JP4514091B2

JP4514091B2 - Ink jet recording apparatus, recording liquid used therefor, ink cartridge containing the recording liquid, and printed matter

Info

Publication number: JP4514091B2
Application number: JP2003196251A
Authority: JP
Inventors: 壽一古川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2023-07-14
Also published as: JP2005028739A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録における印刷技術に関し、特に高速連続印字（印刷）においても裏移りがなく、フェザリングが抑制された高画質の印刷物が得られるインクジェット記録装置、及びこれに用いられる記録液とそれを収容するインクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置では、特に液体状の記録液を直接記録媒体上に吐出して印刷を行う方法を適用する関係から、連続印字を行ったときに、先に排出される記録媒体（前に印字した印刷物）上に付着した記録液が記録媒体中へ十分に浸透しないうちに、次に排出される記録媒体（後から印字された印刷物）が接触あるいは重なると、先の印刷物上の印字記録液が、次の記録媒体印刷面の裏面に転写されて裏移りする問題が生じる。
【０００３】
すなわち、高速連続印刷において、先に排出される記録媒体の記録液の乾燥状態が不十分なまま、次の排出記録媒体が接触すると裏移りによって、先に印字された印刷物の画像が乱れ、次に印字され排出される印刷物の背面が記録液で汚れてしまうという不具合が生じやすい。
従って、この不具合を防止するためには、先に排出される記録媒体上の記録液に、次に排出される記録媒体が接触する前に、先に印字された記録液が記録媒体の内部に浸透している必要がある。特に近年、インクジェット記録装置の印字速度は向上し、連続印字（連続印刷）における印刷物の排出時間間隔は、ますます短縮する方向にあり、上記裏移り問題に対する対応が求められている。
【０００４】
これに対処する方法として、記録液の表面張力が低いほど、記録液は急浸透性になることから、これを利用して裏移りによる不具合を回避する方策が知られている。
例えば、記録液の表面張力を３０〜３８ｍＮ／ｍとした場合、印字された記録液は、記録媒体が排出（排紙）されてから５秒経過を目処に、裏移りをしないとしている（例えば、特許文献１参照。）。
しかし、このような３０〜３８ｍＮ／ｍの表面張力が高い緩浸透性の記録液を用い、印刷間隔３秒以下で高速連続印刷を行った場合、各排出された印刷物が重なった際に、記録液が印刷面の裏面に転写されてしまい、裏移りを防止することができないという問題がある。
【０００５】
また、別の方法として、記録液の表面張力を２５〜６０ｍＮ／ｍとし、粘度を１．５〜６．０ｍＰ・ｓに調整した場合、記録液の乾燥時間は３〜３０秒（好ましくは５〜９秒）であり、このような条件とすることで裏移りが回避されるとしている（例えば、特許文献２参照。）。
しかし、上記表面張力（２５〜６０ｍＮ／ｍ）の記録液において、、表面張力が２５〜３０ｍＮ／ｍの場合には、３秒以下の時間でも記録媒体に浸透して、裏移りのない連続印刷が可能と考えられるが、記録液の粘度が１．５〜６．０ｍＰ・ｓに調整されるため、フェザリングが生じやすく、十分な画像品質の印刷物が得られないという難点がある。
【０００６】
また、更に別の開示例として、表面張力が５０ｍＮ／ｍ以下であるような記録液が望ましく、このような記録液では１０秒以上経過後に、裏移りはしないとしている（例えば、特許文献３参照。）。
このように上記の技術ではいずれにしても、３秒以下の印刷間隔による高速連続印刷の場合には、裏移りの防止と、十分な画像品質（画質）を両立することはは困難であった。
【０００７】
更にまた、普通紙に対する接触角の時間変化率を０．５〜４度／秒とし、表面張力を２５〜５０ｍＮ／ｍとした記録液、あるいは該接触角の時間変化率が０．５〜４度／秒である記録液の表面張力を２５〜５０ｍＮ／ｍとし、かつ接触角の時間変化率が６〜１０度／秒である場合の表面張力を１５〜４５ｍＮ／ｍとした記録液からなるインクセットが提案されている。
上記のように浸透力に差を持たせたインクセットを用いることによって、カラーブリードが抑制され、画像品質を高めるのに効果があるとしている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００８】
上記のようなインクセットからなる記録液を用いた場合、表面張力が３０ｍＮ／ｍ以下では、印刷間隔３秒以下の高速印刷においても、裏移りが防止されると考えられる。
しかし、吐出安定姓と長期保存性を確保するため、記録液の粘度は１．５〜６．０ｍＰ・ｓが良いとしており、このような粘度条件と、３０ｍＮ／ｍ以下の低表面張力の記録液では、フェザリングが生じてしまい、十分な画像品質の印刷物を得ることができないという問題がある。
【０００９】
以上記載したように、これまでの記録液における低表面張力化による裏移り防止対策だけでは、フェザリングやカラーブリードが生じやすくなって、十分な画像品質の印刷物を得ることができないという問題があった。
特に、先に排出される記録媒体上の記録液に、次に排出される記録媒体が接触する時間が３秒以下の間隔であるような高速連続印刷を行うとき、裏移りを防止することと、十分な画像品質（画質）の印刷物を得ることを両立できる技術は知られていなかった。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−２５６５９３号公報
【特許文献２】
特開２００１−２２６６１７号公報
【特許文献３】
特開２００３−０２０４２８号公報
【特許文献４】
特開２００２−２７５４０１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、インクジェット記録による印刷間隔３秒以下の高速連続印刷において、フェザリングを抑制しつつ、裏移り防止と十分な画像品質の印刷とを両立する印刷技術を実現することにある。すなわち、インクジェット記録装置と、該インクジェット記録装置に用いる記録液、及び記録液を収容するカートリッジ、並びに十分な画質の印刷物を提供することにある。なお、本発明における印刷間隔とは、連続印刷（印刷）において先に排出される記録媒体上の最後に着弾した記録液に、次に排出される記録媒体が接触するまでの時間間隔を表す。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、上記のように、先に排出される記録媒体上の記録液に、次に排出される記録媒体が接触する時間が３秒以下の間隔であるような高速連続印刷を行うとき、裏移りを防止しつつ十分な画質の印刷物を得ることを両立させることである。なお、本発明の適用範囲において、記録物の重なりが記録物のどの箇所の組合せでもよい。例えば、先に印刷された印刷物の末端部と後に印刷している印刷物の先端部が印刷中に接触するケースが考えられる。
【００１３】
先ず、裏移りを防止するためには、前記のように先に排出された記録媒体（前に印刷された印刷物）に最後の記録液の液滴が着弾してから、次の印刷物が排出されて、前に印刷された印刷物とわずかでも接触するまでの印刷間隔における最短時間に、記録液が記録媒体内に完全に浸透するようにする必要があり、このような条件として以下の関係を考慮することが重要である。
【００１４】
すなわち、下記式（１）、（２）、（３）を同時に満たすことが必要である。
ここで、印刷間隔をｖ（ｓ）とし、液滴着弾直後の記録液と記録媒体との接触角をθ（°）、記録液液滴の記録媒体に対する接触角の単位時間あたりの平均減少速度（接触角平均減少速度）をω（°／ｓ）、吐出された液滴（１滴）の吐出量をＭｊ（ｇ／ｍ²）、吐出された１滴の記録液が完全に浸透するまでにかかる時間をｔ（ｓ）、単位時間当りの吐出された記録液１滴の記録媒体への浸透量をＪ（ｇ／ｍ²・ｓ）とする。なお、印刷間隔ｖ（ｓ）は、記録媒体の大きさによらないパラメーターである。また、前記吐出量は、記録媒体単位面積当たりの記録液着弾量を示す。
【００１５】
【数１】
ｖ＞ｔ …（１）
θ−ωｔ=0 …（２）
Ｊ・ｔ＝Ｍｊ …（３）
【００１６】
また、記録液１滴の記録媒体への単位時間当りの浸透量Ｊ（ｇ／ｍ²・ｓ）は、粘度及び表面張力が増大すれば減少する（減少関数で表される）。
すなわち、粘度が低く、表面張力が低い記録液ほど、単位時間当りの浸透量Ｊは高くなって、急浸透性の記録液になる。
【００１７】
本発明においては、上記のような裏移り防止条件を満たすように配慮しつつ、検討した結果、記録液の表面張力（γ）を、１５≦γ≦３０ｍＮ／ｍの範囲とし、かつ粘度（η）を、６．０＜η≦１５ｍＰａ・ｓの範囲とすることにより、印刷間隔（ｖ）を、２≦ｖ≦３ｓとする最短時間で高速連続印刷を行っても、フェザリングを抑制しつつ、印刷物の裏移りの防止と、十分な画質の印刷とを両立することが可能であることを見出し本発明に至った。
以下、本発明について具体的に説明する。
【００１８】
請求項１の発明は、表面張力（γ）が１５≦γ≦３０ｍＮ／ｍであり、粘度（η）が６．０＜η≦１５ｍＰａ・ｓである記録液を記録媒体上に吐出し、該各記録媒体の印刷間隔（ｖ）を２≦ｖ≦３ｓに制御して印刷を行い、
前記印刷間隔（ｖ）は、先に排出される記録媒体上の最後に着弾した記録液に、次に排出される記録媒体が接触するまでの時間間隔を表し、
前記記録液の吐出量（Ｖｊ）は、３≦Ｖｊ≦８ｇ／ｍ^２であり、
前記Ｖｊ、γ、及びｖは、Ｖｊが３ｇ／ｍ ^２以上６ｇ／ｍ ^２以下のときに、γ／（１０ｖ＋１０）が１ｍＮ／ｍ・ｓを下回る関係を満たし、Ｖｊが３ｇ／ｍ ^２以上７．２ｇ／ｍ ^２以下のときに、γ／（１０ｖ＋５）が１ｍＮ／ｍ・ｓを下回る関係を満たし、かつ、Ｖｊが３ｇ／ｍ ^２以上８ｇ／ｍ ^２以下のときに、γ／１０ｖが１ｍＮ／ｍ・ｓを下回る関係を満たすことを特徴とするインクジェット記録装置である。
【００１９】
請求項１の構成によれば、印刷間隔を２秒以上３秒以下の最短時間とする高速連続印刷を行っても、印刷物の裏移りが防止され、フェザリングも抑制されて、画像品質が十分に維持された優れた印刷物を得ることができる。
また、請求項１のインクジェット記録装置によれば、通常の記録媒体に対して１９ｐｐｍ以上の印刷速度で印刷することが可能になる。なお、ｐｐｍは１分間当りの印刷物の作成枚数を表し、印刷速度を示す単位である。
さらに、請求項１の構成によれば、吐出量が好適に制御されるため、印刷物の裏移りが防止されるとともに、フェザリングも抑制されて、滲みや画像乱れのない優れた印刷物を得ることができる。
さらに、請求項１の構成によれば、表面張力（γ）が好適に調整されるため、例えば、記録液と記録媒体との濡れ性、あるいは記録液の吐出時における液滴の粒子化などを最適なものとすることができ、印刷間隔（ｖ）が、２≦ｖ≦３ｓであるような高速連続印刷を行った際にも、裏移りが防止され、良好な画像の印刷物を得ることができる。また、フェザリングが抑制されて、十分な品質の画質が得られる。すなわち、フェザリングは、表面張力が高いほど生じにくく、表面張力が高い記録液を用いるほど、高画質の印刷物が得られる。
さらに、請求項１の構成によれば、本発明の記録液の表面張力が１５ｍＮ／ｍ以上であるにもかかわらず、記録液の吐出安定姓も良好に維持されるほか、液滴の浸透速度も好適に確保される。これによって、印刷物の裏移りが防止されるとともに、フェザリングも抑制されて、画質の優れた印刷物を得ることができる。
【００４０】
請求項２の発明は、前記記録液の粘度（η）と表面張力（γ）との比（η／γ）は、０．２５≦η／γ≦０．５（ｓ／ｍ）の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置である。
【００４１】
請求項２の構成によれば、粘度（η）と表面張力（γ）との関係が好適に調整されるため、印刷物の裏移りが防止され、フェザリングも抑制されるほか、特に高画質な印刷物が得られる。
【００４２】
請求項３の発明は、前記記録液の液滴が記録媒体に着弾してから記録媒体に浸透して該液滴の記録媒体に対する接触角が０°に到達するまでの接触角平均減少速度をωとするとき、ωは、４≦ω≦１５（°／ｓ）の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置である。
【００４３】
請求項３の構成によれば、記録液の浸透速度が好適に保たれて印刷物の裏移りが防止されるとともに、記録液が比較的短時間で広く浅く浸透するため、フェザリングやカラーブリードを発生することなく良好な画質の印刷物を得ることができる。
【００４４】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録装置に用いられることを特徴とする記録液である。
【００４５】
請求項４の構成によれば、本発明におけるインクジェット記録装置に好適な表面張力（γ）と粘度（η）に調節されているため、フェザリングも抑制されるとともに、印刷物の裏移りがなく、十分な画像品質に維持された印刷物を得ることができる。
【００４６】
請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録装置に装着される記録液を収容したことを特徴とするインクカートリッジである。
【００４７】
請求項５の構成によれば、記録液の装着・交換を容易とすることができ、簡単で着実なメンテナンス作業を可能とし、画像品質の安定化を実現する。また、画像装置をコンパクトに構成することもできる。
【００４８】
請求項６の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録装置により、該インクジェット記録装置に用いられる記録液を記録媒体上に吐出して印刷されることを特徴とする印刷物である。
【００４９】
請求項６の構成によれば、印刷物の裏移りが防止され、フェザリングも抑制された画像品質が十分に維持された優れた印刷物を得ることができる。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明のインクジェット記録装置に用いられる記録液の表面張力（γ）は、前記のように、γ≦３０ｍＮ／ｍであることが好ましく、更には、１５≦γ≦３０ｍＮ／ｍがより好ましい。記録液の表面張力が３０ｍＮ／ｍを超えると、印刷間隔（ｖ）が、ｖ≦３秒（ｓ）の高速連続印刷を行ったとき、裏移りが生じて印刷物の画像も乱れる。一方、１５ｍＮ／ｍ未満では、フェザリングにより十分な画質が得られない。フェザリングは表面張力が高いほど生じにくく、表面張力が高い記録液を用いるほど高画質の印刷物が得られる傾向がある。
【００５１】
また、本発明のインクジェット記録装置に用いられる記録液の粘度（η）は、前記のように、η≦１５ｍＰ・ｓ以下であることが好ましく、更には、６．０＜η≦１５ｍＰ・ｓがより好ましい。本発明のインクジェット記録装置に用いられる記録液の表面張力は、上記のように１５ｍＮ／ｍ以上であるため、記録液の粘度が１５ｍＰ・ｓを超えると、液滴の浸透速度が遅くなって裏移りする。また、記録液の吐出安定姓が損なわれやすい。一方、６．０ｍＰ・ｓ未満では、フェザリングの発生により、十分な画質が得られない傾向がある。フェザリングは、粘度が高いほど生じにくく、粘度が高い記録液を用いるほど高画質の印刷物が得られる。
本発明における表面張力（γ）と粘度（η）が調節された記録液を用いることにより、１分間当りの記録媒体の印刷枚数（枚／分：ｐｐｍ）、すなわち、先に排出される記録媒体と、後に排出される記録媒体とが全面で重なるまでの総時間を考慮した場合の印刷速度は、１９ｐｐｍ以上とすることが可能になる。
【００５２】
また、本発明者らは、記録液の粘度（η）と表面張力（γ）の関係において、上記粘度範囲と表面張力範囲とを満たすと共に、更に、粘度（η）と表面張力（γ）との比（η／γ）が、０．２５≦η／γ≦０．５ｓ／ｍを満たす条件の場合に、特に高画質な印刷物が得られることを見出した。
【００５３】
また、裏移り防止の可否は、記録液の吐出量Ｍｊにより左右され、以下の関係にあることが分かった。
表面張力（γ）が、γ≦３０ｍＮ／ｍ、粘度（η）が、η≦１５ｍＰａ・ｓである記録液を吐出し、該各記録媒体の印刷間隔（ｖ）を、ｖ≦３ｓ以下として印刷を行う本発明のインクジェット記録装置において、記録液の吐出量（Ｖｊ）を、Ｖｊ≦６ｇ／ｍ²とした場合、前記γとｖとが関係式；γ／（１０ｖ＋１０）＜１ｍＮ／ｍ・ｓを満たすとき、裏移りを生じずに十分な画質の印刷物が得られることを見出した。
更に、上記記録液の吐出量（Ｖｊ）を、Ｖｊ≦７．２ｇ／ｍ²とした場合、前記γとｖとが関係式；γ／（１０ｖ＋５）＜１ｍＮ／ｍ・ｓを満たすとき、裏移りを生じずに十分な画質の印刷物が得られることを見出した。
更にまた、上記記録液の吐出量（Ｖｊ）をＶｊ≦８ｇ／ｍ²とした場合、前記γとｖとが関係式；γ／１０ｖ＜１ｍＮ／ｍ・ｓを満たすとき、裏移りを生じずに十分な画質の印刷物が得られることを見出した。
【００５４】
一方、吐出された記録液が全て浸透するまでの時間は、記録液の量、表面張力、粘度などによって決まるが、簡易な観測法としては、記録媒体上に液滴が着弾してから、該記録媒体内に完全に浸透するまでの接触角の変化と時間を直接測定することによって求めることができる。
すなわち、液滴着弾直後の記録液と記録媒体との接触角をθとし、液滴が着弾してから記録媒体内に完全に浸透するまでの時間をｔとすれば、記録液と記録媒体との接触角の平均的減少速度（接触角平均減少速度ω（ω＞０））は、前記式（２）［θ−ωｔ＝０ …（２）］により求められる。
液滴の着弾直後における液滴の接触角θは、表面張力に大きく依存し、表面張力が大きいほど大きくなる。また液滴の接触角の平均減少速度ωは、粘度が高くなるほど小さくなる。
【００５５】
本発明で見出した粘度と表面張力とを調整した高粘度、かつ低表面張力の記録液は、記録媒体に着弾した直後の初期接触角が低く、着弾直後に液滴は記録媒体表面で広く大きくつぶれる。このため浸透に際して、記録媒体（例えば、紙）表面を広く浅く使うことができ、高粘度により多少低速化の傾向にあるとしても、比較的短時間で浸透することができる。このようなバランスを保持しているため、フェザリングも起らない。
接触角減少速度ωが、１０°／ｓ（度／ｓ）よりも大きいと、記録液の浸透速度が速すぎ、フェザリングやカラーブリードが生じて十分な画質を得ることができない。一方、４°／ｓよりも小さいと、記録液の浸透速度が遅すぎ、印刷間隔（ｖ）が、ｖ≦３ｓの高速連続印刷では裏移りが生じてしまう。
ただし、ωが１．５〜５°／ｓの範囲であっても、表面張力が３０ｍＮ／ｍを超えると、θが大きくなりすぎて浸透が間に合わず、裏移りを生じる。また、表面張力が１５ｍＮ／ｍ未満であると、液滴が記録媒体に全て浸透した後も記録液が大きく拡散してしまい、フェザリングが生じる。粘度が６ｍＰａ／ｓ未満であると、低すぎてフェザリングを生じることがある。
【００５６】
本発明におけるインクジエット記録装置に用いる記録液として、液媒体（例えば、水溶性有機溶媒及び水）中に色材（例えば、顔料あるいは染料）を含有する記録液を用いることができ、記録液中には必要に応じて、他の成分として、分散剤、防錆剤、酸化防止剤、湿潤剤、浸透剤、防腐・防黴剤、ｐＨ調製剤、消泡剤など他の成分を含んでも構わない。
また、記録液と処理液（記録液と反応して色材の浸透性を調整する）とをセットとしたインクセットの形態であってもよい。以下に、本発明において用いる記録液の成分例を説明する。
【００５７】
［記録液］
本発明に使用する記録液に用いる色材としては染料、顔料のいずれも用いることができる。本発明に用いられる記録液に使用される顔料としては、有機顔料と無機顔料がある。
有機顔料としては、アゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ペリレン系、イソインドレノン系、アニリンブラツク、アゾメチン系、ローダミンＢレーキ顔料、カーボンブラック等が例示される。
また、無機顔料としては、酸化鉄、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、紺青、カドミウムレッド、クロムイエロー、金属粉等が例示される。
【００５８】
また、アニオン性基を有する顔料分散剤の例としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレンアクリル樹脂、スチレンマレイン酸樹脂、水溶性ビニルナフタレンアクリル樹脂、水溶性ビニルナフタレンマレイン酸樹脂、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、カルボキシメチルセルロース、デンプングリコール酸、アルギン酸ナトリウム、ペクチン酸、ヒアルロン酸などを挙げることができる。これらのアニオン系分散剤は、酸の形でも用いることができるが、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属塩を用いることもできる。
【００５９】
表面にアニオン性基を有する顔料の例としては、カルボキシル基やスルホン酸基を有するカーボン・ブラックがその代表例として挙げられる。その他、フタロシアニン系顔料や、アントラキノン系顔料を酸化処理したり、あるいは発煙硫酸で処理したりして、顔料粒子の一部にカルボキシル基やスルホン酸基を導入したものもその例として挙げられる。
【００６０】
本発明で用いられる水溶性染料としては、カラーインデックスにおいて酸性染料、直接性染料、塩基性染料、反応性染料、食用染料に分類される染料で、耐水性や耐光性が優れたものが用いられる。これら染料は、複数種類を混合して用いてもよいし、あるいは必要に応じて顔料等の他の色素と混合して用いてもよい。これら着色材は、本発明の効果が阻害されない範囲で添加される。下記に染料の例を示す。
【００６１】
（ａ）酸性染料及び食用染料として、
Ｃ．Ｉ．アシッド・イエロー１７，２３，４２，４４，７９，１４２、
Ｃ．Ｉ．アシッド・レッド１，８，１３，１４，１８，２６，２７，３５，３７，４２，５２，８２，８７，８９，９２，９７，１０６，１１１，１１４，１１５，１３４，１８６，２４９，２５４，２８９、
Ｃ．Ｉ．アシッド・ブルー９，２９，４５，９２，２４９、
Ｃ．Ｉ．アシッド・ブラック１，２，７，２４，２６，９４、
Ｃ．Ｉ．フード・イエロー３，４、
Ｃ．Ｉ．フード・レッド７，９，１４、
Ｃ．Ｉ．フード・ブラック１，２等が挙げられる。
【００６２】
（ｂ）直接染料として、
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・イエロー１，１２，２４，２６，３３，４４，５０，８６，１２０，１３２，１４２，１４４、
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・レッド１，４，９，１３，１７，２０，２８，３１，３９，８０，８１，８３，８９，２２５，２２７、
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・オレンジ２６，２９，６２，１０２、
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブルー１，２，６，１５，２２，２５，７１，７６，７９，８６，８７，９０，９８，１６３，１６５，１９９，２０２、
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブラック１９，２２，３２，３８，５１，５６，７１，７４，７５，７７，１５４，１６８，１７１等が挙げられる。
【００６３】
（ｃ）塩基性染料として、
Ｃ．Ｉ．ベーシック・イエロー１，２，１１，１３，１４，１５，１９，２１，２３，２４，２５，２８，２９，３２，３６，４０，４１，４５，４９，５１，５３，６３，６４，６５，６７，７０，７３，７７，８７，９１、
Ｃ．Ｉ．ベーシック・レッド２，１２，１３，１４，１５，１８，２２，２３，２４，２７，２９，３５，３６，３８，３９，４６，４９，５１，５２，５４，５９，６８，６９，７０，７３，７８，８２，１０２，１０４，１０９，１１２、
Ｃ．Ｉ．ベーシック・ブルー１，３，５，７，９，２１，２２，２６，３５，４１，４５，４７，５４，６２，６５，６６，６７，６９，７５，７７，７８，８９，９２，９３，１０５，１１７，１２０，１２２，１２４，１２９，１３７，１４１，１４７，１５５、
Ｃ．Ｉ．ベーシック・ブラック２，８等が挙げられる。
【００６４】
（ｄ）反応性染料として、
Ｃ．Ｉ．リアクティブ・ブラック３，４，７，１１，１２，１７、
Ｃ．Ｉ．リアクティブ・イエロー１，５，１１，１３，１４，２０，２１，２２，２５，４０，４７，５１，５５，６５，６７、
Ｃ．Ｉ．リアクティブ・レッド１，１４，１７，２５，２６，３２，３７，４４，４６，５５，６０，６６，７４，７９，９６，９７、
Ｃ．Ｉ．リアクティブ・ブルー１，２，７，１４，１５，２３，３２，３５，３８，４１，６３，８０，９５等が挙げられる。
【００６５】
前記のように本発明の記録液は、防錆剤を含有することができる。防錆剤を含有することによって、ヘッド等の接液面の金属腐食を防ぐことができる。
防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト、ベンゾトリアゾール等が使用できる。これら防錆剤の中で腐食低減には、ベンゾトリアゾールが特に好ましい。
【００６６】
本発明に用いられる記録液に含有してもよい防錆剤は、０．００１〜１０ｗｔ％含有するのが望ましい。０．００１ｗｔ％未満では腐食低減効果が十分に得られず、１０ｗｔ％を超える場合には、防錆剤の一部が分離あるいは析出する不具合を起こし、記録液の安定性が十分に得られない。中でも特に、０．１〜２ｗｔ％が望ましい。
【００６７】
本発明の記録液は、酸化防止剤を含有することができる。酸化防止剤を含有することによって、ヘッド等の接液面の金属腐食を防ぐことができる。酸化防止剤には、生成したラジカルにプロトンを与えて安定化させるラジカル受容体型のものと、安定なアルコールに変質させる過酸化物分離型の２種類がある。
【００６８】
前者のラジカル受容体型としては、フェノール系化合物類、アミン系化合物類が代表的である。
フェノール系化合物類としては、ハイドロキノン、ガレート等の化合物、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ステアリル−β−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、テトラキス［メチレン−３（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、タンニン酸等のヒンダードフェノール系化合物が例示される。
また、アミン系化合物類としては、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、フェニル−β−ナフチルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ’−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルエチレンジアミン、フェノチアジン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−テトラメチル−ジアミノジフェニルメタン等が例示される。
【００６９】
また、後者の過酸化物分離型としては、硫黄系化合物類、リン系化合物類が代表的である。
硫黄系化合物としては、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジステアリルβ，β’−チオジブチレート、２−メルカプトベンゾイミダゾール、ジラウリルサルファイド等が例示され、リン系化合物類としては、トリフェニルフォスファイト、トリオクタデシルフォスファイト、トリデシルフォスファイト、トリラウリルトリチオフォスファイト、ジフェニルイソデシルフォスファイト、トリノニルフェニルフォスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールフォスファイト等が例示される。
【００７０】
本発明に用いられる記録液に含有してもよい酸化防止剤は、００１〜１０ｗｔ％含有するのが望ましい。０．００１ｗｔ％未満では、腐食低減効果が十分に得られず、１０ｗｔ％を超える場合には、酸化防止剤の一部が分離あるいは析出する不具合を起こし、記録液の安定性が十分に得られない。中でも特に、０．１〜２ｗｔ％が望ましい。
【００７１】
本発明に用いられる記録液を所望の物性にするため、あるいは乾燥による記録ヘッドのノズルの詰まりを防止するためなどの目的から、色材の他に水溶性有機溶媒を使用することが好ましい。水溶性有機溶媒には、湿潤剤、浸透剤が含まれる。湿潤剤は、主に乾燥による記録ヘッドのノズル詰まりを防止することを目的として添加される。
【００７２】
湿潤剤の具体例としては、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、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−へキサンジオール、グリセリン、１，２，６−へキサントリオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類；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、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチ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等の多価アルコールアルキルエーテル類；エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエ−テル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類；ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノ−ル等の含硫黄化合物類；プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン等である。これらの溶媒は、水とともに単独もしくは複数混合して用いられる。
【００７３】
また、浸透剤は記録液と被記録材の濡れ性を向上させ、浸透速度を調整する目的で添加される。浸透剤としては、下記構造式（I）〜（IV）で示されるものが好ましい。すなわち、下記構造式（I）のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系界面活性剤、下記構造式（II）のアセチレングリコール系界面活性剤、下記構造式（III）のポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤ならびに下記構造式（IV）のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル系界面活性剤は、液の表面張力を低下させることができるので、濡れ性を向上させ、浸透速度を高めることができる。
【００７４】
【化１】

【００７５】
（上記式中、Ｒは分岐していてもよい炭素数６〜１４の炭化水素鎖、ｋは５〜２０の整数を表す。）
【００７６】
【化２】

【００７７】
（上記式中、ｍ、ｎは０〜４０の整数を表す。）
【００７８】
【化３】

【００７９】
（上記式中、Ｒは分岐してもよい炭素数６〜１４の炭化水素鎖を表す。）
【００８０】
【化４】

【００８１】
（式中、Ｒは炭素数６〜１４の炭化水素鎖を表し、ｍ、ｎはそれぞれ２０以下のの整数を表す。）
【００８２】
前記構造式（I）〜（IV）の化合物以外では、例えばジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、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、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体等のノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、エタノール、２−プロパノール等の低級アルコール類を用いることができるが、特にジエチレングリコールモノブチルエーテルが好ましい。
【００８３】
前記のように本発明の記録液は、防腐・防黴剤を含有することができる。これらの防腐・防黴剤を含有することによって、記録液における菌の繁殖を抑えることができる。これによって、記録液の保存安定性、画質安定性等を高めることができる。
防腐・防黴剤としては、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、イソチアゾリン系化合物、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム等や市販の防腐・防黴剤を使用することができる。市販品の防腐・防黴剤としては、例えば、ＰＲＯＸＥＬＬＶ（Ｓ）〔アビシア（株）社製；（主成分：１，２−ベンゾチアゾリン−３−オン／水酸化ナトリウム）〕を使用することもできる。
【００８４】
本発明に用いる記録液は、ｐＨ調整剤を含有することができる。ｐＨ調整剤としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物、第４級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、ジエタノールアミン、トリエタノ−ルアミン等のアミン類、硼酸、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸等を用いることができる。
【００８５】
本発明に用いられる記録液のｐＨは、３〜１１であることが好ましく、接液する金属部材の腐食防止の観点から、６〜１０であることが更に好ましい。
なお、本発明に用いる記録液の表面張力は、前記のように、裏移り,及び裏移りに伴う画像乱れを防止するために、γ≦３０ｍＮ／ｍであることが好ましく、被記録材（記録媒体）との濡れ性と、液滴を粒子化させるための両立性の観点から、１５≦γ≦３０ｍＮ／ｍであることが更に好ましい。
【００８６】
次に、本発明における記録液を用いて印字（印刷）し、画像形成を行うインクジェット記録装置及びインクカートリッジについて、図面を用いて説明する。
図１は、本発明におけるインクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図である。図１において、記録液が収容されるカートリッジ２０は、キャリッジ１８に収納される。ここで、カートリッジ２０は、色毎の記録液用として別々に準備され、それぞれの液が分離された状態で取り付けられている。このような状態で記録液がカートリッジ２０からキャリッジ１８に搭載された記録ヘッド１８ａに供給される。なお、図１において、記録ヘッド１８ａ面は下方方向を向いた状態であるため、ヘッド面は見えない状態である。
【００８７】
キャリッジ１８に搭載された記録ヘッド１８ａは、主走査モータ２４で駆動されるタイミングベルト２３によってガイドシャフト２１、２２にガイドされて移動する。一方、被記録材（記録媒体）はプラテン１９によって記録ヘッド１８ａと対面する位置に置かれる。なお、図中の符号について説明すると、２は本体筐体、１６はギア機構、１７は副走査モーター、２５及び２７はギア機構、２６は主走査モーターを示す。
【００８８】
上記記録ヘッド１８ａの吐出ノズル面の概略（一構成例）を図２の拡大断面図に示す。
例えば、吐出ノズル３２、３３、３４、３５からは、適宜収納されたカートリッジに応じて、例えばイエロー記録液、マゼンタ記録液、シアン記録液、そしてブラック記録液がそれぞれ吐出される。また、記録液と処理液とから構成されるインクセットを用いる場合には、必要に応じて吐出ノズル３１から色剤と反応性を有する成分を含む液体組成物が吐出されてもよい。この場合、処理液が吐出される吐出ノズル３１は縦方向に設けられた構成（図２）となる。
【００８９】
また、図３の拡大断面図に示すように、吐出ノズルを全て横方向に並べて構成する別の形態とした記録ヘッド１８ａとすることも可能である。
例えば、図３中で吐出ノズル３７、３８、３９、４０からは、適宜収納されたカートリッジに応じて、例えばイエロー記録液、マゼンタ記録液、シアン記録液、そしてブラック記録液がそれぞれ吐出される。
また、記録液と処理液とから構成されるインクセットを用いる場合には、必要に応じて吐出ノズル３６及び吐出ノズル４１から色剤と反応性を有する成分を含む液体組成物が吐出されてもよい。この場合、処理液が吐出される吐出ノズル３６及び吐出ノズル４１は横方向に設けられた構成（図３）となる。
【００９０】
このような態様の記録ヘッド１８ａにおいては、キャリッジ１８に搭載された記録ヘッド１８ａがガイドシャフト２１、２２にガイドされて往復する往路、復路いずれにおいても印字が可能である。すなわち、往路、復路のいずれにおいても、被記録媒体上に対して処理液を先に付着させ、その上からカラー記録液を付着させること、あるいはその逆が可能であり、記録ヘッド１８ａの移動方向の違いによって画像濃度差を生じないようにすることが可能である。
【００９１】
本発明のインクジエット記録装置は、記録液の補充をインクカートリッジ単位で取り替えることが可能であるが、このインクカートリッジは、記録ヘッド１８ａと一体化されたものであってもよい。
本発明に用いられる記録液をそれぞれ収容可能なインクカートリッジの概略構成を示す外観斜視図を図４に、またインクカートリッジの概略内部構成を示す正断面図を図５に示す。図４、５に示す構成のインクカートリッジ２０は、何れの記録液も共通して収容することができる。
【００９２】
インクカートリッジ２０は、図４、５に示すように、カートリッジ筐体４９内に所要の記録液もしくは処理液を吸収させた液吸収体４２を収容している。液吸収体４２は、多孔質体からなり、記録液もしくは処理液を吸収している。カートリッジ筐体４９には、上部に広い開口を有するケース４３の上部開口に上蓋部材４４が形成されている。Ａは空間を示す。更に上蓋部材４４には、溝４８形状の大気解放口４７、カートリッジ着脱用突起部８１が設けられている。符号５５は、大気解放口４７のシール部材である。また、カートリッジ筐体４９のケース４３底部には、記録ヘッド１８ａへ各液を供給するための液供給口４５が形成されており、この液供給口４５内周辺にはシーリング４６が嵌着されている。カートリッジ筐体４９には、画像形成装置に装填する前の状態において液の漏洩を防止するため、液供給口４５を塞ぐための液漏れ防止用突部５１を設けたキャップ部材５０が装着されている。なお、符号７１はカートリッジ位置決め部、８１ａはカートリッジ着脱用指掛け部、８２はカートリッジ着脱用窪み部を示す。
【００９３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明はなんら実施例に限定されるものではない。なお、本文中の部は、重量部を表す。各記録液の処方における合計配合量は１００重量部を表す。
先ず、以下に示す記録液Ａ〜記録液Ｆを各処方に従って調製した。それぞれの記録液の粘度（η）及び表面張力（γ）を表１に示す。
【００９４】
＜記録液Ａ＞
キャボジェット３００
（キャボット社製、自己分散型顔料）１０．０部
グリセリン３２．０部
デヒドロ酢酸ナトリウム０．２部
チオ硫酸ナトリウム０．２部
水残量
【００９５】
＜記録液Ｂ＞
キャボジェット３００
（キャボット社製、自己分散型顔料）１０．０部
グリセリン３２．０部
オレフィンＳＴＧ（信越化学製）０．８部
デヒドロ酢酸ナトリウム０．２部
チオ硫酸ナトリウム０．２部
水残量
【００９６】
＜記録液Ｃ＞
キャボジェット３００
（キャボット社製、自己分散型顔料）１０．０部
グリセリン３２．０部
オレフィンＥ１０１０２．０部
デヒドロ酢酸ナトリウム０．２部
チオ硫酸ナトリウム０．２部
水残量
【００９７】
＜記録液Ｄ＞
キャボジェット３００
（キャボット社製、自己分散型顔料）１０．０部
グリセリン３８．４部
オレフィンＳＴＧ（信越化学製）０．８部
デヒドロ酢酸ナトリウム０．２部
チオ硫酸ナトリウム０．２部
水残量
【００９８】
＜記録液Ｅ＞
キャボジェット３００
（キャボット社製、自己分散型顔料）１０．０部
グリセリン８．０部
オレフィンＳＴＧ（信越化学製）０．９部
デヒドロ酢酸ナトリウム０．２部
チオ硫酸ナトリウム０．２部
水残量
【００９９】
＜記録液Ｆ＞
キャボジェット３００
（キャボット社製、自己分散型顔料）１０．０部
グリセリン３２．０部
オレフィンＳＴＧ（信越化学製）０．３部
デヒドロ酢酸ナトリウム０．２部
チオ硫酸ナトリウム０．２部
水残量
【０１００】
＜記録液Ｇ＞
キャボジェット３００
（キャボット社製、自己分散型顔料）１０．０部
グリセリン３２．０部
オレフィンＳＴＧ（信越化学製）１．５部
デヒドロ酢酸ナトリウム０．２部
チオ硫酸ナトリウム０．２部
水残量
【０１０１】
＜記録液Ｈ＞
キャボジェット３００
（キャボット社製、自己分散型顔料）１０．０部
グリセリン３２．０部
オレフィンＳＴＧ（信越化学製）２．０部
デヒドロ酢酸ナトリウム０．２部
チオ硫酸ナトリウム０．２部
水残量
【０１０２】
＜記録液Ｉ＞
キャボジェット３００
（キャボット社製、自己分散型顔料）１０．０部
１，３−ブタンジオール２４．３部
グリセリン３４．６部
２−ピロリドン２．２部
オレフィンＳＴＧ（信越化学製）０．８部
デヒドロ酢酸ナトリウム０．２部
チオ硫酸ナトリウム０．２部
水残量
【０１０３】
＜記録液Ｊ＞
キャボジェット３００
（キャボット社製、自己分散型顔料）１０．０部
グリセリン２５．６部
オレフィンＳＴＧ（信越化学製）０．８部
デヒドロ酢酸ナトリウム０．２部
チオ硫酸ナトリウム０．２部
水残量
【０１０４】
【表１】

【０１０５】
実施例１
上記調製した記録液Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｇ、Ｈを用い、それぞれインクカートリッジに収容して、リコー製ＩｐｓｉｏＪｅｔ３００の改造機（プリンター）に装着し、吐出して印刷（印字）を行い、印字された記録物の裏移りの有無と画質（フェザリング等）を評価した。記録媒体としては、普通紙（マイペーパーＴＡ：リコー製）を用いて評価を行った。
なお、改造機は、先に排出される記録媒体（普通紙）上に吐出した最後の液滴が着弾した瞬間から、各設定された印刷間隔（２秒、２．５秒、及び３秒後）をもって、当該最後の液滴が着弾した箇所に、次に排出される記録媒体（普通紙）が接触する（重なる）ように調整されている。排出される普通紙が重なる箇所では、ローラーにより１００ｇ／ｃｍ²の圧力が掛けられる。また、液滴の吐出量は、６ｇ／ｍ²に制御して印字を行った。
このような条件で印字を行った印刷物の評価は、以下に示す評価方法、評価基準に基づいて行った。得られた評価結果を表２に示す。
なお、上記印刷間隔（２．０秒、２．５秒、及び３．０秒）による、普通紙の印刷枚数（枚／分：ｐｐｍ）は、それぞれおよそ、２秒で３０ｐｐｍ、２．５秒で２４ｐｐｍ、３秒で２０ｐｐｍである。
【０１０６】
＜画質評価方法＞
（１）裏移り
×：裏移りをし、重ねた紙の背面に記録液が付着する。記録媒体の接触面では先に印字された印刷物の画像が滲みにより乱れ、印字された文字が判別できなくなる。
△：裏移りをし、重ねた紙の背面にわずかに記録液が付着するが、記録媒体の接触面でも先に印字された印刷物の画像は、滲みにより乱れず、印字された文字は十分判別できる。
（２）フェザリング
×：裏移りはないが、印字された文字の境界線がはっきりしないほど文字が滲んでいる。
△：裏移りはない。印字された文字の境界線は一部で滲んでいるが、目立たない。
○：裏移りがなく、かつ印字された文字の境界線の滲みも視認できない。
【０１０７】
【表２】

【０１０８】
上記インクジェット記録装置により、粘度（η）をほぼ一定にして（８．１〜８．５）、表面張力（γ）を変えて調節した記録液を用いて、それぞれ印刷間隔（ｖ）を、２秒、２．５秒、３秒として吐出した実験結果から、表面張力（γ）及び印刷間隔（ｖ）と裏移り現象との間に一定の関係のあることが分かった。
すなわち、記録液の吐出量が６ｇ／ｍ²以下においては、γとｖとから導かれる下記関係式；
γ／（１０ｖ＋１０）＜１ｍＮ／ｍ・ｓ
を満たす場合に、裏移りをしないことが明らかになった。
特に、表面張力（γ）は、１５≦γ≦３０ｍＮ／ｍであることがより好ましいことが分かった。記録液の表面張力が３０ｍＮ／ｍよりも大きいと、裏移り、及び裏移りによる画像乱れが生じた。一方、１５ｍＮ／ｍよりも小さいと、フェザリングの発生により、十分な画質が得られなかった。また、フェザリングは、表面張力が高いほど生じにくく、表面張力が高い記録液を用いるほど高画質の印刷物が得られる傾向のあることが明らかとなった。
【０１０９】
実施例２
実施例１において、液滴の吐出量を７．２ｇ／ｍ²に制御して印字を行った他は、実施例１と同様に記録液Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｇ、Ｈを用い、前記リコー製ＩｐｓｉｏＪｅｔ３００の改造機（プリンター）により、普通紙（マイペーパーＴＡ：リコー製）に印字を行い、印字された記録物の裏移りの有無と画質（フェザリング等）を評価した。
このような条件で印字を行った印刷物の評価を前記評価方法、評価基準に基づいて行った。得られた評価結果を表３に示す。
【０１１０】
【表３】

【０１１１】
実施例１と同様に、粘度（η）をほぼ一定にして（８．１〜８．５）、表面張力（γ）を変えて調節した記録液を用いて、それぞれ印刷間隔（ｖ）を、２秒、２．５秒、３秒として吐出した実験結果から、表面張力（γ）及び印刷間隔（ｖ）と裏移り現象との間に一定の関係のあることが分かった。
すなわち、記録液の吐出量が７．２ｇ／ｍ²以下においては、γとｖとから導かれる下記関係式；
γ／（１０ｖ＋５）＜１ｍＮ／ｍ・ｓ
を満たす場合に、裏移りをしないことが明らかになった。
記録液Ｆの場合には、吐出量を６ｇ／ｍ²から７．２ｇ／ｍ²に増加することによって、記録液の記録媒体への浸透が２秒以下では間に合わず、若干の裏移りが生じた。しかし表面張力が３０ｍＮ／ｍ以下では、裏移りをしても文字が判別できなくなるほどの画像乱れや滲みは観察されなかった。
このように、表面張力（γ）は、１５≦γ≦３０ｍＮ／ｍであることがより好ましく、記録液の表面張力が３０ｍＮ／ｍを超えると裏移り、及び裏移りによる画像乱れが生じた。
表面張力とフェザリングの関係は、吐出量を６ｇ／ｍ²から７．２ｇ／ｍ²に増加する程度ではあまり変わらず、１５ｍＮ／ｍよりも低いと、フェザリングの発生により十分な画質が得られない。表面張力が高いほどフェザリング生じにくく、高画質の印刷物が得られる傾向は実施例１と同様である。
【０１１２】
実施例３
実施例１において、液滴の吐出量を８．０ｇ／ｍ²に制御して印字を行った他は、実施例１と同様に記録液Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｇ、Ｈを用い、前記リコー製ＩｐｓｉｏＪｅｔ３００の改造機（プリンター）により、普通紙（マイペーパーＴＡ：リコー製）に印字を行い、印字された記録物の裏移りの有無と画質（フェザリング等）を評価した。
このような条件で印字を行った記録物の評価を前記評価方法、評価基準に基づいて行った。得られた評価結果を表４に示す。
【０１１３】
【表４】

【０１１４】
実施例１と同様に、粘度（η）をほぼ一定にして（８．１〜８．５）、表面張力（γ）を変えて調節した記録液を用いて、それぞれ印刷間隔（ｖ）を、２秒、２．５秒、３秒として吐出した実験結果から、表面張力（γ）及び印刷間隔（ｖ）と裏移り現象との間に一定の関係のあることが分かった。
すなわち、記録液の吐出量が８．０ｇ／ｍ²以下においては、γとｖとから導かれる下記関係式；
γ／１０ｖ＜１ｍＮ／ｍ・ｓ
を満たす場合に、裏移りをしないことが明らかになった。
記録液Ｆの場合には、吐出量を６ｇ／ｍ²から８．０ｇ／ｍ²に増加することにより、記録液の記録媒体への浸透が２．５秒以下では間に合わず、更に、記録液Ｂの場合には、記録液の記録媒体への浸透が２秒以下では間に合わず、若干の裏移りが生じた。しかし、表面張力３０ｍＮ／ｍ以下では、裏移りをしても文字が判別できなくなるほどの画像乱れや、滲みは観察されなかった。
この結果から、表面張力（γ）は、１５≦γ≦３０ｍＮ／ｍであることがより好ましく、記録液の表面張力が３０ｍＮ／ｍを超える場合には、裏移り、及び裏移りによる画像乱れが生じた。
また、表面張力とフェザリングの関係は、吐出量を６ｇ／ｍ²から８．０ｇ／ｍ²に増加する程度ではあまり変わらず、１５ｍＮ／ｍよりも低い場合には、フェザリングの発生により十分な画質が得られない。表面張力が高いほどフェザリング生じにくく、高画質の印刷物が得られる傾向は実施例１と同様である。
【０１１５】
実施例４
記録液として、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｉ、Ｊを用いた他は、実施例１と同様に液滴の吐出量を６．０ｇ／ｍ²に制御し、前記リコー製ＩｐｓｉｏＪｅｔ３００の改造機（プリンター）により、普通紙（マイペーパーＴＡ：リコー製）に印字を行い、印字された印刷物の裏移りの有無と画質（フェザリング等）を評価した。
なお、表面張力（γ）をほぼ同程度とし（２４．８〜２６．１）、粘度（η）を変えて調節した記録液を用いて、それぞれ印刷間隔（ｖ）、２秒、２．５秒、３秒で吐出して実験した。
このような条件で印字を行った記録物の評価を前記評価方法、評価基準に基づいて行った。得られた評価結果を表５に示す。
【０１１６】
【表５】

【０１１７】
上記実験結果から、記録液の粘度（η）は、η≦１５ｍＰａ・ｓであることが好ましく、更には、６．０＜η≦１５ｍＰａ・ｓの範囲であることがより好ましいことが明らかとなった。記録液の粘度が１５ｍＰ・ｓを超えると、裏移りによる画像乱れが生じる。一方、６ｍＰ・ｓよりも低いと、フェザリングの発生により、十分な画質が得られない。
また、この実験結果から、粘度が高いほど裏移りを生じやすくし、フェザリングを生じにくくすること、これに対して、粘度が低いほど裏移りを生じにくくし、フェザリングを生じやすくすることが分かった。（なお、表面張力は高いほど、裏移りを生じやすくし、フェザリングを生じにくく、逆に、表面張力が低いほど、裏移りを生じにくくし、フェザリングを生じやすくする。）粘度と表面張力は、どちらが高すぎても低すぎても不具合が生じる。
また、表５に示したように、この実験結果から、記録液の粘度（η）と表面張力（γ）との比（η／γ）が、０．２５≦η／γ≦０．５（ｓ／ｍ）の範囲にある場合に、不具合のない印刷物が得られることが分かった。
【０１１８】
実施例５
記録液として、Ａ、Ｃ、Ｆ、Ｈを用いた他は、実施例１と同様に液滴の吐出量を６．０ｇ／ｍ²に制御し、前記リコー製ＩｐｓｉｏＪｅｔ３００の改造機（プリンター）により、普通紙（マイペーパーＴＡ：リコー製）に印字を行い、印字された印刷物の裏移りの有無と画質（フェザリング等）を評価した。
なお、粘度（η）をほぼ同程度とし（８．２〜８．５ｍＰａ・ｓ）、表面張力（γ）を変えて調節した記録液を用いて、それぞれ印刷間隔（ｖ）、２秒、２．５秒、３秒で吐出して実験した。
このような条件で印字を行った記録物の評価を前記評価方法、評価基準に基づいて行った。得られた評価結果を表６に示す。
【０１１９】
【表６】

【０１２０】
上記実験結果から、記録液の表面張力（γ）は、γ≦３０ｍＮ／ｍであることが好ましく、更には、１５≦γ≦３０ｍＮ／ｍの範囲であることがより好ましいことが明らかとなった。記録液の表面張力が３０ｍＮ／ｍを超える場合には、裏移りが生じる。また１５ｍＮ／ｍ未満では、フェザリングの発生により十分な画質が得られない。
また、この実験結果から、表面張力は高いほど、裏移りを生じやすくし、フェザリングを生じにくくし、逆に、表面張力が低いほど、裏移りを生じにくくし、フェザリングを生じやすくすることが分かった。（なお、粘度が高いほど裏移りを生じやすく、フェザリングを生じにくくし、これに対して、粘度が低いほど裏移りを生じにくくし、フェザリングを生じやすくする。）粘度と表面張力は、どちらが高すぎても低すぎても不具合が生じる。
また、表６に示したように、この実験結果から、記録液の粘度（η）と表面張力（γ）との比（η／γ）が、０．２５≦η／γ≦０．５（ｓ／ｍ）の範囲にある場合に、不具合のない印刷物が得られることが確認された。
【０１２１】
実施例６
記録液として、Ａ、Ｃ、Ｆ、Ｈを用い、印刷間隔（ｖ）を、ｖ＝３ｓとし、液滴の吐出量を６．０ｇ／ｍ^２に制御して、前記リコー製ＩｐｓｉｏＪｅｔ３００の改造機（プリンター）により、普通紙（マイペーパーＴＡ：リコー製）に印字を行い、下記手法による接触角平均減少速度ωの測定と、印字された印刷物の裏移りの有無と画質（フェザリング等）を評価した。なお、印刷物の評価は前記評価方法、評価基準に基づいて行った。
【０１２２】
この吐出実験において、吐出した１滴の液滴が記録媒体に着弾して記録媒体に浸透する様子をＣＣＤカメラで撮影し、記録媒体に対する液滴の接触角の経時における変化を観測した。すなわち、時間経過により初期の接触角が減少して０°となる（完全に浸透する）までの時間ｔを測定し、液滴の接触角が減少する速度、いわゆる接触角平均減少速度ω（ω＞０）を求めた。
上記測定した、接触角平均減少速度ω、時間ｔ及び印刷物の裏移りの有無と画質（フェザリング等）の評価結果を表７に示す。各記録液の粘度、表面張力、粘度と表面張力との比を併せて表７に示す。
【０１２３】
【表７】

【０１２４】
上記結果から、液滴の接触角平均減少速度ωは、４≦ω≦１５（°／ｓ）の範囲であることが好ましいことが分かった。液滴の接触角平均減少速度ωが１５°／ｓを超えると、浸透速度が速すぎるため、フェザリングやカラーブリードが生じ、十分な画質が得られない。一方、接触角平均減少速度ωが４°／ｓ未満であると、記録液の浸透速度が遅すぎるため、印刷間隔３秒以下の高速連続印刷では裏移りが生じてしまう。
なお、記録液Ａや記録液Ｉの測定結果から明らかなように、接触角平均減少速度ωが、４〜１５°／ｓの範囲内であっても、記録液Ａのように表面張力が３０ｍＮ／ｍより大きければ、ωに対してθが大きくなりすぎて浸透が間に合わず、裏移りを生じた。また、記録液Ｉのように粘度が１５ｍＰａ・ｓより高ければ、θに対してωが小さすぎて浸透が間に合わず、裏移りを生じた。
【０１２５】
【発明の効果】
請求項１〜３においては、表面張力（γ）が１５≦γ≦３０ｍＮ／ｍであり、粘度（η）が６．０＜η≦１５ｍＰａ・ｓである記録液を記録媒体上に吐出し、該各記録媒体の印刷間隔（ｖ）を２≦ｖ≦３ｓに制御して印刷を行うことによって、印刷物の裏移りが防止され、フェザリングも抑制されて、画像品質が十分に維持された優れた印刷物を得ることができる。
また、記録液の吐出量を３≦Ｖｊ≦８ｇ／ｍ^２とすることによって、吐出量が好適に制御され、印刷物の裏移り防止とともに、フェザリングも抑制されて、滲みや画像乱れのない優れた印刷物が得られる。
さらに、前記表面張力（γ）を、１５≦γ≦３０（ｍＮ／ｍ）に制御することによって、記録液と記録媒体との濡れ性、あるいは記録液の吐出時における液滴の粒子化などが最適なものとなり、２≦印刷間隔（ｖ）≦３ｓの高速連続印刷を行っても、裏移り防止と十分な画質の印刷物が提供される。
更に、記録液の粘度（η）を６．０＜η≦１５（ｍＰａ・ｓ）とすることによって、本発明の記録液の表面張力を１５ｍＮ／ｍ以上に維持しつつ、記録液の吐出安定姓と液滴の浸透速度を良好に維持することができ、印刷物の裏移り防止とフェザリング抑制、十分な画質の印刷物を提供することができる。
また、記録液の粘度（η）と表面張力（γ）との比（η／γ）を、０．２５≦η／γ≦０．５（ｓ／ｍ）に制御することにより、印刷物の裏移り防止、フェザリング抑制が達成されるほか、特に高画質な印刷物が得られる。
更に、記録液液滴の記録媒体に対する接触角平均減少速度（ω）を、４≦ω≦１５（°／ｓ）に制御することによって、印刷物の裏移りが防止されるとともに、記録液が短時間で広く浅く浸透し、フェザリングやカラーブリードの発生を抑制し、良好な画質の印刷物を提供することができる。
更にまた、請求項４の記録液によれば、表面張力（γ）と粘度（η）とをそれぞれ、１５≦γ≦３０ｍＮ／ｍ、６．０＜η≦１５ｍＰａ・ｓに制御することによって、フェザリングも抑制されるとともに、印刷物の裏移りがなく、十分な画像品質に維持された印刷物が提供される。
更に、請求項５のインクカートリッジによれば、記録液の装着・交換を容易とし、簡単で着実なメンテナンス作業を可能とし、画像品質の安定化が図れる。また、画像装置をコンパクトに構成することが可能となる。
また、請求項６の印刷物は、本発明の印刷間隔が制御されたインクジエット記録装置と、表面張力（γ）と粘度（η）とが調節された記録液により、印刷されるため、印刷物の裏移りが防止され、フェザリングも抑制された十分な画質の印刷物が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における本発明のインクジエット記録装置を説明するための概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１のインクジエット記録装置のキャリッジに搭載される記録ヘッドにおける吐出ノズル面の一構成例を説明するための拡大断面図である。
【図３】図１のインクジエット記録装置のキャリッジに搭載される記録ヘッドにおける吐出ノズル面の別の構成例を説明するための拡大断面図である。
【図４】実施の形態における本発明のインクジエット記録装置に搭載される記録液を収容可能なインクカートリッジの構成例を示す外観斜視図である。
【図５】図４に示すインクカートリッジの概略内部構成を示す正断面図である。
【符号の説明】
１画像形成装置
２本体筐体
１６ギア機構
１７副走査モーター
１８キャリッジ
１８ａ記録ヘッド
１９プラテン
２０インクカートリッジ
２１ガイドシャフト
２２ガイドシャフト
２３タイミングベルト
２４主走査モーター
２５ギア機構
２６主走査モーター
２７ギア機構
３１吐出ノズル
３２吐出ノズル
３３吐出ノズル
３４吐出ノズル
３５吐出ノズル
３６吐出ノズル
３７吐出ノズル
３８吐出ノズル
３９吐出ノズル
４０吐出ノズル
４１吐出ノズル
４２液吸収体
４３ケース
４４上蓋部材
４５液供給口
４６シールリング
４７大気解放口
４８溝
４９カートリッジ筐体
５０キャップ部材
５１液漏れ防止用突部
５５シール部材
７１カートリッジ位置決め部
８１カートリッジ着脱用突状部
８１ａカートリッジ着脱用指掛け部
８２カートリッジ着脱用窪み部
Ａ空間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a printing technique in ink jet recording, and in particular, an ink jet recording apparatus capable of obtaining a high-quality printed material with no feathering and suppressed feathering even in high-speed continuous printing (printing), and a recording liquid used therefor The present invention relates to an ink cartridge that accommodates it.
[0002]
[Prior art]
In an inkjet recording apparatus, in particular, because of the relationship of applying a method of performing printing by discharging a liquid recording liquid directly onto a recording medium, a recording medium (previously printed before) when performing continuous printing. If the recording medium to be discharged next (printed material printed later) comes into contact or overlaps before the recording liquid adhering to the printed material has not sufficiently penetrated into the recording medium, the printed recording liquid on the previous printed material will Then, there arises a problem that the image is transferred to the back surface of the next recording medium printing surface and transferred.
[0003]
That is, in the high-speed continuous printing, when the next discharged recording medium comes into contact with the recording liquid dried before the recording medium is insufficiently dried, the image of the printed matter that has been printed earlier is disturbed, and the next printed image is disturbed. The problem is that the back of the printed matter that is printed and discharged is stained with the recording liquid.
Therefore, in order to prevent this problem, the recording liquid that has been printed first enters the recording medium before the recording medium that is discharged next comes into contact with the recording liquid that is discharged first. It needs to penetrate. In particular, in recent years, the printing speed of ink jet recording apparatuses has been improved, and the discharge time interval of printed matter in continuous printing (continuous printing) has been increasingly shortened.
[0004]
As a method for coping with this, since the recording liquid becomes more permeable as the surface tension of the recording liquid becomes lower, there is known a method of using this to avoid problems due to setback.
For example, when the surface tension of the recording liquid is set to 30 to 38 mN / m, the printed recording liquid does not turn over around 5 seconds after the recording medium is discharged (discharged) (for example, , See Patent Document 1).
However, when such a slow-penetrating recording liquid having a high surface tension of 30 to 38 mN / m is used and high-speed continuous printing is performed at a printing interval of 3 seconds or less, recording is performed when the discharged printed materials overlap. There is a problem in that the liquid is transferred to the back surface of the printing surface, and settling cannot be prevented.
[0005]
As another method, when the surface tension of the recording liquid is 25 to 60 mN / m and the viscosity is adjusted to 1.5 to 6.0 mP · s, the drying time of the recording liquid is 3 to 30 seconds (preferably 5 -9 seconds), and by setting such a condition, settling is avoided (see, for example, Patent Document 2).
However, in the recording liquid having the above surface tension (25 to 60 mN / m), when the surface tension is 25 to 30 mN / m, continuous printing without penetrating into the recording medium even in a time of 3 seconds or less. However, since the viscosity of the recording liquid is adjusted to 1.5 to 6.0 mP · s, there is a problem that feathering is likely to occur and a printed matter with sufficient image quality cannot be obtained.
[0006]
Further, as another disclosed example, a recording liquid having a surface tension of 50 mN / m or less is desirable, and such a recording liquid does not turn over after 10 seconds or longer (see, for example, Patent Document 3). .)
As described above, in any of the above techniques, in the case of high-speed continuous printing with a printing interval of 3 seconds or less, it has been difficult to achieve both prevention of set-off and sufficient image quality (image quality). .
[0007]
Furthermore, the recording liquid having a time change rate of the contact angle with respect to the plain paper of 0.5 to 4 degrees / second and a surface tension of 25 to 50 mN / m, or the time change rate of the contact angle of 0.5 to 4 is used. The recording liquid has a surface tension of 25 to 50 mN / m and a surface tension of 15 to 45 mN / m when the time change rate of the contact angle is 6 to 10 degrees / second. Ink sets have been proposed.
By using an ink set having a difference in penetrating power as described above, color bleeding is suppressed and it is effective in improving image quality (see, for example, Patent Document 4).
[0008]
When the recording liquid comprising the ink set as described above is used, if the surface tension is 30 mN / m or less, it is considered that set-off is prevented even in high-speed printing with a printing interval of 3 seconds or less.
However, in order to ensure stable discharge and long-term storage, the viscosity of the recording liquid is preferably 1.5 to 6.0 mP · s. Such viscosity conditions and recording with a low surface tension of 30 mN / m or less are possible. In the case of the liquid, feathering occurs, and there is a problem that a printed matter with sufficient image quality cannot be obtained.
[0009]
As described above, there has been a problem that feathering and color bleeding are likely to occur only by measures for preventing set-off due to low surface tension in the conventional recording liquid, and a printed matter with sufficient image quality cannot be obtained. It was.
In particular, when performing high-speed continuous printing in which the time for which the recording medium to be discharged next contacts the recording liquid on the recording medium discharged first is an interval of 3 seconds or less, settling is prevented. No technology has been known that can simultaneously achieve a printed matter with sufficient image quality (image quality).
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2000-256593 A
[Patent Document 2]
JP 2001-226617 A
[Patent Document 3]
JP 2003-020428 A
[Patent Document 4]
JP 2002-275401 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object thereof is to prevent set-off and prevent a set-off while suppressing feathering in high-speed continuous printing with a printing interval of 3 seconds or less by inkjet recording. It is to realize a printing technology that achieves both high quality printing. That is, it is an object to provide an ink jet recording apparatus, a recording liquid used in the ink jet recording apparatus, a cartridge containing the recording liquid, and a printed matter with sufficient image quality. Note that the printing interval in the present invention represents a time interval until the recording medium to be discharged next comes into contact with the recording liquid that has landed last on the recording medium to be discharged first in continuous printing (printing).
[0012]
[Means for Solving the Problems]
As described above, an object of the present invention is to perform high-speed continuous printing such that the time for which the recording medium to be discharged next contacts the recording liquid on the recording medium to be discharged first is an interval of 3 seconds or less. At the same time, it is necessary to simultaneously obtain a printed matter with sufficient image quality while preventing set-off. In the scope of application of the present invention, the overlap of the recorded matter may be any combination of the recorded matter. For example, a case where the end portion of the printed matter printed earlier and the leading end portion of the printed matter printed later come into contact during printing can be considered.
[0013]
First, in order to prevent set-off, after the last recording liquid droplet has landed on the previously ejected recording medium (printed material previously printed), the next printed material is discharged. Therefore, it is necessary to ensure that the recording liquid completely penetrates into the recording medium in the shortest time in the printing interval until even a slight contact with the previously printed material. It is important to.
[0014]
That is, it is necessary to satisfy the following expressions (1), (2), and (3) simultaneously.
Here, the printing interval is v (s), the contact angle between the recording liquid and the recording medium immediately after landing of the droplet is θ (°), and the average decreasing speed per unit time of the contact angle of the recording liquid droplet with respect to the recording medium (Contact angle average decreasing speed) is ω (° / s), and the ejection amount of the ejected droplet (one droplet) is Mj (g / m²), T (s) is the time taken for one discharged recording liquid to completely penetrate, and J (g / m) is the penetration amount of one discharged recording liquid per unit time into the recording medium.²S). The printing interval v (s) is a parameter that does not depend on the size of the recording medium. Further, the discharge amount indicates a recording liquid landing amount per unit area of the recording medium.
[0015]
[Expression 1]
v> t (1)
θ−ωt = 0 (2)
J · t = Mj (3)
[0016]
Further, the permeation amount J (g / m per unit time) of one drop of the recording liquid into the recording medium.²• s) decreases with increasing viscosity and surface tension (expressed as a decreasing function).
That is, as the recording liquid has a lower viscosity and a lower surface tension, the permeation amount J per unit time becomes higher, and the recording liquid becomes a rapidly penetrating recording liquid.
[0017]
  In the present invention, as a result of examination while satisfying the conditions for preventing the set-off as described above, the surface tension (γ) of the recording liquid is determined.15 ≦ γ ≦ 30mN / m and viscosity (η), 6. 0 <η ≦ 15mBy setting the range of Pa · s, the printing interval (v) is2 ≦v ≦With 3sThe inventors have found that even if high-speed continuous printing is performed in the shortest possible time, it is possible to achieve both prevention of set-off of printed matter and printing with sufficient image quality while suppressing feathering.
  Hereinafter, the present invention will be specifically described.
[0018]
  According to the first aspect of the present invention, a recording liquid having a surface tension (γ) of 15 ≦ γ ≦ 30 mN / m and a viscosity (η) of 6.0 <η ≦ 15 mPa · s is discharged onto a recording medium, Printing is performed by controlling the printing interval (v) of each recording medium to 2 ≦ v ≦ 3 s,
The printing interval (v) represents a time interval until the recording medium to be discharged next comes into contact with the recording liquid that has finally landed on the recording medium to be discharged first,
  The recording liquid discharge amount (Vj) is 3 ≦ Vj ≦ 8 g / m.²InThe
Vj, γ, and v are Vj of 3 g / m ² 6 g / m or more ² When γ / (10v + 10) is less than 1 mN / m · s when Vj is 3 g / m ² 7.2 g / m or more ² When γ / (10v + 5) is less than 1 mN / m · s when Vj is 3 g / m ² 8g / m or more ² When γ / 10v is less than 1 mN / m · s when:This is an ink jet recording apparatus.
[0019]
  According to the configuration of claim 1, the printing interval is2 seconds or moreEven if high-speed continuous printing with a minimum time of 3 seconds or less is performed, it is possible to obtain an excellent printed material in which the printed material is prevented from being set off, feathering is suppressed, and image quality is sufficiently maintained.
  Further, according to the ink jet recording apparatus of the first aspect, it is possible to perform printing at a printing speed of 19 ppm or more on a normal recording medium. Note that ppm represents the number of printed matter produced per minute and is a unit indicating the printing speed.
Furthermore, according to the configuration of claim 1, since the discharge amount is suitably controlled, it is possible to obtain an excellent printed material that is prevented from being flipped over and is prevented from feathering, and is free from bleeding and image distortion. Can do.
Furthermore, according to the configuration of claim 1, since the surface tension (γ) is suitably adjusted, for example, the wettability between the recording liquid and the recording medium, or the droplet formation when the recording liquid is ejected, etc. Even when high-speed continuous printing is performed such that the printing interval (v) is 2 ≦ v ≦ 3 s, set-off is prevented and a printed matter with a good image can be obtained. it can. Further, feathering is suppressed, and a sufficient quality image can be obtained. That is, the feathering is less likely to occur as the surface tension is higher, and the higher the surface tension, the higher the quality of the printed matter that can be obtained.
Furthermore, according to the configuration of the first aspect of the present invention, the recording liquid ejection stability is maintained well in spite of the surface tension of the recording liquid of the present invention being 15 mN / m or more, and the permeation speed of the droplets is maintained. Is also suitably secured. Accordingly, the printed material can be prevented from being set off, and the feathering is also suppressed, so that a printed material with excellent image quality can be obtained.
[0040]
  Claim 2According to the present invention, the ratio (η / γ) of the viscosity (η) and the surface tension (γ) of the recording liquid is used.)Is in the range of 0.25 ≦ η / γ ≦ 0.5 (s / m).1It is an inkjet recording device of description.
[0041]
  Claim 2According to the configuration, since the relationship between the viscosity (η) and the surface tension (γ) is suitably adjusted, the settling of the printed matter is prevented, feathering is suppressed, and a particularly high-quality printed matter is obtained. It is done.
[0042]
  Claim 3In the invention, the average reduction rate of the contact angle from the time when the droplet of the recording liquid reaches the recording medium to the time when the contact angle of the liquid droplet with respect to the recording medium reaches 0 ° is ω. Ω is in the range of 4 ≦ ω ≦ 15 (° / s).Or 2The inkjet recording apparatus according to the above.
[0043]
  Claim 3According to the configuration, the penetration speed of the recording liquid is suitably maintained and the printed material is prevented from being set off, and the recording liquid penetrates widely and shallowly in a relatively short time, thereby causing feathering and color bleeding. A printed matter with good image quality can be obtained.
[0044]
  Claim 4The invention of claim1-3Used in the inkjet recording apparatus according to any one ofRukoA recording liquid characterized by
[0045]
  Claim 4According to the configuration, since the surface tension (γ) and the viscosity (η) suitable for the ink jet recording apparatus according to the present invention are adjusted, the feathering is suppressed, and the printed material does not show off and a sufficient image is obtained. A printed matter maintained in quality can be obtained.
[0046]
  Claim 5The invention of claim1-3Containing a recording liquid to be mounted on the ink jet recording apparatus according to any one of the above.OctopusAn ink cartridge characterized by
[0047]
  Claim 5According to this configuration, it is possible to easily mount and replace the recording liquid, to enable simple and steady maintenance work, and to stabilize the image quality. In addition, the image device can be configured compactly.
[0048]
  Claim 6The invention of claim1-3By the ink jet recording apparatus according to any one ofUsed in the ink jet recording apparatusPrinted by discharging the recording liquid onto the recording mediumRukoIt is the printed matter characterized by these.
[0049]
  Claim 6According to the configuration, it is possible to obtain an excellent printed material in which the image quality in which the printed material is prevented from being set off and the feathering is suppressed is sufficiently maintained.
[0050]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
As described above, the surface tension (γ) of the recording liquid used in the ink jet recording apparatus of the present invention is preferably γ ≦ 30 mN / m, and more preferably 15 ≦ γ ≦ 30 mN / m. When the surface tension of the recording liquid exceeds 30 mN / m, when high-speed continuous printing with a printing interval (v) of v ≦ 3 seconds (s) is performed, set-off occurs and the image of the printed matter is disturbed. On the other hand, if it is less than 15 mN / m, sufficient image quality cannot be obtained by feathering. Feathering is less likely to occur as the surface tension is higher, and the higher the surface tension, the higher the print quality that tends to be obtained.
[0051]
Further, as described above, the viscosity (η) of the recording liquid used in the inkjet recording apparatus of the present invention is preferably η ≦ 15 mP · s or less, and more preferably 6.0 <η ≦ 15 mP · s. More preferred. Since the surface tension of the recording liquid used in the ink jet recording apparatus of the present invention is 15 mN / m or more as described above, when the viscosity of the recording liquid exceeds 15 mP · s, the permeation rate of the liquid droplets becomes slow. Move. In addition, the stable discharge of the recording liquid tends to be impaired. On the other hand, if it is less than 6.0 mP · s, there is a tendency that sufficient image quality cannot be obtained due to the occurrence of feathering. Feathering is less likely to occur as the viscosity is higher, and the higher the viscosity of the recording liquid, the higher the quality of the printed matter.
By using the recording liquid in which the surface tension (γ) and the viscosity (η) are adjusted in the present invention, the number of recording media printed per minute (sheets / minute: ppm), that is, the recording medium discharged first Then, the printing speed can be set to 19 ppm or more in consideration of the total time until the recording medium to be discharged later overlaps the entire surface.
[0052]
Further, the present inventors satisfy the above viscosity range and surface tension range in the relationship between the viscosity (η) and the surface tension (γ) of the recording liquid, and further, the viscosity (η) and the surface tension (γ). It was found that a high-quality printed matter can be obtained when the ratio (η / γ) satisfies the condition of 0.25 ≦ η / γ ≦ 0.5 s / m.
[0053]
Further, it was found that whether or not prevention of set-off can be prevented depends on the discharge amount Mj of the recording liquid and has the following relationship.
A recording liquid having a surface tension (γ) of γ ≦ 30 mN / m and a viscosity (η) of η ≦ 15 mPa · s is discharged, and the printing interval (v) of each recording medium is set to v ≦ 3 s or less. In the ink jet recording apparatus of the present invention, the recording liquid discharge amount (Vj) is set to Vj ≦ 6 g / m.²When γ and v satisfy the relational expression: γ / (10v + 10) <1 mN / m · s, it has been found that a printed matter with sufficient image quality can be obtained without causing set-off.
Further, the discharge amount (Vj) of the recording liquid is set to Vj ≦ 7.2 g / m.²When γ and v satisfy the relational expression: γ / (10v + 5) <1 mN / m · s, it has been found that a printed matter with sufficient image quality can be obtained without causing set-off.
Furthermore, the discharge amount (Vj) of the recording liquid is set to Vj ≦ 8 g / m.²When γ and v satisfy the relational expression: γ / 10v <1 mN / m · s, it has been found that a printed matter with sufficient image quality can be obtained without causing set-off.
[0054]
On the other hand, the time until all of the ejected recording liquid permeates is determined by the amount of the recording liquid, surface tension, viscosity, etc., but as a simple observation method, after the droplets have landed on the recording medium, It can be determined by directly measuring the change in contact angle and time until it completely penetrates into the recording medium.
That is, if the contact angle between the recording liquid and the recording medium immediately after landing of the liquid droplet is θ and the time from when the liquid droplet has landed until it completely penetrates into the recording medium is t, the recording liquid and the recording medium The average decrease rate of the contact angle (contact angle average decrease rate ω (ω> 0)) is obtained by the above equation (2) [θ−ωt = 0 (2)].
The contact angle θ of the droplet immediately after the landing of the droplet greatly depends on the surface tension, and increases as the surface tension increases. Further, the average decrease rate ω of the contact angle of the droplet decreases as the viscosity increases.
[0055]
The high viscosity and low surface tension recording liquid obtained by adjusting the viscosity and surface tension found in the present invention has a low initial contact angle immediately after landing on the recording medium, and the droplets are wide and large on the surface of the recording medium immediately after landing. It collapses. For this reason, the surface of the recording medium (for example, paper) can be used widely and shallowly when penetrating, and it can penetrate in a relatively short time even if there is a tendency to slow down somewhat due to high viscosity. Feathering does not occur because this balance is maintained.
If the contact angle reduction speed ω is greater than 10 ° / s (degrees / s), the penetration speed of the recording liquid is too high, and feathering and color bleeding occur, and sufficient image quality cannot be obtained. On the other hand, if the angle is less than 4 ° / s, the penetration speed of the recording liquid is too slow, and the print interval (v) is offset in high-speed continuous printing where v ≦ 3 s.
However, even if ω is in the range of 1.5 to 5 ° / s, if the surface tension exceeds 30 mN / m, θ becomes too large to penetrate, and settling occurs. On the other hand, if the surface tension is less than 15 mN / m, the recording liquid diffuses greatly even after all of the droplets have penetrated the recording medium, and feathering occurs. If the viscosity is less than 6 mPa / s, it may be too low to cause feathering.
[0056]
As the recording liquid used in the ink jet recording apparatus of the present invention, a recording liquid containing a color material (for example, a pigment or a dye) in a liquid medium (for example, a water-soluble organic solvent and water) can be used. As necessary, other components such as a dispersant, a rust inhibitor, an antioxidant, a wetting agent, a penetrating agent, an antiseptic / antifungal agent, a pH adjusting agent, and an antifoaming agent may be included as necessary. Absent.
Further, it may be in the form of an ink set in which a recording liquid and a processing liquid (which reacts with the recording liquid to adjust the permeability of the color material) are set. Hereinafter, examples of components of the recording liquid used in the present invention will be described.
[0057]
[Recording liquid]
As the coloring material used in the recording liquid used in the present invention, either a dye or a pigment can be used. Examples of pigments used in the recording liquid used in the present invention include organic pigments and inorganic pigments.
Examples of organic pigments include azo, phthalocyanine, anthraquinone, quinacridone, dioxazine, indigo, thioindigo, perylene, isoindolenone, aniline black, azomethine, rhodamine B lake pigment, and carbon black. Is done.
Examples of inorganic pigments include iron oxide, titanium oxide, calcium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, barium yellow, bitumen, cadmium red, chrome yellow, and metal powder.
[0058]
Examples of the pigment dispersant having an anionic group include polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene acrylic resin, styrene maleic acid resin, water-soluble vinyl naphthalene acrylic resin, water-soluble vinyl naphthalene maleic resin, β-naphthalene. Examples include sulfonic acid formalin condensate, carboxymethylcellulose, starch glycolic acid, sodium alginate, pectinic acid, hyaluronic acid and the like. These anionic dispersants can be used in the acid form, but alkali metal salts such as sodium and potassium can also be used.
[0059]
Typical examples of the pigment having an anionic group on the surface include carbon black having a carboxyl group or a sulfonic acid group. Other examples include phthalocyanine pigments and anthraquinone pigments oxidized or treated with fuming sulfuric acid to introduce carboxyl groups or sulfonic acid groups into part of the pigment particles.
[0060]
The water-soluble dye used in the present invention is a dye classified into an acid dye, a direct dye, a basic dye, a reactive dye, and a food dye in the color index, and has excellent water resistance and light resistance. . These dyes may be used as a mixture of a plurality of types, or may be used as a mixture with other pigments such as pigments as necessary. These colorants are added within a range that does not impair the effects of the present invention. Examples of dyes are shown below.
[0061]
(A) As an acid dye and a food dye,
C. I.

Acid Yellow

17, 23, 42, 44, 79, 142,
C. I.

Acid Red

1,8,13,14,18,26,27,35,37,42,52,82,87,89,92,97,106,111,114,115,134,186,249,254 , 289,
C. I. Acid Blue 9, 29, 45, 92, 249,
C. I.

Acid Black

1, 2, 7, 24, 26, 94,
C. I. Food Yellow 3, 4,
C. I. Food Red 7, 9, 14,
C. I. Food black 1, 2 etc. are mentioned.
[0062]
(B) As a direct dye,
C. I. Direct yellow 1,12,24,26,33,44,50,86,120,132,142,144,
C. I.

Direct Red

1, 4, 9, 13, 17, 20, 28, 31, 39, 80, 81, 83, 89, 225, 227,
C. I. Direct orange 26, 29, 62, 102,
C. I. Direct blue 1,2,6,15,22,25,71,76,79,86,87,90,98,163,165,199,202,
C. I. Direct black 19, 22, 32, 38, 51, 56, 71, 74, 75, 77, 154, 168, 171 and the like.
[0063]
(C) As a basic dye,
C. I. Basic yellow 1, 2, 11, 13, 14, 15, 19, 21, 23, 24, 25, 28, 29, 32, 36, 40, 41, 45, 49, 51, 53, 63, 64, 65 67, 70, 73, 77, 87, 91,
C. I.

Basic Red

2,12,13,14,15,18,22,23,24,27,29,35,36,38,39,46,49,51,52,54,59,68,69,70 73, 78, 82, 102, 104, 109, 112,
C. I. Basic blue 1,3,5,7,9,21,22,26,35,41,45,47,54,62,65,66,67,69,75,77,78,89,92,93 , 105, 117, 120, 122, 124, 129, 137, 141, 147, 155,
C. I. Basic black 2, 8 etc. are mentioned.
[0064]
(D) As a reactive dye,
C. I. Reactive Black 3, 4, 7, 11, 12, 17,
C. I. Reactive Yellow 1,5,11,13,14,20,21,22,25,40,47,51,55,65,67,
C. I.

Reactive Red

1,14,17,25,26,32,37,44,46,55,60,66,74,79,96,97,
C. I. Reactive blue 1, 2, 7, 14, 15, 23, 32, 35, 38, 41, 63, 80, 95 and the like.
[0065]
As described above, the recording liquid of the present invention can contain a rust inhibitor. By containing a rust preventive agent, metal corrosion of the liquid contact surface such as the head can be prevented.
As the rust inhibitor, for example, acidic sulfite, sodium thiosulfate, ammonium thiodiglycolate, diisopropylammonium nitrite, pentaerythritol tetranitrate, dicyclohexylammonium nitrite, benzotriazole and the like can be used. Of these rust inhibitors, benzotriazole is particularly preferred for reducing corrosion.
[0066]
The rust inhibitor that may be contained in the recording liquid used in the present invention is desirably contained in an amount of 0.001 to 10 wt%. If the amount is less than 0.001 wt%, the corrosion reduction effect cannot be sufficiently obtained. If the amount exceeds 10 wt%, a part of the rust preventive agent is separated or precipitated, and the stability of the recording liquid cannot be sufficiently obtained. . Especially, 0.1 to 2 wt% is desirable.
[0067]
The recording liquid of the present invention can contain an antioxidant. By containing the antioxidant, metal corrosion of the liquid contact surface of the head or the like can be prevented. There are two types of antioxidants, a radical acceptor type that stabilizes the generated radicals by giving protons, and a peroxide-separated type that transforms into stable alcohols.
[0068]
The former radical acceptor type is typically a phenolic compound or an amine compound.
Examples of phenolic compounds include hydroquinone, gallate compounds, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, stearyl-β- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-methylenebis (4-ethyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-thiobis (3-methyl-6-tert) -Butylphenol), 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-) -Tert-4-hydroxybenzyl) benzene, tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) isocyanurate And tetrakis [methylene-3 (3 ', 5'-di -tert- butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, a hindered phenol-based compounds such as tannic acid.
Examples of amine compounds include N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine, phenyl-β-naphthylamine, phenyl-α-naphthylamine, N, N′-β-naphthyl-p-phenylenediamine, N, N. Examples include '-diphenylethylenediamine, phenothiazine, N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, 4,4'-tetramethyl-diaminodiphenylmethane, and the like.
[0069]
Further, as the latter peroxide separation type, sulfur compounds and phosphorus compounds are representative.
Examples of sulfur compounds include dilauryl thiodipropionate, distearyl thiodipropionate, lauryl stearyl thiodipropionate, dimyristyl thiodipropionate, distearyl β, β'-thiodibutyrate, 2-mercaptobenzimidazole. And dilauryl sulfide, etc., and the phosphorus compounds include triphenyl phosphite, trioctadecyl phosphite, tridecyl phosphite, trilauryl trithiophosphite, diphenylisodecyl phosphite, trinonylphenyl phosphite, di Examples thereof include stearyl pentaerythritol phosphite.
[0070]
The antioxidant that may be contained in the recording liquid used in the present invention is desirably contained in an amount of 001 to 10 wt%. If the amount is less than 0.001 wt%, the corrosion reduction effect cannot be sufficiently obtained. If the amount exceeds 10 wt%, a part of the antioxidant is separated or deposited, and the stability of the recording liquid is sufficiently obtained. Absent. Especially, 0.1 to 2 wt% is desirable.
[0071]
In order to make the recording liquid used in the present invention have desired physical properties or to prevent clogging of the nozzles of the recording head due to drying, it is preferable to use a water-soluble organic solvent in addition to the coloring material. The water-soluble organic solvent includes a wetting agent and a penetrating agent. The wetting agent is added mainly for the purpose of preventing clogging of the nozzles of the recording head due to drying.
[0072]
Specific examples of the wetting agent include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,3-propanediol, and 2-methyl-1,3-propane. Diol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, glycerin, 1,2,6-hexanetriol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,2 Polyhydric alcohols such as 1,4-butanetriol, 1,2,3-butanetriol, and petriol; ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene Polyhydric alcohol alkyl ethers such as glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether; Polyhydric alcohol aryl ethers such as ethylene glycol monophenyl ether and ethylene glycol monobenzyl ether N-methyl-2-pyrrolidone, N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, nitrogen-containing heterocyclic compounds such as ε-caprolactam, formamide, N-methylformamide, Amides such as formamide and N, N-dimethylformamide; monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoethylamine, diethylamine, triethyl Amines such as ruamine; sulfur-containing compounds such as dimethyl sulfoxide, sulfolane and thiodiethanol; propylene carbonate, ethylene carbonate, and γ-butyrolactone. These solvents are used alone or in combination with water.
[0073]
Further, the penetrant is added for the purpose of improving the wettability between the recording liquid and the recording material and adjusting the penetration speed. As the penetrant, those represented by the following structural formulas (I) to (IV) are preferable. That is, a polyoxyethylene alkylphenyl ether surfactant of the following structural formula (I), an acetylene glycol surfactant of the following structural formula (II), and a polyoxyethylene alkyl ether surfactant of the following structural formula (III) In addition, since the polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether surfactant of the following structural formula (IV) can reduce the surface tension of the liquid, it can improve wettability and increase the penetration rate.
[0074]
[Chemical 1]

[0075]
(In the above formula, R represents an optionally branched hydrocarbon chain having 6 to 14 carbon atoms, and k represents an integer of 5 to 20).
[0076]
[Chemical 2]

[0077]
(In the above formula, m and n represent an integer of 0 to 40.)
[0078]
[Chemical Formula 3]

[0079]
(In the above formula, R represents a C6-C14 hydrocarbon chain which may be branched.)
[0080]
[Formula 4]

[0081]
(In the formula, R represents a hydrocarbon chain having 6 to 14 carbon atoms, and m and n each represents an integer of 20 or less.)
[0082]
Other than the compounds of the structural formulas (I) to (IV), for example, diethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monoallyl ether, diethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol Use alkyl and aryl ethers of polyhydric alcohols such as chlorophenyl ether, nonionic surfactants such as polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers, fluorine-based surfactants, lower alcohols such as ethanol and 2-propanol However, diethylene glycol monobutyl ether is particularly preferable.
[0083]
As described above, the recording liquid of the present invention can contain an antiseptic / antifungal agent. By containing these antiseptic / antifungal agents, the growth of bacteria in the recording liquid can be suppressed. As a result, the storage stability and image quality stability of the recording liquid can be improved.
As the antiseptic / antifungal agent, use is made of sodium dehydroacetate, sodium sorbate, 2-pyridinethiol-1-oxide sodium, isothiazoline-based compound, sodium benzoate, sodium pentachlorophenol, or a commercially available antiseptic / antifungal agent. be able to. As a commercially available antiseptic / antifungal agent, for example, PROXEL LV (S) [manufactured by Avicia Co., Ltd .; (main component: 1,2-benzothiazolin-3-one / sodium hydroxide)] should be used. You can also.
[0084]
The recording liquid used in the present invention can contain a pH adjuster. Examples of the pH adjuster include hydroxides of alkali metal elements such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, quaternary ammonium hydroxide, quaternary phosphonium hydroxide, lithium carbonate, Examples include alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, amines such as diethanolamine and triethanolamine, boric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and acetic acid.
[0085]
The pH of the recording liquid used in the present invention is preferably 3 to 11, and more preferably 6 to 10 from the viewpoint of preventing corrosion of the metal member in contact with the liquid.
As described above, the surface tension of the recording liquid used in the present invention is preferably γ ≦ 30 mN / m in order to prevent set-off and image disturbance due to set-up. From the viewpoints of wettability with the medium) and compatibility for making droplets into particles, it is more preferable that 15 ≦ γ ≦ 30 mN / m.
[0086]
Next, an ink jet recording apparatus and an ink cartridge that perform printing (printing) using the recording liquid according to the present invention to form an image will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an ink jet recording apparatus according to the present invention. In FIG. 1, a cartridge 20 that stores recording liquid is stored in a carriage 18. Here, the cartridge 20 is separately prepared for the recording liquid for each color, and is attached in a state where each liquid is separated. In such a state, the recording liquid is supplied from the cartridge 20 to the recording head 18 a mounted on the carriage 18. In FIG. 1, since the surface of the recording head 18a faces downward, the head surface is not visible.
[0087]
The recording head 18 a mounted on the carriage 18 moves while being guided by guide shafts 21 and 22 by a timing belt 23 driven by a main scanning motor 24. On the other hand, the recording material (recording medium) is placed at a position facing the recording head 18 a by the platen 19. In the drawings, reference numeral 2 denotes a main body housing, 16 denotes a gear mechanism, 17 denotes a sub-scanning motor, 25 and 27 denote gear mechanisms, and 26 denotes a main scanning motor.
[0088]
An outline (one configuration example) of the ejection nozzle surface of the recording head 18a is shown in the enlarged sectional view of FIG.
For example, from the

discharge nozzles

32, 33, 34, and 35, for example, a yellow recording liquid, a magenta recording liquid, a cyan recording liquid, and a black recording liquid are discharged according to a cartridge that is appropriately stored. Further, when an ink set composed of a recording liquid and a processing liquid is used, a liquid composition containing a component having reactivity with a colorant may be discharged from the discharge nozzle 31 as necessary. In this case, the discharge nozzle 31 for discharging the processing liquid has a configuration (FIG. 2) provided in the vertical direction.
[0089]
Further, as shown in the enlarged sectional view of FIG. 3, it is possible to adopt a recording head 18a in another form in which all the discharge nozzles are arranged in the horizontal direction.
For example, in FIG. 3, for example, a yellow recording liquid, a magenta recording liquid, a cyan recording liquid, and a black recording liquid are discharged from the

discharge nozzles

37, 38, 39, and 40, respectively, in accordance with a cartridge that is appropriately stored.
Further, when an ink set composed of a recording liquid and a processing liquid is used, a liquid composition containing a component having reactivity with a colorant is discharged from the discharge nozzle 36 and the discharge nozzle 41 as needed. Good. In this case, the discharge nozzle 36 and the discharge nozzle 41 from which the processing liquid is discharged are configured to be provided in the horizontal direction (FIG. 3).
[0090]
In the recording head 18a having such a configuration, printing can be performed in both the forward path and the backward path in which the recording head 18a mounted on the carriage 18 is guided by the guide shafts 21 and 22 to reciprocate. That is, in both the forward pass and the return pass, it is possible to attach the processing liquid to the recording medium first and then attach the color recording liquid from the top, or vice versa, and the moving direction of the recording head 18a. It is possible to prevent an image density difference from occurring due to the difference.
[0091]
The ink jet recording apparatus of the present invention can replace the replenishment of the recording liquid in units of ink cartridges. However, the ink cartridge may be integrated with the recording head 18a.
FIG. 4 is an external perspective view showing a schematic configuration of an ink cartridge that can accommodate recording liquids used in the present invention, and FIG. 5 is a front sectional view showing a schematic internal configuration of the ink cartridge. The ink cartridge 20 having the configuration shown in FIGS. 4 and 5 can accommodate any recording liquid in common.
[0092]
As shown in FIGS. 4 and 5, the ink cartridge 20 contains a liquid absorber 42 in which a required recording liquid or processing liquid is absorbed in a cartridge housing 49. The liquid absorber 42 is made of a porous material and absorbs the recording liquid or the processing liquid. In the cartridge housing 49, an upper lid member 44 is formed in the upper opening of the case 43 having a wide opening at the top. A indicates a space. Further, the upper lid member 44 is provided with a groove 48-shaped air release port 47 and a cartridge attaching / detaching protrusion 81. Reference numeral 55 denotes a seal member for the atmosphere release port 47. A liquid supply port 45 for supplying each liquid to the recording head 18a is formed at the bottom of the case 43 of the cartridge housing 49, and a sealing 46 is fitted around the liquid supply port 45. Yes. A cap member 50 provided with a liquid leakage prevention projection 51 for closing the liquid supply port 45 is attached to the cartridge housing 49 in order to prevent liquid leakage before being loaded into the image forming apparatus. Yes. Reference numeral 71 denotes a cartridge positioning portion, 81a denotes a cartridge attaching / detaching finger hook portion, and 82 denotes a cartridge attaching / detaching recess portion.
[0093]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples. In addition, the part in a text represents a weight part. The total blending amount in the prescription of each recording liquid represents 100 parts by weight.
First, the following recording liquids A to F were prepared according to each formulation. Table 1 shows the viscosity (η) and surface tension (γ) of each recording liquid.
[0094]
<Recording liquid A>
Cabojet 300
(Cabot, self-dispersing pigment) 10.0 parts
Glycerin 32.0 parts
Sodium dehydroacetate 0.2 parts
Sodium thiosulfate 0.2 parts
Water remaining
[0095]
<Recording liquid B>
Cabojet 300
(Cabot, self-dispersing pigment) 10.0 parts
Glycerin 32.0 parts
Olefin STG (manufactured by Shin-Etsu Chemical) 0.8 parts
Sodium dehydroacetate 0.2 parts
Sodium thiosulfate 0.2 parts
Water remaining
[0096]
<Recording liquid C>
Cabojet 300
(Cabot, self-dispersing pigment) 10.0 parts
Glycerin 32.0 parts
Olefin E1010 2.0 parts
Sodium dehydroacetate 0.2 parts
Sodium thiosulfate 0.2 parts
Water remaining
[0097]
<Recording liquid D>
Cabojet 300
(Cabot, self-dispersing pigment) 10.0 parts
Glycerin 38.4 parts
Olefin STG (manufactured by Shin-Etsu Chemical) 0.8 parts
Sodium dehydroacetate 0.2 parts
Sodium thiosulfate 0.2 parts
Water remaining
[0098]
<Recording liquid E>
Cabojet 300
(Cabot, self-dispersing pigment) 10.0 parts
Glycerin 8.0 parts
Olefin STG (manufactured by Shin-Etsu Chemical) 0.9 parts
Sodium dehydroacetate 0.2 parts
Sodium thiosulfate 0.2 parts
Water remaining
[0099]
<Recording fluid F>
Cabojet 300
(Cabot, self-dispersing pigment) 10.0 parts
Glycerin 32.0 parts
Olefin STG (manufactured by Shin-Etsu Chemical) 0.3 parts
Sodium dehydroacetate 0.2 parts
Sodium thiosulfate 0.2 parts
Water remaining
[0100]
<Recording liquid G>
Cabojet 300
(Cabot, self-dispersing pigment) 10.0 parts
Glycerin 32.0 parts
Olefin STG (manufactured by Shin-Etsu Chemical) 1.5 parts
Sodium dehydroacetate 0.2 parts
Sodium thiosulfate 0.2 parts
Water remaining
[0101]
<Recording liquid H>
Cabojet 300
(Cabot, self-dispersing pigment) 10.0 parts
Glycerin 32.0 parts
Olefin STG (manufactured by Shin-Etsu Chemical) 2.0 parts
Sodium dehydroacetate 0.2 parts
Sodium thiosulfate 0.2 parts
Water remaining
[0102]
<Recording liquid I>
Cabojet 300
(Cabot, self-dispersing pigment) 10.0 parts
1,4.3 parts of 1,3-butanediol
Glycerin 34.6 parts
2-pyrrolidone 2.2 parts
Olefin STG (manufactured by Shin-Etsu Chemical) 0.8 parts
Sodium dehydroacetate 0.2 parts
Sodium thiosulfate 0.2 parts
Water remaining
[0103]
<Recording liquid J>
Cabojet 300
(Cabot, self-dispersing pigment) 10.0 parts
25.6 parts glycerin
Olefin STG (manufactured by Shin-Etsu Chemical) 0.8 parts
Sodium dehydroacetate 0.2 parts
Sodium thiosulfate 0.2 parts
Water remaining
[0104]
[Table 1]

[0105]
Example 1
Using the prepared recording liquids A, B, C, F, G, and H, each is stored in an ink cartridge, mounted on a remodeling machine (printer) of Ricoh's IpsioJet 300, and ejected to perform printing (printing). The printed recorded matter was evaluated for the presence or absence of set-off and the image quality (feathering, etc.). As a recording medium, evaluation was performed using plain paper (My Paper TA: manufactured by Ricoh).
In addition, the remodeling machine is set after each set printing interval (2 seconds, 2.5 seconds, and 3 seconds from the moment when the last droplet discharged on the recording medium (plain paper) discharged first hits. ) So that the recording medium (plain paper) to be discharged next comes into contact with (overlaps) the location where the last droplet has landed. At the place where the discharged plain paper overlaps, it is 100 g / cm by the roller.²The pressure is applied. In addition, the droplet discharge amount is 6 g / m.²Printing was performed under control.
Evaluation of printed matter printed under such conditions was performed based on the following evaluation method and evaluation criteria. The obtained evaluation results are shown in Table 2.
Note that the number of printed plain paper sheets (sheets / minute: ppm) by the printing intervals (2.0 seconds, 2.5 seconds, and 3.0 seconds) is approximately 30 ppm and 2.5 seconds in 2 seconds, respectively. And 24 ppm for 3 seconds and 20 ppm for 3 seconds.
[0106]
<Image quality evaluation method>
(1) Setback
X: Set off and the recording liquid adheres to the back of the stacked paper. On the contact surface of the recording medium, the image of the printed matter printed earlier is disturbed by bleeding, and the printed characters cannot be identified.
△: The paper is turned over, and the recording liquid slightly adheres to the back of the stacked paper, but the printed image printed on the contact surface of the recording medium is not disturbed by bleeding, and the printed characters are sufficiently discriminated. it can.
(2) Feathering
X: There is no set-off, but the characters are so blurred that the borders of the printed characters are not clear.
Δ: No setback. The borders of the printed characters are partially blurred but not noticeable.
◯: There is no setback and bleeding of the boundary lines of the printed characters cannot be visually recognized.
[0107]
[Table 2]

[0108]
Using the above-described ink jet recording apparatus, the printing interval (v) was set to 2 using the recording liquid adjusted with the viscosity (η) substantially constant (8.1 to 8.5) and the surface tension (γ) changed. From the experimental results of discharging in seconds, 2.5 seconds, and 3 seconds, it was found that there was a certain relationship between the surface tension (γ) and the printing interval (v) and the set-off phenomenon.
That is, the discharge amount of the recording liquid is 6 g / m²In the following, the following relational expression derived from γ and v:
γ / (10v + 10) <1 mN / m · s
When meeting the requirements, it became clear that there was no setback.
In particular, it was found that the surface tension (γ) is more preferably 15 ≦ γ ≦ 30 mN / m. When the surface tension of the recording liquid was larger than 30 mN / m, the image was displaced and image disturbance occurred due to the displacement. On the other hand, if it is less than 15 mN / m, sufficient image quality cannot be obtained due to the occurrence of feathering. Further, it has been clarified that feathering is less likely to occur as the surface tension is higher, and that a higher quality printed product tends to be obtained as a recording liquid having a higher surface tension is used.
[0109]
Example 2
In Example 1, the discharge amount of droplets is 7.2 g / m.²In the same manner as in Example 1, except that the printing was performed, the recording liquids A, B, C, F, G, and H were used, and the Ricoh's IpsioJet300 modified machine (printer) was used to make plain paper (My Paper) TA (manufactured by Ricoh) was printed, and the presence or absence of set-off of the printed matter and the image quality (feathering, etc.) were evaluated.
Evaluation of the printed matter on which printing was performed under such conditions was performed based on the evaluation method and the evaluation criteria. The obtained evaluation results are shown in Table 3.
[0110]
[Table 3]

[0111]
In the same manner as in Example 1, the printing interval (v) was set using recording liquids that were adjusted by changing the surface tension (γ) while keeping the viscosity (η) substantially constant (8.1 to 8.5). From the experimental results of discharging for 2 seconds, 2.5 seconds, and 3 seconds, it was found that there was a certain relationship between the surface tension (γ) and the printing interval (v) and the set-off phenomenon.
That is, the discharge amount of the recording liquid is 7.2 g / m²In the following, the following relational expression derived from γ and v:
γ / (10v + 5) <1 mN / m · s
When meeting the requirements, it became clear that there was no setback.
In the case of the recording liquid F, the discharge amount is 6 g / m.²To 7.2 g / m²As a result, the penetration of the recording liquid into the recording medium was not completed in 2 seconds or less, and a slight setback occurred. However, when the surface tension was 30 mN / m or less, image distortion and blurring were not observed to such an extent that characters could not be discerned even when the image was turned upside down.
As described above, the surface tension (γ) is more preferably 15 ≦ γ ≦ 30 mN / m. When the surface tension of the recording liquid exceeds 30 mN / m, the back-off and image disturbance due to the back-off occurred.
The relationship between surface tension and feathering is that the discharge rate is 6 g / m²To 7.2 g / m²However, if it is lower than 15 mN / m, sufficient image quality cannot be obtained due to the occurrence of feathering. As the surface tension is higher, feathering is less likely to occur and the tendency to obtain a high-quality printed matter is the same as in Example 1.
[0112]
Example 3
In Example 1, the droplet discharge amount is 8.0 g / m.²In the same manner as in Example 1, except that the printing was performed, the recording liquids A, B, C, F, G, and H were used, and the Ricoh's IpsioJet300 modified machine (printer) was used to make plain paper (My Paper) TA (manufactured by Ricoh) was printed, and the presence or absence of set-off of the printed matter and the image quality (feathering, etc.) were evaluated.
Evaluation of the recorded matter on which printing was performed under such conditions was performed based on the evaluation method and evaluation criteria. The obtained evaluation results are shown in Table 4.
[0113]
[Table 4]

[0114]
In the same manner as in Example 1, the printing interval (v) was set using recording liquids that were adjusted by changing the surface tension (γ) while keeping the viscosity (η) substantially constant (8.1 to 8.5). From the experimental results of discharging for 2 seconds, 2.5 seconds, and 3 seconds, it was found that there was a certain relationship between the surface tension (γ) and the printing interval (v) and the set-off phenomenon.
That is, the discharge amount of the recording liquid is 8.0 g / m.²In the following, the following relational expression derived from γ and v:
γ / 10v <1 mN / m · s
When meeting the requirements, it became clear that there was no setback.
In the case of the recording liquid F, the discharge amount is 6 g / m.²To 8.0 g / m²In the case of the recording liquid B, the penetration of the recording liquid into the recording medium is not in time in 2 seconds or less. Some settling occurred. However, at a surface tension of 30 mN / m or less, no image disturbance or bleeding was observed so that characters could not be discerned even when the image was turned upside down.
From this result, it is more preferable that the surface tension (γ) is 15 ≦ γ ≦ 30 mN / m. When the surface tension of the recording liquid exceeds 30 mN / m, the back-off and image disturbance due to the back-off are caused. occured.
The relationship between surface tension and feathering is that the discharge rate is 6 g / m.²To 8.0 g / m²However, if it is lower than 15 mN / m, sufficient image quality cannot be obtained due to the occurrence of feathering. As the surface tension is higher, feathering is less likely to occur and the tendency to obtain a high-quality printed matter is the same as in Example 1.
[0115]
Example 4
Except for using B, D, E, I, and J as the recording liquid, the droplet discharge amount was 6.0 g / m as in Example 1.²The paper was printed on plain paper (My Paper TA: manufactured by Ricoh) with the Ricoh IpsioJet300 remodeling machine (printer), and the presence or absence of the printed printed material and the image quality (feathering, etc.) were evaluated. .
In addition, the printing interval (v), 2 seconds, and 2.5 respectively were used by using recording liquids in which the surface tension (γ) was approximately the same (24.8 to 26.1) and the viscosity (η) was changed. The experiment was conducted by discharging in 3 seconds.
Evaluation of the recorded matter on which printing was performed under such conditions was performed based on the evaluation method and evaluation criteria. The obtained evaluation results are shown in Table 5.
[0116]
[Table 5]

[0117]
From the above experimental results, it is clear that the viscosity (η) of the recording liquid is preferably η ≦ 15 mPa · s, and more preferably 6.0 <η ≦ 15 mPa · s. It was. When the viscosity of the recording liquid exceeds 15 mP · s, image disturbance due to setback occurs. On the other hand, if it is lower than 6 mP · s, sufficient image quality cannot be obtained due to the occurrence of feathering.
Also, from this experimental result, the higher the viscosity is, the easier it is to cause the set-off and the less likely the feathering occurs. On the other hand, the lower the viscosity is, the less likely the set-off occurs and the easier it is to cause feathering. I understood. (Incidentally, the higher the surface tension, the easier it is to cause set-off and less feathering. Conversely, the lower the surface tension, the less likely to set-off and easy to cause feathering.) Viscosity and surface tension Will cause problems if either is too high or too low.
Further, as shown in Table 5, from this experimental result, the ratio (η / γ) of the viscosity (η) and the surface tension (γ) of the recording liquid is 0.25 ≦ η / γ ≦ 0.5 ( It was found that a printed matter having no defect can be obtained when it is in the range of s / m).
[0118]
Example 5
Except for using A, C, F, and H as the recording liquid, the droplet discharge amount was 6.0 g / m as in Example 1.²The paper was printed on plain paper (My Paper TA: manufactured by Ricoh) with the Ricoh IpsioJet300 remodeling machine (printer), and the presence or absence of the printed printed material and the image quality (feathering, etc.) were evaluated. .
It should be noted that the printing interval (v), 2 seconds, 2 seconds, 2 seconds and 2 seconds, respectively, using recording liquids having viscosity (η) of approximately the same (8.2 to 8.5 mPa · s) and varying the surface tension (γ). The experiment was conducted by discharging in 5 seconds and 3 seconds.
Evaluation of the recorded matter on which printing was performed under such conditions was performed based on the evaluation method and evaluation criteria. Table 6 shows the obtained evaluation results.
[0119]
[Table 6]

[0120]
From the above experimental results, it was found that the surface tension (γ) of the recording liquid is preferably γ ≦ 30 mN / m, and more preferably 15 ≦ γ ≦ 30 mN / m. . If the surface tension of the recording liquid exceeds 30 mN / m, settling occurs. If it is less than 15 mN / m, sufficient image quality cannot be obtained due to the occurrence of feathering.
In addition, from this experimental result, the higher the surface tension, the easier it is to cause the set-off and the less likely the feathering occurs. Conversely, the lower the surface tension, the less likely the set-off occurs and the easier it is to cause the feathering. I understood. (Incidentally, the higher the viscosity, the more likely to cause setback and less feathering. On the other hand, the lower the viscosity, the less likely to setback and easy to cause feathering.) Viscosity and surface tension are If either is too high or too low, problems occur.
Further, as shown in Table 6, from this experimental result, the ratio (η / γ) of the viscosity (η) and the surface tension (γ) of the recording liquid is 0.25 ≦ η / γ ≦ 0.5 ( It was confirmed that a printed matter having no defect can be obtained when it is in the range of s / m).
[0121]
Example 6
A, C, F, and H are used as recording liquids, and the printing interval (v) is set to v.=3 s and a droplet discharge amount of 6.0 g / m²In this way, printing is performed on plain paper (My Paper TA: manufactured by Ricoh) using a modified machine (printer) of the above-mentioned Ricoh IpsioJet300. The presence or absence of set-off and the image quality (feathering, etc.) were evaluated. In addition, evaluation of printed matter was performed based on the said evaluation method and evaluation criteria.
[0122]
In this ejection experiment, a state where one ejected droplet landed on the recording medium and permeated the recording medium was photographed with a CCD camera, and a change in the contact angle of the droplet with the recording medium over time was observed. That is, the time t until the initial contact angle decreases to 0 ° (completely permeates) with the passage of time is measured, and the speed at which the contact angle of the droplet decreases, the so-called contact angle average decreasing speed ω (ω > 0).
Table 7 shows the measured contact angle average reduction speed ω, time t, the presence or absence of print set-off, and the evaluation results of image quality (feathering, etc.). Table 7 shows the viscosity, surface tension, and ratio of the viscosity and the surface tension of each recording liquid.
[0123]
[Table 7]

[0124]
From the above results, it was found that the contact angle average decrease rate ω of the droplets is preferably in the range of 4 ≦ ω ≦ 15 (° / s). If the contact angle average reduction rate ω of the droplet exceeds 15 ° / s, the permeation rate is too high, and thus feathering and color bleeding occur, and sufficient image quality cannot be obtained. On the other hand, if the contact angle average decreasing rate ω is less than 4 ° / s, the penetration speed of the recording liquid is too slow, so that the set-off occurs in high-speed continuous printing with a printing interval of 3 seconds or less.
As apparent from the measurement results of the recording liquid A and the recording liquid I, the surface tension is 30 mN as in the recording liquid A even when the contact angle average reduction rate ω is in the range of 4 to 15 ° / s. If it is larger than / m, θ becomes too large with respect to ω, so that the infiltration is not in time, and setback occurs. Further, when the viscosity was higher than 15 mPa · s as in the recording liquid I, ω was too small with respect to θ, so that the permeation was not in time, and an offset occurred.
[0125]
【The invention's effect】
  In claims 1 to 3, a recording liquid having a surface tension (γ) of 15 ≦ γ ≦ 30 mN / m and a viscosity (η) of 6.0 <η ≦ 15 mPa · s is discharged onto a recording medium, By performing printing while controlling the printing interval (v) of each recording medium to 2 ≦ v ≦ 3 s, it is possible to prevent the printed material from being set off, and to suppress feathering, thereby maintaining the image quality sufficiently. Prints can be obtained.
  Further, the discharge amount of the recording liquid is 3 ≦ Vj ≦ 8 g / m.²By doing so, the discharge amount is suitably controlled, prevention of set-off of the printed material and suppression of feathering can be obtained, and an excellent printed material free from bleeding and image distortion can be obtained.
  Further, by controlling the surface tension (γ) to 15 ≦ γ ≦ 30 (mN / m), the wettability between the recording liquid and the recording medium, or the formation of droplets when the recording liquid is discharged, etc. It would be the best2 ≦Even if high-speed continuous printing with a printing interval (v) ≦ 3 s is performed, printed matter with prevention of set-off and sufficient image quality is provided.
  Furthermore, by setting the viscosity (η) of the recording liquid to 6.0 <η ≦ 15 (mPa · s), the recording liquid ejection stability of the recording liquid of the present invention is maintained while maintaining the surface tension of 15 mN / m or more. The surname and the permeation speed of the droplet can be maintained satisfactorily, the printed material can be prevented from being set off, the feathering can be suppressed, and the printed material with sufficient image quality can be provided.
  Further, by controlling the ratio (η / γ) of the viscosity (η) and the surface tension (γ) of the recording liquid to 0.25 ≦ η / γ ≦ 0.5 (s / m), In addition to achieving transfer prevention and feathering suppression, it is possible to obtain a particularly high-quality printed matter.
  Furthermore, by controlling the average contact angle reduction rate (ω) of the recording liquid droplets to the recording medium to 4 ≦ ω ≦ 15 (° / s), the printout is prevented from being set off, and the recording liquid is shortened. It can penetrate deeply and shallowly over time, suppress the occurrence of feathering and color bleeding, and provide a print with good image quality.
  Furthermore, according to the recording liquid of claim 4, the surface tension (γ) and the viscosity (η) are respectively 15 ≦ γ ≦ 30 mN / m, and 6.0 <By controlling to η ≦ 15 mPa · s, feathering is also suppressed, and there is provided a printed material that has no set-off of the printed material and is maintained at a sufficient image quality.
  Further, according to the ink cartridge of the fifth aspect, it is possible to easily mount and replace the recording liquid, to perform a simple and steady maintenance work, and to stabilize the image quality. In addition, the image device can be configured compactly.
  Further, since the printed matter of claim 6 is printed by the ink jet recording apparatus in which the printing interval of the present invention is controlled and the recording liquid in which the surface tension (γ) and the viscosity (η) are adjusted, A printed matter with sufficient image quality in which set-off is prevented and feathering is suppressed is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration for explaining an ink jet recording apparatus of the present invention in an embodiment.
2 is an enlarged cross-sectional view for explaining a configuration example of a discharge nozzle surface in a recording head mounted on a carriage of the ink jet recording apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view for explaining another configuration example of a discharge nozzle surface in a recording head mounted on a carriage of the ink jet recording apparatus of FIG. 1;
FIG. 4 is an external perspective view showing a configuration example of an ink cartridge capable of containing a recording liquid mounted in the ink jet recording apparatus of the present invention in the embodiment.
FIG. 5 is a front sectional view showing a schematic internal configuration of the ink cartridge shown in FIG. 4;
[Explanation of symbols]
1 Image forming device
2 Main unit housing
16 Gear mechanism
17 Sub-scanning motor
18 Carriage
18a recording head
19 Platen
20 Ink cartridge
21 Guide shaft
22 Guide shaft
23 Timing belt
24 Main scanning motor
25 Gear mechanism
26 Main scanning motor
27 Gear mechanism
31 Discharge nozzle
32 Discharge nozzle
33 Discharge nozzle
34 Discharge nozzle
35 Discharge nozzle
36 Discharge nozzle
37 Discharge nozzle
38 Discharge nozzle
39 Discharge nozzle
40 Discharge nozzle
41 Discharge nozzle
42 Liquid absorber
43 cases
44 Upper lid member
45 Liquid supply port
46 Seal Ring
47 Air release port
48 grooves
49 Cartridge housing
50 Cap member
51 Protrusion for preventing leakage
55 Sealing member
71 Cartridge positioning part
81 Projecting part for cartridge attachment / detachment
81a Finger hook for cartridge attachment / detachment
82 Recess for cartridge attachment / detachment
A space

Claims

A recording liquid having a surface tension (γ) of 15 ≦ γ ≦ 30 mN / m and a viscosity (η) of 6.0 <η ≦ 15 mPa · s is discharged onto the recording medium, and a printing interval ( v) is controlled to 2 ≦ v ≦ 3 s, and printing is performed.
The printing interval (v) represents a time interval until the recording medium to be discharged next comes into contact with the recording liquid that has finally landed on the recording medium to be discharged first,
The discharge amount of the recording liquid (Vj) is Ri 3 ≦ Vj ≦ 8g / ^{m 2} der,
Vj, γ, and v satisfy a relationship in which γ / (10v + 10) is less than 1 mN / m · s when Vj is 3 g / m ² or more and 6 g / m ² or less, and Vj is 3 g / m ² or more and 7 when the .2g / ^{m 2} or less, satisfies the relation γ / (10v + 5) is below 1mN / m · s, and, when Vj is 3 g / ^{m 2} or more 8 g / ^{m 2} or less, gamma / 10v is 1mN An ink jet recording apparatus satisfying a relationship of less than / m · s .

The ratio (η / γ) between the viscosity (η) and the surface tension (γ) of the recording liquid is in the range of 0.25 ≦ η / γ ≦ 0.5 (s / m). Item 10. The ink jet recording apparatus according to Item 1.

When ω is an average contact angle decreasing rate from the time when the droplet of the recording liquid reaches the recording medium to the time when the contact angle of the droplet with respect to the recording medium reaches 0 °, ω is The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein a range of 4 ≦ ω ≦ 15 (° / s) is satisfied.

A recording liquid used in the ink jet recording apparatus according to claim 1.

An ink cartridge containing a recording liquid to be attached to the ink jet recording apparatus according to claim 1.

A printed matter, wherein the ink-jet recording apparatus according to claim 1 is printed by discharging a recording liquid used in the ink-jet recording apparatus onto a recording medium.