の第4水性インクの粗粒数Ncn)と初期粗粒数Nin(減量前の粗粒数Nin)との比(Ncn/Nin)は、第3水性インクの濃縮時粗粒数Nc1と初期粗粒数Ni1との比(Nc1/Ni1)よりも大きいことがよい。例えば、比(Ncn/Nin)を3以上50以下とし、比(Nc1/Ni1)を1以上10未満としてもよい。これにより、乾燥した記録媒体に記録するとき、着弾ムラの発生を抑制しつつ、第4水性インクによる画像の定着性を確保することができる。これは、上述のように、第4吐出ヘッドのノズル内での第4水性インクの乾燥が緩和されるため、画像の定着性を上げるため、比(Ncn/Nin)を高めても、着弾ムラの発生が抑制されるためである。 In the recording apparatus and the recording method according to the second embodiment, the number of coarse particles Ncn at the time of concentration of the fourth aqueous ink (the number of coarse particles Ncn of the fourth aqueous ink after the weight is reduced by 60% by evaporation of the solvent) and the initial value. The ratio (Ncn / Nin) to the coarse particle number Nin (the coarse particle number Nin before weight reduction) is greater than the ratio (Nc1 / Ni1) between the coarse particle number Nc1 during concentration of the third aqueous ink and the initial coarse particle number Ni1. Big is good. For example, the ratio (Ncn / Nin) may be 3 or more and 50 or less, and the ratio (Nc1 / Ni1) may be 1 or more and less than 10. Thereby, when recording on a dry recording medium, it is possible to secure the fixability of the image with the fourth water-based ink while suppressing the occurrence of uneven landing. As described above, since the drying of the fourth water-based ink in the nozzles of the fourth ejection head is alleviated, even if the ratio (Ncn / Nin) is increased, the landing unevenness is improved in order to improve the image fixability. This is because the occurrence of this is suppressed.
以下、本実施形態に係る記録装置の一例について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、記録媒体に対して水性インクを(目的とする領域に)吐出することを「画像形成」又は「画像を形成する」と称することがあり、記録媒体に対して水性インクの吐出し、乾燥させて定着まで行われたことを「記録」、「画像記録」又は「画像を記録する」と称することがある。 Hereinafter, an example of a recording apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, discharging water-based ink (to a target area) onto a recording medium may be referred to as “image formation” or “forming an image”. The process of discharging, drying, and fixing is sometimes referred to as “recording”, “image recording”, or “recording an image”.
図1は、本実施形態に係る記録装置を示す概略構成図である。
本実施形態に係る記録装置100は、記録媒体P上に画像を記録する画像記録ユニット10と、画像記録ユニット10に供給する記録媒体Pが収容される前処理ユニット20と、前処理ユニット20から画像記録ユニット10へ供給される記録媒体Pの搬送量等を調整するバッファユニット30と、を備えている。バッファユニット30は、画像記録ユニット10と前処理ユニット20との間に配置されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a recording apparatus according to the present embodiment.
The recording apparatus 100 according to the present embodiment includes an image recording unit 10 that records an image on a recording medium P, a preprocessing unit 20 that stores a recording medium P that is supplied to the image recording unit 10, and a preprocessing unit 20. And a buffer unit 30 for adjusting the conveyance amount of the recording medium P supplied to the image recording unit 10. The buffer unit 30 is disposed between the image recording unit 10 and the preprocessing unit 20.
また、記録装置100は、画像記録ユニット10から排出される記録媒体Pを収容する後処理ユニット40と、画像記録ユニット10から後処理ユニット40へ排出される記録媒体Pの搬送量等を調整するバッファユニット50と、を備えている。バッファユニット50は、画像記録ユニット10と後処理ユニット40との間に配置されている。 Further, the recording apparatus 100 adjusts the post-processing unit 40 that accommodates the recording medium P that is discharged from the image recording unit 10, the conveyance amount of the recording medium P that is discharged from the image recording unit 10 to the post-processing unit 40, and the like. And a buffer unit 50. The buffer unit 50 is disposed between the image recording unit 10 and the post-processing unit 40.
更に、記録装置100は、画像記録ユニット10とバッファユニット50との間に配置され、画像記録ユニット10から搬出される記録媒体Pを冷却する冷却ユニット60を備えている。 Further, the recording apparatus 100 includes a cooling unit 60 that is disposed between the image recording unit 10 and the buffer unit 50 and cools the recording medium P carried out of the image recording unit 10.
画像記録ユニット10は、例えば、記録媒体Pを記録媒体Pの搬送経路Rに沿って案内するロール部材(符号省略)と、記録媒体Pの搬送経路Rに沿って搬送される記録媒体Pの表面に水性インク(水性インクの液滴)を吐出する吐出ヘッド(第1の吐出ヘッド)12Aと、吐出ヘッド12Aにより記録媒体Pの表面に1度目の画像形成が行われ、吐出ヘッド12Bにより1度目の画像形成後の記録媒体Pの裏面に2度目の画像形成が行われる。 The image recording unit 10 includes, for example, a roll member (not shown) that guides the recording medium P along the conveyance path R of the recording medium P, and the surface of the recording medium P that is conveyed along the conveyance path R of the recording medium P. First, an image is formed on the surface of the recording medium P by the discharge head (first discharge head) 12A for discharging water-based ink (water-based ink droplets) to the surface, and the discharge head 12B for the first time. The second image formation is performed on the back surface of the recording medium P after the image formation.
吐出ヘッド12A、12Bは、例えば、有効な記録領域(水性インクを吐出するノズルの配置領域)が記録媒体Pの幅(記録媒体Pの搬送方向と交差(例えば直交)する方向の長さ)以上とされた長尺状の記録ヘッドである。
なお、吐出ヘッド12A、12Bは、これに限られず、記録媒体Pの幅よりも短尺状の吐出ヘッドであって、記録媒体Pの幅方向に移動して水性インクを吐出する方式(所謂キャリッジ方式)の吐出ヘッドであってもよい。
The ejection heads 12A and 12B have, for example, an effective recording area (arrangement area of nozzles that eject water-based ink) equal to or greater than the width of the recording medium P (the length in a direction intersecting (for example, orthogonal to) the conveyance direction of the recording medium P). This is a long recording head.
The ejection heads 12A and 12B are not limited to this, and are ejection heads that are shorter than the width of the recording medium P. The ejection heads 12A and 12B move in the width direction of the recording medium P to eject aqueous ink (so-called carriage system). ).
吐出ヘッド12A、12Bは、水性インクの液滴を熱により吐出する、所謂サーマル方式であってもよいし、水性インクの液滴を圧力により吐出する、所謂圧電方式であってもよく、公知のものが適用される。 The discharge heads 12A and 12B may be a so-called thermal system that discharges water-based ink droplets by heat, or may be a so-called piezoelectric method that discharges water-based ink droplets by pressure. Things apply.
吐出ヘッド12A、12Bは、例えば、記録媒体Pに水性インクを吐出してK(ブラック)色の画像を形成する吐出ヘッド12KA、12KBと、Y(イエロー)色の画像を形成する吐出ヘッド12YA、12YBと、M(マゼンタ)色の画像を形成する吐出ヘッド12MA、12MBと、C(シアン)色の画像を形成する吐出ヘッド12CA、12CBと、それぞれを有している。そして、吐出ヘッド12KA、12KB、と、吐出ヘッド12YA、12YBと、吐出ヘッド12MA、12MBと、吐出ヘッド12CA、12CBと、はこの順番で記録媒体Pの搬送方向(以下単に「用紙搬送方向」と記載することがある)に沿って上流側から下流側に記録媒体Pと対向するように並べられている。なお、吐出ヘッドの表記において、K、Y、M、Cを区別しない場合には、符号に付しているK、Y、M、Cを省略する。 The discharge heads 12A and 12B are, for example, discharge heads 12KA and 12KB that form a K (black) image by discharging aqueous ink onto the recording medium P, and discharge heads 12YA and 12YA that form a Y (yellow) color image. 12YB, discharge heads 12MA and 12MB for forming M (magenta) color images, and discharge heads 12CA and 12CB for forming C (cyan) color images, respectively. The ejection heads 12KA and 12KB, the ejection heads 12YA and 12YB, the ejection heads 12MA and 12MB, and the ejection heads 12CA and 12CB are in this order in the conveyance direction of the recording medium P (hereinafter simply referred to as “paper conveyance direction”). (Which may be described) from the upstream side to the downstream side so as to face the recording medium P. In the description of the ejection head, when K, Y, M, and C are not distinguished, the symbols K, Y, M, and C are omitted.
吐出ヘッド12KA,12YA,12MA,12CA,12KB,12YB,12MB,12CBは、それぞれ、記録装置100に着脱される各色のインクカートリッジ(不図示)と供給管(不図示)を通じて連結されており、インクカートリッジから各色のインクがそれぞれの吐出ヘッド12KA,12YA,12MA,12CA,12KB,12YB,12MB,12CBへ供給される。 The ejection heads 12KA, 12YA, 12MA, 12CA, 12KB, 12YB, 12MB, and 12CB are connected to ink cartridges (not shown) of respective colors that are attached to and detached from the recording apparatus 100 through supply tubes (not shown). Ink of each color is supplied from the cartridge to the respective ejection heads 12KA, 12YA, 12MA, 12CA, 12KB, 12YB, 12MB, and 12CB.
吐出ヘッド12A、12Bは、上記4色のそれぞれに対応した4つの吐出ヘッドを配置する形態に限られず、目的に応じて、他の中間色を加えた4色以上のそれぞれに対応した4つ以上の吐出ヘッドを配置した形態であってもよい。 The ejection heads 12A and 12B are not limited to the form in which the four ejection heads corresponding to each of the four colors are arranged, and depending on the purpose, four or more corresponding to each of four or more colors including other intermediate colors. The form which has arrange | positioned the discharge head may be sufficient.
ここで、吐出ヘッド12A、12Bとしては、例えば、インク滴量lpl以上15pl以下の範囲で水性インクを吐出する低解像度用の吐出ヘッド(例えば600dpiの吐出ヘッド)、インク滴量10pl未満の範囲で水性インクを吐出する高解像度用の吐出ヘッド(例えば1200dpiの吐出ヘッド)のいずれであってもよい。また、吐出ヘッド12A、12Bとして、低解像度用の吐出ヘッド、及び高解像度用の吐出ヘッドの双方を備えていてもよい。
吐出ヘッド12A、12Bからのインク液滴量は、水性インクの最大液滴量の範囲である。また、dpiは「dot per inch」を意味する。
Here, as the ejection heads 12A and 12B, for example, a low-resolution ejection head (e.g., a 600 dpi ejection head) that ejects aqueous ink in an ink droplet amount range of 1 pl to 15 pl, and an ink droplet amount range of less than 10 pl. Any of high-resolution ejection heads (e.g., 1200 dpi ejection head) that ejects water-based ink may be used. Further, as the ejection heads 12A and 12B, both a low-resolution ejection head and a high-resolution ejection head may be provided.
The amount of ink droplets from the ejection heads 12A and 12B is in the range of the maximum droplet amount of water-based ink. In addition, dpi means “dot per inch”.
ここで、吐出ヘッド12Aは、上記第1実施形態に係る記録装置及び記録方法の吐出ヘッドの一例、又は上記第2実施形態に係る記録装置及び記録方法の第1吐出ヘッドの一例に該当する。吐出ヘッド12AKは上記第1実施形態に係る記録装置及び記録方法の第1吐出ヘッドの一例に該当する。吐出ヘッド12YA,12MA,12CAは上記第1実施形態に係る記録装置及び記録方法の第2吐出ヘッドの一例に該当する。
一方、吐出ヘッド12Bは上記第2実施形態に係る記録装置及び記録方法の第2吐出ヘッドの一例に該当する。吐出ヘッド12BKは上記第2実施形態に係る記録装置及び記録方法の第3吐出ヘッドの一例に該当する。吐出ヘッド12YB,12MB,12CBは上記第2実施形態に係る記録装置及び記録方法の第4吐出ヘッドの一例に該当する。
Here, the ejection head 12A corresponds to an example of the ejection head of the recording apparatus and the recording method according to the first embodiment or an example of the first ejection head of the recording apparatus and the recording method according to the second embodiment. The ejection head 12AK corresponds to an example of the first ejection head of the recording apparatus and the recording method according to the first embodiment. The ejection heads 12YA, 12MA, and 12CA correspond to an example of the second ejection head of the recording apparatus and the recording method according to the first embodiment.
On the other hand, the ejection head 12B corresponds to an example of a second ejection head of the recording apparatus and the recording method according to the second embodiment. The ejection head 12BK corresponds to an example of a third ejection head of the recording apparatus and the recording method according to the second embodiment. The ejection heads 12YB, 12MB, and 12CB correspond to an example of the fourth ejection head of the recording apparatus and the recording method according to the second embodiment.
画像記録ユニット10には、吐出ヘッド12Aに対して用紙搬送方向の下流側に、例えば、記録媒体Pの裏面が巻き掛けられ、記録媒体Pと接触して従動回転しながら記録媒体の表面の画像(インク)を乾燥する乾燥ドラム14A(乾燥装置の一例)が配置されている。
同様に、画像記録ユニット10には、吐出ヘッド12Bに対して用紙搬送方向の下流側に、それぞれ、例えば、記録媒体Pの表面が巻き掛けられ、記録媒体Pと接触して従動回転しながら記録媒体の裏面の画像(インク)を乾燥する乾燥ドラム14B(乾燥装置の一例)が配置されている。
そして、乾燥ドラム14Aに対して用紙搬送方向の下流側であって、吐出ヘッド12Bに対して用紙搬送方向の上流側に、記録媒体Pの表面に接触する搬送ローラ18が配置されている。
In the image recording unit 10, for example, the back surface of the recording medium P is wound downstream of the ejection head 12 </ b> A in the paper conveyance direction, and the image on the surface of the recording medium is rotated while being driven in contact with the recording medium P. A drying drum 14A (an example of a drying device) that dries (ink) is disposed.
Similarly, for example, the surface of the recording medium P is wound around the image recording unit 10 on the downstream side in the paper conveyance direction with respect to the ejection head 12B, and recording is performed while being driven to rotate in contact with the recording medium P. A drying drum 14B (an example of a drying device) for drying an image (ink) on the back surface of the medium is disposed.
A transport roller 18 that contacts the surface of the recording medium P is disposed downstream of the drying drum 14A in the paper transport direction and upstream of the discharge head 12B in the paper transport direction.
乾燥ドラム14A、14Bの内部には、加熱源(例えばハロゲンヒータ等:不図示)が内蔵されている。乾燥ドラム14Aが加熱源による加熱により記録媒体Pの表面の画像(インク)を、また、乾燥ドラム14Bが加熱源による加熱により記録媒体Pの裏面の画像(インク)を、それぞれ乾燥する。 Inside the drying drums 14A and 14B, a heating source (for example, a halogen heater or the like: not shown) is incorporated. The drying drum 14A dries the image (ink) on the surface of the recording medium P when heated by the heating source, and the drying drum 14B dries the image (ink) on the back surface of the recording medium P due to heating by the heating source.
乾燥ドラム14A、14Bの周囲には、それぞれ、記録媒体P上の画像(インク)を乾燥する温風送風装置16A、16B(乾燥装置の一例)が配置されている。この温風送風装置16Aによる温風によって、乾燥ドラム14Aに巻き掛けられた記録媒体Pの表面の画像(インク)を、また、温風送風装置16Bによる温風によって、乾燥ドラム14Bに巻き掛けられた記録媒体Pの裏面の画像(インク)を、それぞれ乾燥する。 Around the drying drums 14A and 14B, hot air blowing devices 16A and 16B (an example of a drying device) for drying an image (ink) on the recording medium P are arranged, respectively. The image (ink) on the surface of the recording medium P wound around the drying drum 14A is also wound around the drying drum 14B by the warm air from the hot air blowing device 16B. Each image (ink) on the back side of the recording medium P is dried.
上記のような加熱乾燥を行う乾燥装置を用いる場合、その乾燥条件は以下のようであることが好ましい。
即ち、例えば、乾燥ドラムの加熱源の温度や、温風送風装置の温風温度は、水性インクの乾燥を早める点や、記録媒体Pの変形の抑制の点から、40℃以上120℃以下の範囲であることが好ましく、60℃以上100℃以下の範囲であることがより好ましい。
なお、この乾燥温度条件は、乾燥ドラム14Aと乾燥ドラム14Bとで、また、温風送風装置16Aと温風送風装置16Bとで、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
When using the drying apparatus which performs the above-mentioned heat drying, it is preferable that the drying conditions are as follows.
That is, for example, the temperature of the heating source of the drying drum and the temperature of the hot air blowing device are 40 ° C. or higher and 120 ° C. or lower from the viewpoint of speeding up drying of the water-based ink and suppressing deformation of the recording medium P. The range is preferably 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
This drying temperature condition may be the same or different between the drying drum 14A and the drying drum 14B, and between the hot air blowing device 16A and the hot air blowing device 16B.
ここで、画像記録ユニット10における乾燥装置は、記録媒体Pの表面用(乾燥ドラム14A、温風送風装置16A)、記録媒体Pの裏面用(乾燥ドラム14B、温風送風装置16B)で同じ構成であったが、この構成に限定されず、それぞれ異なった構成であってもよい。 Here, the drying device in the image recording unit 10 has the same configuration for the surface of the recording medium P (drying drum 14A, hot air blowing device 16A) and for the back surface of the recording medium P (drying drum 14B, hot air blowing device 16B). However, the present invention is not limited to this configuration, and different configurations may be used.
なお、画像記録ユニット10には、吐出ヘッド12A、12Bに対して用紙搬送方向の下流側には、記録媒体Pの下地層上の画像(インク)を乾燥する近赤外線ヒータ(不図示)、レーザ照射装置等の他の乾燥装置が配置されていてもよい。近赤外線ヒータ、レーザ照射装置等の他の乾燥装置は、乾燥ドラム14A、14B及び温風送風装置16A、16Bの少なくとも一方に代えて配置されてもよいし、又は、乾燥ドラム14A、14B及び温風送風装置16A、16Bに加えて配置されてもよい。 The image recording unit 10 includes a near-infrared heater (not shown) for drying an image (ink) on the underlayer of the recording medium P, a laser, on the downstream side in the paper transport direction with respect to the ejection heads 12A and 12B. Other drying apparatuses such as an irradiation apparatus may be arranged. Other drying devices such as a near infrared heater and a laser irradiation device may be arranged in place of at least one of the drying drums 14A and 14B and the hot air blowing devices 16A and 16B, or the drying drums 14A and 14B and the warm air You may arrange | position in addition to the wind blower 16A, 16B.
前処理ユニット20は、画像記録ユニット10へ供給される記録媒体Pが巻き付けられている供給ロール20Aを備えており、この供給ロール20Aは、図示せぬフレーム部材に回転可能に支持されている。 The preprocessing unit 20 includes a supply roll 20A around which a recording medium P supplied to the image recording unit 10 is wound. The supply roll 20A is rotatably supported by a frame member (not shown).
バッファユニット30は、例えば、用紙搬送方向に沿って第1パスローラ30A、ダンサーローラ30B及び第2パスローラ30Cが配置されている。ダンサーローラ30Bは、図1中上下に移動することにより、画像記録ユニット10へ搬送される記録媒体Pの張力調整、及び記録媒体Pの搬送量を調整する。 In the buffer unit 30, for example, a first pass roller 30A, a dancer roller 30B, and a second pass roller 30C are arranged along the paper conveyance direction. The dancer roller 30B moves up and down in FIG. 1 to adjust the tension of the recording medium P conveyed to the image recording unit 10 and the conveyance amount of the recording medium P.
後処理ユニット40は、画像が記録された記録媒体Pを巻き取る搬送部の一例としての巻取ロール40Aを備えている。この巻取ロール40Aが図示せぬモータから回転力を受けて回転することで、記録媒体Pが搬送経路Rに沿って搬送されるようになっている。 The post-processing unit 40 includes a winding roll 40A as an example of a transport unit that winds the recording medium P on which an image is recorded. The take-up roll 40A is rotated by receiving a rotational force from a motor (not shown) so that the recording medium P is transported along the transport path R.
バッファユニット50は、例えば、用紙搬送方向に沿って第1パスローラ50A、ダンサーローラ50B及び第2パスローラ50Cが配置されている。ダンサーローラ50Bは、図1中上下に移動することにより、後処理ユニット40へ排出される記録媒体Pの張力調整、及び記録媒体Pの搬送量を調整する。 In the buffer unit 50, for example, a first pass roller 50A, a dancer roller 50B, and a second pass roller 50C are arranged along the paper conveyance direction. The dancer roller 50B moves up and down in FIG. 1 to adjust the tension of the recording medium P discharged to the post-processing unit 40 and the conveyance amount of the recording medium P.
冷却ユニット60には、複数のクーリングローラ60Aが配置されている。複数のクーリングローラ60Aの間に記録媒体Pを搬送することにより、記録媒体Pを冷却する。 The cooling unit 60 is provided with a plurality of cooling rollers 60A. The recording medium P is cooled by conveying the recording medium P between the plurality of cooling rollers 60A.
ここで、記録装置100における記録速度、即ち、記録媒体の搬送速度は、特に限定されないが、記録媒体に吐出された水性インクを乾燥する乾燥装置を備えていることから、10m/min以上の高速であってもよい。 Here, the recording speed in the recording apparatus 100, that is, the conveyance speed of the recording medium is not particularly limited. However, the recording apparatus 100 includes a drying device that dries the water-based ink discharged onto the recording medium. It may be.
次に、記録装置100による動作(記録方法)について説明する。
本実施形態に係る記録装置100では、まず、前処理ユニット20の供給ロール20Aから、バッファユニット50を通じて、画像記録ユニット10に記録媒体Pを搬送する。
次に、画像記録ユニット10において、各吐出ヘッド12Aから水性インクを記録媒体Pの表面に吐出する。その後、乾燥ドラム14Aにより、記録媒体Pの表面の画像(インク)を記録媒体Pの裏面側(吐出ヘッド12Aからのインク吐出面とは反対の面)から乾燥する。そして、温風送風装置16Aにより、記録媒体Pの表面に吐出されたインク(画像)を記録媒体Pの表面側(吐出ヘッド12Aからのインク吐出面側)から乾燥する。つまり、乾燥ドラム14A及び温風送風装置16Aにより、記録媒体Pの表面に吐出された水性インクを乾燥する。
そして、記録媒体Pの表面に記録された画像は、搬送ローラ18に接触することで、かかる画像を介して、記録媒体Pを除電する。
続いて、画像記録ユニット10において、各吐出ヘッド12Bから水性インクを記録媒体Pの裏面に吐出する。その後、乾燥ドラム14Bにより、記録媒体Pの裏面の画像(インク)を記録媒体Pの表面側(吐出ヘッド12Bからのインク吐出面とは反対の面)から乾燥する。そして、温風送風装置16Bにより、記録媒体Pの裏面に吐出されたインク(画像)を記録媒体Pの裏面側(吐出ヘッド12Bからのインク吐出面側)から乾燥する。つまり、乾燥ドラム14B及び温風送風装置16Bにより、記録媒体Pの裏面に吐出された水性インクを乾燥する。
次に、冷却ユニット60において、クーリングローラ60Aにより、表面に画像が記録された記録媒体Pを冷却する。
次に、バッファユニット50を通じて、後処理ユニット40は、表面に画像が記録された記録媒体Pを巻取ロール40Aにより巻き取る。
Next, an operation (recording method) by the recording apparatus 100 will be described.
In the recording apparatus 100 according to the present embodiment, first, the recording medium P is transported from the supply roll 20 </ b> A of the preprocessing unit 20 to the image recording unit 10 through the buffer unit 50.
Next, in the image recording unit 10, water-based ink is ejected from the ejection heads 12 </ b> A onto the surface of the recording medium P. Thereafter, the image (ink) on the surface of the recording medium P is dried from the back surface side of the recording medium P (the surface opposite to the ink ejection surface from the ejection head 12A) by the drying drum 14A. Then, the ink (image) ejected on the surface of the recording medium P is dried from the surface side of the recording medium P (the ink ejection surface side from the ejection head 12A) by the hot air blower 16A. That is, the water-based ink discharged on the surface of the recording medium P is dried by the drying drum 14A and the hot air blowing device 16A.
Then, the image recorded on the surface of the recording medium P is brought into contact with the conveying roller 18 so that the recording medium P is neutralized through the image.
Subsequently, in the image recording unit 10, water-based ink is ejected from the ejection heads 12 </ b> B to the back surface of the recording medium P. Thereafter, the image (ink) on the back surface of the recording medium P is dried from the front surface side of the recording medium P (the surface opposite to the ink discharge surface from the discharge head 12B) by the drying drum 14B. Then, the ink (image) ejected on the back surface of the recording medium P is dried from the back surface side (ink ejection surface side from the ejection head 12B) of the recording medium P by the hot air blower 16B. That is, the water-based ink discharged on the back surface of the recording medium P is dried by the drying drum 14B and the hot air blowing device 16B.
Next, in the cooling unit 60, the recording medium P on which the image is recorded is cooled by the cooling roller 60A.
Next, through the buffer unit 50, the post-processing unit 40 winds up the recording medium P having an image recorded on the surface by the winding roll 40A.
以上の工程を通じて、記録媒体Pの両面に水性インクによる画像が記録される。
なお、上記のようにして記録された画像を備える記録媒体Pは切断する工程を経て、目的とする大きさへと裁断する。
Through the above steps, images of water-based ink are recorded on both sides of the recording medium P.
Note that the recording medium P having the image recorded as described above is cut into a target size through a cutting step.
記録装置100では、記録媒体Pの表面に水性インクを吐出する吐出ヘッド12Aと、記録媒体Pの裏面に水性インクを吐出する吐出ヘッド12Bと、を各々備えた構成について説明したが、これに限られない。例えば、記録装置100は、吐出ヘッド12Bを備えず、吐出ヘッド12Aにより葉紙の記録媒体Pとしての枚葉紙の表面に水性インクを吐出した後、記録媒体Pを反転させる機構により反転させて、再度、吐出ヘッド12Aにより記録媒体Pの裏面に水性インクを吐出する構成であってもよい。 The recording apparatus 100 has been described with respect to the configuration including the ejection head 12A that ejects aqueous ink onto the surface of the recording medium P and the ejection head 12B that ejects aqueous ink onto the back surface of the recording medium P. I can't. For example, the recording apparatus 100 does not include the ejection head 12B, and after the water-based ink is ejected onto the surface of the sheet as the recording medium P of the paper sheet by the ejection head 12A, the recording medium P is reversed by a mechanism that reverses the recording medium P. The configuration may be such that water-based ink is ejected to the back surface of the recording medium P by the ejection head 12A again.
記録装置100では、吐出ヘッド12A、12Bによって水性インクの液滴を記録媒体Pの表面に直接吐出する方式について説明したが、これに限らず、例えば中間転写体に水性インクの液滴を吐出した後に、中間転写体上の水性インクの液滴を記録媒体Pに転写する方式であってもよい。
また、記録装置100は、吐出ヘッド14Aと記録媒体Pの表面用の記録装置(乾燥ドラム14A、温風送風装置16A)、及び、吐出ヘッド14Bと記録媒体Pの裏面用の記録装置(乾燥ドラム14B、温風送風装置16B)が、全て同じ画像記録ユニット10内にある構成であったが、この構成に限定されない。例えば、記録装置100は、画像記録ユニットを2つ有し、一方に吐出ヘッド14Aと記録媒体Pの表面用の記録装置(乾燥ドラム14A、温風送風装置16A)が設けられ、他方に吐出ヘッド14Bと記録媒体Pの裏面用の記録装置(乾燥ドラム14B、温風送風装置16B)が設けられた構成であってもよい。
In the recording apparatus 100, the method of ejecting water-based ink droplets directly onto the surface of the recording medium P using the ejection heads 12A and 12B has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, water-based ink droplets are ejected onto an intermediate transfer member. Later, a method of transferring water-based ink droplets on the intermediate transfer member to the recording medium P may be used.
In addition, the recording apparatus 100 includes a recording device for the front surface of the ejection head 14A and the recording medium P (drying drum 14A, hot air blower 16A), and a recording device for the back surface of the ejection head 14B and the recording medium P (drying drum). 14B and warm air blower 16B) are all in the same image recording unit 10, but are not limited to this configuration. For example, the recording apparatus 100 has two image recording units, one of which is provided with a discharge head 14A and a recording device for the surface of the recording medium P (dry drum 14A, hot air blower 16A), and the other is a discharge head. 14B and a recording device for the back side of the recording medium P (drying drum 14B, hot air blowing device 16B) may be provided.
また、記録装置100では、ロール状の記録媒体P(所謂連帳紙)に水性インクを吐出し、乾燥を経て画像を記録する方式について説明したが、例えば、目的のサイズの枚葉紙に水性インクを吐出し、乾燥を経て画像を記録する方式であってもよい。 In the recording apparatus 100, the method of ejecting aqueous ink onto a roll-shaped recording medium P (so-called continuous paper) and recording an image after drying has been described. A system may be used in which an image is recorded by discharging ink and drying.
前述した本実施形態は、その形態のみに限定的に解釈されるものではなく、本発明の要件を満足する範囲内で実現されることは、言うまでもない。 It is needless to say that the above-described embodiment is not limited to the embodiment and is realized within a range satisfying the requirements of the present invention.
以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
<黒インクKの調製>
(黒インクK1)
・カーボンブラック:5質量%
・アクリル分散樹脂:2.5質量% (顔料分散剤:酸価=150mgKOH)
・アクリル系エマルション(高分子粒子、W−4627:トーヨーケム社製 粒子径120nm、ガラス転移温度40℃):2質量%(固形分)
・グリセリン:10質量%
・ジエチレングリコール:10質量%
・界面活性剤(オルフィンE1010、日信化学工業社製):0.5質量%
・界面活性剤(サーフィノール104PG−50、日信化学工業社製):0.5質量%
製):1質量%
・イオン交換水:残部
上記組成を混合したのち、5μmのフィルターでろ過を行い、黒インクK1を得た。
<Preparation of black ink K>
(Black ink K1)
・ Carbon black: 5% by mass
Acrylic dispersion resin: 2.5% by mass (Pigment dispersant: acid value = 150 mgKOH)
Acrylic emulsion (polymer particles, W-4627: manufactured by Toyochem Corporation, particle size 120 nm, glass transition temperature 40 ° C.): 2% by mass (solid content)
・ Glycerin: 10% by mass
・ Diethylene glycol: 10% by mass
Surfactant (Olfin E1010, manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.): 0.5% by mass
Surfactant (Surfinol 104PG-50, manufactured by Nissin Chemical Industry): 0.5% by mass
Product: 1% by mass
-Ion-exchange water: remainder After mixing the said composition, it filtered with a 5 micrometer filter, and obtained black ink K1.
(黒インクK2)
顔料分散剤の酸価を100mgKOHとした以外は、黒インクK1と同様にして、黒インクK2を得た。
(Black ink K2)
A black ink K2 was obtained in the same manner as the black ink K1, except that the acid value of the pigment dispersant was 100 mgKOH.
(黒インクK3)
顔料分散剤の酸価を50mgKOHとした以外は、黒インクK1と同様にして、黒インクK3を得た。
(Black ink K3)
A black ink K3 was obtained in the same manner as the black ink K1, except that the acid value of the pigment dispersant was changed to 50 mgKOH.
(黒インクK4)
顔料分散剤の酸価を10mgKOHとした以外は、黒インクK1と同様にして、黒インクK4を得た。
(Black ink K4)
A black ink K4 was obtained in the same manner as the black ink K1, except that the acid value of the pigment dispersant was 10 mgKOH.
(黒インクK5)
顔料分散剤の酸価を70mgKOHとした以外は、黒インクK1と同様にして、黒インクK5を得た。
(Black ink K5)
A black ink K5 was obtained in the same manner as the black ink K1, except that the acid value of the pigment dispersant was changed to 70 mgKOH.
(黒インクK6)
顔料分散剤の酸価を80mgKOHとした以外は、黒インクK1と同様にして、黒インクK6を得た。
(Black ink K6)
A black ink K6 was obtained in the same manner as the black ink K1, except that the acid value of the pigment dispersant was 80 mgKOH.
(黒インクK7)
顔料分散剤の酸価を120mgKOHとした以外は、黒インクK1と同様にして、黒インクK7を得た。
(Black ink K7)
A black ink K7 was obtained in the same manner as the black ink K1, except that the acid value of the pigment dispersant was 120 mgKOH.
(黒インクK8)
顔料分散剤の酸価を30mgKOHとした以外は、黒インクK1と同様にして、黒インクK8を得た。
(Black ink K8)
A black ink K8 was obtained in the same manner as the black ink K1, except that the acid value of the pigment dispersant was changed to 30 mgKOH.
<シアンインクCの調製>
(シアンインクC1〜C8)
カーボンブラックに代えて、C.I.Pigment Blue 15:3を使用した以外は、黒インクK1〜K8と同様にして、シアンインクC1〜C8を得た。
<Preparation of cyan ink C>
(Cyan ink C1 to C8)
Instead of carbon black, C.I. I. Cyan inks C1 to C8 were obtained in the same manner as the black inks K1 to K8, except that Pigment Blue 15: 3 was used.
<マゼンタインクMの調製>
(マゼンタインクM1〜M8)
カーボンブラックに代えて、C.I.Pigment Red 122を使用した以外は、黒インクK1〜K8と同様にして、マゼンタインクM1〜M8を得た。
<Preparation of magenta ink M>
(Magenta ink M1-M8)
Instead of carbon black, C.I. I. Magenta inks M1 to M8 were obtained in the same manner as the black inks K1 to K8, except that Pigment Red 122 was used.
<イエローインクYの調製>
(イエローインクY1〜Y8)
カーボンブラックに代えて、C.I.Pigment Yellow 128を使用した以外は、黒インクK1〜K8と同様にして、イエローインクY1〜Y8を得た。
<Preparation of yellow ink Y>
(Yellow ink Y1-Y8)
Instead of carbon black, C.I. I. Yellow inks Y1 to Y8 were obtained in the same manner as the black inks K1 to K8, except that Pigment Yellow 128 was used.
なお、各インクの粗粒特性(濃縮時粗粒数、初期粗粒数)について、表1に一覧にして示す。着色剤以外、同じ組成の各色のインクは、同じ粗粒特性を有するため、まとめて示す。 The coarse particle characteristics (number of coarse particles during concentration, initial number of coarse particles) of each ink are listed in Table 1. Since the inks of the respective colors having the same composition other than the colorant have the same coarse particle characteristics, they are collectively shown.
<実施例A1〜A5、比較例A1〜A3>
(記録装置の準備)
図1に示す構成と同じ構成で、両面印刷が可能であって、各水性インクを吐出する各吐出ヘッド12A(12KA,12YA,12MA,12CA)、12B(12KB,12YB,12MB,12CB)として、600dpiのピエゾヘッド(最大インク滴量11pl)のピエゾヘッドを備えた記録装置を準備した。なお、記録装置は、記録媒体の表面及び裏面共に、黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の水性インクの順番に吐出し、画像記録を実施する。
また、この記録装置の記録媒体Pとして、Next−IJ 70(連帳紙、日本製紙製)を用いた。
<Examples A1 to A5, Comparative Examples A1 to A3>
(Preparation of recording device)
The double-sided printing is possible with the same configuration as shown in FIG. 1 and each discharge head 12A (12KA, 12YA, 12MA, 12CA) and 12B (12KB, 12YB, 12MB, 12CB) discharges each water-based ink. A recording apparatus provided with a 600 dpi piezo head (maximum ink droplet amount 11 pl) was prepared. The recording apparatus performs image recording by ejecting black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) water-based inks on the front and back surfaces of the recording medium in this order.
Further, Next-IJ 70 (continuous paper, manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.) was used as the recording medium P of this recording apparatus.
ここで、記録装置の詳細は、以下の通りである。
−記録装置の詳細−
・記録速度(記録媒体搬送速度) : 100m/min
・乾燥ドラム(乾燥ドラム14A、14B)の設定温度 : 100℃
・温風送風装置(温風送風装置16A、16B)の設定温度 : 100℃
Here, the details of the recording apparatus are as follows.
-Details of the recording device-
Recording speed (recording medium transport speed): 100 m / min
・ Set temperature of drying drum (drying drums 14A, 14B): 100 ° C
・ Set temperature of hot air blower (hot air blower 16A, 16B): 100 ° C
そして、調製した黒色の水性インクを記録装置の黒色用のインクカートリッジに充填した。この記録装置を用いて、次の評価を行った。 Then, the prepared black aqueous ink was filled in a black ink cartridge of the recording apparatus. The following evaluation was performed using this recording apparatus.
(着弾ムラの評価)
上記の記録装置を用いて、記録媒体の表面に、黒色用の吐出ヘッド12KA(600dpiのピエゾヘッド(最大インク滴量11pl))から黒インクを吐出し、カバレッジ80%のハーフトーンチャートを形成し、乾燥ドラム14A及び送付乾燥装置16Aで記録媒体の表面に形成したハーフトーンチャートを乾燥した。
次に、記録媒体の表面の記録により乾燥した記録媒体の裏面に、黒色用の吐出ヘッド12KB(600dpiのピエゾヘッド(最大インク滴量11pl))から黒インクを吐出し、カバレッジ80%のハーフトーンチャートを形成し、乾燥ドラム14B及び送付乾燥装置16Bで記録媒体の裏面に形成したハーフトーンチャートを乾燥した。その後、クーリングローラ60Aにより冷却を実施した。
そして、記録媒体の裏面に形成したハーフトーンチャートを目視で観察し、着弾ムラについて評価した。評価基準は以下の通りである。
−評価基準−
G1(○):スジムラがない
G2(△):スジが若干ある
G3(×):スジムラが顕著である
G4(××):ノズル抜けによるスジがある。
(Evaluation of uneven landing)
Using the above recording apparatus, black ink is ejected from the black ejection head 12KA (600 dpi piezo head (maximum ink droplet amount 11 pl)) on the surface of the recording medium to form a halftone chart with 80% coverage. Then, the halftone chart formed on the surface of the recording medium was dried by the drying drum 14A and the sending drying device 16A.
Next, black ink is ejected from the black ejection head 12KB (600 dpi piezo head (maximum ink droplet amount 11 pl)) onto the back surface of the recording medium dried by recording on the surface of the recording medium, and the halftone with 80% coverage A chart was formed, and the halftone chart formed on the back surface of the recording medium was dried by the drying drum 14B and the sending drying device 16B. Thereafter, cooling was performed by the cooling roller 60A.
And the halftone chart formed in the back surface of the recording medium was observed visually, and landing unevenness was evaluated. The evaluation criteria are as follows.
-Evaluation criteria-
G1 (◯): No streaks G2 (Δ): Some streaks G3 (×): Conspicuous streaks G4 (xx): There are streaks due to missing nozzles.
(レイテンシーの評価)
上記の記録装置を用いて、記録媒体の表面に、黒色用の吐出ヘッド12KA(600dpiのピエゾヘッド(最大インク滴量11pl))から黒インクを吐出し、カバレッジ80%のハーフトーンチャートを形成し、乾燥ドラム14A及び送付乾燥装置16Aで記録媒体の表面に形成したハーフトーンチャートを乾燥した。
次に、記録媒体の表面の記録により乾燥した記録媒体の裏面に、黒色用の吐出ヘッド12KB(600dpiのピエゾヘッド(最大インク滴量11pl))から5plの黒インクを吐出し、その前回の黒インクの吐出から0.36秒休止した後、次に黒インクの吐出を行ったときの着弾位置ズレを測定した。なお、インク吐出の休止期間は、記録速度と非吐出部(画像が形成されない領域、即ち、非画像部)の長さ(記録媒体の搬送方向の長さ)に応じて、調整する。
具体的には、ベタ画像の記録直後に記録した1ドット線を基準にしたとき、ベタ画像の記録後、記録媒体の搬送方向に約12インチの非画像部を空けた直後に記録した1ドット線(0.36秒休止後に記録された1ドット線)との距離が、0.36秒の休止期間に対応した非画像部の長さに対しどの程度ズレているかを測定し、これを着弾位置のズレ量とした。着弾位置のズレの評価基準は以下の通りである。
−評価基準−
G1(◎):着弾位置のズレ量が22μm以下
G2(○):着弾位置のズレ量が22μmを超え32μm以下
G3(△):着弾位置のズレ量が32μmを超え43μm以下
G4(×):着弾位置のズレ量が43μmを超える
(Evaluation of latency)
Using the above recording apparatus, black ink is ejected from the black ejection head 12KA (600 dpi piezo head (maximum ink droplet amount 11 pl)) on the surface of the recording medium to form a halftone chart with 80% coverage. Then, the halftone chart formed on the surface of the recording medium was dried by the drying drum 14A and the sending drying device 16A.
Next, 5 pl of black ink is ejected from the black ejection head 12 KB (600 dpi piezo head (maximum ink droplet amount 11 pl)) onto the back surface of the recording medium dried by recording on the surface of the recording medium. After a pause of 0.36 seconds from the ink ejection, the landing position deviation when the black ink was next ejected was measured. The ink ejection pause period is adjusted according to the recording speed and the length of the non-ejection portion (the area where no image is formed, that is, the non-image portion) (length in the conveyance direction of the recording medium).
Specifically, when a 1-dot line recorded immediately after recording a solid image is used as a reference, after recording a solid image, 1 dot recorded immediately after a non-image portion of about 12 inches is formed in the conveyance direction of the recording medium. Measure how much the distance from the line (1 dot line recorded after 0.36 second pause) is different from the length of the non-image part corresponding to the pause period of 0.36 second, and land this The amount of positional deviation was used. The evaluation criteria for the deviation of the landing position are as follows.
-Evaluation criteria-
G1 (◎): Landing position deviation amount is 22 μm or less G2 (◯): Landing position deviation amount exceeds 22 μm and 32 μm or less G3 (Δ): Landing position deviation amount exceeds 32 μm and 43 μm or less G4 (×): Deviation amount of landing position exceeds 43μm
(定着性の評価)
定着性の評価を次のように実施した。
上記の記録装置を用いて、記録媒体の表面に、黒色用の吐出ヘッド12KA(600dpiのピエゾヘッド(最大インク滴量11pl))から黒インクを吐出し、カバレッジ100%のベタチャートを形成し、乾燥ドラム14A及び送付乾燥装置16Aで記録媒体の表面に形成したハーフトーンチャートを乾燥した。
次にNIJ70紙をベタチャート上に載せ、その上から20N/cmの荷重をかけ、スライドさせ、NIJ70紙に移ったインクの濃度を測定した。
評価基準は以下の通りである。
−評価基準−
G1(◎): 0.01以下
G2(○): 0.01超え0.02以下
G3(△): 0.02超え0.03未満
G4(×): 0.03以上
(Evaluation of fixability)
Fixability was evaluated as follows.
Using the above recording apparatus, black ink is ejected from the black ejection head 12KA (600 dpi piezo head (maximum ink droplet amount 11 pl)) on the surface of the recording medium to form a solid chart with 100% coverage, The halftone chart formed on the surface of the recording medium was dried by the drying drum 14A and the sending drying device 16A.
Next, NIJ70 paper was placed on a solid chart, a load of 20 N / cm was applied from above, and the ink was slid to measure the density of the ink transferred to the NIJ70 paper.
The evaluation criteria are as follows.
-Evaluation criteria-
G1 (◎): 0.01 or less G2 (◯): 0.01 to 0.02 or less G3 (Δ): 0.02 to less than 0.03 G4 (×): 0.03 or more
<実施例B1〜B4、比較例C1〜C5>
実施例A1と同様の記録装置を用意し、表2〜表3に従って、調製した各色の水性インクを記録装置の各色用のインクカートリッジに充填した。この記録装置を用いて、実施例1と同様にして、各色の水性インクを使用した着弾ムラ、レイテンシー及び定着性の評価を実施した。
<Examples B1 to B4, Comparative Examples C1 to C5>
A recording apparatus similar to that in Example A1 was prepared, and the prepared aqueous inks of the respective colors were filled in the ink cartridges for the respective colors of the recording apparatus according to Tables 2 to 3. Using this recording apparatus, in the same manner as in Example 1, evaluation of landing unevenness, latency, and fixability using water-based ink of each color was performed.
以下、各例の詳細について、表1〜表3に一覧にして示す。なお、表1〜表4中、「Nc1」は各インクの濃縮時粗粒数を示し、「Ni1」は各インクの初期粗粒数を示す。 The details of each example are listed in Tables 1 to 3 below. In Tables 1 to 4, “Nc1” represents the number of coarse particles during concentration of each ink, and “Ni1” represents the initial number of coarse particles of each ink.
上記結果から、実施例A1〜実施例A5の黒インクは、比較例の黒インクに比べ、乾燥した記録媒体に記録するとき、着弾ムラの発生が抑制されていることがわかる。実施例A1〜実施例A5の黒インクは、レイテンシーの発生も抑制されていることもわかる。
特に、実施例B1〜B4及び実施例C1〜C4から、乾燥した記録媒体の裏面に最初に吐出する黒インクにおいて、着弾ムラが生じやすいことがわかる。そして、実施例B1〜B5では、この乾燥した記録媒体の裏面に最初に吐出する黒インクにおいて、着弾ムラの発生が抑制されていることがわかる。また、実施例B1〜B5では、レイテンシーの発生も抑制されていることもわかる。
なお、黒インク以降に吐出する他の色のインクにおいては、着弾ムラの発生が緩和されていることがわかる。
From the above results, it can be seen that the black inks of Examples A1 to A5 are less affected by uneven landing when recorded on a dry recording medium than the black ink of the comparative example. It can also be seen that the black inks of Example A1 to Example A5 suppress the occurrence of latency.
In particular, it can be seen from Examples B1 to B4 and Examples C1 to C4 that uneven landing is likely to occur in the black ink first ejected on the back surface of the dried recording medium. In Examples B1 to B5, it can be seen that the occurrence of uneven landing is suppressed in the black ink first ejected on the back surface of the dried recording medium. It can also be seen that in Examples B1 to B5, the occurrence of latency is also suppressed.
It can be seen that the occurrence of uneven landing is reduced in the inks of other colors ejected after the black ink.
10 画像記録ユニット
12A、12KA、12YA、12MA、12CA 吐出ヘッド
12B、12KB、12YB、12MB、12CB 吐出ヘッド
14A 乾燥ドラム
14B 乾燥ドラム
16A 温風送風装置
16B 温風送風装置
20 前処理ユニット
20A 供給ロール
30 バッファユニット
30A 第1パスローラ
30B ダンサーローラ
30C 第2パスローラ
40 後処理ユニット
40A 巻取ロール
50 バッファユニット
50A 第1パスローラ
50B ダンサーローラ
50C 第2パスローラ
60 冷却ユニット
60A クーリングローラ
100 記録装置
P 記録媒体
R 搬送経路
10 Image recording units 12A, 12KA, 12YA, 12MA, 12CA Discharge heads 12B, 12KB, 12YB, 12MB, 12CB Discharge heads 14A Dry drum 14B Dry drum 16A Hot air blower 16B Hot air blower 20 Pretreatment unit 20A Supply roll 30 Buffer unit 30A First pass roller 30B Dancer roller 30C Second pass roller 40 Post-processing unit 40A Take-up roll 50 Buffer unit 50A First pass roller 50B Dancer roller 50C Second pass roller 60 Cooling unit 60A Cooling roller 100 Recording device P Recording medium R Conveyance path
Claims (11)
前記溶媒の蒸発により質量を60%減量した減量後の水性インクにおける粒径0.5μm以上の粗粒の数Nc1と、減量前の水性インクにおける粒径0.5μm以上の粗粒の数Ni1との関係が、式:1≦Nc1/Ni1≦50を満たす水性インク。 A colorant, polymer particles, and a solvent containing water and an aqueous organic solvent,
The number Nc1 of coarse particles having a particle diameter of 0.5 μm or more in the water-based ink after weight reduction after reducing the mass by 60% by evaporation of the solvent, and the number Ni1 of coarse particles having a particle diameter of 0.5 μm or more in the water-based ink before weight reduction Is a water-based ink satisfying the formula: 1 ≦ Nc1 / Ni1 ≦ 50.
第2水性インクを収容し、前記第1吐出ヘッドによる前記第1水性インクの吐出よりも後に、前記第2水性インクを前記記録媒体の表面に吐出する第2吐出ヘッドを更に有する請求項4に記載の記録装置。 A first discharge in which the discharge head stores the first water-based ink as the water-based ink according to any one of claims 1 to 3 and discharges the first water-based ink first onto the surface of the recording medium. Head,
5. The apparatus according to claim 4, further comprising: a second discharge head that contains a second water-based ink and discharges the second water-based ink onto the surface of the recording medium after the discharge of the first water-based ink by the first discharge head. The recording device described.
前記第1吐出ヘッドにより前記記録媒体の表面に吐出された前記第1水性インクを乾燥する乾燥装置と、
第2水性インクとして請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の水性インクを収容し、前記乾燥装置による第1水性インクの乾燥後、前記第2水性インクを前記記録媒体の裏面に吐出する第2吐出ヘッドと、
を有する記録装置。 A first discharge head that contains a first aqueous ink and discharges the first aqueous ink onto the surface of a recording medium;
A drying device for drying the first water-based ink ejected on the surface of the recording medium by the first ejection head;
The water-based ink according to any one of claims 1 to 3 is accommodated as a second water-based ink, and after the first water-based ink is dried by the drying device, the second water-based ink is placed on the back surface of the recording medium. A second discharge head for discharging;
A recording apparatus.
第4水性インクを収容し、前記第3吐出ヘッドによる前記第3水性インクの吐出よりも後に、前記第4水性インクを前記記録媒体の裏面に吐出する第4吐出ヘッドを更に有する請求項6に記載の記録装置。 The second discharge head is a third discharge head that contains a third water-based ink as the second water-based ink and discharges the third water-based ink first on the back surface of the recording medium;
7. The apparatus according to claim 6, further comprising: a fourth discharge head that contains a fourth water-based ink and discharges the fourth water-based ink onto the back surface of the recording medium after the third water-based ink is discharged by the third discharge head. The recording device described.
前記第1吐出ヘッドによる前記第1水性インクの吐出よりも後に、第2吐出ヘッドにより第2水性インクを前記記録媒体の表面に吐出する第2吐出工程を更に有する請求項8に記載の記録方法。 4. The first ejection of the first water-based ink as the water-based ink according to any one of claims 1 to 3 first on the surface of the recording medium by the first ejection head as the ejection head in the ejection step. Discharge process,
9. The recording method according to claim 8, further comprising: a second ejection step of ejecting the second aqueous ink onto the surface of the recording medium by the second ejection head after ejection of the first aqueous ink by the first ejection head. .
前記第1吐出工程により前記記録媒体の表面に吐出された前記第1水性インクを乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程による第1水性インクの乾燥後、第2吐出ヘッドにより第2水性インクとして請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の水性インクを前記記録媒体の裏面に吐出する第2吐出工程と、
を有する記録方法。 A first discharge step of discharging the first aqueous ink onto the surface of the recording medium by the first discharge head;
A drying step of drying the first water-based ink ejected on the surface of the recording medium in the first ejection step;
After the first aqueous ink is dried by the drying step, the second ink ejects the aqueous ink according to any one of claims 1 to 3 to the back surface of the recording medium as a second aqueous ink by a second ejection head. A discharge process;
A recording method.
前記第3吐出ヘッドによる前記第3水性インクの吐出よりも後に、第4吐出ヘッドにより第4水性インクを前記記録媒体の裏面に吐出する第4吐出工程を更に有する請求項10に記載の記録方法。 The second discharge step is a third discharge step of first discharging a third water-based ink as the second water-based ink onto the back surface of the recording medium by a third discharge head as the second discharge head;
The recording method according to claim 10, further comprising a fourth discharge step of discharging the fourth aqueous ink onto the back surface of the recording medium by the fourth discharge head after the discharge of the third water-based ink by the third discharge head. .
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