JP2005305892A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1及び第2の顔料を水性媒体中に分散状態で含んでなる第1のインクと、染料を含む第2のインクの2つのインクで記録媒体に画像形成するインクジェット記録装置において、第1のインクは、第1の顔料が、表面に少なくとも1つのアニオン性或いはカチオン性の基が直接若しくは他の原子団を介して結合している自己分散型顔料であり、第2の顔料が、高分子分散剤により分散される顔料であり、更に第1の顔料表面に結合されている基と同極性の又はノニオン性の高分子分散剤のいずれかを含んでなり、第2のインクはアニオン性染料を含み、且つ第1のインクと第2のインクとを別々に吐出できる構成の記録装置。
【選択図】 なし
Description
(第1の実施形態1)
本実施形態の装置では、先に述べたように、用いるプリント媒体の種類に応じてモードを切替えてプリントを行うことができる。即ち、係る装置では、用いるプリント媒体が普通紙であるか特殊媒体であるかに応じてプリントモードの切替えが行われるように構成されている。従って、装置に、記録媒体の種類を検知してモード切替えが自動的に行われる紙種検知機能を設けた形態とすれば、より好ましい。
(第1の顔料)
自己分散型の顔料とは、水溶性高分子化合物等の分散剤を用いることなしに水、水溶性有機溶剤或いはこれらを混合した液体に対して安定して分散状態を維持し、インクジェット記録技術を用いたオリフィスからの正常なインク吐出に支障を来すような、顔料同士の凝集体を該液体中で生じることのないような顔料を指す。
このような顔料としては、例えば少なくとも1つのアニオン性基が直接若しくは他の原子団を介して顔料表面に結合させたものが好適に用いられ、具体的な例は、少なくとも1つのアニオン性基が直接或いは他の原子団を介して表面に結合しているカーボンブラックを含むものである。
上記「M」のアルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられ、又、「M」の有機アンモニウムとしては、モノ乃至トリメチルアンモニウム、モノ乃至トリエチルアンモニウム、モノ乃至トリメタノールアンモニウム等が挙げられる。
これらのアニオン性基の中で、特に−COOMや−SO3Mはカーボンブラックの分散状態を安定化させる効果が大きいため好ましい。
上記した様な、アニオン性基を直接若しくは他の原子団を介して表面に結合させたカーボンブラックは例えば以下の方法によって製造することができる。
即ち、カーボンブラック表面に−COONaを導入する方法として、例えば、市販のカーボンブラックを次亜塩素酸ソーダで酸化処理する方法が挙げられる。
(カチオン性帯電カーボンブラック)
カチオン性に帯電したカーボンブラックとしては、カーボンブラックの表面に例えば下記に示す第4級アンモニウム基から選ばれる少なくとも1つを結合させたものが挙げられる。
を結合させる方法を例にとって説明すると、カーボンブラックを3−アミノ−N−エチルピリジウムブロマイドで処理する方法が挙げられる。この様にカーボンブラック表面への親水性基の導入によってアニオン性若しくはカチオン性に帯電させたカーボンブラックは、イオンの反発によって優れた水分散性を有するため、水性インク中に含有させた場合にも分散剤等を添加しなくても安定した分散状態を維持する。
本実施形態のインクに用いることのできる第2の顔料は、インクの分散媒、具体的には例えば水性媒体に対して高分子分散剤の作用によって分散させることができる顔料が挙げられる。即ち、顔料粒子の表面に高分子分散剤が吸着した結果として初めて水性媒体に対して安定に分散させ得るような顔料が好適に用いられる。そしてそのような顔料としては、例えば黒色顔料としては、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顔料が挙げられる。このようなカーボンブラック顔料の具体例としては、例えば下記のものを単独で、或いは適宜組み合わせて用いることができる。
他の黒色顔料としてはマグネタイト、フェライト等の磁性体微粒子やチタンブラック等を挙げることができる。
該第1及び第2の顔料を合わせた色材の量は、インク全量に対し、0.1〜15質量%、より好ましくは、1〜10質量%である。第1の顔料と第2の顔料の比率は、5/95〜97/3、より好ましくは10/90〜95/5の範囲が好ましい。更に好ましくは、第1の顔料/第2の顔料=90/10〜40/60である。更に好ましい別の範囲は第1の顔料が多い範囲である。このような第1の顔料が多い場合においては、インクとしての分散安定性はもちろん、ヘッドの吐出安定性、特に吐出効率や吐出口面の濡れが少ないことによる信頼性を含めた安定性が発揮される。
上記第2の顔料を水性媒体に分散させるための高分子分散剤は、例えば該第2の顔料の表面に吸着して該第2の顔料を水性媒体に安定して分散させる機能を有するものが好適に用いられる。このような高分子分散剤の例としてはアニオン性高分子分散剤、カチオン性高分子分散剤及びノニオン性高分子分散剤が挙げられる。
親水性基としてのモノマーと疎水性基としてのモノマーの重合体及びその塩等が挙げられる。親水性基としてのモノマーの具体例としては、例えば、スチレンスルホン酸、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、メタクリル酸、メタクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマル酸及びフマル酸誘導体等が挙げられる。
カチオン性高分子分散剤としては、3級アミンモノマー、及びこれらを4級化したものと疎水性モノマーとの共重合物等が用いられる。3級アミンモノマーとしては、例えばN,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアクリルアミド等が用いられる。疎水性モノマーとしては、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン等が用いられる。又、3級アミンの場合において、塩を形成するための化合物としては、硫酸、酢酸、硝酸等が用いられる。又、塩化メチル、ジメチル硫酸等で4級化したものも用いることができる。
ノニオン性高分子分散剤の例は、ポリビニルピロリドン、ポリプロピレングリコール、ビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体等を含む。
上記した第1の顔料、第2の顔料及び高分子分散剤は、適宜その組み合わせを選択し、水性媒体に分散、溶解せしめることによって本態様のインクを得ることができるが、第1の顔料として、少なくとも1つのアニオン性の基が直接若しくは他の原子団を介して顔料の表面に結合されている自己分散型の顔料を用いる場合には、高分子分散剤としてアニオン性の高分子分散剤及びノニオン性の高分子分散剤から選ばれる少なくとも一方を組み合わせることは、インクの安定性の観点から好ましく、同じ理由により第1の顔料として少なくとも1つのカチオン性の基が直接若しくは他の原子団を介して顔料の表面に結合されている自己分散型の顔料を用いる場合には、高分子分散剤としてカチオン性の高分子分散剤及びノニオン性の高分子分散剤から選ばれる少なくとも一方を該第1の顔料と組み合わせることが好ましい。
第1及び2の顔料の分散媒となる水性媒体としては、水溶性有機溶剤が用いられる。
例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ペンタノール等の炭素数1〜5のアルキルアルコール類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;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、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のオキシエチレン又はオキシプロピレン共重合体;エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2,6−ヘキサントリオール等のアルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアルキレングリコール類;グリセリン;エチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、ジエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノメチル(又はエチル)エーテル等の低級アルキルエーテル類;トリエチレングリコールジメチル(又はエチル)エーテル、テトラエチレングリコールジメチル(又はエチル)エーテル等の多価アルコールの低級ジアルキルエーテル類;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等のアルカノールアミン類;スルホラン、N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。上記のごとき水溶性有機溶剤は、単独でも或いは混合物としても使用することができる。
以上説明してきた各種成分を含んでいる本実施態様のインクは、プリント媒体に対する浸透性に着目して、例えばKa値を1(ml・m-2・msec-1/2)未満に調整した場合、極めて均一な濃度の画像ドットを得ることができる。以下にインクのプリント媒体に対する浸透性について説明する。
V=Vr+Ka(t−tw)1/2
(但し、t>tw)
インク滴がプリント媒体表面に滴下した直後は、インク滴は表面の凹凸部分(プリント媒体の表面の粗さの部分)において吸収されるのが殆どで、プリント媒体内部へは殆ど浸透していない。その間の時間がtw(ウェットタイム)、その間の凹凸部への吸収量がVrである。インク滴の滴下後の経過時間がtwを超えると、超えた時間(t−tw)の2分の1乗に比例した分だけ浸透量Vが増加する。Kaはこの増加分の比例係数であり、浸透速度に応じた値を示す。
Ka値は、ブリストウ法による液体の動的浸透性試験装置S(東洋精機製作所製)を用いて測定した。本実験では、本出願人であるキヤノン(株)のPB用紙をプリント媒体(記録紙)として用いた。このPB用紙は、電子写真方式を用いた複写機やLBPと、インクジェット記録方式を用いたプリントの双方に使える記録紙である。
又、キヤノン(株)の電子写真用紙であるPPC用紙に対しても、同様の結果を得ることができた。
本実施形態の装置では、先に述べたように、用いるプリント媒体が普通紙であるか特殊媒体であるかに応じてプリントモードの切替えが行われる。そして、普通紙モードのときは、自己分散型顔料と、高分子分散型顔料と、該顔料を分散させる高分子分散剤を含有する第1のインクと、染料のみを色材とする第2のインクと、これらの色材に対して、凝集、不溶化を生じさせる処理液を用いたプリントを行う。
(実施例1)
図1は、本実施例に係るフルラインタイプのプリント装置の概略構成を示す概略図であり、先に述べた第1の実施形態に対応した構成を示すものである。このプリント装置では、プリント媒体としての記録媒体103の搬送方向(図中の矢印A方向)に沿って所定位置に配置された複数のフルラインタイプのプリントヘッドから、インク又は処理液を吐出してプリントが行われるインクジェットプリント方式を採用する。そして、不図示の制御回路によって制御されて吐出等の動作が行われる。
・グリセリン 7部
・ジエチレングリコール 5部
・アセチレノールEH(川研ファインケミカル社製) 2.0部
・ポリアリルアミン(分子量:1,500以下、平均約1,000) 4部
・酢酸 4部
・塩化ベンザルコニウム 0.5部
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル 3部
・水 残部
・C.I.ダイレクトイエロー86 3部
・グリセリン 5部
・ジエチレングリコール 5部
・アセチレノールEH(川研ファインケミカル社製) 1部
・水 残部
・C.I.アシッドレッド289 3部
・グリセリン 5部
・ジエチレングリコール 5部
・アセチレノールEH(川研ファインケミカル社製) 1部
・水 残部
・C.I.ダイレクトブルー199 3部
・グリセリン 5部
・ジエチレングリコール 5部
・アセチレノールEH(川研ファインケミカル社製) 1部
・水 残部
・顔料分散液1 25部
・顔料分散液2 25部
・グリセリン 6部
・トリエチレングリコール 5部
・アセチレノールEH(川研ファインケミカル社製) 0.1部
・水 残部
・粉砕メディア:ジルコニアビーズ1mm径
・粉砕メディアの充填率:50%(体積)
・粉砕時間:3時間
・遠心分離処理(12,000RPM、20分間)
上記のようにして調製したBkインク1のKa値は0.40(ml・m-2・msec-1/2)であった。
・フードブラック2 5部
・グリセリン 6部
・トリエチレングリコール 5部
・アセチレノールEH(川研ファインケミカル社製) 0.1部
・水 残部
本実施例は、先に述べた第2の実施形態に係るフルラインタイプのプリント装置を説明するものであり、使用するインクの構成、装置の基本構成は、実施例1の場合と同じである。
図2は、本実施例に係るフルラインタイプのプリント装置に設けられたヘッドの回復機構の概略構成を説明するための図である。本実施例に係るプリント装置の基本的な部分は、先に実施例1で述べた図1に示したものと同様であるので、この部分の説明は省略する。
101Bk1:ブラックヘッド1
101Bk2:ブラックヘッド2
101S:処理液ヘッド
101C:シアンヘッド
101M:マゼンタヘッド
101Y:イエローヘッド
103:記録媒体
104:プラテン
111:無端搬送ベルト
112、113:搬送ローラ
114:レジストローラ
115:ガイド板
116:ストッカ
120:ヘッド回復機構
121:ブレード
Claims (16)
- 色材として第1及び第2の2種類の顔料を水性媒体中に分散状態で含んでなる第1のインクと、色材として染料を水性媒体中に含む第2のインクの2種類のインクを用いて記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置において、上記第1のインクは、第1の顔料が、該顔料の表面に少なくとも1つのアニオン性の基が直接若しくは他の原子団を介して結合されている自己分散型の顔料、又は該顔料の表面に少なくとも1つのカチオン性の基が直接若しくは他の原子団を介して結合されている自己分散型の顔料であり、第2の顔料が、高分子分散剤によって上記水性媒体に分散される顔料であり、更に、上記第1の顔料の表面に結合されている基と同極性の高分子分散剤又はノニオン性の高分子分散剤の少なくとも一方を含んでなり、上記第2のインクは、アニオン性染料を含んでなり、且つ、上記第1のインクと第2のインクとを別々に吐出できるように構成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
- 更に、画像の形成に、色材に対し、凝集或いは不溶化を生じさせる成分を含む処理液が使用され、且つ該処理液を個別に吐出できるように構成されている請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 記録媒体が普通紙であるときには、第1のインクを記録媒体上へ記録した後に処理液を記録し、記録媒体が光沢層及び/又はインク受容層を有する記録媒体であるときは第2のインクのみを記録するように構成されている請求項2に記載のインクジェット記録装置。
- 記録媒体が普通紙であるときには、第1のインク及び第2のインクの2つのインクを記録媒体上へ記録した後に処理液を記録し、記録媒体が光沢層及び/又はインク受容層を有する記録媒体であるときは第2のインクのみを記録するように構成されている請求項2に記載のインクジェット記録装置。
- 第1のインクを吐出させるヘッドのインクの吐出状態を回復させるための第1の回復装置と、第2のインクを吐出させるヘッドのインクの吐出状態を回復させるための第2の回復装置とを有し、且つこれら2つの回復装置が異なる構成のものである請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記第1の回復装置が、前記第2の回復装置に比べて部品点数が少なく、より簡易な構成のものである請求項5に記載のインクジェット記録装置。
- 第1のインクを吐出させるヘッドのインクの吐出状態を回復させるための第1の回復動作を行う手段と、第2のインクを吐出させるヘッドのインクの吐出状態を回復させるための第2の回復動作を行う手段が設けられており、且つこれら2つの回復動作が異なる請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記第1の回復動作が、前記第2の回復動作に比べて動作時間が短く、より簡易な動作である請求項7に記載のインクジェット記録装置。
- 第1のインクを吐出させるヘッドのインクの吐出状態を回復させる第1の回復頻度と、第2のインクを吐出させるヘッドのインクの吐出状態を回復させる第2の回復頻度とが異なるように構成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 第1の回復頻度が、第2の回復頻度に比べてより少なくなるように構成されている請求項9に記載のインクジェット記録装置。
- 第1のインクに引き続き第2のインクを記録媒体上へ記録するように構成されている請求項1〜10の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 第2のインクに引き続き第1のインクを記録媒体上へ記録するように構成されている請求項1〜10の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 第1のインクに引き続き第2のインクを記録媒体上へ記録し、更に処理液を記録するように構成されている請求項2〜10の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 第2のインクに引き続き第1のインクを記録媒体上へ記録し、更に処理液を記録するように構成されている請求項2〜10の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 第1のインクに引き続き処理液を記録媒体上へ記録し、更に第2のインクを記録するように構成されている請求項2〜10の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 第2のインクに引き続き処理液を記録媒体上へ記録し、更に第1のインクを記録するように構成されている請求項2〜10の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
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