JP2006045522A5 - 水性インクセット、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法及び画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、水不溶性色材を含有する水性インクセット、並びに、これを用いるインクカートリッジ、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法及び画像形成方法に関する。

上記の目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明にかかる画像形成方法は、水不溶性色材を含有するインクと接触することによって、該インク中の水不溶性色材の溶解状態若しくは分散状態を不安定化させる反応液を、記録媒体上で水不溶性色材を含有するインクと接触させるために該記録媒体に付与する工程を有する画像形成方法において、前記水性インクが、少なくとも、水、水不溶性色材、複数の水溶性有機溶剤を含有し、前記複数の水溶性有機溶剤に、前記水不溶性色材に対する良溶媒及び前記水不溶性色材に対する貧溶媒が含まれており、水性インク全質量に対する、良溶媒の含有量の合計をＡ（質量％）、貧溶媒の含有量の合計をＢ（質量％）としたときに、Ｂ／Ａが、０．５以上３以下であり、且つ、ブリストウ法によって求められる、前記複数の水溶性有機溶剤の各々のＫａ値のうち最大のＫａ値を示す水溶性有機溶剤が前記貧溶媒であることを特徴とする。

又、本発明にかかる水性インクセットは、水不溶性色材を含有するインクと接触することによって該インク中の水不溶性色材の溶解状態若しくは分散状態を不安定化させる反応液を付与する工程を必要に応じて付加し得る画像形成方法に用いる水性インクセットにおいて、前記水性インクセットは、同一の色相を有する、少なくとも２種の水性インクを有し、且つ前記少なくとも２種の水性インクが、少なくとも第１の水性インク及び第２の水性インクを有し、前記第１の水性インクは、反応液を付与する工程を行う場合についてのみ反応液と組み合わせて用いられるものであり、前記第１の水性インクは、水、水不溶性色材、複数の水溶性有機溶剤を含有し、前記複数の水溶性有機溶剤に、前記水不溶性色材に対する良溶媒及び前記水不溶性色材に対する貧溶媒が含まれており、水性インク全質量に対する、良溶媒の含有量の合計をＡ（質量％）、貧溶媒の含有量の合計をＢ（質量％）としたときに、前記第１の水性インクにおけるＢ／Ａが、前記第２の水性インクにおけるＢ／Ａよりも大きいことを特徴とする。

本発明にかかるインクカートリッジは、インク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、前記インク収容部に収容されたインクが、上記構成の水性インクセットを構成する水性インクであることを特徴とする。

本発明にかかるインクジェット記録装置は、インク収容部と記録ヘッドとを備え、前記インク収容部に収容されたインクを前記記録ヘッドからインクジェット方法で吐出するインクジェット記録装置において、前記インク収容部に収容されたインクが、上記構成の水性インクセットに含まれる水性インクであることを特徴とする。

又、本発明にかかるインクジェット記録方法は、インクをインクジェット方法で吐出する工程を有するインクジェット記録方法において、前記インクとして上記構成の水性インクセットを用い、更に、記録条件に応じて反応液を記録媒体に付与する工程を付加し得ることを特徴とする。

又、本発明にかかる画像形成方法は、（ｉ）水不溶性色材を含有する水性インクを記録媒体に付与する工程、（ｉｉ）該水性インクと接触することによって該水性インク中の水不溶性色材の溶解状態若しくは分散状態を不安定化させる反応液を記録媒体に付与する工程、を有する画像形成方法において、前記水性インクとして上記構成の水性インクセットを用い、
且つ、前記工程（ｉｉ）における、反応液の記録媒体に対する定着が終了した後に、前記工程（ｉ）を行うことを特徴とする。

又、本発明にかかる画像形成方法は、ブラックインクと少なくとも１色のカラーインクとを用いて記録媒体にインクジェット記録方式で記録を行う工程を有し、且つ、水不溶性色材を含有するインクと接触することによって、該インク中の水不溶性色材の溶解状態若しくは分散状態を不安定化させる反応液を付与する工程を必要に応じて付加し得る画像形成方法において、ブラックインクとして上記構成の水性インクセットを用い、且つ、前記ブラックインクによって形成される画像と、カラーインクによって形成される画像とが隣接してなる画像を形成する際に、ブラックインクを付与する走査を行って画像を形成した後、該画像が形成された領域にカラーインクを付与する走査を行うことを特徴とする。

図１０の（ｂ）〜（ｄ）は、インクが記録媒体１３００上へ着弾してから後に定着するまでのインクの様子を示した模式図である。この場合におけるインクドットの広がり状態に着目すると、ドットの中心部１３０３と比べてインクと紙の接触部分におけるドットの外周１３０２において貧溶媒の濃度が高くなっていると考えられる。この結果、インクドットが記録媒体表面近傍で真円に近い形で拡散し、その拡散の過程で、水不溶性色材に対して貧溶媒１３０７の濃度が急激に増加する。これに伴い水不溶性色材の分散が急激に不安定化し、水不溶性色材の凝集若しくは分散破壊が起こる。この際、記録媒体表面上に真円形に近い縁取りを取りつつ拡散し（図１０（ｂ）参照）、水不溶性色材１３０４が記録媒体１３００の表面に留まることが起こり、ドットの外縁部分に、あたかも水不溶性色材の土手が形成されたかのようになる。このようにして、水不溶性色材のドットが真円形に形成され、その状態で記録媒体表面に固定化されると考えられる（図１０（ｃ）参照）。この時点において、水不溶性色材のドット形成は完了するが、インク中の水溶性有機溶剤及び水１３０６は更に拡散しながら放射状に広がっていく。つまり、水不溶性色材のドット形成後も、水溶性有機溶剤及び水１３０６は記録媒体表面近傍を拡散していく。それに引き続き、良溶媒リッチな中央部１３０３の水溶性有機溶剤の蒸発や浸透により、この部分においても水不溶性色材が析出してドット１３０５が形成される（図１０（ｄ）参照）。上記したようなプロセスによって形成される画像は、少ないインク液滴量であっても十分に大きなエリアファクターを有し、画像濃度が高く、高品位なものとなる。

カチオン性モノマーと疎水性モノマーとのカチオン性の共重合体は、先に挙げた疎水性モノマーから選択された何れかと、上記に挙げたカチオン性モノマーから選択された少なくとも１つ、の少なくとも２つ以上のモノマーからなる。前記カチオン性の共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、或いは、これらの塩等が挙げられる。

上記第２の工程では、第１の工程によってカーボンブラック表面に化学的に結合しているフェニル（２−スルホエチル）スルホン基とＰＥＨＡのアミノ基とを反応させることによって、カーボンブラック表面に化学的に結合してなる官能基としてのアミノ基が導入される。そして、上記第３の工程においては、例えば、共重合体のイオン性モノマー部分が有するカルボキシル基の一部をアミノ基と反応させてアミド結合を形成させることによって、共重合体をカーボンブラックの表面に、ＡＰＳＥＳの残基であるフェニル（２−スルホエチル）基とＰＥＨＡの残基とを含む原子団を介して共重合体が導入できる。

尚、インクセットは、インクが複数組み合わされてなるものであれば、下記に挙げる何れの形態のものであってもよい。例えば、本発明にかかる第１の水性インク及び第２の水性インクがそれぞれ収容されたタンクが一体となった構造のインクタンク又はそのヘッド付きインクタンクで構成されるインクセット、又は、上記したようなインクが収容されたそれぞれ個別のインクタンクが記録装置に脱着可能に構成されている構造のインクセット、等があげられる。勿論、本発明においてはこれらの上記形態に限らず、どのような変形の形態であってもよい。

反応液の塗布手段は、給紙カセット１６内に設けられ、かつ反応液１５を供給するための補充タンク２２と、前記タンク２２に周面の一部を浸した状態で回転自在に支持された中間ローラー１２と、前記中間ローラーと平行となるようにして配置され、かつ中間ローラー１２と接触し、同一方向へ回転する塗布ローラー６を有する。又、塗布ローラー６は、記録紙１９を搬送するための中間ローラー１２と周面が接触、かつ平行となるようにして配置している。従って、記録紙１９が搬送される際、中間ローラー１２の回転にともなって中間ローラー１２及び塗布ローラー６が回転する。その結果、供給ローラー１３によって塗布ローラー６の周面に前記反応液１５が供給され、更に塗布ローラー６と中間ローラー１２とによって挟持された記録紙１９の印字面に満遍なく前記反応液が塗布ローラー６によって塗布される。

Claims (16)

1. 水不溶性色材を含有するインクと接触することによって、該インク中の水不溶性色材の溶解状態若しくは分散状態を不安定化させる反応液を、記録媒体上で水不溶性色材を含有するインクと接触させるために該記録媒体に付与する工程を有する画像形成方法において、
   前記水性インクが、少なくとも、水、水不溶性色材、複数の水溶性有機溶剤を含有し、
   前記複数の水溶性有機溶剤に、前記水不溶性色材に対する良溶媒及び前記水不溶性色材に対する貧溶媒が含まれており、
   水性インク全質量に対する、良溶媒の含有量の合計をＡ（質量％）、貧溶媒の含有量の合計をＢ（質量％）としたときに、Ｂ／Ａが、０．５以上３以下であり、
   且つ、ブリストウ法によって求められる、前記複数の水溶性有機溶剤の各々のＫａ値のうち最大のＫａ値を示す水溶性有機溶剤が前記貧溶媒であることを特徴とする画像形成方法。
2. 前記貧溶媒の含有量の合計（質量％）が、インク全質量に対して４質量％以上である請求項１に記載の画像形成方法。
3. 水不溶性色材を含有するインクと接触することによって該インク中の水不溶性色材の溶解状態若しくは分散状態を不安定化させる反応液を付与する工程を必要に応じて付加し得る画像形成方法に用いる水性インクセットにおいて、
   前記水性インクセットは、同一の色相を有する、少なくとも２種の水性インクを有し、且つ前記少なくとも２種の水性インクが、少なくとも第１の水性インク及び第２の水性インクを有し、前記第１の水性インクは、反応液を付与する工程を行う場合についてのみ反応液と組み合わせて用いられるものであり、
   前記第１の水性インクは、水、水不溶性色材、複数の水溶性有機溶剤を含有し、前記複数の水溶性有機溶剤に、前記水不溶性色材に対する良溶媒及び前記水不溶性色材に対する貧溶媒が含まれており、
   水性インク全質量に対する、良溶媒の含有量の合計をＡ（質量％）、貧溶媒の含有量の合計をＢ（質量％）としたときに、前記第１の水性インクにおけるＢ／Ａが、前記第２の水性インクにおけるＢ／Ａよりも大きいことを特徴とする水性インクセット。
4. 前記第１の水性インクにおけるＢ／Ａが、０．５以上３以下であり、且つ、ブリストウ法によって求められる、前記複数の水溶性有機溶剤の各々のＫａ値のうち最大のＫａ値を示す水溶性有機溶剤が前記貧溶媒である請求項３に記載の水性インクセット。
5. 前記第１の水性インクにおける、前記貧溶媒の含有量の合計（質量％）が、インク全質量に対して４質量％以上である請求項３又は４に記載の水性インクセット。
6. 前記第２の水性インクにおけるＢ／Ａが、０．５未満である請求項３〜５の何れか１項に記載の水性インクセット。
7. 前記第１の水性インクにおける、前記水不溶性色材の含有量（質量％）が、前記第２の水性インクにおける、前記水不溶性色材の含有量（質量％）よりも多い請求項３〜６の何れか１項に記載の水性インクセット。
8. 前記第１の水性インクにおいて、前記水不溶性色材が、水不溶性色材粒子表面に少なくとも１種の親水性基が直接若しくは他の原子団を介して表面に結合している、自己分散型有機顔料又は自己分散型カーボンブラックである請求項３〜７の何れか１項に記載の水性インクセット。
9. 前記第２の水性インクにおいて、前記水不溶性色材が、樹脂分散型顔料である請求項３〜８の何れか１項に記載の水性インクセット。
10. インク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、前記インク収容部に収容されたインクが請求項３〜８の何れか１項に記載の水性インクセットを構成する水性インクであることを特徴とするインクカートリッジ。
11. インク収容部と記録ヘッドとを備え、前記インク収容部に収容されたインクを前記記録ヘッドからインクジェット方法で吐出するインクジェット記録装置において、前記インク収容部に収容されたインクが、請求項３〜８の何れか１項に記載の水性インクセットに含まれる水性インクであることを特徴とするインクジェット記録装置。
12. インクをインクジェット方法で吐出する工程を有するインクジェット記録方法において、前記インクとして請求項３〜８の何れか１項に記載の水性インクセットを用い、
    更に、記録条件に応じて反応液を記録媒体に付与する工程を付加し得ることを特徴とするインクジェット記録方法。
13. （ｉ）水不溶性色材を含有する水性インクを記録媒体に付与する工程、（ｉｉ）該水性インクと接触することによって該水性インク中の水不溶性色材の溶解状態若しくは分散状態を不安定化させる反応液を記録媒体に付与する工程、を有する画像形成方法において、
    前記水性インクとして請求項３〜８の何れか１項に記載の水性インクセットを用い、
    且つ、前記工程（ｉｉ）における、反応液の記録媒体に対する定着が終了した後に、前記工程（ｉ）を行うことを特徴とする画像形成方法。
14. ブラックインクと少なくとも１色のカラーインクとを用いて記録媒体にインクジェット記録方式で記録を行う工程を有し、且つ、水不溶性色材を含有するインクと接触することによって、該インク中の水不溶性色材の溶解状態若しくは分散状態を不安定化させる反応液を付与する工程を必要に応じて付加し得る画像形成方法において、
    ブラックインクとして請求項３〜８の何れか１項に記載の水性インクセットを用い、且つ、前記ブラックインクによって形成される画像と、カラーインクによって形成される画像とが隣接してなる画像を形成する際に、ブラックインクを付与する走査を行って画像を形成した後、該画像が形成された領域にカラーインクを付与する走査を行うことを特徴とする画像形成方法。
15. ブラックインクを付与する主走査を行った後、少なくとも１回の走査分の時間差を空けた後にカラーインクを付与する主走査を行う請求項１４に記載の画像形成方法。
16. ブラックインクを吐出させるための吐出口列と、カラーインクを吐出させるための吐出口列が副走査方向にずれて配置されている記録ヘッドを用いてインクの付与を行う請求項１４又は１５に記載の画像形成方法。