JP2018044087A - インクセット、インクカートリッジセット、記録装置、及び、記録方法 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1には、「インクを収容したインク収容部、インク滴を吐出させるための記録ヘッド、画像印字後の記録メディアに赤外線を照射する手段を設けたインクジェット記録装置に用いるインクであって、該インクが少なくとも水、色材およびカーボンナノチューブを含むことを特徴とするインクジェット記録用インク。」が提案されている。
また、特許文献2には、「カーボンナノチューブを含有するインク組成物において、少なくともカーボンナノチューブと溶媒と下記化学式(1)で表されるイミダゾリジノン化合物と下記化学式(2)で表されるプロピレン尿素化合物を含有することを特徴とするカーボンナノチューブインク組成物。」が提案されている。
カーボンナノチューブAを含有する第1インクと、波長760nm以上1,500nm以下における極大吸収波長が前記カーボンナノチューブAと異なるカーボンナノチューブBを含有する第2インクとを有するインクセットである。
前記カーボンナノチューブAが、カイラル指数(n1,m1)を有するカーボンナノチューブを最も多く含み、前記カーボンナノチューブBが、カイラル指数(n2,m2)を有するカーボンナノチューブを最も多く含み、前記カイラル指数(n1,m1)と前記カイラル指数(n2,m2)とが異なる値である請求項1に記載のインクセットである。
前記第1インク及び前記第2インクがそれぞれ、ポリビニルピロリドンを含有する請求項1又は請求項2に記載のインクセットである。
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のインクセットが有する前記第1インクを収容した第1インクカートリッジと、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のインクセットが有する前記第2インクを収容した第2インクカートリッジと、を有するインクカートリッジセットである
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のインクセットが有する第1インク及び第2インクを収容し、前記第1インクを記録媒体上に吐出する第1吐出ヘッド、前記第2インクを記録媒体上に吐出する第2吐出ヘッド、前記記録媒体上に吐出された前記第1インクを乾燥する第1赤外線照射手段、及び、前記記録媒体上に吐出された前記第2インクを乾燥する第2赤外線照射手段、を備え、前記第1赤外線照射手段が照射する赤外線のピーク波長と、前記第2赤外線照射手段が照射する赤外線のピーク波長とが異なる記録装置である。
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のインクセットが有する前記第1インクを記録媒体上に吐出する工程、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のインクセットが有する前記第2インクを記録媒体上に吐出する工程、前記記録媒体上に吐出された前記第1インクを赤外線の照射により乾燥する工程、及び、前記記録媒体上に吐出された前記第2インクを赤外線の照射により乾燥する工程、を有し、前記第1インクを乾燥する赤外線のピーク波長と、前記第2インクを乾燥する赤外線のピーク波長とが異なる記録方法である。
請求項2に係る発明によれば、前記カイラル指数(n1,m1)と前記カイラル指数(n2,m2)とが同じ値である場合に比べ、得られる画像における色味の劣化がより少ないインクセットが提供される。
請求項3に係る発明によれば、前記第1インク及び前記第2インクがポリビニルピロリドンを含有しない場合に比べ、インクの分散安定性に優れるインクセットが提供される。
請求項4に係る発明によれば、各インクに同じ極大吸収波長を有するカーボンナノチューブを含有するインクセットを用いた場合に比べ、得られる画像における色味の劣化が少ないインクカートリッジセットが提供される。
請求項5に係る発明によれば、各インクに同じ極大吸収波長を有するカーボンナノチューブを含有するインクセットを用いた場合に比べ、得られる画像における色味の劣化が少ない記録装置が提供される。
請求項6に係る発明によれば、各インクに同じ極大吸収波長を有するカーボンナノチューブを含有するインクセットを用いた場合に比べ、得られる画像における色味の劣化が少ない記録方法が提供される。
なお、「質量部」及び「質量%」との記載は、それぞれ、「重量部」及び「重量%」と同義である。
本実施形態に係るインクセットは、カーボンナノチューブAを含有する第1インクと、波長760nm以上1,500nm以下における極大吸収波長が前記カーボンナノチューブAと異なるカーボンナノチューブBを含有する第2インクとを有する。
また、本実施形態に係るインクセットは、インクジェット記録用インクセットとして、好適に用いられる。
一方、記録媒体全体を加熱すると、インク組成物が付与されていない非画像部は収縮する。
そのため、画像部と非画像部との繊維の収縮差が大きくなり、記録媒体がカール(湾曲)したり、カックル(波うち)を発生することがある。
カール及びカックルを抑制するために、非画像部は加熱せず、画像部のみを選択的に加熱することが考えられる。つまり、インクに、赤外線照射により発熱する赤外線吸収剤を添加することで、画像形成された記録媒体に赤外線を照射したときに、画像部のみを選択的に加熱される。
Ch=na1+ma2
この二つの整数の組(n,m)はカイラル指数(chiral index)と呼ばれ、ナノチューブの構造を表すのに使われる。カーボンナノチューブにおけるチューブの直径や螺旋角はカイラル指数によって決まる。
また、カーボンナノチューブの立体構造は、カイラル指数に従い、n=mの場合、アームチェア型と称されるチューブ状の炭素原子の配列構造をとり、金属性を示し、m=0の場合、ジグザグ型と称されるチューブ状の炭素原子の配列構造をとり、上記以外の場合、カイラル型と称される螺旋構造を持つ一般的なチューブ構造をとる。また、カーボンナノチューブにおいて、(n−m)の値が3の倍数では金属性(金属型カーボンナノチューブ)を、3の倍数以外のときは半導体の特性(半導体型カーボンナノチューブ)を示す。
また、カーボンナノチューブは、安定な化合物であり、また、インクに含有される他の成分への影響が少ない。
よって、赤外線吸収剤として、カーボンナノチューブを用いることにより、インクの分散安定性に優れるとともに、インクごとに異なる極大吸収波長を有するインクを調製し、照射する赤外線の波長を選択し、インク乾燥時の発熱制御を行える。
したがって、カーボンナノチューブAを含有する第1インクと、波長760nm以上1,500nm以下における極大吸収波長が前記カーボンナノチューブAと異なるカーボンナノチューブBを含有する第2インクとをインクセットとして用いることにより、得られる画像における色味の劣化が少ないと考えられる。
カーボンナノチューブを含むインクセットを純水で200乃至300倍(吸光度が1前後になるように調整)に希釈し、超音波バスなどを使用してよく混合する。この希釈液を光学分光光度測定用の厚さ1cmの石英セルに7〜8割の充填量で充填し、例えば(株)日立製作所製分光光度計U−4100によって、波長範囲400乃至1,500nm、波長間隔1nmで測定する。得られた吸光度波形から、波長760nm以上1,500nm以下における極大吸収波長を測定する。
すなわち、本実施形態に係るインクセットにおける第1インク及び第2インク(各インク)はそれぞれ、水を含有することが好ましい。
本実施形態に係るインクセットにおける第1インク及び第2インクは、異なる色のインクであることが好ましく、シアンインク、マゼンタインク及びイエローインクよりなる群から選ばれた2種のインクであることがより好ましい。
また、本実施形態に係るインクセットは、フルカラーの画像形成の観点から、波長760nm以上1,500nm以下における極大吸収波長が前記カーボンナノチューブA及び前記カーボンナノチューブBと異なるカーボンナノチューブCを含有する第3インクとを更に有することが好ましく、カーボンナノチューブAを含有するシアンインクと、波長760nm以上1,500nm以下における極大吸収波長が前記カーボンナノチューブAと異なるカーボンナノチューブBを含有するマゼンタインクと、波長760nm以上1,500nm以下における極大吸収波長が前記カーボンナノチューブA及び前記カーボンナノチューブBと異なるカーボンナノチューブCを含有するイエローインクとを有することがより好ましい。
更に、本実施形態に係るインクセットは、波長760nm以上1,500nm以下における極大吸収波長が各インクにおけるカーボンナノチューブと異なるカーボンナノチューブを含有する第Nインクを更に含有していてもよい。Nは4以上の整数を表す。
本実施形態に係るインクセットにおいて、前記第1インクは、カーボンナノチューブAを含有し、前記第2インクは、波長760nm以上1,500nm以下における極大吸収波長が前記カーボンナノチューブAと異なるカーボンナノチューブBを含有する。
カーボンナノチューブの多くは、760nm以上1,500nm以下の波長域に極大吸収波長を有する。
本実施形態に係るインクセットにおいて、前記カーボンナノチューブAが有する波長760nm以上1,500nm以下における極大吸収波長と、前記カーボンナノチューブBが有する波長760nm以上1,500nm以下における極大吸収波長とが異なることが好ましい。
また、本実施形態に用いられるカーボンナノチューブは、半導体型カーボンナノチューブであっても、金属型カーボンナノチューブであってもよいが、吸収波長のピークの狭さ、及び、インクの分散安定性の観点から、半導体型カーボンナノチューブであることが好ましい。
また、本実施形態に用いられるインクは、カーボンナノチューブを1種単独で含有していても、2種以上を含有していてもよい。
なお、nは1以上の整数を表し、mは0以上の整数を表し、n≧mを満たす。
また、吸収波長のピークの狭さ、及び、インクの分散安定性の観点から、n−mの値は3でないことが好ましく、n>mであることが好ましく、また、mは1以上の整数であることが好ましい。更に、nは1以上12以下の整数であることが好ましく、また、mは0以上12以下の整数であることが好ましい。
また、インクの分散安定性、及び、得られる画像における色味の劣化を抑制する観点から、前記カイラル指数(n1,m1)及び(n2,m2)がそれぞれ独立に、(6,4)、(6,5)、(7,3)、(7,5)、(7,6)、(8,3)、(8,4)、(8,6)、(8,7)、(9,4)、(10,2)、(10,3)及び(12,1)よりなる群から選ばれたカイラル指数であることが好ましい。
また、本実施形態に用いられるカーボンナノチューブは、市販品を用いてもよいし、単一のカイラル指数を有するカーボンナノチューブとして製造されたものを用いてもよいし、また、特定のカイラル指数を有するカーボンナノチューブを多く含むように製造されたものを用いてもよい。
本実施形態に用いられるインクは、カーボンナノチューブの分散安定性の観点から、分散安定剤を含有することが好ましい。
分散安定剤としては、高分子分散安定剤が好ましく挙げられる。また、高分子分散安定剤と溶媒との併用も好ましい。
高分子分散安定剤として具体的には、ポリビニルピロリドン(PVP)、キトサン、デンプン、セルロース、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリエチレングリコール(PEG)及びポリアリルアミン等が好ましく例示される。これらの中でも、インクの分散安定性の観点から、ポリビニルピロリドンが特に好ましく例示される。
また、本実施形態に用いることができるポリビニルピロリドンは、FikentscherのK値が10以上100以下のポリビニルピロリドンであることが好ましく、K値が15以上50以下のポリビニルピロリドンであることがより好ましく、K値が25以上35以下のポリビニルピロリドンであることが更に好ましい。なお、K値とは、分子量と相関する粘性特性値で、毛細管粘度計により測定される相対粘度値(25℃)を次のFikentscherの式に適用して計算される。
K=(1.5logηrel−1)/(0.15+0.003c)+(300clogηrel+(c+1.5clogηrel)2)1/2/(0.15c+0.003c2)
ηrel:ポリビニルピロリドン水溶液の水に対する相対粘度
c:ポリビニルピロリドン水溶液中のポリビニルピロリドン濃度(質量%)
高分子分散安定剤の含有量(濃度)は、インクの分散安定性の観点から、インクに含有されるカーボンナノチューブの全質量に対して、0.01質量%以上10質量%以下が好ましく、0.05質量%以上5質量%以下がより好ましく、0.1質量%以上2質量%以下が特に好ましい。
極性有機溶媒としては、アミド系溶媒、スルホキシド系溶媒及びニトリル系溶媒が挙げられる、中でも、インクの分散安定性の観点から、アミド系溶媒が好ましく、環状アミド化合物がより好ましく、N−メチルピロリドンが特に好ましい。
極性有機溶媒の含有量(濃度)は、インクの分散安定性の観点から、インクに対して、0.1質量%以上10質量%以下が好ましく、0.5質量%以上8質量%以下がより好ましく、1質量%以上5質量%以下が特に好ましい。
まず、着色剤について説明する。
本実施形態に用いられるインクは、着色剤を含有することが好ましい。また、第1インクと第2インクとは、それぞれ異なる着色剤を含有することが好ましい。
また、第1インク及び第2インク等のカーボンナノチューブを含有するインクは、黒色着色剤を含有しないことが好ましい。
着色剤としては、目的とする色のインクに応じたものを使用すればよく、具体的には、顔料及び染料が挙げられる。顔料としては、有機顔料、及び、無機顔料が挙げられる。
マゼンタ色顔料の具体例としては、C.I.Pigment Red−5,−7,−12,−48,−48:1,−57,−112,−122,−123,−146,−168,−177,−184,−202, C.I.Pigment Violet−19等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
イエロー顔料の具体例としては、C.I.Pigment Yellow−1,−2,−3,−12,−13,−14,−16,−17,−73,−74,−75,−83,−93,−95,−97,−98,−114,−128,−129,−138,−151,−154,−180等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、その他、公知の顔料及び染料が用いられる。
中でも、スチレン−アクリル酸共重合体、及び、スチレン−アクリル酸塩共重合体よりなる群から選ばれた高分子分散剤が好ましく、スチレン−アクリル酸塩共重合体がより好ましく、スチレン−アクリル酸アルカリ金属塩共重合体が特に好ましい。
自己分散型顔料とは、顔料表面に水に対する可溶化基を有し、高分子分散剤が存在しなくとも水中で分散する顔料のことを指す。自己分散型顔料は、例えば、顔料に対して酸・塩基処理、カップリング剤処理、ポリマーグラフト処理、プラズマ処理、酸化/還元処理等の表面改質処理を施すことにより得られる。
また、顔料としては、高分子化合物を顔料に物理的に吸着又は化学的に結合させた樹脂分散型顔料も挙げられる。
また、顔料としては、シアン、マゼンタ、イエローの3原色顔料のほか、赤、緑、青、茶、白、黒等の特定色顔料や、金、銀色等の金属光沢顔料、無色又は淡色の体質顔料、プラスチックピグメント等も挙げられる。
また、顔料としては、シリカ、アルミナ、又は、ポリマービード等をコアとして、その表面に染料又は顔料を固着させた粒子、染料の不溶レーキ化物、着色エマルション、着色ラテックス等も挙げられる。
着色剤の体積平均粒径とは、着色剤そのものの粒径、又は着色剤に分散剤等の添加物が付着している場合には、添加物が付着した粒径をいう。
体積平均粒径の測定には、マイクロトラックUPA粒度分析計 UPA−UT151 (Microtrac社製)により行う。その測定は、1,000倍希釈したインクを測定セルに入れて行う。なお、測定時の入力値として、粘度にはインク希釈液の粘度を、粒子屈折率は着色剤の屈折率を採用する。
高分子粒子について説明する。
本実施形態に用いられるインクは、高分子粒子を含むことが好ましい。
高分子粒子は、記録媒体に対するインクによる画像の定着性を高める成分である。
なお、高分子粒子は、高分子化合物を粒状化したものであって、前述した高分子分散剤とは別の成分である。
なお、高分子粒子としては、粒子の中心部と外縁部で組成を異にしたコア・シェル型の高分子粒子も挙げられる。
乳化剤としては、界面活性剤、スルホン酸基、カルボキシル基等の親水性基を有するポリマー(例えば、親水性基がグラフト結合しているポリマー、親水性を持つ単量体と疎水性の部分を持つ単量体とから得られるポリマー)が挙げられる。
高分子粒子の体積平均粒径の測定は、マイクロトラックUPA粒度分析計 UPA−UT151(Microtrac社製)により行う。その測定は、1,000倍希釈したインクを測定セルに入れて行う。なお、測定時の入力値として、粘度にはインク希釈液の粘度を、粒子屈折率は高分子粒子の屈折率を採用する。
高分子粒子のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
水について説明する。
本実施形態に用いられるインクは、水を含むことが好ましい。
水としては、特に不純物の混入、又は微生物の発生を防止するという観点から、イオン交換水、純水、超純水、蒸留水、限外濾過水が好適に挙げられる。
本実施形態においては、沸点150℃未満の溶媒としては、水が好適に挙げられる。
水性有機溶媒について説明する。
本実施形態に用いられるインクは、水性有機溶媒を含むことが好ましい。
水性有機溶媒としては、多価アルコール、多価アルコール誘導体、含窒素溶媒、アルコール、含硫黄溶媒等が挙げられる。水性有機溶媒としては、その他、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等も挙げられる。
水性有機溶媒としては、沸点150℃以上の水性有機溶媒が好ましく挙げられる。
アルコールとしては、エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等が挙げられる。
含硫黄溶媒としては、チオジエタノール、チオジグリセロール、スルフォラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
これらの中でも、前記インクは、乾燥速度の調整、及び、ヘッドの耐目詰まり性の観点から、水性有機溶媒として、多価アルコールを含むことが好ましく、プロピレングリコール及び1,2−へキサンジオールよりなる群から選ばれた水性有機溶媒を含むことがより好ましく、プロピレングリコール及び1,2−へキサンジオールを含むことが特に好ましい。
界面活性剤について説明する。
本実施形態に用いられるインクは、界面活性剤を含むことが好ましい。
インクは、界面活性剤として、例えば、HLB(親水基/疎水基バランス「Hydrophile− Lipophile Barance」)が14以下の界面活性剤を含むことが好ましい。HLBが14以下の界面活性剤の量を調整する、また、異なるHLBの界面活性剤を複数種使用することなどにて、インクの表面張力の調整がし易くなる。
・HLB=20×(親水部の式量の総和/分子量)
アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物の市販品(なお、括弧内の数値はHLBのカタログ値を示す)としては、例えば、オルフィンE1004(7以上9以下)、オルフィンE1010(13以上14以下)、オルフィンEXP.4001(8以上11以下)、オルフィンEXP.4123(11以上14以下)、オルフィンEXP.4300(10以上13以下)、サーフィノール104H(4)、サーフィノール420(4)、サーフィノール440(4)、ダイノール604(8)(以上、日信化学工業(株)製)等が挙げられる。
ポリエーテル変性シリコーンの市販品(なお、括弧内の数値はHLBのカタログ値を示す)としては、シルフェイスSAG002(12)、シルフェイスSAG503A(11)、シルフェイスSAG005(7)(以上、日信化学工業(株)製)等が挙げられる。
その他の界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられ、好ましくは、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤である。
これらの中でも、アニオン性界面活性剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナフタレンスルホン酸塩、モノブチルフェニルフェノールモノスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、ジブチルフェニルフェノールジスルホン酸塩等がよい。
これらの中でも、ノニオン性界面活性剤としては、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アルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー、アセチレングリコールがよい。
これらの中でも、界面活性剤としては、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物が好ましく、また、前記インクは、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物を2種以上含むことがより好ましい。
その他の添加剤について説明する。
本実施形態に用いられるインクは、その他の添加剤を含んでもよい。
その他の添加剤としては、インク吐出性改善剤(ポリエチレンイミン、ポリアミン類、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等)、導電率/pH調整剤(水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属類の化合物等)、前記水性有機溶媒以外の有機溶媒、反応性の希釈溶媒、浸透剤、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、キレート化剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。
インクの好適な物性について説明する。
インクが水性インクである場合、水性インクのpHは、好ましくは4以上10以下の範囲、より好ましくは5以上9以下の範囲が挙げられる。
ここで、水性インクのpHは、温度23±0.5℃、湿度55±5%R.H.環境下において、pH/導電率計(メトラー・トレド社製MPC227)により測定した値を採用する。
導電率の測定は、MPC227(pH/Conductivity Meter、メトラー・トレド社製)で行う。
ここで、本実施形態に用いられるインクは、例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、ホワイトインク及びこれら色以外の中間色インク、グリーンインク、オレンジインク及びバイオレットインク等の特色インク、並びに、メタリックインク等のいずれであってもよい。
また、本実施形態に係るインクセットは、かかる第1インク及び第2インクを少なくとも含むインクセットとして使用してもよい。
本実施形態に係るインクセットを用いた被記録対象となる記録媒体としては、特に制限されず、公知のあらゆる記録媒体が挙げられる。
本実施形態に係るインクカートリッジは、本実施形態に係るインクセットが有する前記第1インクを収容した第1インクカートリッジと、本実施形態に係るインクセットが有する前記第2インクを収容した第2インクカートリッジと、を有する。
本実施形態に係るインクカートリッジセットにおける各インクカートリッジは、例えば、インクジェット方式の記録装置に着脱可能な形態で提供されることが好ましい。
本実施形態に係るインクカートリッジは、第1インクカートリッジ及び第2インクカートリッジ以外のインクカートリッジを有していてもよい。
本実施形態に係る記録装置は、本実施形態に係るインクセットが有する第1インク及び第2インクを収容し、前記第1インクを記録媒体上に吐出する第1吐出ヘッド、前記第2インクを記録媒体上に吐出する第2吐出ヘッド、前記記録媒体上に吐出された前記第1インクを乾燥する第1赤外線照射手段、及び、前記記録媒体上に吐出された前記第2インクを乾燥する第2赤外線照射手段、を備え、前記第1赤外線照射手段が照射する赤外線のピーク波長と、前記第2赤外線照射手段が照射する赤外線のピーク波長とが異なる。
また、本実施形態に係る記録装置は、本実施形態に係るインクセットが有する第1インク及び第2インクを収容し、前記第1インクを記録媒体上に吐出する第1吐出ヘッド、前記第2インクを記録媒体上に吐出する第2吐出ヘッド、前記第3インクを記録媒体上に吐出する第3吐出ヘッド、前記記録媒体上に吐出された前記第1インクを乾燥する第1赤外線照射手段、前記記録媒体上に吐出された前記第2インクを乾燥する第2赤外線照射手段、及び、前記記録媒体上に吐出された前記第3インクを乾燥する第3赤外線照射手段、を備え、前記第1赤外線照射手段が照射する赤外線のピーク波長と、前記第2赤外線照射手段が照射する赤外線のピーク波長と、前記第3赤外線照射手段が照射する赤外線のピーク波長とがそれぞれ異なる形態であってもよい。
インクの吐出温度は、特に制限はなく、使用するインクに応じて調整することができる。
本実施形態の画像記録装置及び画像記録方法において、インクの吐出は、必要に応じ、複数回行ってもよい。例えば、記録媒体の同一の箇所に、1種類のインクを複数回吐出してもよいし、2種以上のインクをそれぞれ1回吐出してもよいし、2種以上のインクをそれぞれ複数回吐出してもよい。
また、赤外線照射手段としては、記録媒体の幅方向に沿って複数の赤外線レーザー発光素子が配置された赤外線レーザー照射ユニットを使用することも可能である。
上記赤外線レーザー照射ユニットにおける、各赤外線レーザー発光素子のレーザーの照射タイミング、照射位置及び照射量は、例えば、各赤外線近レーザー発光素子に供給する電流値に応じて、赤外線レーザー発光素子ごとに調整されるようになっていることが好ましい。このような赤外線レーザー照射ユニットは、上記のような電流値の調整機構と、赤外線レーザーの照射量を測定するセンサを有することにより、赤外線レーザーの照射タイミングを制御する機構や、赤外線レーザー照射量のバラツキを補正する機構を有することが可能である。
このような赤外線レーザー照射ユニットとしては、特開2015−112792号公報に記載のレーザー乾燥ユニット等が挙げられる。
赤外線の照射量は、インクの乾燥に適する量であればよいが、1,000J/m2以上100,000J/m2以下が好ましく、3,000J/m2以上70,000J/m2以下がより好ましく、5,000J/m2以上50,000J/m2以下が更に好ましい。なお、前記赤外線の照射量は、記録媒体表面における赤外線の照射量とする。
赤外線の照射時間としては、特に制限なく、インクが乾燥するまで照射すればよいが、100μs以上1s以下が好ましく、500μs以上0.5s以下がより好ましく、0.1ms以上0.3s以下が更に好ましい。
図1に示す記録装置10は、記録媒体Pに画像を記録する画像記録ユニット12と、画像記録ユニット12に記録媒体Pを供給する供給ユニット14と、供給ユニット14と画像記録ユニット12との間に配置され、供給ユニット14から画像記録ユニット12へ供給される記録媒体Pの搬送量等を調整するバッファユニット16と、画像記録ユニット12から排出される記録媒体Pを巻き取る巻取りユニット18と、画像記録ユニット12と巻取りユニット18との間に配置され、画像記録ユニット12から巻取りユニット18へ排出される記録媒体Pの搬送量等を調整するバッファユニット20と、画像記録ユニット12とバッファユニット20との間に配置され、画像記録ユニット12から搬出される記録媒体Pを冷却する冷却ユニット22と、を備えている。
赤外線レーザー照射装置128A、128B、128Cはそれぞれ、第1インク(イエローインク)、第2インク(マゼンタインク)、第3インク(シアンインク)が有する極大吸収波長に対応する波長の赤外線レーザーを照射する装置である。
赤外線レーザー照射装置128A、128B、128Cにおける赤外線レーザーの照射は、記録媒体の全面に行ってもよいし、一部に行ってもよいが、少なくとも赤外線の波長に対応する第1、第2又は第3インクを吐出した箇所を含む領域に照射しインクの乾燥を行うことが好ましい。
また、吐出ヘッド122Kより吐出されたブラックインクの乾燥は、ブラックインクに含まれる黒色着色剤が760nm以上1,500nm以下の波長域の多くに吸収を有する場合が多く、赤外線レーザー照射装置128A、128B及び128Cよりなる群から選ばれた少なくとも1つの装置、又は、これらの極大吸収波長とは異なる波長に対応する装置により乾燥を行えばよい。
また、図2に示すように、赤外線照射装置を吐出ヘッド間に配置する構成でもよい。色毎に吐出後に乾燥することにより、色間の滲みを抑制することができる。
<シアンインク前駆組成物の調製>
PigmentBlue 15:4(シアン顔料、大日精化工業(株)製):4.5質量%
スチレン−アクリル酸塩共重合体(顔料分散剤、BASF社製(商品名ジョンクリル))0.5質量%
プロピレングリコール(和光純薬工業(株)製):10質量%
1,2−ヘキサンジオール(和光純薬工業(株)製):5質量%
ポリアクリレートエマルション(固形分25%、日本合成化学工業(株)製):4質量%
オルフィンE1010(界面活性剤、日信化学工業(株)製):0.7質量%
オルフィンE1004(界面活性剤、日信化学工業(株)製):0.3質量%
純水:75質量%
上記成分を混合した後、5μmフィルターでろ過を行い、シアンインク前駆組成物を得た。
カイラル指数(10.3)であり、かつ極大吸収波長1,100nmのカーボンナノチューブ(CNT)100質量部を秤量し、フラスコに入れた。
分散剤として、水溶性高分子である第一工業製薬(株)製のポリビニルピロリドン(PVP) K−30の10質量%N−メチルピロリドン(NMP)溶液を、CNTに対してPVPが0.5質量%となるように5質量部加えた。
分散溶媒としてNMP 0.920質量部を加え、撹拌子を入れてよく撹拌した。
その後更に、顔料分散用超音波ホモジナイザーを用いて10分間撹拌し、よく分散しCNT含有NMP溶液を得た。
得られたCNT含有NMP溶液とシアンインク前駆組成物とを体積比1:39で混合し、顔料分散用超音波ホモジナイザーを用いて10分間撹拌し、CNT 0.25質量%含有シアンインク1を得た。
CNTとして、カイラル指数(6.5)であり、かつ極大吸収波長988nmのものを使用し、着色剤として、C.I.Pigment Red 122を使用した以外は、シアンインク1の調製と同様にして、マゼンタインク1を得た。
CNTとして、カイラル指数(7.3)であり、かつ極大吸収波長1,006nmのものを使用し、着色剤として、C.I.Pigment Yellow 128を使用した以外は、シアンインク1の調製と同様にして、イエローインク1を得た。
3種類の赤外線レーザーのピーク波長はそれぞれ、1,100nm、988nm、1,006nmとした。
記録媒体として、表面にコロナ放電処理したポリエチレンテレフタレート(PET)延伸フィルムを用意した。
PET延伸フィルム上に、各色インクをインクジェットヘッドから吐出し、赤外線ヒータにて乾燥させ記録画像を得た。
[色味の劣化]
2.5×2.5cmの各色カラーパッチをX−Rite社製反射分光濃度計X−Rite939によって測色し、L*a*b*値よりJapan Color 2011(JC)を基準とした色差ΔE76と色相角差ΔH°とを求めた。
なお、Japan Color 2011におけるL*a*b*値は、シアンインクがL*/a*/b*=53.4/−36.4/−51.6であり、マゼンタインクがL*/a*/b*=46.3/76.1/−2.9であり、イエローインクがL*/a*/b*=88.6/−5.9/93.6である。
<赤外線吸収剤分散液(1)の作製>
赤外線吸収剤として、下記スクアリリウム化合物20mgを秤量し、フラスコに入れた。その後、テトラヒドロフラン(THF)2mlを加え、撹拌子を入れて撹拌した。
次いで、末端にカルボン酸を有するアクリルポリマー混合体(D1樹脂)のメチルエチルケトン(MEK)50質量%溶液4gを加え、MEK4mlを更に加えて撹拌し、混合した。その後、水酸化ナトリウムの10質量%水溶液を、アクリルポリマー混合体(D1樹脂)に含まれるカルボン酸の総量の0.7モル当量を中和するように、撹拌しながら加えた。
中和が終了したら、撹拌を続けながら水6mlを添加した。
水を加えた後に溶液が均一に近い状態になったら、フラスコに蒸留管と減圧ポンプを付け、30℃以上35℃以下となるように溶液を加熱して撹拌しながら減圧し、有機溶媒を揮発させ留去した。
添加してあるTHFとMEKとの総量にあたる6gの有機溶媒が揮発したら、留去を停止した。これにより、赤外線吸収剤として、化合物(A1)を0.25質量%含有する赤外線吸収剤分散液(以下、「IR分散液」と称する)(1)を得た。
IR分散液(1)と、表1に示す組成を有する顔料インク(イエロー)(2800 Inkjet Color Continuous Feed Printing System:富士ゼロックス(株)製)とを、質量比1:4で混合撹拌し、超音波分散機で更に分散させ、比較例1の比較イエローインクを作製した。
顔料インクとして、表2に示す組成を有する顔料インク(マゼンタ)(2800 Inkjet Color Continuous Feed Printing System:富士ゼロックス(株)製)を使用した以外は比較例1の比較イエローインクと同様にして、比較例1の比較マゼンタインクを作製した。
顔料インクとして、表3に示す組成を有する顔料インク(シアン)(2800 Inkjet Color Continuous Feed Printing System:富士ゼロックス(株)製)を使用した以外は比較例1の比較イエローインクと同様にして、比較例1の比較シアンインクを作製した。
本比較例1においては、赤外線吸収剤として有機系色素を用いた例を示したが、同じ極大吸収波長を有するカーボンナノチューブを用いて複数のインクセットを作製して比較した場合も同様である。
12:画像記録ユニット
14:前処理ユニット
14B:供給ロール
16:バッファユニット
16A:第1パスローラ
16B:ダンサーローラ
16C:第2パスローラ
18:後処理ユニット
18A:巻取ロール
20:バッファユニット
20A:第1パスローラ
20B:ダンサーローラ
20C:第2パスローラ
22:冷却ユニット
22A:クーリングローラ
121:吐出装置
122K、122Y、122M、122C:吐出ヘッド
124:搬送経路
126:搬送ローラ
128A、128B、128C、128D:赤外線レーザー照射装置
P:記録媒体
Claims (6)
- カーボンナノチューブAを含有する第1インクと、
波長760nm以上1,500nm以下における極大吸収波長が前記カーボンナノチューブAと異なるカーボンナノチューブBを含有する第2インクとを有する
インクセット。 - 前記カーボンナノチューブAが、カイラル指数(n1,m1)を有するカーボンナノチューブを最も多く含み、
前記カーボンナノチューブBが、カイラル指数(n2,m2)を有するカーボンナノチューブを最も多く含み、
前記カイラル指数(n1,m1)と前記カイラル指数(n2,m2)とが異なる値である請求項1に記載のインクセット。 - 前記第1インク及び前記第2インクがそれぞれ、ポリビニルピロリドンを含有する請求項1又は請求項2に記載のインクセット。
- 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のインクセットが有する前記第1インクを収容した第1インクカートリッジと、
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のインクセットが有する前記第2インクを収容した第2インクカートリッジと、を有する
インクカートリッジセット。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のインクセットが有する第1インク及び第2インクを収容し、
前記第1インクを記録媒体上に吐出する第1吐出ヘッド、
前記第2インクを記録媒体上に吐出する第2吐出ヘッド、
前記記録媒体上に吐出された前記第1インクを乾燥する第1赤外線照射手段、及び、
前記記録媒体上に吐出された前記第2インクを乾燥する第2赤外線照射手段、を備え、
前記第1赤外線照射手段が照射する赤外線のピーク波長と、前記第2赤外線照射手段が照射する赤外線のピーク波長とが異なる
記録装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のインクセットが有する前記第1インクを記録媒体上に吐出する工程、
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のインクセットが有する前記第2インクを記録媒体上に吐出する工程、
前記記録媒体上に吐出された前記第1インクを赤外線の照射により乾燥する工程、及び、
前記記録媒体上に吐出された前記第2インクを赤外線の照射により乾燥する工程、を有し、
前記第1インクを乾燥する赤外線のピーク波長と、前記第2インクを乾燥する赤外線のピーク波長とが異なる
記録方法。
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