JP7415552B2

JP7415552B2 - インクジェットインク及び記録装置

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Publication number: JP7415552B2
Application number: JP2019235880A
Authority: JP
Inventors: 学谷口; 宏明粂田; 聡一山崎; 駿介内薗
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2024-01-17
Anticipated expiration: 2039-12-26
Also published as: JP2021105078A; CN113045933B; CN113045933A; US20210198510A1

Description

本発明は、インクジェットインク及び記録装置に関する。

インクジェット記録方法は、比較的単純な装置で、高精細な画像の記録が可能であり、各方面で急速な発展を遂げている。その中で、吐出安定性等について種々の検討がなされている。例えば、特許文献１には、吐出安定性及び得られる記録物の耐擦性の向上を目的として、顔料、無機酸化物コロイド、アルカリ金属水酸化物、および水性溶媒を少なくとも含有してなる、インクジェット記録用インク組成物が開示されている。

特開平１１－０１２５１６号公報

しかしながら、特許文献１のように無機酸化物コロイドを含むインクを用いた場合、一度ノズルのつまりが生じるとヘッドクリーニングをしても回復し難いという課題があった。

本発明のインクジェットインクは、無機酸化物コロイドと、アミノ酸と、下記式（１）で表される第１のグリコールモノエーテルと、下記式（２）で表される第２のグリコールモノエーテルと、水と、を含む。
Ｒ¹¹Ｏ－（Ｒ¹²Ｏ）_n1－Ｈ・・・（１）
（式（１）中、Ｒ¹¹は炭素数が２～１０のアルキル基を示し、Ｒ¹²は炭素数が２～４のアルキレン基を示し、ｎ１は、１～１０の繰り返し数を示す。）
Ｒ²¹Ｏ－（Ｒ²²Ｏ）_n2－Ｈ・・・（２）
（式（２）中、Ｒ²¹は炭素数が１～８のアルキル基を示し、Ｒ²²は炭素数が２～４のアルキレン基を示し、Ｒ²¹の炭素数はＲ¹¹の炭素数よりも小さく、ｎ２は、１～１０の繰り返し数を示す。）

上記インクジェットインクは、無機酸化物コロイドがコロイダルシリカを含むものであることが好ましい。

上記インクジェットインクは、無機酸化物コロイドの含有量が、固形分として、インクの総量に対して、３．０～１５質量%であることが好ましい。

上記インクジェットインクは、Ｒ¹²及びＲ²²がエチレン基であることが好ましい。

上記インクジェットインクは、第１のグリコールモノエーテルの含有量が、第２のグリコールモノエーテルとの含有量に対して、質量基準で、０．５～１０倍であることが好ましい。

上記インクジェットインクは、第１のグリコールモノエーテルと第２のグリコールモノエーテルとの合計含有量が、無機酸化物コロイドの固形分含有量より、質量基準において少ないことが好ましい。

上記インクジェットインクは、第１のグリコールモノエーテルと第２のグリコールモノエーテルとの合計含有量が、インクの総量に対して、０．５～６．０質量％であることが好ましい。

上記インクジェットインクは、アミノ酸がトリメチルグリシンを含むことが好ましい。

上記インクジェットインクは、アミノ酸の含有量が、無機酸化物コロイドの固形分含有量より、質量基準において多いことが好ましい。

上記インクジェットインクは、水の含有量が、インクの総量に対して、５０～８０質量％であることが好ましい。

また、本発明の記録装置は、上記インクジェットインクを記録媒体に対して吐出するノズルを有するインクジェットヘッドと、記録媒体を搬送する搬送手段と、を備える。

上記記録装置は、インクジェットヘッドが、ラインヘッドであることが好ましい。

本実施形態に係る記録装置を示す概略断面図。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

１．インクジェットインク
本実施形態に係るインクジェットインク（以下、単に「インク」ともいう。）は、無機酸化物コロイドと、アミノ酸と、下記式（１）で表される第１のグリコールモノエーテルと、下記式（２）で表される第２のグリコールモノエーテルと、水と、を含む。
Ｒ¹¹Ｏ－（Ｒ¹²Ｏ）_n1－Ｈ・・・（１）
（式（１）中、Ｒ¹¹は炭素数が２～１０のアルキル基を示し、Ｒ¹²は炭素数が２～４のアルキレン基を示し、ｎ１は、１～１０の繰り返し数を示す。）
Ｒ²¹Ｏ－（Ｒ²²Ｏ）_n2－Ｈ・・・（２）
（式（２）中、Ｒ²¹は炭素数が１～８のアルキル基を示し、Ｒ²²は炭素数が２～４のアルキレン基を示し、Ｒ²¹の炭素数はＲ¹¹の炭素数よりも小さく、ｎ２は、１～１０の繰り返し数を示す。）。

無機酸化物コロイドを含むインクを用いた場合には、得られる記録物の印字面のぬれ摩擦抵抗を下げつつ、カールやコックリングが抑制されるという利点がある。しかしながら、例えば長期間にわたり記録装置を使用しないと、ノズル近傍でインクが乾燥し、無機酸化物コロイドが凝集体として析出し、ノズル詰まりを生じさせる。このような目詰まりは、ノズルに凝集体が硬く固着するため、クリーニングによっても回復させることが困難で、永久的なノズル抜けとなるという問題がある。

これに対して、本実施形態に記載のインクジェットインクにおいては、アミノ酸と２種のグリコールモノエーテルを用いることにより、無機酸化物コロイドを含むインクジェットインクのクリーニング回復性を向上することができる。なお、このような組成の溶剤を用いることによりクリーニング回復性が向上する理由は、特に制限されるものではないが、インクの乾燥によって無機酸化物コロイドが凝集する際にアミノ酸が保護コロイドとして作用することで硬い凝集体の形成を妨げることができ、また、末端アルキル基の炭素数が異なる２種のグリコールモノエーテルは、無機酸化物コロイド及び凝集した場合の凝集体と、乾燥して溶剤リッチになったインクとにそれぞれ作用して両者の相溶性を向上させ、クリーニング時に凝集体の除去を促進するためと考えられる。

以下、本実施形態に係るインクジェットインクにおいて、含まれ得る成分、物性及び製造方法について説明する。

１．１．無機酸化物コロイド
無機酸化物コロイドは、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等の微粒子が分散媒に分散した状態を言い、本実施形態においてインクが無機酸化物コロイドを含むとは、インクを構成する溶媒を分散媒として無機酸化物微粒子が分散した状態であることをいう。

無機酸化物コロイドとしては、特に制限されないが、例えば、コロイダルシリカ、アルミナコロイドが挙げられる。このなかでも、コロイダルシリカが好ましい。このような無機酸化物コロイドを用いることにより、得られる記録物のカールやコックリングがより抑制され、それによって記録媒体の高速搬送が可能になる。またコロイダルシリカは、ヒュームドシリカ等の乾式シリカと比較して、沈降が抑制され分散安定性がより向上する傾向にあり、また含有させてもインクジェットインクの粘度が上がりにくいため、吐出安定性にも優れる傾向にある。これに加えて、このような無機酸化物コロイドを用い、アミノ酸と２種のグリコールモノエーテルと併用することによってクリーニング回復性がより向上する傾向にある。なお、無機酸化物コロイドは、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

無機酸化物コロイドの粒子は、表面処理がされたものであってもよい。例えば、コロイダルシリカは、アルミナで表面処理されていてもよい。これにより、コロイドの安定分散が可能なｐＨの範囲が拡大し、分散安定性がより向上する傾向にある。

上記のようなコロイダルシリカとしては、市販品を用いることもでき、例えば、スノーテックス２０、スノーテックス３０、スノーテックス４０、スノーテックスＯ、スノーテックスＮ、スノーテックスＣ（以上、すべて「日産化学工業株式会社」製）が挙げられる。

無機酸化物コロイドの平均粒径は、好ましくは５～１５０ｎｍであり、より好ましくは５～１００ｎｍであり、さらに好ましくは１０～７０ｎｍである。平均粒径が１５０ｎｍ以下であることにより、沈降が抑制され分散安定性がより向上する傾向にある。また、平均粒径が５ｎｍ以上であることにより、印字面の滑摩擦がより向上する傾向にある。

コロイダルシリカの平均粒子径は、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。このような粒度分布測定装置としては、例えば、周波数解析法としてホモダイン光学系を採用した大塚電子株式会社製の「ゼータ電位・粒径・分子量測定システムＥＬＳＺ２０００ＺＳ」（商品名）が挙げられる。なお、本明細書では、「平均粒径」とは、特に断りのない限り、個数基準の平均粒子径のことを指すものとする。

無機酸化物コロイドの含有量は、固形分として、インクの総量に対して、好ましくは１．０～１５質量%であり、より好ましくは３．０～１５質量％であり、さらに好ましくは５．０～１０質量％である。無機酸化物コロイドの含有量が１．０質量％以上であることにより、得られる記録物のカールやコックリングがより抑制され、それによって記録媒体の搬送速度をより向上できる。また、無機酸化物コロイドの含有量が１５質量％以下であることにより、クリーニング回復性がより向上する傾向にある。

１．２．アミノ酸
本実施形態におけるアミノ酸は、アミノ基とカルボキシル基の両方の官能基を有する化合物をいう。なお、本実施形態においてアミノ基は、４級アンモニウム基を含むものとする。アミノ基は、安定性の観点から、３級アミノ基及び４級アンモニウム基が好ましい。このようなアミノ酸としては、特に制限されないが、例えば、ジメチルグリシン、ジメチルアラニン、ジメチルグルタミン酸、及びジエチルグリシンなどの３級アミノ酸；トリメチルグリシン、トリメチルアラニン、トリメチルグルタミン酸、及びトリエチルグリシンなどの４級アンモニウム化合物が挙げられる。このなかでも、４級アンモニウム化合物が好ましく、トリメチルグリシンがより好ましい。このようなアミノ酸を用いることにより、クリーニング回復性がより向上する傾向にある。なお、アミノ酸は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

アミノ酸を構成する炭素数は、好ましくは３～１２であり、より好ましくは３～７であり、さらに好ましくは４～６である。アミノ酸の炭素数が上記範囲内であることにより、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。

アミノ酸の含有量は、インクの総量に対して、好ましくは１～３０質量％であり、より好ましくは３～２０質量％であり、さらに好ましくは４～１６質量％である。アミノ酸の含有量が上記範囲内であることにより、無機酸化物コロイドが乾燥によって凝集する際に硬い凝集体が形成されることが抑制され、また、無機酸化物コロイドの分散安定性が向上するため、クリーニング回復性がより向上する傾向にある。

アミノ酸の含有量は、無機酸化物コロイドの固形分の含有量よりも質量基準において多いことが好ましい。具体的には、アミノ酸の含有量は、無機酸化物コロイドの固形分の含有量に対して、質量基準で、好ましくは１．１～７．５倍であり、より好ましくは１．５～５．０倍であり、さらに好ましくは２．０～３．０倍である。アミノ酸の含有量が上記範囲内であることにより、クリーニング回復性がより向上する傾向にある。

１．３．グリコールモノエーテル
本実施形態においては、末端アルキル基の炭素数の異なる２種のグリコールモノエーテルを用いる。炭素数がより大きい末端アルキル基を有するものを第１のグリコールモノエーテルといい、炭素数がより小さい末端アルキル基を有するものを第２のグリコールモノエーテルという。このとき、第１のグリコールモノエーテルは以下の式（１）で表すことができ、第２のグリコールモノエーテルは以下の式（２）で表すことができる。
Ｒ¹¹Ｏ－（Ｒ¹²Ｏ）_n1－Ｈ・・・（１）
（式（１）中、Ｒ¹¹は炭素数が２～１０のアルキル基を示し、Ｒ¹²は炭素数が２～４のアルキレン基を示し、ｎ１は、１～１０の繰り返し数を示す。）
Ｒ²¹Ｏ－（Ｒ²²Ｏ）_n2－Ｈ・・・（２）
（式（２）中、Ｒ²¹は炭素数が１～８のアルキル基を示し、Ｒ²²は炭素数が２～４のアルキレン基を示し、Ｒ²¹の炭素数はＲ¹¹の炭素数よりも小さく、ｎ２は、１～１０の繰り返し数を示す。）

Ｒ¹¹及びＲ²¹は、それぞれ第１のグリコールモノエーテルと第２のグリコールモノエーテルの末端アルキル基を示す。このようなアルキル基としては、特に制限されないが、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ネオペンチル基、ｎ－ヘキシル基、テキシル基、ｎ－へプチル基、ｎ－オクチル基、ｎ－エチルヘキシル基、ｎ－ノニル基、ｎ－デシル基が挙げられる。

Ｒ¹¹及びＲ²¹は、Ｒ²¹の炭素数がＲ¹¹の炭素数よりも小さいという関係を有する。Ｒ¹¹の炭素数は２～１０であり、好ましくは２～６であり、より好ましくは２～４である。また、Ｒ²¹の炭素数は、１～８であり、好ましくは１～４であり、より好ましくは１～２である。さらに、Ｒ¹¹の炭素数とＲ²¹の炭素数との差は、好ましくは１～５であり、より好ましくは１～４であり、さらに好ましくは２～３である。Ｒ¹¹及びＲ²¹の炭素数が上記範囲内であることにより、無機酸化物コロイド及び凝集した場合の凝集体とインクとの相溶性がより向上し、クリーニング回復性がより向上する傾向にある。

Ｒ¹²及びＲ²²は、それぞれ第１のグリコールモノエーテルと第２のグリコールモノエーテルのグリコール骨格を構成するアルキレン基を示す。このようなアルキレン基としては、特に制限されないが、例えば、エチレン基、ｎ－プロピレン基、イソプロピレン基、ｎ－ブチレン基、イソブチレン基が挙げられる。このなかでも、エチレン基、ｎ－プロピレン基、イソプロピレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。Ｒ¹²及びＲ²²の炭素数は２～４であり、好ましくは２～３である。また、第１のグリコールモノエーテルと第２のグリコールモノエーテルのグリコール骨格を構成するアルキレン基は、同一であっても異なっていてもよい。このなかでも、第１のグリコールモノエーテルと第２のグリコールモノエーテルとは、いずれもＲ¹²及びＲ²²がエチレン基であることが好ましく、いずれもトリエチレングリコールのモノエーテルであることがより好ましい。このようなＲ¹²及びＲ²²を用いることにより、無機酸化物コロイド及び凝集した場合の凝集体とインクとの相溶性がより向上し、クリーニング回復性がより向上する傾向にある。

ｎ１及びｎ２は、それぞれ第１のグリコールモノエーテルと第２のグリコールモノエーテルのグリコール単位の繰り返し数を示す。ｎ１及びｎ２は１～１０であり、好ましくは２～７であり、より好ましくは２～４であり、さらに好ましくは３である。ｎ１及びｎ２が上記範囲内であることにより、無機酸化物コロイド及び凝集した場合の凝集体とインクとの相溶性がより向上し、クリーニング回復性がより向上する傾向にある。

第１のグリコールモノエーテルの含有量は、インクの総量に対して、好ましくは０．１～１０質量％であり、より好ましくは０．３～８質量％であり、さらに好ましくは０．５～６質量％である。第１のグリコールモノエーテルの含有量が上記範囲内であることにより、クリーニング回復性がより向上する傾向にある。

第２のグリコールモノエーテルの含有量は、インクの総量に対して、好ましくは０．１～８質量％であり、より好ましくは０．２～６質量％であり、さらに好ましくは０．３～４質量％である。第２のグリコールモノエーテルの含有量が上記範囲内であることにより、クリーニング回復性がより向上する傾向にある。

第１のグリコールモノエーテルの含有量は、第２のグリコールモノエーテルとの含有量に対して、質量基準で、好ましくは０．５～１０倍であり、好ましくは０．７５～７．５倍であり、好ましくは１．０～５．０倍である。第１のグリコールモノエーテルの含有量と第１のグリコールモノエーテルの含有量が上記関係を有することにより、無機酸化物コロイド及び凝集した場合の凝集体とインクとの相溶性がより向上し、クリーニング回復性がより向上する傾向にある。

また、第１のグリコールモノエーテルと第２のグリコールモノエーテルの合計含有量は、インクの総量に対して、好ましくは０．３～１５質量％であり、より好ましくは０．５～１０質量％であり、さらに好ましくは０．５～６．０質量％である。第１のグリコールモノエーテルと第２のグリコールモノエーテルの合計含有量が上記範囲内であることにより、クリーニング回復性がより向上する傾向にある。

第１のグリコールモノエーテルと第２のグリコールモノエーテルの合計含有量は、無機酸化物コロイドの固形分の含有量よりも質量基準において少ないことが好ましい。具体的には、第１のグリコールモノエーテルと第２のグリコールモノエーテルの合計含有量は、無機酸化物コロイドの固形分の含有量に対して、質量基準で、好ましくは０．０５～０．９５倍であり、より好ましくは０．１０～０．９０倍であり、さらに好ましくは０．２０～０．９０倍である。第１のグリコールモノエーテルと第２のグリコールモノエーテルの合計含有量が上記範囲内であることにより、クリーニング回復性がより向上する傾向にある。

１．４．水
水の含有量は、インクの総量に対して、好ましくは４０～８０質量％であり、より好ましくは５０～８０質量％であり、さらに好ましくは５５～７５質量％であり、よりさらに好ましくは５５～７０質量％であり、特に好ましくは５５～６５％である。水の含有量が４０質量％以上であることにより、水の一部が蒸発した際でもインクの粘度上昇が抑制され、吐出安定性がより向上する傾向にある。また、水の含有量が８０質量％以下であることにより、得られる記録物のカールやコックリングがより抑制される傾向にある。

１．５．顔料
本実施形態のインクジェットインクは、色材として顔料を含んでもよい。顔料としては、特に制限されないが、例えば、アゾ顔料（例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等を含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック等の有機顔料；カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック、サーマルランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等）、金属酸化物、金属硫化物、金属塩化物等の無機顔料；炭酸カルシウム、タルク等の体質顔料等を用いることができる。

上記顔料は、分散剤により水に分散させて得られる顔料分散液として、あるいは、顔料粒子表面に化学反応を利用して親水性基を導入した自己分散型の表面処理顔料を水に分散させて得られるか、又は、ポリマーで被覆された顔料を水に分散させて得られる顔料分散液として、インクに添加されることが好ましい。

上記顔料分散液を構成する顔料及び分散剤は、それぞれ１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

顔料の含有量は、インクの総量に対して、固形分として、好ましくは１．０～１２質量％であり、より好ましくは２．０～１０質量％であり、さらに好ましくは３．０～７．５質量％である。

１．６．界面活性剤
本実施形態のインクジェットインクは、界面活性剤を含んでもよい。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、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤が挙げられる。このなかでも、クリーニング回復性の観点からアセチレングリコール系界面活性剤が好ましい。

アセチレングリコール系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、２，４，７，９－テトラメチル－５－デシン－４，７－ジオール及び２，４，７，９－テトラメチル－５－デシン－４，７－ジオールのアルキレンオキサイド付加物、並びに２，４－ジメチル－５－デシン－４－オール及び２，４－ジメチル－５－デシン－４－オールのアルキレンオキサイド付加物から選択される一種以上が好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤の市販品としては、特に限定されないが、例えば、オルフィン１０４シリーズやオルフィンＥ１０１０等のＥシリーズ（エアープロダクツ社製商品名）、サーフィノール６１、１０４、４６５（日信化学工業社製商品名）などが挙げられる。アセチレングリコール系界面活性剤は、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。

フッ素系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、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が挙げられる。フッ素系界面活性剤の市販品としては、特に限定されないが、例えば、Ｓ－１４４、Ｓ－１４５（旭硝子株式会社製）；ＦＣ－１７０Ｃ、ＦＣ－４３０、フロラード－ＦＣ４４３０（住友スリーエム株式会社製）；ＦＳＯ、ＦＳＯ－１００、ＦＳＮ、ＦＳＮ－１００、ＦＳ－３００（Ｄｕｐｏｎｔ社製）；ＦＴ－２５０、２５１（株式会社ネオス製）などが挙げられる。フッ素系界面活性剤は、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。

シリコーン系界面活性剤としては、ポリシロキサン系化合物、ポリエーテル変性オルガノシロキサン等が挙げられる。シリコーン系界面活性剤の市販品としては、特に限定されないが、具体的には、ＢＹＫ－３０６、ＢＹＫ－３０７、ＢＹＫ－３３３、ＢＹＫ－３４１、ＢＹＫ－３４５、ＢＹＫ－３４６、ＢＹＫ－３４７、ＢＹＫ－３４８、ＢＹＫ－３４９（以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製）、ＫＦ－３５１Ａ、ＫＦ－３５２Ａ、ＫＦ－３５３、ＫＦ－３５４Ｌ、ＫＦ－３５５Ａ、ＫＦ－６１５Ａ、ＫＦ－９４５、ＫＦ－６４０、ＫＦ－６４２、ＫＦ－６４３、ＫＦ－６０２０、Ｘ－２２－４５１５、ＫＦ－６０１１、ＫＦ－６０１２、ＫＦ－６０１５、ＫＦ－６０１７（以上商品名、信越化学株式会社製）等が挙げられる。

界面活性剤の含有量は、インクの総質量に対し、好ましくは０．１～５．０質量％であり、より好ましくは０．１～３．０質量％である。界面活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、クリーニング回復性がより向上する傾向にある。

１．７．ｐＨ調整剤
本実施形態のインクジェットインクは、上記以外の成分として、ｐＨ調整剤を含んでもよい。ｐＨ調整剤としては、特に限定されないが、例えば、無機酸（例えば、硫酸、塩酸、硝酸等）、無機塩基（例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等）、有機塩基（トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリプロパノールアミン）、有機酸（例えば、アジピン酸、クエン酸、コハク酸等）等が挙げられる。このなかでも、有機塩基が好ましい。ｐＨ調整剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上混合して用いてもよい。

本実施形態のインクのｐＨは、好ましくは６～１０である。ｐＨが上記範囲内であることにより、クリーニング回復性がより向上する傾向にある。ｐＨ調整剤の含有量はｐＨを目的とする範囲に調整可能な量であれば特に制限されないが、一例として、インクの総質量に対し、好ましくは０．１～５．０質量％であり、より好ましくは０．１～３．０質量％である。

１．８．水溶性有機溶剤
本実施形態のインクジェットインクは、上記以外の成分として、水溶性有機溶剤を含んでもよい。水溶性有機溶剤としては、特に制限されないが、例えば、グリセリン、２－ピロリドン、Ｎ－メチルピロリドン、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキシレングリコールなどが挙げられる。このなかでも、保湿効果という点からグリセリンが好ましい。

水溶性有機溶剤の含有量は、インクの総量に対して、好ましくは０．５～１５質量％であり、より好ましくは１．０～９．０質量％であり、さらに好ましくは３．０～７．０質量％である。

１．９．インクジェットインクの製造方法
本実施形態のインクジェットインクの製造方法は、特に制限されず、無機酸化物コロイドと、アミノ酸と、第１のグリコールモノエーテルと、第２のグリコールモノエーテルと、水と、必要に応じてその他の成分とを、混合する方法が挙げられる。なお、無機酸化物コロイドは、コロイド溶液の状態で混合してもよいし、顔料を用いる場合には、顔料分散液の状態で混合してもよい。

２．インクジェット方法
本実施形態に係るインクジェット方法は、所定のインクジェットヘッドを用いて、上記インクジェットインクを、吐出して記録媒体に付着させる吐出工程と、記録媒体を搬送する搬送する搬送工程とを有する。なお、吐出工程と搬送工程は同時に行ってもよいし、交互に行ってもよい。

２．１．吐出工程
吐出工程では、インクジェットヘッドからインクを吐出して記録媒体に付着させる。より具体的には、インクジェットヘッド内に設けられた圧力発生手段を駆動させて、インクジェットヘッドの圧力発生室内に充填されたインクをノズルから吐出させる。このような吐出方法をインクジェット法ともいう。

吐出工程において用いるインクジェットヘッドとしては、ライン方式により記録を行うラインヘッドと、シリアル方式により記録を行うシリアルヘッドが挙げられる。

ラインヘッドを用いたライン方式では、例えば、記録媒体の記録幅以上の幅を有するインクジェットヘッドを記録装置に固定する。そして、記録媒体を副走査方向（記録媒体の搬送方向）に沿って移動させ、この移動に連動してインクジェットヘッドのノズルからインク滴を吐出させることにより、記録媒体上に画像を記録する。

シリアルヘッドを用いたシリアル方式では、例えば、記録媒体の幅方向に移動可能なキャリッジにインクジェットヘッドを搭載する。そして、キャリッジを主走査方向（記録媒体の幅方向）に沿って移動させ、この移動に連動してインクジェットヘッドのノズルからインク滴を吐出させることにより、記録媒体上に画像を記録する。

２．２．搬送工程
搬送工程では、記録装置内で所定の方向に記録媒体を搬送する。より具体的には、記録装置内に設けられた搬送ローラーや搬送ベルトを用いて、記録装置の給紙部から排紙部へと記録媒体を搬送する。その搬送過程において、インクジェットヘッドから吐出されたインクが記録媒体に付着し、記録物が形成される。搬送は、連続的に行ってもよいし断続的に行ってもよい。

２．３．記録媒体
本実施形態で用いる記録媒体としては、特に制限されないが、例えば、吸収性又は非吸収性の記録媒体が挙げられる。このなかでも、吸収性記録媒体はカールなどの問題が生じやすいため、無機酸化物コロイドを用いつつもクリーニング回復性に優れる本発明が有効である。

吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、インクの浸透性が高い電子写真用紙などの普通紙、インクジェット用紙（シリカ粒子やアルミナ粒子から構成されたインク吸収層、あるいは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）等の親水性ポリマーから構成されたインク吸収層を備えたインクジェット専用紙）から、インクの浸透性が比較的低い一般のオフセット印刷に用いられるアート紙、コート紙、キャスト紙等が挙げられる。

非吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン等のプラスチック類のフィルムやプレート；鉄、銀、銅、アルミニウム等の金属類のプレート；又はそれら各種金属を蒸着により製造した金属プレートやプラスチック製のフィルム、ステンレスや真鋳等の合金のプレート；紙製の基材にポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン等のプラスチック類のフィルムを接着（コーティング）した記録媒体等が挙げられる。

３．記録装置
本実施形態の記録装置は、インクジェットインクを記録媒体に対して吐出するノズルを有するインクジェットヘッドと、記録媒体を搬送する搬送手段と、を備える。インクジェットヘッドは、インクが供給される圧力室と、インクを吐出するノズルと、を備える。また、搬送手段は、記録装置内に設けられた搬送ローラーや搬送ベルトから構成される。

以下、本実施形態に係る記録装置について、図１を参照して説明する。なお、図１において示すＸ－Ｙ－Ｚ座標系はＸ方向が記録媒体の長さ方向、Ｙ方向が記録装置内の搬送経路における記録媒体の幅方向、Ｚ方向が装置高さ方向を示している。

記録装置１０は一例として、高速及び高密度の印刷が可能なライン型インクジェットプリンターである。記録装置１０は、用紙等の記録媒体Ｐを収納する給送部１２と、搬送部１４と、ベルト搬送部１６と、記録部１８と、「排出部」としてのＦｄ（フェイスダウン）排出部２０と、「載置部」としてのＦｄ（フェイスダウン）載置部２２と、「反転搬送機構」としての反転経路部２４と、Ｆｕ（フェイスアップ）排出部２６と、Ｆｕ（フェイスアップ）載置部２８とを備えている。

給送部１２は、記録装置１０において装置下部に配置されている。給送部１２は、記録媒体Ｐを収納する給送トレイ３０と、該給送トレイ３０に収納された記録媒体Ｐを搬送経路１１に送り出す給送ローラー３２とを備えている。

給送トレイ３０に収納された記録媒体Ｐは、給送ローラー３２により搬送経路１１に沿って搬送部１４に給送される。搬送部１４は、搬送駆動ローラー３４と搬送従動ローラー３６とを備えている。搬送駆動ローラー３４は、図示しない駆動源により回転駆動される。搬送部１４において、記録媒体Ｐは、搬送駆動ローラー３４と搬送従動ローラー３６との間に狭持（ニップ）されて搬送経路１１の下流側に位置するベルト搬送部１６へと搬送される。

ベルト搬送部１６は、搬送経路１１において上流側に位置する第１ローラー３８と、下流側に位置する第２ローラー４０と、第１ローラー３８及び第２ローラー４０に回転移動可能に取り付けられた無端ベルト４２と、第１ローラー３８と第２ローラー４０との間において無端ベルト４２の上側区間４２ａを支持する支持体４４とを備える。

無端ベルト４２は、図示しない駆動源により駆動された第１ローラー３８または第２ローラー４０により上側区間４２ａにおいて＋Ｘ方向から－Ｘ方向に移動するように駆動される。このため、搬送部１４から搬送された記録媒体Ｐは、ベルト搬送部１６においてさらに搬送経路１１の下流側に搬送される。

記録部１８は、ライン型のインクジェットヘッド４８と、該インクジェットヘッド４８を保持するヘッドホルダー４６とを備えている。尚、該記録部１８は、Ｙ軸方向に往復移動するキャリッジにインクジェットヘッドが設けられたシリアル型のものであってもよい。インクジェットヘッド４８は、支持体４４に支持された無端ベルト４２の上側区間４２ａと対向するように配置されている。インクジェットヘッド４８は、無端ベルト４２の上側区間４２ａにおいて記録媒体Ｐが搬送される際、記録媒体Ｐに向けてインクを吐出し、記録を実行する。記録媒体Ｐは、記録が行われつつベルト搬送部１６により搬送経路１１の下流側に搬送される。

なお、「ライン型のインクジェットヘッド」とは、記録媒体Ｐの搬送方向と交差する方向に形成されたノズルの領域が、記録媒体Ｐの交差方向全体をカバー可能なように設けられ、ヘッド又は記録媒体Ｐの一方を固定し他方を移動させて画像を形成する記録装置に用いられるヘッドである。なお、ラインヘッドの交差する方向のノズルの領域は、記録装置が対応している全ての記録媒体Ｐの交差方向全体をカバー可能でなくてもよい。

また、ベルト搬送部１６の搬送経路１１の下流側には、第１分岐部５０が設けられている。第１分岐部５０は、記録媒体ＰをＦｄ排出部２０またはＦｕ排出部２６へ搬送する搬送経路１１と、記録媒体Ｐの記録面を反転させて再度記録媒体Ｐを記録部１８に搬送する反転経路部２４の反転経路５２とに切り替え可能に構成されている。尚、第１分岐部５０により反転経路５２に切り替えられて搬送される記録媒体Ｐは、反転経路５２における搬送過程において記録面が反転され、最初の記録面と反対側の面がインクジェットヘッド４８と対向するように記録部１８に再度搬送される。

搬送経路１１に沿って第１分岐部５０の下流側には、さらに第２分岐部５４が設けられている。第２分岐部５４は、記録媒体ＰをＦｄ排出部２０へ向けて搬送し、または記録媒体ＰをＦｕ排出部２６へ向けて搬送するように記録媒体Ｐの搬送方向を切り替え可能に構成されている。

第２分岐部５４においてＦｄ排出部２０へ向けて搬送される記録媒体Ｐは、Ｆｄ排出部２０から排出され、Ｆｄ載置部２２に載置される。このとき、記録媒体Ｐの記録面は、Ｆｄ載置部２２に対向するように載置される。また、第２分岐部５４においてＦｕ排出部２６へ向けて搬送される記録媒体Ｐは、Ｆｕ排出部２６から排出され、Ｆｕ載置部２８に載置される。このとき、記録媒体Ｐの記録面は、Ｆｕ載置部２８と反対側に向くように載置される。

インクジェット法を用いる記録装置では、液体であるインクを記録媒体に付着させることから、記録媒体、特に普通紙、インクジェット用紙等の吸収性の記録媒体においてはカールなどの問題が生じたり、インク乾燥前に記録物が排出され重なるため記録物を正確にスタックできないという問題が生じたりする。特に記録媒体を０．５ｍ／ｓ以上で高速搬送すると、この課題が顕著になる傾向にある。また、インクジェット印字面のぬれ摩擦抵抗が大きいベタ画像になると、記録物が滑らずにつっかえてしまったり、ほぼ記録物が揃っても、きれいに揃えることが困難になり、ステープラー（ホッチキス止め）がずれてしまうといった課題が発生する。また、印字面が下を向いて排紙されるフェイスダウン排紙においては、インクの乾燥がし難いため、よりスタック性が困難になるといった課題が発生する。その上、吸収性の記録媒体においては、印字すると、印字面が膨張するため、印字直後に印字面が凸となる排紙カール（一次カール）が発生するという課題もある。さらに、乾燥が進行すると、印字面が収縮するため、十数秒から数分で印字面が凹となる永久カール（二次カール）が発生するという課題がある。

これに対して、本実施形態では、無機酸化物コロイドを含む上記インクジェットインクを用いることにより、印字面のぬれ摩擦抵抗を下げつつ、カールを抑制できることから、スタック性を向上させることができる。特に、０．５ｍ／ｓ以上の高速で記録媒体Ｐを搬送させつつ、インクジェット記録を行う場合に、スタック性の向上効果が顕著となる。

なお、上記では、ライン型のインクジェットヘッドを用いる場合の例について説明したが、本実施形態に係る記録装置は、シリアル型のインクジェットヘッドを用いるプリンタ（シリアルプリンタ）であってもよい。シリアルプリンタでは、記録媒体を搬送方向に搬送させつつ、インクジェットヘッドを当該搬送方向と交差する方向に移動させることにより、印刷が行われる。シリアルプリンタであっても、印刷中におけるヘッドと記録媒体の相対速度が０．５ｍ／ｓ以上と高速であれば、スタック性の課題が生じ得るため、上述したインクを用いることによりスタック性の向上効果が得られる。

以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。

１．インクの調製
表１に記載の組成となるように、混合物用タンクに各成分を入れ、混合攪拌し、さらに５μｍのメンブランフィルターでろ過することにより各例のインクジェットインクを得た。なお、表中の各例に示す各成分の数値は特段記載のない限り質量％を表す。また、表中において、無機酸化物コロイド及び顔料分散液の数値は、固形分の質量％を表す。

表１中で使用した略号や製品成分は以下のとおりである。

〔無機酸化物コロイド〕
コロイダルシリカ（日産化学工業製、ＳＴ－３０Ｌ、粒子径４５ｎｍ、固形分３０％）
〔アミノ酸〕
トリメチルグリシン（無水ベタイン、東京化成工業社製）
〔グリコールモノエーテル〕
トリエチレングリコールモノブチルエーテル（ＴＥＧｍＢＥ、末端炭素数４）
トリエチレングリコールモノメチルエーテル（ＴＥＧｍＭＥ、末端炭素数１）
トリエチレングリコールモノエチルエーテル（ＴＥＧｍＥＥ、末端炭素数２）
〔顔料分散液〕
ＣＡＢ－Ｏ－ＪＥＴ３００（キャボット社製商品名、固形分１５％）
〔界面活性剤〕
オルフィンＥ１０１０（エアープロダクツ社製商品名、アセチレングリコール系界面活性剤）
サーフィノール１０４（日信化学工業社製商品名、アセチレングリコール系界面活性剤）
〔ｐＨ調整剤〕
トリエタノールアミン（東京化成工業社製）
〔水溶性有機溶剤〕
グリセリン

２．評価方法
２．１．クリーニング回復性の評価
ＥＰＳＯＮ製ＬＸ－１００００Ｆ（ラインインクジェットプリンタ）のインクカートリッジにインクを充填し、全ノズルよりインクが吐出できることを確認した。その後、インクジェットヘッドがプリンタに備えられたキャップの位置からずれており、ヘッドにキャップがされていない状態で、４０℃ 湿度２０％の環境下で７日間放置した。

放置後、インクジェットヘッドのクリーニングとして、ノズル内のインクの吸引動作を１回行うごとに、インクが吐出できないノズルの本数をカウントした。その結果を、表1に示す。

２．２．カールの評価
ＥＰＳＯＮ製ＰＸ－Ｓ８４０（シリアルインクジェットプリンタ）のインクカートリッジにインクを充填し、記録媒体（Ａ４サイズのＸｅｒｏｘＰ紙、富士ゼロックス社製コピー用紙、坪量６４ｇ／ｍ²、紙厚８８μｍ）に対して、温度２５℃、湿度５０％の環境下において、印刷Ｄｕｔｙ：１００％でベタパターンを印刷した。そして、印刷後フェイスアップで１週間放置した際の、用紙端の床面からの浮き上がり量を測定した。評価基準は以下のとおりである。
〔評価基準〕
Ａ：浮き上がり量１０ｍｍ未満
Ｂ：浮き上がり量１０～２０ｍｍ
Ｃ：浮き上がり量２０ｍｍ以上

３．評価結果
表１に、各例で用いたインクの組成、並びに評価結果を示した。表１から、アミノ酸と、第１のグリコールモノエーテルと、第２のグリコールモノエーテルを含むインクを用いた場合には、無機酸化物コロイドを含むインクであってもクリーニング回復性に優れることが分かった。

詳しくは各実施例と比較例１～３とを比較すると、アミノ酸、長鎖グリコールモノエーテルと、短鎖グリコールモノエーテルを全て含むことにより、クリーニング回復性に優れることがわかる。

また、ＥＰＳＯＮ製ＬＸ－１００００Ｆ（ラインインクジェットプリンタ）のインクカートリッジに各実施例のインクを充填し、記録媒体（Ａ４サイズのＸｅｒｏｘＰ紙、富士ゼロックス社製コピー用紙、坪量６４ｇ／ｍ²、紙厚８８μｍ）に対して、温度２５℃、湿度５０％の環境下において、印刷Ｄｕｔｙ：１００％でベタパターンを２０枚連続印刷し、フェイスダウンで排紙したところ、用紙が良好にスタックできた。

１０記録装置、１１搬送経路、１２給送部、１４搬送部、１６ベルト搬送部、１８記録部、２０Ｆｄ排出部、２２Ｆｄ載置部、２４反転経路部、２６Ｆｕ排出部、２８Ｆｕ載置部、３０給送トレイ、３２給送ローラー、３４搬送駆動ローラー、３６搬送従動ローラー、３８第１ローラー、４０第２ローラー、４２無端ベルト、４２ａ無端ベルトの上側区間、４４支持体、４６ヘッドホルダー、４８インクジェットヘッド、５０第１分岐部、５２反転経路、５４第２分岐部、５６排出ローラー対、６４排出駆動ローラー、６８駆動軸、７６載置面、７８凸状部、８０第１付勢部材、８２第２付勢部材、８４、８６支持軸、Ｐ記録媒体

Claims

無機酸化物コロイドと、アミノ酸と、下記式（１）で表される第１のグリコールモノエーテルと、下記式（２）で表される第２のグリコールモノエーテルと、界面活性剤と、水と、を含む、
Ｒ¹¹Ｏ－（Ｒ¹²Ｏ）_n1－Ｈ・・・（１）
（式（１）中、Ｒ¹¹は炭素数が２～１０のアルキル基を示し、Ｒ¹²は炭素数が２～４のアルキレン基を示し、ｎ１は、１～１０の繰り返し数を示す。）
Ｒ²¹Ｏ－（Ｒ²²Ｏ）_n2－Ｈ・・・（２）
（式（２）中、Ｒ²¹は炭素数が１～８のアルキル基を示し、Ｒ²²は炭素数が２～４のアルキレン基を示し、Ｒ²¹の炭素数はＲ¹¹の炭素数よりも小さく、ｎ２は、１～１０の繰り返し数を示す。）
吸収性記録媒体用のインクジェットインク。
前記無機酸化物コロイドが、コロイダルシリカを含む、
請求項１に記載のインクジェットインク。
前記無機酸化物コロイドの含有量が、固形分として、インクの総量に対して、３．０～１５質量%である、
請求項１又は２に記載のインクジェットインク。
前記Ｒ¹²及び前記Ｒ²²は、エチレン基である、
請求項１～３のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
前記第１のグリコールモノエーテルの含有量が、前記第２のグリコールモノエーテルとの含有量に対して、質量基準で、０．５～１０倍である、
請求項１～４のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
前記第１のグリコールモノエーテルと前記第２のグリコールモノエーテルとの合計含有量が、前記無機酸化物コロイドの固形分含有量より、質量基準において少ない、
請求項１～５のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
前記第１のグリコールモノエーテルと前記第２のグリコールモノエーテルとの合計含有量が、インクの総量に対して、０．５～６．０質量％である、
請求項１～６のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
前記アミノ酸が、トリメチルグリシンを含む、
請求項１～７のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
前記アミノ酸の含有量が、前記無機酸化物コロイドの固形分含有量より、質量基準において多い、
請求項１～８のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
前記水の含有量が、インクの総量に対して、５０～８０質量％である、
請求項１～９のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
請求項１～１０のいずれか一項に記載のインクジェットインクを記録媒体に対して吐するノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を備える、
記録装置。
前記インクジェットヘッドが、ラインヘッドである、
請求項１１に記載の記録装置。