JP6175899B2 - 吐出検知方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
本発明では、ヘッド内部でのインクの乾燥を抑制して吐出を安定させるために水溶性有機溶剤を使用することができる。
本発明で用いられる水溶性有機溶剤は、前記構造式(1)又は構造式(2)で表される化合物のうち少なくとも1種を含んでいる。なお、本発明のインクにおいては、前記構造式(1)又は構造式(2)で表される化合物の両方が含まれていもよい。
その他の水溶性有機溶剤としては、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、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、3−メチル−1,3−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、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、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等の多価アルコールアルキルエーテル類、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、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−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物、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、チオジエタノール等の含硫黄化合物、プロピレンカーボネイト、炭酸エチレン等が挙げられる。
本発明に用いられる水としては、特に制限はなく、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水を用いることができる。インクジェット記録用インクにおける水の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記紫外線吸収剤としては市販品を適宜使用することができるが、紫外線を吸収する最大波長(λmax)が400nm以下であることが好ましい。さらに、360nm以上に吸収領域を有さないことが無色のインクに使用する点で好ましい。
本発明において、水分散性樹脂は、造膜性(画像形成性)に優れ、かつ高撥水性、高耐水性、高耐候性を備えるのに有用である。
そこで、インク吐出性を阻害させないために平均粒子径(D50)は200nm以下がより好ましく、150nm以下が更に好ましい。
また、前記水分散性樹脂のガラス転移温度が−40℃以下になると樹脂皮膜の粘稠性が強くなり印字物にタックが生じるため、ガラス転移温度が−30℃以上の水分散性樹脂であることが好ましい。
前記界面活性剤として、顔料の種類や水溶性有機溶剤の組み合わせによって分散安定性を損なわず、表面張力が低く、浸透性、レベリング性の高いものが好ましく、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤から選択される少なくとも1種が好適である。これらの中でも、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤が特に好ましい。これら界面活性剤は、1種を単独、又は2種以上を混合して用いることができる。
本発明に用いられるインクは、必要に応じて、浸透剤、着色剤、消泡剤、防腐防黴剤等を含有していてもよい。
本発明に用いられるインクは、浸透剤として、炭素数8〜11のポリオール化合物又はグリコールエーテル化合物を少なくとも1種を含有することが好ましい。
浸透剤は、前記湿潤剤は別のものであり、浸透剤も湿潤性が全くない訳ではないが、前記湿潤剤よりも比較的少ないので、非湿潤剤性ものということができるが、ここで、非湿潤剤性とはこのような意味である。
前記着色剤としては、顔料又は染料などが挙げられ、前記顔料としては、無機顔料又は有機顔料を用いることができる。なお、色調調整の目的で同時に染料を含有していてもよく、耐候性を劣化させない範囲内で使用することが可能である。
本発明においては、消泡剤をインクの泡立ち防止のために加えることができる。消泡剤としては市販品を用いることができ、例えば、KS−508、KS−531、KM−72、KM−72F、KM−90、KM−98(信越化学工業社製)、SF−8427、SF−8428、SH−3749、SH−8400、FZ−2101、FZ−2104、FZ−2118、FZ−2203、FZ−2207(東レ・ダウコーニング社製)、BYK−345、BYK−346、BYK−348(ビッグケミー・ジャパン社製)等が挙げられる。
防腐防黴剤としては、例えば、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、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。
防腐防黴剤の添加量は、インク中、0.01〜1重量%が好ましく、0.05〜0.5重量%がより好ましい。
本発明のインクジェット記録装置は、少なくとも無色のインクを用いて印字する印字手段と、印字された記録媒体に紫外線を照射して前記無色のインクの吐出を検知する検知手段とを有する。前記印字手段としては、インク飛翔手段が挙げられる。また、必要に応じて、その他の手段、例えば、刺激発生手段、制御手段等を有していてもよい。
前記インク飛翔工程は、前記本発明における記録用インクに、刺激(エネルギー)を印加し、該記録用インクを飛翔させて記録媒体に画像を形成する工程である。
前記インク飛翔手段は、前記本発明における記録用インクに、刺激(エネルギー)を印加し、該記録用インクを飛翔させて記録用媒体に画像を形成する手段である。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。
本発明で記録媒体に照射して吐出の有無を確認する紫外線の照射は市販の装置を使用することができ、400nm以下の波長の光を照射できれば特に制限はない。
本発明の吐出検知方法に用いられる記録媒体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、普通紙、光沢紙、特殊紙、布、フィルム、OHPシート、汎用印刷紙などが挙げられる。これらの記録媒体は記録媒体中に蛍光剤が含まれているものであれば、そのまま使用することができ、蛍光剤が含まれていない場合は、蛍光剤を表面に塗布することで使用できる。また、前記記録媒体は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明において、無色のインクを印字する場合は、無色のインクについて所定のテストパターンを印字する方法を用いることができる。本発明で吐出の有無を確認するテストパターンとしては、既存のものを適宜使用することができ、例えば格子パターンを使用することができる。前記テストパターンは画像部、または非画像部どの領域にも印字することができるが、非画像部に印字するほうが目視で吐出の有無を確認しやすい点で好ましい。
本発明において用いられる無色のインクは、所定の紫外線吸収剤を有しているため、記録媒体に印字した後、紫外線を照射すると印字した領域は紫外線を吸収し発光しないので吐出の有無を確認することができる。
<ポリマー溶液Aの調製>
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管、及び滴下ロートを備えた1Lのフラスコ内を充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、及びメルカプトエタノール0.4gを混合し、65℃に昇温した。
ポリマー溶液Aを28gと、C.I.ピグメントレッド122を42g、1mol/Lの水酸化カリウム水溶液13.6g、メチルエチルケトン20g、及びイオン交換水13.6gを十分に攪拌した後、ロールミルを用いて混練した。得られたペーストを純水200gに投入し、充分に攪拌した後、エバポレータ用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、更に粗大粒子を除くためにこの分散液を平均孔径5.0μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにて加圧濾過し、顔料15質量%含有、固形分20質量%のマゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液を得た。得られたマゼンタ顔料含有ポリマー微粒子分散液におけるポリマー微粒子の平均粒子径(D50)を測定したところ127nmであった。なお、平均粒子径(D50)の測定は、粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA−EX150)を用いた。
マゼンタインクの製造は、以下の手順で行った。まず、下記水溶性有機溶剤(湿潤剤)、浸透剤、界面活性剤、防カビ剤、及び水を混合し、1時間攪拌を行い均一に混合する。この混合液に対して樹脂を添加して1時間撹拌し、顔料分散液、消泡剤を添加し、1時間攪拌する。この分散液を平均孔径5.0μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにて加圧濾過し、粗大粒子やごみを除去して、各記録用インクを作製した。
各インクの製造は、以下の手順で行った。まず、水溶性有機溶剤(湿潤剤)、紫外線吸収剤、浸透剤、界面活性剤、防カビ剤、及び水を混合し、1時間攪拌を行い均一に混合する。この混合液に対して水分散性樹脂を添加して1時間撹拌し、消泡剤を添加し、1時間攪拌する。この分散液を平均孔径5.0μmのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターにて加圧濾過し、粗大粒子やごみを除去して、無色のインクを作製した。
※1)アクリルシリコン系水分散性樹脂(1):ポリゾールROY6312;固形分37.2重量%、昭和高分子株式会社製
※2)アクリルシリコン系水分散性樹脂(2):AP−4710;固形分50重量%、昭和高分子株式会社製
※3)ウレタン系水分散性樹脂:タケラックW5661;三井化学ポリウレタン社製
※4)紫外線吸収剤(1):SEESORB 101S(シプロ化成株式会社製)2-hydroxy-4-methoxybenzophenone-5-sulfonic acid trihydrate
※5)紫外線吸収剤(2):TINUVIN 5050(BASF社製)
※6)ゾニールFS−300:ポリオキシエチレンパーフロロアルキルエーテル(Dupont社製、成分40質量%)
ここで、ゾニールFS−300は前記一般式(3)で表される。なお、ゾニールFS−300は混合物になっているため、m、nの値に幅があるものと考えられる。
※7)EP−7025:ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル(日本触媒社製)
※8)Proxel GXL:1,2-benzisothiazolin-3-oneを主成分とした防カビ剤(アビシア社製、成分20質量%、ジプロピレングリコール含有)
※9)KM−72F:自己乳化型シリコーン消泡剤(信越シリコーン株式会社製、成分100質量%)
インクの粘度は、粘度計(RE−550L、東機産業株式会社製)を使用して、25℃の粘度を測定した。
インクジェットプリンタIPSIO GX5000(リコー製)に、下記記録用紙をセットして、5cm角のマゼンタ色べた画像を解像度600dpiで印字した。印字後に画像を乾燥させるため1晩静置した。その後、インクジェットプリンタIPSIO GX5000(リコー製)のシアンカートリッジに無色のインクを充填して上記べた画像を印字した記録用紙に無色のインクを印字した。その際、非画像部に格子状のテストパターンを印字して、画像部は全面に無色のインクを印字した。印字後に乾燥させるため1晩放置した。
・記録用紙1;マイペーパー(リコー製)
・記録用紙2;HAMMERMILL FORE MP(INTERNATIONAL PAPER製)
・記録用紙3;リサイクルペーパー100(大王製紙製)
・記録用紙4;ビジネスコートグロス100(リコー製)
上記にて印字したテストパターンに紫外線を照射して吐出の有無が確認できるかどうかを下記基準により評価した。紫外線照射装置は、ハンディーUVランプ(SLUV−8 アズワン製)を使用した。
〔評価基準〕
○:吐出の有無が目視で確認できる
△:吐出の有無が10倍ルーペで確認できる
×:吐出の有無が10倍ルーペで確認できない
上記にて印字した記録用紙について、綿布で印字部を10回擦り、綿布への顔料転写具合を目視で観察し、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
○:綿布への顔料転写は殆どみられない
△:若干の顔料転写が見られる
×:明らかに顔料が転写している
以上より、無色のインクの吐出検知を容易にできる吐出検知方法が得られることがわかる。
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
111 上カバー
112 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
144 分離パッド
151 搬送ベルト
152 再度カウンタローラ
156 帯電ローラ
157 搬送ローラ
158 テンションローラ
171 分離爪
172 排紙ローラ
173 排紙コロ
181 両面給紙ユニット
201 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
Claims (5)
- 無色のインクを記録媒体上に印字する印字工程と、前記無色のインクが印字された記録媒体に紫外線を照射して前記無色のインクの吐出を検知する検知工程とを有する吐出検知方法であって、
前記無色のインクは、水、紫外線吸収剤、水分散性樹脂、界面活性剤及び水溶性有機溶剤を含み、
前記水溶性有機溶剤は、下記構造式(1)又は構造式(2)で表される化合物のうち少なくとも1種を含むことを特徴とする吐出検知方法。
- 前記水分散性樹脂が、アクリル系の水分散性樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の吐出検知方法。
- 前記界面活性剤が、フッ素系界面活性剤であることを特徴とする請求項1又は2に記載の吐出検知方法。
- 前記印字工程の前に、水、着色剤及び水溶性有機溶剤を含有するインクを用いて画像を形成する画像形成工程を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の吐出検知方法。
- 無色のインクと、
前記無色のインクを記録媒体上に印字する印字手段と、
前記無色のインクが印字された記録媒体に紫外線を照射して前記無色のインクの吐出を検知する検知手段と、
を有するインクジェット記録装置であって、
前記無色のインクは、水、紫外線吸収剤、水分散性樹脂、界面活性剤及び水溶性有機溶剤を含み、
前記水溶性有機溶剤は、下記構造式(1)又は構造式(2)で表される化合物のうち少なくとも1種を含むことを特徴とするインクジェット記録装置。
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