JP7392358B2 - インクジェット記録装置、インクジェット記録方法、及びインク組成物 - Google Patents
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Description
インク組成物と、
前記インク組成物が収容されるインク収容体と、
前記インク組成物を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを往復移動可能なキャリッジと、
を備えたインクジェット記録装置であって、
前記キャリッジは前記インク収容体を一体として搭載し、
前記インク収容体は、前記インク組成物を充填するための開閉可能なインク注入口を有し、
前記インク組成物は、水溶性染料を含有し、
前記インク組成物は、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを前記インク組成物の全量に対して26.0質量%以下含有する。
前記インク組成物は、前記標準沸点が270℃以上の多価アルコールを前記インク組成物の全量に対して1.0質量%以上含有してもよい。
前記インク組成物は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル化合物をさらに含有してもよい。
前記インク収容体は、フィルターを備え、
前記インク組成物は、前記インク収容体から前記記録ヘッドに流動する際に、前記フィルターを、重力の作用する方向とは反対の方向に向かって通過してもよい。
前記キャリッジは、さらにインク収容体として、分散色材インク組成物が収容される分散色材インク収容体を搭載し、
前記記録ヘッドは、前記分散色材インク組成物及び前記インク組成物を吐出してもよい。
インク組成物と、
前記インク組成物が収容されるインク収容体と、
前記インク組成物を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを往復移動可能なキャリッジと、
を備えたインクジェット記録装置を用いた記録方法であって、
前記キャリッジは前記インク収容体を一体として搭載し、
前記インク収容体は、前記インク組成物を充填するための開閉可能な注入口を有し、
前記インク組成物は、水溶性染料を含有し、
前記インク組成物は、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを前記インク組成物の全量に対して26.0質量%以下含有し、
前記記録ヘッドから前記インク組成物を吐出し、記録媒体に前記インク組成物を付着させることを含む。
インク組成物であって、前記インク組成物は水溶性染料を含有し、
前記インク組成物は、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを前記インク組成物の全量に対して26.0質量%以下含有し、
前記インク組成物と、
前記インク組成物が収容されるインク収容体と、
前記インク組成物を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを往復移動可能なキャリッジと、を備え、
前記キャリッジは前記インク収容体を一体として搭載し、
前記インク収容体が、前記インク組成物を充填するための開閉可能な注入口を有する、インクジェット記録装置に用いられる。
本実施形態のインクジェット記録装置は、インク組成物と、インク組成物が収容されるインク収容体と、インク組成物を吐出する記録ヘッドと、記録ヘッドを往復移動可能なキャリッジと、を備える。
本実施形態のインクジェット記録装置に備えられるインク組成物は、水溶性染料を含有し、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを全量に対して26.0質量%以下含有する。
本実施形態のインク組成物に含有される水溶性染料としては、水溶性である限り特に限定されない。水溶性染料としては、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能である。染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー17、23、42、44、79、142、C.I.アシッドレッド52、80、82、249、254、289、C.I.アシッドブルー9、45、249、C.I.アシッドブラック1、2、24、94、C.I.フードブラック1、2、C.I.ダイレクトイエロー1、12、24、33、50、55、58、86、132、142、144、173、C.I.ダイレクトレッド1、4、9、80、81、132、225、227、C.I.ダイレクトブルー1、2、15、71、86、87、98、165、199、202、C.I.ダイレクトブラック19、38、51、71、154、168、171、195、C.I.リアクティブレッド14、32、55、79、141、249、C.I.リアクティブブラック3、4、35が挙げられる。
は、水素イオン(プロトン)、リチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム等が挙げられ、4つのスルホン酸基におけるカウンターイオンは同じでも異なってもよい。)
ン)、リチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム等が挙げられる。)
本実施形態のインク組成物に含有される標準沸点が270℃以上の多価アルコールとしては、炭素に結合した水酸基を2個以上有する有機化合物のうち、標準沸点が270℃以上の化合物を指す。なお、標準沸点は、1atmにおける沸点のことを指す。
インク組成物は、上記成分の他に、(1)界面活性剤、(2)水、(3)有機溶剤、(4)その他の成分を含有してもよい。
界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、両性界面活性剤のいずれでもよく、これらを組み合わせて用いてもよい。なかでも、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル化合物が好ましい。水分の蒸発等に起因して凝集物を生じた場合であっても、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル化合物を含有する場合には、凝集物の再溶解が促進されやすい傾向がある。そのため、吐出安定性を良好なものとすることができる。
7002、FZ-2123、FZ-2105、L-7604、FZ-2104、FZ-2116、FZ-2120(以上、商品名、ポリシロキサン系界面活性剤、東レ・ダウコーニング社製)等を用いることができる。
(式(b-1)中、Rは、水素原子、アルキル基、アリール基、又は複素環基を表す。Lは2価以上の連結基を表す。Mは水素原子、アルカリ金属原子、アンモニウム基、プロトン化された有機アミンもしくは含窒素複素環基、4級アンモニウムイオン基を表し、式(b-1)中のN原子からなるアンモニウムイオンの対イオンとなる場合は、カチオンとして存在しない基を表す。qは1以上の整数を表し、rは1以上4以下の整数を表す。pは0以上4以下の整数を表し、p+rは3もしくは4である。p+rが4である場合はNは4級アミンを構成する窒素原子となる。pが2以上の時はRは同じでも異なっていてもよい。qが2以上の時はCOOMは同じでも異なっていてもよい。rが2以上の時はL-(COOM)qは同じでも異なっていてもよい。)
(式(b-2)中、R1~R3は、それぞれ独立に炭素数が1~20のアルキル基を表し、Xは、2価の連結基を表す。)
本実施形態に係るインク組成物は、水を含んでもよい。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、インク組成物を長期保存する場合に細菌類や真菌類の発生を抑制することができる。
る。
インク組成物は、有機溶剤を含有してもよい。インク組成物は、有機溶剤を含有しなくてもよいが、有機溶剤を含有することにより、乾燥性と吐出安定性の両立がより容易となる。有機溶剤は水溶性の有機溶剤であることが好ましい。
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メトキシブチルアセテート、等のグリコールモノアセテート類、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、エチレングリコールアセテートプロピオネート、エチレングリコールアセテートブチレート、ジエチレングリコールアセテートブチレート、ジエチレングリコールアセテートプロピオネート、ジエチレングリコールアセテートブチレート、プロピレングリコールアセテートプロピオネート、プロピレングリコールアセテートブチレート、ジプロピレングリコールアセテートブチレート、ジプロピレングリコールアセテートプロピオネート、等のグリコールジエステル類が挙げられる。
ングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル等のアルキレングリコールジアルキルエーテル類が挙げられる。
R1-O-CH2CH2-(C=O)-NR2R3 ・・・(1)
オール、1,3-ブタンジオール(別名:1,3-ブチレングリコール)、1,4-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-2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-2-プロピル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチルペンタン-2,4-ジオール、トリメチロールプロパン等)等が挙げられる。
インク組成物は、その他の成分として、pH調整剤、防かび剤・防腐剤、キレート化剤、防錆剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤等を含有してもよい。
上述のインク組成物は、上述の通り、少なくとも水溶性染料及び標準沸点が270℃以上の多価アルコールを含有する。そして、該インク組成物と、インク組成物が収容されるインク収容体と、インク組成物を吐出する記録ヘッドと、記録ヘッドを往復移動可能なキャリッジと、を備え、キャリッジがインク収容体を一体として搭載し、インク収容体が、インク組成物を充填するための開閉可能なインク注入口を有する、インクジェット記録装置に用いられる。以下、本実施形態のインクジェット記録装置について述べる。
本実施形態のインクジェット記録装置は、上述のインク組成物を備えるが、インク組成物以外の構成について、インクジェット記録装置1を一例として概略的に説明する。インクジェット記録装置1は、インク組成物と、インク組成物が収容されるインク収容体7と、インク組成物を吐出する記録ヘッド3と、記録ヘッド3を往復移動可能なキャリッジ4と、を備え、キャリッジ4がインク収容体7を一体として搭載し、インク収容体7が、インク組成物を充填するための開閉可能なインク注入口71を有する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
インク組成物を吐出して記録媒体2へ付着させる複数のノズル(図1では隠れている)を備える。これらの複数のノズルは列状に配列されてノズル列が形成され、ノズル列は各色インク組成物に対応して個別に配置される。各インク組成物は、各インク収容体から記録ヘッド3に供給され、記録ヘッド3内のアクチュエーター(図示せず)によって、ノズルから液滴として吐出される。吐出されたインク組成物の液滴は記録媒体2に着弾し、記録媒体2にインク組成物による画像、テキスト、模様、色彩等が形成される。
上記のインクジェット記録装置1にはインク収容体7a,7b,7c,7dの4つのインク収容体が備えられているが、いずれもインク組成物を充填するための開閉可能なインク注入口71を有する。以下、インク収容体7a,7b,7c,7dのいずれとしても用いることができるインク収容体7について図2を参照しながら説明する。図2は、インク収容体7を模式的に示す斜視図である。なお、図2において示すX-Y-Z座標系は、X方向が記録ヘッド3及びインク収容体7の移動方向(すなわちキャリッジ4の移動方向)である。
インク収容体7は、少なくとも、インク組成物を充填するための開閉可能なインク注入口71を有する。図2の例では、インク収容体7は、インク注入口71、収容室72と、インク排出口74と、を有する。
図3、図4を参照して、インク収容体7のインク排出口74付近の概略構造を説明する。なお、図3では、使用姿勢にあるインク収容体7を-Z方向から見た平面視におけるフィルター室76付近の構造をフィルター80を省略して示している。
1連通口111及び第2連通口112は、フィルター80の流入面80aよりも+Z方向に位置している。
フィルター室76では、第1連通路78及び第2連通路79を通じて収容室72のインク組成物が流入する。フィルター室76に流入したインク組成物は、流れ方向が+Z方向へと折れ返されたのちフィルター80に流入する。フィルター80を通過したインク組成物は、導出路73を通じてインク排出口74に導出されて最終的に記録ヘッド3へと供給される。
本実施形態のインクジェット記録装置は、複数のインク収容体を有してもよいことは既に述べたが、上述のインク組成物は、複数のインク収容体のうちの少なくとも1つに収容されればよい。上述のインク組成物が、インクジェット記録装置に搭載される全てのインク収容体に収容される以外の場合、残りのインク収容体には、例えば、分散色材を含むインク組成物、すなわち分散色材インク組成物が収容されてもよい。
ゆる特色であってもよい。
面処理が施されていてもよい。
本実施形態に係るインクジェット記録方法は、インク組成物と、インク組成物が収容されるインク収容体と、インク組成物を吐出する記録ヘッドと、記録ヘッドを往復移動可能なキャリッジと、を備え、キャリッジはインク収容体を一体として搭載し、インク収容体は、インク組成物を充填するための開閉可能なインク注入口を有している、インクジェット記録装置を用いた記録方法である。そして、インク組成物は、水溶性染料を含有し、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを全量に対して26.0質量%以下含有する。
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下、「部」「%」は、特に記載のない限り、質量基準である。
実施例及び比較例のインク組成物の組成を表1に示す。インク組成物は、表1に記載の成分を混合し、30分以上撹拌し、濾過することにより調製した。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラーを備えた容器に、材料を順次添加して撹拌、混合した。その後フィルター濾過をして各例(実施例1~11、比較例1~3)のインク組成物とした。なお、表1に示す各成分の含有量を示す数値の単位は質量%である。
・C.I.ダイレクトブルー199
・C.I.リアクティブレッド141
・C.I.ダイレクトイエロー86
・黒色染料1(C.I.ダイレクトブラック195)
・黒色染料2(C.I.アシッドブラック41)
・TEGmBE:トリエチレングリコールモノブチルエーテル(試薬)
・ニューコール1006-AL(日本乳化剤株式会社製)ポリオキシアルキレンアルキルエーテル系界面活性剤
・オルフィンE1010(日信化学工業株式会社製)アセチレングリコール系界面活性剤
以下のようにして各例のインク組成物について評価を行った。
実施例1-11及び比較例1、2では、オンキャリッジを想定して、容量60mLのインク収容体に各例のインク組成物を満たし、温度40℃湿度20%の環境にて10日放置した際の水分蒸発量をインクタンク部の重量変化により算出した。
A:水分蒸発量が0.5g未満
B:水分蒸発量が0.5g以上1.0g未満
C:水分蒸発量が1.0g以上
各例のインク組成物を調製した後、調整直後の粘度を初期粘度として測定した。測定はキャノンフェンスケ粘度計を使用した。なお評価は、温度25℃、相対湿度40%の環境
下で行った。以下の評価基準で評価し、その結果を表1に記載した。
A:粘度値が3.4mm2/s以上3.9mm2/s以下
B:粘度値が2.9mm2/s以上3.4mm2/s未満、又は、3.9mm2/s超4.4mm2/s以下
C:粘度値が2.9mm2/s未満、又は、4.4mm2/s超
セイコーエプソン株式会社製PX-S170Tについて、インクタンクの底部に表1に記載のA又はBの配置となるようにフィルターを設置し、キャリッジに固定されたインクタンクにインク注入口を有する試作プリンターを用いた。インクタンクはポリプロピレン製とした。このプリンターに各例のインク組成物をそれぞれ充填し、温度40℃湿度20%の環境にて7日放置した後、ノズルチェックパターンを印刷した。以下の評価基準で評価し、その結果を表1に記載した。なお、ヨレがある状態とは、ノズルチェックパターンの線が直線でない状態であり、具体的には線がかすれているか、曲がっているか、又は、一部欠けている状態である。評価結果がA、B、又はCである場合、良好な効果が得られているということができる。
A:チェックパターンに抜けがない、かつ、ヨレがない状態
B:チェックパターンにノズル抜けはないがヨレがある状態
C:ノズル抜けがあるが、クリーニング2回でノズル抜けが解消する
D:ノズル抜けがあり、クリーニング1回ではノズル抜けが解消しない
堆積の評価として、顔料インクP1と、各例のインク組成物とを混合して顔料インクP1の分散粒子径の変化を観測した。顔料インクP1の組成は、トリメチロールプロパン:2.0質量%、グリセリン2.0:質量%、トリエチレングリコール:2.0質量%、トリエタノールアミン:0.5質量%、トリエチレングリコールモノブチルエーテル:2.0質量%、オルフィンE1010:1.0質量%、顔料分散液:40.0質量%、及び、純水:残量、とした。なお、顔料分散液としては、S170(デグサ社製、カーボンブラック、固形分濃度15%)を用いた。
調製直後の顔料インクP1と、上記水分蒸発評価における各例の水分蒸発前のインク組成物と、をそれぞれ等量混合し、石英セルに注入し、粒径測定した。さらに、上記実施例1-11及び比較例1、2の水分蒸発の評価と同様にして顔料インクP1の水分蒸発を行い、水分蒸発後の顔料インクP1と、水分蒸発後の各例のインク組成物と、をそれぞれ等量混合し、石英セルに注入し、粒径測定した。なお、実施例1-11及び比較例1、2の水分蒸発後のインク組成物、並びに、水分蒸発後の顔料インクP1は、用いたインク収容体から抜き取り、比較例3の水分蒸発後のインク組成物は、用いたチューブから抜き取って用いた。各例について、水分蒸発試験の前後の粒径変化率を計算した。以下の評価基準で評価し、その結果を表1に記載した。
A:粒径変化率が200%未満
B:粒径変化率が200%以上300%未満
C:粒径変化率が300%以上
表1に示されるように、水溶性染料を含有し、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを前記インク組成物の全量に対して26.0質量%以下含有するインク組成物と、インク組成物が収容されるインク収容体と、インク組成物を吐出する記録ヘッドと、記録ヘッドを往復移動可能なキャリッジと、を備えたインクジェット記録装置であって、キャリッジがインク収容体を一体として搭載し、インク収容体が、インク組成物を充填するための
開閉可能なインク注入口を有するインクジェット記録装置である、各実施例では、インク組成物の水分の蒸発が抑制され、かつ、粘度を低く抑えることができることが分かった。なお、実施例9の粘度(初期)の評価結果は、「C」となっているが、粘度値は2.9mm2/cm未満であり、十分に小さい粘度となっていた。
Claims (7)
- インク組成物と、
前記インク組成物が収容されるインク収容体と、
前記インク組成物を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを往復移動可能なキャリッジと、
を備えたインクジェット記録装置であって、
前記キャリッジは前記インク収容体を一体として搭載し、
前記インク収容体は、前記インク組成物を充填するための開閉可能なインク注入口を有し、
前記インク組成物は、水溶性染料を含有し、
前記インク組成物は、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを前記インク組成物の全量に対して26.0質量%以下含有する、インクジェット記録装置。 - 請求項1において、
前記インク組成物は、前記標準沸点が270℃以上の多価アルコールを前記インク組成物の全量に対して1.0質量%以上含有する、インクジェット記録装置。 - 請求項1又は請求項2において、
前記インク組成物は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル化合物をさらに含有する、インクジェット記録装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項において、
前記インク収容体は、フィルターを備え、
前記インク組成物は、前記インク収容体から前記記録ヘッドに流動する際に、前記フィルターを、重力の作用する方向とは反対の方向に向かって通過する、インクジェット記録装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項において、
前記キャリッジは、さらにインク収容体として、分散色材インク組成物が収容される分散色材インク収容体を搭載し、
前記記録ヘッドは、前記分散色材インク組成物及び前記インク組成物を吐出する、
インクジェット記録装置。 - インク組成物と、
前記インク組成物が収容されるインク収容体と、
前記インク組成物を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを往復移動可能なキャリッジと、
を備えたインクジェット記録装置を用いた記録方法であって、
前記キャリッジは前記インク収容体を一体として搭載し、
前記インク収容体は、前記インク組成物を充填するための開閉可能な注入口を有し、
前記インク組成物は、水溶性染料を含有し、
前記インク組成物は、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを前記インク組成物の全量に対して26.0質量%以下含有し、
前記記録ヘッドから前記インク組成物を吐出し、記録媒体に前記インク組成物を付着させることを含む、インクジェット記録方法。 - インク組成物であって、前記インク組成物は水溶性染料を含有し、
前記インク組成物は、標準沸点が270℃以上の多価アルコールを前記インク組成物の全量に対して26.0質量%以下含有し、
前記インク組成物と、
前記インク組成物が収容されるインク収容体と、
前記インク組成物を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを往復移動可能なキャリッジと、を備え、
前記キャリッジは前記インク収容体を一体として搭載し、
前記インク収容体が、前記インク組成物を充填するための開閉可能な注入口を有する、インクジェット記録装置に用いられる、インク組成物。
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