JP5374812B2 - 記録用インク、並びに、インクカートリッジ、インク記録物、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法 - Google Patents
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Description
このようなインクジェット記録に用いられるインクは、水を主成分とし、これに着色剤、グリセリン等の湿潤剤、記録紙への浸透性を制御する浸透剤、界面活性剤、及びその他の添加剤を含有した水系インクが、家庭、オフィス用途として一般的に用いられている。
これらの課題を解決するため、例えば、着色されたポリマー粒子、特にポリエステル系又はビニル系ポリマー粒子のエマルジョンを用いたインクジェット記録用インクが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この提案には、着色剤を水に不溶で分散性の樹脂に内包した着色剤内包樹脂分散体を含有するインクも包含される。また、着色剤としてカラー有機顔料を用いた場合、従来公知のインク処方では普通紙上での画像濃度、色再現性は水溶性分散剤を用いた顔料インクよりも優れることが知られている。
これらの提案では、加熱手段を有するため、インクジェット記録装置が大型化、複雑化しており、また、加熱のためにエネルギーを浪費するなど、インクジェット方式の利点が失われてしまうという問題がある。
このように、高速で高品位な印字品質を確保するためには粘度の高いインクを使用することが必要となるが、粘度の高いインクでは信頼性を確保するのが困難であるという課題がある。
また、シリコーン系界面活性剤やフッ素系界面活性剤は微量でも浸透性を向上させることが知られている。例えば、特許文献21及び特許文献22には、フッ素系界面活性剤を添加したインクジェットインクが提案されている。また、特許文献23及び特許文献24には、顔料分散体とフッ素系界面活性剤とを含むインクが提案されている。また、特許文献25には、フッ素系界面活性剤と、ポリマー微粒子に水不溶性乃至水難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョンとを含有する粘度5mPa・s以上のインクが提案されている。しかし、これらの提案においても高顔料濃度では好ましい色相が得られにくく、また、自己分散顔料では耐水性、定着性が十分であるとは言い難い。
<1> 少なくとも着色剤、水分散性樹脂、湿潤剤、界面活性剤、及び水を含有する記録用インクであって、
前記着色剤及び前記水分散性樹脂の前記記録用インクにおける合計含有量が、固形分で10〜30質量%であり、
前記水分散性樹脂の前記記録用インクにおける固形分含有量(C)に対する前記着色剤の前記記録用インクにおける固形分含有量(B)の比(B/C)が、0.1〜1.6であり、かつ前記記録用インクの25℃での粘度が5〜20mPa・sであり、かつ該記録用インクの表面張力が35mN/m以下であることを特徴とする記録用インクである。
<2> 着色剤が、顔料を含む水分散性着色剤である前記<1>に記載の記録用インクである。
<3> 水分散性着色剤が、表面に少なくとも1種の親水基を有し、分散剤の不存在下で水分散性及び水溶性の少なくともいずれかを示す顔料である前記<2>に記載の記録用インクである。
<4> 水分散性着色剤が、ポリマー微粒子に水不溶乃至水難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョンである前記<2>に記載の記録用インクである。
<5> 水分散性着色剤が、界面活性剤及び質量平均分子量50,000以下の水溶性高分子化合物のいずれかにより分散された顔料である前記<2>に記載の記録用インクである。
<6> 湿潤剤が、20℃、60%RHの環境下で、平衡水分量が25質量%以上の多価アルコールである前記<1>から<5>のいずれかに記載の記録用インクである。
<7> 多価アルコールがグリセリンであり、該グリセリンの含有量が湿潤剤全体の60質量%以下である前記<6>に記載の記録用インクである。
<8> 界面活性剤が、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤から選択される少なくとも1種を含み、かつ該界面活性剤の記録用インクにおける合計含有量が0.01〜5質量%である前記<1>から<7>のいずれかに記載の記録用インクである。
<9> フッ素系界面活性剤が、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物から選択される少なくとも1種である前記<8>に記載の記録用インクである。
<10> シアンインク、マゼンタインク、イエローインク及びブラックインクから選択される少なくとも1種である前記<1>から<9>のいずれかに記載の記録用インクである。
<11> 前記<1>から<10>のいずれかに記載の記録用インクを容器中に収容してなることを特徴とするインクカートリッジである。
<12> 前記<1>から<10>のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を形成するインク飛翔工程を少なくとも含むことを特徴とするインクジェット記録方法である。
<13> 刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種である前記<12>に記載のインクジェット記録方法である。
<14> ノズルより吐出される液滴の大きさが2〜40pl、液滴の速度が6〜20m/s、周波数1kHz以上、解像度が300dpi以上である前記<12>から<13>のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
<15> 前記<1>から<10>のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を形成するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録装置である。
<16> 刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種である前記<15>に記載のインクジェット記録装置である。
<17> ノズルヘッド上にインクを供給するためのサブタンクを有し、該サブタンクにインクカートリッジから供給チューブを介してインクが補充される前記<15>から<16>のいずれかに記載のインクジェット記録装置である。
<18> 記録媒体上に、前記<1>から<10>のいずれかに記載の記録用インクを用いて形成された画像を有してなることを特徴とするインク記録物である。
<19> 記録媒体は、ステキヒトサイズ度が3秒以上である前記<18>に記載のインク記録物である。
また、本発明の記録用インクは、25℃での粘度が5mPa・s以上とすることによって、印字濃度や文字品位を向上させる効果が得られ、更に、インク粘度を20mPa・s以下に抑えることで、吐出性を確保することができる。
また、本発明の記録用インクは、表面張力を35mN/m以下とすることによって、上記のような高粘度インクにおいても十分な浸透性を得ることができるため、高い乾燥速度を得ることができる。好ましくはフッ素系界面活性剤を用いると、更に乾燥速度が向上し、高粘度インクであっても、低粘度インクと遜色の無い乾燥性が得られる。
また、本発明の記録用インクは、好ましくは20℃、60%RH環境下で中の平衡水分量が25質量%以上である多価アルコールを湿潤剤として用いることによりインクの水分蒸発速度を緩め、インクの吐出信頼性を向上させる効果が得られる。この場合、前記多価アルコールとしてグリセリンを用い、該グリセリンの含有量が湿潤剤全体の50質量%以下とすることで、印字濃度向上や裏抜け低減効果が得られる。
本発明の記録用インクは、少なくとも着色剤、水分散性樹脂、湿潤剤、界面活性剤、及び水を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
また、着色剤として顔料を用いている場合には、熱質量分析により質量減少率を評価することで着色剤と水分散性樹脂との比率を測定できる。測定時には樹脂や顔料の燃焼を抑えるため、不活性ガス雰囲気下、10℃/分で500℃まで昇温を行って質量変化を測定する。固液分離後の固体中にも水分や湿潤剤成分を僅かに含んでいるため、前記成分がほとんど無くなる200℃における質量を固形分総質量とし、多くの樹脂成分が熱分解して揮発する500℃における質量を顔料分の質量とし、顔料と樹脂の比率を顔料分質量/(固形分総質量−顔料分質量)から求めることができる。
また、一部のアゾ顔料などの耐熱性が低い顔料の場合には、500℃までで顔料が熱分解するため、顔料分の測定することが困難であるが、樹脂成分を溶剤に溶解させ固形分を溶剤抽出することで顔料分量を求めることが可能である。抽出前後の質量から固形中の顔料分率を求め、上記熱質量分析より固形分総質量を求めることで、顔料の固形分質量を試料質量×顔料分率として算出できる。
また、着色剤の分子構造が明らかな場合には、顔料や染料ではNMRを用い、重金属原子、分子骨格に含まれる無機顔料、含金有機顔料、含金染料では蛍光X線分析を用いることで着色剤の固形分量を定量することが可能である。
ここで、前記粘度は、例えば、粘度計(RL−500、東機産業株式会社製)を使用して、25℃で測定することができる。
ここで、前記表面張力は、例えば、全自動表面張力計(CBVP−Z、協和界面科学株式会社製)を用いて測定することができる。
前記着色剤としては、水分散性であり、顔料を含む水分散性着色剤が好適である。
前記水分散性着色剤としては、(1)表面に少なくとも1種の親水基を有し、分散剤の不存在下で水分散性及び水溶性の少なくともいずれかを示す顔料、(2)ポリマー微粒子に水不溶乃至水難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョン、(3)界面活性剤及び質量平均分子量50,000以下の水溶性高分子化合物のいずれかにより分散された顔料、などが挙げられる。
前記(1)は、一般的に、自己分散顔料と言われ、主にカーボンブラックなどを表面酸化処理して親水化し、顔料単体が水に分散するようにしたものである。
前記(2)は、一般的に、カプセル顔料と言われ、親水性水不溶性の樹脂で顔料を被覆してやり、顔料表面の樹脂層にて親水化することで顔料を水に分散するようにしたものである。
前記(3)は、一般的に、界面活性剤分散顔料、樹脂分散顔料と呼ばれ、界面活性能を持つ化合物(ここでは界面活性剤や水溶性高分子化合物)により、顔料と水との界面を取り持つことで、顔料の分散を行っているものである。前記(2)との違いは、樹脂が水に溶けているか否かの点であり、顔料分散体の耐溶剤性や発色性に影響を与えている。
また、この形態のインクは乾燥後の再分散性に優れるため、長期間印字を休止し、インクジェットヘッドのノズル付近のインクの水分が蒸発した場合も目詰まりを起こさず簡単なクリーニング動作で容易に良好な印字が行えるようになる。またこの自己分散型の顔料は、後述する界面活性剤及び浸透剤と組み合わせた時に、特に相乗効果が大きく、より信頼性の高い、高品位な画像を得ることが可能となる。
前記自己分散型顔料の体積平均粒径は、インク中において0.01〜0.16μmが好ましい。
前記ポリマーエマルジョンを形成するポリマーとしては、例えば、ビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリウレタン系ポリマー、特開2000−53897号公報及び特開2001−139849号公報に開示されているポリマー等が挙げられる。これらの中でも、ビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマーが特に好ましい。
前記色材を含有させたポリマー微粒子(着色微粒子)の体積平均粒径は、インク中において0.01〜0.16μmが好ましい。
このような界面活性剤としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば日本油脂株式会社、日光ケミカルズ株式会社、日本エマルジョン株式会社、日本触媒株式会社、第一工業製薬株式会社、東邦化学株式会社、花王株式会社、アデカ株式会社、ライオン株式会社、青木油脂株式会社、三洋化成工業株式会社などから容易に入手できる。
このような水溶性高分子化合物としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
該市販品としては、例えば、ジョンソンポリマー株式会社、ナガセケムテックス株式会社、東亞合成株式会社、三菱レーヨン株式会社、住友精化株式会社、JSR株式会社、昭和高分子株式会社、荒川化学工業株式会社、日本触媒株式会社、日本合成化学株式会社、株式会社クラレなどから容易に入手できる。
前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、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、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが特に好ましい。なお、前記カーボンブラックとしては、例えば、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたものが挙げられる。
前記黒色用のものとしては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料、などが挙げられる。
その他顔料(例えば、カーボン)の表面を樹脂等で処理し、水中に分散可能としたグラフト顔料や、顔料(例えば、カーボン)の表面にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加し水中に分散可能とした加工顔料等が使用できる。
また、顔料をマイクロカプセルに包含させ、該顔料を水中に分散可能なものとしたものであってもよい。
前記酸性染料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、食用染料として知られているものなどが挙げられ、例えば、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2、3、4;C.I.フード・レッド7、9、14;C.I.フード・ブラック1、2、などが挙げられる。
これら染料の中でも、酸性染料及び直接性染料が特に好ましい。
前記湿潤剤としては、特に制限はなく、目的応じて適宜選択することができるが、例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、テトラエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、インクの水分蒸発速度を緩め、インクの吐出信頼性を向上させる効果が得られる点から、20℃、60%RHの環境下で、平衡水分量が25質量%以上の多価アルコールが好ましく、該多価アルコールの中でも、グリセリンが、水分蒸発に伴い粘度が急激に上昇するが、着色剤の凝集を抑え、粒径が大きくなるのを防ぐ効果が高い点から特に好ましい。
前記多価アルコールの一つがグリセリンであり、かつ該グリセリンの含有量が湿潤剤全体の60質量%以下であることが好ましく、50質量%以下がより好ましい。
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、着色剤の種類や湿潤剤、水溶性有機溶剤の組合せによって、分散安定性を損なわない界面活性剤の中から目的に応じて適宜選択することができるが、上記のような高固形分であり、かつ高粘度のインクを紙に浸透させるためには、疎水性基に炭素鎖のみを有する界面活性剤では浸透力が不充分なので、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤から選択される少なくとも1種が好適である。これらの中でも、フッ素系界面活性剤が特に好ましい。
前記パーフルオロアルキルカルボン化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、などが挙げられる。
前記パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルリン酸エステルの塩、などが挙げられる。
前記パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩、などが挙げられる。
これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH4、NH3CH2CH2OH、NH2(CH2CH2OH)2、NH(CH2CH2OH)3などが挙げられる。
該市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113、S−121、S−131、S−132、S−141、S−145(いずれも、旭硝子株式会社製)、フルラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129、FC−135、FC−170C、FC−430、FC−431(いずれも、住友スリーエム株式会社製)、メガファックF−470、F1405、F−474(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製)、Zonyl TBS、FSP、FSA、FSN−100、FSN、FSO−100、FSO、FS−300、UR(いずれも、DuPont社製)、FT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW(いずれも株式会社ネオス社製)、PF−151N(オムノバ社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、発色性、紙に対する均染性が著しく向上する点から株式会社ネオス製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW、及びオムノバ社製のPF−151Nが特に好ましい。
前記フッ素系界面活性剤の具体例としては、下記一般式で表されるものが好適である。
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
該市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越シリコーン株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社などから容易に入手できる。
前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、琥珀酸エステルスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩などが挙げられる。
前記非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドなどが挙げられる。
前記両性界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキシド、ミリスチルジメチルアミンオキシド、ステアリルジメチルアミンオキシド、ジヒドロキシエチルラウリルアミンオキシド、ポリオキシエチレンヤシ油アルキルジメチルアミンオキシド、ジメチルアルキル(ヤシ)ベタイン、ジメチルラウリルベタインなどが挙げられる。
このような界面活性剤としては、市販品として、例えば日光ケミカルズ株式会社、日本エマルジョン株式会社、日本触媒株式会社、東邦化学株式会社、花王株式会社、アデカ株式会社、ライオン株式会社、青木油脂株式会社、三洋化成工業株式会社などから容易に入手できる。
前記アセチレングリコール系の界面活性剤としては、例えば、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オールなどが挙げられる。該アセチレングリコール系界面活性剤は、市販品として、例えば、エアープロダクツ社(米国)のサーフィノール104、82、465、485、TGなどが挙げられる。
前記界面活性剤は、これらに限定されるものではなく、単独で用いても、複数のものを混合して用いてもよい。単独では記録液中で容易に溶解しない場合も、混合することで可溶化され、安定に存在することができる。
ただし、前記構造式(1)中、R1は、炭素数6〜14の分岐していてもよいアルキル基、又は炭素数6〜14の分岐していてもよいパーフルオロアルキル基を表す。R2は、水素原子、又は分岐していてもよい炭素数1〜4のアルキル基を表す。hは、5〜20の整数を表す。
ただし、前記構造式(2)中、R1は、炭素数6〜14の分岐していてもよいアルキル基を表す。R2は、水素原子、又は分岐していてもよい炭素数1〜4のアルキル基を表す。hは、5〜20の整数を表す。
前記水分散性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、縮合系合成樹脂、付加系合成樹脂、天然高分子化合物、などが挙げられる。
前記縮合系合成樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、珪素樹脂などが挙げられる。前記付加系合成樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルエステル系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、不飽和カルボン酸系樹脂などが挙げられる。前記天然高分子化合物としては、例えば、セルロース類、ロジン類、天然ゴムなどが挙げられる。
前記水分散性樹脂は、ホモポリマーとして使用してもよく、また、コポリマーして使用して複合系樹脂として用いてもよく、単相構造型、コアシェル型、及びパワーフィード型エマルジョンのいずれのものも使用できる。
前記単官能の(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、メタクリロキシエチルトリメチルアンモニウム塩、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、n−へキシルアクリレート、2−エチルへキシルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、シクロへキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、グリシジルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリロキシエチルトリメチルアンモニウム塩、などが挙げられる。
前記多官能の(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリブチレングリコールジメタクリレート、2,2'−ビス(4−メタクリロキシジエトキシフェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2'−ビス(4−アクリロキシプロピロキシフェニル)プロパン、2,2'−ビス(4−アクリロキシジエトキシフェニル)プロパントリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ジトリメチロールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、などが挙げられる。
前記芳香族ビニル単量体類としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、4−t−ブチルスチレン、クロルスチレン、ビニルアニソール、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼンなどが挙げられる。
前記ビニルシアン化合物単量体類としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどが挙げられる。
前記アリル化合物単量体類としては、例えばアリルスルホン酸又はその塩、アリルアミン、アリルクロライド、ジアリルアミン、ジアリルジメチルアンモニウム塩等が挙げられる。
前記オレフィン単量体類としては、例えば、エチレン、プロピレン等が挙げられる。
前記ジエン単量体類としては、例えば、ブタジエン、クロロプレン等が挙げられる。
前記ビニル単量体類としては、例えば、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、塩化ビニル、ビニルエーテル、ビニルケトン、ビニルピロリドン、ビニルスルホン酸又はその塩、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
前記不飽和炭素を持つオリゴマー類としては、例えば、メタクリロイル基を持つスチレンオリゴマー、メタクリロイル基を持つスチレン−アクリロニトリルオリゴマー、メタクリロイル基を持つメチルメタクリレートオリゴマー、メタクリロイル基を持つジメチルシロキサンオリゴマー、アクリロイル基を持つポリエステルオリゴマー等が挙げられる。
前記水分散性樹脂の粒径は分散液の粘度と関係しており、組成が同じものでは粒径が小さくなるほど同一固形分での粘度が大きくなる。インク化した時に過剰な高粘度にならないためにも水分散性樹脂の平均粒子径は50nm以上が好ましい。また、粒径が数十μになるとインクジェットヘッドのノズル口より大きくなるため使用できない。ノズル口より小さくとも粒子径の大きな粒子がインク中に存在すると吐出性を悪化させることが知られている。そこで、インク吐出性を阻害させないために平均粒子径は500nm以下がより好ましく、150nm以下が更に好ましい。
また、前記水分散性樹脂のガラス転移温度が−40℃以下になると樹脂皮膜の粘稠性が強くなり印字物にタックが生じるため、ガラス転移温度が−30℃以上の水分散性樹脂であることが好ましい。
浸透剤としては、20℃の水に対する溶解度が0.2〜5.0質量%のポリオール化合物の少なくとも1種を含有することが好ましい。このようなポリオール化合物として、脂肪族ジオールとしては、例えば、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジメチル−1,2−ブタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、5−ヘキセン−1,2−ジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールなどが挙げられる。
これらの中でも、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールが特に好ましい。
その他の併用できる浸透剤としては、インク中に溶解し、所望の物性に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、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、エタノール等の低級アルコール類、などが挙げられる。
前記浸透剤の前記記録用インクにおける含有量は、0.1〜4.0質量%が好ましい。前記含有量が0.1質量%未満であると、速乾性が得られず滲んだ画像となることがあり、4.0質量%を超えると、着色剤の分散安定性が損なわれ、ノズルが目詰まりしやすくなったり、また記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けが発生することがある。
前記アルコールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオールなどが挙げられる。
前記アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
前記アンモニウムの水酸化物としては、例えば、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などが挙げられる。
前記アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。
前記フェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む)としては、例えば、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、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’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−[β−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]2,4,8,10−テトライキサスピロ[5,5]ウンデカン、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−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、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]メタンなどが挙げられる。
前記アミン系酸化防止剤としては、例えば、フェニル−β−ナフチルアミン、α−ナフチルアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、フェノチアジン、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2,4−ジメチル−6−tert−ブチル−フェノール、ブチルヒドロキシアニソール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−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)、テトラキス[メチレン−3(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ジヒドロキフェニル)プロピオネート]メタン、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)ブタンなどが挙げられる。
前記硫黄系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル3,3’−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3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリルβ,β’−チオジプロピオネート、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などが挙げられる。
前記リン系酸化防止剤としては、トリフェニルフォスファイト、オクタデシルフォスファイト、トリイソ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、トリノニルフェニルフォスファイトなどが挙げられる。
前記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、等が挙げられる。
前記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2'−ヒドロキシ−5'−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−5'−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−4'−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3'−tert−ブチル−5'−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、等が挙げられる。
前記サリチレート系紫外線吸収剤としては、例えば、フェニルサリチレート、p−tert−ブチルフェニルサリチレート、p−オクチルフェニルサリチレート、等が挙げられる。
前記シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、例えば、エチル−2−シアノ−3,3'−ジフェニルアクリレート、メチル−2−シアノ−3−メチル−3−(p−メトキシフェニル)アクリレート、ブチル−2−シアノ−3−メチル−3−(p−メトキシフェニル)アクリレート、等が挙げられる。
前記ニッケル錯塩系紫外線吸収剤としては、例えば、ニッケルビス(オクチルフェニル)サルファイド、2,2’−チオビス(4−tert−オクチルフェレート)−n−ブチルアミンニッケル(II)、2,2’−チオビス(4−tert−オクチルフェレート)−2−エチルヘキシルアミンニッケル(II)、2,2’−チオビス(4−tert−オクチルフェレート)トリエタノールアミンニッケル(II)、等が挙げられる。
本発明のインクカートリッジは、本発明の前記記録用インクを容器中に収容してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材等を有してなる。
前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、プラスチック製容器、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋を少なくとも有するもの、などが好適に挙げられる。
インクカートリッジ200は、図4に示すように、インク注入口242からインク袋241内に充填され、排気した後、該インク注入口242は融着により閉じられる。使用時には、ゴム部材からなるインク排出口243に装置本体の針を刺して装置に供給される。
インク袋241は、透気性のないアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。このインク袋241は、図5に示すように、通常、プラスチック製のカートリッジケース244内に収容され、各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いられるようになっている。
本発明のインクジェット記録装置は、インク飛翔手段を少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば刺激発生手段、制御手段等を有してなる。
本発明のインクジェット記録方法は、インク飛翔工程を少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば刺激発生工程、制御工程等を含んでなる。
本発明のインクジェット記録方法は、本発明のインクジェット記録装置により好適に実施することができ、前記インク飛翔工程は前記インク飛翔手段により好適に行うことができる。また、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。
前記インク飛翔工程は、前記本発明の記録用インクに、刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を形成する工程である。
前記インク飛翔手段は、前記本発明の記録用インクに、刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を形成する手段である。該インク飛翔手段としては、特に制限はなく、例えば、インク吐出用の各種のノズル、などが挙げられる。
本発明においては、該インクジェットヘッドの液室部、流体抵抗部、振動板、及びノズル部材の少なくとも一部がシリコン及びニッケルの少なくともいずれかを含む材料から形成されることが好ましい。
また、インクジェットノズルのノズル径は、30μm以下が好ましく、1〜20μmが好ましい。
また、インクジェットヘッド上にインクを供給するためのサブタンクを有し、該サブタンクにインクカートリッジから供給チューブを介してインクが補充されるように構成することが好ましい。
また、ノズル近傍での水分蒸発が30%を超える前に、印字領域及び非印字領域のいずれかにインクを吐出させることが好ましい。
インクカートリッジ装填部104の上面には、操作キーや表示器などの操作部105が配置されている。インクカートリッジ装填部104は、インクカートリッジ201の脱着を行うための開閉可能な前カバー115を有している。
記録ヘッド134を構成するインクジェット記録用ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを記録用インクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。
また、キャリッジ133には、記録ヘッド134に各色のインクを供給するための各色のサブタンク135を搭載している。サブタンク135には、図示しない記録用インク供給チューブを介して、インクカートリッジ装填部105に装填された本発明のインクカートリッジ201から本発明の前記記録用インクが供給されて補充される。
このとき、帯電ローラ156によって搬送ベルト157が帯電されており、用紙142は、搬送ベルト151に静電吸着されて搬送される。そこで、キャリッジ133を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド134を駆動することにより、停止している用紙142にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙142を所定量搬送後、次行の記録を行う。記録終了信号又は用紙142の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙142を排紙トレイ103に排紙する。
そして、サブタンク135内の記録用インクの残量ニアーエンドが検知されると、インクカートリッジ201から所要量の記録用インクがサブタンク135に補給される。
本発明のインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法により記録されたインク記録物は、本発明のインク記録物である。本発明のインク記録物は、記録媒体上に本発明の前記記録用インクを用いて記録された画像を有してなる。
前記記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシート、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、前記記録媒体としては、ステキヒトサイズ度が3秒以上であるものが特に好ましい。
前記インク記録物は、高画質で滲みがなく、経時安定性に優れ、各種の印字乃至画像の記録された資料等として各種用途に好適に使用することができる。
−ポリマー溶液Aの調製−
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管、及び滴下ロートを備えた1Lのフラスコ内を充分に窒素ガス置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー4.0g、及びメルカプトエタノール0.4gを混合し、65℃に昇温した。次に、スチレン100.8g、アクリル酸25.2g、ラウリルメタクリレート108.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート36.0g、ヒドロキシルエチルメタクリレート60.0g、スチレンマクロマー36.0g、メルカプトエタノール3.6g、アゾビスメチルバレロニトリル2.4g、及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を2.5時間かけて、フラスコ内に滴下した。滴下後、アゾビスメチルバレロニトリル0.8g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を0.5時間かけて、フラスコ内に滴下した。次いで、65℃で1時間熟成した後、アゾビスメチルバレロニトリル0.8gを添加し、更に1時間熟成した。反応終了後、フラスコ内にメチルエチルケトン364gを添加し、濃度が50質量%のポリマー溶液A 800gを調製した。
次に、得られたポリマー溶液Aを28g、C.I..ピグメントレッド122を42g、1mol/Lの水酸化カリウム水溶液13.6g、メチルエチルケトン20g、及びイオン交換水13.6gを十分に攪拌した後、ロールミルを用いて混練した。得られたペーストを純水200gに投入し、充分に攪拌した後、エバポレータ用いてメチルエチルケトン及び水を留去して、顔料15質量%含有、固形分20質量%の製造例1のマゼンタポリマー微粒子の水分散体を作製した。
−表面処理顔料分散液の調製−
CTAB比表面積が150m2/g、DBP吸油量100ml/100gのカーボンブラック90gを、2.5Nの硫酸ナトリウム溶液3,000mlに添加し、温度60℃、速度300rpmで攪拌し、10時間反応させて酸化処理を行った。この反応液を濾過し、濾別したカーボンブラックを水酸化ナトリウム溶液で中和し、限外濾過を行った。得られたカーボンブラックを水洗いし乾燥させて、固形分20質量%となるよう純水中に分散させて、製造例2のブラック顔料分散液を作製した。
−顔料界面活性剤分散液の調製−
C.I..ピグメントブルー15:3を100g、ポリオキシエチレンオレイルエーテル硫酸アンモニウム24.8g、純水175.2gを混合した後、湿式サンドミルにて分散を行い、純水414.3gを加えて混合し、遠心処理にかけて粗大粒子を取り除いた。以上により、顔料14質量%含有、固形分17.5質量%の製造例3のシアン顔料分散液を作製した。
−ポリマー微粒子分散体Bの調製−
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管、及び滴下ロートを備えた1Lのフラスコ内を充分に窒素ガス置換した後、ラテムルS−180(不飽和炭素を持つ反応性乳化剤、花王株式会社製、成分100質量%)を8.0g、イオン交換水350gを加え混合し、65℃に昇温した。昇温後、反応開始剤であるt−ブチルパーオキソベンゾエート3.0g、イソアスコルビン酸ナトリウム1.0gを加え、5分間後にメタクリル酸メチル45g、メタクリル酸2エチルヘキシル160g、アクリル酸5g、メタクリル酸ブチル45g、メタクリル酸シクロヘキシル30g、ビニルトリエトキシシラン15g、ラテムルS−180を8.0g、及びイオン交換水340gを混合し、3時間かけて滴下を行った。その後、80℃で2時間加熱熟成を行った後、常温まで冷却し水酸化ナトリウムでpHを7〜8に調整した。エバポレータ用いてエタノールを留去し、水分調節をして、固形分40質量%の製造例4のポリマー分散体B溶液730gを作製した。
各記録用インクの製造を以下の手順で行った。
まず、表1〜表4に示す湿潤剤、浸透剤、界面活性剤、及び水を混合し、1時間攪拌を行い均一に混合した。得られた混合液に水分散性樹脂を添加し、1時間撹拌して、顔料分散体、及び消泡剤を添加し、1時間攪拌した。この分散液を平均孔径0.8μmのセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子やごみを除去して、評価に用いる各記録用インクを作製した。
なお、実施例3、及び比較例1については、顔料分散体、水分散性樹脂、及びグリセリンを混合し、エバポレータにて濃縮を行い濃縮分散体混合液を作製した。別途、湿潤剤、浸透剤、界面活性剤、及び水を混合し、1時間攪拌を行い均一に混合した。得られた混合液に上記濃縮分散体混合液、及び消泡剤を添加し、1時間攪拌した。この分散液を平均孔径0.8μmのセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子やごみを除去して、評価に用いる各記録用インクを作製した。
・ジュリマーET−410:ソープフリー型アクリル系共重合体エマルジョン(日本純薬株式会社製、固形分30質量%、pH8.0、ガラス転移温度(Tg)44℃)
・Nipol LX430:変性スチレン−ブタジエン系共重合体エマルジョン(日本ゼオン株式会社製、固形分49質量%、pH7.0、ガラス転移温度(Tg)12℃)
・ポリフォックスPF−151N:オリゴマー型ノニオン性フッ素系界面活性剤(OMNOVA社製、成分50質量%、ブチルカルビトール10質量%)
・ゾニールFSO−100、FS−300:ポリオキシエチレンパーフロロアルキルエーテル(DuPont社製、成分100質量%)
・ソフタノールEP−5035:ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン分岐アルキルエーテル(日本触媒株式会社製、成分100質量%)
・Proxel GXL:1,2−benzisothiazolin−3−onを主成分として含む防カビ剤(アビシア社製、成分20質量%、ジプロピレングリコール含有)
・KS508:自己乳化型シリコーン消泡剤(信越シリコーン株式会社製、成分100質量%)
インクの粘度は、粘度計(RL−500、東機産業株式会社製)を使用して、25℃で測定した。
また、インクの表面張力は、全自動表面張力計(CBVP−Z、協和界面科学株式会社製)を使用して、25℃で測定を行った。
温度23℃、50%RHに調整された環境下にてインクジェットプリンター(IPSIO G707、株式会社リコー製)を用い、インクの吐出量が均しくなるようにピエゾ素子の駆動電圧を変動させ、記録媒体に同じ付着量のインクが付くように設定を行った。
Microsoft Word2000(Microsoft社製)にて作成した一色当りA4サイズ用紙の面積5%をベタ画像にて塗りつぶすチャートを連続200枚、Type6200(株式会社NBSリコー製)に打ち出し、打ち出し後の各ノズルの吐出乱れから評価した。印字モードはプリンタ添付のドライバで普通紙のユーザー設定より「普通紙−標準速い」モードを「色補正なし」と改変したモードを使用した。
〔評価基準〕
○:吐出乱れなし
×:吐出乱れあり、もしくは吐出せず
Microsoft Word2000(Microsoft社製)にて作成した64point文字「■」の記載のあるチャートをXerox4024(富士Xerox株式会社製)に打ち出し、印字面の「■」部をX−Rite938にて測色し、下記評価基準により判定した。なお、印字モードはプリンタ添付のドライバで普通紙のユーザー設定より、「普通紙−標準速い」モードを「色補正なし」と改変したモードを使用した。
〔評価基準〕
○:Black 1.15以上、Color 0.85以上である
△:Black 1.05以上1.15未満、Color 0.75以上0.85未満である
×:Black 1.05未満、Color 0.75未満である
印字濃度と同様にチャートを打ち出し、裏面の「■」部をX−Rite938にて測色し、紙の地肌色を差し引いて、下記評価基準により判定した。
〔評価基準〕
○:0.05未満である
△:0.05以上0.1未満である
×:0.1以上である
印字濃度と同様にチャートをType6200(株式会社NBSリコー製)に打ち出し、印写した印字面の「■」部を23℃、50%RHで24時間乾燥させ、そのチャートを30℃の水に1分間浸漬後、静かに引き上げて、静置乾燥を行い、下記評価基準により判定した。
〔評価基準〕
○:色の滲み出しなし
×:色の滲み出しあり
Microsoft Word2000(Microsoft社製)にて作成した3cm×3cmの単色ベタ画像があるチャートを、リコージェルジェットプリンター専用絹目光沢紙(株式会社NBSリコー製)に打ち出し、23℃、50%RHで24時間乾燥させて、CM−1型クロックメータに両面テープで取り付けたJIS L0803綿3号を印字部位に当てるように10往復させた後、綿布へのインク付着汚れをX−Rite938にて測色し、綿布の地肌色を差し引いた汚れ部の濃度について、下記評価基準により判定した。
〔評価基準〕
○:汚れ部の濃度が0.1未満である
×:汚れ部の濃度が0.1以上である
Microsoft Word2000(Microsoft社製)にて作成したゴシックフォントを用いた文字列があるチャートをType6200(株式会社NBSリコー製)に打ち出し、印写した印字面の文字列部を印字10分間後にゼブラ製蛍光マーカーペン オプティックス(黄)にてマーキングし、蛍光ペンによるインクの染み出し汚れの有無を下記基準にて判定した。
〔評価基準〕
○:汚れなし
△:凝視にて判別できる軽微な汚れあり
×:汚れあり
Microsoft Word2000(Microsoft社製)にて作成した4〜20pointの文字列があるチャートをType6200、マイペーパー、マイリサイクルペーパー100(いずれも、株式会社NBSリコー製)、Xerox4024(富士Xerox株式会社製)、PBペーパー(Canon社製)、やまゆり紙(王子製紙株式会社製)、4CC 100g/m2(STORANSO社製)、Tidal MP(HAMMER MILL社製)に打ち出し、印写した印字面の文字列部を拡大してインクのにじみ具合を下記基準により判定した。
〔評価基準〕
◎:にじみなく鮮明な印字である
○:一部の用紙にひげ状のにじみの発生があるが、拡大しないと鮮明な印字に見える
△:全紙にひげ状のにじみが発生しており、拡大しないと印字が太く見える
×:拡大せずともにじみが確認できる
印字濃度と同様にチャートを打ち出し、Type6200(株式会社NBSリコー製)に印写した印字面の「■」部を印字直後に濾紙を押し当て、転写の有無を下記基準にて判定した。
〔評価基準〕
○:転写汚れなし
△:わずかな転写汚れあり
×:転写汚れあり
−着色剤及び水分散性樹脂の合計固形分量の増加による発色性への影響−
3−メチル−1,3−ブタンジオール20質量部、グリセリン10質量部、オクタンジオール1質量部、及びゾニールFSO−100を0.8質量部混合したところに、製造例1の顔料含有ポリマー微粒子水分散体、及び製造例4のポリマー分散体Bを加えて記録用インクを作製した。
A群として製造例1の顔料含有ポリマー微粒子水分散体を増やしたもの、B群として製造例1の顔料含有ポリマー微粒子水分散体は6.67質量部とし、製造例4のポリマー分散体Bを増やした各記録用インクを作製した。
次に、記録媒体に同じ付着量のインクが付くように設定を行い、株式会社リコー製ジェルジェットプリンター専用絹目光沢紙上に階調性のあるチャートを印写した。画像はX−Rite938にて測色し、同じ画像濃度(0.8)になるところの彩度を結果として得た。得られた彩度と、色剤及び水分散性樹脂の合計固形分量との関係を図1に示す。
彩度に関しては、JIS Z8729に基づいたCIE(1976)abクロマ(C* ab)の下記数式にて求めた値である。
C* ab=[(a*)2+(b*)2]0.5
図1の結果から、A群に見られる顔料増加による固形分増加では彩度の落ち込みが著しく、B群に比べ劣っていることが判る。水分散性樹脂の添加による固形分の増加では、顔料を増やすだけに比べて発色への影響を低く抑えることが可能なことが認められた。
−水分蒸発に伴う粘度上昇及び粒径変化の測定−
実施例2、3、及び5で得られた各記録用インクを50℃、10%RHの環境中に放置し、一定時間放置後のインク質量変化を測定した。また、その時点での粒径及び粘度を測定した。粒径の測定にはマイクロトラック社製の粒度分布測定器UPA150を使用し、希釈倍率500倍で測定した。結果を図2及び図3示す。
水分蒸発率と粘度上昇率に関しては、特開2006−77232号公報に記載されている定義に基づいて、下記数式から算出した。
水分蒸発率(%)=〔(初期質量−水分蒸発後の質量)/初期質量〕×100
粘度上昇率=水分蒸発後の粘度/初期粘度
図2及び図3の結果から、実施例2、3、及び5で得られた各記録用インクは、水分蒸発率35%でも顕著な粒径増加が起っておらず、水分蒸発率30%未満で吐出を行うならば吐出信頼性は確保されることが判った。このことから、水分散性着色剤と水分散性樹脂の固形分量の和がインク全量の10〜30質量%であるインクであっても、吐出信頼性は十分に確保できていることが分かった。
本発明のインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法は、インクジェット記録方式による各種記録に適用することができ、例えば、インクジェット記録用プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、などに特に好適に適用することができる。
20 流路板
30 ノズルプレート
40 ベース
50 積層圧電素子
60 振動板
70 接着層
101 装置本体
102 給紙トレイ
103 排紙トレイ
104 インクカートリッジ装填部
111 上カバー
112 前面
115 前カバー
131 ガイドロッド
132 ステー
133 キャリッジ
134 記録ヘッド
135 サブタンク
141 用紙載置部
142 用紙
144 分離パッド
151 搬送ベルト
152 再度カウンタローラ
156 帯電ローラ
157 搬送ローラ
158 デンションローラ
171 分離爪
172 排紙ローラ
173 排紙コロ
181 両面給紙ユニット
200 インクカートリッジ
201 インクカートリッジ
241 インク袋
242 インク注入口
243 インク排出口
244 カートリッジ外装
Claims (16)
- 少なくとも着色剤、水分散性樹脂、湿潤剤、界面活性剤、及び水を含有する記録用インクであって、
前記着色剤が、(1)表面に少なくとも1種の親水基を有し、分散剤の不存在下で水分散性及び水溶性の少なくともいずれかを示す顔料、(2)ポリマー微粒子に水不溶乃至水難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョン、並びに(3)界面活性剤及び質量平均分子量50,000以下の水溶性高分子化合物のいずれかにより分散された顔料のいずれかであり、
前記湿潤剤としてのグリセリンの含有量が湿潤剤全体の60質量%以下であり、
前記着色剤及び前記水分散性樹脂の前記記録用インクにおける合計含有量が、固形分で10〜30質量%であり、
前記水分散性樹脂の前記記録用インクにおける固形分含有量(C)に対する前記着色剤の前記記録用インクにおける固形分含有量(B)の比(B/C)が、0.1〜1.6であり、かつ前記記録用インクの25℃での粘度が5〜20mPa・sであり、かつ該記録用インクの表面張力が35mN/m以下であることを特徴とする記録用インク。 - 着色剤が、表面に少なくとも1種の親水基を有し、分散剤の不存在下で水分散性及び水溶性の少なくともいずれかを示す顔料である請求項1に記載の記録用インク。
- 水分散性樹脂の記録用インクにおける固形分含有量(C)に対する着色剤の記録用インクにおける固形分含有量(B)の比(B/C)が、0.4〜1.6である請求項1から2のいずれかに記載の記録用インク。
- 水分散性樹脂の記録用インクにおける固形分含有量(C)に対する着色剤の記録用インクにおける固形分含有量(B)の比(B/C)が、0.6〜1.6である請求項1から3のいずれかに記載の記録用インク。
- 界面活性剤が、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤から選択される少なくとも1種を含み、かつ該界面活性剤の記録用インクにおける合計含有量が0.01〜5質量%である請求項1から4のいずれかに記載の記録用インク。
- フッ素系界面活性剤が、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物から選択される少なくとも1種である請求項5に記載の記録用インク。
- シアンインク、マゼンタインク、イエローインク及びブラックインクから選択される少なくとも1種である請求項1から6のいずれかに記載の記録用インク。
- 請求項1から7のいずれかに記載の記録用インクを容器中に収容してなることを特徴とするインクカートリッジ。
- 請求項1から7のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を形成するインク飛翔工程を少なくとも含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
- 刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種である請求項9に記載のインクジェット記録方法。
- ノズルより吐出される液滴の大きさが2〜40pl、液滴の速度が6〜20m/s、周波数1kHz以上、解像度が300dpi以上である請求項9から10のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 請求項1から7のいずれかに記載の記録用インクに刺激を印加し、該記録用インクを飛翔させて画像を形成するインク飛翔手段を少なくとも有することを特徴とするインクジェット記録装置。
- 刺激が、熱、圧力、振動及び光から選択される少なくとも1種である請求項12に記載のインクジェット記録装置。
- ノズルヘッド上にインクを供給するためのサブタンクを有し、該サブタンクにインクカートリッジから供給チューブを介してインクが補充される請求項12から13のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 記録媒体上に、請求項1から7のいずれかに記載の記録用インクを用いて形成された画像を有してなることを特徴とするインク記録物。
- 記録媒体は、ステキヒトサイズ度が3秒以上である請求項15に記載のインク記録物。
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