JP2014152205A - インクジェット用インク、画像形成方法、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、画像形成物 - Google Patents

インクジェット用インク、画像形成方法、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、画像形成物 Download PDF

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Abstract

【課題】普通紙に対して高画像濃度の記録が可能であり、インクの保存安定性が良好で、印刷に使用した記録装置を保存した後のヘッドノズルからの吐出安定性も良好な、高画像濃度と保存安定性を両立させたインクジェット用インクの提供。
【解決手段】顔料、水、水溶性有機溶剤及び共重合体を含有し、該共重合体が、12−メタクリルアミドドデカン酸〔モノマー(A)〕を必須成分とし、他の芳香族系モノマーを共重合成分とする共重合体であり、初期のpHが9〜11で、pHが8.5に低下したときの粘度の初期粘度に対する増加率が30%以上であるインクジェット用インク。
【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット用インク、該インクを用いた画像形成方法、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、及び画像形成物に関する。
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置として、インクジェット記録装置が知られている。このようなインクジェット記録装置は、記録ヘッド等の記録媒体にインクを吐出して記録を行うものであり、作像プロセスが単純なため装置が簡易化しやすく、加熱プロセスを経ないため省エネルギーで環境に優しく、高精細な画像を高速で記録することができ、ランニングコストが安く、騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
このようなインクジェット記録に用いられるインクとしては、水を主成分とし、これに着色剤、グリセリン等の湿潤剤、記録紙への浸透性を制御する浸透剤、界面活性剤、その他の添加剤などを含有した水系インクが、家庭、オフィス用途として一般的である。
前記水系インクを用いたインクジェット記録は、液体インクが記録媒体へ浸透することによって定着するため、吸収特性の向上、着色成分の紙面への定着機能、着色成分の保護機能を持つインクジェット専用紙が開発されている。
しかし、インクジェット専用紙は、抄紙後の多段の塗布工程が経るためコストが高く、加工薬剤を多く使用しているため普通紙に比べてリサイクル性も劣っている。そのため、普通紙上で充分な画質を得ることが望まれている。
普通紙は、インクジェット専用紙に比べてインク吸収性が劣り、専用紙のようにインク性能を補助しないため、(1)フェザリングの発生、(2)ブリーディングの発生、(3)濃度の低下、(4)発色性の低下、(5)耐水性の低下、(6)耐光性の低下、(7)耐ガス性の低下、(8)定着性の低下、(9)インクの裏抜けの発生などの問題があり、また、インクの保存性、吐出安定性などの問題もあり、これらの問題点を解決することが普通紙に対するインクジェット記録にとって重要課題となっている。
近年、顔料の分散性の改良や粒径の微小化が行われ、インクジェットインクに顔料が使用されるケースが多くなってきている。顔料の分散性の改良として、従来のように界面活性剤や水溶性樹脂を用いた顔料分散だけでなく、顔料表面の酸化処理、スルホン化処理、グラフト重合処理などの表面修飾によって親水性を付与し、顔料の自己分散安定性を向上させることが行われている。このような顔料を用いると、前記(5)〜(7)を改善することができるが、顔料は染料に比べて濃度や発色性が劣っており、また、吐出安定性、長期保存性、再分散性などの信頼性の面でも染料インクより劣っている。
そのため、着色剤として顔料を用いる場合には、インクの濃度や発色性、信頼性を向上させることが課題となっている。
これらの課題に対処するため、着色されたポリマー粒子、特にポリエステル系又はビニル系ポリマー粒子のエマルジョンを用いたインクジェット記録用インクが多数報告されている。これらには着色剤を水に不溶で分散性の樹脂に内包した着色剤内包樹脂分散体を含有するインクが包含される。
また、従来、フェザリング、ブリーディングを低減させ、印字濃度、発色性を高め、裏抜けを抑制するために、インクの紙への浸透性を制御する技術が検討されている。
上市されているインクジェット用インクは、インクの表面張力を35mN/mより低く調整し、紙への浸透性を高めた超浸透性インクがある。このようなインクではブリーディングの低減に効果が高く、普通紙印字での乾燥性がよいが、フェザリングが起りやすく印字濃度が低く、文字品位が悪化しやすいという欠点がある。
逆にインクの表面張力を35mN/mより高く調節し、紙への浸透を遅くすることにより、インクを印字面表層に留める緩浸透インクが上市されており、フェザリングの低下、印字濃度の向上、発色性の向上、裏抜けの低減に効果が高い。しかし、紙への浸透性を落とした結果、普通紙に対する印字後の乾燥性が著しく悪くなり、定着性の悪化や、多色化した場合の色間のブリーディングを招いている。
そこで、緩浸透インクと超浸透インクを組合せたインクセットを用いることにより色間のブリーディングを抑え、画像品位を確保する手法が開発され利用されている。しかし、緩浸透インクを用いて両面印字を行う場合、印字後にインクの乾燥を待つ時間が必要となり両面印字の生産性悪化を招いている。
また、インクの乾燥性を高めるために、印字前後よりヒータにて紙面を加熱しインクの乾燥を速める装置を有する印字装置も提案されており上市されている。しかし、これらの提案では、加熱を行う部位を付与するため、装置が大型化、複雑化しており、また、加熱のためにエネルギーを浪費してしまうのでインクジェット記録方式の利点が失われてしまっている。
上記以外にも、インクジェット用インクについて、信頼性向上と画質向上を兼ね備える方向の検討が行われている。その一つとして、多くのインクジェット用インクはヘッドのノズル詰まりを防ぐため、粘度の上昇を極力抑える方向で設計されている。
例えば、特許文献1には、インクの2倍濃縮時の粘度変化を10倍以内、かつ粒径変化を3倍以内にすることにより、顔料の凝集がインクの広がりを抑制することを防ぎ、白抜けを防止できるとしている。しかし、このインクでは普通紙上で高画質を形成することは困難である。
また、特許文献2には、粘度が5〜15mPa・sのインクが高画質を確保するために必要であることが開示されている。この提案では、信頼性確保のために初期の蒸発速度を調整し、かつ粘度を調整するための粘度調整剤として特定の化合物を添加するとよいとしており、顔料を用いたときの上記(3)及び(4)に対する解決方法ともいえる。しかし、この提案には、用いる顔料の粒径の安定性については何ら記載がなく、24時間放置後の信頼性があるとしているが、吐出させるヘッドの構成とノズル径の大きさによっては、更に長期放置した場合には信頼性に劣るインク処方となる。
以上のように、高速で高品位な印字品質を確保するためには粘度の高いインクを使用する必要があるが、粘度の高いインクは信頼性を確保するのが難しいという課題がある。
また、特許文献3には、高分子分散安定剤としてα−オレフィン−無水マレイン酸共重合体を使用したインクが提案されているが、画像濃度、インク保存安定性、吐出安定性の面で十分とはいえない。
また、特許文献4には、顔料と2種の樹脂を含有するインクジェト用水性インクであって、顔料の分散に寄与する樹脂がpH4〜6で析出せず、もう一方の樹脂は顔料の分散に寄与しない樹脂で、pH4〜6で析出することが記載されているが、画像の耐擦過性、光沢性には優れるものの、画像濃度の面では未だ満足できるものではない。
また、特許文献5には、着色材の分散性、経時安定性に優れたインクとして、側鎖に芳香族基を含む構造のグラフトポリマーを含有するインクが提案されているが、画像濃度の点で十分とはいえない。
また、特許文献6には、インクの吐出性、形成される画像の耐ブロッキング性に優れる水性インク組成物として、側鎖に芳香族基を含む構造の水不溶性ポリマー分散剤を含む着色粒子と、親水性の構成単位及び脂環式(メタ)アクリレートに由来する疎水性の構成単位を有する自己分散ポリマー粒子とを含むインクが提案されているが、画像濃度の点では十分とはいえない。
また、特許文献7には、長期間保存後又は高温に曝された後でも、吐出安定性に優れ、濃度ムラ及び筋ムラの発生を抑制できるインクとして、特定構造の高分子ビニルポリマーを含むものが提案されているが、画像濃度の点では十分とは言えない。
また、特許文献8には、凝集体の付着乾燥が抑えられ、高解像度の画像形成を実現できるインクジェットインクセットとして、特定構造の水不溶性樹脂で被覆された顔料を含むインクが提案されているが、インクの保存安定性のてんでは十分とは言えない。
また、特許文献9には、高い堅牢性を有し品位に優れた画像を長期にわたって安定して記録できるインクとして、特定構造の高分子分散剤、及び沈降抑制剤を含有するインクが提案されているが、画像濃度の点で十分とは言えない。
本発明は、前記従来技術の諸問題を解決し、普通紙に対して高画像濃度の記録が可能であり、インクの保存安定性が良好で、印刷に使用した記録装置を保存した後のヘッドノズルからの吐出安定性も良好な、高画像濃度と保存安定性を両立させたインクジェット用インクの提供を目的とする。
上記課題は次の1)の発明によって解決される。
1) 顔料、水、水溶性有機溶剤及び共重合体を含有し、該共重合体が、12−メタクリルアミドドデカン酸〔モノマー(A)〕を必須成分とし、他の芳香族系モノマーを共重合成分とする共重合体であり、初期のpHが9〜11で、pHが8.5に低下したときの粘度の初期粘度に対する増加率が30%以上であることを特徴とするインクジェット用インク。
本発明によれば、普通紙に対して高画像濃度の記録が可能であり、インクの保存安定性が良好で、印刷に使用した記録装置を保存した後のヘッドノズルからの吐出安定性も良好な、高画像濃度と保存安定性を両立させたインクジェット用インクを提供できる。
本発明のインクカートリッジのインク袋の一例を示す図。 インク袋をカートリッジケース内に収容したインクカートリッジを示す図。 シリアル型インクジェット記録装置の一例を示す斜視図。 図3の装置の内部構造の説明図。
以下、上記本発明1)について詳しく説明するが、本発明の実施の態様には次の2)〜6)も含まれるので、これらについても併せて説明する。
2) 前記芳香族系モノマーが、下記モノマー(B)〜(D)のいずれかであることを特徴とする1)に記載のインクジェト用インク。
・モノマー(B)=フェノキシエチルメタクリレート
・モノマー(C)=下記式1で表されるアクリレート
・モノマー(D)=下記式2で表されるアクリレート
Figure 2014152205
Figure 2014152205
3) 1)又は2)に記載のインクジェット用インクを用いて画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
4) 1)又は2)に記載のインクジェット用インクを容器中に収容したインクカートリッジ。
5) 4)に記載のインクカートリッジを搭載したインクジェット記録装置。
6) 5)に記載のインクジェット記録装置により印字された画像形成物。
本発明のインクジェット用インク(以下、インクということもある)は、12−メタクリルアミドドデカン酸〔モノマー(A)〕を必須成分とし、他の芳香族系モノマーを共重合成分とする共重合体を含有する。特に該共重合体を分散剤として使用することにより、高画像濃度でノズルからの吐出安定性が良好なインクが得られる。
上記共重合体は、公知の重合方法により得ることができる。例えば水を媒体とし、モノマーに対し必要に応じて重合開始剤、連鎖移動剤等を加え、常温〜100℃で重合させればよい。
共重合成分として用いる芳香族系モノマーとしては、前記モノマー(B)〜(D)が好ましい。分散性及び高画像濃度の点から、モノマー(A)とモノマー(B)〜(D)の好ましい割合は、モル比で(A):(B)〜(D)=95:5〜30:70であり、より好ましくは90:10〜65:35、更に好ましくは90:10〜80:20である。
また、インク粘度や顔料の吸着の面から、共重合体の平均分子量は500〜20万(GPC法、プルラン換算)が好ましく、1000〜10万がより好ましい。
なお、モノマー(D)は共栄社化学社から「ライトアクリレートNP−4EA」として市販されている。
本発明のインクは、初期のpHを9〜11、好ましくは9.5〜10に調整する。pHをこの範囲とすることにより、インクの粘度(初期粘度)を低くすることができ、充分な流動性、保存安定性を有するインクを製造することができる。
また、前記共重合体は、pHが8.5以下になると疎水性が高くなり、水に溶けにくくなるため析出して凝集する。その結果、インクの粘度が上昇する。この特性は従来のインクにはない本発明特有のものである。
本発明のインクは、普通紙を用いた画像形成に好適である。普通紙の紙面(紙の表面)のpHは、一般に6.5〜7.5の範囲にある。この様な紙面上にインクが着弾すると、インクは紙面のpHの影響を受ける。即ち、紙面自体及び/又は紙面に存在する酸性成分の影響を受ける。吐出する前のpH(初期pH)が9〜11のインクが、普通紙の紙面上に着弾した場合、インクのpHは、初期pHの値と、紙面のpHの値との間の値まで低下する。着弾後のインクのpHは、通常の場合、8.5以下まで低下する。そのため本発明のインクは、紙面上に着弾すると凝集、増粘し、それによって紙の内部への浸透が抑えられ、顔料が紙面上に多く残存することになる。したがって、高い画像濃度が得られる。
本発明のインクは、吐出する前はpHを高くして低い粘度とし、充分な流動性、保存安定性を確保し、吐出して紙面上に着弾させ、インクのpHを低下させた後に増粘させる。このpHの低下に伴う粘度変化を大きくする必要があり、pHが8.5に低下したときの粘度の初期粘度に対する増加率を30%以上、好ましくは50〜300%、更に好ましくは60〜210%とする。
粘度は東機産業社製の粘度計MODEL RC−500lを用いて25℃で測定する。まずpH9〜11の範囲の所望のpH(初期pH)に調整したインクの粘度(初期粘度)を測定する。次いで、HCl水溶液等によりpHを8.5に調整した時のインクの粘度を測定する。そして、下記式により粘度増加率を算出する。
粘度増加率(%)=〔(pH調整後の粘度−初期粘度)/初期粘度〕×100
本発明で用いる顔料のうち、黒色顔料としてはカーボンブラックが好ましい。カーボンブラックの例としては、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ガスブラック等が挙げられる。また、カーボンブラック表面を酸化処理やアルカリ処理したもの、各種の界面活性剤や樹脂で被覆しグラフト処理やカプセル化処理したカーボンブラックも使用可能である。
特にカーボンブラック表面を酸化処理した酸性カーボンを使用すると、乾燥性が向上すると共に画像濃度の向上効果が大きい。またスルホン酸基やカルボキシ基を有する樹脂でコーティングした、該官能基をグラフト処理して付与させたカーボンブラックも使用可能である。
前記酸性カーボンの例としては、MA7、MA8、MA100、MA600、#45、#50、#2200B、#2350、#2650、OIL 7B、OIL 11B(三菱化成社製)、Raven1035、Raven 1040、Raven 1060、Raven1080、RAVEN1255、Raven3500、ラーベンC(コロンビア社製)、REGAL400R、MOGUL L(キヤボツト社製)、Color Black FW1、Color Black FW18、Color Black S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex U、Printex V、 Printex75、Printex 140U、Printex 140V、Special Black4、Special Black 100、Special Black 250、Special Black 350、NIPEX150、NIPEX180IQ(デグサ社製)などが挙げられる。
これらの中でもpHが5以下のカーボンブラックで揮発分が3.5〜8.0重量%のものが好ましく、また乾燥性や画像濃度の面でガスブラックが望ましい。
マゼンタ顔料としては、ピグメントレッド5、ピグメントレッド7、ピグメントレッド12、ピグメントレッド48(Ca)、ピグメントレッド48(Mn)、ピグメントレッド57(Ca)、ピグメントレッド57:1、ピグメントレッド112、ピグメントレッド122、ピグメントレッド123、ピグメントレッド168、ピグメントレッド184、ピグメントレッド202、ピグメントバイオレット19等が挙げられる。
シアン顔料としては、ピグメントブルー1、ピグメントブルー2、ピグメントブルー3、ピグメントブルー15、ピグメントブルー15:3、ピグメントブルー15:4、ピグメントブルー16、ピグメントブルー22、ピグメントブルー60、バットブルー4、バットブルー60等が挙げられる。
イエロー顔料としては、ピグメントイエロー1、ピグメントイエロー2、ピグメントイエロー3、ピグメントイエロー12、ピグメントイエロー13、ピグメントイエロー14、ピグメントイエロー16、ピグメントイエロー17、ピグメントイエロー73、ピグメントイエロー74、ピグメントイエロー75、ピグメントイエロー83、ピグメントイエロー93、ピグメントイエロー95、ピグメントイエロー97、ピグメントイエロー98、ピグメントイエロー114、ピグメントイエロー120、ピグメントイエロー128、ピグメントイエロー129、ピグメントイエロー138、ピグメントイエロー150、ピグメントイエロー151、ピグメントイエロー154、ピグメントイエロー155、ピグメントイエロー180等が挙げられる。
なお、イエロー顔料としてピグメントイエロー74、マゼンタ顔料としてピグメントレッド122、ピグメントバイオレット19、シアン顔料としてピグメントブルー15を用いることにより、色調、耐光性に優れ、バランスの取れたインクを得ることができる。
顔料分散体中の顔料濃度は、0.1〜50重量%が好ましく、0.1〜30重量%が特に好ましい。
また、本発明で用いる顔料としては、前記共重合体を顔料分散液の分散剤として使用したものがより好ましい。更に前記共重合体は、カーボンブラックに対して用いた場合に画像濃度効果が最も顕著に現れる。なお、効果を損なわない範囲で上述した顔料を併用してもよい。
分散剤としての前記共重合体の含有量は、顔料の種類により適宜選択する必要がある。通常の場合、顔料1重量部に対し、0.005〜5重量部が好ましく、0.01〜2重量部がより好ましく、0.02〜0.5重量部が最も好ましい。前記範囲であれば、顔料の分散性が向上すると共に顔料分散体やインクの経時安定性が向上する。特に、0.02〜0.5重量部の範囲では、顔料分散体及びインクの経時安定性が最も向上する。
また、前記共重合体の分散剤としての効果を損なわない範囲で、他の分散剤との併用も可能である。他の分散剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等の種々の界面活性剤や高分子型の分散剤が挙げられる。
アニオン界面活性剤としては、例えば、アルキルスルホカルボン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、N−アシルアミノ酸及びその塩、N−アシルメチルタウリン塩、アルキル硫酸塩ポリオキシアルキルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸塩、ロジン酸石鹸、ヒマシ油硫酸エステル塩、ラウリルアルコール硫酸エステル塩、アルキルフェノール型燐酸エステル、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、アルキル型燐酸エステル、アルキルアリルスルホン塩酸、ジエチルスルホ琥珀酸塩、ジエチルヘキシルスルホ琥珀酸塩、ジオクチルスルホ琥珀酸塩等が挙げられる。
カチオン界面活性剤としては、例えば、2−ビニルピリジン誘導体、ポリ−4−ビニルピリジン誘導体等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えば、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシン、その他イミダゾリン誘導体等が挙げられる。
ノニオン界面活性剤としては、次のようなものが挙げられる。
・ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアリルエーテル等のエーテル系
・ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレート等のエステル系
・2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール等のアセチレングリコール系
顔料分散体の分散媒としては水を用いるが、必要に応じて各種有機溶媒を併用してもよい。例えば、水溶性有機溶剤としてメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール等のアルコール、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、グリセリン等の多価アルコール、N−メチルピロリドン、2−ピロリドン等のピロリドン誘導体、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミンなどが挙げられる。
顔料分散体及びインクには、必要に応じて、樹脂、湿潤剤、界面活性剤、浸透剤、pH調整剤、防腐防黴剤、キレート試薬、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤等の各種添加剤を配合することができる。
前記湿潤剤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、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、その他の湿潤剤などが挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコール類としては、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、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ヘキシレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、ペトリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。
多価アルコールアルキルエーテル類としては、例えば、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ブチルエーテル、テトラエチ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、などが挙げられる。
多価アルコールアリールエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、などが挙げられる。
含窒素複素環化合物としては、例えば、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミイダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン、などが挙げられる。
アミド類としては、例えば、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、などが挙げられる。
アミン類としては、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、などが挙げられる。
含硫黄化合物類としては、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール、などが挙げられる。
その他の湿潤剤としては糖類が好ましい。糖類の例としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類(三糖類、四糖類を含む)、多糖類、などが挙げられる。具体的には、グルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース、などが挙げられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。また、これらの糖類の誘導体としては、前記した糖類の還元糖〔例えば、一般式:HOCH(CHOH)nCHOH(n=2〜5の整数)で表わされる糖アルコールなど〕、酸化糖(例えば、アルドン酸、ウロン酸など)、アミノ酸、チオ酸などが挙げられる。これらの中でも、糖アルコールが好ましく、具体例としてはマルチトール、ソルビットなどが挙げられる。
上記湿潤剤の中でも、保存安定性、吐出安定性の点から、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドンが特に好ましい。
顔料と湿潤剤との配合比は、ヘッドからのインク吐出安定性に大きく影響する。顔料固形分が多いのに湿潤剤の配合量が少ないと、ノズルのインクメニスカス付近の水分蒸発が進み、吐出不良をもたらすことがある。
インク中の湿潤剤の含有量は20〜35重量%程度が好ましく、22.5〜32.5重量%がより好ましい。この範囲であれば、インクの乾燥性、保存試験、信頼性試験などの結果が非常に良好である。含有量が20重量%未満では、ノズル面上でインクが乾燥し易くなって吐出不良が生じることがあり、35重量%を超えると、紙面上での乾燥性に劣るため普通紙上の文字品位が低下することがある。
前記界面活性剤としては、顔料の種類や湿潤剤との組み合わせに応じて、分散安定性を損なわず、表面張力が低く、レベリング性の高いものを用いる。例えばフッ素系界面活性剤やシリコーン系界面活性剤が挙げられるが、フッ素系界面活性剤が好ましい。
フッ素系界面活性剤としては、フッ素が置換した炭素数が2〜16のものが好ましく、4〜16のものがより好ましい。フッ素置換炭素数が2未満では、フッ素の効果が得られないことがあり、16を超えると、インク保存性などの問題が生じることがある。
フッ素系界面活性剤の例としては、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物、などが挙げられる。これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少なく、特に好ましい。
パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、などが挙げられる。
パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、などが挙げられる。
パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルリン酸エステルの塩、などが挙げられる。
パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩、などが挙げられる。
これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH、NHCHCHOH、NH(CHCHOH)、NH(CHCHOH)などが挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、適宜合成したものを用いても、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えばDuPont社製のFS−300、ネオス社製のFT−110、FT−250、FT−251、FT−400S、FT−150、FT−400SW、オムノバ社製のPF−151Nなどが挙げられる。
シリコーン系界面活性剤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、高pHでも分解しないものが好ましい。例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサンなどが挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。
シリコーン系界面活性剤としては適宜合成したものを用いても市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー社、信越シリコーン社、東レ・ダウコーニング・シリコーン社などから容易に入手できる。
界面活性剤のインク中の含有量は、0.01〜3.0重量%が好ましく、0.5〜2重量%がより好ましい。含有量が0.01重量%未満では、界面活性剤を添加した効果が無くなることがあり、3.0重量%を超えると、記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けが発生することがある。
前記浸透剤としては、20℃の水に対する溶解度が0.2〜5.0重量%のポリオール化合物の少なくとも1種を含有することが好ましい。このようなポリオール化合物としては、例えば、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジメチル−1,2−ブタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、5−ヘキセン−1,2−ジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールなどの脂肪族ジオールが挙げられる。
これらの中でも、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールが特に好ましい。
その他の併用できる浸透剤としては、インク中に溶解し、所望の物性に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、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ブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、エタノール等の低級アルコール類などが挙げられる。
浸透剤のインク中の含有量は、0.1〜4.0重量%が好ましい。含有量が0.1重量%未満では、速乾性が得られず滲んだ画像となることがあり、4.0重量%を超えると、着色剤の分散安定性が損なわれ、ノズルが目詰まりし易くなったり、記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けが発生することがある。
前記pH調整剤としては、調合されるインクに悪影響を及ぼさずにpHを9〜11に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルコールアミン類、アルカリ金属水酸化物、アンモニウム水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、などが挙げられる。pHが11を超えると、インクジェットのヘッドやインク供給ユニットを溶かし出す量が大きくなり、インクの変質や漏洩、吐出不良などの不具合が生じることがある。
アルコールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール等が挙げられる。アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。アンモニウムの水酸化物としては、例えば、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物などが挙げられる。ホスホニウムの水酸化物としては、第4級ホスホニウム水酸化物などが挙げられる。アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。
前記防腐防黴剤としては、例えば、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、等が挙げられる。
前記キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等が挙げられる。
前記防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等が挙げられる。
前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む)、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、などが挙げられる。
前記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤などが挙げられる。
本発明のインクは、公知の方法、例えば顔料分散体、水、水溶性有機溶剤、界面活性剤等を、サンドミル、ボールミル、ロールミル、ビーズミル、ナノマイザー、ホモジナイザー、超音波分散機等を用いて攪拌混合し、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子を濾過し、必要に応じて脱気することによって得られる。
インク中の顔料濃度はインク全量に対して0.01〜20重量%が好ましい。1重量%以上であれば、画像濃度が低くて印字の鮮明さに欠けるようなことはなく、20重量%以下であれば、インクの粘度が高くなりすぎたりノズルの目詰まりが発生したりすることはない。
水溶性有機溶剤の含有量は、インク全量に対して50重量%以下、好ましくは5〜40重量%、更に好ましくは10〜35重量%である。
本発明のインクは、インクジェット記録方式による各種記録装置、例えば、インクジェット記録用プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機などに好適に使用することができる。
<画像形成方法、画像形成装置(インクジェット記録装置)>
本発明のインクを用いて画像を形成する際には、インクに刺激(エネルギー)を印加し、該インクを飛翔させて記録媒体に画像を形成するインク飛翔工程を設ける。画像濃度、裏抜け、にじみ等の画像品質向上のため、前記媒体にインクを付着させる前後の少なくとも一方において、前処理液又は後処理液を塗布する工程を設けても良い。
−インク飛翔工程及びインク飛翔手段−
インク飛翔工程は、インクに刺激(エネルギー)を印加して飛翔させ、記録媒体に記録を行う工程である。
インク飛翔手段は、インクに刺激(エネルギー)を印加して飛翔させ、記録媒体に記録を行う手段である。該インク飛翔手段としては特に制限はなく、例えばインク吐出用の各種のノズル、などが挙げられる。
本発明のインクジェット記録装置においては、インクジェットヘッドの液室部、流体抵抗部、振動板、ノズル部材の少なくとも一部がシリコン及びニッケルの少なくとも一方を含む材料から形成されることが好ましい。またインクジェットノズルの直径は、30μm以下が好ましく、1〜20μmがより好ましい。
前記刺激(エネルギー)は、例えば刺激発生手段により発生させることができ、該刺激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、熱(温度)、圧力、振動及び光などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、熱、圧力が好適である。
なお、前記刺激発生手段としては、例えば、加熱装置、加圧装置、圧電素子、振動発生装置、超音波発振器、ライト、などが挙げられ、具体的には、例えば、圧電素子等の圧電アクチュエータ、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータ等、などが挙げられる。
インクの飛翔の態様には特に制限はなく、前記刺激の種類等に応じて異なるが、例えば、刺激が「熱」の場合、記録ヘッド内のインクに対し、記録信号に対応した熱エネルギーを、例えばサーマルヘッド等を用いて付与し、該熱エネルギーによりインクに気泡を発生させ、該気泡の圧力により、該記録ヘッドのノズル孔からインクを液滴として吐出噴射させる方法、などが挙げられる。また、刺激が「圧力」の場合、例えば記録ヘッド内のインク流路内にある圧力室と呼ばれる位置に接着された圧電素子に電圧を印加することにより圧電素子が撓み、圧力室の容積が縮小して、前記記録ヘッドのノズル孔からインクを液滴として吐出噴射させる方法、などが挙げられる。
飛翔させるインクの液滴の大きさは、例えば、3×10−15〜40×10−15(3〜40pL)が好ましく、その吐出噴射の速さは、5〜20m/sが好ましく、その駆動周波数は、1kHz以上が好ましく、その解像度は300dpi以上が好ましい。
なお、前記各手段は制御手段により制御するが、該制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
<インクカートリッジ>
本発明のインクカートリッジは、本発明のインクを容器中に収容し、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材等を有する。容器としては特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成されたインク袋を有するものなどが好適である。
図1は、本発明のインクカートリッジのインク袋241の一例を示す概略図であり、図2は、図1のインク袋241をカートリッジケース244内に収容したインクカートリッジ200を示す概略図である。
図1に示すように、インク注入口242からインクをインク袋241内に充填し、該インク袋中に残った空気を排気した後、該インク注入口242を融着により閉じる。使用時には、ゴム部材からなるインク排出口243に装置本体の針を刺してインクを装置に供給する。インク袋241は、透気性のないアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成する。このインク袋241は、図2に示すように、通常、プラスチックス製のカートリッジケース244内に収容し、インクカートリッジ200として、各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いる。本発明のインクカートリッジ201は、後述する本発明のインクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いることが特に好ましい。
続いて、前記インクカートリッジを搭載した本発明のインクジェット記録装置の一例について、図面を参照しつつ説明する。
図3に示すインクジェット記録装置は、装置本体101と、装置本体101に用紙を装填するための給紙トレイ102と、装置本体101に装填され画像が形成(記録)された用紙をストックするための排紙トレイ103と、インクカートリッジ装填部104とを有する。インクカートリッジ装填部104の上面には、操作キーや表示器などの操作部105が配置されている。インクカートリッジ装填部104は、インクカートリッジ200の脱着を行うための開閉可能な前カバー115を有している。111は上カバー、112は前カバーの前面である。
装置本体101内には、図4に示すように、左右の側板(不図示)に横架したガイド部材であるガイドロッド131とステー132とでキャリッジ133を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ(不図示)によって移動走査する。
キャリッジ133には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する4個のインクジェット記録用ヘッドからなる記録ヘッド134を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
記録ヘッド134を構成するインクジェット記録用ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどインクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。
また、キャリッジ133には、記録ヘッド134に各色のインクを供給するための各色のサブタンク135を搭載している。サブタンク135には、インク供給チューブ(不図示)を介して、インクカートリッジ装填部104に装填されたインクカートリッジ201からインクが供給されて補充される。
一方、給紙トレイ102の用紙積載部(圧板)141上に積載した用紙142を給紙するための給紙部として、用紙積載部141から用紙142を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙コロ143)、及び給紙コロ143に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド144を備え、この分離パッド144は給紙コロ143側に付勢されている。
この給紙部から給紙された用紙142を記録ヘッド134の下方側で搬送するための搬送部として、用紙142を静電吸着して搬送するための搬送ベルト151と、給紙部からガイド145を介して送られる用紙142を搬送ベルト151との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ152と、略鉛直上方に送られる用紙142を略90°方向転換させて搬送ベルト151上に倣わせるための搬送ガイド153と、押さえ部材154で搬送ベルト151側に付勢された先端加圧コロ155とが備えられる。また、搬送ベルト151表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ156が備えられている。
搬送ベルト151は無端状ベルトであり、搬送ローラ157とテンションローラ158との間に張架されて、ベルト搬送方向に周回可能である。この搬送ベルト151は、例えば抵抗制御を行っていない厚み40μm程度の樹脂材、例えばテトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体(ETFE)で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層(中抵抗層、アース層)とを有している。搬送ベルト151の裏側には、記録ヘッド134による印写領域に対応してガイド部材161が配置されている。なお、記録ヘッド134で記録された用紙142を排紙するための排紙部として、搬送ベルト151から用紙142を分離するための分離爪171と、排紙ローラ172及び排紙コロ173とが備えられており、排紙ローラ172の下方に排紙トレイ103が配されている。
装置本体101の背面部には、両面給紙ユニット181が着脱自在に装着されている。両面給紙ユニット181は、搬送ベルト151の逆方向回転で戻される用紙142を取り込んで反転させて再度カウンタローラ152と搬送ベルト151との間に給紙する。なお、両面給紙ユニット181の上面には手差し給紙部182が設けられている。
このインクジェット記録装置においては、給紙部から用紙142が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙142は、ガイド145で案内され、搬送ベルト151とカウンタローラ152との間に挟まれて搬送される。更に先端を搬送ガイド153で案内されて先端加圧コロ155で搬送ベルト151に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
このとき、帯電ローラ156によって搬送ベルト157が帯電されており、用紙142は、搬送ベルト151に静電吸着されて搬送される。そこで、キャリッジ133を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド134を駆動することにより、停止している用紙142にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙142を所定量搬送後、次行の記録を行う。記録終了信号又は用紙142の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙142を排紙トレイ103に排紙する。
そして、サブタンク135内のインクの残量ニヤエンドが検知されると、インクカートリッジ201から所要量のインクがサブタンク135に補給される。
このインクジェット記録装置では、インクカートリッジ201中のインクを使い切ったときには、インクカートリッジ201における筐体を分解して内部のインク袋241だけを交換することができる。また、インクカートリッジ201は、縦置きで前面装填構成としても、安定したインクの供給を行うことができる。したがって、装置本体101の上方が塞がって設置されているような場合、例えば、ラック内に収納する場合、あるいは装置本体101の上面に物が置かれているような場合でも、インクカートリッジ201の交換を容易に行うことができる。
なお、キャリッジが走査するシリアル型(シャトル型)インクジェット記録装置に適用した例で説明したが、ライン型ヘッドを備えたライン型インクジェット記録装置にも同様に適用することができる。
<画像形成物>
上記インクカートリッジを搭載したインクジェット記録装置を用いて記録媒体に印字し画像形成物を得ることができる。印字方法としては連続噴射型やオンデマンド型があり、オンデマンド型としては、ピエゾ方式、サーマル方式、静電方式等が挙げられる。
以下、実施例及び比較例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、例中の「部」及び「%」は、粘度増加率の場合を除き重量基準である。また、例えば共重合体(AB)はモノマー(A)とモノマー(B)の共重合体を示し、モノマー比はモル比である。
調製例1
<顔料分散体Aの作成>
下記処方の材料をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル(シンマルエンタープライゼス社製KDL型バッチ式)により、0.05mmジルコニアビーズを用いて、周速10m/s、液温10℃で5分間分散した。次いで、遠心分離機(久保田商事社製Model−3600)により粗大粒子を分離し、体積平均粒子径約122nm、標準偏差50.2nmの顔料分散体Aを得た。
(顔料分散体Aの処方)
・カーボンブラック(degussa社製:ガスブラック、NIPEX150)20部
・共重合体(AB)の水溶液(固型分25%) 20部
〔モノマー(A)/モノマー(B)=90/10〕
・蒸留水 60部
調製例2
<顔料分散体Bの作成>
調製例1の共重合体(AB)のモノマー(B)をモノマー(C)に変えた点以外は調製例1と同様にして、共重合体(AC)を含有する顔料分散体Bを得た。
調製例3
<顔料分散体Cの作成>
調製例1の共重合体(AB)のモノマー(B)をモノマー(D)に変えた点以外は調製例1と同様にして、共重合体(AD)を含有する顔料分散体Cを得た。
調製例4
<顔料分散体Dの作成>
調製例1の共重合体(AB)のモノマー(A)/モノマー(B)を80/20に変えた点以外は、調製例1と同様にして顔料分散体Dを得た。
調製例5
<顔料分散体Eの作成>
調製例3の共重合体(AD)のモノマー(A)/モノマー(D)を80/20に変えた点以外は、調製例3と同様にして顔料分散体Eを得た。
調製例6
<顔料分散体Fの作成>
調製例1の共重合体(AB)のモノマー(A)/モノマー(B)を98/2に変えた点以外は、調製例1と同様にして顔料分散体Fを得た。
調製例7
<顔料分散体Gの作成>
調製例2の共重合体(AC)のモノマー(A)/モノマー(C)を98/2に変えた点以外は、調製例2と同様にして顔料分散体Gを得た。
調製例8
<顔料分散体Hの作成>
調製例1の共重合体(AB)のモノマー(A)/モノマー(B)を25/75に変えた点以外は、調製例1と同様にして顔料分散体Hを得た。
調製例9
<顔料分散体Iの作成>
調製例2の共重合体(AC)のモノマー(A)/モノマー(C)を25/75に変えた点以外は、調製例2と同様にして顔料分散体Iを得た。
調製例10
<顔料分散体Jの作成>
調製例1の共重合体(AB)のモノマー(A)/モノマー(B)を5/95に変えた点以外は、調製例1と同様にして顔料分散体Jを得た。
調製例11
<顔料分散体Kの作成>
調製例1の共重合体(AB)の水溶液を、ナフタレンスルホネートホルマリン縮合物・Naの20%水溶液に変えた点以外は、調製例1と同様にして顔料分散液Kを得た。
調製例12
<顔料分散体Lの作成>
調製例1の共重合体(AB)の水溶液を、α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体(星光PMC社製、T−YP112、オレフィン鎖:炭素数20〜24)に変えた点以外は調製例1と同様にして顔料分散体Lを得た。
調製例13
<顔料分散体Mの作成>
調製例1の共重合体(AB)の水溶液を、α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体(星光PMC社製、T−YP115、オレフィン鎖:炭素数16〜18)に変えた点以外は調製例1と同様にして顔料分散体Mを得た。
調製例14
<顔料分散体Nの作成>
調製例1の共重合体(AB)の水溶液を、α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体(星光PMC社製、T−YP114、オレフィン鎖:炭素数12〜14)に変えた点以外は調製例1と同様にして顔料分散体Nを得た。
実施例1
下記処方の材料を30分間混合攪拌し、インク(1)を作成した。
(実施例1のインク処方)
・顔料分散体(A)(顔料濃度20%) 40.0部
・グリセリン 5.5部
・1,3−ブタンジオール 16.5部
・2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0部
・フッ素系界面活性剤(固形分40%) 2.5部
(DuPont社製:Zonyl FS−300)
・フルオロエチレン/ビニルエーテル交互共重合体(固形分50%) 6.0部
(旭硝子社製:ルミフロンFE4300、体積平均粒子径150nm、
MFT30℃以下)
・2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール水溶液(固形分40%)
1.5部
・蒸留水 26.0部
実施例2〜10
実施例1の顔料分散体(A)を、顔料分散体(B)〜(J)に変えた点以外は実施例1と同様にして、実施例2〜10のインク(2)〜(10)を得た。
比較例1〜4
実施例1の顔料分散体(A)を、顔料分散体(K)〜(N)に変えた点以外は実施例1と同様にして、比較例1〜4のインク(11)〜(14)を得た。
上記実施例及び比較例のインクについて、下記のようにして画像濃度、保存安定性、吐出安定性、及び粘度増加率を測定し評価した。印字は、図3、図4に示すインクジェット記録装置を用いて行った。結果を表1に示す。
(1)画像濃度
ゼロックス社製PPC用紙4024(非平滑紙)に印字し、画像サンプルのベタ画像の濃度を濃度計(Xrite938)で測定した。
(2)保存安定性
粘度計(東洋精機社製 RE500)を用いてインクの初期粘度を測定した。次いで、インク50gを日電理化社製サンプル瓶SV−50に密閉し、70℃の環境下で2週間保管した後、再度粘度を測定した。そして、下記式により増加率を計算し、下記の基準でランク分けを行った。
増加率(%)=〔(保管後の粘度−初期粘度)/初期粘度〕×100

〔ランク分け基準〕
◎ :増加率が5%未満(良好)
○ :増加率が5%以上〜10%未満(実用上問題ないレベル)
○△:増加率が10%以上〜15%未満(実用上問題ないレベル)
△ :増加率が15%以上〜20%未満(問題あるレベル)
× :増加率が20%以上(問題あるレベル)
(3)吐出安定性
記録媒体に印字した後、インクジェットヘッドにキャップした状態で記録装置を50℃の環境下で1ヶ月放置した。放置後の記録装置の吐出状態が初期の吐出状態に回復するか否かを、クリーニング動作回数により下記の基準で評価した。
〔評価基準〕
◎ :クリーニング無しで印刷できた。
○ :1回の動作により回復した。
○△:2回〜3回の動作により回復した。
△ :4回〜5回の動作により回復した。
× :6回以上の動作によっても回復がみられなかった。
(4)粘度増加率
上記実施例及び比較例のインクについて、東機産業社製の粘度計MODEL RC−500lを用いて25℃で粘度(初期粘度)を測定した。次いで、HCl水溶液でpH調整し、pH8.5のときの粘度を測定した。そして、これらの粘度から、下記式により粘度増加率を算出した。なお、初期粘度を測定したときのインクのpHを表1に示す。pHはメトラー・トレド社製のMP220pHメーターにより測定した。

粘度増加率(%)=〔(pH調整後の粘度−初期粘度)/初期粘度〕×100
Figure 2014152205
表1から分かるように、実施例1〜10のインクは、比較例1〜4のインクに比べて非平滑紙(普通紙)での画像濃度、保存安定性、吐出安定性、粘度増加率が明らかに優れており、画像濃度と保存安定性を両立できる上に、その両特性において格段に優れている。
また実施例1〜5と実施例6〜10の対比から分かるように、共重合体のモノマー比により、画像濃度、保存安定性、吐出安定性、粘度増加率に関する効果が変わる。
101 装置本体
102 給紙トレイ
103 排紙トレイ
104 インクカートリッジ装填部
105 操作部
111 上カバー
112 前カバーの前面
115 前カバー
131 ガイドロッド
132 ステー
133 キャリッジ
134 記録ヘッド
135 サブタンク
141 用紙積載部
142 用紙
143 給紙コロ
144 分離パッド
145 ガイド
151 搬送ベルト
152 カウンタローラ
153 搬送ガイド
154 押さえ部材
155 加圧コロ
156 帯電ローラ
157 搬送ローラ
158 テンションローラ
161 ガイド部材
171 分離爪
172 排紙ローラ
173 排紙コロ
181 両面給紙ユニット
182 手差し給紙部
200 インクカートリッジ
241 インク袋
242 インク注入口
243 インク排出口
244 カートリッジケース
特開2002−337449号公報 特開2001−262025号公報 特開2003−226827号公報 特開2010−090191号公報 特開2011−105866号公報 特開2010−001359号公報 特開2010−189478号公報 特開2009−196184号公報 特開2007−321073号公報

Claims (6)

  1. 顔料、水、水溶性有機溶剤及び共重合体を含有し、該共重合体が、12−メタクリルアミドドデカン酸〔モノマー(A)〕を必須成分とし、他の芳香族系モノマーを共重合成分とする共重合体であり、初期のpHが9〜11で、pHが8.5に低下したときの粘度の初期粘度に対する増加率が30%以上であることを特徴とするインクジェット用インク。
  2. 前記芳香族系モノマーが、下記モノマー(B)〜(D)のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載のインクジェト用インク。
    ・モノマー(B)=フェノキシエチルメタクリレート
    ・モノマー(C)=下記式1で表されるアクリレート
    ・モノマー(D)=下記式2で表されるアクリレート
    Figure 2014152205
    Figure 2014152205
  3. 請求項1又は2に記載のインクジェット用インクを用いて画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
  4. 請求項1又は2に記載のインクジェット用インクを容器中に収容したインクカートリッジ。
  5. 請求項4に記載のインクカートリッジを搭載したインクジェット記録装置。
  6. 請求項5に記載のインクジェット記録装置により印字された画像形成物。
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