JP6735063B2 - インクセット及び記録装置 - Google Patents
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Description
〔1〕
ブラックインクと、カラーインクと、を備え、
前記ブラックインクが、表面にカルボキシル基を有するカーボンブラックと、表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子と、ベタインと、アルカリイオンと、水と、を含み、
前記ベタインが、トリメチルグリシン、ジメチルグリシン、及びグリシンからなる群より選ばれる1種以上を含み、
前記アルカリイオンが、カリウムイオンと、ナトリウムイオンと、有機アルカリ化合物のイオンであり、
前記有機アルカリ化合物が、トリイソプロパノールアミン及びトリエタノールアミンからなる群より選ばれる1種以上を含み、
前記カリウムイオンの含有量が、前記アルカリイオンのうち、最も多く、
前記カリウムイオンの含有量が、0.0010〜0.20mol/Lであり、
前記ナトリウムイオンの含有量が、0.00010〜0.10mol/Lであり、
前記アルカリイオンの含有量の合計が、0.10〜0.40mol/Lである、
インクセット。
〔2〕
上記カラーインクが、金属アルカリイオンを含み、
前記金属アルカリイオンの含有量が、0〜0.10mol/Lである、
前記〔1〕に記載のインクセット。
〔3〕
前記ブラックインクが、有機酸、リン酸化合物、及びホウ酸化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の酸を含む、
前記〔1〕又は〔2〕に記載のインクセット。
〔4〕
1色あたり4000ノズル以上のインクジェット吐出ノズルを有するプリンタヘッドと、前記インクジェット吐出ノズルをワイプ部材でワイピングするワイプ機構と、を有する記録装置に用いられる、
前記〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のインクセット。
〔5〕
前記ワイプ機構が、前記インクジェット吐出ノズルを前記ワイプ部材で加圧してワイピングする機構である、
前記〔4〕に記載のインクセット。
〔6〕
インクジェット吐出ノズルを有するプリンタヘッドと、前記インクジェット吐出ノズルをワイプ部材でワイピングするワイプ機構と、を有し、
前記〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のインクセットが搭載された、記録装置。
〔7〕
前記プリンタヘッドが、斜めヘッドである、前記〔6〕に記載の記録装置。
本実施形態のインクセットは、ブラックインクと、カラーインクと、を備え、前記ブラックインクが、表面にカルボキシル基を有するカーボンブラックと、表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子と、ベタインと、アルカリイオンと、水と、を含み、前記アルカリイオンが、カリウムイオンと、ナトリウムイオンと、有機アルカリ化合物と、を含み、前記カリウムイオンの含有量が、前記アルカリイオンのうち、最も多い。
ブラックインクは、表面にカルボキシル基を有するカーボンブラックと、表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子と、ベタインと、アルカリイオンと、水と、を含み、アルカリイオンが、カリウムイオンと、ナトリウムイオンと、有機アルカリ化合物と、を含み、カリウムイオンの含有量が、アルカリイオンのうち、最も多い。このように、カーボンブラックと樹脂粒子が同様の官能基を有することにより、互いに表面のイオン特性が安定し、凝集を生じにくい傾向にある。また、カリウムイオンが多いことにより凝集の発生がより抑制される。
表面にカルボキシル基を有するカーボンブラックとしては、特に限定されないが、例えば、酸化処理あるいは表面に親水基を導入したカーボンブラックが挙げられる。親水基には水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、その他親水基があるが、そのなかでも、表面にカルボキシル基を有するカーボンブラックが好ましい。このようなカーボンブラックを用いることにより、外乱に対する凝集の発生がより抑制される傾向にある。カーボンブラックは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。また、必要に応じて、表面にカルボキシル基を有するカーボンブラック以外のカーボンブラックを併用してもよい。
表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子としては、特に限定されないが、例えば、アクリル酸、メタクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1種を構成単位とする樹脂、又はウレタン樹脂が挙げられる。このなかでも、アクリル酸及びメタクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも1種を構成単位とする樹脂が好ましく、ポリ(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸−アクリルニトリル共重合体、酢酸ビニル−(メタ)アクリル酸共重合体、酢酸ビニル−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、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)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、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、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、及び酢酸ビニル−クロトン酸共重合体がより好ましい。このような樹脂粒子を用いることにより、印字物の定着性がより向上する傾向にある。樹脂粒子は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。また、必要に応じて、表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子以外の樹脂粒子を併用してもよい。
ベタインとしては、カチオン性基及びアニオン性基を同一分子内に有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、トリメチルグリシン等の4級アミン;ジメチルグリシン等の3級アミン;2級アミン;グリシン等のアミノ酸が挙げられる。このなかでも、トリメチルグリシン、ジメチルグリシン、及びグリシンからなる群より選ばれる1種以上がより好ましい。このようなベタインを用いることにより、帯電性異物の混入などの外乱に対する安定性がより向上する傾向にある。ベタインは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
アルカリイオンは、カリウムイオンと、ナトリウムイオンと、有機アルカリ化合物と、を含む。また、必要に応じて、これら以外のアルカリイオンを併用してもよい。なお、アルカリには、ベンタインに含まれるものは除くこととする。
水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、及び蒸留水等の純水、並びに超純水のような、イオン性不純物を極力除去したものが挙げられる。また、紫外線照射又は過酸化水素の添加等によって滅菌した水を用いると、インク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。これにより貯蔵安定性がより向上する傾向にある。
ブラックインクは、酸を含んでもよい。酸を含むことにより、アルカリイオンをより多くインク中に添加することができるため、凝集抑制作用がより向上する傾向にある。酸としては、特に限定されないが、例えば、有機酸、リン酸化合物、及びホウ酸化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の酸を含んでもよい。このような酸を含むことにより、凝集抑制作用がより向上する傾向にある。なお、酸には、ベンタインに含まれるものは除くこととする。
ブラックインクのpHは、好ましくは8.0〜10.5であり、より好ましくは8.5〜10.5であり、さらに好ましくは9〜10である。ブラックインクのpHが上記範囲内であることにより、pHが安定し外乱に対してより凝集が生じにくくなる傾向にある。
本発明は、その他の成分として、界面活性剤、浸透剤、保湿剤、防腐剤、防錆剤、pH調整剤、など種々の物質を含んでもよいものとする。
カラーインクは、特に限定されないが、例えば、ブラック顔料以外の色材、樹脂粒子、ベンタイン、水を含み得る。カラーインクは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。樹脂粒子、ベンタイン、水としては、ブラックインクと同様のものを用いることができ、ブラックインク中に含まれる各主成分と同一のものを用いても、異なるものを用いてもよい。
色材としては、特に限定されないが、例えば、色の種類に応じて以下のものが挙げられる。
カラーインクは、金属アルカリイオンを含んでもよい。この場合、カラーインク中の金属アルカリイオンの含有量は、好ましくは0〜0.30mol/Lであり、より好ましくは0〜0.10mol/Lであり、さらに好ましくは0mol/Lである。金属アルカリイオンの含有量が0.30mol/L以下であることにより、ワイピングの際にカラーインクとブラックインクが混色したとしても、凝集の発生がより抑制される。
本実施形態の記録装置は、インクジェット吐出ノズルを有するプリンタヘッドと、前記インクジェット吐出ノズルをワイプ部材でワイピングするワイプ機構と、を有し、上記インクセットが搭載されたものである。
プリンタヘッドは、インクジェット吐出ノズルを有する。1色あたりのノズル数は、好ましくは600以上であり、より好ましくは2000以上であり、さらに好ましくは4000以上である。1色あたりのノズル数が600以上であると、ワイピングするインク量が多く、凝集が発生しやすい傾向にある。したがって、本発明が特に有用となる。
次に、インクジェット吐出ノズルをワイプ部材でワイピングするワイプ機構について説明する。ワイプ機構としては、加圧してワイピングするものが好ましい。加圧ワイプの場合であって、ノズル数が多い場合、ワイピングのよるノズル内インク引き込み抑制のため、ノズルからインクを出してワイピングする(加圧ワイプする)とよい。しかしながら、加圧ワイプをすると、より一層、ワイピングするインク量が多くなるため、凝集が発生しやすくなる傾向にある。したがって、本発明が特に有用となる。
下記の実施例及び比較例において使用したインク組成物用の主な材料は、以下の通りである。
〔色材〕
カーボンブラック(CAB−O−JET300(キャボット社製商品名、固形分15%、表面にカルボキシル基あり)
〔樹脂粒子〕
スチレンアクリル(星光PMC社製、KE−1060、表面にカルボキシル基あり)
ウレタン(三洋化成社製、ユープレンUXA307、表面にカルボキシル基なし)
ポリエチレン(東邦化学工業社製、ハイテックE、表面にカルボキシル基なし)
〔界面活性剤〕
日信化学工業社製 オルフィンE1010
〔保湿剤〕
グリセリン
〔浸透剤〕
1.2−ヘキサンジオール
〔有機アルカリ化合物〕
TPA(トリイソプロパノールアミン)
TEA(トリエタノールアミン)
〔酸〕
オレイン酸
リン酸
ホウ酸
〔ベタイン〕
トリメチルグリシン
ジメチルグリシン
グリシン
〔界面活性剤〕
アセチレングリコール系界面活性剤(日信化学工業社製、製品名E1010)
〔保湿剤〕
グリセリン
〔浸透剤〕
1,2−ヘキサンジオール
各材料を下記の表1に示す組成で混合し、十分に撹拌し、各インク組成物を得た。具体的には、各材料を均一に混合し、フィルタで不溶解物を除去することにより、各インクを調製した。なお、下記の表1中、数値の単位は質量%であり、合計は100.0質量%である。
カラーインク組成物(C色インク、M色インク、Y色インク)は、顔料として、C.I.PIGMENT BLUE15:4、C.I.PIGMENT RED122、又はC.I.PIGMENT YELLOW74を用い、金属アルカリイオンの総量を表1に記載の量としたこと以外は、ブラックインク組成物と同じ組成とした。
上記のようにして得られた各インク組成物を記録装置のインクタンクに充填し、初期充填シーケンスに従い、ヘッドへの初期充填動作を行った。この後、ヘッドの全ノズルからインクが吐出できるかどうかを確認した。そして、プリンタを40℃の恒温槽に入れ、JEITA標準パターンJ12を1分連続印字と40℃で1回ワイピングを行う動作を10回繰り返した後、ノズル抜け本数を確認した。なお、記録装置としては、ブラックインクを吐出するノズル数が1ヘッドあたり、360本、600本、2000本、又は4000本である記録装置を用いた。
(評価基準)
◎:ノズル抜け0本
○:ノズル抜け1〜10本
△:ノズル抜け11〜29本
×:ノズル抜け30本以上
Claims (7)
- ブラックインクと、カラーインクと、を備え、
前記ブラックインクが、表面にカルボキシル基を有するカーボンブラックと、表面にカルボキシル基を有する樹脂粒子と、ベタインと、アルカリイオンと、水と、を含み、
前記ベタインが、トリメチルグリシン、ジメチルグリシン、及びグリシンからなる群より選ばれる1種以上を含み、
前記アルカリイオンが、カリウムイオンと、ナトリウムイオンと、有機アルカリ化合物のイオンであり、
前記有機アルカリ化合物が、トリイソプロパノールアミン及びトリエタノールアミンからなる群より選ばれる1種以上を含み、
前記カリウムイオンの含有量が、前記アルカリイオンのうち、最も多く、
前記カリウムイオンの含有量が、0.0010〜0.20mol/Lであり、
前記ナトリウムイオンの含有量が、0.00010〜0.10mol/Lであり、
前記アルカリイオンの含有量の合計が、0.10〜0.40mol/Lである、
インクセット。 - 上記カラーインクが、金属アルカリイオンを含み、
前記金属アルカリイオンの含有量が、0〜0.10mol/Lである、
請求項1に記載のインクセット。 - 前記ブラックインクが、有機酸、リン酸化合物、及びホウ酸化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の酸を含む、
請求項1又は2に記載のインクセット。 - 1色あたり4000ノズル以上のインクジェット吐出ノズルを有するプリンタヘッドと、前記インクジェット吐出ノズルをワイプ部材でワイピングするワイプ機構と、を有する記録装置に用いられる、
請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクセット。 - 前記ワイプ機構が、前記インクジェット吐出ノズルを前記ワイプ部材で加圧してワイピングする機構である、
請求項4に記載のインクセット。 - インクジェット吐出ノズルを有するプリンタヘッドと、前記インクジェット吐出ノズルをワイプ部材でワイピングするワイプ機構と、を有し、
請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクセットが搭載された、記録装置。 - 前記プリンタヘッドが、斜めヘッドである、請求項6に記載の記録装置。
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