JP2016132758A - インクセット及び記録装置 - Google Patents

インクセット及び記録装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2016132758A
JP2016132758A JP2015009816A JP2015009816A JP2016132758A JP 2016132758 A JP2016132758 A JP 2016132758A JP 2015009816 A JP2015009816 A JP 2015009816A JP 2015009816 A JP2015009816 A JP 2015009816A JP 2016132758 A JP2016132758 A JP 2016132758A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
nozzle
wiping
black
ink set
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015009816A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6735063B2 (ja
Inventor
山崎 聡一
Soichi Yamazaki
聡一 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2015009816A priority Critical patent/JP6735063B2/ja
Priority to US15/001,570 priority patent/US10000650B2/en
Publication of JP2016132758A publication Critical patent/JP2016132758A/ja
Priority to US15/982,473 priority patent/US10479904B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6735063B2 publication Critical patent/JP6735063B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/40Ink-sets specially adapted for multi-colour inkjet printing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Preventing or detecting of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16505Caps, spittoons or covers for cleaning or preventing drying out
    • B41J2/16508Caps, spittoons or covers for cleaning or preventing drying out connected with the printer frame
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Preventing or detecting of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/1652Cleaning of print head nozzles by driving a fluid through the nozzles to the outside thereof, e.g. by applying pressure to the inside or vacuum at the outside of the print head
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Preventing or detecting of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/1652Cleaning of print head nozzles by driving a fluid through the nozzles to the outside thereof, e.g. by applying pressure to the inside or vacuum at the outside of the print head
    • B41J2/16532Cleaning of print head nozzles by driving a fluid through the nozzles to the outside thereof, e.g. by applying pressure to the inside or vacuum at the outside of the print head by applying vacuum only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Preventing or detecting of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/16535Cleaning of print head nozzles using wiping constructions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Preventing or detecting of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16585Preventing or detecting of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles for paper-width or non-reciprocating print heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/21Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2107Ink jet for multi-colour printing characterised by the ink properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/32Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/324Inkjet printing inks characterised by colouring agents containing carbon black
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/30Inkjet printing inks
    • C09D11/38Inkjet printing inks characterised by non-macromolecular additives other than solvents, pigments or dyes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

【課題】ワイプなどの際にブラックインクとカラーインクとが少量混合した場合であっても、ブラックインクが凝集しにくい、又はブラックインクが他のカラーインクを凝集させにくい、インクセット、及び該インクセットを備える記録装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ブラックインクと、カラーインクと、を備え、前記ブラックインクが、表面にカルボキシル基を有するカーボンブラックと、表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子と、ベタインと、アルカリイオンと、水と、を含み、前記アルカリイオンが、カリウムイオンと、ナトリウムイオンと、有機アルカリ化合物と、を含み、前記カリウムイオンの含有量が、前記アルカリイオンのうち、最も多い、インクセット。
【選択図】なし

Description

本発明は、インクセット及び記録装置に関する。
インクジェット記録方法は、比較的単純な装置で、高精細な画像の記録が可能であり、各方面で急速な発展を遂げている。その中で、高速記録の際の吐出性について種々の検討がなされている。例えば、特許文献1には、サテライト(吐出されたインクの主滴以外の小滴)の発生を抑制し、高速で高品質の画像を形成可能な顔料インク、並びにこれを用いたインクジェット記録装置及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、アセチレングリコールと、不飽和脂肪酸と、アミノ酸と、アルカリ金属水酸化物と、アミンと、を含む、顔料インクが記載されている。
特開2012−136589号公報
しかしながら、インク単体の長期安定性が高い場合であっても、ワイピング等によるインクの混色などの外乱に起因して、顔料や樹脂の長期安定性が低下し、ノズル抜けが発生しやすくなる。また、インクが接触するチューブやヘッド部材からの異物混入などの外乱も想定され得る。
近年、高解像度化と大型ヘッド化(高速化)が進んでおり、これに伴い、ワイピング時の混色に由来して、ノズル内のインクの凝集が生じ、ノズル抜け確率(本数)などが増加するといった問題がより顕著に生じ得る。すなわち、インク単体の長期安定性が高い場合であっても、記録装置の実用上においては外乱による凝集発生のために長期安定性が減損されるという問題がある。このような問題は、特に、インクセット中の、カーボンブラックと樹脂を含むインクにおいて顕著となる傾向にある。
また、インクの凝集は、ノズル内のみにとどまらず、ノズルをクリーニングするためのワイプ部材上でも生じ得る。ワイプ部材上でインクの凝集が生じると、ノズルをクリーニングする際にかえって、正常なノズルの目詰りを誘引する。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、ワイプなどの際にブラックインクとカラーインクとが少量混合した場合であっても、ブラックインクが凝集しにくい、又はブラックインクが他のカラーインクを凝集させにくい、インクセット、及び該インクセットを備える記録装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、所定のブラックインクを用いることにより上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
〔1〕
ブラックインクと、カラーインクと、を備え、
前記ブラックインクが、表面にカルボキシル基を有するカーボンブラックと、表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子と、ベタインと、アルカリイオンと、水と、を含み、
前記アルカリイオンが、カリウムイオンと、ナトリウムイオンと、有機アルカリ化合物と、を含み、
前記カリウムイオンの含有量が、前記アルカリイオンのうち、最も多い、
インクセット。
〔2〕
前記ブラックインクにおいて、
前記カリウムイオンの含有量が、0.0010〜0.20mol/Lであり、
前記ナトリウムイオンの含有量が、0.00010〜0.10mol/Lである、
前記〔1〕に記載のインクセット。
〔3〕
上記カラーインクが、金属アルカリイオンを含み、
前記金属アルカリイオンの含有量が、0〜0.10mol/Lである、
前記〔1〕又は〔2〕に記載のインクセット。
〔4〕
前記ブラックインクが、有機酸、リン酸化合物、及びホウ酸化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の酸を含む、
前記〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のインクセット。
〔5〕
1色あたり4000ノズル以上のインクジェット吐出ノズルを有するプリンタヘッドと、前記インクジェット吐出ノズルをワイプ部材でワイピングするワイプ機構と、を有する記録装置に用いられる、
前記〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載のインクセット。
〔6〕
前記ワイプ機構が、前記インクジェット吐出ノズルを前記ワイプ部材で加圧してワイピングする機構である、
前記〔5〕に記載のインクセット。
〔7〕
上記有機アルカリ化合物が、トリイソプロパノールアミン及びトリエタノールアミンからなる群より選ばれる1種以上を含む、
前記〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載のインクセット。
〔8〕
上記ベタインが、トリメチルグリシン、ジメチルグリシン、及びグリシンからなる群より選ばれる1種以上を含む、
前記〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載のインクセット。
〔9〕
インクジェット吐出ノズルを有するプリンタヘッドと、前記インクジェット吐出ノズルをワイプ部材でワイピングするワイプ機構と、を有し、
前記〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載のインクセットが搭載された、記録装置。
〔10〕
前記プリンタヘッドが、斜めヘッドである、前記〔9〕に記載の記録装置。
ラインヘッドを備えた記録装置の構成を示す模式図。 ラインヘッドの構造を示す模式平面図であり、(a)はベースプレートとノズルユニットとを組み合わせた状態を示す模式平面図、(b)はベースプレートの構造を示す模式平面図、(c)はノズルユニットの構造を示す模式平面図。 図2に示すラインヘッドのA部の構造を模式的に示す拡大斜視図。 図3に示すラインヘッドのB−B´線に沿う模式断面図。 (a)はメンテナンス装置の構成を示す概略断面図、(b)は図5(a)におけるA−A線矢視平面図。 (a)〜(c)は記録ヘッドに対するメンテナンス装置の作用を説明するための断面模式図であり、(a)は当接部材が記録ヘッドに当接した状態を示す断面模式図、(b)は正常なノズルからのみインクが排出された状態を示す断面模式図、(c)は内部に気泡が混入したノズルからインクが排出された状態を示す断面模式図。
以下、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、本明細書において「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びそれに対応するメタクリレートの両方を意味する。また、以下の説明に用いる各図面では、各構成要素(部材)を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素ごとに縮尺を適宜変更している。本実施形態は、これらの図面に記載された、構成要素の数量、形状、及び大きさの比率、並びに各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
〔インクセット〕
本実施形態のインクセットは、ブラックインクと、カラーインクと、を備え、前記ブラックインクが、表面にカルボキシル基を有するカーボンブラックと、表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子と、ベタインと、アルカリイオンと、水と、を含み、前記アルカリイオンが、カリウムイオンと、ナトリウムイオンと、有機アルカリ化合物と、を含み、前記カリウムイオンの含有量が、前記アルカリイオンのうち、最も多い。
〔ブラックインク〕
ブラックインクは、表面にカルボキシル基を有するカーボンブラックと、表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子と、ベタインと、アルカリイオンと、水と、を含み、アルカリイオンが、カリウムイオンと、ナトリウムイオンと、有機アルカリ化合物と、を含み、カリウムイオンの含有量が、アルカリイオンのうち、最も多い。このように、カーボンブラックと樹脂粒子が同様の官能基を有することにより、互いに表面のイオン特性が安定し、凝集を生じにくい傾向にある。また、カリウムイオンが多いことにより凝集の発生がより抑制される。
また、インクが接触するチューブやヘッド部材からの異物は、ナトリウムイオンや有機アルカリ化合物であることが想定されるが、これらをインク中にあらかじめ含むことにより、チューブやヘッド部材から異物が混入した場合であっても、凝集の発生がより抑制される。
(表面にカルボキシル基を有するカーボンブラック)
表面にカルボキシル基を有するカーボンブラックとしては、特に限定されないが、例えば、酸化処理あるいは表面に親水基を導入したカーボンブラックが挙げられる。親水基には水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、その他親水基があるが、そのなかでも、表面にカルボキシル基を有するカーボンブラックが好ましい。このようなカーボンブラックを用いることにより、外乱に対する凝集の発生がより抑制される傾向にある。カーボンブラックは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。また、必要に応じて、表面にカルボキシル基を有するカーボンブラック以外のカーボンブラックを併用してもよい。
表面にカルボキシル基を有するカーボンブラックの含有量は、ブラックインク100質量%に対して、好ましくは2.0〜12質量%であり、より好ましくは4.0〜10質量%であり、さらに好ましくは5.5〜8.5質量%である。
(表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子)
表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子としては、特に限定されないが、例えば、アクリル酸、メタクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1種を構成単位とする樹脂、又はウレタン樹脂が挙げられる。このなかでも、アクリル酸及びメタクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1種を構成単位とする樹脂が好ましく、ポリ(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸−アクリルニトリル共重合体、酢酸ビニル−(メタ)アクリル酸共重合体、酢酸ビニル−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−(メタ)アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、及び酢酸ビニル−クロトン酸共重合体がより好ましい。このような樹脂粒子を用いることにより、印字物の定着性がより向上する傾向にある。樹脂粒子は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。また、必要に応じて、表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子以外の樹脂粒子を併用してもよい。
表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子の含有量は、ブラックインク100質量%に対して、好ましくは1.0〜10質量%であり、より好ましくは1.5〜7.5質量%であり、さらに好ましくは2.5〜5.0質量%である。表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子の含有量が1.0質量%以上であることにより、印字物の定着性がより向上する傾向にある。また、表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子の含有量が10質量%以下であることにより、カーボンブラックの分散安定性がより向上する傾向にある。
(ベタイン)
ベタインとしては、カチオン性基及びアニオン性基を同一分子内に有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、トリメチルグリシン等の4級アミン;ジメチルグリシン等の3級アミン;2級アミン;グリシン等のアミノ酸が挙げられる。このなかでも、トリメチルグリシン、ジメチルグリシン、及びグリシンからなる群より選ばれる1種以上がより好ましい。このようなベタインを用いることにより、帯電性異物の混入などの外乱に対する安定性がより向上する傾向にある。ベタインは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
ベタインの炭素数は、好ましくは3〜12であり、より好ましくは3〜7であり、さらに好ましくは4〜6である。ベタインの炭素数が上記範囲内であることにより、帯電性異物の混入などの外乱に対する安定性がより向上する傾向にある。
ベタインの含有量は、ブラックインク100質量%に対して、好ましくは1.0〜12.5質量%であり、より好ましくは1.5〜10質量%であり、さらに好ましくは2.5〜7.5質量%である。両性イオン性物質のベタインの含有量が1.0質量%以上であることにより、外乱としての帯電異物の混入があっても帯電変化を緩和するため、インク中のカーボンブラックや樹脂のマイナス帯電の安定性がより向上する傾向にある。また、ベタインの含有量が12.5質量%以下であることにより、固体であるベタインが印字物の定着性を阻害せず定着性がより向上する傾向にある。
(アルカリイオン)
アルカリイオンは、カリウムイオンと、ナトリウムイオンと、有機アルカリ化合物と、を含む。また、必要に応じて、これら以外のアルカリイオンを併用してもよい。なお、アルカリには、ベンタインに含まれるものは除くこととする。
カリウムイオンの含有量が、アルカリイオンのうち、最も多い。比較的乖離定数の大きいカリウムイオンを含有することにより、外乱に対してより凝集が生じにくくなる。ブラックインク中のカリウムイオンの含有量は、好ましくは0.030〜1.0mol/Lであり、より好ましくは0.010〜0.50mol/Lであり、さらに好ましくは0.0010〜0.20mol/Lである。カリウムイオンの含有量が0.030mol/L以上であることにより、分散成分の分散性が安定し外乱に対してより凝集が生じにくくなる傾向にある。また、カリウムイオンの含有量が1.0mol/L以下であることにより、ブラックインクpHが安定し外乱に対してより凝集が生じにくくなる傾向にある。
ブラックインク中のナトリウムイオンの含有量は、好ましくは0.000050〜0.30mol/Lであり、より好ましくは0.00010〜0.10mol/Lであり、さらに好ましくは0.0010〜0.050mol/Lである。ナトリウムイオンの含有量が0.000050mol/L以上であることにより、分散成分の分散性が安定し外乱に対してより凝集が生じにくくなる傾向にある。また、ナトリウムイオンの含有量が0.30mol/L以下であることにより、ブラックインクpHが安定し外乱に対してより凝集が生じにくくなる傾向にある。
有機アルカリ化合物としては、特に限定されないが、例えば、トリイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、アンモニア、ヒドラジン、メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、ジアミノエタン、ジアミノプロパン、ジアミノブタン、ジアミノペンタン、ジアミノヘキサン、シクロヘキシルアミン、アニリン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ピリジン、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、及びリン酸水素2アンモニウムが挙げられる。このなかでも、立体障害の働く三級アミンが好ましく、トリイソプロパノールアミン及びトリエタノールアミンからなる群より選ばれる1種以上がより好ましい。このような有機アルカリ化合物を用いることにより、分散成分の分散性が安定し外乱に対してより凝集が生じにくくなる傾向にある。
ブラックインク中の有機アルカリ化合物の含有量は、好ましくは0.0050〜0.50mol/Lであり、より好ましくは0.010〜0.10mol/Lであり、さらに好ましくは0.025〜0.075mol/Lである。有機アルカリ化合物の含有量が0.0050mol/L以上であることにより、分散成分の分散性が安定し外乱に対してより凝集が生じにくくなる傾向にある。また、有機アルカリ化合物の含有量が0.50mol/L以下であることにより、ブラックインクpHが安定し外乱に対してより凝集が生じにくくなる傾向にある。
ブラックインク中のアルカリイオンの総含有量は、好ましくは0.025〜0.75mol/Lであり、より好ましくは0.050〜0.50mol/Lであり、さらに好ましくは0.10〜0.40mol/Lである。アルカリイオンの総含有量が0.025mol/L以上であることにより、分散成分の分散性が安定し外乱に対してより凝集が生じにくくなる傾向にある。また、アルカリイオンの総含有量が0.75mol/L以下であることにより、ブラックインクpHが安定し外乱に対してより凝集が生じにくくなる傾向にある。
(水)
水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、及び蒸留水等の純水、並びに超純水のような、イオン性不純物を極力除去したものが挙げられる。また、紫外線照射又は過酸化水素の添加等によって滅菌した水を用いると、インクを長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができる。これにより貯蔵安定性がより向上する傾向にある。
水の含有量は、ブラックインク100質量%に対して、好ましくは65〜85質量%であり、より好ましくは68〜80質量%であり、さらに好ましくは70〜75質量%である。
(酸)
ブラックインクは、酸を含んでもよい。酸を含むことにより、アルカリイオンをより多くインク中に添加することができるため、凝集抑制作用がより向上する傾向にある。酸としては、特に限定されないが、例えば、有機酸、リン酸化合物、及びホウ酸化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の酸を含んでもよい。このような酸を含むことにより、凝集抑制作用がより向上する傾向にある。なお、酸には、ベンタインに含まれるものは除くこととする。
有機酸としては、特に限定されないが、例えば、ギ酸、クエン酸、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、グルコン酸、ステアリン酸、酒石酸、酒石酸、乳酸、酢酸、フマル酸、リンゴ酸、イタコン酸、およびフィチン酸が挙げられる。
有機酸の炭素数は、好ましくは8〜30であり、より好ましくは12〜22であり、さらに好ましくは15〜20である。有機酸の炭素数が上記範囲内であることにより、カーボンブラックの分散安定性がより向上する傾向にある。
酸の総含有量は、ブラックインク100質量%に対して、好ましくは0.050〜1.0質量%であり、より好ましくは0.10〜0.50質量%であり、さらに好ましくは0.20〜0.40質量%である。酸の総含有量が0.050質量%以上であることにより、アルカリイオンをより多くインク中に添加することができるため、凝集抑制作用がより向上する傾向にある。また、酸の総含有量が1.0質量%以下であることにより、ブラックインクpHが安定し外乱に対してより凝集が生じにくくなる傾向にある。
(pH)
ブラックインクのpHは、好ましくは8.0〜10.5であり、より好ましくは8.5〜10.5であり、さらに好ましくは9〜10である。ブラックインクのpHが上記範囲内であることにより、pHが安定し外乱に対してより凝集が生じにくくなる傾向にある。
(その他の成分)
本発明は、その他の成分として、界面活性剤、浸透剤、保湿剤、防腐剤、防錆剤、pH調整剤、など種々の物質を含んでもよいものとする。
〔カラーインク〕
カラーインクは、特に限定されないが、例えば、ブラック顔料以外の色材、樹脂粒子、ベンタイン、水を含み得る。カラーインクは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。樹脂粒子、ベンタイン、水としては、ブラックインクと同様のものを用いることができ、ブラックインク中に含まれる各主成分と同一のものを用いても、異なるものを用いてもよい。
(色材)
色材としては、特に限定されないが、例えば、色の種類に応じて以下のものが挙げられる。
ホワイトインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントホワイト 6、18、21、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化アンチモン、及び酸化ジルコニウムの白色無機顔料が挙げられる。当該白色無機顔料以外に、白色の中空樹脂粒子及び高分子粒子などの白色有機顔料を使用することもできる。
イエローインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントイエロー 1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、16、17、24、34、35、37、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、99、108、109、110、113、114、117、120、124、128、129、133、138、139、147、151、153、154、167、172、180が挙げられる。
マゼンタ顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントレッド 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、88、112、114、122、123、144、146、149、150、166、168、170、171、175、176、177、178、179、184、185、187、202、209、219、224、245、又はC.I.ピグメントヴァイオレット 19、23、32、33、36、38、43、50が挙げられる。
シアン顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメントブルー 1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:34、15:4、16、18、22、25、60、65、66、C.I.バットブルー 4、60が挙げられる。
また、マゼンタ、シアン、及びイエロー以外のカラーインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、C.I.ピグメント グリーン 7,10、C.I.ピグメントブラウン 3,5,25,26、C.I.ピグメントオレンジ 1,2,5,7,13,14,15,16,24,34,36,38,40,43,63が挙げられる。
(アルカリイオン)
カラーインクは、金属アルカリイオンを含んでもよい。この場合、カラーインク中の金属アルカリイオンの含有量は、好ましくは0〜0.30mol/Lであり、より好ましくは0〜0.10mol/Lであり、さらに好ましくは0mol/Lである。金属アルカリイオンの含有量が0.30mol/L以下であることにより、ワイピングの際にカラーインクとブラックインクが混色したとしても、凝集の発生がより抑制される。
本実施形態のインクセットは、下記態様の記録装置に特に有用に用いることができるが、インクセットの用途は以下に限定されない。
〔記録装置〕
本実施形態の記録装置は、インクジェット吐出ノズルを有するプリンタヘッドと、前記インクジェット吐出ノズルをワイプ部材でワイピングするワイプ機構と、を有し、上記インクセットが搭載されたものである。
図1は、ラインヘッドを備えた記録装置(インクジェット式記録装置)の構成を示す模式図である。以下、記録装置の構成を、図1を参照しながら説明する。
図1に示すように、記録装置10は、記録用紙11をプラテン12上に搬送する搬送ローラー13と、搬送ローラー13を回転駆動するステップモーター14と、ガイドレール15により記録用紙11の搬送方向(第1方向)に対して直角方向に移動可能に取り付けられ搬送された記録用紙11にインク滴を吐出するラインヘッド20と、記録用紙11の搬送方向に対して直角方向にラインヘッド20を振動させる振動素子30(図3、図4参照)と、装置全体をコントロールするコントローラー40とを備える。
振動素子30は、例えば、PZTなどの圧電素子(電歪振動子)により形成されており、ラインヘッド20に取り付けられている。したがって、振動素子30を振動させることにより、ラインヘッド20をガイドレール15に沿って記録用紙11の搬送方向に対して直角方向に振動させることができる。
コントローラー40は、CPU41を中心としたマイクロプロセッサーとして構成されており、CPU41の他に、各種処理プログラムを記憶するROM42と、データを一時的に記憶するRAM43と、データを書き込み消去可能なフラッシュメモリー44と、外部機器と情報のやり取りを行なうインターフェイス(I/F)45と、図示しない入出力ポートとを備える。
RAM43には、印刷バッファー領域が設けられており、この印刷バッファー領域には、ユーザーPC46からインターフェイス(I/F)45を介して受信した印刷用データを記憶することができるようになっている。コントローラー40には、操作パネル47からの各種操作信号などが入力ポートを介して入力されており、コントローラー40からは、ラインヘッド20への駆動信号やステップモーター14への駆動信号、操作パネル47への出力信号などが出力ポートを介して出力されている。
なお、操作パネル47は、ユーザーからの各種の指示を入力すると共に状態を表示出力するためのデバイスであり、図示しないが、各種の指示に対応する文字や図形または記号が表示されるディスプレイやユーザーが各種操作を行なうためのボタン類が設けられている。
(プリンタヘッド)
プリンタヘッドは、インクジェット吐出ノズルを有する。1色あたりのノズル数は、好ましくは600以上であり、より好ましくは2000以上であり、さらに好ましくは4000以上である。1色あたりのノズル数が600以上であると、ワイピングするインク量が多く、凝集が発生しやすい傾向にある。したがって、本発明が特に有用となる。
図2は、ラインヘッドの構造を示す模式平面図である。図2(a)は、第1基板としてのベースプレートとノズルユニットとを組み合わせた状態を示す模式平面図である。図2(b)は、ベースプレートの構造を示す模式平面図である。図2(c)は、ノズルユニットの構造を示す模式平面図である。以下、ラインヘッドの構造を、図2(a)〜図2(c)を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、例えば、3色のインクを用いる場合のノズルの配置を示している。
図2に示すように、ラインヘッド20は、ベースプレート21と、このベースプレート21に並べて固定された複数のノズルユニット22とを備えている。
ベースプレート21としては、例えば、ガラスなどの透明基板が挙げられる。ベースプレート21には、インクを吐出するための第1ノズル孔23が複数形成されている。
このような構成においてプリンタヘッドが、斜めヘッドであることが好ましい。斜めヘッドであると、ノズルの見かけの解像度は向上するが、ワイピング面積が広くなるため、ブラックインクとカラーインクの混色面積が広く凝集しやすくなる。したがって、本発明が特に有用となる。なお、「斜めヘッド」とは、紙送り方向に対してプリンタヘッドを斜めに配置しているヘッドをいう。具体的には、第1方向である搬送方向に対して傾斜するように並列して、複数の第1ノズル孔23からなるノズル列が複数設けられているヘッドをいう。
更に、ベースプレート21には、複数のノズルユニット22を接合する際に用いるアライメントマーク24が形成されている。
また、第1ノズル孔23及びアライメントマーク24は、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いて、ベースプレート21に形成されている。フォトリソグラフィ法を用いることにより、第1ノズル孔23及びアライメントマーク24の位置精度を向上させることができる。具体的には、例えば、位置精度を0.5μm以下に抑えることができる。
ノズルユニット22は、インクを吐出させるものであり、ノズル列毎に配置されている。また、ノズルユニット22は、インクを吐出する部分である複数の第2ノズル孔25が形成された第2基板としてのノズルユニットプレート26(図3、図4参照)を有する。ノズルユニットプレート26は、例えば、シリコン基板やガラス基板などである。
なお、ノズルユニット22がベースプレート21に接合された際には、第2ノズル孔25と第1ノズル孔23が連通するようになっている。また、ノズルユニット22には、ノズルユニット22とベースプレート21とを接合する際に用いるアライメントマーク27が形成されている。
このようなノズルユニット22がベースプレート21に複数並べられることにより、記録用紙11の全幅に亘ってノズル孔23,25が配列されることになる。ラインヘッド20は、ベースプレート21のアライメントマーク24を基準にノズルユニット22のアライメントマーク27を合わせて配置することにより、高画質印字を可能にしている。
図3は、図2に示すラインヘッドのA部の構造を模式的に示す拡大斜視図である。図4は、図3に示すラインヘッドのB−B'線に沿う模式断面図である。以下、ラインヘッドの構造を、図3及び図4を参照しながら説明する。
図3及び図4に示すラインヘッド20は、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)等の色のうちの一色と対応するラインヘッド20の構造を示す図である。なお、他の色に対応するラインヘッド20の構造も同様となっている。
ラインヘッド20を構成するノズルユニット22は、ノズルユニットプレート26とアクチュエーター22aとを有する。アクチュエーター22aは、振動板31と隔壁32とを有し、ノズルユニットプレート26と振動板31とによって隔壁32を挟み込んでいる。更に、アクチュエーター22aは、第2ノズル孔25の各々に連通したインク圧力室33を備え、各インク圧力室33の圧力を圧電素子(振動素子30)を用いて変化させ、インクを吐出する構造を有している。また、インク圧力室33は、大容量の共通インク室34を介して相互につながっており、共通インク室34にはインク供給源(図示せず)からインクが供給される構造を有している。
ノズルユニット22の上部には、例えば、溶媒に染料または顔料を含有したシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色のインクを個別に収容したインクカートリッジ35(図1参照)が配置されている。そして、インクカートリッジ35から供給される各色インクに対応するインク滴36が、第2ノズル孔25から第1ノズル孔23を通って吐出できるようになっている。
なお、ラインヘッド20からインク滴36を吐出させる手法としては、圧電素子(ピエゾ素子)に電圧を作用させることによりこの圧電素子を変形させてインク滴36を吐出するピエゾ方式や、ヒーターなどの発熱抵抗体に電圧を作用させてインクを過熱させることにより気泡を発生させこの気泡によりインクを加圧してインク滴36を吐出するサーマルインクジェット方式などを用いることができる。
各ベースプレート21の複数の第1ノズル孔23は、例えば、0.2mmの間隔(ピッチ)をもって一直線状に形成されており、それらの第1ノズル孔23の右端と左端の間の距離は、記録用紙11の幅よりもやや大きい。そして、各インク圧力室33の振動板31を挟んだ上側には、第1電極37、ピエゾ素子38、および第2電極39がそれぞれ積層されている。
図4に示すように、ベースプレート21の第1ノズル孔23の断面形状は、例えば、異なる傾斜を有する二段のテーパー孔23a,23bとなっている。第1ノズル孔23と連通する第2ノズル孔25の孔径は、第1ノズル孔23の孔径より大きくなっている。
このように、第1ノズル孔23をインクが吐出する正規の孔径で形成し、第2ノズル孔25を第1ノズル孔23より大きく設定することにより、ベースプレート21とノズルユニット22とを組み合わせた際の位置ずれ(合わせ精度)が許容でき、吐出量などの変化に影響を与えることを抑えることができる。
振動板31の近傍には、インクカートリッジ35と繋がった孔51が設けられている。インクカートリッジ35の各色のインクパック(図示せず)から、孔51を介して共通インク室34へインクを供給した上で、ピエゾ素子38へ両電極37,39から電圧を印加すると、ピエゾ素子38の伸縮による振動板31の振動を受けてインク圧力室33の内圧が変化し、そのインク圧力室33に貯留されているインクがノズル孔23,25からインク滴36として吐出される。
(ワイプ機構)
次に、インクジェット吐出ノズルをワイプ部材でワイピングするワイプ機構について説明する。ワイプ機構としては、加圧してワイピングするものが好ましい。加圧ワイプの場合であって、ノズル数が多い場合、ワイピングのよるノズル内インク引き込み抑制のため、ノズルからインクを出してワイピングする(加圧ワイプする)とよい。しかしながら、加圧ワイプをすると、より一層、ワイピングするインク量が多くなるため、凝集が発生しやすくなる傾向にある。したがって、本発明が特に有用となる。
以下、本実施形態の有し得るメンテナンス装置129を例にワイプ機構について説明する。まず、図5に示すように、メンテナンス装置129は、上側が開口した有底略四角箱状のキャップ部材141を備えている。キャップ部材141の周壁141aの上面全体には、可撓性材料からなる四角枠状のシール部材142が配置されている。
また、図5(a),(b)に示すように、キャップ部材141の内部には、記録ヘッド119のノズル形成面119aに対して上下方向で対向するように、ゴムなどの弾性部材により形成された平面視略矩形板状の当接部材143が配置されている。当接部材143の上面143aには、断面矩形状をなす複数の流路144が記録ヘッド119のノズル列と交差する方向(すなわち、主走査方向である左右方向)に沿って直線状に形成されている。すなわち、流路144は当接部材143において左右方向の両端が開口する溝状に形成されている。
そして、本実施形態では、各流路144の流路断面積はノズル121のノズル開口121aの開口面積よりも小さくなっている。つまり、流路144の圧力損失とノズル121の圧力損失とを比較した場合、流路144の圧力損失の方がノズル121の圧力損失よりも大きくなっている。したがって、ノズル121から排出されて流路144に流入したインクは、流路144内においてノズル121内を流動した場合よりも大きな流動抵抗を受けることになる。なお、そのように圧力損失を大きく設定された流路144であっても、気体の通過は許容する。ちなみに、本実施形態の場合、ノズル開口121aの大きさは20〜50μmであり、流路144はこれより小さい溝なので、流路144内にインクが流入しても溝にそって広がることはなく、細い溝に保持される。
また、当接部材143は、キャップ部材141の底壁141b上にコイルばね145を介して支持されている。そして、本実施形態では、当接部材143の上面143aはキャップ部材141におけるシール部材142の先端部よりも低い位置に配置されるように、コイルばね145の非収縮状態時(通常時)の長さが設定されている。
さらに、図5(b)に示すように、当接部材143における長手方向(左右方向)の寸法は、キャップ部材141の長手方向(左右方向)の寸法よりも短くなっている。そして、当接部材143をキャップ部材141内に配置した場合には、キャップ部材141の周壁141aと当接部材143の左右両側面とが離間している。すなわち、当接部材143の左右両側面に開口している流路144の両端が開放された状態になっている。
そして、当接部材143は、記録ヘッド119のノズル形成面119aに対して当接(接触)した状態では、記録ヘッド119のノズル形成面119aに形成されている全てのノズル121それぞれの開口を覆蓋するようになっている。ここで、記録ヘッド119や当接部材143が僅かに変形している場合には、記録ヘッド119のノズル形成面119aと当接部材143の上面143aとは密着した面接触状態とならず、ノズル形成面119aと上面143aとの間には隙間空間域CS(図6参照)が形成される。そして、この隙間空間域CSはインクが流入した場合の圧力損失が、ノズル121がインクを流動させる場合の圧力損失よりも大きくなるように、当接部材143の上面143aが形成されている。このように、当接部材143の上面143aは、ノズル形成面119aと当接する当接面として機能する。
また、キャップ部材141における底壁141bの略中央部には、キャップ部材141からインクを排出するため排出管146が下方に向かって突設されている。排出管146には、吸引手段としてのチューブポンプ151を構成する可撓性部材からなる排出チューブ147の一端側(上流側)が接続されている。一方、排出チューブ147の他端側(下流側)は廃インクタンク148内に挿入されている。また、廃インクタンク148内には、多孔質材料からなる廃インク吸収材149が収容されている。
キャップ部材141と廃インクタンク148との間には、チューブポンプ151が配置されている。チューブポンプ151は、略円筒状をなすケース152内に、排出チューブ147の中間部と、ケース152の軸線を中心に回転する回転体153と、回転体153の回転時にケース152の内周面に沿って移動しながら排出チューブ147を押圧可能な一対の押圧ローラー154とを収容している。そして、回転体153を正方向(図5(a)に実線矢印で示す時計回り方向)に回動させると、押圧ローラー154が排出チューブ147の中間部をキャップ部材141側(上流側)から廃インクタンク148側(下流側)へ順次押し潰しながら回動する。この回動により排出チューブ147内の空気が追い出されて、チューブポンプ151より上流側の排出チューブ147の内部が減圧される。そして、キャップ部材141内のインクが吸引される。また、回転体153を逆方向に回動させると、排出チューブ147内の減圧状態が解消されるようになっている。
また、メンテナンス装置129は、キャップ部材141を上下方向に昇降移動させるための昇降機構161を備えている。昇降機構161は、キャップ部材141に下方から当接するカム部材162と、カム部材162を回動させるための第2モーター163と、動力伝達機構164とを備えている。そして、第2モーター163を正方向に駆動させると、動力伝達機構164を介してカム部材162が回動されて、キャップ部材141が上昇して当接部材143がノズル形成面119aに当接するようになっている。
次に、上記のように構成された記録装置の作用について、特に記録ヘッド119のノズル121から気泡を除去する場合の作用に着目して説明する。記録装置においては、インクカートリッジの交換時にインク供給チューブ内に気泡が混入したり、ノズル121の開口からノズル121内に気泡が混入したりすることによりドット抜けが生じたりする。こうしたドット抜けに起因する記録品質の低下を抑制するため、記録装置ではメンテナンス装置129を用いて加圧クリーニングが実行される。
まず、加圧クリーニングが開始されると、記録装置は、キャリッジをメンテナンス装置129の上方域のホームポジションまで移動させて停止させる。そして次に、昇降機構161がキャップ部材141を上昇させてキャップ部材141におけるシール部材142の先端部をノズル形成面119aに対して当接させる。すると、ノズル形成面119aとキャップ部材141との間に閉空間域Sが形成される。そして、その状態から昇降機構161がキャップ部材141を更に上昇させると、シール部材142の先端部がノズル形成面119aに対して強く圧接するようになる。
すると、キャップ部材141におけるシール部材142がノズル形成面119aによって押し潰されるように上下方向に圧縮されるため、キャップ部材141の底壁141bがノズル形成面119aに対して接近する。その結果、図6(a)に示すように、当接部材143がキャップ部材141の底壁141b上にコイルばね145を介して支持された状態で、ノズル形成面119aに形成されたノズル121のノズル開口121aを覆うように、ノズル形成面119aに対して当接する(当接段階)。ここで、記録ヘッド119や当接部材143に僅かに変形がある場合には、記録ヘッド119のノズル形成面119aと当接部材143の上面143aとの間に隙間空間域CSが形成される。
そして次に、当接部材143が記録ヘッド119のノズル形成面119aに当接した状態で、記録ヘッド119を駆動させる。すると、内部に気泡が混入していない正常なノズル121(図6において両端のノズル)からそれぞれ対向する流路144に向かってインクが吐出される(吐出段階)。このとき、流路144はノズル121よりも断面積が小さいので、正常なノズル121から排出されたインクは、そのノズル121が対応する流路144を通過して排出されずに、その流路144内に残留する。一方、気泡が混入しているノズルは記録ヘッド119を駆動してもインクは吐出されないので、流路144にはインクは流入しない。そのため、吐出されたインクが存在する流路144における流路抵抗は、インクが存在していない流路144における流路抵抗よりも大きくなる。
そして次に、開閉弁を閉弁状態にするとともに、加圧ポンプを駆動して圧力室のインクを排出方向に押し出す。加圧ポンプによって圧力室から押し出されたインクは、上流側へと流れることが抑制されて下流側となる記録ヘッド119側に向かって流れる。そして、圧力室から押し出されたインクにより、インク供給チューブ及びインク室を介してノズル121内のインクに対して圧力を付与する。すると、図6(b)に示すように、まず、記録ヘッド119に形成されたノズル121のうちインクが排出されやすい正常なノズル121(図6において両端のノズル)から、対向する各流路144に向かってインクが排出される。
正常なノズル121から排出されたインクは、各ノズル121に対向する各流路144内を両端の開口に向かって左右両方向に流れよう(通過しよう)とするが、その流路144内は先の吐出段階で流入したインクが残留しているために流路144の圧力損失が大きくなっている。そのため、この流路144内を流動しようとするインクは流路144の流路抵抗を受けるため、流路144内を流れる(通過する)インク量が規制される。そのため、正常なノズル121からのインクの排出が抑制される。
また、記録ヘッド119のノズル形成面119aと当接部材143の上面143aとの間に隙間空間域CSが形成されている場合には、正常なノズル121から排出されたインクは、隙間空間域CSを、各ノズル121を中心として円形状に流れて広がろうとする。しかし、この場合の隙間空間域CSも、流路144の場合と同様に、ノズル121よりも隙間空間域CSの圧力損失が大きくなるため、隙間空間域CSを流れるインク量が規制されることにより正常なノズル121からのインクの排出が抑制される。
ここで、ノズル121内への加圧方法は定量加圧であるため、正常なノズル121からのインクの排出が抑制されると、より圧力損失の小さい流路、すなわちまだインクを排出していない内部に気泡が混入したノズル121(図6において真ん中のノズル)に対して加圧ポンプにより付与された加圧力が相乗的に集中する。その結果、図6(c)に示すように、気泡が混入したノズル121に対して高い圧力がかかるため、内部の気泡がインクとともに排出される(液体排出段階)。そして、ノズル121から排出された気泡(気体)は、流路144を通過して当接部材143外に排出される。これらの点で、当接部材143は、ノズル開口121aを覆うようにノズル形成面119aに当接する上面(当接面)143aを有するとともにノズル121よりも圧力損失が大きい流路であって且つ気体の通過は許容する流路144が形成された流路形成部材として機能する。排出されたインクは流路144に流入するので、圧力損失が大きくなり全ノズルに亘ってインクの排出が抑制される。そして、開閉弁を開弁状態として、加圧クリーニングが終了する。
以上のように、記録ヘッド119におけるノズル121の加圧クリーニングが終了すると、昇降機構161はキャップ部材141を元の位置まで降下させる。その後、チューブポンプ151を駆動させることにより、キャップ部材141の内部空間域を空吸引する。すると、当接部材143の各流路144内に流入して残留したインクは、各流路144の開口した両端から吸引されて廃インクタンク148内に排出される。
また、記録ヘッド119におけるノズル121の加圧クリーニングが終了したのち、記録処理を開始(再開)するまでに時間が空く場合には、当接部材143の各流路144内にインクを残留させた状態でキャップ部材141を記録ヘッド119のノズル形成面119aに当接させる。各流路144内にインクが存在することにより、そのインクの保湿作用でノズル121内のインクの乾燥を抑制することができる。
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
[インク組成物用の材料]
下記の実施例及び比較例において使用したインク組成物用の主な材料は、以下の通りである。
〔色材〕
カーボンブラック(CAB−O−JET300(キャボット社製商品名、固形分15%、表面にカルボキシル基あり)

〔樹脂粒子〕
スチレンアクリル(星光PMC社製、KE−1060、表面にカルボキシル基あり)
ウレタン(三洋化成社製、ユープレンUXA307、表面にカルボキシル基なし)
ポリエチレン(東邦化学工業社製、ハイテックE、表面にカルボキシル基なし)
〔界面活性剤〕
日信化学工業社製 オルフィンE1010
〔保湿剤〕
グリセリン
〔浸透剤〕
1.2−ヘキサンジオール
〔有機アルカリ化合物〕
TPA(トリイソプロパノールアミン)
TEA(トリエタノールアミン)
〔酸〕
オレイン酸
リン酸
ホウ酸
〔ベタイン〕
トリメチルグリシン
ジメチルグリシン
グリシン
〔界面活性剤〕
アセチレングリコール系界面活性剤(日信化学工業社製、製品名E1010)
〔保湿剤〕
グリセリン
〔浸透剤〕
1,2−ヘキサンジオール
[ブラックインク組成物の調製]
各材料を下記の表1に示す組成で混合し、十分に撹拌し、各インク組成物を得た。具体的には、各材料を均一に混合し、フィルタで不溶解物を除去することにより、各インクを調製した。なお、下記の表1中、数値の単位は質量%であり、合計は100.0質量%である。
[カラーインク組成物の調製]
カラーインク組成物(C色インク、M色インク、Y色インク)は、顔料として、C.I.PIGMENT BLUE15:4、C.I.PIGMENT RED122、又はC.I.PIGMENT YELLOW74を用い、金属アルカリイオンの総量を表1に記載の量としたこと以外は、ブラックインク組成物と同じ組成とした。
Figure 2016132758
〔ワイピングの際の凝集性評価〕
上記のようにして得られた各インク組成物を記録装置のインクタンクに充填し、初期充填シーケンスに従い、ヘッドへの初期充填動作を行った。この後、ヘッドの全ノズルからインクが吐出できるかどうかを確認した。そして、プリンタを40℃の恒温槽に入れ、JEITA標準パターンJ12を1分連続印字と40℃で1回ワイピングを行う動作を10回繰り返した後、ノズル抜け本数を確認した。なお、記録装置としては、ブラックインクを吐出するノズル数が1ヘッドあたり、360本、600本、2000本、又は4000本である記録装置を用いた。
また、プリンタを40℃の恒温槽に入れ、JEITA標準パターンJ12を1分連続印字と40℃で1回ワイピングを行う動作を10回繰り返す作業を、100日間継続してノズル抜け本数を確認した。これを100日印字の室温加速条件とした。なお、記録装置としては、ブラックインクを吐出するノズル数が1ヘッドあたり、600本又は4000本である記録装置を用いた。ノズル抜け本数に基づいて、下記評価基準によりワイピングの際の凝集性を評価した。
(評価基準)
◎:ノズル抜け0本
○:ノズル抜け1〜10本
△:ノズル抜け11〜29本
×:ノズル抜け30本以上
10…記録装置、11…記録用紙、12…プラテン、13…搬送ローラー、14…ステップモーター、15…ガイドレール、20…ラインヘッド、21…第1基板としてのベースプレート、21a,21b…前駆体プレート、22…ノズルユニット、22a…アクチュエーター、23…第1ノズル孔、23a,23b…テーパー孔、24…アライメントマーク、25…第2ノズル孔、26…第2基板としてのノズルユニットプレート、27…アライメントマーク、30…振動素子、31…振動板、32…隔壁、33…インク圧力室、34…共通インク室、35…インクカートリッジ、36…インク滴、37…第1電極、38…ピエゾ素子、39…第2電極、40…コントローラー、41…CPU、42…ROM、43…RAM、44…フラッシュメモリー、45…インターフェイス、46…ユーザーPC、47…操作パネル、CS…隙間空間域、S…閉空間域、119…液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド、119a…ノズル形成面、121…ノズル、121a…ノズル開口、127…加圧手段としての加圧ポンプ、141…キャップ部材、143…流路形成部材としての当接部材、143a…当接面としての上面、144…流路、151…吸引手段としてのチューブポンプ。

Claims (10)

  1. ブラックインクと、カラーインクと、を備え、
    前記ブラックインクが、表面にカルボキシル基を有するカーボンブラックと、表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子と、ベタインと、アルカリイオンと、水と、を含み、
    前記アルカリイオンが、カリウムイオンと、ナトリウムイオンと、有機アルカリ化合物と、を含み、
    前記カリウムイオンの含有量が、前記アルカリイオンのうち、最も多い、
    インクセット。
  2. 前記ブラックインクにおいて、
    前記カリウムイオンの含有量が、0.0010〜0.20mol/Lであり、
    前記ナトリウムイオンの含有量が、0.00010〜0.10mol/Lである、
    請求項1に記載のインクセット。
  3. 上記カラーインクが、金属アルカリイオンを含み、
    前記金属アルカリイオンの含有量が、0〜0.10mol/Lである、
    請求項1又は2に記載のインクセット。
  4. 前記ブラックインクが、有機酸、リン酸化合物、及びホウ酸化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の酸を含む、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクセット。
  5. 1色あたり4000ノズル以上のインクジェット吐出ノズルを有するプリンタヘッドと、前記インクジェット吐出ノズルをワイプ部材でワイピングするワイプ機構と、を有する記録装置に用いられる、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクセット。
  6. 前記ワイプ機構が、前記インクジェット吐出ノズルを前記ワイプ部材で加圧してワイピングする機構である、
    請求項5に記載のインクセット。
  7. 上記有機アルカリ化合物が、トリイソプロパノールアミン及びトリエタノールアミンからなる群より選ばれる1種以上を含む、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクセット。
  8. 上記ベタインが、トリメチルグリシン、ジメチルグリシン、及びグリシンからなる群より選ばれる1種以上を含む、
    請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクセット。
  9. インクジェット吐出ノズルを有するプリンタヘッドと、前記インクジェット吐出ノズルをワイプ部材でワイピングするワイプ機構と、を有し、
    請求項1〜8のいずれか1項に記載のインクセットが搭載された、記録装置。
  10. 前記プリンタヘッドが、斜めヘッドである、請求項9に記載の記録装置。
JP2015009816A 2015-01-21 2015-01-21 インクセット及び記録装置 Active JP6735063B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015009816A JP6735063B2 (ja) 2015-01-21 2015-01-21 インクセット及び記録装置
US15/001,570 US10000650B2 (en) 2015-01-21 2016-01-20 Ink set and recording apparatus
US15/982,473 US10479904B2 (en) 2015-01-21 2018-05-17 Ink set and recording apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015009816A JP6735063B2 (ja) 2015-01-21 2015-01-21 インクセット及び記録装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016132758A true JP2016132758A (ja) 2016-07-25
JP6735063B2 JP6735063B2 (ja) 2020-08-05

Family

ID=56407337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015009816A Active JP6735063B2 (ja) 2015-01-21 2015-01-21 インクセット及び記録装置

Country Status (2)

Country Link
US (2) US10000650B2 (ja)
JP (1) JP6735063B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018058972A (ja) * 2016-10-04 2018-04-12 株式会社リコー インク、インク収容容器、インクと記録媒体のセット、印刷方法、印刷装置、及び印刷物
WO2018180821A1 (ja) * 2017-03-28 2018-10-04 セイコーエプソン株式会社 記録方法
WO2020054289A1 (ja) * 2018-09-14 2020-03-19 富士フイルム株式会社 インクセット及び画像記録方法並びにインク組成物
WO2020179313A1 (ja) * 2019-03-05 2020-09-10 富士フイルム株式会社 インク組成物、インクセット、及び画像形成方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112937099B (zh) * 2021-02-05 2022-12-20 南通星焰智能科技有限公司 一种纺织品印刷设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003082024A (ja) * 2000-10-12 2003-03-19 Seiko Epson Corp ポリマーエマルジョンの製造方法およびそれを含んでなるインク組成物
JP2004339284A (ja) * 2003-05-13 2004-12-02 Brother Ind Ltd インクジェット記録用水性インクセット
JP2006160950A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Kiwa Kagaku Kogyo Kk 水性顔料分散体、インクジェット記録用インク並びにこれを用いた記録方法及び捺染方法
JP2008069355A (ja) * 2001-10-18 2008-03-27 Seiko Epson Corp 水性インク、水性インクセット及び分散液の製造方法
JP2012136589A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Seiko Epson Corp 顔料インク、インクジェット記録装置、及びインクジェット記録方法
JP2013010824A (ja) * 2011-06-28 2013-01-17 Seiko Epson Corp インクセットおよびこれを用いた液滴吐出装置
JP2013506730A (ja) * 2009-09-30 2013-02-28 イーストマン コダック カンパニー インクジェット印刷用の顔料系インク

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6189991B1 (en) * 1998-08-14 2001-02-20 Eastman Kodak Company Compensating for receiver skew and changing resolution in ink jet printer
WO2003033602A1 (en) 2001-10-18 2003-04-24 Seiko Epson Corporation Water-based ink, water-based ink set, and process for producing dispersion
US7055944B2 (en) * 2002-06-03 2006-06-06 Ricoh Company, Ltd. Recording ink and manufacturing method thereof, ink cartridge, ink recorded matter, inkjet recording apparatus, and inkjet recording method
JP4452436B2 (ja) * 2002-09-30 2010-04-21 富士フイルム株式会社 インクジェット記録用ブラックインク
JP5672065B2 (ja) * 2010-03-02 2015-02-18 株式会社リコー インクジェット記録用インク、並びに、インクジェット記録用インクセット、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、及びインク記録物
JP2011213059A (ja) * 2010-04-01 2011-10-27 Seiko Epson Corp インクジェット記録方法
US8955954B2 (en) * 2010-12-24 2015-02-17 Seiko Epson Corporation Pigment ink, ink jet recording apparatus, and ink jet recording method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003082024A (ja) * 2000-10-12 2003-03-19 Seiko Epson Corp ポリマーエマルジョンの製造方法およびそれを含んでなるインク組成物
JP2008069355A (ja) * 2001-10-18 2008-03-27 Seiko Epson Corp 水性インク、水性インクセット及び分散液の製造方法
JP2004339284A (ja) * 2003-05-13 2004-12-02 Brother Ind Ltd インクジェット記録用水性インクセット
JP2006160950A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Kiwa Kagaku Kogyo Kk 水性顔料分散体、インクジェット記録用インク並びにこれを用いた記録方法及び捺染方法
JP2013506730A (ja) * 2009-09-30 2013-02-28 イーストマン コダック カンパニー インクジェット印刷用の顔料系インク
JP2012136589A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Seiko Epson Corp 顔料インク、インクジェット記録装置、及びインクジェット記録方法
JP2013010824A (ja) * 2011-06-28 2013-01-17 Seiko Epson Corp インクセットおよびこれを用いた液滴吐出装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018058972A (ja) * 2016-10-04 2018-04-12 株式会社リコー インク、インク収容容器、インクと記録媒体のセット、印刷方法、印刷装置、及び印刷物
WO2018180821A1 (ja) * 2017-03-28 2018-10-04 セイコーエプソン株式会社 記録方法
JP2018165020A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 セイコーエプソン株式会社 記録方法、及び記録物
JP7024198B2 (ja) 2017-03-28 2022-02-24 セイコーエプソン株式会社 記録方法、及び記録物
WO2020054289A1 (ja) * 2018-09-14 2020-03-19 富士フイルム株式会社 インクセット及び画像記録方法並びにインク組成物
JPWO2020054289A1 (ja) * 2018-09-14 2021-08-30 富士フイルム株式会社 インクセット及び画像記録方法並びにインク組成物
JP7109563B2 (ja) 2018-09-14 2022-07-29 富士フイルム株式会社 インクセット及び画像記録方法並びにインク組成物
WO2020179313A1 (ja) * 2019-03-05 2020-09-10 富士フイルム株式会社 インク組成物、インクセット、及び画像形成方法
JPWO2020179313A1 (ja) * 2019-03-05 2021-12-02 富士フイルム株式会社 インク組成物、インクセット、及び画像形成方法
JP7185012B2 (ja) 2019-03-05 2022-12-06 富士フイルム株式会社 インク組成物、インクセット、及び画像形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20180265726A1 (en) 2018-09-20
US20160208122A1 (en) 2016-07-21
US10479904B2 (en) 2019-11-19
JP6735063B2 (ja) 2020-08-05
US10000650B2 (en) 2018-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10479904B2 (en) Ink set and recording apparatus
JP5146041B2 (ja) インクジェットプリンタ及びインクジェットヘッド洗浄液
JP2002144599A (ja) インクジェト記録装置および予備吐出方法
EP1834783B1 (en) Method of cleaning head and inkjet recording apparatus
US10717283B2 (en) Cap device and liquid ejecting apparatus
US7814918B2 (en) Apparatus for cleaning inkjet head and cleaning method thereof
JP2015052055A (ja) インクジェット記録用インク、インクジェット記録方法、インクジェット記録用ヘッド及びインクジェット記録装置
CN101090825B (zh) 清洁喷墨头的设备及其清洁方法
JP2007001067A (ja) 液滴吐出装置及び液滴吐出面のクリーニング方法
US7247198B2 (en) Water base for ink-jet recording and ink-jet recording method
US10654267B2 (en) Liquid discharging apparatus
US6652086B1 (en) Image erasing device, and image display apparatus and image recording apparatus equipped with the image erasing device
JP2007118313A (ja) 液吐出ヘッド及び液体吐出装置
JP2015052054A (ja) インクジェット記録用のインク、記録ヘッドおよびインクジェット記録装置
US7780275B2 (en) Image forming apparatus and droplet ejection control method
JP2017214461A (ja) インクジェット記録用インク、インクジェット記録方法、およびインクジェット記録装置
US10301495B2 (en) Ink jet recording method and ink jet recording apparatus
JP2017124517A (ja) 液体吐出装置、液体吐出ヘッドのワイピング方法
JP7391592B2 (ja) インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置
JP6228634B2 (ja) インクジェット記録用インク、およびインクジェット記録方法
JP2008127507A (ja) 記録液、記録方法及び記録液カートリッジ
JP2023034648A (ja) 液体噴射装置および液体噴射ヘッド
JP2023034647A (ja) 液体噴射装置および液体噴射ヘッド
JP6158000B2 (ja) インク、インクセット、インクジェット記録方法、インクジェット記録用ヘッド、及びインクジェット記録装置
JP5355065B2 (ja) インクセット及びインクジェット記録方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171213

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180615

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180621

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180802

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180919

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190326

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190531

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20190610

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20190802

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200217

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200713

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6735063

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150