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特開2023-46955インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023046955
(43)【公開日】2023-04-05
(54)【発明の名称】インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
(51)【国際特許分類】
   B41J 2/015 20060101AFI20230329BHJP
   B41J 2/01 20060101ALI20230329BHJP
   B41J 2/14 20060101ALI20230329BHJP
   B41M 5/00 20060101ALI20230329BHJP
【FI】
B41J2/015 101
B41J2/01
B41J2/14 301
B41M5/00 120
B41J2/01 501
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021155817
(22)【出願日】2021-09-24
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100107515
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 浩一
(72)【発明者】
【氏名】堀江 舜介
(72)【発明者】
【氏名】清水 孝幸
【テーマコード(参考)】
2C056
2C057
2H186
【Fターム(参考)】
2C056EC42
2C056EC43
2C056FA04
2C057AF28
2C057AF41
2C057AF42
2C057AG44
2C057AM21
2C057AM22
2C057AR08
2C057BA14
2C057DB01
2H186FA18
2H186FB11
2H186FB15
2H186FB16
2H186FB17
2H186FB22
2H186FB25
2H186FB29
2H186FB30
2H186FB48
2H186FB57
(57)【要約】
【課題】
本発明は、吐出安定性に優れるインクジェット記録方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
樹脂、有機溶剤、及び水を含有するインクを吐出するノズルを有するノズル板、前記ノズルが連通する液室、並びに前記液室内に圧力を発生させる圧力発生手段を有する吐出ヘッドを有するインクジェット記録装置を用い、
前記圧力発生手段により、第一の駆動パルス及び第二の駆動パルスを印加することで、インクを吐出するインクジェット記録方法であって、
前記インクが、25℃での粘度が9.0mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、かつ36℃での粘度が6.5mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、
以下の(1)及び(2)の条件を満たすインクジェット記録方法である。
(1)前記第一の駆動パルスが、基準電圧未満の電圧をかけた後に、前記基準電圧超の電圧をかける第一の波形要素、及び前記第一の波形要素の後に基準電圧以下の電圧をかける第二の波形要素を含む
(2)前記第二の駆動パルスが、前記インクを吐出させることなくノズル面のメニスカスの引き込みと押し出しを行う第三の波形要素を含む

【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹脂、有機溶剤、及び水を含有するインクを吐出するノズルを有するノズル板、前記ノズルが連通する液室、並びに前記液室内に圧力を発生させる圧力発生手段を有する吐出ヘッドを有するインクジェット記録装置を用い、
前記圧力発生手段により、第一の駆動パルス及び第二の駆動パルスを印加することで、インクを吐出するインクジェット記録方法であって、
前記インクが、25℃での粘度が9.0mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、かつ36℃での粘度が6.5mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、
以下の(1)及び(2)の条件を満たすことを特徴とするインクジェット記録方法。
(1)前記第一の駆動パルスが、基準電圧未満の電圧をかけた後に、前記基準電圧超の電圧をかける第一の波形要素、及び前記第一の波形要素の後に基準電圧以下の電圧をかける第二の波形要素を含む
(2)前記第二の駆動パルスが、前記インクを吐出させることなくノズル面のメニスカスの引き込みと押し出しを行う第三の波形要素を含む
【請求項2】
前記第二の駆動パルスが、前記第一の駆動パルスによるインクの吐出から前記液室の固有振動周期の1/2以下で印加される、請求項1に記載のインクジェット記録方法。
【請求項3】
前記第二の駆動パルスが、前記第一の駆動パルスによるインクの吐出から前記液室の固有振動周期の1/2以上1以下で印加される、請求項1から2のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【請求項4】
前記圧力発生手段が、ピエゾ素子である、請求項1から3のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【請求項5】
前記樹脂の含有量が、10質量%以上である、請求項1から4のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【請求項6】
前記樹脂が、ウレタン樹脂を含む、請求項1から5のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
【請求項7】
樹脂、有機溶剤、及び水を含有するインクと、
前記インクを吐出するノズルを有するノズル板、前記ノズルが連通する液室、及び前記液室内に圧力を発生させる圧力発生手段を有する吐出ヘッドと、を有し、
前記圧力発生手段が第一の駆動パルス及び第二の駆動パルスを印加することにより、インクを吐出するインクジェット記録装置であって、
前記インクが、25℃での粘度が9.0mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、かつ36℃での粘度が6.5mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、
以下の(1)及び(2)の条件を満たすことを特徴とするインクジェット記録装置。
(1)前記第一の駆動パルスが、基準電圧未満の電圧をかけた後に、前記基準電圧超の電圧をかける第一の波形要素、及び前記第一の波形要素の後に基準電圧以下の電圧をかける第二の波形要素を含む
(2)前記第二の駆動パルスが、前記インクを吐出させることなくノズル面のメニスカスの引き込みと押し出しを行う第三の波形要素を含む

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、壁紙、広告、看板等の産業用途において、テキスタイル、キャンバス生地等の浸透性記録媒体が使用されており、このような浸透性記録媒体に用いられるインクが種々開発されている。
【0003】
このようなインクとしては、例えば、溶媒として有機溶剤を用いた溶剤系インクや、重合性モノマーを主成分とする紫外線硬化型インクなどが広く用いられている。
しかしながら、前記溶剤系インクは、有機溶剤の蒸発による環境への影響が懸念されるという問題がある。また、前記紫外線硬化型インクは、安全性の面から使用する重合性モノマーの選択肢が限られるという問題がある。
そこで、環境負荷が少なく、浸透性記録媒体に直接記録できる水系インクを含むインクセットが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
前記水系インクを用いたインクジェット記録装置において、高解像度の画像を高生産する際には、吐出ヘッドからインクの液滴を吐出する頻度を多くする必要があるが、吐出する頻度が多くなると振動によってインクが熱を持ち、インクの粘度の低下が起こる。インクの粘度が低下すると吐出ヘッド内部で形成されるメニスカスが不安定となり、インクの液滴の不吐出や液滴の速度にばらつきが生じるという問題がある。
高粘度のインクを用いることで、温度上昇による粘度低下を低減することができるが、インクの吐出時に、主滴の末尾に生じるサテライト滴が発生し、主滴とは異なる位置に着弾するため画像の品質が低下するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、吐出安定性に優れるインクジェット記録方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この課題を解決するための手段としての本発明のインクジェット記録方法は、
樹脂、有機溶剤、及び水を含有するインクを吐出するノズルを有するノズル板、前記ノズルが連通する液室、並びに前記液室内に圧力を発生させる圧力発生手段を有する吐出ヘッドを有するインクジェット記録装置を用い、
前記圧力発生手段により、第一の駆動パルス及び第二の駆動パルスを印加することで、インクを吐出するインクジェット記録方法であって、
前記インクが、25℃での粘度が9.0mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、かつ36℃での粘度が6.5mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、
以下の(1)及び(2)の条件を満たすことを特徴とする。
(1)前記第一の駆動パルスが、基準電圧未満の電圧をかけた後に、前記基準電圧超の電圧をかける第一の波形要素、及び前記第一の波形要素の後に基準電圧以下の電圧をかける第二の波形要素を含む
(2)前記第二の駆動パルスが、前記インクを吐出させることなくノズル面のメニスカスの引き込みと押し出しを行う第三の波形要素を含む
【発明の効果】
【0007】
本発明によると、吐出安定性に優れるインクジェット記録方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1図1は、本発明の画像形成方法を実施する画像形成装置の一例を示す図である。
図2図2は、図1の画像形成装置のメインタンクの一例を示す説明図である。
図3図3は、本発明の画像形成方法を実施する駆動波形の一例を示す図である。
図4図4は、本発明の画像形成方法を実施する駆動波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
(インクジェット記録方法)
本発明のインクジェット記録方法は、樹脂、有機溶剤、及び水を含有するインクを吐出するノズルを有するノズル板、前記ノズルが連通する液室、並びに前記液室内に圧力を発生させる圧力発生手段を有する吐出ヘッドを有するインクジェット記録装置を用い、
前記圧力発生手段により、第一の駆動パルス及び第二の駆動パルスを印加することで、インクを吐出するインクジェット記録方法であって、
前記インクが、25℃での粘度が9.0mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、かつ36℃での粘度が6.5mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、
以下の(1)及び(2)の条件を満たすインクジェット記録方法である。
(1)前記第一の駆動パルスが、基準電圧未満の電圧をかけた後に、前記基準電圧超の電圧をかける第一の波形要素、及び前記第一の波形要素の後に基準電圧以下の電圧をかける第二の波形要素を含む
(2)前記第二の駆動パルスが、前記インクを吐出させることなくノズル面のメニスカスの引き込みと押し出しを行う第三の波形要素を含む
【0010】
<吐出ヘッド>
前記吐出ヘッドは、ノズル、前記ノズルを有するノズル板、前記ノズルが連通する液室、及び圧力発生手段により前記液室内に圧力を発生させる加圧室を有し、刺激発生手段、加熱手段を有することが好ましい。
前記吐出ヘッドによってインクを吐出し、印刷層を形成する。
【0011】
-ノズル板-
前記ノズル板は、ノズル基板と、前記ノズル基板上に撥インク膜とを有する。
【0012】
-加圧室-
前記加圧室は、圧力発生手段により前記液室内に圧力を発生させる。
前記加圧室は、前記ノズルプレートに設けられた複数の前記ノズル孔に個別に対応して配置され、前記ノズル孔と連通する複数の個別流路であり、インク流路、加圧室、圧力室、吐出室、液室などと称することもある。
【0013】
前記圧力発生手段としては、第一の駆動パルス及び第二の駆動パルスを含む基本駆動波形によって電圧を印加することで圧力を発生させる手段である。
前記圧力発生手段としては、前記駆動波形による電圧を印加することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ピエゾ素子、熱などが挙げられる。これらの中でもピエゾ素子が好ましい。
【0014】
前記基本駆動波形について、図3を参照して説明する。
図3の基本駆動波形は、吐出ヘッドを用いて液滴を吐出させるために用いる駆動波形である。
前記基本駆動波形は、基準電圧Vrefを保持する波形要素S、前記波形要素Sの後に前記基準電圧Vrefから電圧Vまでたち下がる波形要素S、前記波形要素Sの後に前記電圧Vを保持する波形要素S、前記波形要素Sの後に電圧Vまでたち上がる波形要素S、前記波形要素Sの後に前記電圧Vを保持する波形要素S、前記波形要素Sの後に前記電圧Vから前記基準電圧Vrefまでたち下がる波形要素S、前記波形要素Sの後に前記電圧Vrefを保持する波形要素S、前記波形要素Sの後に前記基準電圧Vrefから前記電圧Vまでたち下がる波形要素S、前記波形要素Sの後に前記電圧Vを保持する波形要素S、及び前記波形要素Sの後に前記基準電圧Vrefまでたち上がる波形要素S10を含む。
【0015】
前記吐出ヘッドを用いて液滴を吐出させる場合、主滴とサテライト滴が吐出されるのが一般的である。主となる液滴が主滴であり、前記主滴の尾に位置する微小滴がサテライト滴である。
【0016】
前記基本駆動波形は、第一の波形要素及び第二の波形要素を含む第一の駆動パルスP1と、第三の波形要素を含む第二の駆動パルスP2を有する。
【0017】
前記第一の波形要素は、波形要素S1からS4で構成される。
前記第一の波形要素は、基準電圧未満の電圧をかけた後に、前記基準電圧超の電圧をかけることで、波形要素S3からS4によって前記液滴の吐出を行う。また、前記波形要素S4において、基準電圧Vrefよりも正の電圧(高い電圧)をかけることで、主滴及びサテライト滴との着弾位置ずれが小さくなり画像品質が向上する。
前記波形要素S4において、Vy=Vrefとした場合は、前記第二の波形要素を含まない駆動波形となるが、前記第二の波形要素を含まない駆動波形よりも前記第二の波形要素を含む駆動波形の方が、主滴及びサテライト滴との着弾位置ずれが小さくなり画像品質が向上する。前記主滴及び前記サテライト滴の着弾位置ずれを回避できることから、第2の波形要素を含む駆動波形とすることで着弾位置ずれを回避する。
【0018】
前記第二の波形要素は、波形要素S5からS7で構成される。
前記第二の波形要素は、第一の波形要素の後に基準電圧以下の電圧をかけることで、前記の第一の波形要素の後に基準電圧Vref以下の電圧をかける。
【0019】
前記第二の波形要素としては、前記第一の駆動パルスによる液滴の吐出から前記液室の固有振動周期の1/2以上に与えられることが好ましく、1/2以上1以下に与えられることがより好ましい。これにより、主滴とサテライト滴の着弾位置のずれが小さくなり、画像品質を向上させることができる。
【0020】
前記第一の波形要素及び前記第二の波形要素において、波形要素S4の開始から波形要素S6の開始までにかかる時間Ta(μsec)としては、Ta≦1/2Tc(Tc:液室の固有振動周期)を満たすことが好ましい。これにより、前記サテライト滴の速度が加速されるため、前記主滴及び前記サテライト滴の着弾位置のずれを回避できる。
【0021】
前記固有振動周期とは、前記駆動パルスP1と駆動パルスP2の時間間隔(Tb)について、最も滴速度が増加するときの時間である。
前記固有振動周期としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、6μsec以上9μsec以下が好ましい。
【0022】
前記第三の波形要素は、波形要素S8からS10で構成される。
前記第三の波形要素は、液室に基準電圧Vrefよりも負の電圧(低い電圧)と基準電圧Vref以上の電圧とをかけることで、液滴を吐出させることなくノズル面のメニスカスの引き込みと押し出しを行う。
前記波形要素S8からS10において、Vz=Vrefとした場合は、前記第三の波形要素を含まない駆動波形となるが、前記第三の波形要素を含まない駆動波形よりも前記第三の波形要素を含む駆動波形の方が、液滴を連続して吐出させた際にもメニスカスの振動が安定化し、インク滴の不吐出や曲がりなどの異常吐出の発生が回避され、良好に画像を印刷することが可能となる。
【0023】
<刺激発生手段>
前記刺激発生手段は、インクに印加する刺激を発生する手段である。
前記刺激発生手段における刺激としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱(温度)、圧力、振動、光などが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、熱、圧力が好適に挙げられる。前記刺激発生手段としては、例えば、加熱装置、加圧装置、圧電素子、振動発生装置、超音波発振器、ライトなどが挙げられる。前記刺激発生手段としては、具体的には、圧電素子等の圧電アクチュエータ、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いてインクの膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどが挙げられる。
【0024】
前記刺激が「熱」の場合、前記インク吐出ヘッド内のインクに対し、記録信号に対応した熱エネルギーを、例えば、サーマルヘッド等を用いて付与する。前記熱エネルギーにより前記インクに気泡を発生させ、前記気泡の圧力により、前記ノズルプレートの前記ノズル孔から前記インクを液滴として吐出させる方法などが挙げられる。
前記刺激が「圧力」の場合、例えば、前記インク吐出ヘッド内のインク流路内にある前記圧力室と呼ばれる位置に接着された前記圧電素子に電圧を印加することにより、前記圧電素子が撓む。それにより、前記圧力室の容積が収縮して、前記インク吐出ヘッドの前記ノズル孔から前記インクを液滴として吐出させる方法などが挙げられる。
これらの中でも、ピエゾ素子に電圧を印加してインクを飛翔させるピエゾ方式が好ましい。
【0025】
<加熱手段>
前記加熱手段は、前記被印刷物を加熱する手段である。加熱手段としては、被印刷物としての記録媒体の印刷面や裏面を加熱、乾燥する手段が含まれ、例えば、赤外線ヒーター、温風ヒーター、加熱ローラなどが挙げられる。これらは、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。
【0026】
被印刷物としての記録媒体を乾燥させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、インクが付与された記録媒体に乾燥手段として温風等の加熱された流体を接触させる方法、インクが付与された記録媒体と加熱部材とを接触させ伝熱により加熱する方法、赤外線や遠赤外線等のエネルギー線を照射することによりインクが付与された記録媒体を加熱する方法などが挙げられる。加熱は、印刷前、印刷中、及び印刷後の少なくともいずれかに行うことができる。印刷前、印刷中の加熱により、加温したメディアに印刷することが可能となり、印刷後の加熱では、印刷物を乾燥することができる。
加熱時間は、記録媒体の表面温度が所望温度に制御することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
加熱時間の制御は、被印刷物としての記録媒体の搬送速度を制御することにより行うことが好ましい。
【0027】
<インク>
前記インクとしては、有機溶剤、樹脂及び水を含有し、色材及び添加剤を含有することが好ましい。前記インクとしては、水系インクが好ましい。
前記インクの25℃での粘度としては、9.0mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、9.0mPa・s以上10.2mPa・s以下が好ましい。前記25℃での粘度が、9.0mPa・s以上11.0mPa・s以下であると、連続吐出安定性が向上する。
前記インクの36℃での粘度としては、6.5mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、6.5mPa・s以上9.0mPa・s以下が好ましい。前記25℃での粘度が、6.5mPa・s以上11.0mPa・s以下であると、連続吐出安定性が向上する。
前記インクの粘度の測定としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、回転粘度計(RE-85、東機産業株式会社製)を用いて測定することができる。
【0028】
<有機溶剤>
前記有機溶剤の種類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類や多価アルコールアリールエーテル類等のエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0029】
前記多価アルコール類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,2-ペンタンジオール、1,3-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,3-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、エチル-1,2,4-ブタントリオール、1,2,3-ブタントリオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、ペトリオールなどが挙げられる。
【0030】
前記多価アルコールアルキルエーテル類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどが挙げられる。
【0031】
前記多価アルコールアリールエーテル類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテルなどが挙げられる。
【0032】
前記含窒素複素環化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-ヒドロキシエチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ε-カプロラクタム、γ-ブチロラクトンなどが挙げられる。
【0033】
前記アミド類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドなどが挙げられる。
【0034】
前記アミン類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエチルアミンなどが挙げられる。
【0035】
前記含硫黄化合物類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノールなどが挙げられる。
【0036】
その他の有機溶剤としては、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。湿潤剤として機能するだけでなく、良好な乾燥性を得られることから、沸点が250℃以下の有機溶剤を用いることが好ましい。
【0037】
有機溶剤として、炭素数8以上のポリオール化合物、及びグリコールエーテル化合物も好適に使用される。炭素数8以上のポリオール化合物の具体例としては、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールなどが挙げられる。
【0038】
グリコールエーテル化合物の具体例としては、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、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類などが挙げられる。
【0039】
前記有機溶剤の沸点としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、270℃以上が好ましい。前記インクが270℃以上の有機溶剤を含むことで、壁紙、キャンバス生地への十分な定着性を確保することができるとともに、ノズル近傍での乾燥を抑えて吐出不良を軽減することができる。
【0040】
前記270℃以上の有機溶剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記インクに対して、6質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましい。
【0041】
<樹脂>
前記樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン-ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリルスチレン系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂などが挙げられ、これらの樹脂からなる樹脂粒子を用いても良い。これらの中でも、ポリウレタン樹脂が好ましい。
前記樹脂粒子としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。また、これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記樹脂粒子としては、水を分散媒として分散した樹脂エマルションの状態で、色材や有機溶剤などの材料と混合することが可能である。
【0042】
前記ウレタン樹脂の種類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエーテル系ウレタン樹脂、ポリエステル系ウレタン樹脂、ポリカーボネート系ウレタン樹脂などが挙げられる。
前記ウレタン樹脂は、ポリイソシアネートとポリオールとの反応性生物であり、凝集力が弱いポリオール成分からなるソフトセグメントと、凝集力の強いウレタン結合からなるハードセグメントのそれぞれの性能を発揮することが挙げられる。前記ソフトセグメントは、やわらかく、引き伸ばしや折り曲げなど基材の変形に強い。一方、前記ハードセグメントは、基材に対する密着性が高く、耐摩耗性に優れている。
【0043】
前記樹脂の含有量としては、乾燥性の点から、前記インクに対して10質量%以下が好ましい。
【0044】
前記樹脂粒子の体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な定着性、高い画像濃度を得る点から、10nm以上1,000nm以下が好ましく、10nm以上200nm以下がより好ましく、10nm以上100nm以下が特に好ましい。
【0045】
前記体積平均粒径は、例えば、粒度分析装置(ナノトラックWave-UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
【0046】
<水>
前記水の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、インクの乾燥性及び吐出信頼性の点から、前記インクに対して10質量%以下が好ましい。
【0047】
<色材>
前記色材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、顔料、染料などが挙げられる。
前記顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、顔料として、混晶を使用しても良い。
【0048】
前記顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料、白色顔料、緑色顔料、橙色顔料、金色や銀色などの光沢色顔料やメタリック顔料などが挙げられる。
【0049】
前記無機顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラックなどが挙げられる。
前記カーボンブラックとしては、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造された。
【0050】
前記有機顔料としては、アゾ顔料、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、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、溶媒と親和性の良いものが好ましく用いられる。その他、樹脂中空粒子、無機中空粒子の使用も可能である。
【0051】
顔料の具体例として、黒色用としては、ファーネスブラック、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のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、または銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料が挙げられる。
さらに、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150、153、155、180、185、213、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(べんがら)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルー)、15:1、15:2、15:3、15:4(フタロシアニンブルー)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36等がある。
【0052】
染料としては、特に限定されることなく、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り、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0053】
染料としては、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1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック3,4,35が挙げられる。
【0054】
インク中の色材の含有量は、良好な定着性や吐出安定性の点から、15質量%以下が好ましい。より好ましくは10質量%以下である。色材含有量0質量%とはすなわち、色材を含まないクリアインクとしても使用できるということである。
【0055】
顔料を分散してインクを得る方法としては、顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法、顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法、分散剤を用いて分散させる方法、などが挙げられる。
【0056】
顔料に親水性官能基を導入して自己分散性顔料とする方法としては、例えば、顔料(例えばカーボン)にスルホン基やカルボキシル基等の官能基を付加することで、水中に分散可能とする方法が挙げられる。
【0057】
顔料の表面を樹脂で被覆して分散させる方法としては、顔料をマイクロカプセルに包含させ、水中に分散可能とする方法が挙げられる。これは、樹脂被覆顔料と言い換えることができる。この場合、インクに配合される顔料はすべて樹脂に被覆されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、被覆されない顔料や、部分的に被覆された顔料がインク中に分散していてもよい。
【0058】
分散剤を用いて分散させる方法としては、界面活性剤に代表される、公知の低分子型の分散剤、高分子型の分散剤を用いて分散する方法が挙げられる。
【0059】
分散剤としては、顔料に応じて例えば、アニオン系界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等を使用することが可能である。
【0060】
分散剤として、竹本油脂社製RT-100(ノニオン系界面活性剤)や、ナフタレンスルホン酸Naホルマリン縮合物も、分散剤として好適に使用できる。分散剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0061】
<顔料分散体>
顔料に、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを得ることが可能である。また、顔料と、その他水や分散剤などを混合して顔料分散体としたものに、水や有機溶剤などの材料を混合してインクを製造することも可能である。
顔料分散体は、水、顔料、顔料分散剤、必要に応じてその他の成分を混合、分散し、粒径を調整して得られる。分散は分散機を用いると良い。
顔料分散体における顔料の粒径については特に制限はないが、顔料の分散安定性が良好となり、吐出安定性、画像濃度などの画像品質も高くなる点から、最大個数換算で最大頻度が20nm以上500nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。顔料の粒径は、粒度分析装置(ナノトラックWave-UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
顔料分散体における顔料の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、良好な吐出安定性が得られ、また、画像濃度を高める点から、0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
顔料分散体に対し、必要に応じて、フィルター、遠心分離装置などで粗大粒子をろ過し、脱気することが好ましい。
【0062】
インク中の固形分の粒径については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。吐出安定性、画像濃度などの画像品質を高くする点から、インク中の固形分の粒径の最大頻度が最大個数換算で20nm以上1000nm以下が好ましく、20nm以上150nm以下がより好ましい。固形分は樹脂粒子や顔料の粒子等が含まれる。粒径は、粒度分析装置(ナノトラックWave-UT151、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
【0063】
<添加剤>
インクには、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、防腐防黴剤、防錆剤、pH調整剤等を加えても良い。
【0064】
<界面活性剤>
界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能である。
【0065】
シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。中でも高pHでも分解しないものが好ましい。シリコーン系界面活性剤としては、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するものが、水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。また、シリコーン系界面活性剤として、ポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤を用いることもでき、例えば、ポリアルキレンオキシド構造をジメチルシロキサンのSi部側鎖に導入した化合物等が挙げられる。
【0066】
フッ素系界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸化合物、パーフルオロアルキルカルボン酸化合物、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物が、起泡性が小さいので特に好ましい。
【0067】
パーフルオロアルキルスルホン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。パーフルオロアルキルカルボン酸化合物としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等が挙げられる。パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物としては、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマーの塩等が挙げられる。これらフッ素系界面活性剤における塩の対イオンとしては、Li、Na、K、NH、NHCHCHOH、NH(CHCHOH)、NH(CHCHOH)等が挙げられる。
【0068】
両性界面活性剤としては、例えばラウリルアミノプロピオン酸塩、ラウリルジメチルベタイン、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタインなどが挙げられる。
【0069】
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、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アルキルエステル、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アルキルアミド、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー、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、アセチレンアルコールのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。
【0070】
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩、などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0071】
シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、側鎖変性ポリジメチルシロキサン、両末端変性ポリジメチルシロキサン、片末端変性ポリジメチルシロキサン、側鎖両末端変性ポリジメチルシロキサンなどが挙げられ、変性基としてポリオキシエチレン基、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基を有するポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤が水系界面活性剤として良好な性質を示すので特に好ましい。
【0072】
このような界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、ビックケミー株式会社、信越化学工業株式会社、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学などから入手できる。
【0073】
上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。上記のポリエーテル変性シリコーン系界面活性剤としては、市販品を用いることができ、例えば、KF-618、KF-642、KF-643(信越化学工業株式会社)、EMALEX-SS-5602、SS-1906EX(日本エマルジョン株式会社)、FZ-2105、FZ-2118、FZ-2154、FZ-2161、FZ-2162、FZ-2163、FZ-2164(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社)、BYK-33、BYK-387(ビックケミー株式会社)、TSF4440、TSF4452、TSF4453(東芝シリコン株式会社)などが挙げられる。
【0074】
フッ素系界面活性剤としては、フッ素置換した炭素数が2~16の化合物が好ましく、フッ素置換した炭素数が4~16である化合物がより好ましい。
【0075】
フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル化合物、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、及びパーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物などが挙げられる。これらの中でも、パーフルオロアルキルエーテル基を側鎖に有するポリオキシアルキレンエーテルポリマー化合物は起泡性が少ないため好ましい。
【0076】
上記のフッ素系界面活性剤としては市販品を使用してもよい。この市販品としては、例えば、サーフロンS-111、S-112、S-113、S-121、S-131、S-132、S-141、S-145(いずれも、旭硝子株式会社製);フルラードFC-93、FC-95、FC-98、FC-129、FC-135、FC-170C、FC-430、FC-431(いずれも、住友スリーエム株式会社製);メガファックF-470、F-1405、F-474(いずれも、大日本インキ化学工業株式会社製);ゾニール(Zonyl)TBS、FSP、FSA、FSN-100、FSN、FSO-100、FSO、FS-300、UR、キャプストーンFS-30、FS-31、FS-3100、FS-34、FS-35(いずれも、Chemours社製);FT-110、FT-250、FT-251、FT-400S、FT-150、FT-400SW(いずれも、株式会社ネオス製)、ポリフォックスPF-136A,PF-156A、PF-151N、PF-154、PF-159(オムノバ社製)、ユニダインDSN-403N(ダイキン工業株式会社製)などが挙げられ、これらの中でも、良好な印字品質、特に発色性、紙に対する浸透性、濡れ性、均染性が著しく向上する点から、Chemours社製のFS-3100、FS-34、FS-300、株式会社ネオス製のFT-110、FT-250、FT-251、FT-400S、FT-150、FT-400SW、オムノバ社製のポリフォックスPF-151N及びダイキン工業株式会社製のユニダインDSN-403Nが特に好ましい。
【0077】
インク中における界面活性剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、濡れ性、吐出安定性に優れ、画像品質が向上する点から、0.001質量%以上5質量%以下が好ましく、0.05質量%以上5質量%以下がより好ましい。
【0078】
<消泡剤>
消泡剤としては、特に制限はなく、例えば、シリコーン系消泡剤、ポリエーテル系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、破泡効果に優れる点から、シリコーン系消泡剤が好ましい。
【0079】
<防腐防黴剤>
防腐防黴剤としては、特に制限はなく、例えば、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オンなどが挙げられる。
【0080】
<防錆剤>
防錆剤としては、特に制限はなく、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
【0081】
<pH調整剤>
pH調整剤としては、pHを7以上に調整することが可能であれば、特に制限はなく、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミンなどが挙げられる。
【0082】
インクのpHとしては、接液する金属部材の腐食防止の観点から、7~12が好ましく、8~11がより好ましい。
【0083】
<被印刷物>
被印刷物としては、記録媒体として用いられるものに限られず、例えば、壁紙、床材、タイル等の建材、Tシャツ等の衣料用布、テキスタイル、皮革などを適宜使用することができる。なお、記録媒体を搬送する経路の構成を調整することにより、被印刷物としてセラミックス、ガラス、金属などを使用することもできる。記録媒体としては、特に制限はなく、普通紙、光沢紙、特殊紙、布などを用いることもできるが、非浸透性基材を用いても良好な画像形成が可能である。前記非浸透性基材とは、水透過性、吸収性が低い表面を有する基材であり、内部に多数の空洞があっても外部に開口していない材質も含まれ、より定量的には、ブリストー(Bristow)法において接触開始から30msec1/2までの水吸収量が10mL/m2以下である基材をいう。前記非浸透性基材としては、例えば、塩化ビニル樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、アクリル樹脂フィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム等のプラスチックフィルムを、好適に使用することができる。
【0084】
<記録装置、記録方法>
以下の記録装置、記録方法の説明では、ブラック(K)インク、シアン(C)インク、マゼンタ(M)インク、イエロー(Y)インクを用いた場合について説明するが、これらに代えて、あるいは、これらに加えて、非水系クリアインクを用いればよい。本発明で用いられる非水系クリアインクは、インクジェット記録方法による各種記録装置、例えば、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ/ファックス/コピア複合機、立体造形装置などに好適に使用することができる。インクジェット記録装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。更に、インクジェット記録装置には、卓上型だけでなく、広幅の記録装置や、例えば、ロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。本発明において、記録装置、記録方法とは、記録媒体に対してインク及び各種処理液等を吐出することが可能な装置、当該装置を用いて記録を行う方法である。記録媒体とは、インク及び各種処理液が一時的にでも付着可能なものを意味する。この記録装置には、インクを吐出するヘッド部分だけでなく、記録媒体の給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。また、記録装置、記録方法は、インクによって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、幾何学模様などのパターン等を形成するもの、3次元像を造形するものも含まれる。また、記録装置には、特に限定しない限り、吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。更に、この記録装置には、卓上型だけでなく、A0サイズの記録媒体への印刷も可能とする広幅の記録装置、例えば、ロール状に巻き取られた連続用紙を記録媒体として用いることが可能な連帳プリンタも含まれる。
記録装置の一例について図1乃至図2を参照して説明する。図1は記録装置の斜視説明図である。図2はメインタンクの斜視説明図である。記録装置の一例としての画像形成装置400は、シリアル型画像形成装置である。画像形成装置400の外装401内に機構部420が設けられている。ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色用のメインタンク410(410k、410c、410m、410y)の各インク収容部411は、例えば、アルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成されている。インク収容部411は、例えば、プラスチックス製の収容容器ケース414内に収容される。これによりメインタンク410は、各色のインクカートリッジとして用いられる。一方、装置本体のカバー401cを開いたときの開口の奥側にはカートリッジホルダ404が設けられている。カートリッジホルダ404には、メインタンク410が着脱自在に装着される。これにより、各色用の供給チューブ436を介して、メインタンク410の各インク排出口413と各色用の吐出ヘッド434とが連通し、吐出ヘッド434から記録媒体へインクを吐出可能となる。
【0085】
また、本発明の用語における、画像形成、記録、印字、印刷などは、いずれも同義語とする。記録媒体、メディア、及び被印刷物は、いずれも同義語とする。
【実施例0086】
以下、本発明の実施例を説明するが、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。
【0087】
(ウレタン樹脂の調製例1)
温度計、窒素ガス導入管、及び撹拌器を備えた窒素置換された容器中で、ポリエステルポリオール(商品名:ポリライトOD-X-2251、DIC株式会社製、平均分子量2,000)200.4gと、2,2-ジメチロールプロピオン酸15.7gと、イソホロンジイソシアネート48.0gと、有機溶剤としてのメチルエチルケトン77.1gと、触媒としてのDMTDL(ジブチルスズジラウリレート)0.06gと、を混合し、4時間反応させた。その後、希釈溶剤としてのメチルエチルケトン30.7gを加え、平均分子量が20,000から60,000の範囲に達した時点で、メタノール1.4gを加えて前記反応を終了させウレタン樹脂の有機溶剤溶液を得た。
得られたウレタン樹脂の有機溶剤溶液に、48質量%水酸化カリウム水溶液を13.4gと、水715.3gと、を加えて十分に撹拌した後にエージング及び脱溶剤をして、ウレタン樹脂Aを調製した。
得られたウレタン樹脂エマルジョンAの最低造膜温度(MFT)を、造膜温度試験装置(株式会社井元製作所製)を用いて測定したところ、74℃であった。
【0088】
(ウレタン樹脂の調製例2)
温度計、窒素ガス導入管、及び撹拌器を備えた窒素置換された容器中で、ポリカーボネートジオール(1,6-ヘキサンジオールとジメチルカーボネートの反応生成物(数平均分子量(Mn):1,200)1,500gと、2,2-ジメチロールプロピオン酸(DMPA)220gと、N-メチルピロリドン(NMP)1,347gを窒素気流下で混合し、60℃に加熱してDMPAを溶解させた。その後、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート1,445gと、触媒としてのジブチルスズジラウリレート2.6gと、を加えて90℃まで加熱し、5時間かけて反応を行い、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーを得た。得られたイソシアネート末端ウレタンプレポリマーを80℃まで冷却し、トリエチルアミン149gを加えて混合し混合物を得た。得られた混合物4,340gに、水5,400gと、トリエチルアミン15gと、氷1,500gと、35質量%の2-メチル-1,5-ペンタンジアミン水溶液626gと、を加えて鎖延長反応を行ってウレタン樹脂Bを調製した。
得られたウレタン樹脂エマルジョンBの最低造膜温度(MFT)を、造膜温度試験装置(株式会社井元製作所製)を用いて測定したところ、55℃であった。
【0089】
(ブラックインクの製造例1)
下記の表1に示すように、ブラック顔料(カーボンブラック)3質量部、分散剤(商品名:パイオニンA-51-B、竹本油脂株式会社製、ポリエステル系化合物)0.5質量部、及びジエチレングリコールジエチルエーテル58.5質量部をプレミックスした後、ディスクタイプのビーズミル(株式会社シンマルエンタープライゼス製、KDL型、メディア:直径0.3mmジルコニアボール使用)で3時間循環分散して、ブラック顔料分散体を得た。
次に、得られたブラック顔料分散体18.7質量部、ウレタン樹脂エマルジョンA17.1質量部、ウレタン樹脂エマルジョンB20.6質量部、2-アミノ-2-エチル-1,3-プロパンジオール(AEPD、東京化成株式会社製)0.3質量部、グリセリン1.2質量部、イソプレングリコール29.0質量部、シリコーン系界面活性剤(商品名:KF-643、信越化学工業株式会社製)0.8質量部、消泡剤(商品名:サーフィノールAD01、日信化学工業株式会社製)0.2質量部、水12.1質量部を混合撹拌して、混合物を調製した。得られた混合物を、平均孔径0.2μmのポリプロピレンフィルター(商品名:BetafineポリプロピレンプリーツフィルターPPGシリーズ、3M社製)にてろ過することにより、ブラックインクAを作製した。
得られたブラックインクAの粘度を、回転粘度計(RE-85、東機産業株式会社製)を用いて測定したところ、25℃での粘度が10.1mPa・s、及び36℃での粘度が6.6mPa・sであった。
【0090】
(ブラックインクの製造例2~8)
ブラックインクの製造例1において、表1に示すインク組成に変更した以外は、ブラックインクの製造例1と同様にして、ブラックインクB~Hを作製した。得られたブラックインクB~Hの粘度を、ブラックインクの製造例1と同様にして測定した。測定結果を表1に示す。
【表1】
【0091】
(実施例1~12及び比較例1~20)
前記ブラックインクA~Hのいずれかを滴観察装置(EV2500、株式会社リコー製)に導入し、表2に示すいずれかの基本駆動波形によって液室に電圧を印加して、液滴を吐出した。実施例1~12及び比較例1~20における、基本駆動波形とブラックインクの組合せを表2から表4に示す。
なお、前記滴観察装置(EV2500、株式会社リコー製)の液室における固有振動周期Tcは、6.0(μsec)である。
実施例1における基本駆動波形を図4に示す。図4における、P1は第一の駆動パルスであり、P2は第二の駆動パルスである。図4における、P0は、一般的な駆動波形であり、必ずしも必要な駆動波形ではない。
【0092】
【表2】
【0093】
【表3】
【0094】
【表4】
【0095】
実施例1~12及び比較例1~20について、下記評価方法に基づき、「リガメント長」、「連続吐出安定性」及び「滴速度のばらつき」を評価した。結果を表5及び表6に示した。
【0096】
<リガメント長>
実施例1~12及び比較例1~20について、EV2500、(株式会社リコー製)を用いて、ノズル面から2mm落下した地点における、主滴が通過した後からサテライト滴の後端が通過するまでに経過した時間を測定し、以下の評価基準に基づきリガメント長を評価した。「△」以上が実用可能である。
(評価基準)
○:サテライト滴がない
△:サテライト滴があり、サテライト滴の後端が通過するまでに経過した時間が20μs未満
×:サテライト滴があり、サテライト滴の後端が通過するまでに経過した時間が20μs以上
【0097】
<連続吐出安定性>
実施例1~12及び比較例1~20について、液滴の吐出を1時間行った時点における、液滴の吐出を継続しているノズル孔の割合を測定し、以下の評価基準に基づき連続吐出安定性を評価した。「△」以上が実用可能である。
(評価基準)
○:吐出を継続しているノズル孔の割合が100%
△:吐出を継続しているノズル孔の割合が90%以上100%未満
×:吐出を継続しているノズル孔の割合が90%未満
【0098】
<滴速度のばらつき>
図4で示す基本駆動波形において、下記(i)、(ii)及び(iii)の条件において、主滴が、ノズル面から一定距離落下した地点aを通過するまでに経過した時間Tjを測定し、下記(i)、(ii)及び(iii)の条件における前記Tjの差の中で最も大きな差(ΔTj)について、以下の評価基準に基づき滴速度のばらつきを評価した。「○」が実用可能である。
(i)P1のみを含む駆動波形を用いて吐出を行う。
(ii)P0及びP1を含む駆動波形を用いて吐出を行う。
(iii)P0、P1及びP2を含む駆動波形を用いて吐出を行う。
(評価基準)
○:ΔTj<20
×:ΔTj≧20
【0099】
【表5】
【0100】
【表6】
【0101】
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 樹脂、有機溶剤、及び水を含有するインクを吐出するノズルを有するノズル板、前記ノズルが連通する液室、並びに前記液室内に圧力を発生させる圧力発生手段を有する吐出ヘッドを有するインクジェット記録装置を用い、
前記圧力発生手段により、第一の駆動パルス及び第二の駆動パルスを印加することで、インクを吐出するインクジェット記録方法であって、
前記インクが、25℃での粘度が9.0mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、かつ36℃での粘度が6.5mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、
以下の(1)及び(2)の条件を満たすことを特徴とするインクジェット記録方法である。
(1)前記第一の駆動パルスが、基準電圧未満の電圧をかけた後に、前記基準電圧超の電圧をかける第一の波形要素、及び前記第一の波形要素の後に基準電圧以下の電圧をかける第二の波形要素を含む。
(2)前記第二の駆動パルスが、前記インクを吐出させることなくノズル面のメニスカスの引き込みと押し出しを行う第三の波形要素を含む。
<2> 前記第二の駆動パルスが、前記第一の駆動パルスによる液滴の吐出から前記液室の固有振動周期の1/2以内に与えられる、前記<1>に記載のインクジェット記録方法である。
<3> 前記第二の駆動パルスが、前記第一の駆動パルスによる液滴の吐出から前記液室の固有振動周期の1/2以上1以下に与えられる、前記<1>に記載のインクジェット記録方法である。
<4> 前記圧力発生手段が、ピエゾ素子である、前記<1>から<3>に記載のインクジェット記録方法である。
<5> 前記樹脂の含有量が、前記インクに対して10質量%以上である、前記<1>から<4>からに記載のインクジェット記録方法である。
<6> 前記インクが、少なくとも1種類のウレタン樹脂を含む、前記<1>から<5>のいずれかに記載のインクジェット記録方法である。
<7> 樹脂、有機溶剤、及び水を含有するインクと、
前記インクを吐出するノズルを有するノズル板、前記ノズルが連通する液室、及び前記液室内に圧力を発生させる圧力発生手段を有する吐出ヘッドと、を有し、
前記圧力発生手段が第一の駆動パルス及び第二の駆動パルスを印加することにより、インクを吐出するインクジェット記録装置であって、
前記インクが、25℃での粘度が9.0mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、かつ36℃での粘度が6.5mPa・s以上11.0mPa・s以下であり、
以下の(1)及び(2)の条件を満たすことを特徴とするインクジェット記録装置である。
(1)前記第一の駆動パルスが、基準電圧未満の電圧をかけた後に、前記基準電圧超の電圧をかける第一の波形要素、及び前記第一の波形要素の後に基準電圧以下の電圧をかける第二の波形要素を含む。
(2)前記第二の駆動パルスが、前記インクを吐出させることなくノズル面のメニスカスの引き込みと押し出しを行う第三の波形要素を含む。
【0102】
前記<1>から<6>のいずれかに記載のインクジェット記録方法、及び前記<7>に記載のインクジェット記録装置によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
【符号の説明】
【0103】
400 画像形成装置
401 外装
401c カバー
404 カートリッジホルダ
410、410k、410c、410m、410y メインタンク
411 インク収容部
413 インク排出口
414 収容容器ケース
420 機構部
434 吐出ヘッド
436 供給チューブ
L インク収容容器
【先行技術文献】
【特許文献】
【0104】
【特許文献1】特開2006-142588号公報
図1
図2
図3
図4