JP2006316225A - 静電インクジェット用インク組成物およびインクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 被記録媒体に対し、低温かつ高速で高画質の画像を定着させることのできる静電インクジェット用インク組成物およびインクジェット記録方法を提供する。
【解決手段】 分散媒と、色材を少なくとも含む荷電粒子と、荷電調整剤とを含有する静電インクジェット用インク組成物であって、前記荷電調整剤が、ヒドロキシビス(3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸)アルミニウムなどのチャージディレクタおよびシクロデキストリンまたはその誘導体を含むことを特徴とする静電インクジェット用インク組成物と、前記インク組成物を、静電界を利用したインクジェット記録方式でインク滴として飛翔させるインクジェット記録方法。
【選択図】なし
【解決手段】 分散媒と、色材を少なくとも含む荷電粒子と、荷電調整剤とを含有する静電インクジェット用インク組成物であって、前記荷電調整剤が、ヒドロキシビス(3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸)アルミニウムなどのチャージディレクタおよびシクロデキストリンまたはその誘導体を含むことを特徴とする静電インクジェット用インク組成物と、前記インク組成物を、静電界を利用したインクジェット記録方式でインク滴として飛翔させるインクジェット記録方法。
【選択図】なし
Description
本発明は静電インクジェット用インク組成物およびインクジェット記録方法に関する。
画像データ信号に基づき、紙などの被記録媒体に画像を形成する画像記録方法としては、これまでに電子写真方式、昇華型および溶融型熱転写方式、インクジェット方式などが知られている。これらのうち電子写真方式は、感光体ドラム上に帯電および露光により静電潜像を形成するプロセスを必要とするため、システムが複雑であり、装置も高価である。熱転写方式は、電子写真方式に比べて装置自体は安価であるが、インクリボンを用いるため、ランニングコストが高く、かつ廃材が生じるなど問題がある。一方、インクジェット方式は、安価な装置で、かつ必要とされる画像部のみにインクを吐出し被記録媒体上に直接画像形成を行うため、インクを効率よく使用でき、ランニングコストが安い。さらに、騒音が少なく、画像記録方式として優れている。
インクジェット記録方式には、例えば、発熱体の熱により発生する蒸気の圧力でインク滴を飛翔させる方式や、圧電素子によって発生される機械的な圧力パルスによりインク滴を飛翔させる方式、また、静電界を利用して荷電粒子を含有するインク滴を飛翔させる方式(特許文献1、2参照)がある。ここで、蒸気や機械的圧力でインク滴を飛翔させる方式は、インク滴の飛翔方向を制御できず、インクノズルの歪みや空気の対流により、被印刷媒体上の望ましい位置へ、インク滴を正確に着弾させることが困難な場合がある。
一方、静電界を利用する方式は、インク滴の飛翔方向を静電界により制御するため、望ましい位置へインク滴を正確に着弾させることが可能であり、高画質の画像形成物(印刷物)を作成することができ優れている。
一方、静電界を利用する方式は、インク滴の飛翔方向を静電界により制御するため、望ましい位置へインク滴を正確に着弾させることが可能であり、高画質の画像形成物(印刷物)を作成することができ優れている。
静電界を利用するインクジェット記録に用いられるインク組成物としては、分散媒および、色材を少なくとも含む荷電粒子を含有するインク組成物が用いられる(特許文献3、4参照)。色材を含有するインク組成物は、色材を変更することにより、イエロー、マゼンタ、シアン、墨の4色のインクを作成することができ、さらに金や銀の特色インクを作成することができる。したがって、カラーの画像形成物(印刷物)を作成することができるため有用である。しかしながら、高速かつ高画質を維持し、カラーの画像形成物(印刷物)を安定に出力させるためには、紙に定着させる手段が必要となる。さらに、インクジェット記録システムでは定着時に画像部および紙中に溶媒が存在する状態で、低温かつ高速、さらには画質を悪化させない定着を実現しなければならず、上記要求をすべて満足するような定着は現状では困難であった。
また特許文献5には、無極性液体と、熱可塑性樹脂と、着色剤と、荷電誘導剤と、シクロデキストリンまたは1つ以上の有機塩基アミノ基を含有するシクロデキストリン誘導体を含む電荷制御剤とを含む正に帯電した液体現像剤が開示されているが、この技術は電子写真システムに用いられる液体現像剤に関するものであり、静電インクジェット記録方式とは全く異なる。また、特許文献5には、静電インクジェット記録方式に求められる小さい描画ドット、例えば10μm程度のドット径を位置精度よく形成すること、また濃縮吐出に必要な高い粒子荷電を得ようとする記載は全く見られない。
特許第3315334号公報
米国特許第6158844号明細書
特開平8−291267号公報
米国特許第5952048号明細書
特開平10−78683号公報
本発明は、上記従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、被記録媒体に対し、低温かつ高速で高画質の画像を定着させることのできる静電インクジェット用インク組成物およびインクジェット記録方法を提供することを目的としている。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、インク組成物の荷電調整剤として、チャージディレクタと、特定のシクロデキストリンまたはその誘導体とを使用することにより、静電インクジェット記録方式に求められる小さい描画ドット、例えば10μm程度のドット径を位置精度よく形成することができるとともに、インク粒子の荷電発生効率に優れ、吐出部でのインク粒子の電気泳動速度が十分速く、インク粒子の濃縮が十分に起こるため、滲みがない、良好な品質の画像が得られることを見出し本発明を完成するに至った。
本発明は、以下の通りである。
(1)分散媒と、色材を少なくとも含む荷電粒子と、荷電調整剤とを含有する静電インクジェット用インク組成物であって、前記荷電調整剤が、チャージディレクタおよびシクロデキストリンまたはその誘導体を含むことを特徴とする静電インクジェット用インク組成物。
(1)分散媒と、色材を少なくとも含む荷電粒子と、荷電調整剤とを含有する静電インクジェット用インク組成物であって、前記荷電調整剤が、チャージディレクタおよびシクロデキストリンまたはその誘導体を含むことを特徴とする静電インクジェット用インク組成物。
(2)前記(1)に記載のインク組成物を用いて、静電界を利用したインクジェット記録方式によりインク滴を飛翔させることを特徴とするインクジェット記録方法。
本発明では、インク組成物の荷電調整剤として、チャージディレクタと、特定のシクロデキストリンまたはその誘導体とを使用することで、静電インクジェット記録方式に求められる小さい描画ドット、例えば10μm程度のドット径を位置精度よく形成することができ、インク粒子の荷電発生効率が向上し、インクジェット記録方式による描画画像において、吐出部でのインク粒子の電気泳動速度が十分速く、インク粒子の濃縮が十分起こるため、滲みがない、良好な品質の画像を得ることができる。したがって本発明によれば、被記録媒体に対し、低温かつ高速で高画質の画像を定着させることのできる静電インクジェット用インク組成物およびインクジェット記録方法が提供される。
以下、本発明のインク組成物の各構成成分について説明する。
[分散媒]
本発明のインク組成物に用いる分散媒は、高い電気抵抗率、具体的には1010Ωcm以上を有する誘電性の液体であることが好ましい。仮に電気抵抗率の低い分散媒を使用すると、隣接する記録電極間で電気的導通を生じさせるため、本形態には不向きである。また、誘電性液体の比誘電率は5以下が好ましく、より好ましくは4以下、更に好ましくは3.5以下である。このような比誘電率の範囲とすることによって、誘電性液体中の荷電粒子に有効に電界が作用されるため好ましい。
[分散媒]
本発明のインク組成物に用いる分散媒は、高い電気抵抗率、具体的には1010Ωcm以上を有する誘電性の液体であることが好ましい。仮に電気抵抗率の低い分散媒を使用すると、隣接する記録電極間で電気的導通を生じさせるため、本形態には不向きである。また、誘電性液体の比誘電率は5以下が好ましく、より好ましくは4以下、更に好ましくは3.5以下である。このような比誘電率の範囲とすることによって、誘電性液体中の荷電粒子に有効に電界が作用されるため好ましい。
本発明に用いる分散媒としては、直鎖状もしくは分岐状の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、または芳香族炭化水素、およびこれらの炭化水素のハロゲン置換体、シリコーンオイル等がある。例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン.イソオクタン、デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソドデカン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン、トルエン、キシレン、メシチレン、アイソパーC、アイソパーE、アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL、アイソパーM(アイソパー:エクソン社の商品名)、シェルゾール70、シェルゾール71(シェルゾール:シェルオイル社の商品名)、アムスコOMS、アムスコ460溶剤(アムスコ:スピリッツ社の商品名)、KF−96L(信越シリコーン社の商品名)等を単独または混合して用いることができる。インク組成物全体に対する分散媒の含有量は、20〜99質量%の範囲内であることが好ましい。20質量%以上において、良好に色材を含有する粒子を分散媒に分散することができ、また、99質量%以下において、色材の含有量を充足することができる。
[色材]
本発明のインク組成物に用いる色材としては、公知の染料および顔料を使用することができ、用途や目的に応じて選択することができる。例えば、記録された画像記録物(印刷物)の色調の観点からは、顔料を用いることが好ましい(例えば、技術情報協会発行 「顔料分散安定化と表面処理技術・評価」 2001年12月25日 第1刷参照。以下「非特許文献1」とも称する)。色材を変更することにより、イエロー、マゼンタ、シアン、墨(ブラック)の4色のインクを作成することができる。特に、オフセット印刷用インクやプルーフに用いられる顔料を使用するとオフセット印刷物と同様な色調が得られるので好ましい。
本発明のインク組成物に用いる色材としては、公知の染料および顔料を使用することができ、用途や目的に応じて選択することができる。例えば、記録された画像記録物(印刷物)の色調の観点からは、顔料を用いることが好ましい(例えば、技術情報協会発行 「顔料分散安定化と表面処理技術・評価」 2001年12月25日 第1刷参照。以下「非特許文献1」とも称する)。色材を変更することにより、イエロー、マゼンタ、シアン、墨(ブラック)の4色のインクを作成することができる。特に、オフセット印刷用インクやプルーフに用いられる顔料を使用するとオフセット印刷物と同様な色調が得られるので好ましい。
イエローインク用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、 C.I.ピグメントイエロー74等のモノアゾ顔料、 C.I.ピグメントイエロー12、 C.I.ピグメントイエロー17等のジスアゾ顔料、 C.I.ピグメントイエロー180等の非ベンジジン系のアゾ顔料、 C.I.ピグメントイエロー100等のアゾレーキ顔料、 C.I.ピグメントイエロー95等の縮合アゾ顔料、 C.I.ピグメントイエロー115等の酸性染料レーキ顔料、 C.I.ピグメントイエロー18等の塩基性染料レーキ顔料、フラバントロンイエロー等のアントラキノン系顔料、イソインドリノンイエロー3RLT等のイソインドリノン顔料、キノフタロンイエロー等のキノフタロン顔料、イソインドリンイエロー等のイソインドリン顔料、 C.I.ピグメントイエロー153等のニトロソ顔料、 C.I.ピグメントイエロー117等の金属錯塩アゾメチン顔料、C.I.ピグメントイエロー139等のイソインドリノン顔料などが挙げられる。
マゼンタインク用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド3等のモノアゾ系顔料、 C.I.ピグメントレッド38等のジスアゾ顔料、 C.I.ピグメントレッド53:1等やC.I.ピグメントレッド57:1等のアゾレーキ顔料、 C.I.ピグメントレッド144等の縮合アゾ顔料、 C.I.ピグメントレッド174等の酸性染料レーキ顔料、 C.I.ピグメントレッド81等の塩基性染料レーキ顔料、 C.I.ピグメントレッド177等のアントラキノン系顔料、 C.I.ピグメントレッド88等のチオインジゴ顔料、 C.I.ピグメントレッド194等のペリノン顔料、 C.I.ピグメントレッド149等のペリレン顔料、 C.I.ピグメントレッド122等のキナクリドン顔料、 C.I.ピグメントレッド180等のイソインドリノン顔料、 C.I.ピグメントレッド83等のアリザリンレーキ顔料等が挙げられる。
シアンインク用の顔料としては、例えば、C.Iピグメントブルー25等のジスアゾ系顔料、 C.I.ピグメントブルー15等のフタロシアニン顔料、 C.I.ピグメントブルー24等の酸性染料レーキ顔料、 C.I.ピグメントブルー1等の塩基性染料レーキ顔料、 C.I.ピグメントブルー60等のアントラキノン系顔料、 C.I.ピグメントブルー18等のアルカリブルー顔料等が挙げられる。
墨インク用の顔料としては、例えば、アニリンブラック系顔料等の有機顔料や酸化鉄顔料、および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類等が挙げられる。
更にマイクロリス−A,−K,−Tなどのマイクロリス顔料に代表される加工顔料も好適に使用できる。その具体例としてはマイクロリスイエロー4G−A,マイクロリスレッドBP−K,マイクロリスブルー4G−T,マイクロリスブラックC−Tなどが挙げられる。
また、白インク用の顔料として炭酸カルシウムや酸化チタン顔料を、銀インク用としてアルミニウム粉を、金インク用として銅合金を用いる等、必要に応じて各種の顔料を使用することができる。
更にマイクロリス−A,−K,−Tなどのマイクロリス顔料に代表される加工顔料も好適に使用できる。その具体例としてはマイクロリスイエロー4G−A,マイクロリスレッドBP−K,マイクロリスブルー4G−T,マイクロリスブラックC−Tなどが挙げられる。
また、白インク用の顔料として炭酸カルシウムや酸化チタン顔料を、銀インク用としてアルミニウム粉を、金インク用として銅合金を用いる等、必要に応じて各種の顔料を使用することができる。
顔料は、基本的には一色につき一種類の顔料を使うことが、インク製造の簡便性の点で好ましいが、色相調整として例えば、墨インク用に、カーボンブラックにフタロシアニンを混合するなど、場合によっては2種以上併用することも好ましい。また、ロジン処理等、公知の方法により顔料を表面処理した後使用してもよい(前述の非特許文献1)。
インク組成物全体に対する色材(顔料)の含有量は、0.1〜50質量%の範囲内であることが好ましい。0.1質量%以上において、顔料量が充足し、印刷物において充分良好な発色が得られ、また、50質量%以下において、色材を含有する粒子を分散媒に良好に分散させることができる。さらに好ましくは、1〜30質量%である。
インク組成物全体に対する色材(顔料)の含有量は、0.1〜50質量%の範囲内であることが好ましい。0.1質量%以上において、顔料量が充足し、印刷物において充分良好な発色が得られ、また、50質量%以下において、色材を含有する粒子を分散媒に良好に分散させることができる。さらに好ましくは、1〜30質量%である。
[被覆剤]
本発明のインク組成物において、顔料等の色材は、分散媒に直接、分散(粒子化)するよりも、被覆剤により被覆された状態で分散(粒子化)することが好ましい。被覆剤で被覆することにより、色材が持つ荷電を遮蔽し望ましい荷電特性を付与することができる。また、本発明においては、被記録媒体へインクジェット記録した後、ヒートローラ等の加熱手段により定着するが、この際被覆剤が熱により溶融し、効率よく定着できる。
本発明のインク組成物において、顔料等の色材は、分散媒に直接、分散(粒子化)するよりも、被覆剤により被覆された状態で分散(粒子化)することが好ましい。被覆剤で被覆することにより、色材が持つ荷電を遮蔽し望ましい荷電特性を付与することができる。また、本発明においては、被記録媒体へインクジェット記録した後、ヒートローラ等の加熱手段により定着するが、この際被覆剤が熱により溶融し、効率よく定着できる。
被覆剤としては、例えば、ロジン類、ロジン変性フェノール樹脂、アルキッド樹脂、(メタ)アクリル系ポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコールのアセタール変性物、ポリカーボネート等を挙げられる。これらの内、粒子形成の容易さの観点から、重量平均分子量が2,000〜1,000,000の範囲内であり、かつ多分散度(重量平均分子量/数平均分子量)が、1.0〜5.0の範囲内であるポリマーが好ましい。さらに、定着の容易さの観点から、軟化点またはガラス転移点のいずれか1つが40℃〜120℃の範囲内にあるポリマーが好ましい。
本発明において、被覆剤として好適に使用されるポリマーは、下記一般式(1)〜(4)で示される構成単位のいずれか1つを少なくとも含有するポリマーである。
式中、X11は、酸素原子または−N(R13)−を示す。R11は、水素原子またはメチル基を示し、R12は、炭素数1から30個の炭化水素基を示し、R13は、水素原子または炭素数1から30の炭化水素基を示す。R21は、水素原子または炭素数1から20の炭化水素基を示す。R31、R32およびR41は、それぞれ、炭素数1から20個の2価の炭化水素基を示す。なお、R12、R21、R31、R32、R41の炭化水素基中にエーテル結合、アミノ基、ヒドロキシ基、または、ハロゲン原子を含んでいてもよい。
一般式(1)で示される構成単位を含有するポリマーは、対応するラジカル重合性モノマーを公知の方法によりラジカル重合することにより得られる。用いられるラジカル重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル等の(メタ)アクリル酸エステル類、および、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類が挙げられる。
一般式(2)で示される構成単位を含有するポリマーは、対応するラジカル重合性モノマーを公知の方法によりラジカル重合することにより得られる。用いられるラジカル重合性モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブタジエン、スチレン、4−メチルスチレン等が挙げられる。
一般式(3)で示される構成単位を含有するポリマーは、対応するジカルボン酸または酸無水物とジオールとを公知の方法で脱水縮合することにより得られる。用いられるジカルボン酸としては、コハク酸無水物、アジピン酸、セバシン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4−フェニレンジ酢酸、ジグリコール酸等が挙げられる。また、用いられるジオールとしては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,10−デカンジオール、2−ブテン−1,4−ジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−ベンゼンジメタノール、ジエチレングリコール等が挙げられる。
一般式(4)で示される構成単位を含有するポリマーは、対応するヒドロキシ基を有するカルボン酸をまたは公知の方法で脱水縮合するかまたは、対応するヒドロキシ基を有するカルボン酸の環状エステルを公知の方法で開環重合することにより得られる。用いられるヒドロキシ基を有するカルボン酸またはその環状エステルとしては、6−ヒドロキシヘキサン酸、11−ヒドロキシウンデカン酸、ヒドロシキ安息香酸、ε−カプロラクトン等が挙げられる。
一般式(1)〜(4)で示される構成単位のいずれか1つを少なくとも含有するポリマーは、一般式(1)〜(4)で示される構成単位のホモポリマーであってもよく、他の構成成分との共重合体(コポリマー)であってもよい。また、これらのポリマーは、被覆剤として単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
特に好ましい被覆剤は、ポリエステル、アクリル、スチレン−アクリル、ポリエチレン、ポリウレタン等が挙げられ、最適には、ポリエステル、アクリル、スチレン−アクリル、ポリエチレン等が挙げられる。
インク組成物全体に対する被覆剤の含有量は、0.1〜40質量%の範囲内であることが好ましい。0.1質量%以上において、被覆剤の量が充足し、充分な定着性が得られるとともに、40質量%以下において、色材と被覆剤を含有する粒子を良好に形成することができる。
[分散剤]
本発明では、例えば色材および被覆剤の混合物を分散媒中に分散(粒子化)するが、粒子直径を制御し、かつ粒子の沈降を抑制するために分散剤を使用することがさらに好ましい。
好適な分散剤としては、ソルビタンモノオレエート等のソルビタン脂肪酸エステルや、ポリオキシエチレンジステアレート等のポリエチレングリコール脂肪酸エステルに代表される界面活性剤が挙げられる。また、例えば、スチレンとマレイン酸のコポリマー、およびそのアミン変性物、スチレンと(メタ)アクリル化合物のコポリマー、(メタ)アクリル系ポリマー、ポリエチレンと(メタ)アクリル化合物のコポリマー、ロジン、BYK−160、162、164、182(ビックケミー社製のポリウレタン系ポリマー)、EFKA−401、402(EFKA社製のアクリル系ポリマー)、ソルスパース17000,24000(ゼネカ社製のポリエステル系ポリマー)等が挙げられる。本発明においては、インク組成物の長期間保存安定性の観点から、質量平均分子量が1,000〜1,000,000の範囲内であり、かつ多分散度(質量平均分子量/数平均分子量)が、1.0〜7.0の範囲内であるポリマーが好ましい。さらに、グラフトポリマーまたはブロックポリマーを用いることが最も好ましい。
本発明では、例えば色材および被覆剤の混合物を分散媒中に分散(粒子化)するが、粒子直径を制御し、かつ粒子の沈降を抑制するために分散剤を使用することがさらに好ましい。
好適な分散剤としては、ソルビタンモノオレエート等のソルビタン脂肪酸エステルや、ポリオキシエチレンジステアレート等のポリエチレングリコール脂肪酸エステルに代表される界面活性剤が挙げられる。また、例えば、スチレンとマレイン酸のコポリマー、およびそのアミン変性物、スチレンと(メタ)アクリル化合物のコポリマー、(メタ)アクリル系ポリマー、ポリエチレンと(メタ)アクリル化合物のコポリマー、ロジン、BYK−160、162、164、182(ビックケミー社製のポリウレタン系ポリマー)、EFKA−401、402(EFKA社製のアクリル系ポリマー)、ソルスパース17000,24000(ゼネカ社製のポリエステル系ポリマー)等が挙げられる。本発明においては、インク組成物の長期間保存安定性の観点から、質量平均分子量が1,000〜1,000,000の範囲内であり、かつ多分散度(質量平均分子量/数平均分子量)が、1.0〜7.0の範囲内であるポリマーが好ましい。さらに、グラフトポリマーまたはブロックポリマーを用いることが最も好ましい。
本発明において分散剤として特に好適に用いられるポリマーは、下記一般式(5)および(6)で示される構成単位の少なくともいずれか一方からなる重合体成分と、下記一般式(7)で示される構成単位を少なくともグラフト鎖として含有する重合体成分とを少なくとも含有するグラフトポリマーである。
式中、X51は、酸素原子または−N(R53)−を示す。R51は、水素原子またはメチル基を示し、R52は、炭素数1から10個の炭化水素基を示し、R53は、水素原子または炭素数1から10の炭化水素基を示す。R61は、水素原子、炭素数1から20の炭化水素基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、または、炭素数1から20個のアルコキシ基を示す。X71は、酸素原子または−N(R73)−を示す。R71は、水素原子またはメチル基を示し、R72は、炭素数4から30個の炭化水素基を示し、R73は、水素原子または炭素数1から30の炭化水素基を示す。尚、R52、R72の炭化水素基中にエーテル結合、アミノ基、ヒドロキシ基、または、ハロゲン原子を含んでいてもよい。
上記グラフトポリマーは、一般式(7)に対応するラジカル重合性モノマーを、好ましくは連鎖移動剤の存在下重合し、得られたポリマーの末端に重合性官能基を導入し、さらに、一般式(5)または(6)に対応するラジカル重合性モノマーと共重合することにより得ることができる。
一般式(5)に対応するラジカル重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル等の(メタ)アクリル酸エステル類、および、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類が挙げられる。
一般式(6)に対応するラジカル重合性モノマーとしては、例えば、スチレン、4−メチルスチレン、クロロスチレン、メトキシスチレン等が上げられる。
また、一般式(7)に対応するラジカル重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、等が挙げられる。
これらのグラフトポリマーの具体例としては、下記の構造式で示されるポリマーが挙げられる。
また、一般式(7)に対応するラジカル重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、等が挙げられる。
これらのグラフトポリマーの具体例としては、下記の構造式で示されるポリマーが挙げられる。
一般式(5)および(6)で示される構成単位のいずれか1つを少なくとも含有する重合体成分と、一般式(7)で示される構成単位を少なくともグラフト鎖として含有する重合成分とを含有するグラフトポリマーは、一般式(5)および/または(6)、並びに一般式(7)で示される構成単位のみを有していてもよいし、他の構成成分を含有していてもよい。グラフト鎖を含有する重合体成分と、其れ以外の重合体成分との好ましい組成質量比は、10:90〜90:10である。この範囲において、良好な粒子形成性が得られ、所望の粒子直径を得やすく、好ましい。これらのポリマーは、分散剤として単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
インク組成物全体に対する分散剤の含有量は、0.01〜30質量%の範囲内であることが好ましい。この範囲内において、良好な粒子形成性が得られ、所望の粒子直径を得ることができる。
[荷電調整剤]
本発明における荷電調整剤は、チャージディレクタと、シクロデキストリンまたはその誘導体とを含有する。
本発明における荷電調整剤は、チャージディレクタと、シクロデキストリンまたはその誘導体とを含有する。
チャージディレクタは、荷電誘導の役割を担い、例えば米国特許出願第08/505,043号(米国特許第5563015号明細書)等により公知である。
チャージディレクタの例としては、サリチル酸ジ−t−ブチルアルミニウム;ヒドロキシビス[3,5−t−ブチルサリチル酸]アルミニウム;ヒドロキシビス[3,5−t−ブチルサリチル酸]アルミニウムの一、二、三、四水和物;ヒドロキシビス[サリチル酸]アルミニウム;ヒドロキシビス[モノアルキルサリチル酸]アルミニウム;ヒドロキシビス[ジアルキルサリチル酸]アルミニウム;ヒドロキシビス[トリアルキルサリチル酸]アルミニウム;ヒドロキシビス[テトラアルキルサリチル酸]アルミニウム;ヒドロキシビス[ヒドロキシナフトエ酸]アルミニウム;ヒドロキシビス[モノアルキル化ヒドロキシナフトエ酸]アルミニウム;ビス[ジアルキル化ヒドロキシナフトエ酸]アルミニウム等(アルキルは好ましくは炭素原子数が1から約6である);ビス[トリアルキル化ヒドロキシナフトエ酸]アルミニウム(アルキルは好ましくは炭素原子数が1から約6である);ビス[テトラアルキル化ヒドロキシナフトエ酸]アルミニウム(アルキルは好ましくは炭素原子数が1から約6である);などが挙げられる。また、これらの化合物をリン酸エステル(例えばWitco社製EMPHOS PS−900)や高級カルボン酸と混合したものも好ましい。
チャージディレクタの例としては、サリチル酸ジ−t−ブチルアルミニウム;ヒドロキシビス[3,5−t−ブチルサリチル酸]アルミニウム;ヒドロキシビス[3,5−t−ブチルサリチル酸]アルミニウムの一、二、三、四水和物;ヒドロキシビス[サリチル酸]アルミニウム;ヒドロキシビス[モノアルキルサリチル酸]アルミニウム;ヒドロキシビス[ジアルキルサリチル酸]アルミニウム;ヒドロキシビス[トリアルキルサリチル酸]アルミニウム;ヒドロキシビス[テトラアルキルサリチル酸]アルミニウム;ヒドロキシビス[ヒドロキシナフトエ酸]アルミニウム;ヒドロキシビス[モノアルキル化ヒドロキシナフトエ酸]アルミニウム;ビス[ジアルキル化ヒドロキシナフトエ酸]アルミニウム等(アルキルは好ましくは炭素原子数が1から約6である);ビス[トリアルキル化ヒドロキシナフトエ酸]アルミニウム(アルキルは好ましくは炭素原子数が1から約6である);ビス[テトラアルキル化ヒドロキシナフトエ酸]アルミニウム(アルキルは好ましくは炭素原子数が1から約6である);などが挙げられる。また、これらの化合物をリン酸エステル(例えばWitco社製EMPHOS PS−900)や高級カルボン酸と混合したものも好ましい。
リン酸エステルとしては、下記の有機リン酸のモノ、ジエステルまたはこれらの混合物が挙げられる。また、高級カルボン酸としては、ステアリン酸、オレイン酸などが挙げられる。
次に本発明で使用するシクロデキストリンまたはその誘導体について説明する。
シクロデキストリンは、例えば6、7、8個のグルコース単位を含む環状炭水化物分子で、それぞれα−、β−、γ−シクロデキストリンと呼ばれるが、中空の内部空洞を有する円錐形の分子構造をしている。シクロデキストリンの化学は“Cyclodextrin Chemistry”M.L.BenderとM.Komiyama著、1978年、Springer出版に記載されており、その内容は本明細書に組み込まれる。α−、β−、およびγ−シクロデキストリンは、それぞれ、シクロヘキサアミロース、シクロマルトールヘキソース、シクロヘプタアミロース、シクロマルトールヘプトース、シクロオクタアミロース、シクロマルトールオクトースとしても知られている。さらに、変性シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体も使用することができる。特に、塩基性の有機官能基、例えば、アミン、アミジン、グアニジンを含有するシクロデキストリン分子の誘導体が好ましい。
シクロデキストリンは、例えば6、7、8個のグルコース単位を含む環状炭水化物分子で、それぞれα−、β−、γ−シクロデキストリンと呼ばれるが、中空の内部空洞を有する円錐形の分子構造をしている。シクロデキストリンの化学は“Cyclodextrin Chemistry”M.L.BenderとM.Komiyama著、1978年、Springer出版に記載されており、その内容は本明細書に組み込まれる。α−、β−、およびγ−シクロデキストリンは、それぞれ、シクロヘキサアミロース、シクロマルトールヘキソース、シクロヘプタアミロース、シクロマルトールヘプトース、シクロオクタアミロース、シクロマルトールオクトースとしても知られている。さらに、変性シクロデキストリン又はシクロデキストリン誘導体も使用することができる。特に、塩基性の有機官能基、例えば、アミン、アミジン、グアニジンを含有するシクロデキストリン分子の誘導体が好ましい。
シクロデキストリンまたはその誘導体は、その多くがAmerican MaizeProducts Company社から入手でき、例えば親化合物であるα−、β−、およびγ−シクロデキストリン、分枝α−、β−、およびγ−シクロデキストリン、様々な置換度の置換α−、β−、およびγ−シクロデキストリン誘導体などが挙げられる。α−、β−、およびγ−シクロデキストリン誘導体は、2−ヒドロキシエチルシクロデキストリン、2−ヒドロキシプロピルシクロデキストリン、アセチルシクロデキストリン、メチルシクロデキストリン、エチルシクロデキストリン、スクシニルβ−シクロデキストリン、シクロデキストリンの硝酸エステル、N,N−ジエチルアミノ−N−2−エチルシクロデキストリン、N,N−モルホリノ−N−2−エチルシクロデキストリン、N,N−チオジエチレン−N−2−エチルシクロデキストリン、およびN,N−ジエチレンアミノメチル−N−2−エチルシクロデキストリンなどであって、置換度はα−シクロデキストリン誘導体については1から18、β−シクロデキストリン誘導体については1から21、およびγ−シクロデキストリン誘導体については1から24の範囲で変化できる。置換度はシクロデキストリンの水酸基の水素原子の置換数である。2から5個の異なる置換基を含むシクロデキストリン誘導体混合物、および、いずれか1つの置換基を1から99%含むシクロデキストリン誘導体混合物も本発明では使用してよい。
この他、α−、β−、およびγ−シクロデキストリン誘導体には、Wacker−Chemie GmbH社製ベータW7MCT、置換度約2.8のモノクロロトリアジニル−β−シクロデキストリンと、アミン、アミジン、グアニジンなどの有機塩基化合物とを反応させて製造したものも含まれる。モノクロロトリアジニル−β−シクロデキストリン誘導体と反応するためのアミン中間体は、第一級または第二級脂肪族アミン部位と2次第三級脂肪族アミン部位(second tertiaryaliphatic amine site)を同一分子内に含有する分子などである。従って、モノクロロトリアジニル−β−シクロデキストリン誘導体の反応塩素の求核置換反応が起きた後に生成するシクロデキストリントリアジンは、第一級または第二級アミン部位がトリアジン環との共有結合に使われても第三級アミン部位は結合に使われずに残ってプロトンを捕獲し色材粒子を正に帯電させる。さらに、アミン中間体は第一級および/または第二級脂肪族アミン部位で二官能性、第三級アミン部位で一官能性または多官能性であるので、モノクロロトリアジニル−β−シクロデキストリン誘導体の反応塩素の求核置換反応後はポリマー形態のシクロデキストリントリアジンが生成する。第三級アミンを有するシクロデキストリン誘導体を製造するためにモノクロロトリアジニル−β−シクロデキストリン誘導体と反応させるアミン中間体の好ましい例は、4−(2−アミノエチル)モルホリン、4−(3−アミノプロピル)モルホリン、1−(2−アミノエチル)ピペリジン、1−(3−アミノプロピル)−2−ピペコリン、1−(2−アミノエチル)ピロリジン、2−(2−アミノエチル)−1−メチルピロリジン、1−(2−アミノエチル)ピペラジン、1−(3−アミノプロピル)ピペラジン、4−アミノ−1−ベンジルピペリジン、1−ベンジルピペラジン、4−ピペリジノピペリジン、2−ジメチルアミノエチルアミン、1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジン、4−(アミノメチル)ピペリジン、4,4’−トリメチレンジピペリジン、および4,4’−エチレンジピペリジンなどである。アミジンおよびグアニジンを有するシクロデキストリントリアジンを中和後製造するためにモノクロロトリアジニル−β−シクロデキストリン誘導体と反応させるアミジンおよびグアニジン中間体の好ましい例は、酢酸ホルムアミジン、塩酸ホルムアミジン、塩酸アセトアミジン、塩酸ベンズアミジン、塩酸グアニジン、硫酸グアニジン、2−グアニジノベンズイミダゾール、塩酸1−メチルグアニジン、硫酸1,1−ジメチルグアニジン、および1,1,3,3−テトラメチルグアニジンなどである。モノクロロトリアジニル−β−シクロデキストリン誘導体から作られた混合シクロデキストリンには、2から5個の異なる置換基や、いずれか1つの置換基を1から99%含んでいてよい。
シクロデキストリンは次のような構造式のものなどである。
α−シクロデキストリン:18個の水酸基を含有する6個のD−グルコース環
β−シクロデキストリン:21個の水酸基を含有する7個のD−グルコース環
γ−シクロデキストリン:24個の水酸基を含有する8個のD−グルコース環
第三級アミノα−シクロデキストリン
第三級アミノβ−シクロデキストリン
第三級アミノγ−シクロデキストリン
なお、前記式中、R1およびR2は、水素原子、または、炭素数1〜20の炭化水素基を表し、nは、1〜20の整数を表す。
なお、前記式中、R1およびR2は、水素原子、または、炭素数1〜20の炭化水素基を表し、nは、1〜20の整数を表す。
なお必要に応じて、その他の荷電調整剤を併用することもできる。例えば、ナフテン酸ジルコニウム塩、オクテン酸ジルコニウム塩等の有機カルボン酸の金属塩、ステアリン酸テトラメチルアンモニム塩等の有機カルボン酸のアンモニム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ジオクチルスルホコハク酸マグネシウム塩等の有機スルホン酸の金属塩、トルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩等の有機スルホン酸のアンモニウム塩、スチレンと無水マレイン酸のコポリマーをアミンで変性したカルボン酸基を含有するポリマー等の側鎖にカルボン酸基を有するポリマー、メタクリル酸ステアリルとメタクリル酸のテトラメチルアンモニウム塩の共重合体等の側鎖にカルボン酸アニオン基を有するポリマー、スチレンとビニルピリジンの共重合体等の側鎖に窒素原子を有するポリマー、メタクリル酸ブチルとN−(2−メタクリロイルオキシエチル)−N,N,N−トリメチルアンモニウムトシラート塩との共重合体等の側鎖にアンモニウム基を有するポリマー等が挙げられる。粒子に付与される荷電は、正荷電であっても負荷電であってもよい。
インク組成物全体に対する荷電調整剤の含有量は、0.0001〜10質量%の範囲内であることが好ましい。より好ましくは0.0003〜5質量%である。荷電調整剤における前記チャージディレクタの割合は、1〜99質量%、好ましくは20〜80質量%である。また、荷電調整剤における前記シクロデキストリンまたはその誘導体の割合は、1〜99質量%、好ましくは20〜80質量%である。なお、本発明のインク組成物の電気伝導度は、10nS/m〜300nS/m、荷電粒子の電気伝導度は、インク組成物の電気伝導度の50%以上であるのが好ましい。これらの条件は、荷電調整剤の含有量の増減によって、容易に調整できる。
[その他の成分]
本発明においては、さらに、腐敗防止のために防腐剤や、表面張力を制御するための界面活性剤等を目的に応じて含有することができる。
本発明においては、さらに、腐敗防止のために防腐剤や、表面張力を制御するための界面活性剤等を目的に応じて含有することができる。
[荷電粒子の作成]
以上の成分を用い、色材と、被覆剤を分散(粒子化)することにより、本発明の荷電粒子を含有するインク組成物を作成することができる。分散(粒子化)する方法としては、例えば下記の方法が挙げられる。
(1)色材、被覆剤、およびシクロデキストリンまたはその誘導体をあらかじめ混合した後、分散剤と分散媒を用いて分散(粒子化)し、チャージディレクタおよび必要に応じて他の荷電調整剤を加える。
(2)色材、被覆剤、分散剤、シクロデキストリンまたはその誘導体および分散媒を同時に用いて分散(粒子化)し、チャージディレクタおよび必要に応じて他の荷電調整剤を加える。
(3)色材、被覆剤、分散剤、シクロデキストリンまたはその誘導体、チャージディレクタおよび必要に応じて他の荷電調整剤および分散媒を同時に用いて分散(粒子化)する。
以上の成分を用い、色材と、被覆剤を分散(粒子化)することにより、本発明の荷電粒子を含有するインク組成物を作成することができる。分散(粒子化)する方法としては、例えば下記の方法が挙げられる。
(1)色材、被覆剤、およびシクロデキストリンまたはその誘導体をあらかじめ混合した後、分散剤と分散媒を用いて分散(粒子化)し、チャージディレクタおよび必要に応じて他の荷電調整剤を加える。
(2)色材、被覆剤、分散剤、シクロデキストリンまたはその誘導体および分散媒を同時に用いて分散(粒子化)し、チャージディレクタおよび必要に応じて他の荷電調整剤を加える。
(3)色材、被覆剤、分散剤、シクロデキストリンまたはその誘導体、チャージディレクタおよび必要に応じて他の荷電調整剤および分散媒を同時に用いて分散(粒子化)する。
混合や分散する際に用いられる装置としては、例えば、ニーダー、ディゾルバー、ミキサー、高速ディスパーザー、サンドミル、ロールミル、ボールミル、アトライター、ビーズミル(前述の非特許文献1)等が挙げられる。
本発明におけるインク粒子(荷電粒子)は、0.5〜4μm、好ましくは0.7〜3.5μm、より好ましくは0.8〜3μmの直径を有するのがよい。このサイズは、通常の電
子写真液体現像剤トナー(0.1〜0.4μm)より大きく、通常の電子写真乾式現像剤トナー(5〜15μm)より小さい。
子写真液体現像剤トナー(0.1〜0.4μm)より大きく、通常の電子写真乾式現像剤トナー(5〜15μm)より小さい。
本発明のインク組成物の粘度(20℃)は、0.5〜5mPa・sの範囲内が好ましい。好ましくは、0.8〜4mPa・sの範囲内である。また、インク組成物の表面張力は、10〜70mN/mの範囲内であることが好ましい。さらに好ましくは、15〜50mN/mの範囲内である。
[インクジェット記録装置]
本発明では、以上記述したインク組成物を、インクジェット記録方式により、被記録媒体へ記録する。本発明においては、静電界を利用したインクジェット記録方式を用いることが好ましい。静電界を利用するインクジェット記録方式は、制御電極と被記録媒体背面の背面電極間に電圧を印加することにより、インク組成物の荷電粒子を静電力によって吐出位置に濃縮し、吐出位置から被記録媒体へ飛翔させる方式である。制御電極と背面電極間に印加する電圧は、例えば荷電粒子が正の場合、制御電極が正極であり背面電極が負極となる。背面電極へ電圧を印加する代わりに被記録媒体に帯電を行っても同様の効果が得られる。
本発明では、以上記述したインク組成物を、インクジェット記録方式により、被記録媒体へ記録する。本発明においては、静電界を利用したインクジェット記録方式を用いることが好ましい。静電界を利用するインクジェット記録方式は、制御電極と被記録媒体背面の背面電極間に電圧を印加することにより、インク組成物の荷電粒子を静電力によって吐出位置に濃縮し、吐出位置から被記録媒体へ飛翔させる方式である。制御電極と背面電極間に印加する電圧は、例えば荷電粒子が正の場合、制御電極が正極であり背面電極が負極となる。背面電極へ電圧を印加する代わりに被記録媒体に帯電を行っても同様の効果が得られる。
インクを飛翔させる方式として、例えば、注射針のようなニードル状の先端からインクを飛翔させる方式があり、本発明のインク組成物を用いて記録することができる。ただし、荷電粒子を濃縮・吐出した後の荷電粒子の補給が難しく安定に長期間の記録を行うことが難しい。荷電粒子を強制的に供給するため、インクを循環させる場合には、注射針先端からインクを溢れさせる方法になるため、吐出位置である注射針先端のメニスカス形状が安定せず、安定な記録を行うことが困難であり、短期間の記録に適している。
一方、吐出開口部からインク組成物を溢れさせることなく、インク組成物を循環させる方法が好ましく用いられる。例えば、吐出開口を有するインク室内にインクが循環されており、吐出開口周縁に形成された制御電極に電圧を印加することによって、吐出開口中に存在しており先端が被記録媒体側に向いたインクガイドの先端から、濃縮されたインク滴が飛翔する方法では、インクの循環による荷電粒子の補給と、吐出位置のメニスカス安定性を両立することができるため、長期間安定に記録を行うことができる。さらに本方式ではインクが外気と接する部分が吐出開口部だけと非常に少ないため、溶媒の蒸発を抑え、インク物性が安定化するため、本発明において好適に使用することができる。
本発明のインク組成物を適用するに適したインクジェット記録装置の構成例を以下に示す。
まずは、図1に示す被記録媒体に片面4色印刷を行う装置の概要について説明する。
図1に示されるインクジェット記録装置1は、フルカラー画像形成を行うための4色分の吐出ヘッド2C、2M、2Yおよび2Kから構成される吐出ヘッド2にインクを供給し、さらに吐出ヘッド2からインクを回収するインク循環系3、図示されないコンピュータ、RIP(ラスター・イメージ・プロセッサ)等の外部機器からの出力により吐出ヘッド2を駆動させるヘッドドライバ4、位置制御手段5を備える。またインクジェット記録装置1は、3つのローラ6A、6B、6Cに張架された搬送ベルト7、搬送ベルト7の幅方向の位置を検知可能な光学センサなどで構成された搬送ベルト位置検知手段8、被記録媒体Pを搬送ベルト上に保持するための静電吸着手段9、画像形成終了後に被記録媒体Pを搬送ベルト7から剥離するための除電手段10および力学的手段11を備える。搬送ベルト7の上流、下流には、被記録媒体Pを図示されないストッカーから搬送ベルト7に供給するフィードローラ12およびガイド13、剥離後の被記録媒体Pへインクを定着させると共に図示されない排紙ストッカーに搬送する定着手段14およびガイド15が配置されている。またインクジェット印刷装置1の内部には、搬送ベルト7を挟んで吐出ヘッド2に対向する位置には、被記録媒体位置検出手段16を有し、さらにインク組成物から発生する溶媒蒸気を回収するための排出ファン17および溶媒蒸気吸着材18からなる溶媒回収部が配置され、装置内部の蒸気は該回収部を通って装置外部に排出される。
まずは、図1に示す被記録媒体に片面4色印刷を行う装置の概要について説明する。
図1に示されるインクジェット記録装置1は、フルカラー画像形成を行うための4色分の吐出ヘッド2C、2M、2Yおよび2Kから構成される吐出ヘッド2にインクを供給し、さらに吐出ヘッド2からインクを回収するインク循環系3、図示されないコンピュータ、RIP(ラスター・イメージ・プロセッサ)等の外部機器からの出力により吐出ヘッド2を駆動させるヘッドドライバ4、位置制御手段5を備える。またインクジェット記録装置1は、3つのローラ6A、6B、6Cに張架された搬送ベルト7、搬送ベルト7の幅方向の位置を検知可能な光学センサなどで構成された搬送ベルト位置検知手段8、被記録媒体Pを搬送ベルト上に保持するための静電吸着手段9、画像形成終了後に被記録媒体Pを搬送ベルト7から剥離するための除電手段10および力学的手段11を備える。搬送ベルト7の上流、下流には、被記録媒体Pを図示されないストッカーから搬送ベルト7に供給するフィードローラ12およびガイド13、剥離後の被記録媒体Pへインクを定着させると共に図示されない排紙ストッカーに搬送する定着手段14およびガイド15が配置されている。またインクジェット印刷装置1の内部には、搬送ベルト7を挟んで吐出ヘッド2に対向する位置には、被記録媒体位置検出手段16を有し、さらにインク組成物から発生する溶媒蒸気を回収するための排出ファン17および溶媒蒸気吸着材18からなる溶媒回収部が配置され、装置内部の蒸気は該回収部を通って装置外部に排出される。
フィードローラ12は公知のローラが使用でき、被記録媒体に対するフィード能力が高まるように配置される。また被記録媒体P上には垢・紙粉等が付着していることがあるため、それらの除去を行うことが望ましい。フィードローラによって供給された被記録媒体Pは、ガイド13を経て、搬送ベルト7に搬送される。搬送ベルト7の裏面(好ましくは金属裏面)はローラ6Aを介して設置されている。搬送された被記録媒体は、静電吸着手段9により搬送ベルト上に静電吸着される。図1では、負の高圧電源に接続されたスコロトロン帯電器により静電吸着がなされる。静電吸着手段9により、被記録媒体Pが搬送ベルト7上に浮き無く静電吸着されると共に、被記録媒体表面を均一帯電する。ここでは静電吸着手段を被記録媒体の帯電手段としても利用しているが、別途設けてもよい。帯電された被記録媒体Pは、搬送ベルト7によって吐出ヘッド部まで搬送され、帯電電位をバイアスとして記録信号電圧を重畳することにより静電インクジェット画像形成がなされる。画像形成された被記録媒体Pは、除電手段10により除電され、力学的手段11により搬送ベルト7により剥離されて定着部へ搬送される。剥離された被記録媒体Pは、画像定着手段14に送られ、定着がなされる。定着された被記録媒体Pは、ガイド15を通って図示されない排紙ストッカーに排紙される。また、該装置は、インク組成物から発生する溶媒蒸気の回収手段を有する。回収手段は溶媒蒸気吸収材18からなり、排気ファン17により機内の溶媒蒸気を含む気体が吸着材に導入され、蒸気が吸着回収された後、機外に排気される。該装置は、上記例に限定されず、ローラ、帯電器等の構成デバイスの数、形状、相対配置、帯電極性等は任意に選べる。また上記システムでは4色描画について記述しているが、淡色インクや特色インクと組み合わせて、より多色のシステムとしてもよい。
上記インクジェット印刷方法に使用されるインクジェット記録装置は、吐出ヘッド2、インク循環系3からなり、インク循環系3は、さらにインクタンク、インク循環装置、インク濃度制御装置、インク温度管理装置等を有し、インクタンク内には撹拌装置を含んでいてもよい。
吐出ヘッド2としては、シングルチャンネルヘッド、マルチチャンネルヘッド、またはフルラインヘッドを使うことができ、搬送ベルト7の回転により主走査を行う。
本発明で好適に使用されるインクジェットヘッドは、インク流路内での荷電粒子を電気泳動させて開口付近のインク濃度を増加させ、吐出を行うインクジェット方法であり、主に被記録媒体または被記録媒体背面に配置された対向電極に起因する静電吸引力によりインク滴の吐出を行うものである。従って、被記録媒体または対向電極がヘッドに対向していない場合や、ヘッドと対向する位置にあっても被記録媒体または対向電極に電圧が印加されていない場合には、誤って吐出電極に電圧が印加された場合や振動が与えられた場合でもインク滴の吐出は起こらず、装置内を汚すことはない。
本発明で好適に使用されるインクジェットヘッドは、インク流路内での荷電粒子を電気泳動させて開口付近のインク濃度を増加させ、吐出を行うインクジェット方法であり、主に被記録媒体または被記録媒体背面に配置された対向電極に起因する静電吸引力によりインク滴の吐出を行うものである。従って、被記録媒体または対向電極がヘッドに対向していない場合や、ヘッドと対向する位置にあっても被記録媒体または対向電極に電圧が印加されていない場合には、誤って吐出電極に電圧が印加された場合や振動が与えられた場合でもインク滴の吐出は起こらず、装置内を汚すことはない。
上記インクジェット装置に好適に使用される吐出ヘッドを図2および図3に示す。図2および図3に示すように、インクジェットヘッド70は、一方向のインク流Qが形成されるインク流路72の上壁を構成する電気絶縁性の基板74と、インクを被記録媒体Pへ向けて吐出する複数の吐出部76とを有する。吐出部76には、いずれもインク流路72から飛翔するインク滴Gを被記録媒体Pへ向けて案内するインクガイド部78が設けられ、基板74には、インクガイド部78がそれぞれ挿通する開口75が形成されており、インクガイド部78と開口75の内壁面との間にはインクメニスカス42が形成されている。インクガイド部78と被記録媒体Pとのギャップdは200μm〜1000μm程度であることが好ましい。また、インクガイド部78は、下端側で支持棒部40に固定されている。
基板74は、2つの吐出電極を所定間隔で離して電気的に絶縁している絶縁層44と、絶縁層44の上側に形成された第1吐出電極46と、第1吐出電極46を覆う絶縁層48と、絶縁層48の上側に形成されたガード電極50と、ガード電極50を覆う絶縁層52とを有する。また、基板74は、絶縁層44の下側に形成された第2吐出電極56と、第2吐出電極56を覆う絶縁層58とを有する。ガード電極50は、第1吐出電極46や第2吐出電極56に印加された電圧によって隣接する吐出部に電界上の影響が生じることを防止するために設けられる。
更に、インクジェットヘッド70には、インク流路72の底面を構成すると共に、第1吐出電極46および第2吐出電極56に印加されたパルス状の吐出電圧によって定常的に生じる誘導電圧により、インク流路72内の正に帯電したインク粒子(荷電粒子)Rを上方へ向けて(すなわち被記録媒体側に向けて)泳動させる浮遊導電板62が電気的浮遊状態で設けられている。また、浮遊導電板62の表面には、電気絶縁性である被覆膜64が形成されており、インクへの電荷注入等によりインクの物性や成分が不安定化することを防止する。絶縁性被覆膜の電気抵抗は、1012Ω・cm以上が好ましく、より望ましくは1013Ω・cm以上である。また、絶縁性被覆膜はインクに対して耐腐食性であることが望ましく、これにより、浮遊導電板62がインクに腐食されることが防止される。また、浮遊導電板62は下方から絶縁部材66で覆われており、このような構成により、浮遊導電板62は完全に電気的絶縁状態にされている。
浮遊導電板62は、ヘッド1ユニットにつき1個以上である(例えば、C、M、Y、Kの4つのヘッドがあった場合、浮遊導電板数は最低各1個ずつ有し、CとMのヘッドユニット間で共通の浮遊導電板とすることはない)。
図3に示すように、インクジェットヘッド70からインクを飛翔させて被記録媒体Pに記録するには、インク流路72内のインクを循環させることによりインク流Qを発生させた状態にし、ガード電極50に所定の電圧(例えば+100V)を印加する。更に、インクガイド部78に案内されて開口75から飛翔したインク滴G中の正の荷電粒子Rが被記録媒体Pにまで引きつけられるような飛翔電界が、第1吐出電極46および第2吐出電極56と、被記録媒体Pとの間に形成されるように、第1吐出電極46、第2吐出電極56および被記録媒体Pに正電圧を印加する(ギャップdが500μmである場合に、1kV〜3.0kV程度の電位差を形成することを目安とする)。
この状態で、画像信号に応じて第1吐出電極46および第2吐出電極56にパルス電圧を印加すると、荷電粒子濃度が高められたインク滴Gが開口75から吐出する(例えば、初期の荷電粒子濃度が3〜15%である場合、インク滴Gの荷電粒子濃度が30%以上になる)。
その際、第1吐出電極46と第2吐出電極56の両者にパルス電圧が印加された場合にのみインク滴Gが吐出するように、第1吐出電極46と第2吐出電極56とに印加する電圧値を調整しておく。
その際、第1吐出電極46と第2吐出電極56の両者にパルス電圧が印加された場合にのみインク滴Gが吐出するように、第1吐出電極46と第2吐出電極56とに印加する電圧値を調整しておく。
このように、パルス状の正電圧を印加すると、開口75からインク滴Gがインクガイド部78に案内されて飛翔し、被記録媒体Pに付着すると共に、浮遊導電板62には、第1吐出電極46および第2吐出電極56に印加された正電圧により正の誘導電圧が発生する。第1吐出電極46および第2吐出電極56に印加される電圧がパルス状であっても、この誘導電圧はほぼ定常的な電圧である。従って、浮遊導電板62およびガード電極50と、被記録媒体Pとの間に形成される電界によって、インク流路72内で正に帯電している荷電粒子Rは上方へ移動する力を受け、基板74の近傍で荷電粒子Rの濃度が高くなる。図3に示すように、使用する吐出部(すなわちインク滴を吐出させるチャンネル)の個数が多い場合、吐出に必要な荷電粒子数が多くなるが、使用する第1吐出電極46および第2吐出電極56の枚数が多くなるため、浮遊導電板62に誘起される誘導電圧は高くなり、被記録媒体側へ移動する荷電粒子Rの個数も増大する。
上記では、着色粒子が正荷電に帯電している例について説明したが、着色粒子は負荷電に帯電されていてもよい。その場合には、上記の帯電極性は、すべて逆極性となる。
なお、本発明においては、被記録媒体へのインク吐出後、適切な加熱手段によりインクを定着することが好ましい。用いられる加熱手段としては、ヒートローラ、ヒートブロック、ベルト加熱等の接触式加熱装置、およびドライヤー、赤外線ランプ、可視光線ランプ、紫外線ランプ、温風式オーブン等の非接触式加熱装置を用いることができる。これらの加熱装置は、インクジェット記録装置と連続し、一体となっていることが好ましい。定着時の被記録媒体の温度は、定着の容易さから、40℃〜200℃の範囲内であることが好ましい。また、定着の時間は、1マイクロ秒〜20秒の範囲内であることが好ましい。
[インク組成物の補充]
静電界を利用したインクジェット記録方式では、インク組成物中の荷電粒子が濃縮されて吐出する。従って、長時間インク組成物の吐出を行うと、インク組成物中の荷電粒子が減量し、インク組成物の電気伝導度が低下する。また、荷電粒子の電気伝導度とインク組成物の電気伝導度との割合が変化する。さらに、吐出の際、直径の小さな荷電粒子よりも大きな荷電粒子が優先して吐出する傾向にあるため、荷電粒子の平均直径が小さくなる。また、インク組成物中の固形物の含有量が変化するため、粘度も変化する。
これらの物性値の変化により、結果として、吐出不良を起こしたり、記録された画像の光学濃度の低下やインクのにじみが発生する。このため、当初インクタンクへ仕込んだインク組成物よりも、高濃度(固形分濃度の高い)のインク組成物を補充することにより、荷電粒子の減量を防止し、インク組成物の電気伝導度や、荷電粒子の電気伝導度とインク組成物の電気伝導度の割合を一定の範囲に留めることができる。また、平均粒子直径や粘度を維持することができる。さらに、インク組成物の物性値を一定の範囲内に保つことにより、インク吐出が長時間安定して均一に行われる。この際の補充は、例えば、使用しているインク液の電気伝導度や光学濃度等の物性値を検出し、不足量を算出して、機械的または人力で成されることが好ましい。また、画像データを基に使用するインク組成物の量を算出し、機械的または人力で成されてもよい。
静電界を利用したインクジェット記録方式では、インク組成物中の荷電粒子が濃縮されて吐出する。従って、長時間インク組成物の吐出を行うと、インク組成物中の荷電粒子が減量し、インク組成物の電気伝導度が低下する。また、荷電粒子の電気伝導度とインク組成物の電気伝導度との割合が変化する。さらに、吐出の際、直径の小さな荷電粒子よりも大きな荷電粒子が優先して吐出する傾向にあるため、荷電粒子の平均直径が小さくなる。また、インク組成物中の固形物の含有量が変化するため、粘度も変化する。
これらの物性値の変化により、結果として、吐出不良を起こしたり、記録された画像の光学濃度の低下やインクのにじみが発生する。このため、当初インクタンクへ仕込んだインク組成物よりも、高濃度(固形分濃度の高い)のインク組成物を補充することにより、荷電粒子の減量を防止し、インク組成物の電気伝導度や、荷電粒子の電気伝導度とインク組成物の電気伝導度の割合を一定の範囲に留めることができる。また、平均粒子直径や粘度を維持することができる。さらに、インク組成物の物性値を一定の範囲内に保つことにより、インク吐出が長時間安定して均一に行われる。この際の補充は、例えば、使用しているインク液の電気伝導度や光学濃度等の物性値を検出し、不足量を算出して、機械的または人力で成されることが好ましい。また、画像データを基に使用するインク組成物の量を算出し、機械的または人力で成されてもよい。
[被記録媒体]
本発明においては、用途に応じて様々な被記録媒体を用いることができる。例えば、紙、プラスチックフィルム、金属、および、プラスチックまたは金属がラミネートまたは蒸着された紙、金属がラミネートまたは蒸着されたプラスチックフィルム等を用いれば、インクジェット記録することにより、直接印刷物を得ることができる。また、アルミニウムなどの金属を粗面化した支持体等を用いれば、オフセット印刷版を得ることができる。さらに、プラスチック支持体等を用いれば、フレキソ印刷版や液晶画面用のカラーフィルターを得ることができる。被記録媒体の形状は、シート状のように平面的であっても、円筒形状のように立体的であってもよい。また、シリコンウエハーや配線基板を被記録媒体として用いれば、半導体やプリント配線基板の製造に適用できる。
本発明においては、用途に応じて様々な被記録媒体を用いることができる。例えば、紙、プラスチックフィルム、金属、および、プラスチックまたは金属がラミネートまたは蒸着された紙、金属がラミネートまたは蒸着されたプラスチックフィルム等を用いれば、インクジェット記録することにより、直接印刷物を得ることができる。また、アルミニウムなどの金属を粗面化した支持体等を用いれば、オフセット印刷版を得ることができる。さらに、プラスチック支持体等を用いれば、フレキソ印刷版や液晶画面用のカラーフィルターを得ることができる。被記録媒体の形状は、シート状のように平面的であっても、円筒形状のように立体的であってもよい。また、シリコンウエハーや配線基板を被記録媒体として用いれば、半導体やプリント配線基板の製造に適用できる。
以上記述した、本発明のインク組成物を用いることにより、インクにじみがなく、かつ画像濃度の高い高画質の画像記録物を、長時間に渡って安定して得ることができる。
以下、実施例により、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1
<使用した材料>
本実施例1においては、下記の材料を使用した。
<使用した材料>
本実施例1においては、下記の材料を使用した。
・シアン顔料(色材)フタロシアニン顔料 C.I.Pigment Blue(15:3)(東洋インキ製造(株)製、LIONOL BLUE FG−7350)
・被覆剤[ブチルアクリレート/メチルメタクリレート:75/25質量%共重合体(アルドリッチ(株)製]
・分散剤[BZ−2]
・分散媒 アイソパーG(エクソン(株)製)
・被覆剤[ブチルアクリレート/メチルメタクリレート:75/25質量%共重合体(アルドリッチ(株)製]
・分散剤[BZ−2]
・分散媒 アイソパーG(エクソン(株)製)
分散剤[BZ−2]の構造を以下に示す。
分散剤[BZ−2]は、メタクリル酸ステアリルを、2−メルカプトエタノール存在下ラジカル重合させ、さらに、メタクリル酸無水物と反応させることにより末端にメタクリロイル基を有するメタクリル酸ステアリルのポリマー(質量平均分子量は7,600であった)を得た後、これをスチレンとラジカル重合させることにより得た。質量平均分子量は110,000であった。
<インク組成物[EC−1]の作成>
シアン顔料10gと被覆剤[ブチルアクリレート/メチルメタクリレート:75/25質量%共重合体(アルドリッチ(株)製)]20gを、入江商会(株)製、卓上型ニーダーPBV−0.1に入れ、ヒーター温度を100℃に設定し2時間加熱混合した。得られた混合物30gをトリオサイエンス(株)製、トリオブレンダーにて粗粉砕し、さらに協立理工(株)製、SK−M10型サンブルミルにて微粉砕した。得られた微粉砕物30gを、分散剤[BZ−2]7.5g、β−シクロデキストリン(American Maize Products Company社製)1.0g、アイソパーG75g、および直径約3.0mmのガラスビーズと共に、東洋精機製作所(株)製、ペイントシェーカーにて予備分散した。ガラスビーズを除去した後、直径約0.6mmのジルコニアセラミックビーズと共に、シンマルエンタープライゼズ(株)製、Type KDLダイノミルにて、内温を25℃に保ちながら5時間、引き続き45℃で5時間、2,000rpmの回転数で分散(粒子化)した。得られた分散液からジルコニアセラミックビーズを除去し、アイソパーG316gとチャージディレクタとして1:1 Alohas/PS−900(Witco社製)(アイソパーG中3質量%)0.9g、及びステアリン酸0.1gを加え、インク組成物[EC−1]を得た。なお、Alohasは、ヒドロキシビス(3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸)アルミニウムの一水和物である。得られたインク組成物中の粒子成分の粒子径は0.93μmであり、0.2μm以下の粒子分が0.6%以下であった。
シアン顔料10gと被覆剤[ブチルアクリレート/メチルメタクリレート:75/25質量%共重合体(アルドリッチ(株)製)]20gを、入江商会(株)製、卓上型ニーダーPBV−0.1に入れ、ヒーター温度を100℃に設定し2時間加熱混合した。得られた混合物30gをトリオサイエンス(株)製、トリオブレンダーにて粗粉砕し、さらに協立理工(株)製、SK−M10型サンブルミルにて微粉砕した。得られた微粉砕物30gを、分散剤[BZ−2]7.5g、β−シクロデキストリン(American Maize Products Company社製)1.0g、アイソパーG75g、および直径約3.0mmのガラスビーズと共に、東洋精機製作所(株)製、ペイントシェーカーにて予備分散した。ガラスビーズを除去した後、直径約0.6mmのジルコニアセラミックビーズと共に、シンマルエンタープライゼズ(株)製、Type KDLダイノミルにて、内温を25℃に保ちながら5時間、引き続き45℃で5時間、2,000rpmの回転数で分散(粒子化)した。得られた分散液からジルコニアセラミックビーズを除去し、アイソパーG316gとチャージディレクタとして1:1 Alohas/PS−900(Witco社製)(アイソパーG中3質量%)0.9g、及びステアリン酸0.1gを加え、インク組成物[EC−1]を得た。なお、Alohasは、ヒドロキシビス(3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸)アルミニウムの一水和物である。得られたインク組成物中の粒子成分の粒子径は0.93μmであり、0.2μm以下の粒子分が0.6%以下であった。
<インクジェット記録/画像評価>
図1〜3に示すインクジェット記録装置に、実施例1のインク組成物[EC−1]をインクタンクに充填した。ここでは吐出ヘッドとして図2に示すタイプの150dpi(チャンネル密度50dpiの3列千鳥配置)、833チャンネルヘッドを使用し、また定着手段として1kWのヒータを内蔵したシリコンゴム性ヒートローラを使用した。インク温度管理手段として投げ込みヒータと攪拌羽をインクタンク内に設け、インク温度は30℃に設定し、攪拌羽を30rpmで回転しながらサーモスタットで温度コントロールした。ここで攪拌羽は沈殿・凝集防止用の攪拌手段としても使用した。またインク流路を一部透明とし、それを挟んでLED発光素子と光検知素子を配置し、その出力シグナルによりインクの希釈液(アイソパーG)あるいは濃縮インク(上記インク組成物の固形分濃度を2倍に調整したもの)投入による濃度管理を行った。被記録媒体としてオフセット印刷用微コート紙を使用した。エアーポンプ吸引により被記録媒体表面の埃除去を行った後、吐出ヘッドを画像形成位置まで被記録媒体に近づけ、記録すべき画像データを画像データ演算制御部に伝送し、搬送ベルトの回転により被記録媒体を搬送させながら吐出ヘッドを逐次移動しながらインク組成物を吐出して2400dpiの描画解像力で画像を形成した。搬送ベルトとして、金属ベルトとポリイミドフィルムを張り合わせたものを使用し、このベルトの片端付近の搬送方向に沿ってライン状のマーカーを配置し、これを搬送ベルト位置検知手段で光学的に読み取り、位置制御手段を駆動して画像形成を行った。この際、光学的ギャップ検出装置による出力により吐出ヘッドと被記録媒体の距離は0.5mmに保った。また吐出の際には被記録媒体の表面電位を−1.5kVとしておき、吐出を行う際には+600Vのパルス電圧を印加し(パルス巾50μsec)、5kHzの駆動周波数で画像形成を行った。
図1〜3に示すインクジェット記録装置に、実施例1のインク組成物[EC−1]をインクタンクに充填した。ここでは吐出ヘッドとして図2に示すタイプの150dpi(チャンネル密度50dpiの3列千鳥配置)、833チャンネルヘッドを使用し、また定着手段として1kWのヒータを内蔵したシリコンゴム性ヒートローラを使用した。インク温度管理手段として投げ込みヒータと攪拌羽をインクタンク内に設け、インク温度は30℃に設定し、攪拌羽を30rpmで回転しながらサーモスタットで温度コントロールした。ここで攪拌羽は沈殿・凝集防止用の攪拌手段としても使用した。またインク流路を一部透明とし、それを挟んでLED発光素子と光検知素子を配置し、その出力シグナルによりインクの希釈液(アイソパーG)あるいは濃縮インク(上記インク組成物の固形分濃度を2倍に調整したもの)投入による濃度管理を行った。被記録媒体としてオフセット印刷用微コート紙を使用した。エアーポンプ吸引により被記録媒体表面の埃除去を行った後、吐出ヘッドを画像形成位置まで被記録媒体に近づけ、記録すべき画像データを画像データ演算制御部に伝送し、搬送ベルトの回転により被記録媒体を搬送させながら吐出ヘッドを逐次移動しながらインク組成物を吐出して2400dpiの描画解像力で画像を形成した。搬送ベルトとして、金属ベルトとポリイミドフィルムを張り合わせたものを使用し、このベルトの片端付近の搬送方向に沿ってライン状のマーカーを配置し、これを搬送ベルト位置検知手段で光学的に読み取り、位置制御手段を駆動して画像形成を行った。この際、光学的ギャップ検出装置による出力により吐出ヘッドと被記録媒体の距離は0.5mmに保った。また吐出の際には被記録媒体の表面電位を−1.5kVとしておき、吐出を行う際には+600Vのパルス電圧を印加し(パルス巾50μsec)、5kHzの駆動周波数で画像形成を行った。
<ドット径および位置精度の評価>
上記インクジェット記録により得られたグレースケール画像記録物(印刷物)について、ドット径および位置精度を評価した。ドット径は、画像記録物をドットアナライザー(王子計測機器(株)製)にて解析することにより算出した。また位置精度は、格子状に記録された画像記録物をドットアナライザー(王子計測機器(株)製)にて解析し、ドット間のズレ幅標準偏差(1σ)を算出して求めた。
上記インクジェット記録により得られたグレースケール画像記録物(印刷物)について、ドット径および位置精度を評価した。ドット径は、画像記録物をドットアナライザー(王子計測機器(株)製)にて解析することにより算出した。また位置精度は、格子状に記録された画像記録物をドットアナライザー(王子計測機器(株)製)にて解析し、ドット間のズレ幅標準偏差(1σ)を算出して求めた。
<荷電評価>
インク組成物の荷電量は、前記のLCRメーター及び液体用電極(川口電機製作所(株)製、LP−05型)を使用し、印加電圧5V、周波数1kHzの条件で測定した比電導度より求め、インク粒子の電導度は、インク組成物の全体の比電導度から、インク組成物を遠心分離器にかけた上澄みの比電導度を差し引いて求めた。また遠心分離は、小型高速冷却遠心機(トミー精工(株)製、SRX−201)を使用し、回転速度14500rpm、温度23℃の条件で30分間行ったものである。
インク組成物の荷電量は、前記のLCRメーター及び液体用電極(川口電機製作所(株)製、LP−05型)を使用し、印加電圧5V、周波数1kHzの条件で測定した比電導度より求め、インク粒子の電導度は、インク組成物の全体の比電導度から、インク組成物を遠心分離器にかけた上澄みの比電導度を差し引いて求めた。また遠心分離は、小型高速冷却遠心機(トミー精工(株)製、SRX−201)を使用し、回転速度14500rpm、温度23℃の条件で30分間行ったものである。
インク粒子の荷電発生効率は下式より求めた。
インク粒子の荷電発生効率(%)=(インク粒子の荷電量Q1/インク組成物の荷電量Q2)×100
インク粒子の荷電発生効率(%)=(インク粒子の荷電量Q1/インク組成物の荷電量Q2)×100
<インクジェット描画画像品質の評価>
上記インクジェット記録により得られたグレースケール画像記録物(印刷物)について、筋ムラ、インクのにじみの程度を下記のように目視評価した。
上記インクジェット記録により得られたグレースケール画像記録物(印刷物)について、筋ムラ、インクのにじみの程度を下記のように目視評価した。
インクジェット描画画像品質の評価
描画画像の滲みの程度を目視評価
○:滲みなし
△:若干滲み発生
×:滲み発生
描画画像の滲みの程度を目視評価
○:滲みなし
△:若干滲み発生
×:滲み発生
実施例2
実施例1のβ−シクロデキストリンを、N,N−ジエチルアミノ−N−2−エチルシクロデキストリン(American Maize ProductsCompany社製)に変更したこと以外は、実施例1と同様な方法にてインク組成物[EC−2]を作成した。得られたインク組成物中の粒子成分の粒子径は0.99μmであり、0.2μm以下の粒子分が0.5%以下であり、このインク組成物を用い、実施例1と同様にドット径および位置精度の評価、荷電評価、インクジェット描画画像品質の評価を実施した。
実施例1のβ−シクロデキストリンを、N,N−ジエチルアミノ−N−2−エチルシクロデキストリン(American Maize ProductsCompany社製)に変更したこと以外は、実施例1と同様な方法にてインク組成物[EC−2]を作成した。得られたインク組成物中の粒子成分の粒子径は0.99μmであり、0.2μm以下の粒子分が0.5%以下であり、このインク組成物を用い、実施例1と同様にドット径および位置精度の評価、荷電評価、インクジェット描画画像品質の評価を実施した。
比較例1
実施例1において、β−シクロデキストリンを添加しなかったこと以外は、実施例1と同様な方法にてインク組成物[RC−1]を作成した。得られたインク組成物中の粒子成分の粒子径は0.99μmであり、0.2μm以下の粒子分が0.6%以下であり、このインク組成物を用い、実施例1と同様にドット径および位置精度の評価、荷電評価、インクジェット描画画像品質の評価を実施した。
これらの結果を下記表1に示す。
実施例1において、β−シクロデキストリンを添加しなかったこと以外は、実施例1と同様な方法にてインク組成物[RC−1]を作成した。得られたインク組成物中の粒子成分の粒子径は0.99μmであり、0.2μm以下の粒子分が0.6%以下であり、このインク組成物を用い、実施例1と同様にドット径および位置精度の評価、荷電評価、インクジェット描画画像品質の評価を実施した。
これらの結果を下記表1に示す。
実施例1〜2で示されるように、インク組成物の荷電調整剤として、チャージディレクタと、特定のシクロデキストリンまたはその誘導体とを使用することにより、優れたドット径および位置精度を提供することができる。また、インク粒子の荷電発生効率が向上し、本方式によるインクジェット描画画像において、吐出部でのインク粒子の電気泳動速度が十分速く、インク粒子の濃縮が十分起こるため、滲みがない、良好な品質の画像を得ることができる。
比較例1ではドット径および位置精度の評価が不十分な結果を示している。また、インク粒子の荷電発生効率が不十分で、本方式によるインクジェット描画画像において、吐出部でのインク粒子の電気泳動速度が遅く、インク粒子の濃縮が十分に起らないため、滲みが発生し、良好な品質の画像が得られない。
G インク滴
P 被記録媒体
Q インク流
R 荷電粒子
1 インクジェット記録装置
2、2Y、2M、2C、2K 吐出ヘッド
3 インク循環系
4 ヘッドドライバ
5 位置制御手段
6A、6B、6C ローラ
7 搬送ベルト
8 搬送ベルト位置検知手段
9 静電吸着手段
10 除電手段
11 力学的手段
12 フィードローラ
13 ガイド
14 画像定着手段
15 ガイド
16 被記録媒体位置検知手段
17 排出ファン
18 溶媒蒸気吸着材
38 インクガイド
40 支持棒部
42 インクメニスカス
44 絶縁層
46 第1吐出電極
48 絶縁層
50 ガード電極
52 絶縁層
56 第2吐出電極
58 絶縁層
62 浮遊導電板
64 被覆膜
66 絶縁部材
70 インクジェットヘッド
72 インク流路
74 基板
75、75A、75B 開口
76、76A、76B 吐出部
78 インクガイド部
P 被記録媒体
Q インク流
R 荷電粒子
1 インクジェット記録装置
2、2Y、2M、2C、2K 吐出ヘッド
3 インク循環系
4 ヘッドドライバ
5 位置制御手段
6A、6B、6C ローラ
7 搬送ベルト
8 搬送ベルト位置検知手段
9 静電吸着手段
10 除電手段
11 力学的手段
12 フィードローラ
13 ガイド
14 画像定着手段
15 ガイド
16 被記録媒体位置検知手段
17 排出ファン
18 溶媒蒸気吸着材
38 インクガイド
40 支持棒部
42 インクメニスカス
44 絶縁層
46 第1吐出電極
48 絶縁層
50 ガード電極
52 絶縁層
56 第2吐出電極
58 絶縁層
62 浮遊導電板
64 被覆膜
66 絶縁部材
70 インクジェットヘッド
72 インク流路
74 基板
75、75A、75B 開口
76、76A、76B 吐出部
78 インクガイド部
Claims (2)
- 分散媒と、色材を少なくとも含む荷電粒子と、荷電調整剤とを含有する静電インクジェット用インク組成物であって、前記荷電調整剤が、チャージディレクタおよびシクロデキストリンまたはその誘導体を含むことを特徴とする静電インクジェット用インク組成物。
- 請求項1に記載のインク組成物を用いて、静電界を利用したインクジェット記録方式によりインク滴を飛翔させることを特徴とするインクジェット記録方法。
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US9458322B2 (en) | 2011-09-23 | 2016-10-04 | Emerald Hilton Davis, Llc | Self-assembled nano-structure particle and method for preparing |
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-
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