JP4521857B2 - インクジェット記録用インク、記録方法および記録装置 - Google Patents
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Description
(1)無端状の搬送ベルト表面を帯電させて用紙を搬送し、記録ヘッドから液滴を吐出して前記用紙に画像を記録する画像記録装置において、少なくとも水、水不溶または難溶性の色材、湿潤剤、浸透剤及び界面活性剤を含み、インク総重量を100wt%としたときの水添加量が65wt%以下、湿潤剤添加量が20wt%以上であるインクジェット記録用インクを用いて記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
(2)前記インクジェット記録用インクの25℃における粘度が7〜20mPa・sであることを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録方法。
(3)前記インクジェット記録用インクの表面張力が40mN/m以下であることを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェット記録方法。
(4)前記湿潤剤が、グリセリン、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、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、テトラエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、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−2−イミダゾリジノンの中から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする上記(1)〜(3)のインクジェット記録方法。
(5)前記浸透剤として炭素数6以上、11以下のジオールを含有することを特徴とする上記(1)〜(4)のインクジェット記録方法。
(6)前記界面活性剤としてノニオン系界面活性剤を含み、該ノニオン系界面活性剤がアセチレングリコール系界面活性剤、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ルキルフェニルエーテル及びポリエチレン−ポリプロピレン共重合体から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする上記(1)〜(5)のインクジェット記録方法。
高濃度で優れた画像の印字が可能となる。
コックリングによる搬送不良がなく、コロによる記録画像汚れのない優れた搬送性を与えることができる。
乾燥時間や乾燥のための装置など特別な手段を設けることなく、すばやく用紙を反転して裏面に印字が可能となる。
インク総量を100wt%としたとき水の添加量は、好ましくは30 wt%以上65 wt%以下、さらに好ましくは45wt%以上62wt%以下である。インク中の水量が30wt%より少ないと、インク粘度が高く吐出困難となり、65wt%よりも多いと、吸着力が用紙搬送に必要な15Nを下回る。
インク総量を100としたときの湿潤剤の添加量は、好ましくは20wt%以上55wt%以下、さらに好ましくは25wt%以上45wt%以下である。インク中の湿潤剤量が20wt%よりも少ないと、ノズルが詰まり吐出不良を発生しやすくなり、55wt%を上回るとインク粘度が高くなり吐出困難となる。
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、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセロール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、ペトリオール等の多価アルコール類;
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等の多価アルコールアリールエーテル類;
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等のアミド類;
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、トリエチルアミン等のアミン類;
ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール、チオジグリコール等の含硫黄化合物類;
プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等。
本発明に用いられる顔料はブラック顔料としてのカーボンブラックが挙げられ、カラー顔料としては、アントラキノン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジアゾ、モノアゾ、ピラントロン、ペリレン、複素環式イエロー、キナクリドンおよび(チオ)インジゴイドを含む。フタロシアニンブルーの代表的な例は銅フタロシアニンブルーおよびその誘導体(ピグメントブルー15)を含む。
アントラキノンの代表的な例はピグメントレッド43、ピグメントレッド194(ペリノンレッド)、ピグメントレッド216(臭素化ピラントロンレッド)およびピグメントレッド226(ピラントロンレッド)を含む。
チオインジゴイドの代表的な例はピグメントレッド86、ピグメントレッド87、ピグメントレッド88、ピグメントレッド181、ピグメントレッド198、ピグメントバイオレット36およびピグメントバイオレット38を含む。複素環式イエローの代表的な例はピグメントイエロー117およびピグメントイエロー138を含む。他の適切な着色顔料の例は、The Colour Index、第三版(The Society of Dyers and Colourists,1982)に記載されている。
本発明において用いられる界面活性剤の例を構造式によって示すと次の通りである。
本発明のインクは浸透性が高くすばやく用紙にインクが吸収されるので、高速印字の際、すなわち乾燥時間が殆どない状態でコロが載ったり用紙を反転させたりしても、画像の汚れを発生させることなく優れた画像を提供できる。
防黴剤として1,2−ベンズイソチアゾリン3−オンを使用することで、保存安定性及び吐出安定性等の信頼性を確保しつつ、防黴効果に優れるインクが提供できる。特に本発明の湿潤剤との組み合わせにおいては、従来は菌や黴の発生を抑制することが難しいとされる添加量であっても充分に効果を発揮させることができ、添加量を抑制することによって、粒子の凝集やインクの増粘といった現象を防止することができるので、長期間に渡ってインクの性能を発揮させることが可能になる。1,2−ベンズイソチアゾリン3−オンの添加量としては有効成分量としてインク全量の0.01〜0.04重量部含有が好ましい。0.01重量部未満であると、防黴性がやや低下する。0.04部以上の場合は、インクを長期間(例えば、室温の場合で2年、50〜60℃の場合で1〜3ヶ月)保管したときに粒子の凝集が起こったり、インク粘度が初期粘度の50%〜100%増になったりして長期保存安定性の問題が発生し、初期のプリント性能を維持できなくなる。
その例として、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物、第4級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等が挙げられる。
また、インクの目的に応じて水溶性紫外線吸収剤、水溶性赤外線吸収剤等を添加することができる。
本発明において用いるインクジェット記録装置は、図1に示すように、装置本体101と、装置本体101に装着した用紙を装填するための給紙トレイ102と、装置本体101に装着され画像が記録(形成)された用紙をストックするための排紙トレイ103とを備えている。そして、装置本体101の上カバー111の上面は略平坦な面であり、装置本体101の前カバーの前面112が上面に対して斜め下後方に傾斜し、この傾斜した前面112の下方側に、前方(手前側)に突き出した排紙トレイ103及び給紙トレイ102を備えている。
両面印字を行う際は、表面の印刷が終了した直後に待ち時間なしで、用紙は両面給紙ユニットへと搬送され反転する。本発明のインクは用紙への浸透性が高く、水分が少ないため蒸発も速く乾燥時間やヒーターなどの乾燥手段を設けなくても、印字画像を汚すことなく反転が可能である。
そして、サブタンク135内のインクの残量ニアーエンドが検知されると、インクカートリッジ1から所要量のインクがサブタンク135に補給される。
以下に本発明の実施例および比較例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例に記載の各成分の量は重量基準である。
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管および滴下漏斗を備えた1Lのフラスコ内を十分に窒素ガス置換した後、スチレン11.2g、アクリル酸2.8g、ラウリルメタクリレート12.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート4.0g、スチレンマクロマー4.0gおよびメルカプトエタノール0.4gを仕込み、65℃に昇温した。次にスチレン100.8g、アクリル酸25.2g、ラウリルメタクリレート1008.0g、ポリエチレングリコールメタクリレート36.0g、ヒドロキシエチルメタクリレート60.0g、スチレンマクロマー36.0g、メルカプトエタノール3.6g、アゾビスジメチルバレロニトリル2.4gおよびメチルエチルケトン18gの混合液を2.5時間かけてフラスコ内に滴下した。滴下後、アゾビスメチルバレロニトリル0.8g及びメチルエチルケトン18gの混合溶液を0.5時間かけてフラスコ内に滴下した。65℃で1時間熟成した後、アゾビスジメチルバレロニトリル0.8gを添加し、更に1時間熟成した。
反応終了後、フラスコ内にメチルエチルケトン364gを添加し、濃度50%のポリマー溶液800gを得た。
調製例1で作成したポリマー溶液28gとフタロシアニン顔料26g、1mol/Lの水酸化カリウム溶液13.6g、メチルエチルケトン20g、イオン交換水30gを十分に攪拌した後、三本ローロミルを用いて混練した。得られたペーストをイオン交換水200gに投入し、十分に攪拌した後、エバポレーターを用いてメチルエチルケトンおよび水を留去し、フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子分散体を得た。
ポリマー微粒子分散体のマイクロトラックUPAで測定した平均粒子径(D50%)は93nmであった。
CTAB比表面積が150m2/g、DBP吸油量100ml/100gのカーボンブラック90gを、2.5N規定の硫酸ナトリウム溶液3000mlに添加し、温度60℃、速度300rpmで攪拌し、10時間反応させ酸化処理を行った。この反応液を濾過し、濾別したカーボンブラックを水酸化ナトリウム溶液で中和し、限外濾過を行った。得られたカーボンブラックを水洗いし乾燥させ、20wt%となるよう純水中に分散させた。自己分散型カーボンブラックのマイクロトラックUPAで測定した平均粒子径(D50%)は98nmであった。
参考例1のフタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子 8.0%(固形分として)
グリセリン 8.0%
ジエチレングリコール24.0
2−ピロリドン 5.0
2,2,2−トリメチル−1,3−ペンタンジオール 2.0%
ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル 2.0%
防黴剤 0.01%
イオン交換水 50.99%
参考例2の自己分散カーボンブラック分散体 10.0%
グリセリン 8.0%
1,6−ヘキサンジオール 22.0%
2−ピロリドン 2.0%
2−エチル−1,3−ヘキサンジオール 2.0%
アセチレングリコール系界面活性剤 2.0%
防黴剤 0.01%
イオン交換水 50.99%
参考例2の自己分散カーボンブラック分散体 10.0%
グリセリン 8.0%
1,3−ブタンジオール 25.0%
2−ピロリドン 2.0%
2−エチル−1,3−ヘキサン 2.0%
ポリオキシエチレンアルキル 2.0%
防黴剤 0.01%
イオン交換水 50.99%
下記組成物を用いる以外は実施例1と同様にし、pHを水酸化リチウムで9にしてインク組成物を調製した
参考例1のフタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子 6.0%
グリセリン 5.0%
ジエチレングリコール 14.0%
2−ピロリドン 1.0%
2,2,2−トリメチル−1,3−ペンタンジオール 2.0%
ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル 2.0%
防黴剤 0.01%
イオン交換水 69.99%
下記組成物を用いる以外は実施例1と同様にし、pHを水酸化リチウムで9にしてインク組成物を調製した。
参考例1のフタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子 11.0%
グリセリン 5.0%
ジエチレングリコール 13.0%
2−ピロリドン 1.0%
2,2,2−トリメチル−1,3−ペンタンジオー 3.0%
アセチレングリコール系界面活性剤 3.0%
防黴剤 0.01%
イオン交換水 63.99%
下記組成物を用いる以外は実施例1と同様にし、pHを水酸化リチウムで9にしてインク組成物を調製した。
参考例1のフタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子 6.0%
グリセリン 6.0%
ジエチレングリコール 16.0%
2−ピロリドン 1.0%
2,2,2−トリメチル−1,3−ペンタンジオール 2.0%
ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩 2.0%
防黴剤 0.01%
イオン交換水 69.99%
下記組成物を用いる以外は実施例1と同様にし、pHを水酸化リチウムで9にしてインク組成物を調製した。
参考例1のフタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子 8.0%
グリセリン 8.0%
ジエチレングリコール 24.0%
2−ピロリドン 5.0%
2,2,2−トリメチル−1,3−ペンタンジオール 2.0%
防黴剤 0.01%
イオン交換水 52.99%
下記組成物を用いる以外は実施例1と同様にし、pHを水酸化リチウムで9にしてインク組成物を調製した。
参考例1のフタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子 8.0%
グリセリン 8.0%
ジエチレングリコール 24.0%
2−ピロリドン 5.0%
アセチレングリコール系界面活性剤 2.0%
防黴剤 0.01%
イオン交換水 52.99%
1)画像の鮮明性
図1〜3に示したプリンターに、実施例1〜3、比較例1〜5に記載のインクを充填してType6200紙((株)NBSリコー製)に600dpiの解像度で印字を行った。印字乾燥後、二色重ね境界部分の滲み(ブリード)、画像滲み(フェザリング)を目視にて評価した。また、反射型カラー分光測色濃度計(X−Rite社製)を用いて画像濃度を測定した。
下記に示すような評価基準で評価した結果を、インクの物性値と共に表1に示した。
(ブリード、フェザリングの評価基準)
○:滲みの発生がなく鮮明な画像である
△:一部にひげ状の滲みが発生している
×:文字の輪郭がはっきりしないほど滲みが発生している
図1〜3に示したプリンターに、実施例1〜3、比較例1〜3に記載のインクを充填してType6200((株)NBSリコー製)に600dpiの解像度でベタ印字を行った。帯電ローラに加える電圧(印加バイアス)は2.0kVとした。この時の打ち込み量は2.1mg/cm2であった。
印字後、ベルトに吸着した用紙を搬送方向に引っ張り、デジタルフォースゲージを用いて吸着力の測定と搬送ベルト表面電位を表面電位計(トレック社製)の測定を行った。
同条件で100枚連続ベタ印字を行い、給紙不良の発生率で搬送性を評価した。
搬送性の評価基準は以下の通りとした。
(搬送性の評価基準)
○:100枚中給紙不良発生なし
△:100枚中給紙不良発生1〜5枚
×:100枚中給紙不良発生6枚以上
評価結果を表2に示した。
図1〜3に示したプリンターに、実施例1〜3、比較例1〜5に記載のインクを充填してType6200((株)NBSリコー製)に600dpiの解像度で印字を行った。片面に印字を行った直後に専用のユニットを介して用紙を反転させ、裏面に印字を行った。これを連続100枚実施し、反転させる際浸透していないインクを擦って発生する用紙汚れと、反転後の搬送性を評価した。反転時および反転後の用紙の汚れ評価基準及び反転後の搬送性の評価基準は次の通りである。
評価結果を表3に示した。
◎:反転時に擦れて発生するインク汚れが全くみられない
○:反転時に擦れて薄くインクが付着するものが1〜5枚
△:反転時に擦れてインクが付着するものが6〜10枚
×:反転時に擦れてインクが付着するものが11枚以上
(反転後の搬送性評価基準)
2)の搬送性の評価基準と同様
図1〜3に示したプリンターに、実施例1、2、比較例1〜5に記載のインクを充填してType6200((株)NBSリコー製)に600dpiの解像度で印字を行った。この際、プリンターに取り付けられている排紙コロの個数をなし、4個、8個、16個と変えてそれぞれ100枚ずつ連続印字を行い、搬送性と、排紙の際コロに画像が擦れて発生する汚れの状態、コロ跡残りを評価した。評価結果を表4に示した。
評価基準は次の通りとした。
上記2)の搬送性と同様
(排紙コロによる画像汚れの評価基準)
○:排紙コロに画像が擦れて発生する汚れが全くみられない
△:排紙コロに画像が擦れて発生する汚れが10枚未満
×:排紙コロに画像が擦れて発生する汚れが10枚以上
(排紙コロ跡残りの評価基準)
○:コロによって紙表面に傷がついたり、跡が残ったりしない
△:コロによって紙表面に傷がつくか跡が残るものが10枚未満
×:コロによって紙表面に傷がつくか跡が残るものが10枚以上
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 ガイドロツド
132 ステー
133 キヤリッジ
134 記録ヘッド
135 サブタンク
141 用紙積載部(圧板)
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 先端加圧コロ
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
Claims (7)
- 無端状の搬送ベルト表面を帯電させて用紙を搬送し、記録ヘッドから液滴を吐出して前記用紙に画像を記録する画像記録装置において、少なくとも水、水不溶または難溶性の色材、湿潤剤、浸透剤及び界面活性剤を含み、インク総重量を100wt%としたときの水添加量が65wt%以下、湿潤剤添加量が20wt%以上であるインクジェット記録用インクを用いて記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
- 前記インクジェット記録用インクの25℃における粘度が7〜20mPa・sであることを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録方法。
- 前記インクジェット記録用インクの表面張力が40mN/m以下であることを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェット記録方法。
- 前記湿潤剤が、グリセリン、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、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、テトラエチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、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−2−イミダゾリジノンの中から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記浸透剤として炭素数6以上、11以下のジオールを含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 前記界面活性剤としてノニオン系界面活性剤を含み、該ノニオン系界面活性剤がアセチレングリコール系界面活性剤、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ルキルフェニルエーテル及びポリエチレン−ポリプロピレン共重合体から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 帯電ローラに±1.2kV〜±2.6kVのACバイアスを加えて搬送ベルトを帯電させることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
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