JP6287424B2 - 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

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 Download PDF

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Description

本発明はインクセットインクカートリッジセット、記録装置、及び記録方法に関する。
特許文献1には、「顔料分散用樹脂は水溶性であり、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0.3〜0.6であり、顔料分散用樹脂のうち顔料に付着していない遊離樹脂と顔料との質量比(遊離樹脂量/顔料含有量)が0〜0.1であり、表面寿命が10msのときの動的表面張力が46mN/m以上であるインクジェット用記録液」が開示されている。
特許文献2には、「紫外線や電子線等の光を照射することにより硬化する特性を有し、80ミリ秒時の動的表面張力値が28mN/mより大きく、80ミリ秒時の動的表面張力値から1000ミリ秒時の動的表面張力値を引いた値が8mN/mより小さくしたインクジェット用非水系インク」が開示されている。
特許文献3には、「プレート法による30秒後における動的表面張力γ30が25mN/m以上35mN/m以下の範囲であり、且つ600秒後における動的表面張力γ600との差が、γ600−γ30≦−1mN/mを満たすインクジェットインク」が開示されている。
特許文献4には、「記録媒体上に、色材を含まず測定温度25℃での表面寿命0.1秒における動的表面張力値がγ1(0.1秒)である第1の液体を付与した後に、該第1の液体が液体膜として存在する領域に、色材を含み測定温度25℃での表面寿命0.1秒における動的表面張力値が前記γ(0.1秒)よりも大きなγ(0.1秒)である第2の液体を打滴にて付与することを特徴とする画像形成方法」が開示されている。
特許文献5には、「ブラックインク(a)が表面張力(γa)40mN/m以下、乾燥時間5秒以下で、ブラックインク(b)が表面張力(γb)35mN/m以上、乾燥時間15秒以上で、且つ表面張力(γa)<表面張力(γb)であり、ブラックインク(a)、及びブラックインク(b)における着色剤が共に顔料であるインクジェット記録用インクセット」が開示されている。
特開2011−219646号公報 特開2006−219625号公報 特開2013−112801号公報 特開2007−261203号公報 特開2001−288390号公報
本発明の課題は、画像の滲みを抑制する水性インクを提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。
請求項1に係る発明は、
着色剤、高分子粒子、水、及び水性有機溶媒を含み、静的表面張力が30mN/m未満であり、最大泡圧法により動的表面張力を測定したとき、1msec後での動的表面張力が32mN/m以下であり、1sec後での動的表面張力が30mN/m未満であり、1msec後から1sec後までの動的表面張力の変化幅が0.2mN/m以上3.0mN/m以下である第1の水性インクと、
着色剤、水、及び水性有機溶媒を含み、静的表面張力が30mN/m以上であり、最大泡圧法により動的表面張力を測定したとき、1msec後での動的表面張力が38mN/m以上であり、1sec後での動的表面張力が30mN/m以上であり、1msec後から1sec後までの動的表面張力の変化幅が1.5mN/m以上9.0mN/m以下であり、前記第1の水性インクとは色が異なる第2の水性インクと、
を有するインクセット
請求項2に係る発明は、
前記第1の水性インクは黒色の水性インクである請求項1に記載のインクセット
請求項3に係る発明は
請求項1又は請求項2に記載のインクセットの各水性インクを収容したインクカートリッジセット。
請求項4に係る発明は
請求項1又は請求項2に記載のインクセットの各水性インクを、記録媒体上に吐出する吐出ヘッドを備える記録装置。
請求項5に係る発明は、
前記記録媒体上に吐出された前記水性インクを乾燥する乾燥装置を更に備える請求項4に記載の記録装置。
請求項6に係る発明は、
前記乾燥装置による乾燥温度が、前記記録媒体の表面温度で35℃以上200℃以下である請求項5に記載の記録装置。
請求項7に係る発明は、
請求項1又は請求項2に記載のインクセットの各水性インクを、記録媒体上に吐出する吐出工程を有する記録方法。
請求項8に係る発明は、
前記記録媒体上に吐出された前記水性インクを乾燥する乾燥工程を更に有する請求項7に記載の記録方法。
請求項9に係る発明は、
前記乾燥工程による乾燥温度が、前記記録媒体の表面温度で35℃以上200℃以下である請求項8に記載の記録方法。
請求項1に係る発明によれば、第1の水性インクの静的表面張力が30mN/m以上の場合、1msec後での第1の水性インクの動的表面張力が32mN/mを超える場合、1sec後での第1の水性インクの動的表面張力が30mN/m以上の場合、又は、第1の水性インクの動的表面張力の変化幅が3.0mN/mを超える場合に比べ、画像の滲みを抑制する第1の水性インクを用いたインクセットが提供される。
請求項2に係る発明によれば、第1の水性インクの静的表面張力が30mN/m以上の場合、1msec後での第1の水性インクの動的表面張力が32mN/mを超える場合、1sec後での第1の水性インクの動的表面張力が30mN/m以上の場合、又は、第1の水性インクの動的表面張力の変化幅が3.0mN/mを超える場合に比べ、画像の滲みが生じやすい黒色の水性インクであって画像の滲みを抑制する第1の水性インクを用いたインクセットが提供される。
請求項1に係る発明によれば、静的表面張力が30mN/m以上であり、最大泡圧法により動的表面張力を測定したとき、1msec後での動的表面張力が38mN/m以上であり、1sec後での動的表面張力が30mN/m以上であり、1msec後から1sec後までの動的表面張力の変化幅が1.5mN/m以上9.0mN/m以下であり、互いに色が異なる複数のインクのみを有する場合に比べ、画像の滲みを抑制する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、本構成を有さない場合に比べ、画像の滲みを抑制するインクカートリッジセットが提供される。
請求項4に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、画像の滲みを抑制する記録装置が提供される。
請求項5、又は6に係る発明によれば、乾燥装置を備えない場合に比べ、画像の滲みを抑制しつつ、高速記録を実現する記録装置が提供される。
請求項7に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、画像の滲みを抑制する記録方法が提供される。
請求項8、又は9に係る発明によれば、乾燥装置を備えない場合に比べ、画像の滲みを抑制しつつ、高速記録を実現する記録方法が提供される。
本実施形態に係る記録装置を示す概略構成図である。
以下、本発明の一例である実施形態について詳細に説明する。
(水性インク/インクセット)
本実施形態に係る水性インク(以下、単に「インク」とも称する)は、着色剤、高分子粒子、水、及び水性有機溶媒を含む。そして、水性インクは、静的表面張力が30mN/m未満であり、最大泡圧法により動的表面張力を測定したとき、1msec後での動的表面張力が32mN/m以下であり、1sec後での動的表面張力が30mN/m未満であり、1msec後から1sec後までの動的表面張力の変化幅が0.2mN/m以上3.0mN/m以下である。なお、以下、この表面張力特性を持つ水性インクを「インク(1)」と称することがある。
一方、本実施形態に係るインクセットは、上記本実施形態に係る水性インクと、着色剤、水、及び水性有機溶媒を含み、静的表面張力が30mN/m以上であり、最大泡圧法により動的表面張力を測定したとき、1msec後での動的表面張力が38mN/m以上であり、1sec後での動的表面張力が30mN/m以上であり、1msec後から1sec後までの動的表面張力の変化幅が1.5mN/m以上9.0mN/m以下であり、上記本実施形態に係る水性インクとは色が異なる水性インクと、を有する。なお、以下、この表面張力特性を持ち、本実施形態に係る水性インクとは色が異なる水性インクを「インク(2)」と称することがある。
ここで、上記範囲の静的表面張力、1msec後及び1sec後での動的表面張力、並びに、動的表面張力の変動幅を持つインク(1)は、静的表面張力及び各動的表面張力を小さくした上で、動的表面張力の変動幅も小さくしたインクである。つまり、このインクは、記録媒体上で濡れ拡がりやすい性質を持つインクを示している。
一方、上記範囲の静的表面張力、1msec後及び1sec後での動的表面張力、並びに、動的表面張力の変動幅を持つインク(2)は、静的表面張力及び各動的表面張力を大きくした上で、動的表面張力の変動幅も大きくしたインクである。つまり、このインクは、記録媒体上で濡れ拡がり難い性質を持つインクを示している。なお、このインク(2)は、浸透性の記録媒体に使用される既存の浸透インクに該当する。
記録媒体上で濡れ拡がりやすい性質を持ち、且つ高分子粒子を含むインク(1)は、浸透性の記録媒体上に吐出されると、記録媒体上で迅速に濡れ拡がると共に、インク(1)中の液体成分の記録媒体中への浸透が促進される。このとき、インク(1)中の固形分である高分子粒子は、記録媒体中(つまり紙繊維間)への浸透が遅れ、高分子粒子同士の相互作用(インタラクション)が強くなる。
この高分子粒子同士の相互作用が強くなると、高分子粒子付近の見かけ上の粘度が高まり、高分子粒子は、記録媒体の表面に残存しやすくなると共に、記録媒体の面方向(面に沿った方向)に拡がり難くなる。これに伴って、同じくインク(1)の固形成分である着色剤も高分子粒子同士の相互作用に取り込まれ、記録媒体の表面に残存しやすくなると共に、記録媒体の面方向(面に沿った方向)に拡がり難くなる。特に、インク(1)は、上記表面張力特性を持つため、インク中の液体成分の一部が記録媒体中に吸収されると、インク安定性が崩れやすい。このため、インク中の液体成分と固形分(着色剤及び高分子粒子)との分離が促進され、これら現象が生じやすい。
このため、インク(1)単独で、インク(1)による画像の滲みが抑えられる。
そして、このインク(1)と共に、記録媒体上で濡れ拡がり難いインク(2)を浸透性の記録媒体上に吐出すると、インク(2)は、記録媒体上で濡れ拡がらない状態で、インク(2)中の液体成分の記録媒体中に浸透してゆく。このため、インク(1)による画像とインク(2)による画像は、共に滲みが生じ難く、互いに隣接又は重ねて形成しても、滲みが抑えられる。
なお、従来、滲みを抑える方法として、1)浸透が速く色相が薄い色(黄色等)のインクによる画像を先に記録し、浸透が遅い濃い色(黒色等)のインクによる画像を後に記録する方法、2)全色浸透が速いインクを使用し、濃い色(黒色等)のインクを先に記録し、これ以降に記録される薄い色(黄色等)のインクによる画像を記録する方法(特に、黒色のインクによる画像を最初に記録し、黄色のインクによる画像を最後に記録する方法)が知られている。
しかし、インク(1)は、単独で、画像の滲みを抑えられることから、各色のインクの記録順番に影響されず、滲みが抑えられえる。更に、滲みが目立つ濃い色(特に、黒色)のインクとして、インク(1)を適用すると、濃い色(特に、黒色)のインクによる画像の滲みが抑えられる。特に、上記2)の記録順でインクによる画像を記録した場合の滲みが抑えられる。
以上から、本実施形態に係る水性インクは、画像の滲みを抑制する。また、本実施形態に係るインクセットは、画像の滲み(特に色間滲み)を抑制する。
また、本実施形態に係る水性インク(インク(1))は、上述のように、浸透性の記録媒体の表面に、着色剤が残存しやすい性質を持つ。このため、この水性インク(インク(1))による画像は、浸透性の記録媒体の画像記録面とは反対側の面から当該画像が認識される現象(以下、「画像の裏抜け」とも称する)も抑制する。
特に、この画像の裏抜けが生じやすいのは、記録媒体としての薄紙に、濃い色(特に黒色)のインクによる画像を形成した場合である。これに対して、黒色のインクとして、本実施形態に係る水性インク(インク(1))を適用すると、この画像の裏抜けが抑制される。
また、本実施形態に係る水性インク(インク(1))は、上述のように、記録媒体上で迅速に濡れ拡がる性質を持つインクを示している。この水性インク(インク(1))は、非浸透性の記録媒体上で迅速に濡れ拡がることから、記録媒体にインクが浸透しない又は浸透し難い場合でも、迅速な乾燥が実現される。このため、この水性インク(インク(1))による画像の記録直後に、画像記録面にローラ部材に接触しても画像の剥がれが抑制される。
このように、本実施形態に係る水性インク、及びインクセットは、画像の滲みが生じやすい浸透性の記録媒体に対しても、当該画像の滲みが抑制され、画像剥がれが生じやすい非浸透性の記録媒体に対しても、当該画像剥がれが抑制される。このため、本実施形態に係る水性インク、及びインクセットは、記録媒体汎用性に優れる。
ただし、これら画像の滲み、及び画像の剥がれを抑制する理由は、推定作用であり、何ら限定して解釈されるものではない。
なお、浸透性の記録媒体としては、普通紙等が挙げられる。具体的には、浸透性の記録媒体とは、動的走査吸液計で測定した接触時間500ms以内におけるインクの最大吸液量が15ml/mを超える記録媒体を意味する。
一方、非浸透性の記録媒体としては、コート紙、樹脂フィルム等が挙げられる。具体的には、非浸透性の記録媒体とは、動的走査吸液計で測定した接触時間500ms以内におけるインクの最大吸液量が15ml/m以下である記録媒体を意味する。
本実施形態に係る水性インク及びインクセットにおいて、インク(1)の静的表面張力は、30mN/m未満であり、吐出安定性の点から、好ましくは22mN/m以上28mN/m以下である。
静的表面張力は、ウイルヘルミー型表面張力計CBVP−Z(協和界面科学株式会社製)を用い、23℃、55%RHの環境において測定した値である。
インク(1)における1msec後での動的表面張力は、32mN/m以下であり、画像の滲み、及び画像剥がれを抑制する点から、好ましくは20mN/m以上30mN/m以下、更に好ましくは22mN/m以上28mN/m以下である。
一方、インク(1)における1sec後での動的表面張力は、30mN/m未満であり、画像の滲み、及び画像剥がれを抑制する点から、好ましくは20mN/m以上28mN/m以下、より好ましくは22mN/m以上28mN/m以下である。
インク(1)の動的表面張力の変動幅は、0.2mN/m以上3.0mN/m以下であり、画像の滲み、及び画像剥がれを抑制する点から、好ましくは0.2mN/m以上2.8mN/m以下、より好ましくは0.2mN/m以上2.0mN/m以下である。なお、動的表面張力の変動幅は、1msec後の動的表面張力の値と1sec後の動的表面張力の値との差である。
動的表面張力は、最大泡圧法動的表面張力計MPT C(LAUDA社製)を用い、23℃、55%RHの環境において測定した値である。
なお、1msec後の動的表面張力の値とは、キャピラリー先端で新しい界面が形成されてから1msecで最大泡圧に達したときの動的表面張力の値である。但し、最大泡圧法動的表面張力計の表示される測定限界が、1msec後での動的表面張力の場合、0msec後での動的表面張力として表記されることがある。この場合、0msec後での動的表面張力の値を1msec後での動的表面張力の値として採用する。
一方、1sec後の動的表面張力の値とは、キャピラリー先端で新しい界面が形成されてから1secで最大泡圧に達したときの動的表面張力の値である。但し、最大泡圧法動的表面張力計の測定限界が、1sec未満後の動的表面張力の場合、測定限界での動的表面張力の値を1sec後での動的表面張力の値として採用する。これは、測定限界での動的表面張力の値であれば、動的表面張力が安定領域にあると判断できるためである。
ここで、インク(1)において、静的表面張力、1msec後又は1sec後での動的表面張力、及び、動的表面張力の変動幅を上記範囲とするには、インク(1)は、例えば、着色剤、高分子粒子、水、及び水性有機溶媒と共に、界面活性剤を含むことがよい。つまり、界面活性剤の種類及び量により、静的表面張力、1msec後又は1sec後での動的表面張力、及び、動的表面張力の変動幅を調整することがよい。
この界面活性剤としては、例えば、HLB(親水基/疎水基バランス「Hydrophile− Lipophile Barance」)が14以下の界面活性剤が挙げられる。例えば、HLBが14以下の界面活性剤の量を調整することで、目的とする静的表面張力に調整しやすくなる。また、HLBが14以下の界面活性剤のうち、異なるHLBの界面活性剤を複数種使用すると、目的とする動的表面張力に調整しやすくなる。具体的には、例えば、HLBが11以上14以下の界面活性剤とHLBが4以上11未満の界面活性剤を使用すると、目的とする動的表面張力に調整しやすくなる。
なお、HLB(親水基/疎水基バランス「Hydrophile− Lipophile Barance」)は、以下の式(グリフィン法)により定義されるものである。
・HLB=20×(親水部の式量の総和/分子量)
このような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、及びポリエーテル変性シリコーンよりなる群から選択する少なくとも一種が挙げられる。
アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物は、例えば、アセチレングリコールの少なくとも一つの水酸基にエチレンオキサイドを付加させた−O−(CHCHO)−H構造(なお、例えばnは1以上30以下の整数を示す)を持つ化合物である、
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(7〜9)、オルフィンE1010(13〜14)、オルフィンEXP.4001(8〜11)、オルフィンEXP.4123(11〜14)、オルフィンEXP.4300(10〜13),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、日信化学工業社]等が挙げられる。
アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物の含有量は、例えば、インクに対して0.01質量%以上10質量%以下がよく、好ましくは0.1質量%以上5質量%以下である。
ポリエーテル変性シリコーンは、例えば、シリコーン鎖(ポリシロキサン主鎖)に、ポリエーテル基がグラフト状に結合した化合物、又はブロック状に結合した化合物である。ポリエーテル基としては、例えば、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基が挙げられる。ポリエーテル基としては、例えば、オキシエチレン基とオキシプロピレン基がブロック状又はランダムに付加したポリオキシアルキレン基であってもよい。
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、日信化学工業社]等が挙げられる。
ポリエーテル変性シリコーンの含有量は、例えば、インクに対して0.01質量%以上5質量%以下がよく、好ましくは0.05質量%以上1質量%以下である。
一方、本実施形態に係るインクセットにおいて、インク(2)の静的表面張力は、30mN/m以上であり、吐出安定性の点から、好ましくは30mN/m以上35mN/m以下である。
インク(2)における1msec後での動的表面張力は、38mN/m以上であり、画像の滲みを抑制する点から、好ましくは38mN/m以上50mN/m以下、より好ましくは38mN/m以上45mN/m以下である。
一方、インク(2)における1sec後での動的表面張力は、30mN/m以上であり、画像の滲みを抑制する点から、好ましくは30mN/m以上45mN/m以下、より好ましくは30mN/m以上40mN/m以下である。
インク(2)の動的表面張力の変動幅は、1.5mN/m以上9.0mN/m以下であり、画像の滲みを抑制する点から、好ましくは1.5mN/m以上7.0mN/m以下、より好ましくは1.5mN/m以上5.0mN/m以下である。
なお、インク(2)の静的表面張力、及び動的表面張力は、インク(1)の静的表面張力、及び動的表面張力と同じ測定方法により測定される値である。
ここで、インク(2)においても、静的表面張力、1msec後又は1sec後での動的表面張力、及び、動的表面張力の変動幅を上記範囲とするには、インク(2)は、例えば、着色剤、水、及び水性有機溶媒と共に、界面活性剤を含むことがよい。つまり、界面活性剤の種類及び量により、静的表面張力、1msec後又は1sec後での動的表面張力、及び、動的表面張力の変動幅を調整することがよい。
これら界面活性剤としても、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物、及びポリエーテル変性シリコーンよりなる群から選択する少なくとも一種が挙げられる。なお、その他、周知の界面活性剤も挙げられる。
ここで、本実施形態に係るインクセットにおいて、複数色のインクは、例えば、黒インク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、及びこれら色以外の中間色インクから選択される少なくとも2種の複数色のインクで構成される。特に、画像の滲みを抑制する点から、インク(1)として、黒色のインクを適用し、インク(2)として、黒色以外のインク(シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、及びこれら色以外の中間色インク)を適用することがよい。
次に、本実施形態に係る水性インク及びインクセットの各インクの組成及び特性について詳細に説明する。
インク(1)は、着色剤、高分子粒子、水、及び水性有機溶媒を含む。一方、インク(2)は、インク(1)とは異なる色の着色剤、水、及び水性有機溶媒を含む。インク(2)において、高分子粒子は含んでいても、含まなくてもよい。
着色剤について説明する。
着色剤としては、顔料が挙げられる。顔料としては、有機顔料、無機顔料が挙げられる。
黒色顔料(ブラック顔料)の具体例としては、Raven7000,Raven5750,Raven5250,Raven5000 ULTRAII,Raven 3500,Raven2000,Raven1500,Raven1250,Raven1200,Raven1190 ULTRAII,Raven1170,Raven1255,Raven1080,Raven1060(以上コロンビアン・カーボン社製)、Regal400R,Regal330R,Regal660R,Mogul L,Black Pearls L,Monarch 700,Monarch 800,Monarch 880,Monarch 900,Monarch 1000,Monarch 1100,Monarch 1300,Monarch 1400(以上キャボット社製)、Color Black FW1,Color Black FW2,Color Black FW2V,Color Black 18,Color Black FW200,Color Black S150,Color Black S160,Color Black S170,Printex35,Printex U,Printex V,Printex140U,Printex140V,Special Black 6,Special Black 5,Special Black 4A,Special Black4(以上デグッサ社製)、No.25,No.33,No.40,No.47,No.52,No.900,No.2300,MCF−88,MA600,MA7,MA8,MA100(以上三菱化学社製)等を挙げられるが、これらに限定されるものではない。
シアン色顔料の具体例としては、C.I.Pigment Blue−1,−2,−3,−15,−15:1,−15:2,−15:3,−15:4,−16,−22,−60等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
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。
ここで、着色剤として顔料を使用した場合には、併せて顔料分散剤を用いることが好ましい。使用される顔料分散剤としては、高分子分散剤、ア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、ノニオン性界面活性剤等が挙げられる。
高分子分散剤としては、親水性構造部と疎水性構造部とを有する重合体が好適に用いられる。親水性構造部と疎水性構造部とを有する重合体としては、例えば縮合系重合体と付加重合体とが使用される。縮合系重合体としては、公知のポリエステル系分散剤が挙げられる。付加重合体としては、α,β−エチレン性不飽和基を有する単量体の付加重合体が挙げられる。親水性基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体と疎水性基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体を組み合わせて共重合することにより目的の高分子分散剤が得られる。また、親水性基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体の単独重合体も用いられる。
親水性基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体としては、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基、りん酸基等を有する単量体、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、フマル酸、フマル酸モノエステル、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホン化ビニルナフタレン、ビニルアルコール、アクリルアミド、メタクリロキシエチルホスフェート、ビスメタクリロキシエチルホスフェート、メタクリロオキシエチルフェニルアシドホスフェート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート等が挙げられる。
疎水性基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体、ビニルシクロヘキサン、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸シクロアルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル、マレイン酸ジアルキルエステル等が挙げられる。
高分子分散剤として好ましい共重合体の例としては、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−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、ビニルナフタレン−メタクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸シクロヘキシルエステル−メタクリル酸共重合体等が挙げられる。また、これらの重合体に、ポリオキシエチレン基、水酸基を有する単量体を共重合させてもよい。
高分子分散剤の重量平均分子量としては、例えば、2000以上50000以下がよい。
これら高分子分散剤は、単独で用いても、二種類以上を併用しても構わない。高分子分散剤の含有量は、顔料により大きく異なるため一概には言えないが、顔料に対し、0.1質量%以上100質量%以下であることがよい。
顔料としては、水に自己分散する顔料(以下自己分散型顔料と称する)も挙げられる。
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。
自己分散型顔料としては、上記顔料に対して表面改質処理を施した顔料の他、キャボット社製のCab−o−jet−200、Cab−o−jet−300、Cab−o−jet−400、IJX−157、IJX−253、IJX−266、IJX−273、IJX−444、IJX−55、Cab−o−jet−250C、Cab−o−jet−260M,Cab−o−jet−270Y,Cab−o−jet−450C,Cab−o−jet−465M,Cab−o−jet−470Y,Cab−o−jet−480M、オリエント化学社製のMicrojet Black CW−1、CW−2等の市販の自己分散顔料等も挙げられる。
自己分散型顔料としては、その表面に官能基として少なくともスルホン酸、スルホン酸塩、カルボン酸、又はカルボン酸塩を有する顔料であることが好ましい。より好ましくは、表面に官能基として少なくともカルボン酸、又はカルボン酸塩を有する顔料である。
ここで、顔料としては、樹脂により被覆された顔料等も挙げられる。これは、マイクロカプセル顔料と呼ばれ、DIC化学工業社製、東洋インキ社製などの市販のマイクロカプセル顔料がある。なお、市販のマイクロカプセル顔料に限られず、目的に応じて作製したマイクロカプセル顔料を使用してもよい。
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、黒色とシアン、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。
着色剤としては、顔料の他、その他、親水性のアニオン染料、直接染料、カチオン染料、反応性染料、高分子染料等や油溶性染料等の染料類、染料で着色したワックス粉・樹脂粉類やエマルション類、蛍光染料や蛍光顔料等も挙げられる。
着色剤の体積平均粒径は、例えば10nm以上1000nm以下であることが挙げられる。
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、1000倍希釈したインクを測定セルに入れ、測定を行った。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とした。
着色剤の含有量(濃度)は、例えば、インクに対して1質量%以上25質量%以下が好ましく、2質量%以上20質量%以下がより好ましい。
高分子粒子について説明する。
高分子粒子は、非浸透性の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。
高分子粒子としては、例えば、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸ナトリウム共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリル酸エステル共重合体、ポリウレタン、シリコン−アクリル酸共重合体、アクリル変性フッ素樹脂等の粒子(ラテックス粒子)が挙げられる。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。
高分子粒子は、乳化剤を用いてインク中に分散させたものであってもよく、乳化剤を用いないでインク中に分散させたものであってもよい。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は、画像の光沢性及び耐擦過性の点から、10nm以上300nm以下が好ましく、より好ましくは10nm以上200nm以下である。
高分子粒子の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、1000倍希釈したインクを測定セルに入れ、測定を行った。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の屈折率とした。
高分子粒子のガラス転移温度は、画像の耐擦過性の点から、−20℃以上80℃以下が好ましく、より好ましくは−10℃以上60℃以下である。
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。
高分子粒子の含有量は、例えば、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5質量%以下がより好ましい。
水について説明する。
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、超純水、蒸留水、限外濾過水が好適に挙げられる。
水の含有量は、例えば、インクに対して10質量%以上95質量%以下が好ましく、30質量%以上90質量%以下がより好ましい。
水溶性有機溶媒について説明する。
水溶性有機溶媒としては、多価アルコール類、多価アルコール類誘導体、含窒素溶媒、アルコール類、含硫黄溶媒等が挙げられる。水溶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。
多価アルコール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,2−へキサンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、キシリトールなどの糖アルコール類;キシロース、グルコース、ガラクトースなどの糖類;等が挙げられる。
多価アルコール類誘導体としては、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、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジグリセリンのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。
含窒素溶媒としては、ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、トリエタノールアミン等が挙げられる。
アルコール類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。
水溶性有機溶媒は、1種類で使用しても2種類以上を併用してもよい。
水溶性有機溶媒の含有量は、水に対して1質量%以上60質量%以下が好ましく、1質量%以上40質量%以下がより好ましい。
界面活性剤について説明する。
インクには、その他の界面活性剤を含んでもよい。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。
アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩、高級アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等が挙げられる。
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。
ノニオン性界面活性剤としては、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、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、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アルキルアルカノールアミド、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等が挙げられる。
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。
ノニオン性界面活性剤としては、その他、ポリシロキサンオキシエチレン付加物等のシリコーン界面活性剤;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スルホン酸塩、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテル等のフッ素界面活性剤;スピクリスポール酸やラムノリピド、リゾレシチン等のバイオサーファクタント;等も挙げられる。
界面活性剤の親水性/疎水性バランス(HLB)は、溶解性等を考慮すると例えば3以上20以下の範囲がよい。
界面活性剤は、1種類で使用しても2種類以上を併用してもよい。
界面活性剤の含有量は、インクに対して0.1質量%以上10質量%以下が好ましく、0.1質量%以上5質量%以下がより好ましく、0.2質量%以上3質量%以下がさらに好ましい。
その他添加剤について説明する。
インクには、その他添加剤を含んでもよい。その他添加剤としては、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)、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、赤外線吸収剤等が挙げられる。
インク(インク(1)及び(2))の好適な物性について説明する。
インク(インク(1)及び(2))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、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。
インク(インク(1)及び(2))の導電率は、例えば0.01S/m以上0.5S/m以下の範囲(好ましくは0.01S/m以上0.25S/m以下の範囲、より好ましくは0.01S/m以上0.20S/m以下の範囲)が挙げられる。
導電率の測定は、MPC227(pH/Conductivity Meter、メトラー・トレド社製)で行う。
インク(インク(1)及び(2))の粘度は、例えば1.5mPa・s以上30mPa・s以下の範囲(好ましくは1.5mPa・s以上20mPa・s以下の範囲)が挙げられる。
粘度は、TV−20(東機産業製)を測定装置として用い、測定温度は23℃、せん断速度は1400s−1の条件で測定する。
(記録装置/記録方法)
本実施形態に係る記録装置は、本実施形態に係る水性インク、又はインクセットの各水性インクを、記録媒体上に吐出する吐出ヘッドを備える記録装置である。本実施形態に係る記録装置によれば、本実施形態に係る水性インク、又はインクセットの各水性インクを、非浸透性の記録媒体上に吐出する吐出工程を有する記録方法が実現される。
本実施形態に係る記録装置は、記録媒体上に吐出された水性インクを乾燥する乾燥装置を更に備えてもよい。この乾燥装置を更に備えた記録装置では、記録媒体上に吐出された水性インクを乾燥する乾燥工程を更に有する記録方法が実現される。乾燥装置(乾燥工程)により、記録媒体上に吐出された各水性インクを乾燥することで、高速記録が実現される。
ここで、乾燥装置(乾燥工程)による乾燥温度は、記録媒体の表面温度で35℃以上200℃以下(好ましくは40℃以上150℃以下)であることがよい。
この温度を35℃以上とすると、水性インクの乾燥が迅速に行える。一方、この温度を200℃以下とすると、記録媒体の焦げ付き、装置コストの増大、及び消費電力の増大を抑えつつ、迅速なインクの乾燥が実現される。
なお、記録媒体の表面温度は、次の通りに乾燥直後に測定された値である。まず、記録装置の乾燥装置から記録媒体搬送距離で0.5mの場所に、放射温度計を設置する。そして、この放射温度計により、記録媒体の非画像記録部(白紙部)の温度を測定し、この測定した温度を記録媒体の表面温度として求める。
また、本実施形態に係る記録装置には、本実施形態に係る水性インクを収容し、当該記録装置に着脱されるようカートリッジ化されたインクカートリッジを備えていてもよい。
また、本実施形態に係る記録装置には、本実施形態に係るインクセットの各水性インクを収容し、当該記録装置に着脱されるようカートリッジ化されたインクカートリッジセットを備えていてもよい。
以下、本実施形態に係る記録装置及び記録方法の一例について図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態に係る記録装置を示す概略構成図である。
本実施形態に係る記録装置10は、図1に示すように、水性インク(以下「インク」とも称する)を記録媒体P上に吐出する吐出ヘッド122(吐出ヘッド122を有する吐出装置121)を備える記録装置である。本実施形態に係る記録装置10では、インクを記録媒体P上に吐出する吐出工程を有する記録方法が実現される。これにより、記録媒体P上にインクによる画像を記録する。
具体的には、本実施形態に係る記録装置10は、例えば、記録媒体Pとしての連帳紙(以下、「連帳紙P」とも称する)に画像を記録する画像記録ユニット12を備えている。
記録装置10は、画像記録ユニット12に供給する連帳紙Pが収容される前処理ユニット14と、前処理ユニット14から画像記録ユニット12へ供給される連帳紙Pの搬送量等を調整するバッファユニット16と、を備えている。バッファユニット16は、画像記録ユニット12と前処理ユニット14との間に配置されている。
記録装置10は、例えば、画像記録ユニット12から排出される連帳紙Pを収容する後処理ユニット18と、画像記録ユニット12から後処理ユニット18へ排出される連帳紙Pの搬送量等を調整するバッファユニット20と、を備えている。バッファユニット20は、画像記録ユニット12と後処理ユニット18との間に配置されている。
記録装置10は、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から搬出される連帳紙Pを冷却する冷却ユニット22を備えている。
画像記録ユニット12は、例えば、連帳紙Pを連帳紙Pの搬送経路124に沿って案内するロール部材(符号省略)と、連帳紙Pの搬送経路124に沿って搬送される連帳紙Pにインク(インクの液滴)を吐出して画像を記録する吐出装置121とを備えている。
吐出装置121は、連帳紙Pにインクを吐出する吐出ヘッド122を備えている。吐出ヘッド122は、例えば、有効な記録領域(インクを吐出するノズルの配置領域)が連帳紙Pの幅(連帳紙Pの搬送方向と交差(例えば直交)する方向の長さ)以上とされた長尺状の記録ヘッドである。
なお、吐出ヘッド122は、これに限られず、連帳紙Pの幅よりも短尺状の吐出ヘッドであって、連帳紙Pの幅方向に移動してインクを吐出する方式(所謂キャリッジ方式)の吐出ヘッドであってもよい。
吐出ヘッド122は、インクの液滴を熱により吐出する、所謂サーマル方式であってもよいし、インクの液滴を圧力により吐出する、所謂圧電方式であってもよく、公知のものが適用される。
吐出ヘッド122は、例えば、連帳紙Pにインクを吐出してK(ブラック)色の画像を記録する吐出ヘッド122Kと、Y(イエロー)色の画像を記録する吐出ヘッド122Yと、M(マゼンタ)色の画像を記録する吐出ヘッド122Mと、C(シアン)色の画像を記録する吐出ヘッド122Cとを有している。そして、吐出ヘッド122Kと、吐出ヘッド122Yと、吐出ヘッド122Mと、吐出ヘッド122Cとは、この順番で連帳紙Pの搬送方向(以下単に「用紙搬送方向」と記載することがある)に沿って上流側から下流側に連帳紙Pと対向するように並べられている。なお、吐出ヘッドの表記において、K、Y、M、Cを区別しない場合には、符号に付しているK、Y、M、Cを省略する。
吐出ヘッド122K,122Y,122M,122Cは、それぞれ、記録装置10に着脱される各色のインクカートリッジ123K,123Y,123M,123Cと供給管(不図示)を通じて連結され、インクカートリッジ123により、各色のインクがそれぞれ吐出ヘッド122へ供給される。
吐出ヘッド122は、上記4色のそれぞれに対応した4つの吐出ヘッド122を配置する形態に限られず、目的に応じて、他の中間色を加えた4色以上のそれぞれに対応した4つ以上の吐出ヘッド122を配置した形態であってもよい。
ここで、吐出ヘッド122としては、例えば、インク滴量l以上15pl以下の範囲でインクを吐出する低解像度用の吐出ヘッド122(例えば600dpiの吐出ヘッド)、インク滴量10pl未満の範囲でインクを吐出する高解像度用の吐出ヘッド122(例えば1200dpiの吐出ヘッド)のいずれを備えていてもよい。また、吐出装置121は、低解像度用の吐出ヘッド122、及び高解像度用の吐出ヘッド122の双方を備えていてもよい。吐出ヘッド122のインク液滴量は、インクの最大液滴量の範囲である。また、dpiは「dot per inch」を意味する
吐出装置121は、吐出ヘッド122に対して用紙搬送方向の下流側に、例えば、連帳紙Pの裏面が巻き掛けられ、搬送される連帳紙Pと接触して従動回転しながら連帳紙P上の画像(インク)を乾燥する乾燥ドラム126(乾燥装置の一例)が配置されている。
乾燥ドラム126の内部には、加熱源(例えばハロゲンヒータ等:不図示)が内蔵されている。乾燥ドラム126は、加熱源による加熱により連帳紙P上の画像(インク)を乾燥する。
乾燥ドラム126の周囲には、連帳紙P上の画像(インク)を乾燥する温風送風装置128(乾燥装置の一例)が配置されている。この温風送風装置128による温風によって、乾燥ドラム126に巻き掛けられた連帳紙P上の画像(インク)を乾燥する。
ここで、吐出装置121は、吐出ヘッド122に対して用紙搬送方向の下流側には、連帳紙P上の画像(インク)を乾燥する近赤外線ヒータ(不図示)、レーザ照射装置等の他の乾燥装置が配置されていてもよい。近赤外線ヒータ、レーザ照射装置等の他の乾燥装置は、乾燥ドラム126及び温風送風装置128の少なくとも一方に代えて、又は乾燥ドラム126及び温風送風装置128に加えて配置される。
一方、前処理ユニット14は、画像記録ユニット12へ供給される連帳紙Pが巻き付けられている供給ロール14Aを備えており、この供給ロール14Aは、図示せぬフレーム部材に回転可能に支持されている。
バッファユニット16は、例えば、用紙搬送方向に沿って第1パスローラ16A、ダンサーローラ16B及び第2パスローラ16Cが配置されている。ダンサーローラ16Bは、図1中上下に移動することにより、画像記録ユニット12へ搬送される連帳紙Pの張力調整、及び連帳紙Pの搬送量を調整する。
後処理ユニット18は、画像が記録された連帳紙Pを巻き取る搬送部の一例としての巻取ロール18Aを備えている。この巻取ロール18Aが図示せぬモータから回転力を受けて回転することで、連帳紙Pが搬送経路124に沿って搬送されるようになっている。
バッファユニット20は、例えば、用紙搬送方向に沿って第1パスローラ20A、ダンサーローラ20B及び第2パスローラ20Cが配置されている。ダンサーローラ16Bは、図1中上下に移動することにより、後処理ユニット18へ排出される連帳紙Pの張力調整、及び連帳紙Pの搬送量を調整する。
冷却ユニット22には、複数のクーリングローラ22Aが配置されている。複数のクーリングローラ22Aの間に連帳紙Pを搬送することにより、連帳紙Pを冷却する。
次に、本実施形態に係る記録装置10による動作(記録方法)について説明する。
本実施形態に係る記録装置10では、まず、前処理ユニット14の供給ロール14Aから、バッファユニット16を通じて、画像記録ユニット12に連帳紙Pを搬送する。
次に、画像記録ユニット12において、吐出装置121の各吐出ヘッド122からインクを連帳紙Pに吐出する。これにより、連帳紙P上にインクよる画像が形成される。その後、乾燥ドラム126により、連帳紙P上の画像(インク)を連帳紙Pの裏面側(記録面とは反対側の面)から乾燥する。そして、温風送風装置128により、連帳紙Pに吐出されたインク(画像)を連帳紙Pの表面側(記録面)から乾燥する。つまり、乾燥ドラム126及び温風送風装置128により、連帳紙P上に吐出されたインクを乾燥する。
次に、冷却ユニット22において、クーリングローラ22Aにより、画像が記録された連帳紙Pを冷却する。
次に、バッファユニット16を通じて、後処理ユニット18は、画像が記録された連帳紙Pを巻取ロール18Aにより巻き取る。
以上の工程を通じて、記録媒体Pとしての連帳紙Pにインクによる画像が記録される。
なお、本実施形態に係る記録装置10では、吐出装置121(吐出ヘッド122)によってインクの液滴を記録媒体Pの表面に直接吐出する方式について説明したが、これに限られず、例えば中間転写体にインクの液滴を吐出した後に、中間転写体上のインクの液滴を記録媒体Pに転写する方式であってもよい。
また、本実施形態に係る記録装置10では、記録媒体Pとして連帳紙Pにインクを吐出して画像を記録する方式について説明したが、記録媒体Pとして枚葉紙にインクを吐出して画像を記録する方式であってもよい。
また、本実施形態は、限定的に解釈されるものではなく、本発明の要件を満足する範囲内で実現されることは、言うまでもない。
以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
<実施例1>
(ブラックインク;「Kインク」と表記)
・カーボンブラック(Mogul L:キャボット(株)製)(着色剤): 5質量%
・スチレン/アクリル酸共重合体ナトリウム中和物: 2.5質量%
(水溶性樹脂、重量平均分子量=30000)
・TOCRYL W−4627(アクリル系エマルション;トーヨーケム社製): 5.0質量%(固形分)
(高分子粒子、体積平均粒径=0.12μm、ガラス転移温度=45℃)
・グリセリン: 10質量%
・ジエチレングリコール: 10質量%
・界面活性剤(表1に記載の化合物): 表1に記載の質量%
・イオン交換水: 残部
上記組成を混合したのち、5μmのフィルターでろ過を行い、水性インク(Kインク)を得た。
(シアンインク;「Cインク」と表記)
・C.I.Pigment Blue 15:3(着色剤): 5質量%
・スチレン−アクリル酸共重合体ナトリウム中和物: 2.5質量%
(水溶性樹脂、重量平均分子量=30000)
・グリセリン: 10質量%
・ジエチレングリコール: 10質量%
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル: 3質量%
・界面活性剤(表1に記載の化合物): 表1に記載の質量%
・イオン交換水: 残部
上記組成を混合したのち、5μmのフィルターでろ過を行い、水性インク(Cインク)を得た。
(マゼンタインク;「Mインク」と表記)
着色剤として、C.I.Pigment Red 122を使用した以外は、Cインクと同様にして、Mインクを得た。
(イエローインク;Yインク」と表記)
着色剤として、C.I.Pigment Yellow 128を使用した以外は、Cインクと同様にして、Yインクを得た。
(インクセット)
得られたKインク、Cインク、Mインク、及びYインクを実施例1のインクセットとした。
<実施例2、比較例1〜3>
表1に従って、界面活性剤の種類及び量(質量%)を変更した以外は、実施例1と同様にインクセットを準備した。
<実施例11>
(ブラックインク;「Kインク」と表記)
・カーボンブラック(Mogul L:キャボット(株)製)(着色剤): 5質量%
・スチレン/アクリル酸共重合体ナトリウム中和物: 2.5質量%
(水溶性樹脂、重量平均分子量=30000)
・TOCRYL W−4627(アクリル系エマルション;トーヨーケム社製): 5.0質量%(固形分)
(高分子粒子、体積平均粒径=0.12μm、ガラス転移温度=45℃)
・グリセリン: 10質量%
・ジエチレングリコール: 10質量%
・界面活性剤(表2に記載の化合物): 表2に記載の質量%
・イオン交換水: 残部
上記組成を混合したのち、5μmのフィルターでろ過を行い、水性インク(Kインク)を得た。得られたKインクを実施例11のインクとした。
<実施例12、比較例11〜13>
表2に従って、界面活性剤の種類及び量(質量%)を変更した以外は、実施例1と同様にインクを準備した。
<評価>
(記録装置の準備)
図1に示す構成と同じ構成で、インクの吐出ヘッドとして、600dpiのピエゾヘッド(最大インク滴量11pl)のピエゾヘッドを備えた記録装置を準備した。準備した記録装置の詳細は、以下の通りである。ただし、乾燥ドラム、及び温風送風装置の設定温度は、乾燥直後の記録媒体の表面温度が60℃となる設定温度である。
−記録装置の詳細−
・記録速度(記録媒体搬送速度): 25m/min
・乾燥ドラムの設定温度:100℃
・温風送風装置の設定温度:100℃
・記録媒体: 日本製紙製「NPiフォームNext−IJ(坪量64g/m)」[浸透性の記録媒体]、日本製紙製「NPiフォーム(坪量64g/m)」[浸透性の記録媒体]、王子製紙製「OKトップコート+」(連量43kg)[非浸透性の記録媒体]の3種類
そして、各例のインクセットの各色のインク、及び各例のインクを記録装置の各色のインクタンクに充填した。この記録装置を用いて、次の評価を行った。
(画像の裏抜け)
各記録装置を用いて、浸透性の記録媒体として、日本製紙製「NPiフォームNext−IJ」、日本製紙製「NPiフォーム」上に、600dpiのピエゾヘッド(最大インク滴量11pl)から、インクを吐出し、Kインクによる1.5cm×1.5cmのベタ画像を記録した。その後、乾燥ドラム及び温風送風装置により乾燥、並びに、クーリングローラにより冷却を実施した。この過程を経て、浸透性の記録媒体にインクによる画像を記録した。
そして、記録媒体の裏面(記録面とは反対側の面)側から、記録後のKインクによる文字画像を目視にて観察し、画像の裏抜けについて評価した。
評価基準は以下の通りである。
−画像の裏抜けの評価基準−
A(○):画像の裏抜けがない。
B(△):画像の裏抜けが若干ある。
C(×):画像の裏抜けが著しい。
(画像の滲み)
各記録装置を用いて、浸透性の記録媒体として、日本製紙製「NPiフォームNext−IJ」、日本製紙製「NPiフォーム」上に、600dpiのピエゾヘッド(最大インク滴量11pl)から、インクを吐出し、Kインクによる文字画像(「響」の6pt文字画像)を記録した。その後、乾燥ドラム及び温風送風装置により乾燥、並びに、クーリングローラにより冷却を実施した。この過程を経て、浸透性の記録媒体にインクによる画像を記録した。
そして、記録後のKインクによる文字画像を目視にて観察し、文字画像の滲み(色間滲み)について評価した。
なお、各例のインクセットのインクを充填した記録装置の場合、Kインクによる文字画像の下地色として、Cインク、Mインク、及びYインクの各々のインクによるベタ画像も記録して、文字画像の色滲み(色間滲み)を評価した。
評価基準は以下の通りである。
−画像の滲みの評価基準−
A+(◎):下地色ありでも画像の滲みがない。
A(○):下地色なしで画像の滲みがない。
B(△):下地色なしで画像の滲みが若干ある。
C(×):下地色なしでも画像の滲みが著しい。
(画像の剥がれ)
各記録装置を用いて、非浸透性の記録媒体として、王子製紙製「OKトップコート+」上に、600dpiのピエゾヘッド(最大インク滴量11pl)から、インクを吐出し、Kインクによる文字画像(「響」の6pt文字画像)を記録した。その後、乾燥ドラム及び温風送風装置により乾燥、並びに、クーリングローラにより冷却を実施した。この過程を経て、浸透性の記録媒体にインクによる画像を記録した。
そして、記録後のKインクによる文字画像を目視にて観察し、乾燥不良による画像の剥がれについて評価した。
評価基準は以下の通りである。
−画像剥がれ評価基準−
A(○):画像の剥がれがない
B(△):画像の一部に剥がれがある
C(×):画像の剥がれが著しく汚れる
ここで、これら、画像の裏抜け、画像の滲みの評価については、乾燥ドラム及び温風送風装置による乾燥を実施しない条件(1)、乾燥直後の記録媒体の表面温度が200℃となるように、乾燥ドラム及び温風送風装置による乾燥を実施する条件(2)でも、同様に評価した。
なお、乾燥を実施しない条件(1)では、記録前後の記録媒体の表面温度は25℃のままであった。
以下、各例、及び評価結果の詳細について表1〜表4に一覧にして示す。
Figure 0006287424
Figure 0006287424
Figure 0006287424
Figure 0006287424
上記結果から、本実施例のインク、及びインクセットでは、比較例のインク、インクセットに比べ、画像の裏抜け、画像の滲み、及び画像の剥がれについて、共に抑制されていることがわかる。
このことから、本実施例のインク、及びインクセットでは、浸透性、及び非浸透性の記録媒体のいずれにも、良好な画像が記録され、記録媒体の汎用性に富むことがわかる。
なお、表1〜表2中の略称等の詳細は、以下の通りである。
−アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物(日信化学工業社)−
・オルフィンE1010(HLB=13〜14)
・オルフィンEXP.4001(HLB=8〜11)
・オルフィンEXP.4123(HLB=11〜14)
・オルフィンE1020(HLB=15〜16)
−ポリエーテル変性シリコーン(日信化学工業社)−
・シルフェイスSAG002(HLB=12)
・シルフェイスSAG503A(HLB=11)
10 記録装置
12 画像記録ユニット
12 吐出装置
14 前処理ユニット
14A 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
122、122K、122Y、122M、122C 吐出ヘッド
123、123K、123Y、123M、123C インクカートリッジ
124 搬送経路
126 乾燥ドラム
128 温風送風装置
P 記録媒体

Claims (9)

  1. 着色剤、高分子粒子、水、及び水性有機溶媒を含み、静的表面張力が30mN/m未満であり、最大泡圧法により動的表面張力を測定したとき、1msec後での動的表面張力が32mN/m以下であり、1sec後での動的表面張力が30mN/m未満であり、1msec後から1sec後までの動的表面張力の変化幅が0.2mN/m以上3.0mN/m以下である第1の水性インクと、
    着色剤、水、及び水性有機溶媒を含み、静的表面張力が30mN/m以上であり、最大泡圧法により動的表面張力を測定したとき、1msec後での動的表面張力が38mN/m以上であり、1sec後での動的表面張力が30mN/m以上であり、1msec後から1sec後までの動的表面張力の変化幅が1.5mN/m以上9.0mN/m以下であり、前記第1の水性インクとは色が異なる第2の水性インクと、
    を有するインクセット
  2. 前記第1の水性インクは黒色の水性インクである請求項1に記載のインクセット
  3. 請求項1又は請求項2に記載のインクセットの各水性インクを収容したインクカートリッジセット。
  4. 請求項1又は請求項2に記載のインクセットの各水性インクを、記録媒体上に吐出する吐出ヘッドを備える記録装置。
  5. 前記記録媒体上に吐出された前記水性インクを乾燥する乾燥装置を更に備える請求項4に記載の記録装置。
  6. 前記乾燥装置による乾燥温度が、前記記録媒体の表面温度で35℃以上200℃以下である請求項5に記載の記録装置。
  7. 請求項1又は請求項2に記載のインクセットの各水性インクを、記録媒体上に吐出する吐出工程を有する記録方法。
  8. 前記記録媒体上に吐出された前記水性インクを乾燥する乾燥工程を更に有する請求項7に記載の記録方法。
  9. 前記乾燥工程による乾燥温度が、前記記録媒体の表面温度で35℃以上200℃以下である請求項8に記載の記録方法。
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