JP2012158084A - インクセット、メンテナンス液、クリーニング方法及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】顔料、樹脂粒子、及び水を含有するインク組成物と、全質量に対して50質量%以上75質量%以下の水、アルキレングリコールモノアルキルエーテルの少なくとも1種、及びアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートの少なくとも1種を含有するメンテナンス液と、を有するインクセットである。
【選択図】なし
Description
したがって、インクジェット記録装置においては、前記ノズル面を含むインクジェット記録用ヘッドを洗浄する必要があり、インクの組成に合わせて、様々なメンテナンス液(「洗浄液」とも称される。)が開発されている(例えば、特許文献1〜9参照)。
また、本発明は、前記インクセットを用いたクリーニング方法及び画像形成方法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
<1> 顔料、樹脂粒子、及び水を含有するインク組成物と、全質量に対して50質量%以上75質量%以下の水、アルキレングリコールモノアルキルエーテルの少なくとも1種、及びアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートの少なくとも1種を含有するメンテナンス液と、を有するインクセット。
<2> 前記アルキレングリコールモノアルキルエーテルの総含有量が、全質量に対して20質量%以上40質量%以下である、前記<1>に記載のインクセット。
<3> 前記アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートの総含有量が、全質量に対して1質量%以上10質量%以下である、前記<1>又は<2>に記載のインクセット。
<4> 全質量に対して50質量%以上75質量%以下の水と、アルキレングリコールモノアルキルエーテルの少なくとも1種と、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートの少なくとも1種と、を含有するメンテナンス液。
<5> 前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のインクセットが用いられ、前記インクセットにおけるインク組成物を吐出するインクジェット記録用ヘッドのノズル面に、前記インクセットにおけるメンテナンス液を付与するクリーニング方法。
<6> 前記ノズル面を、前記メンテナンス液の付与後にワイピングする、前記<5>に記載のクリーニング方法。
<7> 前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載のインクセットが用いられ、前記インクセットにおけるインク組成物をインクジェット記録用ヘッドから吐出して記録媒体上にインクを付与するインク付与工程と、前記インクセットにおけるメンテナンス液を前記インクジェット記録用ヘッドのノズル面に付与するクリーニング工程と、を有する画像形成方法。
本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本発明のインクセットは、
顔料、樹脂粒子、及び水を含有するインク組成物と、
全質量に対して50質量%以上75質量%以下の水、アルキレングリコールモノアルキルエーテルの少なくとも1種、及びアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートの少なくとも1種を含有するメンテナンス液と、を有する。
本発明のインクセットは、該インクセットに含まれるメンテナンス液が、該インクセットに含まれるインク組成物に由来するインク固着物の洗浄性に優れる。したがって、本発明のインクセットは、前記インク組成物を吐出する記録用ヘッド及びその吐出性能を整備、保守し、所期の状態もしくはそれに近い状態に保ち、持続することができる。
本発明のインクセットに含まれるメンテナンス液は、全質量に対して50質量%以上75質量%以下の水と、アルキレングリコールモノアルキルエーテルの少なくとも1種と、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートの少なくとも1種とを含有する。
かかる構成とすることにより、前記メンテナンス液は、インク組成物に由来するインク固着物の洗浄性に優れ、インク組成物を吐出する記録用ヘッド及びその吐出性能を整備、保守し、所期の状態もしくはそれに近い状態に保ち、持続することができる。
前記メンテナンス液は、更に、界面活性剤などの他の成分を含有してもよい。
前記メンテナンス液は、水を含有する。水の含有量は、メンテナンス液の全質量に対して50質量%〜75質量%である。水の含有量が、メンテナンス液の全質量に対して50質量%未満であると、インク固着物をメンテナンス液中に溶解もしくは再分散させることが困難である。他方、水の含有量が、メンテナンス液の全質量に対して75質量%超であると、グリコールエーテル類およびグリコールエーテルアセテート類の含有量が少なくなり、インク固着物に浸透し溶解もしくは再分散させる効果に劣る。水の含有量は、メンテナンス液全質量に対して、好ましくは55質量%〜70質量%であり、より好ましくは60質量%〜70質量%である。
前記メンテナンス液は、アルキレングリコールモノアルキルエーテルの少なくとも1種と、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートの少なくとも1種とを含有する。
アルキレングリコールモノアルキルエーテルは、浸透性が高く、インク固着物どうしの隙間、インク固着物に存在する割れ目やひび、インク固着物と被固着物との境界などに浸透しやすい。
他方、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートは、顔料及び樹脂粒子を含有するインク中の樹脂粒子(特にアクリル系の樹脂粒子)に対して良好な溶解剤・軟化剤であり、顔料及び樹脂粒子を含有するインクに由来するインク固着物を軟化させ溶解させやすい。
したがって、前記メンテナンス液は、前記グリコールエーテルと前記グリコールエーテルアセテートを共に含有することにより、本発明のインクセットに含まれるインク組成物に由来するインク固着物の内部及びその周辺に迅速に浸透しつつ、メンテナンス液中に固形分(顔料、樹脂化合物等)を速やかに溶解あるいは再分散させる効果に優れている。そして、前記メンテナンス液を付与されたインク固着物は、塊が軟化し、あるいは塊が小さくなり、被固着物から剥がれやすくなる。特に、前記メンテナンス液は、顔料及びアクリル系の樹脂粒子を含有するインク組成物に由来するインク固着物に対して、上記の効果を顕著に発揮する。
アルキレングリコールモノアルキルエーテルの具体例としては、ジメチレングリコールモノメチルエーテル、ジメチレングリコールモノエチルエーテル、ジメチレングリコールモノプロピルエーテル、ジメチレングリコールモノブチルエーテル、ジメチレングリコールモノペンチルエーテル、ジメチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジメチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、トリメチレングリコールモノメチルエーテル、トリメチレングリコールモノエチルエーテル、トリメチレングリコールモノプロピルエーテル、トリメチレングリコールモノブチルエーテル、 トリメチレングリコールモノペンチルエーテル、トリメチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリメチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノペンチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノペンチルエーテル、トリエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノペンチルエーテル、プロピレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノペンチルエーテル、ジプロピレングリコールモノヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノペンチルエーテル、トリプロピレングリコールモノヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、などが挙げられる。
アルキレングリコールモノアルキルエーテルは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
アルキレングリコールモノアルキルエーテルのアルキル基の炭素数は特に制限されない。前記メンテナンス液のインク固着物に対する浸透性の観点から、前記アルキル基の炭素数は1〜10が好ましく、1〜8がより好ましく、1〜4が更に好ましく、2〜4が特に好ましい。
なお、アルキレングリコールモノアルキルエーテルを2種以上併用する場合、前記含有量は、アルキレングリコールモノアルキルエーテルの総量である。
アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートとしては、例えば、ジメチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジメチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジメチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリメチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリメチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリメチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、トリメチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、3−メトキシ−3−メチル−1−ブチルアセテート、などが挙げられる。
アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートのアルキル基の炭素数は特に制限されない。メンテナンス液にインク固着物を溶解あるいは再分散させる効率を向上させる観点から、アルキル基の炭素数が1〜10が好ましく、1〜8がより好ましく、1〜6が更に好ましく、1〜4が特に好ましい。
なお、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートを2種以上併用する場合、前記含有量は、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートの総量である。
より好ましくは、アルキレン部位の炭素数が2又は3でアルキレン部位の繰返し数が1〜3でアルキル基の炭素数が1〜4であるアルキレングリコールモノアルキルエーテルの少なくとも1種と、
アルキレン部位の炭素数が2又は3でアルキレン部位の繰返し数が1〜3でアルキル基の炭素数が1〜4であるアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートの少なくとも1種とを含むメンテナンス液が好ましい。
前記メンテナンス液は、湿潤性や浸透性を向上させる観点で、本発明の効果を損なわない範囲で、アルキレングリコールモノアルキルエーテル及びアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート以外の、他の有機溶剤を併用してもよい。併用できる有機溶剤としては、例えば、アルコール類、多価アルコール類等の水溶性有機溶剤が挙げられる。
アルコールの具体例として、エタノール、ブタノール、イソプロパノールなどの直鎖又は分岐アルキルアルコール類が挙げられる。多価アルコールの具体例として、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ジプロピレングリコール、2−ブテン−1,4−ジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,2−ペンタンジオール、4−メチル−1,2−ペンタンジオール等のアルカンジオール類、グリセリン、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリトリオールなどのトリオール類が挙げられる。
その他、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルスルホキシド、ソルビット、ソルビタン、アセチン、ジアセチン、トリアセチン、スルホラン、グリセリン等も水溶性有機溶剤として用いることができる。
前記メンテナンス液は、上記の成分に加え、必要に応じて、例えば、界面活性剤、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、防錆剤、pH調整剤、消泡剤、粘度調整剤などのその他の添加剤を含むことができる。
前記メンテナンス液は、本発明におけるインク組成物と混合した際に凝集を起こさない液であることが好ましい。凝集を起こしてしまうと、インク組成物中の顔料等の成分が更にインク吐出用ヘッド等に固着して本発明の効果を低減させてしまうためである。
前記メンテナンス液のpHを上記範囲に調整するために、必要に応じて水溶性塩基性物質などのpH調整剤を使用することができる。
粘度は、VISCOMETER TV−22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて25℃の条件下で測定される値である。
本発明のインクセットに含まれるインク組成物(以下「インク」とも記載する。)は、少なくとも、顔料、樹脂粒子、及び水を含有する。前記インクは、更に、水溶性有機溶剤や界面活性剤などの他の成分を含有してもよい。
本発明のインクセットは、該インクセットに含まれるメンテナンス液が、顔料と樹脂粒子とを主成分とするインク固着物を溶解あるいは再分散させる性能に優れており、したがって洗浄性能が高く、インクの吐出不良を抑制あるいは解消することができる。
本発明のインクセットに含まれるインクは、顔料の少なくとも一種を含有する。前記インクに含有される顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。顔料は、有機顔料、無機顔料のいずれであってもよい。なお、前記インク中には、顔料に加え、色相調整等のために染料などの他の色材が含まれてもよい。
無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラックなどが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが特に好ましい。カーボンブラックとしては、例えば、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたものが挙げられる。
顔料は、単独種を使用してもよく、また、上記した各群内もしくは各群間から複数種選択してこれらを組み合わせて使用してもよい。
本発明のインクセットに含まれるインクは、樹脂粒子(以下「ポリマー粒子」とも記載する。)の少なくとも一種を含有する。これにより、形成される画像の耐擦性が効果的に向上する。
ここで分散状態とは、水性媒体中に水不溶性ポリマーが液体状態で分散された乳化状態(エマルジョン)、及び、水性媒体中に水不溶性ポリマーが固体状態で分散された分散状態(サスペンジョン)の両方の状態を含むものである。本発明における水不溶性ポリマーにおいては、水不溶性ポリマーが固体状態で分散された分散状態となり得る水不溶性ポリマーであることが好ましい。
縮合系ポリマーと縮合系ポリマーを構成するモノマーの好適な例としては、特開2001−247787号公報に記載されているものを挙げることができる。
本発明において前記親水性基は、自己分散促進の観点、形成された乳化又は分散状態の安定性の観点から、解離性基であることが好ましく、アニオン性の解離基であることがより好ましい。前記解離性基としては、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基などが挙げられ、中でも、インク組成物を構成した場合の定着性の観点から、カルボキシル基が好ましい。
解離性基含有モノマーとしては、例えば、不飽和カルボン酸モノマー、不飽和スルホン酸モノマー、不飽和リン酸モノマー等が挙げられる。
上記解離性基含有モノマーの中では、分散安定性、吐出安定性の観点から、不飽和カルボン酸モノマーが好ましく、アクリル酸及びメタクリル酸がより好ましい。
特に、酸価は、25mgKOH/g以上であると自己分散性の安定性が良好になり、100mgKOH/g以下であると凝集性が向上する。
前記重合性基は、縮重合性の重合性基であっても、付加重合性の重合性基であってもよい。本発明においては水性媒体中での粒子形状安定性の観点から、付加重合性の重合性基であることが好ましく、エチレン性不飽和結合を含む基であることがより好ましい。
なお、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
中でも、自己分散ポリマー粒子の分散安定性の観点から、2環式(メタ)アクリレート又は3環式以上の多環式(メタ)アクリレートが好ましく、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、及びジシクロペンタニル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。
本発明においては、自己分散状態の安定性、芳香環同士又は脂環同士の疎水性相互作用による水性媒体中での粒子形状の安定化、粒子の適度な疎水化による水溶性成分量の低下の観点及び洗浄効果の観点から、15質量%〜90質量%であることがより好ましく、15質量%〜80質量%であることがより好ましく、25質量%〜70質量%であることが特に好ましい。
前記アルキル基含有モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等の水酸基を有するエチレン性不飽和モノマー;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、Nーヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド等のN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド;N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−,イソ)ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−(n−、イソ)ブトキシエチル(メタ)アクリルアミド等のN−アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
また、水不溶性ポリマーは、ポリマーの親疎水性制御の観点から、芳香族基含有(メタ)アクリレート又は脂環式(メタ)アクリレートに由来する構成単位を共重合比率として15〜80質量%と、カルボキシル基含有モノマーに由来する構成単位と、アルキル基含有モノマーに由来する構成単位(好ましくは、(メタ)アクリル酸のアルキルエステルに由来する構造単位)とを含むことが好ましく、フェノキシエチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位及び/又はベンジル(メタ)アクリレート、或いは、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、及びジシクロペンタニル(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1つに由来する構造単位を共重合比率として15〜80質量%と、カルボキシル基含有モノマーに由来する構成単位と、アルキル基含有モノマーに由来する構成単位(好ましくは、(メタ)アクリル酸の炭素数1〜4のアルキルエステルに由来する構造単位)とを含むことがより好ましく、更には加えて、酸価が25〜100mgKOH/gであって重量平均分子量が3000〜20万であることが好ましく、酸価が25〜95mgKOH/gであって重量平均分子量が5000〜15万であることがより好ましい。
・A−02:フェノキシエチルアクリレート/ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(30/35/29/6)
・A−03:フェノキシエチルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(50/44/6)
・A−04:フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/エチルアクリレート/アクリル酸共重合体(30/55/10/5)
・A−05:ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(35/59/6)
・A−06:スチレン/フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(10/50/35/5)
・A−07:ベンジルアクリレート/メチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(55/40/5)
・A−08:フェノキシエチルメタクリレート/ベンジルアクリレート/メタクリル酸共重合体(45/47/8)
・A−09:スチレン/フェノキシエチルアクリレート/ブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(5/48/40/7)
・A−10:ベンジルメタクリレート/イソブチルメタクリレート/シクロヘキシルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(35/30/30/5)
・A−11:フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/ブチルアクリレート/メタクリル酸共重合体(12/50/30/8)
・A−12:ベンジルアクリレート/イソブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(93/2/5)
・A−13:スチレン/フェノキシエチルメタクリレート/ブチルアクリレート/アクリル酸共重合体(50/5/20/25)
・A−14:スチレン/ブチルアクリレート/アクリル酸共重合体(62/35/3)
・A−15:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/51/4)
・A−16:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/49/6)
・A−17:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/48/7)
・A−18:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/47/8)
・A−19:メチルメタクリレート/フェノキシエチルアクリレート/アクリル酸共重合体(45/45/10)
・B−02:メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(30/50/14/6)
・B−03:メチルメタクリレート/ジシクロペンタニルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(40/50/10)
・B−04:メチルメタクリレート/ジシクロペンタニルメタクリレート/フェノキシエチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(30/50/14/6)
・B−05:メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(n=2)/メタクリル酸共重合体(30/54/10/6)
・B−06:メチルメタクリレート/ジシクロペンタニルメタクリレート/メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(n=2)/メタクリル酸共重合体(54/35/5/6)
・B−07:メチルメタクリレート/アダマンチルメタクリレート/メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(n=23)/メタクリル酸共重合体(30/50/15/5)
・B−08:メチルメタクリレート/イソボルニルメタクリレート/ジシクロペンタニルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(20/50/22/8)
・B−09:エチルメタクリレート/シクロヘキシルメタクリレート/アクリル酸共重合体(50/45/5)
・B−10:イソブチルメタクリレート/シクロヘキシルメタクリレート/アクリル酸共重合体(40/50/10)
・B−11:n−ブチルメタクリレート/シクロヘキシルメタクリレート/スチレン/アクリル酸共重合体(30/55/10/5)
・B−12:メチルメタクリレート/ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(40/52/8)
・B−13:ラウリルメタクリレート/ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(25/65/10)
工程(1):ポリマー(水不溶性ポリマー)、有機溶媒、中和剤、及び水性媒体を含有する混合物を、攪拌する工程
工程(2):前記混合物から前記有機溶媒を除去する工程
該混合物の攪拌方法に特に制限はなく、一般に用いられる混合攪拌装置や、必要に応じて超音波分散機や高圧ホモジナイザー等の分散機を用いることができる。
アルコール系溶媒としては、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、t−ブタノール、エタノール等が挙げられる。ケトン系溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。エーテル系溶媒としては、ジブチルエーテル、ジオキサン等が挙げられる。これらの溶媒の中では、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒とイソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒が好ましい。また、油系から水系への転相時への極性変化を穏和にする目的で、イソプロピルアルコールとメチルエチルケトンを併用することも好ましい。該溶剤を併用することで、凝集沈降や粒子同士の融着がなく、分散安定性の高い微粒径の自己分散性ポリマー粒子を得ることができる。
なお、ポリマー粒子の平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求められるものである。
本発明のインクセットに含まれるインクは、顔料分散剤の少なくとも1種を用いて顔料を分散して含有することが好ましい。これにより、顔料粒子を微粒径にして存在させることができ、分散後には高い分散安定性が得られる。一般にインクが樹脂分散剤を含む場合、インクの増粘・固化等に伴ないメンテナンス液による洗浄効果が低下しやすいため、本発明のインクセットの効果が顕著である。
顔料の樹脂分散剤(以下「分散剤」とも記載する。)としては、ポリマー分散剤、低分子の界面活性剤型分散剤のいずれでもよい。ポリマー分散剤は、水溶性の分散剤、非水溶性の分散剤のいずれでもよい。
アニオン性基は、マイナスの電荷を有するものであればいずれでもよいが、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、硫酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基又はカルボン酸基であることが好ましく、リン酸基、カルボン酸基であることがより好ましく、カルボン酸基であることが更に好ましい。カチオン性基は、プラスの荷電を有するものであればいずれでもよいが、有機のカチオン性置換基であることが好ましく、窒素又はリンのカチオン性基であることがより好ましく、ピリジニウムカチオン又はアンモニウムカチオンであることが更に好ましい。ノニオン性基は、例えば、ポリエチレンオキシドやポリグリセリン、糖ユニットの一部等である。
天然物を原料に修飾した親水性高分子化合物としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の繊維素系高分子、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム等のデンプン系高分子、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル等の海藻系高分子等が挙げられる。
合成系の親水性高分子化合物としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル等のビニル系高分子、非架橋ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸又はそのアルカリ金属塩、水溶性スチレンアクリル樹脂等のアクリル系樹脂、水溶性スチレンマレイン酸樹脂、水溶性ビニルナフタレンアクリル樹脂、水溶性ビニルナフタレンマレイン酸樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のアルカリ金属塩、四級アンモニウムやアミノ基等のカチオン性官能基の塩を側鎖に有する高分子化合物、セラック等の天然高分子化合物等が挙げられる。
これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンアクリル酸のホモポリマーや、他の親水基を有するモノマーとの共重合体などのように、カルボキシル基が導入された水溶性分散剤が親水性高分子化合物として好ましい。
前記ポリマー分散剤の酸価は、処理液が接触したときの凝集性が良好である観点から、100mgKOH/g以下が好ましく、自己分散性の安定性が良好である観点から、25mgKOH/g以上が好ましい。該酸価は、25〜80mgKOH/gがより好ましく、30〜65mgKOH/gが更に好ましい。
前記ポリマー分散剤は、自己分散性と処理液が接触したときの凝集速度の観点から、カルボキシル基を有するポリマーを含むことが好ましく、カルボキシル基を有し、酸価が25〜80mgKOH/gのポリマーを含むことがより好ましい。
ここで、平均粒子径及び粒径分布は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により体積平均粒径を測定することにより求められるものである。
本発明のインクセットに含まれるインクは、水を含有する。水の量は、特に制限はないが、インクの安定性及び吐出信頼性の観点から、好ましくは10質量%〜99質量%である。
本発明のインクセットに含まれるインクは、水溶性有機溶剤を含有するのが好ましい。
水溶性有機溶剤の例としては、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ジプロピレングリコール、2−ブテン−1,4−ジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,2−ペンタンジオール、4−メチル−1,2−ペンタンジオール等のアルカンジオール(多価アルコール類);エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノールなどの炭素数1〜4のアルキルアルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのグリコールエーテル類;2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルスルホキシド、ソルビット、ソルビタン、アセチン、ジアセチン、トリアセチン、スルホラン等が挙げられる。これらは、1種のみならず2種以上を併用してもよい。
本発明のインクセットに含まれるインクは、前記成分のほか、必要に応じて、その他の成分を含むことができる。その他の成分としては、例えば、界面活性剤、紫外線吸収剤、褪色防止剤、防黴剤、pH調整剤、防錆剤、酸化防止剤、乳化安定剤、防腐剤、消泡剤、粘度調整剤、分散安定剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
本発明のクリーニング方法は、既述の本発明のインクセットが用いられ、前記インクセットにおけるインク組成物を吐出するインクジェット記録用ヘッドのノズル面に、前記インクセットにおけるメンテナンス液を付与することにより、前記インクジェット記録用ヘッドのノズル面を洗浄する。本発明のクリーニング方法は、前記インクジェット記録用ヘッドのノズル面に付着したインク固着物の洗浄性に優れる。
本発明のクリーニング方法で用いるインクセットの構成及び好ましい態様などの詳細は、既述したとおりである。
前記ノズル面への付与時のメンテナンス液の温度は、メンテナンス液組成、インク組成、インク固着物の付着量などに応じて適宜選択することができるが、20〜40℃が好ましい。
本発明のクリーニング方法においては、用いられるメンテナンス液がインク固着物及びその周辺に迅速に浸透しつつ、インク固着物を速やかに溶解あるいは再分散させる効果に優れているので、メンテナンス液を付与されたインク固着物は、速やかに塊が軟化しあるいは塊が小さくなり、インクジェット記録用ヘッドのノズル面から剥がれやすくなる。したがって、前記放置時間は、インクジェット記録装置の処理速度を上げる観点から、例えば10秒以下でよく、7秒以下が好ましく、5秒以下がより好ましく、3秒以下が更に好ましく、2秒以下が特に好ましい。この程度に前記放置時間は短くてよく、本発明によればインクジェット記録用ヘッドのクリーニングに要する時間を従来よりも短縮でき、インクジェット記録装置の処理効率を向上できる。他方、前記放置時間の下限は、メンテナンス液によるインク固着物の溶解あるいは再分散に要する時間を確保する観点から、0.5秒以上が好ましく、1秒以上がより好ましい。
なお、噴射口32を吐出面12aに近づけすぎると、噴射装置30がヘッド12に接触してしまう懸念があるので、キャリッジ18の搬送には精度が求められコストアップとなる。したがって、噴射装置30の微液滴発生能力とコストの観点から、噴射口32と吐出面12aとの距離L1は上述した範囲内に設定されることが好ましい。
また、ヘッド12で直前に行われた印刷ジョブの実行時間(以下「ジョブ時間」と記載する。)を通知するジョブ時間通知手段74が設けられている。本実施形態では、ジョブ時間通知手段74によって洗浄処理制御部70にジョブ時間が通知されるようになっている。洗浄処理制御部70では、ジョブ時間に応じて必要放置時間Aを定め、その結果に基づいて吐出面洗浄処理の最適化を図っている。
本発明の画像形成方法は、既述のインクセットが用いられ、
前記インクセットにおけるインク組成物をインクジェット記録用ヘッドから吐出して記録媒体上にインクを付与するインク付与工程と、
前記インクセットにおけるメンテナンス液を前記インクジェット記録用ヘッドのノズル面に付与するクリーニング工程と、を有する。
本発明の画像形成方法は、必要に応じてその他の工程(乾燥除去工程や熱定着工程等)を適宜設けることができる。
本発明におけるインク付与工程は、インク組成物をインクジェット記録用ヘッドから吐出して記録媒体上にインクを付与する。本工程で用いるインク組成物の構成及び好ましい態様などの詳細は、既述したとおりである。
記録媒体としては、公知の受像材料、即ち普通紙、樹脂コート紙、インクジェット専用紙、フィルム、電子写真共用紙、布帛、ガラス、金属、陶磁器等が挙げられる。
なお、インクジェット法には、フォトインクと称する濃度の低いインクを小さい体積で多数射出する方式、実質的に同じ色相で濃度の異なる複数のインクを用いて画質を改良する方式や無色透明のインクを用いる方式が含まれる。
加熱乾燥は、ヒーター等の公知の加熱手段やドライヤ等の送風を利用した送風手段、或いはこれらを組み合わせた手段により行なえる。加熱方法としては、例えば、記録媒体のインクの付与面と反対側からヒーター等で熱を与える方法や、記録媒体のインクの付与面に温風又は熱風をあてる方法、赤外線ヒーターを用いた加熱法などが挙げられ、これらの複数を組み合わせて加熱してもよい。
本発明におけるクリーニング工程は、メンテナンス液をインクジェット記録用ヘッドのノズル面に付与することにより、前記ノズル面に付着したインク組成物に由来するインク固着物を除去する。本工程で用いるメンテナンス液の構成及び好ましい態様などの詳細は、既述したとおりである。
メンテナンス液の付与は、例えば、インクジェット法による吐出、ローラーを用いた塗布、噴霧などにより行なえる。メンテナンス液の付与量および付与時の液温は、前記クリーニング方法の項で既述したとおりである。
ポリマーの酸価は、JIS規格(JIS K0070:1992)記載の方法により求めた。
〔1〕水性インク組成物の調製
<自己分散性ポリマー粒子B−01の調製>
攪拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた2リットル三口フラスコに、メチルエチルケトン540.0gを仕込んで、75℃まで昇温した。これに、反応容器内の温度を75℃に保ちながら、メチルメタクリレート108g、イソボルニルメタクリレート388.8g、メタクリル酸43.2g、メチルエチルケトン108g、及び「V−601」(和光純薬工業製)2.16gからなる混合溶液を、2時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、「V−601」1.08g及びメチルエチルケトン15.0gからなる溶液を加え、75℃で2時間攪拌後、さらに「V−601」0.54g及びメチルエチルケトン15.0gからなる溶液を加え、さらに75℃で2時間攪拌した後、85℃に昇温して、さらに2時間攪拌を続けた。このようにして、共重合体の重合溶液を得た。この共重合体の重量平均分子量(Mw)は61000であり、酸価は52.1mgKOH/gであった。
−水不溶性ポリマー分散剤の合成−
反応容器に、スチレン6部、ステアリルメタクリレート11部、スチレンマクロマーAS−6(東亜合成社製)4部、プレンマーPP−500(日本油脂社製)5部、メタクリル酸5部、2−メルカプトエタノール0.05部、及びメチルエチルケトン24部の混合溶液を調液した。
水不溶性ポリマー分散剤のメチルエチルケトン溶液を固形分換算で5.0g、ピグメント・ブルー15:3(シアン顔料、大日精化社製)10.0g、メチルエチルケトン40.0g、1mol/Lの水酸化ナトリウム8.0g、及びイオン交換水82.0gを、0.1mmジルコニアビーズ300gとともにベッセルに供給し、レディーミル分散機(アイメックス社製)にて1000rpmで6時間分散した。得た分散液をエバポレーターでメチルエチルケトンが充分に留去されるまで減圧濃縮した。顔料濃度を10質量%になるように調整して、水不溶性ポリマー分散剤で表面が被覆された顔料の分散液として、シアン顔料分散液C1を得た。シアン顔料分散液C1に含まれる粒子の平均粒径は77nmであった。
シアン顔料分散液C1、自己分散性ポリマー粒子B−01の水性分散物、イオン交換水、サンニックスGP250、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、オルフィンE1010、及び尿素を用い、下記のインク組成になるようにシアンインクを調液した。調液後、5μmメンブランフィルタで粗大粒子を除去し、シアンインクC−01を調製した。
「インク組成」
・シアン顔料(ピグメント・ブルー15:3、大日精化社製) … 4質量%
・水不溶性ポリマー分散剤 … 2質量%
・自己分散性ポリマー粒子B−01の水性分散物(固形分換算)… 8質量%
・サンニックスGP250(三洋化成工業製) …10質量%
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル … 5質量%
・オルフィンE1010(日信化学工業社製) … 1質量%
・尿素 … 3質量%
・イオン交換水 …合計が100質量%となる残量
下記表1及び表2に示す組成(数字は質量%である。)にて、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、その他の有機溶剤、硝酸(濃度67.5%)、イミダゾール、及び超純水を混合し充分に撹拌して、本発明のメンテナンス液および比較用のメンテナンス液を調製した。
1.洗浄性(1)
洗浄性の評価には、インクジェット記録装置として、富士フイルムダイマティックス社製のダイマティクス・マテリアル・プリンター DMP−2831(カートリッジは10pl吐出用DMC−11610を外部から液供給できるように改造)を使用した。該インクジェット記録装置は、図1及び図2に図示された清掃装置と同様の構成の清掃装置を備える。
まず、25℃のメンテナンス液をミスト化して噴射し、インクジェットヘッドのノズル面に付与した。この際、ノズル面へのメンテナンス液の付与量を20.0kg/m2とした。次いで、メンテナンス液の付与後5秒後に、ブレードを該ノズル面に接触させ直ちに該ノズル面の長手方向一方の端から他方の端へ1回移動させた。
このようにしてクリーニングを行った直後、再吐出を行い、再吐出性の合否を判定し、下記の評価基準にしたがって洗浄性(1)を評価した。評価結果を下記表1及び表2に示す。
(1)45分間連続吐出し終了直後にクリーニングを1回実施し、その後のインク吐出率が90%以上である場合、合格。
(2)1分間連続吐出し終了後30分間休止し、休止後にクリーニングを1回実施し、その後のインク吐出率が90%以上である場合、合格。
(3)15分間連続吐出し終了直後にクリーニングを1回実施し、その後に記録した画像に画像ムラがみられない場合、合格。
実験開始時に全ノズルからインクが吐出されていることを確認し、クリーニング後の吐出ノズル数をカウントして、下記式から吐出率を算出した。
吐出率(%)=[クリーニング後の吐出ノズル数]/[全ノズル数]×100
A:3項目合格
B:2項目合格
C:1項目合格
D:3項目不合格
B以上が実用に供することができるレベルである。
12…液体吐出ヘッド、12a…液体吐出面
14…洗浄液付与部
16…吐出面払拭部
18…キャリッジ
20…キャップ
30…噴射装置
32…噴射口
60…ブレード
62…ブレードホルダ
Claims (7)
- 顔料、樹脂粒子、及び水を含有するインク組成物と、
全質量に対して50質量%以上75質量%以下の水、アルキレングリコールモノアルキルエーテルの少なくとも1種、及びアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートの少なくとも1種を含有するメンテナンス液と、
を有するインクセット。 - 前記アルキレングリコールモノアルキルエーテルの総含有量が、全質量に対して20質量%以上40質量%以下である、請求項1に記載のインクセット。
- 前記アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートの総含有量が、全質量に対して1質量%以上10質量%以下である、請求項1又は請求項2に記載のインクセット。
- 全質量に対して50質量%以上75質量%以下の水と、
アルキレングリコールモノアルキルエーテルの少なくとも1種と、
アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートの少なくとも1種と、
を含有するメンテナンス液。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインクセットが用いられ、
前記インクセットにおけるインク組成物を吐出するインクジェット記録用ヘッドのノズル面に、前記インクセットにおけるメンテナンス液を付与するクリーニング方法。 - 前記ノズル面を、前記メンテナンス液の付与後にワイピングする、請求項5に記載のクリーニング方法。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインクセットが用いられ、
前記インクセットにおけるインク組成物をインクジェット記録用ヘッドから吐出して記録媒体上にインクを付与するインク付与工程と、
前記インクセットにおけるメンテナンス液を前記インクジェット記録用ヘッドのノズル面に付与するクリーニング工程と、
を有する画像形成方法。
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