JP6281675B2 - インクジェット記録システムおよびインクジェット記録方法 - Google Patents
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Description
なるという問題がある。
[適用例1]本発明に係るインク組成物の一態様は、インク組成物を補充可能なインク注入口を備えたインク収容容器に収容され、前記インク組成物を吐出するノズル孔を有する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置に前記インク収容容器が装着されて使用されるインク組成物であって、分散染料と、シリコン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤の少なくとも1種と、を含み、表面張力が22mN/m以上30mN/m以下とするものである。
充填率5%のときの液面の面積<充填率5%超のときの液面の面積
(充填率は、前記インク収容容器の内容積に対する充填された前記インク組成物の体積の比を表す。液面は、前記インク収容容器内に形成される前記インク組成物の気液界面を表す。)
の関係を満たす充填率が存在するようにしてもよい。
かに気泡を除去することができる。これにより、インク収容容器内および記録ヘッド内などにおける気泡の停留を抑制することができ、さらに安定な吐出安定性を確保することができる。
下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
本実施形態に係るインク組成物は、分散染料と、シリコン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤の少なくとも1種と、を含む。
本実施形態に係るインク組成物は、分散染料を含有する。分散染料とは、ポリエステル、ナイロン、アセテート等の疎水性合成繊維の染着に好適に用いられる染料であり、水に不溶または難溶の化合物である。
、225、257、259、267、268、270、284、285、287、288、291、293、295、297、301、315、330、333等が挙げられる。ブラック分散染料としては、例えば、C.I.ディスパースブラック1、3、10、24等が挙げられる。
本実施形態のインク組成物は、シリコン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤の少なくとも1種を含む。
シリコン系界面活性剤としては、シロキサン単位を有するポリシロキサン構造を有する界面活性剤が挙げられる。また、ポリシロキサンの側鎖には、独立に、水素原子の他、未変性、エーテル変性、ポリエステル変性、エポキシ変性、アミン変性、カルボキシル変性、フッ素変性、アルキルオキシ変性、メルカプト変性、(メタ)アクリル変性、フェノー
ル変性、フェニル変性、カルビノール変性またはアラルキル変性の炭化水素基が存在してもよく、より好ましくは、未変性、エーテル変性またはポリエステル変性の炭化水素基を有してもよい。
本実施形態のインク組成物に適用可能なフッ素系界面活性剤としては、通常の界面活性剤の疎水性基の炭素に結合した水素原子の代わりに、その一部または全部をフッ素原子で置換したものが挙げられる。フッ素系界面活性剤の具体的な例としては、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド化合物などが挙げられる。
本実施形態のインク組成物は、水、分散剤、浸透剤、その他の添加剤を適宜含有することができる。
本実施形態に係るインク組成物は、水を含有することができる。水は、インク組成物の主となる媒体であり、記録媒体に付着された後、乾燥により蒸散する成分である。水は、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のようなイオン性不純物を極力除去したものであることが好ましい。また、紫外線照射又は過酸化水素添加等により滅菌した水を用いると、顔料分散液及びこれを用いたインク組成物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ので好適である。
本実施形態のインク組成物は、分散染料を分散させるための分散剤を含有してもよい。分散剤としては、芳香族スルホン酸塩のホルムアルデヒド縮合物を好適に使用することができ、具体例として、芳香族スルホン酸ナトリウムのホルムアルデヒド縮合物、芳香族スルホン酸カリウムのホルムアルデヒド縮合物、アルキルアリールスルホン酸ナトリウムのホルムアルデヒド縮合物などを挙げることができる。また、芳香族スルホン酸塩のホルムアルデヒド縮合物の市販品としては、メチルナフタレンスルホン酸ナトリウムのホルムアルデヒド縮合物として、ラベリンAN−40(商品名)(第一工業製薬株式会社製)を例示することができる。
本実施形態のインク組成物は、浸透剤を含有してもよい。浸透剤は、分散染料の分散を維持しつつ、捺染における分散染料の媒体への浸透性を高めることができる種のものが好ましい。このような浸透剤としては、HLB値の高いものを挙げることができる。
上記式において、IV/OVは、有機概念図に基づく無機性値(IV;Inorganic Value)と有機性値(OV;Organic Value)の比であるIOB値である。
コールの有機性値は20×7=140、無機性値は100+20+150=270となり、IOB値は270/140=1.93であるから、HLB値は10×1.93=19.3となる。
本実施形態に係るインク組成物は、上記の成分の他にも、pH調整剤、エチレンジアミン四酢酸塩(EDTA)等のキレート化剤、防腐剤・防かび剤、及び防錆剤などを、分散染料の分散性を損なわない限り含有することができる。
本実施形態に係るインク組成物は、表面張力が22mN/m以上30mN/m以下である。表面張力は、例えば、表面張力計CBVP−Z型(協和界面化学社製)を用いて測定することができる。
他の成分の配合によって調整することができる。特に上述の界面活性剤の種類および配合を調節することは、表面張力を調整する作用が強いため有効な手段として用いることができる。
本実施形態のインク組成物は、表面張力が22mN/m以上30mN/m以下であるので、インク組成物中に気泡が発生した場合でも、速やかに気泡をインク組成物外に排出して除去することができる。これにより、インク組成物が大気と接触しやすい形状のインク収容容器に収容された場合であっても、インク収容容器内や記録ヘッド内などにおける気泡の停留を抑制することができ、良好な吐出安定性を確保することができる。
本実施形態に係るインク組成物は、インク組成物を補充可能なインク注入口を備えたインク収容容器に収容され、前記インク組成物を吐出するノズル孔を有する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置に前記インク収容容器が装着されて使用される。
本実施形態のインクジェット記録装置は、少なくとも記録ヘッドを備えている。また、インクジェット記録装置は、後述するインク収容容器を装着することができる。これにより、インク収容容器に収容されたインク組成物を記録ヘッドから吐出して所定の媒体に付着させることができる。
記録ヘッドは、インク組成物を導入するインク導入口、インク組成物を吐出する機構、およびインク組成物を吐出するノズル孔を有している。インク導入口は後述するインク収容容器に接続されることができ、インク収容容器内のインク組成物が記録ヘッドへと導入される。インク組成物を吐出する機構は、例えば、ピエゾ素子によって内容積が変化される圧力室等であり、インク組成物に圧力を印加することができる機構である。そして、圧
力室において圧力を印加されたインク組成物はノズル孔から所定の媒体へと吐出される。
いる。
本実施形態のインク組成物は、インク収容容器に収容される。本実施形態のインク収容容器は、インク組成物を補充可能なインク注入口を備えている。以下にインク収容容器として、2つの実施形態を例示する。
第1実施形態のインク収容容器21及びインク収容容器21から供給されるインク組成物を使用するインクジェット記録装置(以下、「プリンター」ともいう。)の例を図面を参照しながら説明する。
ー34の「挿入方向」を示すものとする。
り壁150の幅は、収容体ケース130の左側の側壁130bからケース開口部132までの幅と略等しい。また、仕切り壁150は、インク室137において上下方向Zの高さが大きな前側寄りの位置に、収容体ケース130の側壁130bと直交すると共に、該側壁130bからケース開口部132側(図5では手前側)に向かって突出するように収容体ケース130と一体成型されている。そのため、第2インク室152の第1インク室151側における上下方向Zの高さは、第1インク室151の上下方向Zの高さと略等しく、さらに第1インク室151と離れた後側における上下方向Zの高さよりも大きい。そして、第1インク室151の容積は、第2インク室152の容積よりも小さい。
部158cと第4横斜リブ部158dの接着面(右端面)にフィルム133が接着されると、側壁130b側に凹み形成された部分は、インクが通過可能なリブ連通開口161として機能する。したがって、第3横斜リブ部158cと第4横斜リブ部158dによって区分けされた空間は、リブ連通開口161を介して互いに連通する。
第2実施形態のインク収容容器200について、図面を参照しながら説明する。
ない。インク収容容器200のインク導出部216と記録ヘッド300とは、インク供給路400を介して接続されている。
上記のインク収容容器の2つ実施形態は、いずれも、インク収容容器がインクジェット記録装置に使用状態で装着された場合には、
充填率5%のときの液面の面積<充填率5%超のときの液面の面積
(充填率は、インク収容容器の内容積に対する充填されたインク組成物の体積の比を表す。液面は、インク収容容器内に形成されるインク組成物の気液界面を表す。)
の関係を満たす充填率が存在する形状を有している。
本実施形態のインクジェット記録システムは、分散染料と、シリコン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤の少なくとも1種と、を含むインク組成物と、前記インク組成物を補充可能なインク注入口を備えたインク収容容器と、前記インク組成物を吐出するノズル孔を有する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置と、を含み、前記インク組成物の表面張力が22mN/m以上30mN/m以下とするものである。当該インクジェット記録システムの各構成の詳細は上述の通りである。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、分散染料と、シリコン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤の少なくとも1種と、を含み、表面張力が22mN/m以上30mN/m以下であるインク組成物を、前記インク組成物を補充可能なインク注入口を備えたインク収容容器に充填し、前記インク組成物を吐出するノズル孔を有する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置に前記インク収容容器を装着し、前記インク組成物を前記ノズル孔から吐出させて媒体に付着させることを含む。
の抜け等を抑えた良好な記録を行うことができる。
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに説明するが、本発明は以下の例によってなんら限定されるものではない。
各実施例および各比較例のインク組成物を、表1に示す配合で調製した。
分散剤は、第一工業製薬株式会社より、商品名ラベリンAN−40(メチルナフタレンスルホン酸ナトリウムのホルムアルデヒド縮合物)を入手して用いた。
7.2.1.吐出安定性
インクジェット記録装置PX−H6000(セイコーエプソン株式会社製)の専用カートリッジに表1に記載した各例のインク組成物を充填したインク収容容器を作製した。次に、このインク収容容器をインクジェット記録装置PX−H6000のイエロー列に装着した。なお、評価に使用したインク収容容器は、インク組成物を補充可能なインク注入口を備えており、インクジェット記録装置に使用状態で装着した場合に、「充填率5%のときの液面の面積<充填率5%超のときの液面の面積」の関係を満たす充填率が存在する形状を有している。さらに、インクジェット記録装置PX−H6000のノズル孔は、インク組成物の吐出方向に垂直な断面の面積がインク組成物の吐出方向に向かって不連続に縮小する部分を有する形状を有している。
A:0本
B:1本以上30本以下
C:31本以上
とし、評価結果を表1に記載した。
上記「7.2.1.吐出安定性」で作成した各インク組成物が充填されたインク収容容器を、60℃の環境で1週間放置し、その後、各インク組成物を取り出して、粘度および分散染料の平均粒子径を測定した。粘度は、粘弾性試験機MCR−300(Pysica社製)を用いて、20℃の環境下で、Shear Rateを10〜1000に上げていき、Shear Rate200時の粘度を読み取ることにより測定した。また、平均粒子径は、マイクロトラックUPA(日機装社製)を用いて、体積基準における累積50%の粒子径D50を測定することにより求めた。
A:粘度または平均粒子径の変動率が5%未満
B:粘度または平均粒子径の変動率が5%以上10%未満
C:粘度または平均粒子径の変動率が10%以上
とし、評価結果を表1に記載した。
実施例1〜9のインク組成物は、いずれも表面張力が22mN/m以上30mN/m以下であり、いずれも吐出安定性に優れていた。また、実施例1、2、5〜9のインク組成物は、いずれも表面張力が22mN/m以上25mN/m以下であり、いずれも吐出安定性が特に優れていた。これに対して、表面張力が22mN/m以上30mN/m以下の範囲を外れた比較例1、2のインク組成物は、吐出安定性が不十分であった。
〜8のインク組成物のうち、浸透剤を1質量%を超えて含有する実施例8のインク組成物は、保存安定性がやや低下する傾向があることが判明した。また、アセチレングリコール系界面活性剤を含有する比較例3、4のインク組成物は、表面張力の値が、22mN/m以上30mN/m以下であるものの、吐出安定性および保存安定性がいずれも不十分であった。これらのうち、HLB値が17未満の浸透剤を5質量%含む比較例4のインク組成物は、表面張力が25mN/mであるにも関わらず、比較例3と比べて吐出安定性の改善は見られず、さらに保存安定性に劣っていた。
Claims (2)
- 分散染料と、シリコン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤の少なくとも1種と、を含むインク組成物と、
前記インク組成物を補充可能なインク注入口を備えたインク収容容器と、
前記インク組成物を吐出するノズル孔を有する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置と、
を含み、
前記ノズル孔は、前記インク組成物の吐出方向に垂直な断面の面積が前記インク組成物の吐出方向に向かって不連続に縮小する部分を有し、
前記インク収容容器は、前記インク収容容器が前記インクジェット記録装置に使用状態で装着された場合に、
充填率5%のときの液面の面積<充填率5%超のときの液面の面積
(充填率は、前記インク収容容器の内容積に対する充填された前記インク組成物の体積の比を表す。液面は、前記インク収容容器内に形成される前記インク組成物の気液界面を表す。)
の関係を満たす充填率が存在し、
前記インク収容容器は、前記インク収容容器が前記インクジェット記録装置に使用状態で装着された状態で前記インク組成物を前記インク注入口から補充可能であり、
前記インク組成物の表面張力が22mN/m以上30mN/m以下である、インクジェット記録システム。 - 分散染料と、シリコン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤の少なくとも1種と、を含み、表面張力が22mN/m以上30mN/m以下であるインク組成物を、前記インク組成物を補充可能なインク注入口を備えたインク収容容器に充填し、
前記インク組成物を吐出するノズル孔を有する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置に前記インク収容容器を装着し、
前記インク組成物を前記ノズル孔から吐出させて媒体に付着させることを含み、
前記ノズル孔は、前記インク組成物の吐出方向に垂直な断面の面積が前記インク組成物
の吐出方向に向かって不連続に縮小する部分を有し、
前記インク収容容器は、前記インク収容容器が前記インクジェット記録装置に使用状態で装着された場合に、
充填率5%のときの液面の面積<充填率5%超のときの液面の面積
(充填率は、前記インク収容容器の内容積に対する充填された前記インク組成物の体積の比を表す。液面は、前記インク収容容器内に形成される前記インク組成物の気液界面を表す。)
の関係を満たす充填率が存在する、インクジェット記録方法。
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