JP2011016906A - 記録液 - Google Patents
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Abstract
【課題】 適切に記録液を吐出する。
【解決手段】 60℃に加熱され、少なくとも水と、グリセリンと、着色剤と、式(1)及び式(2)を満たし、常温常圧で固体であり、水酸基を有する化合物とを含有し、水の含有量は、70質量%以上、90質量%未満であり、化合物の含有量は、式(3)に示す範囲である。
式(1) Q20<−10
式(2) S60−S20>10
式(3) 0.25<Y<S60÷2500
(Q20は、20℃、103hPaでの水への溶解熱(kJ/mol)を表し、S20は、20℃での水への溶解度で表し、S60は、60℃での水への溶解度で表し、Yは、化合物の含有量を表す。)
【選択図】図4
【解決手段】 60℃に加熱され、少なくとも水と、グリセリンと、着色剤と、式(1)及び式(2)を満たし、常温常圧で固体であり、水酸基を有する化合物とを含有し、水の含有量は、70質量%以上、90質量%未満であり、化合物の含有量は、式(3)に示す範囲である。
式(1) Q20<−10
式(2) S60−S20>10
式(3) 0.25<Y<S60÷2500
(Q20は、20℃、103hPaでの水への溶解熱(kJ/mol)を表し、S20は、20℃での水への溶解度で表し、S60は、60℃での水への溶解度で表し、Yは、化合物の含有量を表す。)
【選択図】図4
Description
本発明は、記録液を液滴の状態にして吐出して記録を行う記録方法に用いられる記録液に関する。
記録液を液滴の状態にして吐出して記録を行う記録方法には、記録液としてインクを吐出し、画像や文字を記録するインクジェット記録方式がある。インクジェット記録方式は、プリンタ装置に備わるインクジェット用ヘッドのノズルからインクを微小な液滴の状態で紙、布、フィルム等の被記録物上に吐出し、記録紙に文字や画像等の印刷を行う方式である。
このインクジェット記録方式のインクの吐出方法は、静電誘引力を利用してインクを吐出させる、いわゆる電荷制御方式、圧電素子の振動圧力を利用してインクを吐出させる方式、熱により気泡を形成、成長させることにより生じる圧力を利用してインクを吐出させる、いわゆる熱インクジェット方式等、各種の方式が用いられている。インクジェット記録方式は、これらのインク吐出方法を用いることにより、微小なインク液滴を吐出でき、極めて高精細の画像や文字を印刷することができる。
インクジェット記録方式に用いられるインクには、種々の性能が要求される。中でも、最も要求される性能は、記録を中断した後、再びインクを吐出させる場合、や長期間記録を行われなかった場合に、プリンタ装置のノズル孔、やインクタンクからノズルまでをつなぐ微細構造の流路部分に対して沈着物が発生しないという液安定性である。
このように、記録を中断した場合や長期間記録を行なわず、放置した場合には、ノズル孔や流路部分に沈着物が発生することで、再びインクが吐出されないといった問題が生じる場合がある。このような問題が発生しないように、ノズル孔や流路部分に対して沈着物を発生しないインクが提案されると共に、キャッピングをはじめとするプリンタ装置のインク吐出を回復する回復機構が提案されている。
キャッピングは、液体吐出ヘッドの吐出口を弾性部材等のキャップで密閉する手段であり、ノズルからインクの蒸発を防ぐと共に、ノズル面への異物の付着を防止する。また、キャッピングでは、キャップ内に水分を含ませた吸収体を備える事で加湿を行ない、ノズル内の増粘したインク中の水分量を増やし、粘性が低下させ、吐出させ易くする事も提案されている。
また、インクジェット記録方式のプリンタ装置では、インクを吐出しない時間が数秒という短い時間であっても、使用しないノズルが目詰まりを起こしたり、或いはノズル近傍のインク粘度が高くなり、インク滴が適正に吐出されず、又は全吐出不能となり印刷品質が低下してしまうという問題が生じる。この問題は、ピエゾ素子といった圧電素子等を用いた方式であっても、発熱抵抗体を用いた方式のインクジェットプリンタ装置であっても、インクが増粘すると生じてしまう。このような問題に対しては、多くのプリンタ装置では、予備吐出或いは空吐出と呼ばれる回復処理を行なっている。
予備吐出とは、記録を行う前に、吐出ヘッドから記録紙への画像印画に寄与しないインクを吐出させ、インクの吐出状況を良好にする回復処理である。この予備吐出は、キャップをしない状態で一定時間経過し、ノズル近傍の粘度が上昇したために、吐出速度が遅く吐出方向がばらつく場合や、吐出量が安定しない場合に行なわれ、これらの問題を解消することができる。また、この予備吐出は、複数色のインクを吐出可能な記録ヘッドにおいて、インクの強制排出やワイピングの後にノズル内で起こるインクの混色が生じる場合に行なわれ、この問題を解消することができる。
しかしながら、特に、ライン型のプリンタ装置では、予備吐出或いは空吐出させる場合に、多くの問題がある。シリアル型のプリンタ装置は、インクを吐出するノズルを備えたヘッドが記録紙の幅方向に移動することによって、1ラインを印刷する。1ラインを印刷した後、記録紙を所定方向に、所定の距離変位させて記録紙を送り、次のラインもヘッドが記録紙の幅方向に移動することで印刷することができる。シリアル型のプリンタ装置は、もともとヘッドが記録紙の幅方向に移動するので、ヘッドが移動する方向に予備吐出を受ける吸収体が配置され、印画中に予備吐出を行うことが容易である。
これに対して、ライン型のプリンタ装置は、液体吐出ヘッドが記録紙の幅とほぼ同じ大きさで形成されており、記録する際に、液体吐出ヘッドが記録紙の幅方向に移動することなく、1ラインを印刷することができる。これにより、ライン型のプリンタ装置では、液体吐出ヘッドを記録紙の幅方向に移動させて1ラインを印刷するシリアル型のプリンタ装置よりも印刷速度が速くなっている。
しかしながら、ライン型のプリンタ装置では、記録紙が液体吐出ヘッドと対向する位置に搬送されると、液体吐出ヘッドの吐出面に対してワイプを行うと同時に、吐出面にキャップをして、キャップ等の内部に配置された予備吐出を受ける吸収体に予備吐出を行なう事が多く、一時印画を中断してメンテナンス操作を行なうために、印画時間が増大してしまう。
このように、印刷中断時から復帰し、印刷を行うために、インク組成物とプリンタ装置の両面から対策が行なわれている。インク組成物としては、長期保存安定性に優れ、ノズル詰まりが起こらず、休止後の吐出安定性に優れたインク組成物を調製する方法として、様々な添加物が提案されている。
特許文献1では、着色剤と、水と、水溶性有機溶媒と、糖の混合物とを含んでなるインク組成物が提案されている。しかしながら、この特許文献1に記載されてインク組成物は、長期保存を念頭に設計されており、瞬間的な蒸発による粘度増に伴う吐出不良に対する効果は期待できない。このため、インク組成物に対する対策よりも、予備吐出或いは空吐出というプリンタ装置による対策に主眼が置かれるようになってきている。
例えば空吐出による対策としては、例えば特許文献2で提案されている。しかしながら、印刷中に該予備吐出を含むメンテナンス動作を行なう事は、印刷速度を遅くするものであり、空吐出受けや廃液収容の容量に伴う装置の大型化を招く事となる。
特に、ライン型のプリンタ装置の場合には、記録紙の幅と同程度の大きさの液体吐出ヘッドを持つため、空吐出を行うために、液体吐出ヘッド全体を記録紙と対向する位置から退避させるのに必要な機構やスペースがより必要になる。更に、空吐出等のメンテナンスを行なうために、形状が大きい液体吐出ヘッドを移動させるのに時間がかかり、印画時間が増大し、ランニングコストが増加する原因となる。
このような問題に対して、液体吐出ヘッドを空吐出するために、液体吐出ヘッドを記録紙と対向する位置から退避させないで、記録紙上にインクを吐出し続けることにより、この問題を解消する方法が提案されている。例えば、特許文献3では、吐出回数が少ないノズルについては、印刷中の記録紙上に、目立たない程度に、予備吐出を行うことが記載されている。特許文献4では、記録紙上への予備吐出を電子すかしとして使用することが提案されている。
しかしながら、このように記録紙上への予備吐出する方法では、吐出量や条件に制約があり、また電子すかし等の処理する為に複雑な処理を要するので、実際のインクジェット方式のプリンタ装置に於いては、数秒以内に予備吐出を繰り返す手法が一般的である。
また、間欠吐出の安定性を改善するために、特許文献5では、自己分散型カーボンブラックを色材に用いる系に於いて保湿剤に、糖類、糖類の誘導体及び糖アルコールを用いる事が提案されている。しかしながら、特許文献5に記載されているインク組成物は、色材がカーボンブラックに限定されており、他の色材を含有するインク組成物に適用することができず、適用範囲が狭いものである。
そこで、本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、一連の記録動作中に、予備吐出や空吐出を行わなくとも、適切に吐出され、良好な印画物を得ることができる記録液を提供することを目的とする。
上述した目的を達成する本発明に係る記録液は、記録液をノズルから吐出し、ノズル近傍の記録液を60℃に加熱する加熱機構を備える液体吐出装置の液体吐出ヘッドから吐出されるものであり、少なくとも、水と、グリセリンと、水に溶解又は分散する着色剤と、キシリトールとを含有し、水の含有量は、70質量%以上、90質量%未満であり、キシリトールの含有量は、0.25質量%以上、3.0質量%以下である。
また、上述した目的を達成する本発明に係る記録液は、少なくとも、水と、グリセリンと、水に溶解又は分散する着色剤と、エリスリトールとを含有し、水の含有量は、70質量%以上、90質量%未満であり、エリスリトールの含有量は、0.25質量%以上、2.0質量%以下である。
また、上述した目的を達成する本発明に係る記録液は、少なくとも、水と、グリセリンと、上記水に溶解又は分散する着色剤と、D−マンニトールとを含有し、水の含有量は、70質量%以上、90質量%未満であり、D−マンニトールの含有量は、0.5質量%以上、1.0質量%以下である。
また、上述した目的を達成する本発明に係る記録液は、少なくとも、水と、グリセリンと、上記水に溶解又は分散する着色剤と、下記の式(1)及び式(2)を満たし、常温常圧で固体であり、水酸基を有する化合物とを含有し、水の含有量は、70質量%以上、90質量%未満であり、化合物の含有量(Y)質量%は、下記の式(3)に示す範囲である。
式(1) Q20<−10
式(2) S60−S20>10
式(3) 0.25<Y<S60÷2500
(なお、Q20は、20℃、103hPaでの水への溶解熱(kJ/mol)を表し、S20は、20℃での水への溶解度[飽和溶液100gに含まれる溶質の質量(g)]で表し、S60は、60℃での水への溶解度[飽和溶液100gに含まれる溶質の質量(g)]で表す。)
式(2) S60−S20>10
式(3) 0.25<Y<S60÷2500
(なお、Q20は、20℃、103hPaでの水への溶解熱(kJ/mol)を表し、S20は、20℃での水への溶解度[飽和溶液100gに含まれる溶質の質量(g)]で表し、S60は、60℃での水への溶解度[飽和溶液100gに含まれる溶質の質量(g)]で表す。)
本発明では、記録液をノズルから吐出し、ノズル近傍の記録液を60℃に加熱する加熱機構を備える液体吐出装置の液体吐出ヘッドから吐出される記録液に、少なくとも水と、グリセリンと、水に溶解又は分散する着色剤と、キシリトールとを含有し、水の含有量は、70質量%以上、90質量%未満とし、キシリトールの含有量を0.25質量%以上、3.0質量%以下とすることによって、記録動作中で予備吐出や空吐出を行なわなくても、記録液を適切に吐出させることができる。
また、本発明では、記録液をノズルから吐出し、ノズル近傍の記録液を60℃に加熱する加熱機構を備える液体吐出装置の液体吐出ヘッドから吐出される記録液に、少なくとも水と、グリセリンと、水に溶解又は分散する着色剤と、エリスリトールとを含有し、水の含有量は、70質量%以上、90質量%未満とし、エリスリトールの含有量を0.25質量%以上、2.0質量%以下とすることによって、記録動作中で予備吐出や空吐出を行なわなくても、記録液を適切に吐出させることができる。
また、本発明では、記録液をノズルから吐出し、ノズル近傍の記録液を60℃に加熱する加熱機構を備える液体吐出装置の液体吐出ヘッドから吐出される記録液に、少なくとも水と、グリセリンと、水に溶解又は分散する着色剤と、D−マンニトールとを含有し、水の含有量を70質量%以上、90質量%未満とし、D−マンニトールの含有量を0.5質量%以上、1.0質量%以下とすることによって、記録動作中で予備吐出や空吐出を行なわなくても、記録液を適切に吐出させることができる。
また、本発明は、記録液をノズルから吐出し、ノズル近傍の記録液を60℃に加熱する加熱機構を備える液体吐出装置の液体吐出ヘッドから吐出される記録液に、少なくとも水と、グリセリンと、水に溶解又は分散する着色剤と、式(1)及び式(2)を満たし、常温常圧で固体であり、水酸基を有する化合物とを含有し、水の含有量は、70質量%以上、90質量%未満であり、化合物の含有量は、式(3)に示す範囲とすることによって、記録動作中で予備吐出や空吐出を行なわなくても、記録液を適切に吐出させることができる。
式(1) Q20<−10
式(2) S60−S20>10
式(3) 0.25<Y<S60÷2500
式(2) S60−S20>10
式(3) 0.25<Y<S60÷2500
以下、本発明を適用した記録液について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
1.プリンタ装置
(1)ヘッドカートリッジ
(2)ヘッドキャップ
(3)装置本体
(4)プリンタ装置の動作
2.記録液
(1)溶媒
(2)着色剤
(3)化合物
(1)ヘッドカートリッジ
(2)ヘッドキャップ
(3)装置本体
(4)プリンタ装置の動作
2.記録液
(1)溶媒
(2)着色剤
(3)化合物
本発明が適用された記録液は、例えば図1に示すインクジェットプリンタ装置1(以下、プリンタ装置1と記す。)に用いられる。このプリンタ装置1では、例えば、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクの4色の記録液i、即ちインクiを用いて、カラー画像や文字を印刷することができる。なお、以下の説明では、先ず、プリンタ装置について説明し、次いで、本発明を適用したインクiについて説明する。
1.プリンタ装置
インクジェットプリンタ装置(以下、プリンタ装置という。)1について具体的に説明する。プリンタ装置1は、図1に示すように、対象物となる例えば記録紙Pに対してインクiを吐出するインクジェットプリンタヘッドカートリッジ(以下、ヘッドカートリッジという。)2と、このヘッドカートリッジ2が装着される装置本体3とを備える。このプリンタ装置1は、記録紙Pの幅方向、すなわち図1中矢印W方向にノズルがライン状に1列以上並設した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。プリンタ装置1は、ヘッドカートリッジ2が装置本体3に対して着脱可能である。
インクジェットプリンタ装置(以下、プリンタ装置という。)1について具体的に説明する。プリンタ装置1は、図1に示すように、対象物となる例えば記録紙Pに対してインクiを吐出するインクジェットプリンタヘッドカートリッジ(以下、ヘッドカートリッジという。)2と、このヘッドカートリッジ2が装着される装置本体3とを備える。このプリンタ装置1は、記録紙Pの幅方向、すなわち図1中矢印W方向にノズルがライン状に1列以上並設した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。プリンタ装置1は、ヘッドカートリッジ2が装置本体3に対して着脱可能である。
(1)ヘッドカートリッジ
先ず、プリンタ装置1を構成するヘッドカートリッジ2について説明する。ヘッドカートリッジ2は、例えば圧力発生素子として電気熱変換式を用いた発熱抵抗体を用いて、インクiを吐出し、記録紙Pの主面にインクiを着弾させる。ヘッドカートリッジ2には、図2及び図3に示すように、インクiが収容されたインクカートリッジ11が装着される。
先ず、プリンタ装置1を構成するヘッドカートリッジ2について説明する。ヘッドカートリッジ2は、例えば圧力発生素子として電気熱変換式を用いた発熱抵抗体を用いて、インクiを吐出し、記録紙Pの主面にインクiを着弾させる。ヘッドカートリッジ2には、図2及び図3に示すように、インクiが収容されたインクカートリッジ11が装着される。
インクカートリッジ11は、色毎に、イエローインクのインクカートリッジ11y、マゼンタインクのインクカートリッジ11m、シアンインクのインクカートリッジ11c、ブラックインクのインクカートリッジ11kを備える。インクカートリッジ11は、記録紙Pの幅方向の寸法と略同じ寸法をなす略矩形状に形成されている。インクカートリッジ11には、図2及び図3に示すように、ヘッドカートリッジ2のカートリッジ本体21にインクiを供給するためのインク供給部12と、インクiがカートリッジ本体21に供給された後、外部から空気を取り込むための外部連通孔13が上側略中央に設けられている。なお、ヘッドカートリッジ2とインクカートリッジ11とが一体となっていてもよい。
インク供給部12は、インクカートリッジ11の下側略中央部に設けられている。このインク供給部12は、略突形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するヘッドカートリッジ2の接続部25に嵌合されることにより、インクカートリッジ11とヘッドカートリッジ2のカートリッジ本体21との間をインク供給可能に接続する。インク供給部12は、弁機構を備え、この弁機構でカートリッジ本体21へのインクiの供給を調整している。
インクカートリッジ11が装着されるヘッドカートリッジ2は、図2及び図3に示すように、カートリッジ本体21を有する。カートリッジ本体21には、インクカートリッジ11が装着される装着部22と、インクiを吐出するインク吐出ヘッド23と、インク吐出ヘッド23を保護するヘッドキャップ24とを備える。
装着部22の略中央には、装着部22に装着されたインクカートリッジ11のインク供給部12と接続される接続部25が設けられている。この接続部25は、装着部22に装着されたインクカートリッジ11のインク供給部12からカートリッジ本体21の底面に設けられたインクiを吐出するインク吐出ヘッド23にインクiを供給するインク供給路となる。接続部25は、インクカートリッジ11からインク吐出ヘッド23へのインクiの供給を弁機構で調整している。
接続部25からインクiが供給されるインク吐出ヘッド23は、カートリッジ本体21の底面に沿って配設されている。インク吐出ヘッド23は、接続部25から供給されるインクiを吐出する吐出口である後述するノズル27aが記録紙Pの幅方向、すなわち図3中矢印W方向にライン状に、インクiの色毎に並設されている。インク吐出ヘッド23は、インクiを吐出する際に、記録紙Pの幅方向に移動することなく、ノズルライン毎にインクiを吐出する。
インク吐出ヘッド23は、図4に示すように、電気熱変化式の発熱抵抗体26aが設けられた回路基板26と、ノズル27aが形成されたノズルシート27と、回路基板26とノズルシート27との間に設けられたフィルム28とで形成されている。インク吐出ヘッド23には、回路基板26とノズルシート27とフィルム28とで囲まれたインク液室29が形成されている。インク液室29には、発熱抵抗体26aによって加熱されるインクiが充填される。また、吐出ヘッド23には、インクiが収容されたインクカートリッジ11からインクiをインク液室29に供給するためのインク流路30が形成されている。
以上のような構成からなるインク吐出ヘッド23では、印刷データに基づいた記録信号によって、回路基板26の制御回路が選択的に発熱抵抗体26aにパルス電流を供給し、発熱抵抗体26aを加熱する。インク吐出ヘッド23では、発熱抵抗体26aを加熱すると、図4(A)に示すように、発熱抵抗体26aと接するインクiに気泡bが発生する。そして、インク吐出ヘッド23では、図4(B)に示すように、気泡bが膨張しながらインクiを加圧し、押し退けられたインクiが液滴の状態となってノズル27aより吐出される。また、インク吐出ヘッド23では、インクiの液滴を吐出した後、インク流路30を通してインクiをインク液室29に供給することによって、再び吐出前の状態に戻る。インク吐出ヘッド23では、印刷データに基づいた記録信号によって、上述した動作を繰り返して、記録紙P上にインクiを吐出して画像や文字を印刷する。
インク吐出ヘッド23では、印刷する画像や文書に、空白部分がある場合、空白部分に対応するノズル27aはインクiを吐出しないことになる。インク吐出ヘッド23では、空白部分により短時間であってもインクiを吐出しないノズル27aがある場合、このノズル27aの先端及びノズル27a内のインクiが乾燥し増粘してしまう。このため、インク吐出ヘッド23では、連続的にインクiを吐出していなかったノズル27aから再びインクiを吐出する際に、発熱抵抗体26aで増粘したインクiを60℃に加熱し、インクiの粘性を低下させる。ここで、加熱温度60℃とは、インクiをノズル27aから吐出させず、インクiの粘性を低下させる温度であり、インクiを吐出する前のインクiを加熱する予備加熱時の温度である。これにより、インク吐出ヘッド23では、短時間、インクiを吐出していなかったノズル27aから再びインクiを吐出させる際に、不吐出となったり、所定の方向に吐出されなかったりといった不具合が発生することを防止できる。
また、インク吐出ヘッド23では、発熱抵抗体26aで増粘したインクiを60℃に加熱したが、発熱抵抗体26aに限らず、増粘したインクiを加熱するための加熱機構をノズル27a近傍に備えていてもよい。インク吐出ヘッド23では、加熱機構によって、増粘したインクiを60℃に加熱して、粘性を低下させるようにしてもよい。
なお、インク吐出ヘッド23には、更に加湿手段を設けることによって、インクiの不吐出時間が長時間となり、インクiの粘性が非常に高くなった場合でも、後述するクリーニングローラ24aによる吸引やワイピングによりノズル27a内の増粘したインクiを除去しなくても、予備吐出だけで良好な印刷が可能となるようにしてもよい。
(2)ヘッドキャップ
インク吐出ヘッド23の吐出面23aを保護するためのヘッドキャップ24は、図2に示すように、長期間、インクiを吐出せず、印刷をしない間、インク吐出ヘッド23の吐出面23aを閉塞し、ノズル27aを乾燥等から保護している。印刷を行う際には、ヘッドキャップ24は、図2及び図5に示すように、ヘッドカートリッジ2の底面から装置本体3の前方、即ち図2中矢印A1方向に移動し、インク吐出ヘッド23の吐出面23aを外部に露出させる。印刷を行った後には、ヘッドキャップ24は、図2に示すように、装置本体3の前方からヘッドカートリッジ2の底面、即ち図2中矢印A2方向に移動し、インク吐出ヘッド23の吐出面23aを保護する。
インク吐出ヘッド23の吐出面23aを保護するためのヘッドキャップ24は、図2に示すように、長期間、インクiを吐出せず、印刷をしない間、インク吐出ヘッド23の吐出面23aを閉塞し、ノズル27aを乾燥等から保護している。印刷を行う際には、ヘッドキャップ24は、図2及び図5に示すように、ヘッドカートリッジ2の底面から装置本体3の前方、即ち図2中矢印A1方向に移動し、インク吐出ヘッド23の吐出面23aを外部に露出させる。印刷を行った後には、ヘッドキャップ24は、図2に示すように、装置本体3の前方からヘッドカートリッジ2の底面、即ち図2中矢印A2方向に移動し、インク吐出ヘッド23の吐出面23aを保護する。
このヘッドキャップ24には、吐出面23aに付着している余分なインクiを拭き取るクリーニングローラ24aが設けられている。ヘッドキャップ24は、吐出面23aを開放する際に、クリーニングローラ24aで吐出面23aをクリーニングし、吐出面23aに付着している余分なインクiを吸収する。なお、ヘッドキャップ24は、印刷後にヘッドカートリッジ2の底面に移動する際に、クリーニングローラ24aで吐出面23aをクリーニングするようにしてもよい。
また、ヘッドキャップ24には、長時間、インクiを吐出せず、吐出面23aを保護している状態から、印刷を再開する際に行なう空吐出されたインクiを吸収する吸収体24bを備えていてもよい。クリーニングローラ24aによるクリーニングや空吐出は、長期間印刷を停止していた場合に、ノズル27a内の粘性が非常に高くなったインクiを除去するのに効果的である。
(3)装置本体
ヘッドカートリッジ2が装着される装置本体3には、図1に示すように、ヘッドカートリッジ装着部41にヘッドカートリッジ2が装着される。また、装置本体3には、前面下側に設けられた給紙口42に印刷される前の記録紙Pが積層して収納された給紙トレイ43が取り付けられ、前面上側に設けられた排紙口44に印刷後の記録紙Pを収納する排紙トレイ45が取り付けられている。
ヘッドカートリッジ2が装着される装置本体3には、図1に示すように、ヘッドカートリッジ装着部41にヘッドカートリッジ2が装着される。また、装置本体3には、前面下側に設けられた給紙口42に印刷される前の記録紙Pが積層して収納された給紙トレイ43が取り付けられ、前面上側に設けられた排紙口44に印刷後の記録紙Pを収納する排紙トレイ45が取り付けられている。
装置本体3には、図5に示すように、記録紙Pを搬送する給排紙機構46及びインク吐出ヘッド23の吐出面23aに設けられたヘッドキャップ24を開閉するキャップ開閉機構47が設けられている。
(4)プリンタ装置の動作
以上のような構成からなるプリンタ装置1は、外部に設けられた情報処理装置から入力された印刷データに基づき印刷を行う。即ち、プリンタ装置1では、ヘッドキャップ開閉機構47により、ヘッドキャップ24をヘッドカートリッジ2に対して給紙トレイ43及び排紙トレイ45が設けられている装置本体3の前面側に移動する。これにより、プリンタ装置1は、インク吐出ヘッド23の吐出面23aに設けられたノズル27aが外部に露出し、インクiが吐出できるようになる。プリンタ装置1では、ヘッドキャップ24を装置本体3の前面側に移動する前に、ヘッドキャップ24内で空吐出を行ない増粘したインクiを吐出したり、ヘッドキャップ24を装置本体3の前面側に移動する際に、クリーニングローラ24aで吐出面23aをクリーニングしてもよい。
以上のような構成からなるプリンタ装置1は、外部に設けられた情報処理装置から入力された印刷データに基づき印刷を行う。即ち、プリンタ装置1では、ヘッドキャップ開閉機構47により、ヘッドキャップ24をヘッドカートリッジ2に対して給紙トレイ43及び排紙トレイ45が設けられている装置本体3の前面側に移動する。これにより、プリンタ装置1は、インク吐出ヘッド23の吐出面23aに設けられたノズル27aが外部に露出し、インクiが吐出できるようになる。プリンタ装置1では、ヘッドキャップ24を装置本体3の前面側に移動する前に、ヘッドキャップ24内で空吐出を行ない増粘したインクiを吐出したり、ヘッドキャップ24を装置本体3の前面側に移動する際に、クリーニングローラ24aで吐出面23aをクリーニングしてもよい。
次に、プリンタ装置1は、装置本体3に設けられた操作ボタン3aの操作により、装置本体3の給排紙機構46が駆動し、給紙トレイ43から給紙ローラ51で記録紙Pを引き出し、互いに反対方向に回転する一対の分離ローラ52a,52bで給紙トレイ43から1枚だけ記録紙Pを引き出す。プリンタ装置1は、給紙トレイ43から引き出した記録紙Pを反転ローラ53でヘッドカートリッジ2側に反転し、吐出面23aと対向する位置に設けられた搬送ベルト54上に記録紙Pを搬送する。記録紙Pは、インク吐出ヘッド23の吐出面23aと対向する位置に設けられたプラテン板55に保持され、吐出面23aと対向するようになる。
次に、プリンタ装置1は、インク吐出ヘッド23に色毎に設けられた複数の発熱抵抗体26aに印刷データの制御信号に基づいて、駆動電流を供給し、発熱抵抗体26aを加熱する。プリンタ装置1は、発熱抵抗体26aを加熱することによって、図4に示すように、吐出面23aと対向する位置に搬送された記録紙Pに対してノズル27aより上述した各色のインクiを液滴の状態にして吐出し、モノクロ又はカラーの画像や文字を印刷する。プリンタ装置1は、以上のようにして、例えばA4サイズの画像や文書を作成する際には、一枚当たり12秒程度で印刷することができる。
また、プリンタ装置1では、印刷する際に、画像や文書に空白があり、インクiを吐出しないノズル27aがあった場合に、そのノズル27aから再びインクiを吐出する際に、発熱抵抗体26aを駆動して、インクiを60℃に加熱して、ノズル27a内のインクiの粘性を低下させることによって、当該ノズル27aから適切にインクiを吐出することができる。
そして、プリンタ装置1は、印刷が終わった記録紙Pを排紙口44方向に回転する搬送ベルト54と、搬送ベルト54と対向し、吐出面23aよりも排紙口44側に設けられた排紙ローラ56とによって記録紙Pを排紙口44に送り出し、排紙トレイ45に印刷後の記録紙Pを排紙する。
2.記録液
次に、以上のようなプリンタ装置1に用いられるインクiについて説明する。インクiは、少なくとも、水と、グリセリンと、水に溶解又は分散する着色剤と、下記の式(1)及び式(2)を満たし、常温常圧で固体であり、水酸基を有する化合物とを含有する。
次に、以上のようなプリンタ装置1に用いられるインクiについて説明する。インクiは、少なくとも、水と、グリセリンと、水に溶解又は分散する着色剤と、下記の式(1)及び式(2)を満たし、常温常圧で固体であり、水酸基を有する化合物とを含有する。
(1)溶媒
インクiに用いる溶媒としては、少なくとも水とグリセリンとの混合溶媒を用いる。水としては、脱イオン水を使用するのが好ましい。水の含有量は、インクi全体に対して70質量%以上、90質量%以下であり、好ましくは、70質量%以上、85質量%以下である。グリセリンの含有量は、インクi全体に対して10質量%以上、20質量%以下である。インクiでは、水の含有量を70質量%以上、90質量%以下とし、グリセリンの含有量を10質量%以上、20質量%以下とすることによって、乾燥を防止することができる。
インクiに用いる溶媒としては、少なくとも水とグリセリンとの混合溶媒を用いる。水としては、脱イオン水を使用するのが好ましい。水の含有量は、インクi全体に対して70質量%以上、90質量%以下であり、好ましくは、70質量%以上、85質量%以下である。グリセリンの含有量は、インクi全体に対して10質量%以上、20質量%以下である。インクiでは、水の含有量を70質量%以上、90質量%以下とし、グリセリンの含有量を10質量%以上、20質量%以下とすることによって、乾燥を防止することができる。
溶媒としては、混合溶媒の他に、水溶性有機溶剤を含有させてもよい。水溶性有機溶剤としては、例えば脂肪族一価アルコールや多価アルコール、多価アルコール誘導体を用いることができる。
脂肪族一価アルコールとしては、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、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、s−ブチルアルコール或いはt−ブチルアルコールなどの低級アルコールを用いることができる。
多価アルコールとしては、例えば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、ブチレングリコール、グリセロール等のアルキルグリコール類や、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ポリアルキレングリコール類或いはチオジグリコール等を用いることができる。
多価アルコール誘導体としては、例えばエチレングリコールジメチルエーテル、セロソルブ、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等の上述した多価アルコールの低級アルキルエーテル類や、エチレングリコールジアセテート等の上述した多価アルコールの低級カルボン酸エステル類等を用いることができる。
更に、溶媒中には、各種界面活性剤、消泡剤、pH調製剤或いは防かび剤等の添加物を添加するようにしてもよい。また、モノトリエタノールアミン、ジトリエタノールアミン等のアルコールアミン類や、ジメチルホルムアミド、ジメチルケトンアミド等のアミド類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ジオキサン等のエーテル類が適宜使用可能である。
更にまた、溶媒には、1,2−アルキレングリコールとして、1,2−アルキレン1,2−ペンタンジオール、1,2−ペンタンジオール、または1,2−ヘキサンジオールからなる群から少なくとも一種類以上のジオール類を1質量%以上4質量%未満含んでも良い。
(2)着色剤
着色剤としては、染料を用いることができる。染料としては、直接染料、酸性染料等に代表される水性染料である。
着色剤としては、染料を用いることができる。染料としては、直接染料、酸性染料等に代表される水性染料である。
具体的には、水溶性アニオン染料は、イエロー系直接染料として、C.I.ダイレクトイエロー1、同8、同11、同12、同24、同26、同23、同24、同28、同31、同33、同37、同39、同44、同46、同62、同63、同75、同79、同80、同81、同83、同84、同89、同95、同99、同113、同27、同28、同33、同39、同44、同50、同58、同85、同86、同88、同89、同98、同100、同110等を用いることができる。
マゼンタ系直接染料として、具体的に、C.I.ダイレクトレッド1、同2、同4、同9、同11、同13、同17、同20、同197、同201、同218、同220、同224、同225、同226、同227、同228、同229、同230、同321等を用いることができる。
シアン系直接染料として、具体的に、C.I.ダイレクトブルー1、同2、同6、同8、同15、同22、同25、同41、同71、同76、同77、同78、同80、同86、同90、同98、同106、同108、同120、同158、同160、同163、同165、同168、同192、同193、同194、同195、同196、同199、同200、同201、同202、同203、同207、同225、同226、同236、同237、同246、同248、同249等を用いることができる。
ブラック系直接染料として、具体的に、C.I.ダイレクトブラック17、同19、同22、同32、同38、同51、同56、同62、同71、同74、同75、同77、同94、同105、同106、同107、同108、同112、同、113、同117、同118、同132、同133、同146等を用いることができる。
イエロー系酸性染料として、具体的に、C.I.アシッドイエロー1、同3、同7、同11、同17、同19、同23、同25、同29、同36、同38、同40、同42、同44、同49、同59、同61、同70、同72、同75、同76、同78、同79、同98、同99、同110、同111、同112、同114、同116、同118、同119、同127、同128、同131、同135、同141、同142、同161、同162、同163、同164、同165等を用いることができる。
マゼンタ系酸性染料として、具体的に、C.I.アシッドレッド1、同6、同8、同9、同13、同14、同18、同26、同27、同32、同35、同37、同42、同51、同52、同57、同75、同77、同80、同82、同83、同85、同87、同88、同89、同92、同94、同97、同106、同111、同114、同115、同117、同118、同119、同129、同130、同131、同133、同134、同138、同143、同145、同154、同155、同158、同168、同180、同183、同184、同186、同194、同198、同199、同209、同211、同215、同216、同217、同219、同249、同252、同254、同256、同257、同262、同265、同266、同274、同276、同282、同283、同303、同317、同318、同320、同321、同322等を用いることができる。
シアン系酸性染料として、具体的に、C.I.アシッドブルー1、同7、同9、同15、同22、同23、同25、同27、同29、同40、同41、同43、同45、同54、同59、同60、同62、同72、同74、同78、同80、同82、同83、同90、同92、同93、同100、同102、同103、同104、同112、同113、同117、同120、同126、同127、同129、同130、同131、同138、同140、同142、同143、同151、同154、同158、同161、同166、同167、同168、同170、同171、同175、同182、同183、同184、同187、同192、同199、同203、同204、同205、同229、同234、同236等を用いることができる。
ブラック系酸性染料として、具体的に、C.I.アシッドブラック1、同2、同7、同24、同26、同29、同31、同44、同48、同50、同51、同52、同58、同60、同62、同63、同64、同67、同72、同76、同77、同94、同107、同108、同109、同110、同112、同115、同118、同119、同121、同122、同131、同132、同139、同140、同155、同156、同157、同158、同159、同191等を用いることができる。
(3)化合物
インクiには、下記の式(1)及び式(2)を満たし、常温常圧で固体であり、水酸基を有する化合物(以下、単に化合物ともいう。)を含有する。この化合物の含有量(Y)は、式(3)を満たすものである。このような化合物としては、キシリトール、エリスリトール、D−マンニトールがある。
インクiには、下記の式(1)及び式(2)を満たし、常温常圧で固体であり、水酸基を有する化合物(以下、単に化合物ともいう。)を含有する。この化合物の含有量(Y)は、式(3)を満たすものである。このような化合物としては、キシリトール、エリスリトール、D−マンニトールがある。
式(1) Q20<−10
式(2) S60−S20>10
式(3) 0.25<Y<S60÷2500
(なお、式(1)中、Q20は、20℃、103hPaでの水への溶解熱(kJ/mol)を表し、式(2)中、S20は、20℃での水への溶解度[飽和溶液100gに含まれる溶質の質量(g)]を表し、S60は、60℃での水への溶解度[飽和溶液100gに含まれる溶質の質量(g)]を表し、式(3)中、Yは、化合物の含有量(質量%)を表す。)
式(2) S60−S20>10
式(3) 0.25<Y<S60÷2500
(なお、式(1)中、Q20は、20℃、103hPaでの水への溶解熱(kJ/mol)を表し、式(2)中、S20は、20℃での水への溶解度[飽和溶液100gに含まれる溶質の質量(g)]を表し、S60は、60℃での水への溶解度[飽和溶液100gに含まれる溶質の質量(g)]を表し、式(3)中、Yは、化合物の含有量(質量%)を表す。)
化合物は、式(1)に示すように、20℃、103hPaでの水への溶解熱が−10kJ/molよりも小さく、20℃での水への溶解度と60℃での水への溶解度の差が10質量%よりも大きいことによって、インクiが60℃に加熱されると、この化合物のインクi中における溶解性が良くなり、増粘したインクiの粘性を低くすることができる。化合物は、20℃での水への溶解度が60質量%以上であることが好ましい。
インクiでは、化合物が式(3)を満たすように含有されていることによって、上述したように、画像や文書の空白部分に対応するノズル27aの先端及びノズル27aの内部で増粘しても、発熱抵抗体26aが駆動され、60℃に加熱されることによって、粘性が低下し、適切に吐出されるようになる。
このような化合物としては、具体的に、キシリトール、エリスリトール、D−マンニトールがある。キシリトール、エリスリトール、D−マンニトールのQ20、S20、S60は、表1に示す通りである。
キシリトール、エリスリトール、D−マンニトールの各含有量については、図6乃至図8に示す、含有量(質量%)と良好な印画が維持できた不吐出時間(秒)との関係から決定することができる。ここで、良好な印画が維持できた不吐出時間とは、インクiの吐出を停止してから、再吐出を開始するまでの時間であり、再吐出しても良好な印画が得られる最長時間を示す。上述したライン型のプリンタ装置1では、A4サイズの画像や文書を作成する際に、1枚当たり12秒程度の印刷時間がかかる。ライン型のプリンタ装置1では、画像や文書に空白部分があっても、最低12秒間はノズル27aからインクiが適切に吐出できる必要がある。したがって、図6乃至図8において、良好な印画が維持できた不吐出時間が12秒以上となる各化合物の含有量(図6乃至図8中の横軸)の範囲を、各化合物の適切な含有量の範囲とする。
キシリトールの含有量(Y)(質量%)は、図6より、0.25質量%以上、3.0質量%以下となる。エリスリトールの含有量(Y)(質量%)は、図7より、0.25質量%以上、2.0質量%以下である。D−マンニトールの含有量(Y)(質量%)は、0.5質量%以上、1.0質量%以下である。インクiでは、20℃、103hPaでの水への溶解熱(Q20)が−10kJ/molよりも小さく、20℃と60℃における溶解度差(S60−S20)が大きいキシリトール、エリスリトール、D−マンニトールをそれぞれ適切な範囲で含有することによって、発熱抵抗体26aで60℃に加熱されると、キシリトール、エリスリトール、D−マンニトールが溶解し、粘性を低下させることができる。
以上のような構成からなるインクiでは、当該インクiを吐出しないノズル27a内やノズル27aの先端で乾燥し濃縮することで、グリセリン、着色剤及び化合物が主成分を占めるようになり、粘度が高くなる。しかしながら、インクiでは、式(1)に示すQ20<−10、式(2)に示すS60−S20>10を満たし、20℃と60℃における溶解度差が大きい化合物を含有しているため、上述したように発熱抵抗体26a等の加熱機構によって加熱されることによって、化合物の溶解性が良くなり、粘性が低下する。そして、インクiでは、ノズル27a内及びノズル27aの先端の粘性が低くなり、ノズル27aから適切に吐出されるようになる。
したがって、上述したプリンタ装置1では、このインクiを用いることによって、12秒以上の連続印刷中、例えばA4サイズの画像や文書を印刷中に、インク吐出ヘッド23の吐出面23aをヘッドキャップ24で閉塞し、クリーニングローラ24aで吐出面をクリーニングしたり、インクiをヘッドキャップ24内に吐出する空吐出をすることなく、インクiを適切に吐出することができる。これにより、プリンタ装置1では、12秒以上の連続印刷中に、クリーニングや空吐出等の予備吐出を行わなくても、適切にインクiを吐出できるため、インクiの消費量を少なくすることができる。また、プリンタ装置1では、インクiを用いることによって、メンテナンス負荷を少なくして、吐出安定性に優れ、ノズル27aの目詰まりがなく、安定した印刷が可能となる。
また、インクiは、上述したライン型のプリンタ装置1に用いた場合に適用したが、このことに限定されず、インク吐出ヘッドを記録紙Pの幅方向に移動させて、1ラインを印刷するシリアル型のプリンタ装置に用いた場合であっても、同様に、連続印刷中に、クリーニングや空吐出等の予備吐出を行わなくても、適切にインクiを吐出できる。また、インクiは、発熱抵抗体26aを用いた場合を適用したが、ピエゾ素子といった圧電素子等を用いた場合にも適用でき、発熱抵抗体26aを用いた場合と同様に、再吐出する場合に適切に吐出させることができる。
以下、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果をもとに詳細に説明する。
(実施例1)
実施例1では、イオン交換水に市販染料のダイレクトブルー199の染料濃度が3質量%になるように計量し、次の組成にてインクを調製した。インク組成は、グリセリン:10質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010(日信化学工業(株)製):0.5質量%、浸透助剤として1,2−ヘキサンジオール:3質量%、化合物としてキシリトール:0.25質量%である。
実施例1では、イオン交換水に市販染料のダイレクトブルー199の染料濃度が3質量%になるように計量し、次の組成にてインクを調製した。インク組成は、グリセリン:10質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010(日信化学工業(株)製):0.5質量%、浸透助剤として1,2−ヘキサンジオール:3質量%、化合物としてキシリトール:0.25質量%である。
(実施例2)
実施例2では、化合物としてキシリトール:0.5質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
実施例2では、化合物としてキシリトール:0.5質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
(実施例3)
実施例3では、化合物としてキシリトール:1.0質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
実施例3では、化合物としてキシリトール:1.0質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
(実施例4)
実施例4では、化合物としてキシリトール:2.0質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
実施例4では、化合物としてキシリトール:2.0質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
(実施例5)
実施例5では、化合物としてキシリトール:3.0質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
実施例5では、化合物としてキシリトール:3.0質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
(実施例6)
実施例6では、イオン交換水に市販染料のダイレクトブルー199の染料濃度が3質量%になるように計量し、次の組成にてインクを調製した。インク組成は、グリセリン:10質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010(日信化学工業(株)製):0.5質量%、浸透助剤として1,2−ヘキサンジオール:3質量%、化合物としてエリスリトール:0.25質量%である。
実施例6では、イオン交換水に市販染料のダイレクトブルー199の染料濃度が3質量%になるように計量し、次の組成にてインクを調製した。インク組成は、グリセリン:10質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010(日信化学工業(株)製):0.5質量%、浸透助剤として1,2−ヘキサンジオール:3質量%、化合物としてエリスリトール:0.25質量%である。
(実施例7)
実施例7では、化合物としてエリスリトール:0.5質量%、他の組成は実施例6と同じになるようにインクを調製した。
実施例7では、化合物としてエリスリトール:0.5質量%、他の組成は実施例6と同じになるようにインクを調製した。
(実施例8)
実施例8では、化合物としてエリスリトール:1.0質量%、他の組成は実施例6と同じになるようにインクを調製した。
実施例8では、化合物としてエリスリトール:1.0質量%、他の組成は実施例6と同じになるようにインクを調製した。
(実施例9)
実施例9では、化合物としてエリスリトール:2.0質量%、他の組成は実施例6と同じになるようにインクを調製した。
実施例9では、化合物としてエリスリトール:2.0質量%、他の組成は実施例6と同じになるようにインクを調製した。
(実施例10)
実施例10では、イオン交換水に市販染料のダイレクトブルー199の染料濃度が3質量%になるように計量し、次の組成にてインクを調製した。インク組成は、グリセリン:10質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010(日信化学工業(株)製):0.5質量%、浸透助剤として1,2−ヘキサンジオール:3質量%、該化合物としてD−マンニトール:0.5質量%である。
実施例10では、イオン交換水に市販染料のダイレクトブルー199の染料濃度が3質量%になるように計量し、次の組成にてインクを調製した。インク組成は、グリセリン:10質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010(日信化学工業(株)製):0.5質量%、浸透助剤として1,2−ヘキサンジオール:3質量%、該化合物としてD−マンニトール:0.5質量%である。
(実施例11)
実施例11では、化合物としてD−マンニトール:1.0質量%、他の組成は実施例10と同じになるようにインクを調製した。
実施例11では、化合物としてD−マンニトール:1.0質量%、他の組成は実施例10と同じになるようにインクを調製した。
(実施例12)
イオン交換水に市販染料のダイレクトブルー199の染料濃度が3質量%になるように計量し、次の組成にてインクを調製した。インク組成は、グリセリン:20質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010(日信化学工業(株)製):0.5質量%、浸透助剤として1,2−ヘキサンジオール:3質量%、該化合物としてキシリトール:1.0質量%である。
イオン交換水に市販染料のダイレクトブルー199の染料濃度が3質量%になるように計量し、次の組成にてインクを調製した。インク組成は、グリセリン:20質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010(日信化学工業(株)製):0.5質量%、浸透助剤として1,2−ヘキサンジオール:3質量%、該化合物としてキシリトール:1.0質量%である。
(実施例13)
実施例13では、イオン交換水に市販染料のダイレクトイエロー132の染料濃度が3質量%になるように計量し、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
実施例13では、イオン交換水に市販染料のダイレクトイエロー132の染料濃度が3質量%になるように計量し、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
(実施例14)
実施例14では、イオン交換水に市販染料のダイレクトブルー199の染料濃度が3質量%になるように計量し、次の組成にてインクを調製した。インク組成は、グリセリン:20質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010(日信化学工業(株)製):0.5質量%、浸透助剤としてヘキシレングリコール:3質量%、該化合物としてキシリトール:1質量%である。
実施例14では、イオン交換水に市販染料のダイレクトブルー199の染料濃度が3質量%になるように計量し、次の組成にてインクを調製した。インク組成は、グリセリン:20質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010(日信化学工業(株)製):0.5質量%、浸透助剤としてヘキシレングリコール:3質量%、該化合物としてキシリトール:1質量%である。
(比較例1)
比較例1では、イオン交換水に市販染料のダイレクトブルー199の染料濃度が3質量%になるように計量し、次の組成にてインクを調製した。インク組成は、グリセリン:10質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010(日信化学工業(株)製):0.5質量%、浸透助剤として1,2−ヘキサンジオール:3質量%、化合物は添加していない。
比較例1では、イオン交換水に市販染料のダイレクトブルー199の染料濃度が3質量%になるように計量し、次の組成にてインクを調製した。インク組成は、グリセリン:10質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010(日信化学工業(株)製):0.5質量%、浸透助剤として1,2−ヘキサンジオール:3質量%、化合物は添加していない。
(比較例2)
比較例2では、化合物としてキシリトール:4.0質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
比較例2では、化合物としてキシリトール:4.0質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
(比較例3)
比較例3では、化合物としてキシリトール:5.0質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
比較例3では、化合物としてキシリトール:5.0質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
(比較例4)
比較例4では、化合物としてエリスリトール:3.0質量%、他の組成は実施例6と同じになるようにインクを調製した。
比較例4では、化合物としてエリスリトール:3.0質量%、他の組成は実施例6と同じになるようにインクを調製した。
(比較例5)
比較例5では、化合物としてエリスリトール:4.0質量%、他の組成は実施例6と同じになるようにインクを調製した。
比較例5では、化合物としてエリスリトール:4.0質量%、他の組成は実施例6と同じになるようにインクを調製した。
(比較例6)
該化合物としてD−マンニトール:2.0質量%、他の組成は実施例10と同じになるようにインクを調製した。
該化合物としてD−マンニトール:2.0質量%、他の組成は実施例10と同じになるようにインクを調製した。
(比較例7)
比較例7では、化合物としてD−マンニトール:3.0質量%、他の組成は実施例10と同じになるようにインクを調製した。
比較例7では、化合物としてD−マンニトール:3.0質量%、他の組成は実施例10と同じになるようにインクを調製した。
(比較例8)
比較例8では、化合物としてマルチトール:1.0質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
比較例8では、化合物としてマルチトール:1.0質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
(比較例9)
比較例9では、化合物としてショ糖:1.0質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
比較例9では、化合物としてショ糖:1.0質量%、他の組成は実施例1と同じになるようにインクを調製した。
(比較例10)
比較例10では、イオン交換水に市販染料のダイレクトイエロー132の染料濃度が3質量%になるように計量し、次の組成にてインクを調製した。インク組成は、グリセリン:30質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010(日信化学工業(株)製):0.5質量%、浸透助剤として1,2−ヘキサンジオール:3質量%、該化合物としてキシリトール:1.0質量%である。
比較例10では、イオン交換水に市販染料のダイレクトイエロー132の染料濃度が3質量%になるように計量し、次の組成にてインクを調製した。インク組成は、グリセリン:30質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010(日信化学工業(株)製):0.5質量%、浸透助剤として1,2−ヘキサンジオール:3質量%、該化合物としてキシリトール:1.0質量%である。
以上のようにして作製した全てのインクは、調製後、孔径2μmのフィルターにて濾過して以下の評価を行なった。また、上記インクに含有される化合物の20℃、103hPaでの水への溶解熱(Q20)、20℃での水への溶解度(S20)、60℃での水への溶解度(S60)は表1に示す通りである。
以上のようにして作製した全てのインクについて、ソニー株式会社製のラインヘッドインクジェットプリンタ(LPR−E5000)及びそのプリントヘッドを用い、良好な印画が得られる不吐出時間を確認する試験を行なった。当該試験は、再吐出する際に、発熱抵抗体によってノズル近傍のインクを60℃に加熱して行なった。試験結果を以下の表2に示す。良好な印画が維持できた不吐出時間とは、インクiの吐出を停止してから、再吐出を開始するまでの時間であり、再吐出しても良好な印画が得られる最長時間を示す。
表2に示す結果から、比較例1は、温度による溶解度差が大きい化合物が含有されていないため、良好な印画が維持できた不吐出時間が9秒となった。比較例1から、9秒以上インクを吐出しない場合には、インクが吐出されなかったりといった不具合が生じることが分かる。
比較例2乃至比較例7は、20℃、103hPaでの水への溶解熱が−10kJ/molよりも小さく、温度による溶解度差が大きい化合物であるキシリトール、エリスリトール、D−マンニトールを含有しているものの、含有量が多すぎたり、少なすぎるため、良好な印画が維持できた不吐出時間を12秒以上とすることはできなかった。
比較例8では、溶解度について、式(2)を満たすが、溶解熱について、式(1)を満たさないマルチトールを1.0質量%含有しており、式(1)及び式(2)を満たす実施例と比べて、良好な印画が維持できた不吐出時間は9秒であり、短くなった。
比較例9は、溶解熱及び溶解度について、式(1)及び式(2)を共に満たさないショ糖を1.0質量%含有しており、式(1)及び式(2)を満たす実施例と比べて、良好な印画が維持できた不吐出時間は9秒となり、短くなった。
比較例10は、グリセリンの含有量が30質量%であり、水の含有量が70質量%よりも少ないため、インクの粘度が高く、キシリトールを含有されていても、良好な印画が維持できた不吐出時間は6秒となり、短くなった。
これらの比較例に対して、実施例1乃至実施例14は、式(1)、式(2)、式(3)を満たすキシリトール、エリスリトール、D−マンニトールが含有されているため、インクを吐出する前に、インクを60℃に加熱することによって、インク中におけるキシリトール、エリスリトール、D−マンニトールの溶解性が良くなり、粘性を低下させることができた。これにより、実施例1乃至実施例14では、インクを吐出しなかった時間が12秒以上であっても、再びインクを吐出する際に、適切にインクを吐出することができ、良好な画像が得られることが分かる。
また、実施例2乃至実施例4、実施例13及び実施例14より、不吐出時間が20秒以上であり、20秒以上インクを吐出しなかった場合でも、適切に再吐出することができ、良好な印画が得られることから、連続印刷の時間を長くすることができる。これにより、実施例2乃至実施例4、実施例13及び実施例14のインクでは、インク吐出ヘッドに対して、クリーニングや空吐出をすることなく、20秒程度の連続印刷を行なうことができ、更に長時間印刷する場合であっても、クリーニングや空吐出の回数を減らすことができる。
1 インクジェットプリンタ装置、2 ヘッドカートリッジ、3 装置本体、11 インクカートリッジ、12 インク供給部、13 外部連通孔、21 カートリッジ本体、23 インク吐出ヘッド、24 ヘッドキャップ、24a クリーニングローラ、24b 吸収体、26 回路基板、27 ノズルシート、27a ノズル、28 フィルム、29 インク液室、30 インク供給路
Claims (8)
- 記録液をノズルから吐出し、上記ノズル近傍の上記記録液を60℃に加熱する加熱機構を備える液体吐出装置の液体吐出ヘッドから吐出される上記記録液において、
少なくとも水と、グリセリンと、上記水に溶解又は分散する着色剤と、キシリトールとを含有し、
上記水の含有量は、70質量%以上、90質量%未満であり、
上記キシリトールの含有量は、0.25質量%以上、3.0質量%以下である記録液。 - 記録液をノズルから吐出し、上記ノズル近傍の上記記録液を60℃に加熱する加熱機構を備える液体吐出装置の液体吐出ヘッドから吐出される上記記録液において、
少なくとも水と、グリセリンと、上記水に溶解又は分散する着色剤と、エリスリトールとを含有し、
上記水の含有量は、70質量%以上、90質量%未満であり、
上記エリスリトールの含有量は、0.25質量%以上、2.0質量%以下である記録液。 - 記録液をノズルから吐出し、上記ノズル近傍の上記記録液を60℃に加熱する加熱機構を備える液体吐出装置の液体吐出ヘッドから吐出される上記記録液において、
少なくとも水と、グリセリンと、上記水に溶解又は分散する着色剤と、D−マンニトールとを含有し、
上記水の含有量は、70質量%以上、90質量%未満であり、
上記D−マンニトールの含有量は、0.5質量%以上、1.0質量%以下である記録液。 - 記録液をノズルから吐出し、上記ノズル近傍の上記記録液を60℃に加熱する加熱機構を備える液体吐出装置の液体吐出ヘッドから吐出される上記記録液において、
少なくとも水と、グリセリンと、上記水に溶解又は分散する着色剤と、下記の式(1)及び式(2)を満たし、常温常圧で固体であり、水酸基を有する化合物とを含有し、
上記水の含有量は、70質量%以上、90質量%未満であり、
上記化合物の含有量は、下記の式(3)に示す範囲である記録液。
式(1) Q20<−10
式(2) S60−S20>10
式(3) 0.25<Y<S60÷2500
(なお、式(1)中、Q20は、20℃、103hPaでの水への溶解熱(kJ/mol)を表し、式(2)中、S20は、20℃での水への溶解度[飽和溶液100gに含まれる溶質の質量(g)]で表し、S60は、60℃での水への溶解度[飽和溶液100gに含まれる溶質の質量(g)]で表し、式(3)中、Yは、上記化合物の含有量(質量%)を表す。) - 上記化合物の20℃での水への溶解度(S20)が、60質量%以上である請求項4記載の記録液。
- 上記グリセリンの含有量は、10質量%以上、20質量%以下である請求項5記載の記録液。
- 上記加熱機構は、当該記録液を押圧して上記ノズルから吐出させる発熱抵抗体である請求項1乃至請求項4の何れか1項記載の記録液。
- 上記液体吐出ヘッドは、当該記録液が吐出される被記録物の走行方向に対して、略直交方向に、上記被記録物の最大印刷幅に合わせて、上記ノズルが複数並んでいる請求項7記載の記録液。
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