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JP2022101085A - インクセット及び記録装置 - Google Patents

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JP2022101085A JP2020215470A JP2020215470A JP2022101085A JP 2022101085 A JP2022101085 A JP 2022101085A JP 2020215470 A JP2020215470 A JP 2020215470A JP 2020215470 A JP2020215470 A JP 2020215470A JP 2022101085 A JP2022101085 A JP 2022101085A
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Manabu Taniguchi
宏明 粂田
Hiroaki Kumeta
聡一 山崎
Soichi Yamazaki
祥史 杷野
Yoshifumi Hano
駿介 内薗
Shunsuke Uchizono
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Seiko Epson Corp
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Abstract

【課題】スタック性に優れワイピング耐久性の高いインクセットを提供することを目的とする。【解決手段】一又は複数の第１インク組成物と一又は複数の第２インク組成物とを備えるインクセットであって、前記第１インク組成物が、顔料と、無機酸化物コロイドと、水とを含み、前記第２インク組成物が、染料と、水とを含み、前記インクセットにおける、一又は複数の前記第１インク組成物の２５℃における導電率と、一又は複数の前記第２インク組成物の２５℃における導電率との算術平均が、２．５ｍＳ／ｃｍ以下である、インクセット。【選択図】なし

Description

本発明は、インクセット及び記録装置に関する。
インクジェット記録方法は、比較的単純な装置で、高精細な画像の記録が可能であり、各方面で急速な発展を遂げている。その中で、高速紙搬送時のスタック性等についても種々の検討がなされている。例えば、特許文献１には、顔料と、コロイダルシリカと、アミノ酸と、を含む、インクジェット記録用インクを用いることによりスタック性を改善することが開示されている。
特開２０２０－００７４４４号公報
ところで、インクジェット記録装置においては、顔料インクと染料インクを同じインクジェットヘッドで吐出することがある。このような記録方法において、顔料インクとしてコロイダルシリカなどの無機酸化物コロイドを含むインクを用い、記録とノズル形成面のクリーニングを繰り返すと、ノズル形成面の撥液膜が劣化しやすいことが分かってきた。
本発明は、一又は複数の第１インク組成物と一又は複数の第２インク組成物とを備えるインクセットであって、第１インク組成物が、顔料と、無機酸化物コロイドと、水とを含み、第２インク組成物が、染料と、水とを含み、インクセットにおける、一又は複数の第１インク組成物の２５℃における導電率と、一又は複数の第２インク組成物の２５℃における導電率との算術平均が、２．５ｍＳ／ｃｍ以下であるインクセットである。
また、本発明は、上記インクセットを用いる記録装置であって、ノズル形成面に、第１インク組成物を吐出する第１ノズル列と、第２インク組成物を吐出する第２ノズル列と、を有するインクジェットヘッドと、第１ノズル列の開口と、第２ノズル列の開口とを払拭する払拭部材と、を備える記録装置である。
本実施形態の記録装置の一例を表す斜視図である。 本実施形態のインクジェットヘッドのノズル形成面を表す平面図である。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
１．インクセット
本実施形態のインクセットは、顔料と、無機酸化物コロイドと、水とを含む、一又は複数の第１インク組成物と、染料と、水とを含む、一又は複数の第２インク組成物とを備え、インクセットにおける一又は複数の第１インク組成物の２５℃における導電率と、一又は複数の第２インク組成物の２５℃における導電率との算術平均が、２．５ｍＳ／ｃｍ以下となるように構成されたものである。
無機酸化物コロイドを含む顔料インクを吐出するノズルと、染料インクを吐出するノズルを備えるインクジェットヘッドをワイピングなどによりクリーニングをすると、顔料インクと染料インクの混合により無機酸化物コロイドが凝集し、凝集した無機酸化物コロイドがノズルプレートの撥液膜等を傷つけることが分かってきた。
これに対して、本実施形態においては、第１インク組成物と第２インク組成物の導電率との算術平均を所定の範囲内とすることにより、このような凝集を抑制することができ、ワイピング耐久性を向上することができる。
このような観点から、第１インク組成物の２５℃における導電率Ｓ1と第２インク組成物の導電率Ｓ1との算術平均は、２．５ｍＳ／ｃｍ以下であり、好ましくは０．５～２．３ｍＳ／ｃｍであり、より好ましくは０．５～２．１ｍＳ／ｃｍであり、さらに好ましくは０．５～１．９ｍＳ／ｃｍである。なお、本実施形態のインクセットは、複数の第１インク組成物と複数の第２インク組成物を備えていてもよく、上記算術平均はインクセットに含まれる第１インク組成物と第２インク組成物のすべての導電率の算術平均とする。
なお、処理液と併せて用いるようなインクは、もともと凝集させることを目的とした成分設計がなされるが、上記のように本実施形態のインクセットに含まれるインクは、凝集を回避しようとするものである。そのため、本実施形態のインクセットは、無機酸化物コロイドやその他のインク成分を凝集させる処理液を備えないインクセットであることが好ましい。以下、各インク組成物の組成について詳説する。
１．１．第１インク組成物
第１インク組成物は、顔料と、無機酸化物コロイドと、水とを含み、必要に応じて、アミノ酸、ｐＨ調整剤、水溶性有機溶剤、及び界面活性剤を含んでいてもよい。
１．１．１．無機酸化物コロイド
無機酸化物コロイドを用いることにより、球状の無機酸化物コロイドによる効果で印字面のぬれ摩擦が低下し、記録物のスタック性が向上するほか、無機酸化物コロイドの吸湿性などにより記録物のカールやコックリングが抑制される。これにより、高速紙搬送をした場合であっても、記録物を正確にスタックすることが可能となる。さらに、無機酸化物コロイドの目止め効果により顔料が記録媒体上に留まりやすくなり、得られる記録物の発色性がより向上する。
無機酸化物コロイドは、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3等の微粒子が分散媒に分散した状態を言い、本実施形態においてインクが無機酸化物コロイドを含むとは、インクを構成する溶媒を分散媒として無機酸化物微粒子が分散した状態であることをいう。
無機酸化物コロイドとしては、特に制限されないが、例えば、コロイダルシリカ、アルミナコロイドが挙げられる。このなかでも、コロイダルシリカが好ましい。このような無機酸化物コロイドを用いることにより、得られる記録物の発色性がより向上し、またカールやコックリングがより抑制され、それによって記録媒体の高速搬送が可能になる。またコロイダルシリカは、ヒュームドシリカ等の乾式シリカと比較して、沈降が抑制され分散安定性がより向上する傾向にあり、また含有させてもインクジェットインクの粘度が上がりにくいため、吐出安定性にも優れる傾向にある。これに加えて、このような無機酸化物コロイドを用い、導電率を調整することによってワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。なお、無機酸化物コロイドは、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
無機酸化物コロイドの粒子は、表面処理がされたものであってもよい。例えば、コロイダルシリカは、アルミナで表面処理されていてもよい。これにより、コロイドの安定分散が可能なｐＨの範囲が拡大し、分散安定性がより向上する傾向にある。
また、上記スタック性の観点から、無機酸化物コロイドの粒子は略球形であることが好ましく、二次粒子などの一次粒子が会合下形状を有しないことが好ましい。
上記のようなコロイダルシリカとしては、市販品を用いることもでき、例えば、スノーテックス２０、スノーテックス３０、スノーテックス４０、スノーテックスＯ、スノーテックスＮ、スノーテックスＣ（以上、すべて「日産化学工業株式会社」製）が挙げられる。
無機酸化物コロイドの平均粒径は、好ましくは５～１５０ｎｍであり、より好ましくは５～１００ｎｍであり、さらに好ましくは１０～７０ｎｍである。平均粒径が１５０ｎｍ以下であることにより、沈降が抑制され分散安定性がより向上する傾向にある。また、平均粒径が５ｎｍ以上であることにより、印字面の滑摩擦がより向上し、スタック性がより向上する傾向にある。
コロイダルシリカの平均粒子径は、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。このような粒度分布測定装置としては、例えば、周波数解析法としてホモダイン光学系を採用した大塚電子株式会社製の「ゼータ電位・粒径・分子量測定システム ＥＬＳＺ２０００ＺＳ」（商品名）が挙げられる。なお、本明細書では、「平均粒径」とは、特に断りのない限り、個数基準の平均粒子径のことを指すものとする。
無機酸化物コロイドの含有量は、第１インク組成物の総量に対して、固形分として、好ましくは１．０～１５質量％であり、より好ましくは２．０～１２質量％であり、さらに好ましくは３．０～１０質量％である。無機酸化物コロイドの含有量が０．５質量％以上であることにより、得られる記録物の発色性がより向上し、またカールやコックリングがより抑制され、それによって記録媒体の搬送速度をより向上できる。また、無機酸化物コロイドの含有量が１５質量％以下であることにより、ワイピング耐久性やスタック性がより向上する傾向にある。
１．１．２．顔料
顔料としては、特に制限されないが、例えば、アゾ顔料（例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等を含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック等の有機顔料；カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック、サーマルランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等）、金属酸化物、金属硫化物、金属塩化物等の無機顔料；炭酸カルシウム、タルク等の体質顔料等を用いることができる。このなかでも、カーボンブラックを含むことが好ましい。
上記顔料は、分散剤により水に分散させて得られる顔料分散液として、あるいは、顔料粒子表面に化学反応を利用して親水性基を導入した自己分散型の表面処理顔料を水に分散させて得られるか、又は、ポリマーで被覆された顔料を水に分散させて得られる顔料分散液として、インクに添加してもよい。
上記顔料分散液を構成する顔料及び分散剤は、それぞれ１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
顔料の含有量は、第１インク組成物の総量に対して、固形分として、好ましくは１．０～１２質量％であり、より好ましくは２．０～１０質量％であり、さらに好ましくは３．０～７．５質量％である。
１．１．３．水
水の含有量は、第１インク組成物の総量に対して、好ましくは４０～８０質量％であり、より好ましくは５０～７５質量％であり、さらに好ましくは６０～７０質量％である。水の含有量が５０質量％以上であることにより、水の一部が蒸発した際でもインクの粘度上昇が抑制され、吐出安定性がより向上する傾向にある。また、水の含有量が８０質量％以下であることにより、得られる記録物のカールやコックリングがより抑制される傾向にある。
１．１．４．アミノ酸
第１インク組成物は、アミノ酸をさらに含んでもよい。本実施形態におけるアミノ酸は、アミノ基とカルボキシル基を同一分子内に持つ化合物をいう。このようなアミノ酸としては、特に制限されないが、例えば、ジメチルグリシン、ジメチルアラニン、ジメチルグルタミン酸、及びジエチルグリシンなどの３級アミノ酸；トリメチルグリシン、トリメチルアラニン、トリメチルグルタミン酸、及びトリエチルグリシンなどの４級アミノ酸が挙げられる。
このなかでも、４級アンモニウム基を有する４級アミノ酸が好ましく、トリメチルグリシンがより好ましい。このようなアミノ酸を用いることにより、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。なお、アミノ酸は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
アミノ酸の含有量は、第１インク組成物の総量に対して、好ましくは１．０～２０質量％であり、より好ましくは２．０～１５質量％であり、さらに好ましくは３．０～１０質量％である。アミノ酸の含有量が上記範囲内であることにより、無機酸化物コロイドが凝集する際に硬い凝集体が形成されることが抑制され、また、無機酸化物コロイドの分散安定性が向上するため、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
アミノ酸の含有量は、無機酸化物コロイドの固形分の含有量よりも質量基準において多いことが好ましい。具体的には、アミノ酸の含有量は、無機酸化物コロイドの固形分の含有量に対して、質量基準で、好ましくは１．１～５．０倍であり、より好ましくは１．２～３．０倍であり、さらに好ましくは１．３～２．０倍である。アミノ酸の含有量が上記範囲内であることにより、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
１．１．５．ｐＨ調整剤
ｐＨ調整剤としては、特に制限されないが、例えば、トリエタノールアミン（ｐＫａ７．８）、ジエタノールアミン（ｐＫａ８．８８）、モノエタノールアミン（ｐＫａ９．５５）、トリプロパノールアミン（ｐＫａ８．０６）等の有機塩基；水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基が挙げられる。
このなかでも有機塩基が好ましく、トリエタノールアミンがより好ましい。このような有機塩基を用いることで、無機酸化物コロイドの分散安定性が向上するため、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
２５℃における有機塩基のｐＫａは、好ましくは７．２～１０であり、より好ましくは７．２～９．５であり、さらに好ましくは７．５～９．０である。２５℃における有機塩基のｐＫａが上記範囲内であることにより、無機酸化物コロイドの分散安定性がより向上するため、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
ｐＨ調整剤の含有量は、第１インク組成物の総量に対して、好ましくは０．０５～１．５質量％であり、より好ましくは０．１０～１．０質量％であり、さらに好ましくは０．２０～０．７５質量％である。ｐＨ調整剤の含有量が上記範囲内であることにより、無機酸化物コロイドの分散安定性が向上するため、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
１．１．６．水溶性有機溶剤
水溶性有機溶剤としては、特に制限されないが、例えば、グリセリン；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３－プロパンジオール、１，２－ブタンジオール、１，２－ペンタンジオール、１，２－ヘキサンジオール、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール等のグリコール類；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、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールモノエーテル類；２－ピロリドン、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、Ｎ－エチル－２－ピロリドン、１－（２－ヒドロキシルエチル）－２－ピロリドン等の含窒素溶剤；メタノール、エタノール、ｎ－プロピルアルコール、ｉｓｏ－プロピルアルコール、ｎ－ブタノール、２－ブタノール、ｔｅｒｔ－ブタノール、ｉｓｏ－ブタノール、ｎ－ペンタノール、２－ペンタノール、３－ペンタノール、及びｔｅｒｔ－ペンタノール等のアルコール類が挙げられる。
このなかでも、グリセリン、トリエチレングリコール等のグリコール類、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールモノエーテル類、１－（２－ヒドロキシルエチル）－２－ピロリドン等の含窒素溶剤等が好ましい。このような水溶性有機溶剤を用いることにより、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。水溶性有機溶剤は、一種単独で用いても、二種以上を併用してもよい。
特に、水溶性有機溶剤として含窒素溶剤を少なくとも含むことが好ましい。含窒素溶剤を含むことにより、ワイピング耐久性がさらに向上する傾向にある。含窒素溶剤の含有量は、第１インク組成物の総量に対して、好ましくは１．０～９．０質量％であり、より好ましくは２．０～８．０質量％であり、さらに好ましくは３．０～７．０質量％である。
水溶性有機溶剤の含有量は、第１インク組成物の総量に対して、好ましくは５．０～３０質量％であり、より好ましくは１０～２７．５質量％であり、さらに好ましくは１５～２５質量％である。水溶性有機溶剤の含有量が上記範囲内であることにより、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
１．１．７．界面活性剤
界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤が挙げられる。このなかでも、ワイピング耐久性や吐出安定性の観点からアセチレングリコール系界面活性剤が好ましい。界面活性剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、２，４，７，９－テトラメチル－５－デシン－４，７－ジオール及び２，４，７，９－テトラメチル－５－デシン－４，７－ジオールのアルキレンオキサイド付加物、並びに２，４－ジメチル－５－デシン－４－オール及び２，４－ジメチル－５－デシン－４－オールのアルキレンオキサイド付加物から選択される一種以上が好ましい。
フッ素系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、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リン酸エステル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド化合物が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、ポリシロキサン系化合物、ポリエーテル変性オルガノシロキサン等が挙げられる。
界面活性剤の含有量は、第１インク組成物の総質量に対し、好ましくは０．１～５．０質量％であり、より好ましくは０．１～３．０質量％である。界面活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
１．１．８．２５℃における導電率
第１インク組成物の２５℃における導電率は、好ましくは０．８～２．３ｍＳ／ｃｍ以下であり、より好ましくは１．０～２．０ｍＳ／ｃｍ以下であり、さらに好ましくは１．０～１．８ｍＳ／ｃｍ以下である。２５℃における導電率が上記範囲内であることにより、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
導電率の測定方法は、特に制限されず、例えば、ＨＯＲＩＢＡ製の導電率計ＥＳ－５１を用いて測定することができる。また、インク中の導電率は、インクに含まれるイオン量により調整することができる。イオンは、任意にインク中に添加するほか、顔料や無機酸化物コロイドとともにインク中に混入され得る。インク中に混入されるイオンは、顔料や無機酸化物コロイドの種類や、添加量によって異なる。そのため、透析膜によるイオンを除去することで、導電率を調整することができる。
１．９．ｐＨ
第１インク組成物のｐＨは、好ましくは８～１０であり、より好ましくは８．５～９．５である。ｐＨが上記範囲内であることにより、無機酸化物コロイドの分散安定性が向上するほか、凝集体の形成が抑制されるため、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
１．１０．イオン量
第１インク組成物のＮａイオンとＫイオンの合計濃度は、好ましくは１１０～７５０ｐｐｍであり、より好ましくは１５０～５００ｐｐｍであり、さらに好ましくは２００～４００ｐｐｍである。ＮａイオンとＫイオンの合計濃度が上記範囲内であることにより、無機酸化物コロイドの分散安定性が向上するため、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
１．２．第２インク組成物
第２インク組成物は、染料と、水とを含み、必要に応じて、ｐＨ調整剤、水溶性有機溶剤、及び界面活性剤を含んでいてもよい。
１．２．１．染料
染料としては、特に限定されないが、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー、Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット、Ｃ．Ｉ．アシッドブラックのような酸性染料；Ｃ．Ｉ．ベーシックイエロー、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー、Ｃ．Ｉ．ベーシックオレンジ、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット、Ｃ．Ｉ．ベーシックブラックのような塩基性染料；Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー、Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ、Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレット、Ｃ．Ｉ．ダイレクドブラックのような直接染料；Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー、Ｃ．Ｉ．リアクティブオレンジ、Ｃ．Ｉ．リアクティブバイオレット、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラックのような反応性染料；Ｃ．Ｉ．ディスパースイエロー、Ｃ．Ｉ．ディスパースレッド、Ｃ．Ｉ．ディスパースブルー、Ｃ．Ｉ．ディスパースオレンジ、Ｃ．Ｉ．ディスパースバイオレット、Ｃ．Ｉ．ディスパースブラックのような分散染料が挙げられる。上記染料は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
１．２．２．水
水の含有量は、第２インク組成物の総量に対して、好ましくは４５～８５質量％であり、より好ましくは５５～８０質量％であり、さらに好ましくは６５～７５質量％である。水の含有量が５５質量％以上であることにより、水の一部が蒸発した際でもインクの粘度上昇が抑制され、吐出安定性がより向上する傾向にある。また、水の含有量が８５質量％以下であることにより、得られる記録物のカールやコックリングがより抑制される傾向にある。
１．２．３．ｐＨ調整剤
ｐＨ調整剤としては、上記第１インク組成物において例示したものと同様のものを挙げることができる。このなかでも有機塩基が好ましく、トリエタノールアミンがより好ましい。このような有機塩基を用いることで、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
ｐＨ調整剤の含有量は、第２インク組成物の総量に対して、好ましくは０．０５～０．６０質量％であり、より好ましくは０．１０～０．５０質量％であり、さらに好ましくは０．２０～０．４０質量％である。ｐＨ調整剤の含有量が上記範囲内であることにより、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
１．２．４．水溶性有機溶剤
水溶性有機溶剤としては、上記第１インク組成物において例示したものと同様のものを挙げることができる。このなかでもグリセリン、トリエチレングリコール等のグリコール類、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールモノエーテル類、１－（２－ヒドロキシルエチル）－２－ピロリドン等の含窒素溶剤等が好ましい。
特に、水溶性有機溶剤として含窒素溶剤を少なくとも含むことが好ましい。含窒素溶剤を含むことにより、染料の溶解性がより向上し、払拭部材上で顔料インクと染料インクが混合されたときにその混合物の粘性を低下することができる。そのため、粘性を帯びた混合液が凝集体とともに撥液を摩擦することと比較して、ワイピング耐久性がさらに向上する傾向にある。含窒素溶剤の含有量は、第２インク組成物の総量に対して、好ましくは１．０～９．０質量％であり、より好ましくは２．０～８．０質量％であり、さらに好ましくは３．０～７．０質量％である。
水溶性有機溶剤の含有量は、第２インク組成物の総量に対して、好ましくは１０～３５質量％であり、より好ましくは１５～３０質量％であり、さらに好ましくは２０～２７．５質量％である。水溶性有機溶剤の含有量が上記範囲内であることにより、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
１．２．５．界面活性剤
界面活性剤としては、上記第１インク組成物において例示したものと同様のものを挙げることができる。このなかでもアセチレングリコール系界面活性剤がより好ましい。このような界面活性剤を用いることで、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
界面活性剤の含有量は、第２インク組成物の総質量に対し、好ましくは０．１～５．０質量％であり、より好ましくは０．１～３．０質量％である。界面活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
１．２．６．２５℃における導電率
第２インク組成物の２５℃における導電率は、好ましくは１．０～３．２ｍＳ／ｃｍ以下であり、より好ましくは１．２～３．０ｍＳ／ｃｍ以下であり、さらに好ましくは１．４～２．８ｍＳ／ｃｍ以下である。２５℃における導電率が上記範囲内であることにより、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
導電率の測定方法及び調整方法については、第１インク組成物において記載した方法と同様とすることができる。
１．２．７．ｐＨ
第１インク組成物のｐＨは、好ましくは８．０～９．５であり、より好ましくは８．４～９．３である。ｐＨが上記範囲内であることにより、凝集体の形成が抑制されるため、ワイピング耐久性や吐出安定性がより向上する傾向にある。
２．記録装置
本実施形態の記録装置は、上記インクセットを用いる記録装置であって、ノズル形成面に、第１インク組成物を吐出する第１ノズル列と、第２インク組成物を吐出する第２ノズル列と、を有するインクジェットヘッドと、第１ノズル列の開口と、第２ノズル列の開口とを払拭する払拭部材と、を備える。
本実施形態の記録装置の一例として、図１に、シリアルプリンタの斜視図を示す。図１に示すように、シリアルプリンタ２００は、搬送部２２０と、記録部２３０とを備えている。搬送部２２０は、シリアルプリンタに給送された記録媒体Ｆを記録部２３０へと搬送し、記録後の記録媒体をシリアルプリンタの外に排出する。具体的には、搬送部２２０は、各送りローラを有し、送られた記録媒体Ｆを副走査方向Ｔ１，Ｔ２へ搬送する。
また、記録部２３０は、搬送部２２０から送られた記録媒体Ｆに対してインク組成物を吐出するインクジェットヘッド１１と、それを搭載するキャリッジ２３４と、キャリッジ２３４を記録媒体Ｆの主走査方向Ｓ１，Ｓ２に移動させるキャリッジ移動機構２３５を備える。
２．１．インクジェットヘッド
インクジェットヘッド１１は、記録媒体（付着対象）と対向する面に複数の開口１１１を有するノズルプレート１１２と、ノズルプレート１１２に形成された複数の開口１１１のそれぞれに連通する複数の圧力室（不図示）と、複数の圧力室のそれぞれの容積を変化させる加圧部（不図示）と、複数の圧力室にインクを供給するインク供給室（不図示）と、を備える。
本実施形態において、ノズル形成面１２とは、ノズルプレート１１２の表面を含む面をいう。図２に、インクジェットヘッド１１のノズル形成面１２の一例を示す。図２におけるインクジェットヘッド１１では、主走査方向に交差する副走査方向（記録媒体の搬送方向）に沿って開口１１１が並設されたノズル列１１７が形成されている。
本実施形態においては、第１インク組成物を吐出するノズル列１１７を第１ノズル列１１７ａといい、第２インク組成物を吐出するノズル列１１７を第２ノズル列１１７ｂという。第１ノズル列１１７ａの開口１１１と、第２ノズル列１１７ｂの開口１１１は、単一のノズル形成面１２に存在することが好ましい。このようなインクジェットヘッド１１は、払拭部材が第１ノズル列１１７ａの開口１１１と第２ノズル列１１７ｂの開口１１１を同時に払拭することとなり、無機酸化物コロイドの凝集が生じやすいため、本発明が特に有用である。
図２に示すように、第１ノズル列１１７ａと第２ノズル列１１７ｂは一つであっても複数であってもよい。また、複数設けられる場合には、それぞれのノズル列が同種のインク組成物を吐出するように構成されていてもよいし、例えば色材の異なるインク組成物を吐出するように構成されていてもよい。
インクジェットヘッド１１は、ノズル形成面１２に撥液膜を有することが好ましい。撥液膜は、撥液性を有している膜であれば特に制限されず、例えば、撥液性を有する金属アルコキシドの分子膜を成膜し、その後、乾燥処理、アニール処理等を経て形成することができる。金属アルコキシドの分子膜は、撥液性を有していればいかなるものでもよいが、フッ素を含む長鎖高分子基を有する金属アルコキシドの単分子膜、またはフッ素を含む長鎖高分子基などの撥液基を有する金属酸塩の単分子膜であることが望ましい。
金属アルコキシドとしては、特に限定されないが、その金属種としては、例えば、ケイ素、チタン、アルミニウム、ジルコニウムが一般的に用いられる。長鎖ＲＦ基としては、例えば、パーフルオロアルキル鎖、パーフルオロポリエーテル鎖が挙げられる。この長鎖ＲＦ基を有するアルコキシシランとして、例えば、長鎖ＲＦ基を有するシランカップリング剤等が挙げられる。撥液膜としては、特に限定されず、例えばＳＣＡ（ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ）膜や、特許第４４２４９５４号公報に記載されたものも用いることができる。なお、特に撥水性を有するものを撥水膜という。
このようなインクジェットヘッド１１の撥液膜は、凝集した無機酸化物コロイドにより傷つけられやすいため、本発明が特に有用である。
２．２．払拭部材
第１ノズル列の開口と第２ノズル列の開口とを払拭する払拭部材は、インク組成物を吸収する吸収性の部材であっても、ゴム製のワイパーなどの非吸収性の部材であってもよいが、非吸収性の部材であることが好ましい。
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
１．インクの調製
表１に記載の組成となるように、混合物用タンクに各成分を入れ、混合攪拌し、さらに５μｍのメンブランフィルターでろ過することにより各例のインク組成物を得た。なお、表中の各例に示す各成分の数値は特段記載のない限り質量％を表す。また、表中において、無機酸化物コロイド及び顔料分散液の数値は、固形分の質量％を表す。
なお、顔料インク組成物Ａ１～Ａ４は、第１インク組成物に相当し、染料インク組成物Ｂ１～Ｂ６は、第２インク組成物に相当する。
Figure 2022101085000001
表１中で使用した略号や製品成分は以下のとおりである。
〔顔料〕
ブラック顔料（ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ３００（キャボット社製）、固形分１５％）
〔無機酸化物コロイド〕
コロイダルシリカ（ＳＴ－３０Ｌ（日産化学工業製））
〔染料〕
シアン染料（Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１０８のリチウム塩）
マゼンタ染料（Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５７のリチウム塩）
イエロー染料（Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１２のリチウム塩）
〔ｐＨ調整剤〕
水酸化カリウム（ＫＯＨ）
トリエタノールアミン（ＴＥＡ）
〔アミノ酸〕
トリメチルグリシン
〔水溶性有機溶剤〕
２－ピロリドン
１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドン
トリエチレングリコールモノブチルエーテル
グリセリン
トリエチレングリコール
〔界面活性剤〕
オルフィンＥ１０１０（エアープロダクツ社製商品名、アセチレングリコール系界面活性剤）
サーフィノール１０４（日信化学工業社製商品名、アセチレングリコール系界面活性剤）
１．１．導電率
表１中、導電率は、導電率計ＥＳ－５１（ＨＯＲＩＢＡ製）を用いて測定した。なお、測定の温度は２５℃とした。
１．２．イオン量
ナトリウムイオンの濃度は、コンパクトナトリウムイオンメータＬＡＱＵＡｔｗｉｎ＜Ｎａ－１１＞（ＨＯＲＩＢＡ社製）にて測定し、カリウムイオンの濃度は、コンパクトカリウムイオンメータＬＡＱＵＡｔｗｉｎ＜Ｋ－１１＞（ＨＯＲＩＢＡ社製）にて測定した。そしてこれら測定値から合計濃度を求めた。なお、測定温度はいずれも２５℃とした。
１．３．ｐＨ
インク組成物のｐＨは、卓上型ｐＨメータ（型番：Ｆ－７２、メーカー：ＨＯＲＩＢＡ製）を用いて測定した。なお、測定の温度は２５℃とした。
２．評価方法
２．１．ワイピング耐久性
ＥＰＳＯＮ製ＰＸ－Ｓ７０５０（シリアルインクジェットプリンタ）のインクカートリッジに表２に記載する組み合わせでインク組成物を充填し、各ノズル列からインク組成物が吐出できることを確認した。なお、インクジェットヘッドのノズル形成面の構成は、図２に示すようなものであり、ノズル列番号１～４から、表２に記載の各インク組成物が吐出されるようにインク組成物を充填した。例えば、実施例１では、ノズル列番号２～４において、同じ染料インクＢ１が吐出されるようにした。
各ノズル列からインク組成物が吐出できることを確認した後に、ワイピング機構の払拭部材（ゴムワイパー）を用いて各ノズル列の開口の払拭を行うという操作を３回繰り返した。その後、そのインク組成物の付着した払拭部材を所定条件下で放置して、払拭部材に付着したインク組成物を乾燥させることで、乾燥したインク組成物が付着した払拭部材を得た。なお、放置条件は、３０℃５日間、４０℃５日間、及び４０℃１０日間の３つの条件で、本評価を行った。
そして、乾燥したインク組成物が付着した払拭部材を用いて、ノズル形成面を払拭するシーケンスを１００回繰り返し、その後、ノズルチェックパターンで着弾ずれやノズル抜けの有無を確認した。そして、改めて、乾燥したインク組成物が付着した払拭部材を作製し、さらに上記１００回の払拭シーケンスと、ノズルチェックパターンの確認を、繰り返した。そして、ノズルチェックパターンで着弾ずれやノズル抜けが確認されたところで繰り返しを停止した。なお、本評価において着弾ずれやノズル抜けが確認されるということは、払拭により撥水膜が損傷したことを意味する。評価基準を以下に示す。
＜条件１：放置条件３０℃５日間＞
ＡＡ：払拭回数５００回以上で着弾ずれやノズル抜けが確認された。
Ａ ：払拭回数３００回以上５００回未満で着弾ずれやノズル抜けが確認された。
Ｂ ：払拭回数２００回以上３００回未満で着弾ずれやノズル抜けが確認された。
Ｃ ：払拭回数１００回以上２００回未満で着弾ずれやノズル抜けが確認された。
Ｄ ：払拭回数１００回未満で着弾ずれやノズル抜けが確認された。
＜条件２：放置条件４０℃５日間＞
ＡＡ：払拭回数５００回以上で着弾ずれやノズル抜けが確認された。
Ａ ：払拭回数３００回以上５００回未満で着弾ずれやノズル抜けが確認された。
Ｂ ：払拭回数２００回以上３００回未満で着弾ずれやノズル抜けが確認された。
Ｃ ：払拭回数１００回以上２００回未満で着弾ずれやノズル抜けが確認された。
Ｄ ：払拭回数１００回未満で着弾ずれやノズル抜けが確認された。
＜条件３：放置条件４０℃１０日間＞
ＡＡ：払拭回数５００回以上で着弾ずれやノズル抜けが確認された。
Ａ ：払拭回数３００回以上５００回未満で着弾ずれやノズル抜けが確認された。
Ｂ ：払拭回数２００回以上３００回未満で着弾ずれやノズル抜けが確認された。
Ｃ ：払拭回数１００回以上２００回未満で着弾ずれやノズル抜けが確認された。
Ｄ ：払拭回数１００回未満で着弾ずれやノズル抜けが確認された。
２．２．スタック性
ＥＰＳＯＮ製ＬＸ－１００００Ｆ（ラインインクジェットプリンタ）のインクカートリッジに表２に記載する組み合わせでインク組成物を充填し、各ノズル列からインク組成物が吐出できることを確認した。その後、記録媒体（Ａ４サイズのＸｅｒｏｘ Ｐ紙、富士ゼロックス社製コピー用紙、坪量６４ｇ／ｍ2、紙厚８８μｍ）に対して、温度２５℃、湿度５０％の環境下において、印刷Ｄｕｔｙ：１００％でベタパターンを印刷して、記録物を得た。なお、ベタパターンの印刷に際しては、ノズル列番号１及び４に充填されたインク組成物を交互に吐出して、単色のベタパターンを作成した。この印刷操作を繰り返して連続印刷を行い、紙ジャムが生じるか否かによりスタック性を評価した。
＜評価基準＞
Ａ ：５０枚連続印刷しても紙ジャムが起こらない
Ｂ ：３０枚以上５０枚未満の連続印刷で紙ジャムが発生
Ｃ ：１５枚以上３０枚未満の連続印刷で紙ジャムが発生
Ｄ ：１５枚未満の連続印刷で紙ジャムが発生
Figure 2022101085000002
Figure 2022101085000003
１１…インクジェットヘッド、１２…ノズル形成面、１１１…開口、１１２…ノズルプレート、１１７…ノズル列、２００…シリアルプリンタ、２２０…搬送部、２３０…記録部、２３４…キャリッジ、２３５…キャリッジ移動機構

Claims (15)

  1. 一又は複数の第１インク組成物と一又は複数の第２インク組成物とを備えるインクセットであって、
    前記第１インク組成物が、顔料と、無機酸化物コロイドと、水とを含み、
    前記第２インク組成物が、染料と、水とを含み、
    前記インクセットにおける、一又は複数の前記第１インク組成物の２５℃における導電率と、一又は複数の前記第２インク組成物の２５℃における導電率との算術平均が、２．５ｍＳ／ｃｍ以下である、
    インクセット。
  2. 前記第１インク組成物の導電率が、０．８～２．３ｍＳ／ｃｍである、
    請求項１に記載のインクセット。
  3. 前記第１インク組成物が、アミノ酸をさらに含む、
    請求項１又は２に記載のインクセット。
  4. 前記アミノ酸の含有量が、前記無機酸化物コロイドの含有量より、質量基準において多い、
    請求項３に記載のインクセット。
  5. 前記無機酸化物コロイドの含有量が、前記第１インク組成物の総量に対して、１．０～１５質量％である、
    請求項１～４のいずれか一項に記載のインクセット。
  6. 前記第１インク組成物に含まれる前記水の含有量が、前記第１インク組成物の総量に対して、４０～８０質量％である、
    請求項１～５のいずれか一項に記載のインクセット。
  7. 前記顔料が、カーボンブラックを含む、
    請求項１～６のいずれか一項に記載のインクセット。
  8. 前記第２インク組成物の導電率が、１．０～３．２ｍＳ／ｃｍである、
    請求項１～７のいずれか一項に記載のインクセット。
  9. 前記第２インク組成物のｐＨが、８．０～９．５である、
    請求項１～８のいずれか一項に記載のインクセット。
  10. 前記第２インク組成物が、有機塩基をさらに含む、
    請求項１～９のいずれか一項に記載のインクセット。
  11. 前記第２インク組成物が、水溶性有機溶剤をさらに含む、
    請求項１～１０のいずれか一項に記載のインクセット。
  12. 処理液を備えない、
    請求項１～１１のいずれか一項に記載のインクセット。
  13. 一又は複数の第１インク組成物と一又は複数の第２インク組成物とを含むインクセットを用いる記録装置であって、
    ノズル形成面に、前記第１インク組成物を吐出する第１ノズル列と、前記第２インク組成物を吐出する第２ノズル列と、を有するインクジェットヘッドと、
    前記第１ノズル列の開口と、前記第２ノズル列の開口とを払拭する払拭部材と、を備え、
    前記第１インク組成物が、顔料と、無機酸化物コロイドと、水とを含み、
    前記第２インク組成物が、染料と、水とを含み、
    前記インクセットにおける、一又は複数の前記第１インク組成物の２５℃における導電率と、一又は複数の前記第２インク組成物の２５℃における導電率との算術平均が、２．５ｍＳ／ｃｍ以下である、
    記録装置。
  14. 前記インクジェットヘッドが、前記ノズル形成面に撥液膜を有する、
    請求項１３に記載の記録装置。
  15. 前記第１ノズル列の前記開口と、前記第２ノズル列の前記開口が、単一の前記ノズル形成面にある、
    請求項１３又は１４に記載の記録装置。
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