JP5736134B2 - インクジェット用記録液及びそれを用いるインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット用記録液及びそれを用いるインクジェット記録装置 Download PDF

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Description

本発明は、記録液を記録媒体に吐出することにより記録媒体に画像を形成するインクジェット記録方式に使用可能なインクジェット用記録液及びそれを用いるインクジェット記録装置に関する。
一般に、インクジェット記録方式に用いられる記録液は、特許文献1〜3に開示されるように、水と、有機溶剤と、顔料と、顔料分散用樹脂とを含んでいる。そして、インクジェット記録装置は、このような記録液を搬送中の記録媒体に向けて記録ヘッドから吐出することにより、記録媒体に画像を形成する。この種の記録装置には、通常、記録液の乾燥を防ぐために記録ヘッドのノズル面を覆うキャップを具備したワイプユニットが備えられている。
ところが、例えば、記録装置の電源が制御部からのオフ信号ではなく外部からの強制的なスイッチングによりオフされたときは、記録ヘッドのノズル面がキャップで覆われないまま放置されてしまう。すると、次に記録装置の電源がオンされたときに、記録液の乾燥・増粘によりノズル詰りが起きて記録液の不吐出が起きる。記録装置の電源オンによりワイプユニットによる記録ヘッドのパージ動作やワイプ動作が行われ、これによりノズル詰りが解消される場合もあるが、多量の記録液が消費されてしまう。
特開平11−302586号公報(段落0029、0030) 特開2009−84501号公報(段落0049) 特開2006−257122号公報(段落0112、0115)
本発明は、たとえ記録液の乾燥、増粘によりノズル詰りが起きても、容易にノズル詰りが解消される記録液の提供を課題とする。
本発明の一局面は、水と、有機溶剤と、顔料と、顔料分散用樹脂とを含有するインクジェット用記録液であって、顔料分散用樹脂の重量平均分子量が10000以上30000以下であり、記録液中の顔料分散用樹脂と顔料との質量比(樹脂含有量/顔料含有量)が0.1以上0.3未満であり、顔料分散用樹脂の酸価が160以上240以下であり、水と有機溶剤との合計量中の有機溶剤の比率が0質量%以上40質量%未満であることを特徴とするインクジェット用記録液である。
前記インクジェット用記録液において、顔料の含有量が2〜8質量%であることが好ましい。
本発明の他の一局面は、記録媒体に記録液を吐出する記録ヘッドを有するインクジェット記録装置であって、記録ヘッドから前記インクジェット用記録液を吐出することを特徴とするインクジェット記録装置である。
前記インクジェット記録装置において、記録ヘッドは、記録媒体の搬送方向と直交する方向に延びるライン型記録ヘッドであることが好ましい。
本発明によれば、たとえ記録液の乾燥、増粘によりノズル詰りが起きても、記録液が再溶解性(詳細は後述する)に優れ、かつ、記録液の粘度変化率(詳細は後述する)が相対的に小さいので、容易にノズル詰りが解消されて、多量の記録液の消費が回避されるという効果が奏される。
本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成図である。 前記インクジェット記録装置の記録ヘッドに設けられたドット形成部の拡大縦断面図である。 実施例に係る記録液I1〜I5の乾燥放置時間と粘度変化率との関係を示すグラフである。 実施例に係る記録液I6及びI7の乾燥放置時間と粘度変化率との関係を示すグラフである。
本発明者等は、たとえ記録液の乾燥、増粘によりノズル詰りが起きても、容易にノズル詰りが解消される(ノズル復帰性に優れる)記録液の開発に鋭意研究、検討を重ねたところ、記録液が再溶解性に優れていること、及び、記録液の粘度変化率が相対的に小さいことが必要であるという知見を得て、本発明を完成した。
ここで、記録液の再溶解性とは、記録液をペースト状になるまで乾燥放置した後、新しい記録液を加え、さらに揮発した量の水を加えたときの上澄み液の顔料濃度を元の記録液の顔料濃度で除算した値(%)で表される。100%に近いほど再溶解性に優れることになる。顔料濃度は、例えば、紫外線吸光度計測器(島津製作所社製の「UVM−402」等)を用いて測定することができる。
また、記録液の粘度変化率とは、乾燥放置後の記録液の粘度を初期粘度で除算した値(%)で表される。100%に近いほど粘度変化率が小さいことになる。記録液の粘度は、例えば、振動式粘度計(エー・アンド・ディ社製の「SV−10」等)を用いて測定することができる。
本実施形態に係るインクジェット用記録液は、水と、有機溶剤と、顔料と、顔料分散用樹脂とを含有する記録液である。顔料分散用樹脂の重量平均分子量は10000以上30000以下である。記録液中の顔料分散用樹脂と顔料との質量比(樹脂含有量/顔料含有量)は0.1以上0.3未満である。顔料分散用樹脂の酸価は160以上240以下である。水と有機溶剤との合計量中の有機溶剤の比率は0質量%以上40質量%未満である。
顔料分散用樹脂の重量平均分子量を10000以上とすることにより、記録液の保存安定性がより一層向上する。また、30000以下とすることにより、記録液の粘度変化率がより一層小さくなる。
記録液中の顔料分散用樹脂と顔料との質量比(樹脂含有量/顔料含有量)を0.1以上とすることにより、記録液の再溶解性がより一層向上する。また、0.3未満とすることにより、記録液の粘度変化率がより一層小さくなる。
顔料分散用樹脂の酸価を160以上とすることにより、記録液の再溶解性がより一層向上する。また、240以下とすることにより、記録液の粘度変化率がより一層小さくなる。
水と有機溶剤との合計量中の有機溶剤の比率を40質量%未満とすることにより、顔料の分散安定性がより一層向上する。前記比率が50質量%以上になると、記録液の保存安定性が低下傾向となる。
本実施形態に係るインクジェット用記録液においては、顔料の含有量が2〜8質量%であることが好ましい。2質量%以上とすることにより、画像濃度がより一層安定する。また、8質量%以下とすることにより、記録液の粘度変化率がより一層小さくなる。
[インクジェット記録装置]
図1に示すように、本実施形態に係るインクジェット記録装置1は、他の機器から伝送されてきた画像情報に基づき、インクジェット用記録液を用いて記録媒体Xに画像を形成するインクジェットプリンタである。
インクジェット記録装置1は、図示していない給紙カセットに例えばPPC用紙等の記録媒体Xを積層状態で収容する用紙収納部を備えている。記録媒体Xは、給紙ローラ2の回転によって最上位にあるものから1枚ずつ繰り出され、搬送ローラ対3…3によって用紙搬送部に供給される。
用紙搬送部は、一対のローラ間に水平に巻き掛けられた無端状の搬送ベルト7を備えている。搬送ローラ対3…3によって供給された記録媒体Xは、搬送ベルト7の走行によって画像形成部に対面する位置に搬送される。
画像形成部は、搬送ベルト7の上方において、搬送ベルト7により搬送される記録媒体Xの幅と同じかそれ以上の長さを有する長尺なライン型記録ヘッド5を備えている。この記録ヘッド5は、記録媒体Xの搬送方向と直交する方向に延びてインクジェット記録装置1の不図示の筐体に固定されている。記録ヘッド5は、記録液を収容し、後述するように、搬送ベルト7ないし記録媒体Xと対向する下面にドット形成部のノズルが多数配列されており、記録媒体Xの全幅に亘って記録液をノズルから同時一斉に吐出することにより、記録媒体Xに画像を高速で形成することができる。したがって、このインクジェット記録装置1は、高速・高画質を特長とするライン型記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置であり、高速処理化に十分対応し得るものである。記録ヘッド5は、その下面(ノズル面)と搬送ベルト7上の記録媒体Xとの距離が約1mmになるように、記録媒体Xに対して非接触的に配置され、前記筐体に固定されている。
搬送ベルト7の上方において、記録ヘッド5よりも記録媒体Xの搬送方向の上流側であり、搬送ローラ対3…3よりも記録媒体Xの搬送方向の下流側に、搬送ベルト7により搬送される記録媒体Xの先端を検知するための検知センサ4が備えられている。このセンサ4の記録媒体Xの先端の検知時刻を基準として記録ヘッド5に記録液の吐出指令が出力される。
搬送ベルト7によって搬送されている途中に、記録ヘッド5によって記録液が付着されて画像が形成された記録媒体Xは、引き続き搬送ベルト7によって搬送され、搬送ベルト7の終端部で上下一対の排出ローラ8,8に受け渡されて、搬送ベルト7から排出される。
図2は、前記インクジェット記録装置1の記録ヘッド5に多数配列されたドット形成部50のうちの1つを拡大して示す縦断面図である。
この記録ヘッド5は、記録媒体Xの搬送方向と直交する方向に延びる長尺なライン型記録ヘッドである。詳しくは図示しないが、この記録ヘッド5は、3つのサブヘッド(分割ヘッド)が、記録媒体Xの搬送方向と直交する方向に順に連結された構造を有している。そして、各サブヘッドは、その下面(ノズル面)に、平面視で台形状のノズル集合エリアが、記録媒体Xの搬送方向と直交する方向に順に4つ(台形の上底と下底とが交互に逆向きになるように)配置された構造を有している。そして、各ノズル集合エリアにおいて、図2に示すドット形成部50及びノズル53が記録媒体Xの搬送方向に4列に並んでいる。同一列内の隣接するノズル53,53間のピッチを150dpiとし、隣接する列間でノズル53の位置を記録媒体Xの搬送方向と直交する方向に4分の1ピッチづつずらすことにより、600dpiの画像の形成が実現されている。ノズル集合エリアの1列当たりのドット形成部50及びノズル53の数を166個としているので、1つのノズル集合エリア全体(4列)では664個のノズル53が配列されている。したがって、記録ヘッド5の全体では、7968個(664個×4×3)のノズル53が設けられている。
ドット形成部50は、平面視で長円形状の加圧室52を備え、この加圧室52の一端部が、ノズル流路54を介して、記録ヘッド5の下面に形成されたノズル53と連通し、他端部が、絞り通路55を介して、記録液共通供給路56と連通している。ノズル53は、上側開口53bの径が下側開口53aの径よりも大きい逆円錐台形状である。
ドット形成部50は、加圧室52が形成された第1基板51aと、ノズル流路54の上部54a及び絞り通路55が形成された第2基板51bと、ノズル流路54の下部54b及び記録液共通供給路56が形成された第3基板51cと、ノズル53が形成された第4基板51dとが積層された構成である。積層された第1〜第4基板51a〜51dによって当該記録ヘッド5の基板51が提供されている。
基板51の上面には、共通電極57を内部に有する薄板状の圧電素子58と、各ドット形成部50の加圧室52に対応する個別電極59とが積層された構成の圧電アクチュエータACが備えられている。この圧電アクチュエータACの駆動によって加圧室52内の記録液に圧力波が伝達され、この圧力波によってノズル流路54及びノズル53内の記録液が振動して、記録液がノズル53の下側開口53aから記録媒体Xに向けて吐出される。
ここで、このドット形成部50の仕様に関し、好ましい具体的数値の1例を以下に示す。
・加圧室52の面積:0.2mm
・加圧室52の幅:200μm
・加圧室52の深さ:100μm
・ノズル53の長さ:30μm
・ノズル53の下側開口53aの半径:10μm
・ノズル流路54の直径:200μm
・ノズル流路54の長さ:800μm
・絞り通路55の直径:30μm
・絞り通路55の長さ:40μm
なお、図1に例示したインクジェット記録装置1は、単一の記録ヘッド5を有し、画像を単色で形成するものであったが、これに限らず、例えば、Y(イエロー)インク、M(マゼンタ)インク、C(シアン)インク、K(黒)インク毎に個別の記録ヘッド5を記録媒体Xの搬送方向に複数(4本)並べ、画像をフルカラーで形成するものでもよい。
また、インクジェット記録装置1は、所望の高速処理化が実現するのであれば、ライン型記録ヘッドではなく、記録ヘッドが記録媒体Xに対して走査するシリアル型記録ヘッドを備えるものでもよい。
また、図示しないが、搬送ベルト7の近傍にワイプユニットが備えられている。ワイプユニットは、記録液の乾燥を防ぐために記録ヘッド5のノズル面を覆うためのキャップと、記録ヘッド5のノズル面を拭うためのワイプブレードとを具備している。記録ヘッド5の非使用時は、まず、搬送ベルト7が図1に示す記録位置から退避位置まで下降する。次に、ワイプユニットが待機位置から記録ヘッド5の真下の位置まで水平移動する。そして、ワイプユニットが上昇して記録ヘッド5のノズル面をキャップで覆う。
[インクジェット記録方法]
以上のような構成のインクジェット記録装置1を用い、記録ヘッド5に、後述する本実施形態に係るインクジェット用記録液を収容することにより、搬送ベルト7によって記録媒体Xを搬送しつつ、搬送中の記録媒体Xに記録ヘッド5から記録液を吐出して記録媒体Xに記録液を付着させ、画像を形成する、本実施形態に係るインクジェット記録方法を実施することができる。
[インクジェット用記録液]
本実施形態に係るインクジェット用記録液は、水と、有機溶剤と、顔料と、顔料分散用樹脂とを含有する。主な特徴については前述した通りであるのでここでは繰り返さない。
本実施形態で使用可能な顔料としては、例えば、不溶性アゾ顔料、溶性アゾ顔料、フタロシアニンブルー、イソインドリノン、キナクリドン、ジオキサジンバイオレット、ベリノン・ベタリン等の有機顔料;カーボンブラック、二酸化チタン等の無機顔料;白土、タルク、クレー、ケイソウ土、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、アルミナホワイト、シリカ、カオリン、水酸化アルミニウム等の体質顔料;等が挙げられる。
イエロー(Y)顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1(ファストイエローG),3,12(ジスアゾイエローAAA),13,14,17,23,24,34,35,37,42(黄色酸化鉄),53,55,74,81,83(ジスアゾイエローHR),95,97,98,100,101,104,108,109,110,117,120,128,138,150,153等が挙げられる。必要に応じて、これらを1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
マゼンタ(M)顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド1,2,3,5,17,22(ブリリアントファーストスカーレット),23,31,38,48:2(パーマネントレッド2B(Ba)),48:2(パーマネントレッド2B(Ca)),48:3(パーマネントレッド2B(Sr)),48:4(パーマネントレッド2B(Mn)),49:1,52:2,53:1,57:1(ブリリアントカーミン6B),60:1,63:1,63:2,64:1,81(ローダミン6Gレーキ),83,88,92,101(べんがら),104,105,106,108(カドミウムレッド),112,114,122(ジメチルキナクリドン),123,146,149,166,168,170,172,177,178,179,185,190,193,209,219等が挙げられる。必要に応じて、これらを1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
シアン(C)顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー1,2,15(銅フタロシアニンブルーR),15:1,15:2,15:3(フタロシアニンブルーG),15:4,15:6(フタロシアニンブルーE),16,17:1,56,60,63等が挙げられる。必要に応じて、これらを1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
黒(K)顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類;アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料;銅酸化物、鉄酸化物(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類;等が挙げられる。必要に応じて、これらを1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
顔料の平均粒子径は、30〜300nmが好ましく、50〜150nmがより好ましく、100nm程度がさらに好ましい。顔料の平均粒子径は、例えば動的光散乱式粒径分布測定装置(堀場製作所社製の「LB−550」)や、粒度分布測定装置(シスメックス社製の「ゼータサイザーナノ」)等を用いて測定することができる。
本実施形態で使用可能な顔料分散用樹脂としては、例えば、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)アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、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等の水溶性樹脂が挙げられる。必要に応じて、これらを1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらのうちでは、特に、スチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合体が好ましい。また、マクロモノマーとの共重合体も好ましく使用可能である。
これらの顔料分散用樹脂の記録液中の含有量は、一般に、0.1〜10質量%、好ましくは0.5〜8質量%、より好ましくは1.0〜6質量%である。
本実施形態で使用可能な有機溶剤としては、例えば、湿潤剤、浸透促進剤、pH調整剤、レベリング剤、消泡剤、粘度調整剤、防腐剤等が挙げられる。
湿潤剤又は浸透促進剤としては、例えば、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メチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジ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メチルエーテル、トリエチレングリコール、へキシレングリコール、オクタンジオール、チオジグリコール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−ブタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールトリメチロールプロパン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、2−ピロリドン等が挙げられる。必要に応じて、これらを1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
pH調整剤としては、例えば、酢酸、コハク酸等の有機酸及びその塩;トリエタノールアミン等の塩基;等が挙げられる。必要に応じて、これらを1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
レベリング剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類等のノニオン性界面活性剤等が挙げられる。必要に応じて、これらを1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
消泡剤としては、例えば、シリコン系エマルション、ポリエーテル系変性シリコンエマルション、ポリオレフィン−ポリエーテル変性エマルション等が挙げられる。必要に応じて、これらを1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
これらの有機溶剤の記録液中の含有量は、一般に、0〜30質量%、好ましくは0.1〜20質量%、より好ましくは1.0〜10質量%である。
本実施形態に係るインクジェット用記録液は、以上の原料を、例えば湿式のメディア型分散機やプロペラ式撹拌機等を用いて(その他、ボールミル、サンドミル、ロールミル、アジテータ、超音波ホモジナイザー、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等も用いることができる)、十分に攪拌し、混ぜ合わせ、分散させた後、遠心分離や濾過することにより調製することができる。
湿式のメディア型分散機としては、例えば、メディア径が0.2〜1.0mmのジルコニアビーズを使用した場合でも、各メディアに最適な分散エネルギーを与える機構を備えた湿式分散機が好ましい。例えば、浅田鉄工社製の「ナノグレンミル」、三井鉱山社製の「MSCミル」、シンマルエンタープライゼス社製の「ダイノミル」等が好ましく使用可能である。そして、分散処理後の液を遠心分離して異物やゴミ等の粗大粒子を除去し、濾過して微小粒子を除去し、最終的に、本実施形態に係るインクジェット用記録液を得ることができる。
なお、記録液を調製するために、予め、高濃度の顔料分散体(記録液中の顔料濃度の数倍の顔料濃度の液)を作製しておいてもよい。
以下、本発明の実施例を説述することにより、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって限定されるものではない。
[記録液の調製]
まず、以下の組成で、記録液の調製に用いる顔料分散体を作製した。
・イオン交換水を75.50〜82.25質量%
・有機溶剤(日信化学工業社製の「オルフィン(登録商標)E1010」;レベリング剤;2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールジ(ポリオキシエチレン)エーテル)を0.5質量%
・顔料(フタロシアニンブルー)を15質量%
・顔料分散用樹脂を2.25〜9.00質量%
顔料分散用樹脂は、次のようにして調製したものを用いた。すなわち、マクロモノマー(東亜合成社製の「AS−6」;ポリスチレンの分子末端の1個に(メタ)アクリロイル基が結合したオリゴマー;数平均分子量6000)と、メタクリル酸と、スチレンモノマーと、メタクリル酸メチルとを、メチルエチルケトン(MEK)中で、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを開始剤として、種々の配合割合で重合反応させ、反応終了後、溶媒を減圧留去した。得られた樹脂の重量平均分子量(Mw)をGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定した。また、得られた樹脂の酸価を電位差自動滴定装置を用いて測定した。これにより、種々の重量平均分子量(Mw)及び種々の酸価を有する多種類の顔料分散用樹脂が得られた。
次に、以下の組成で、記録液を調製した。
・顔料分散体を26.6質量%
・「オルフィン(登録商標)E1010」を0.5質量%
・1,3−ブタンジオールを5.0質量%
・トリエチレングリコールモノブチルエーテルを5.0質量%
・2−ピロリドンを5.0質量%
・グリセリンを15.0〜30.0質量%
・イオン交換水を27.9〜42.9質量%
1,3−ブタンジオール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、2−ピロリドン及びグリセリンは、湿潤剤又は浸透促進剤(有機溶剤)である。
記録液の調製に際しては、記録液中のイオン交換水と全有機溶剤(オルフィン(登録商標)E1010、1,3−ブタンジオール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、2−ピロリドン及びグリセリン)との合計量中の全有機溶剤の比率が40質量%未満となるように調整した。その場合に、記録液の粘度が6.0±0.2(mPa・s)の範囲に収まるように併せて調整した。
以上により、表1〜表6、図3、図4に示すように、種々の顔料分散用樹脂の重量平均分子量(Mw)、種々の顔料分散用樹脂の酸価、種々の記録液中の顔料分散用樹脂と顔料との質量比(樹脂含有量/顔料含有量)、種々の水と有機溶剤との合計量中の有機溶剤の比率、種々の記録液中の顔料の含有量を有する多種類の記録液(I1〜I24)が得られた。
[記録液の評価]
(再溶解性)
調製した記録液10gを直径47mmのガラス容器に入れ、60℃の恒温槽にて2週間放置した。記録液は、水が揮発し、ペースト状になった。容器を恒温槽から取り出し、室温に戻した。容器に新しい同じ記録液を5g加え、1時間放置した。さらに揮発した量の水を加えた後、上澄み液を採取した。上澄み液を水で3000倍に希釈し、紫外線吸光度計測器(島津製作所社製の「UVM−402」)を用いて紫外線吸光度を測定した。紫外線吸光度から上澄み液の顔料濃度を求め、この値を元の記録液の顔料濃度で除算した値(%)により、記録液の再溶解性を評価した。100%に近いほど再溶解性に優れることになる。結果を表1、表3〜表6に示す。
(粘度変化率)
調製した記録液200gを直径47mmのガラス容器に入れ、23℃/50%RHの環境下に放置し、所定時間経過毎にサンプリングして、振動式粘度計(エー・アンド・ディ社製の「SV−10」)を用いて粘度を測定した。測定した粘度を初期粘度で除算した値(%)を粘度変化率とした。100%に近いほど粘度変化率が小さいことになる。結果を表2〜表6、図3、図4に示す。なお、表3〜表6に記載の粘度変化率は乾燥放置時間1500時間のときの値である。
(ノズル復帰性)
図1に示したインクジェット記録装置1を用い、調製した記録液を記録ヘッド5に収容した。ワイプユニットによる記録ヘッド5のパージ動作(1回のパージ量は記録液2cc)及びワイプ動作をセットで3回行なった後、記録ヘッド5のノズル面をノンキャップ状態で室温放置した。そして、所定時間経過後に、ワイプユニットによる記録ヘッド5のパージ動作(1回のパージ量は2cc)及びワイプ動作をセットで3回行なった後、全ノズルの記録液の吐出・不吐出が確認できるチェックパターンを印字した。その印字の結果を目視で確認し、以下の基準で評価した。なお、1回目の印字で不吐出のノズルがあったときは、2回目のパージ・ワイプ(セットで3回)を行い、チェックパターンを印字した。結果を表2〜表6に示す。
○:1回目のパージ・ワイプ後の印字で全ノズルの吐出が確認された。
△:1回目のパージ・ワイプ後の印字では不吐出のノズルがあったが、2回目のパージ・ワイプ後の印字で全ノズルの吐出が確認された。
×:2回目のパージ・ワイプ後の印字でも不吐出のノズルがあった。
[評価結果考察]
(再溶解性)
記録液中の顔料分散用樹脂(Mw:10000〜30000)と顔料との質量比(樹脂含有量/顔料含有量)が0.1以上、かつ、顔料分散用樹脂(Mw:10000〜30000)の酸価が160以上の記録液は、再溶解性が良好(例えば100%)であった(記録液I2〜I5、I6〜I9、I11〜I14、I16〜I19)。
顔料分散用樹脂(Mw:10000〜30000)の酸価が160以上であっても、記録液中の顔料分散用樹脂(Mw:10000〜30000)と顔料との質量比(樹脂含有量/顔料含有量)が0.1未満の記録液は、再溶解性が不良(例えば100%未満)であった(記録液I10)。
記録液中の顔料分散用樹脂(Mw:10000〜30000)と顔料との質量比(樹脂含有量/顔料含有量)が0.1以上であっても、顔料分散用樹脂(Mw:10000〜30000)の酸価が160未満の記録液は、再溶解性が不良(例えば100%未満)であった(記録液I1、I15)。
(粘度変化率)
記録液中の顔料分散用樹脂(Mw:10000〜30000)と顔料との質量比(樹脂含有量/顔料含有量)が0.3未満、かつ、顔料分散用樹脂(Mw:10000〜30000)の酸価が240以下の記録液は、粘度変化率が相対的に小さかった(乾燥放置時間1500時間で150%以下)(記録液I1〜I4、I8〜I10、I11〜I13、I15、I16、I17)。
顔料分散用樹脂(Mw:10000〜30000)の酸価が240以下であっても、記録液中の顔料分散用樹脂(Mw:10000〜30000)と顔料との質量比(樹脂含有量/顔料含有量)が0.3以上の記録液は、粘度変化率が相対的に大きかった(乾燥放置時間1500時間で150%超)(記録液I6、I7、I18、I19)。
記録液中の顔料分散用樹脂(Mw:10000〜30000)と顔料との質量比(樹脂含有量/顔料含有量)が0.3未満であっても、顔料分散用樹脂(Mw:10000〜30000)の酸価が240超の記録液は、粘度変化率が相対的に大きかった(乾燥放置時間1500時間で150%超)(記録液I5、I14)。
顔料の含有量が8質量%以下の記録液は、粘度変化率が相対的に小さかった(乾燥放置時間1500時間で150%以下)(記録液I20〜I23)。
顔料の含有量が8質量%超の記録液は、粘度変化率が相対的に大きかった(乾燥放置時間1500時間で150%超)(記録液I24)。
(ノズル復帰性)
再溶解性が良好(例えば100%)、かつ、粘度変化率が150%以下の記録液は、ノズル復帰性の評価が「○」であった(表2参照、及び記録液I8、I9、I11〜I13、I16、I17、I20〜I23)。
粘度変化率が150%以下であっても、再溶解性が不良(例えば100%未満)の記録液は、ノズル復帰性の評価が「×」であった(記録液I10、I15)。
再溶解性が良好(例えば100%)であっても、粘度変化率が150%超の記録液は、ノズル復帰性の評価が「△」又は「×」であった(表2参照、及び記録液I6、I7、I14、I18、I19、I24)。
図3は、実施例に係る記録液I1〜I5の乾燥放置時間と粘度変化率との関係を示すグラフである。記録液I1は、顔料分散用樹脂(Mw:15000、酸化:130)、記録液I2は、顔料分散用樹脂(Mw:16000、酸化:160)、記録液I3は、顔料分散用樹脂(Mw:14000、酸化:200)、記録液I4は、顔料分散用樹脂(Mw:18000、酸化:240)、記録液I5は、顔料分散用樹脂(Mw:16000、酸化:300)である。
この図3から明らかなように、顔料分散用樹脂の酸化が300である記録液I5のみが、乾燥放置時間1500時間(約2月)の粘度変化率が150%を超えており、たとえ再溶解性が良好(例えば100%)であっても、記録液I5はノンキャップ状態が約2月続くと、ノズル復帰性が不良となり、ワイプユニットのパージ・ワイプ動作によって多量の記録液が消費されることになる。一方、顔料分散用樹脂の酸化が240以下である記録液I1〜I4は、乾燥放置時間1500時間(約2月)の粘度変化率が150%以下であり、再溶解性も良好(例えば100%)であることを条件に、記録液I1〜I4はノンキャップ状態が約2月続いても、ノズル復帰性が良好であり、ワイプユニットのパージ・ワイプ動作によって多量の記録液が消費されることがなくなる。
図4は、実施例に係る記録液I6及びI7の乾燥放置時間と粘度変化率との関係を示すグラフである。記録液I6は、顔料分散用樹脂(Mw:15000、酸化:200)及び(樹脂含有量/顔料含有量=0.35)、記録液I7は、顔料分散用樹脂(Mw:25000、酸化:200)及び(樹脂含有量/顔料含有量=0.35)である。
この図4から明らかなように、樹脂酸価が200であり、(樹脂含有量/顔料含有量)比が0.35である記録液I6及びI7は、乾燥放置時間1500時間(約2月)の粘度変化率が150%を超えており、たとえMwが10000〜30000であり、再溶解性が良好(例えば100%)であっても、記録液I6及びI7はノンキャップ状態が約2月続くと、ノズル復帰性が不良となり、ワイプユニットのパージ・ワイプ動作によって多量の記録液が消費されることになる。
また、水と有機溶剤との合計量中の有機溶剤の比率が40質量%以上の記録液を調製したところ、時間経過に伴い顔料粒子の粗大化が観察された(顔料の分散安定性ないし記録液の保存安定性が低下した)。
1 インクジェット記録装置
2 給紙ローラ
3 搬送ローラ
4 検知センサ
5 記録ヘッド
7 搬送ベルト
8 排出ローラ
X 記録媒体

Claims (3)

  1. 水と、有機溶剤と、顔料分散体とを含有するインクジェット用記録液であって、
    前記顔料分散体は顔料と、マクロモノマーとメタクリル酸とスチレンモノマーとメタクリル酸メチルとを重合反応させて得られる顔料分散用樹脂を含み、
    前記顔料分散用樹脂の重量平均分子量が10000以上30000以下であり、
    記録液中の前記顔料分散用樹脂と前記顔料との質量比(樹脂含有量/顔料含有量)が0.1以上0.3未満であり、
    前記顔料分散用樹脂の酸価が160以上240以下であり、
    前記有機溶剤はグリセリンと2−ピロリドンとを含み、
    記録液中の前記グリセリンの含有量が15質量%以上30質量%以下であること、並びに、
    前記顔料の含有量が2〜8質量%であり、前記顔料分散用樹脂の含有量が1.0〜6質量%であることを特徴とするインクジェット用記録液。
  2. 記録媒体に記録液を吐出する記録ヘッドを有するインクジェット記録装置であって、
    記録ヘッドから請求項1に記載のインクジェット用記録液を吐出することを特徴とするインクジェット記録装置。
  3. 記録ヘッドは、記録媒体の搬送方向と直交する方向に延びるライン型記録ヘッドであることを特徴とする請求項に記載のインクジェット記録装置。
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