JP2008062397A - インクセット及び画像形成装置並びにその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも顔料及びポリマー微粒子が、水及び水溶性溶媒からなる媒体に分散されている第一の液体と、第一の液体をpH変化させるための第二の液体と、からなるインクセットであって、顔料は、該顔料が分散された顔料水溶液をpH変化させることにより該顔料の体積平均粒子径が変化する性質を有するとともに、ポリマー微粒子は、該ポリマー微粒子が分散されたポリマー水溶液をpH変化させることにより該ポリマー微粒子の体積平均粒子径が変化する性質を有し、第一の液体のpH変化前のpH値をα、顔料水溶液又はポリマー水溶液のpH変化により、顔料又はポリマー微粒子の体積平均粒子径が1000nmに達する際のpH値をそれぞれβ1、β2、とするとき、|α−β1|≧|α−β2|を満たすようにする。
【選択図】 図1
Description
本発明において用いられるインクは、少なくとも顔料、ポリマー微粒子、水溶性溶媒、及び水を含有する。
従って、インクに使用される色材は、顔料あるいは染料と顔料とを混合して用いることができる。処理液との接触時における凝集性の観点から、インク中で分散状態にある顔料の方がより効果的に凝集するため好ましい。顔料の中でも、分散剤により分散されている顔料、自己分散顔料、樹脂により顔料表面を被覆された顔料(マイクロカプセル顔料)、及び高分子グラフト顔料が特に好ましい。また、顔料凝集性の観点から、解離度の小さいカルボキシル基によって修飾されている形態がより好ましい。
本発明に係るインクには、処理液と反応する成分として、着色剤を含まないポリマー微粒子を添加することが好ましい。ポリマー微粒子は、処理液との反応によりインクの増粘作用、凝集作用を強め、画像品位の向上させることができる。特に、アニオン性のポリマー微粒子をインクに含有せしめることにより、安全性の高いインクが得られる。
本発明に係る処理液として、インクのpHを変化させることにより、インクに含有される顔料およびポリマー微粒子を凝集させ、凝集物を生じさせるような処理液が好ましい。
図1は本実施形態の画像形成装置の例である、インクジェット記録装置の概略構成を示した模式図である。図示するように、本実施形態のインクジェット記録装置10は、中間転写体12、処理液付与部(第二の液体付与部)14、インク吐出部(第一の液体付与部)16、及び転写部18を主たる構成とし、更に、溶媒除去部20、クリーニング部22、及び画像定着部24を備えている。
インク中の顔料とポリマー微粒子の凝集挙動を、例えば、以下のような手法にて簡易的に確認することもできる。
下記組成の成分を全量が500質量部になるように混合し、さらに重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2質量部添加し、窒素ガス置換を十分に行い、樹脂合成混合液を得た。
・ ステアリルメタクリレート 20質量%
・ スチレンマクロマー 5質量%
・ スチレン 10質量%
・ ポリプロピレングリコール(9) メタクリレート 10質量%
・ メタクリル酸 10質量%
・ 2−メルカプトエタノール 0.1質量%
・ イオン交換水 残量
尚、上記の名称は、以下のことを意味する。
ポリプロピレングリコール(9)メタクリレート:日本油脂(株)製、商品名:ブレンマーPP−500(プロピレンオキシド付加モル数:9)
次に、メチルエチルケトン500質量部を窒素雰囲気下で撹拌しながら75℃まで昇温させた。75℃、攪拌状態で上記樹脂合成混合液を4時間にわたって滴下した。さらに75℃、攪拌状態で6時間反応を続けた。その後、反応合成物を25℃まで自然冷却した後、固形分が50%になるようにメチルエチルケトンを加えて希釈し、平均分子量19000の分散樹脂溶液を得た。
・ 顔料分散物 40質量%
・ ポリマー微粒子1:
ジュリマーFC-30(日本純薬(株)製) 5質量%
・ グリセリン 8質量%
・ ジエチレングリコール 8質量%
・ オルフィン 1質量%
・ イオン交換水 残部
(インク2の作製)
・ 顔料分散物 40質量%
・ ポリマー微粒子2:
ジョンクリル537(ジョンソンポリマー(株)製) 5質量%
・ グリセリン 8質量%
・ ジエチレングリコール 8質量%
・ オルフィン 1質量%
・ イオン交換水 残部
(インク3の作製)
・ 顔料分散物 40質量%
・ ポリマー微粒子3:
ジョンクリル7640(ジョンソンポリマー(株)製) 5質量%
・ グリセリン 8質量%
・ ジエチレングリコール 8質量%
・ オルフィン 1質量%
・ イオン交換水 残部
(インク4の作製)
・ 顔料分散物 40質量%
・ ポリマー微粒子4:
A−104(東亞合成(株)製) 5質量%
・ グリセリン 8質量%
・ ジエチレングリコール 8質量%
・ オルフィン 1質量%
・ イオン交換水 残部
(インク5の作製)
・ 顔料分散物 40質量%
・ ポリマー微粒子5:
ウルトラゾールB400―H(ガンツ化成(株)製) 5質量%
・ グリセリン 8質量%
・ ジエチレングリコール 8質量%
・ オルフィン 1質量%
・ イオン交換水 残部
ポリマー微粒子を含まないインク6を比較例として作製した。
・ 顔料分散物 40質量%
・ グリセリン 8質量%
・ ジエチレングリコール 8質量%
・ オルフィン 1質量%
・ イオン交換水 残部
作製したインク液に対し、孔径サイズ5μmのフィルタを用いて、濾過を行い、インクを調整した。
・ ジエチレングリコール 20質量%
・ 2−ピロリドン−5−カルボン酸 5質量%
・ 水酸化ナトリウム 1質量%
・ オルフィンE1010 1質量%
・ イオン交換水 残部
このように調製された処理液1を、東亜DKK(株)製pHメータ−WM−50EGにて、pHを測定したところ、3.5であった。
・ ジエチレングリコール 20質量%
・ 硝酸マグネシウム・六水和物 6質量%
・ オルフィンE1010 1質量%
・ イオン交換水 残部
このように調製された処理液2を、東亜DKK(株)製pHメータ−WM−50EGにて、pHを測定したところ、5.5であった。
・ ポリマー微粒子1〜5 5質量%
・ グリセリン 8質量%
・ ジエチレングリコール 8質量%
・ オルフィンE1010 1質量%
・ イオン交換水 残部
このような組成のポリマー微粒子分散液をポリマー微粒子の種類1〜5についてそれぞれ作製した。ポリマー微粒子1〜5に相当する成分はインク1〜5に含まれるポリマー微粒子と同様の成分である。
ポリマー微粒子および顔料粒子径のpH依存性の測定は以下のようにおこなった。処理液1をポリマー微粒子分散液1〜5およびインク6と攪拌しながらそれぞれ混合し、所定のpHになった混合液を、日機装(株)製のナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150を用い、水で適切な倍率まで希釈し、体積平均粒子径を測定した。
ポリマー微粒子および顔料のゼータ電位のpH依存性の測定は以下のようにおこなった。処理液1とポリマー微粒子水溶液1〜5およびインク6とそれぞれ混合し、500倍の希釈倍率下で、マルバーン社製のゼータサイザー2000にてゼータ電位を測定した。 ゼータ電位が等電位点になった時点でのpH値を表1に示す。
また、インク6で顔料の体積平均粒子径が1,000nmに達するpH値β1における、顔料とポリマー微粒子を両方含んだ状態のインク1〜5の体積平均粒子径を、日機装(株)製のナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150を用い、水で1000倍に希釈し、体積平均粒子径を測定した。測定した結果における体積平均粒子径500nm以上の粒子が占める占有比率が95%以上であれば、ポリマー微粒子と顔料の両方が凝集している状態と判断した。また、体積平均粒子径が大きくなりすぎ、明らかに凝集物の沈降がみられ、凝集物と溶媒の分離が明らかに観察されるものも同様に、ポリマー微粒子と顔料の両方が凝集している状態と判断した。測定結果を表3に示す。
<直接記録方式>
セイコーエプソン(株)製PX−G920改造機によって、処理液1およびインク1〜6をそれぞれ1:1の打滴量で付与し、以下の評価を行った。印字用の記録媒体にはC2紙(富士ゼロックスオフィスサプライ社製)を用いた。
記録媒体上に細線パターンの印字を行い、目視にて官能評価を行なった。評価基準は以下の通りである。
○…滲みが少ないもの
△…滲みは発生しているが、許容レベルのもの
×…滲みが激しく、許容範囲外のもの
[ベタ部での画像ムラ]
ベタ画像パターンで処理液とインクを付与して印字し、ベタ画像部での濃度ムラを目視で官能評価した。
○…目視で濃度ムラはほとんど認識できない
△…目視で濃度ムラが認識できるが、許容範囲内のもの
×…目視で濃度ムラがはっきりと認識でき、許容範囲外のもの
[画像濃度]
ベタ画像パターンで処理液とインクを付与して印字し、エックスライト538(エックスライト社製)を用いて画像の光学濃度を測定した。
○…1.1以上1.2未満
△…1.0以上1.1未満
×…1.0未満
評価結果を表4に示す。
[転写性]
図1に示したような、処理液付与部、インク吐出ヘッド、溶媒除去部、転写部を備えた中間転写装置にて、中間転写方式による評価を行った。ヘッドは直接記録での評価同様、セイコーエプソン(株)製PX−G920のヘッドを用い、中間転写体にはシリコーンゴムシートSRシリーズ0.5mm厚(タイガースポリマー社製)、溶媒除去ローラには酸化チタン粒子を焼結した金属多孔質体を用いた、転写部での加圧は1MPa、加熱温度は80℃、搬送速度は500mm/sの条件で転写を行った。
△…転写率90%以上
×…転写率90%未満
滲み、ベタ部の濃度ムラ、高画像濃度について直接記録方式の場合同様の評価を中間転写記録方式においても行った。評価結果を表5に示す。
Claims (9)
- 少なくとも顔料及びポリマー微粒子が、水及び水溶性溶媒からなる媒体に分散されている第一の液体と、前記第一の液体をpH変化させるための第二の液体と、からなるインクセットであって、
前記顔料は、該顔料が分散された顔料水溶液をpH変化させることにより該顔料の体積平均粒子径が変化する性質を有するとともに、前記ポリマー微粒子は、該ポリマー微粒子が分散されたポリマー水溶液をpH変化させることにより該ポリマー微粒子の体積平均粒子径が変化する性質を有し、
前記第一の液体のpH変化前のpH値をα、
前記顔料水溶液、又は前記ポリマー水溶液のpH変化により、前記顔料、又は前記ポリマー微粒子の前記体積平均粒子径が1000nmに達する際のpH値をそれぞれβ1、β2、とするとき、
|α−β1|≧|α−β2|
を満たすことを特徴とするインクセット。 - 少なくとも顔料及びポリマー微粒子が、水及び水溶性溶媒からなる媒体に分散されている第一の液体と、前記第一の液体をpH変化させるための第二の液体と、からなるインクセットであって、
前記顔料は、該顔料が分散された顔料水溶液をpH変化させることにより該顔料のゼータ電位が変化する性質を有するとともに、前記ポリマー微粒子は、該ポリマー微粒子が分散されたポリマー水溶液をpH変化させることにより該ポリマー微粒子のゼータ電位が変化する性質を有し、
前記第一の液体のpH変化前のpH値をα、
前記顔料水溶液、又は前記ポリマー水溶液のpH変化により、前記顔料、又は前記ポリマー微粒子の前記ゼータ電位が−5mVあるいは5mVに達する際のpH値をそれぞれγ1、γ2、とするとき、
|α−γ1|≧|α−γ2|
を満たすことを特徴とするインクセット。 - pH値が前記β1における前記第一の液体の、前記体積平均粒子径が500nm以上の粒子が占める占有比率が80体積%以上であることを特徴とする請求項1に記載のインクセット。
- 前記第一の液体、及び前記第二の液体の、一方がアルカリ性であり、他方が酸性であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1に記載のインクセット。
- 前記第一の液体と前記第二の液体とのpH値の差が、3.0以上6.0以下であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1に記載のインクセット。
- 請求項1〜5の何れか1に記載のインクセットの、前記第二の液体を記録媒体に付与する第二の液体付与部と、該第二の液体上に前記第一の液体を付与する第一の液体付与部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1〜5の何れか1に記載のインクセットの、前記第二の液体を中間転写体に付与する第二の液体付与部と、前記第二の液体上に前記第一の液体を付与する第一の液体付与部と、
前記中間転写体上に形成された画像を記録媒体に転写する転写部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜5の何れか1に記載のインクセットを用いて、記録媒体の表面に前記第二の液体を付与した後、該第二の液体上に前記第一の液体を付与して、該第一の液体の前記顔料及び前記ポリマー微粒子を凝集させて画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
- 請求項1〜5の何れか1に記載のインクセットを用いて、中間転写体の表面に前記第二の液体を付与した後、該第二の液体上に前記第一の液体を付与して、該第一の液体の前記顔料及び前記ポリマー微粒子を凝集させて画像を形成するとともに、該画像を記録媒体に転写することで該画像を該記録媒体上に記録することを特徴とする画像形成方法。
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