特開 2024-152249 インクジェット記録装置

(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】P2024152249

(43)【公開日】2024-10-25

(54)【発明の名称】インクジェット記録装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/01 20060101AFI20241018BHJP

   C09D 11/30 20140101ALI20241018BHJP

   B41M 5/00 20060101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

B41J2/01 403

C09D11/30

B41J2/01 501

B41J2/01 125

B41M5/00 100

B41M5/00 120

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023066323

(22)【出願日】2023-04-14

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003339

【氏名又は名称】弁理士法人南青山国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】小山 明紀

【テーマコード（参考）】

2C056

2H186

4J039

【Ｆターム（参考）】

2C056EA14

2C056EA17

2C056FA04

2C056FA13

2C056FC01

2C056HA46

2H186AB12

2H186BA08

2H186DA14

2H186FA18

2H186FB11

2H186FB15

2H186FB16

2H186FB17

2H186FB25

2H186FB29

2H186FB48

2H186FB58

4J039BC07

4J039BC13

4J039BE01

4J039BE12

4J039CA06

4J039DA02

4J039EA44

4J039EA46

4J039GA24

(57)【要約】

【課題】インクの吐出安定性に優れると共に、所望の画像濃度を有する画像を形成できるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】インクジェット記録装置は、インクジェット用インクと、記録ヘッドとを備える。前記記録ヘッドは、ノズルを有し、前記インクジェット用インクを前記ノズルから記録媒体に吐出する吐出動作と、前記ノズル内の前記インクジェット用インクのメニスカスを揺動させる揺動動作とを行う。前記インクジェット用インクは、顔料及び水性媒体を含有する。前記水性媒体は、水及び特定有機溶媒を含有する。前記特定有機溶媒のオクタノール／水分配係数ＬｏｇＰは、０．３０以上１．５０以下である。乾燥処理後の前記インクジェット用インクの２５℃における粘度は、１２０ｍＰａ・ｓ以上３８００ｍＰａ・ｓ以下である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インクジェット用インクと、記録ヘッドとを備えるインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドは、ノズルを有し、前記インクジェット用インクを前記ノズルから記録媒体に吐出する吐出動作と、前記ノズル内の前記インクジェット用インクのメニスカスを揺動させる揺動動作とを行い、
前記インクジェット用インクは、顔料及び水性媒体を含有し、
前記水性媒体は、水及び特定有機溶媒を含有し、
前記特定有機溶媒のオクタノール／水分配係数ＬｏｇＰは、０．３０以上１．５０以下であり、
乾燥処理後の前記インクジェット用インクの２５℃における粘度は、１２０ｍＰａ・ｓ以上３８００ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記乾燥処理は、前記インクジェット用インクの質量が３０質量％減少するまで前記インクジェット用インクを４０℃で加熱する処理である、インクジェット記録装置。

【請求項2】

前記インクジェット用インクにおける前記特定有機溶媒の含有割合は、９．０質量％以上２１．０質量％以下である、請求項１に記載のインクジェット記録装置。

【請求項3】

前記特定有機溶媒の２５℃における粘度は、１００．０ｍＰａ・ｓ以上２００．０ｍＰａ・ｓ以下である、請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。

【請求項4】

前記特定有機溶媒は、３－メチル－１，５－ペンタンジオール及びトリエチレングリコールモノブチルエーテルのうち少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。

【請求項5】

前記インクジェット用インクにおける前記水の含有割合は、６０．０質量％以上７５．０質量％以下である、請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。

【請求項6】

２５℃における前記インクジェット用インクの粘度は、６．０ｍＰａ・ｓ以上１０．０ｍＰａ・ｓ以下である、請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。

【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装置に関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェット記録装置には、インクの吐出安定性に優れると共に、所望の画像濃度を有する画像を形成できることが要求される。インクジェット記録装置で所望の画像濃度を有する画像を形成する方法としては、例えば、乾燥時の増粘率が一定割合であるインクジェット用インクを用いたインクジェット記録装置が提案されている（特許文献１）。このインクジェット記録装置によれば、インクジェット用インクが記録媒体に着弾した後、インクジェット用インクが速やかに増粘することで画像濃度が高い画像を容易に形成できるとされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１７５９５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述のインクジェット記録装置は、記録ヘッドのノズル内でインクジェット用インクが増粘し、インクの吐出安定性が不十分となる場合がある。

【0005】

本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであり、インクの吐出安定性に優れると共に、所望の画像濃度を有する画像を形成できるインクジェット記録装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本実施形態のインクジェット記録装置は、インクジェット用インクと、記録ヘッドとを備える。前記記録ヘッドは、ノズルを有し、前記インクジェット用インクを前記ノズルから記録媒体に吐出する吐出動作と、前記ノズル内の前記インクジェット用インクのメニスカスを揺動させる揺動動作とを行う。前記インクジェット用インクは、顔料及び水性媒体を含有する。前記水性媒体は、水及び特定有機溶媒を含有する。前記特定有機溶媒のオクタノール／水分配係数ＬｏｇＰは、０．３０以上１．５０以下である。乾燥処理後の前記インクジェット用インクの２５℃における粘度は、１２０ｍＰａ・ｓ以上３８００ｍＰａ・ｓ以下である。前記乾燥処理は、前記インクジェット用インクの質量が３０質量％減少するまで前記インクジェット用インクを４０℃で加熱する処理である。

【発明の効果】

【0007】

本実施形態のインクジェット記録装置は、インクの吐出安定性に優れると共に、所望の画像濃度を有する画像を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態のインクジェット記録装置の一例を示す図である。

【図2】第１ライン式記録ヘッドの底面図である。

【図3】図２のＩ－Ｉ断面における拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本明細書において、個数平均一次粒子径は、特に断りがない限り、走査型電子顕微鏡（例えば、日本電子株式会社製「ＪＳＭ－７４０１Ｆ」）及び画像解析ソフトウェア（例えば、三谷商事株式会社製「ＷｉｎＲＯＯＦ」）を用いて測定した、１００個の一次粒子の円相当径（ヘイウッド径：一次粒子の投影面積と同じ面積を有する円の直径）の個数平均値である。

【0010】

有機溶媒のオクタノール／水分配係数ＬｏｇＰは、文献値が有る有機溶媒については文献値を採用でき、文献値が無い有機溶媒については計算ソフト（例えば、パーキンエルマー社製「ＣｈｅｍＤｒａｗ」）により算出される値を採用できる。

【0011】

粘度は、２５℃において、回転粘度計（例えば、東機産業株式会社製「ＴＶ－１００ＥＬ」）を用いて測定される値である。

【0012】

本明細書では、アクリル及びメタクリルを包括的に「（メタ）アクリル」と総称する場合がある。本明細書に記載の各成分は、１種を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。

【0013】

＜インクジェット記録装置＞
本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置は、インクジェット用インク（以下、「インク」と記載することがある）と、記録ヘッドとを備える。記録ヘッドは、ノズルを有し、インクをノズルから記録媒体に吐出する吐出動作と、ノズル内のインクのメニスカスを揺動させる揺動動作とを行う。インクは、顔料及び水性媒体を含有する。水性媒体は、水及び特定有機溶媒を含有する。特定有機溶媒のオクタノール／水分配係数ＬｏｇＰ（以下、「ＬｏｇＰ」と記載することがある）は、０．３０以上１．５０以下である。乾燥処理後のインクの２５℃における粘度は、１２０ｍＰａ・ｓ以上３８００ｍＰａ・ｓ以下である。乾燥処理は、インクの質量が３０質量％減少するまでインクを４０℃で加熱する処理である。

【0014】

本実施形態のインクジェット記録装置で画像形成を行う記録媒体としては、浸透性の記録媒体（例えば、普通紙）が好ましい。公知のインクジェット記録装置（特に、ライン型の記録ヘッドを備える公知のインクジェット記録装置）で普通紙に画像形成を行うと、画像濃度が不十分となり易い。これに対して、本実施形態のインクジェット記録装置は、普通紙に画像形成を行う場合でも、所望の画像濃度を有する画像を形成できる。

【0015】

本実施形態のインクジェット記録装置は、上述の構成を備えることにより、インクの吐出安定性に優れると共に、所望の画像濃度を有する画像を形成できる。本実施形態のインクジェット記録装置が上述の効果を奏する理由は、以下のように推察される。本実施形態のインクジェット記録装置が備えるインクは、水性媒体として、疎水性が比較的高い特定有機溶媒（ＬｏｇＰが０．３０以上１．５０以下の有機溶媒）を含む。インクは、特定有機溶媒を含有することにより、乾燥して水分が減少した際に、高い疎水性を示す。インクの疎水性が高くなると、インクに含まれる顔料が凝集し、インクが増粘する。このような理由から、本実施形態のインクジェット記録装置が備えるインクは、乾燥して水分が失われた際に、顔料が凝集して増粘し易い（乾燥処理後の２５℃における粘度が１２０ｍＰａ・ｓ以上３８００ｍＰａ・ｓ以下）。そして、このような乾燥によって増粘し易いインクは、記録媒体に着弾した後に速やかに増粘し、記録媒体の表面付近に顔料を留めて画像濃度が高い画像を形成する。このように、本実施形態のインクジェット記録装置は、乾燥によって増粘し易いインクを用いることにより、所望の画像濃度を有する画像を形成できる。

【0016】

一方、記録ヘッドのノズルの吐出口付近に充填されているインクは、吐出口を介して外気と接しているため、乾燥に晒されている。そのため、乾燥によって増粘し易いインクを公知のインクジェット記録装置に用いると、記録ヘッドのノズルの吐出口付近で乾燥して増粘し、吐出不良を発生させることがある。これに対して、本実施形態のインクジェット記録装置が備える記録ヘッドは、インクをノズルから記録媒体に吐出する吐出動作に加え、ノズル内のインクのメニスカスを揺動させる揺動動作を行う。記録ヘッドは、上述の揺動動作でノズル内のインクの拡散を促し、吐出口付近に充填されるインクが乾燥することを抑制できる。その結果、本実施形態のインクジェット記録装置は、インクの吐出安定性に優れる。

【0017】

以下、本実施形態のインクジェット記録装置について、インクの詳細を説明した後、装置の詳細を説明する。なお、本実施形態のインクジェット記録装置は、１種のインクのみを備えてもよく、複数種のインク（例えば、イエローインク、シアンインク、マゼンタインク及びブラックインクの４種）を備えてもよい。本実施形態のインクジェット記録装置が複数種のインクを備える場合、少なくとも１つのインクが以下の条件を満たせばよいが、全てのインクが以下の条件を満たすことが好ましい。

【0018】

［インク］
インクは、顔料及び水性媒体を含有する。インクは、顔料被覆樹脂及び界面活性剤のうち少なくとも１つを更に含有することが好ましい。

【0019】

乾燥処理後のインクの２５℃における粘度は、１２０ｍＰａ・ｓ以上３８００ｍＰａ・ｓ以下であり、２００ｍＰａ・ｓ以上３４００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、２００ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。乾燥処理後のインクの２５℃における粘度を１２０ｍＰａ・ｓ以上とすることで、本実施形態のインクジェット記録装置は、所望の画像濃度を有する画像を形成できる。乾燥処理後のインクの２５℃における粘度を３８００ｍＰａ・ｓ以下とすることで、本実施形態のインクジェット記録装置は、インクの吐出安定性を最適化できる。

【0020】

なお、乾燥処理は、インクの質量が３０質量％減少するまでインクを４０℃で加熱する処理である。加熱処理の詳細については、実施例に記載の方法又はこれに準拠した方法を採用できる。

【0021】

インクの２５℃における粘度は、６．０ｍＰａ・ｓ以上１０．０ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、７．０ｍＰａ・ｓ以上８．８ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。インクの２５℃における粘度を６．０ｍＰａ・ｓ以上１０．０ｍＰａ・ｓ以下とすることで、本実施形態のインクジェット記録装置は、インクの吐出安定性を更に最適化できる。

【0022】

（顔料）
インクにおいて、顔料は、例えば、顔料被覆樹脂と共に顔料粒子を構成する。顔料粒子は、例えば、顔料を含むコアと、コアを被覆する顔料被覆樹脂とにより構成される。顔料粒子は、例えば、水性媒体に分散した状態で存在する。

【0023】

顔料としては、例えば、黄色顔料、橙色顔料、赤色顔料、青色顔料、紫色顔料、及び黒色顔料が挙げられる。黄色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー（７４、９３、９５、１０９、１１０、１２０、１２８、１３８、１３９、１５１、１５４、１５５、１７３、１８０、１８５、及び１９３）が挙げられる。橙色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ（３４、３６、４３、６１、６３、及び７１）が挙げられる。赤色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド（１２２及び２０２）が挙げられる。青色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー（１５、より具体的には１５：３）が挙げられる。紫色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット（１９、２３、及び３３）が挙げられる。黒色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック（７）が挙げられる。

【0024】

顔料粒子の個数平均一次粒子径としては、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、４０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下がより好ましい。顔料粒子の個数平均一次粒子径を１０ｎｍ以上とすることで、本実施形態のインクジェット記録装置は、形成される画像に所望の画像濃度を付与し易くなる。顔料粒子の個数平均一次粒子径を３００ｎｍ以下とすることで、インクに優れた保存安定性を付与できる。

【0025】

インクにおける顔料の含有割合としては、１．０質量％以上１２．０質量％以下が好ましく、４．０質量％以上８．０質量％以下がより好ましい。インクにおける顔料の含有割合を１．０質量％以上とすることで、本実施形態のインクジェット記録装置は、所望の画像濃度を有する画像を更に形成し易くなる。インクにおける顔料の含有割合を１０．０質量％以下とすることで、本実施形態のインクジェット記録装置は、インクの吐出安定性を更に最適化できる。

【0026】

（顔料被覆樹脂）
顔料被覆樹脂は、顔料の表面に付着して、水性媒体に対する顔料の分散安定性を最適化する。なお、顔料被覆樹脂の一部は、顔料の表面に付着することなく、水性媒体中に遊離していてもよい。顔料被覆樹脂としては、例えば、ポリエーテル樹脂、（メタ）アクリル樹脂、スチレン－（メタ）アクリル樹脂、及びスチレン－マレイン酸樹脂が挙げられる。

【0027】

インクにおいて、顔料被覆樹脂の含有割合としては、０．１質量％以上５．０質量％以下が好ましく、０．７質量％以上２．５質量％以下がより好ましい。顔料被覆樹脂の含有割合を０．１質量％以上とすることで、水性媒体に対する顔料の分散安定性を更に最適化できる。顔料被覆樹脂の含有割合を５．０質量％以下とすることで、本実施形態のインクジェット記録装置は、インクの吐出安定性を更に最適化できる。

【0028】

インクにおいて、顔料の質量に対する顔料被覆樹脂の質量の比率としては、０．０５以上０．４０以下が好ましく、０．１０以上０．３０以下がより好ましい。顔料の質量に対する顔料被覆樹脂の質量の比率を０．１０以上０．４０以下とすることで、水性媒体に対する顔料の分散安定性を更に最適化できる。

【0029】

（水性媒体）
水性媒体は、水及び特定有機溶媒を含有する媒体である。水性媒体は、溶媒として機能してもよく、分散媒として機能してもよい。水性媒体は、水及び特定有機溶媒に加え、特定有機溶媒以外の水溶性有機溶媒（以下、その他の水溶性有機溶媒と記載することがある）を更に含有してもよい。

【0030】

（水）
インクにおいて、水の含有割合としては、４０．０質量％以上８０．０質量％以下が好ましく、５５．０質量％以上７０．０質量％以下がより好ましく、６０．０質量％以上６５．０質量％以下が更に好ましい。

【0031】

（特定有機溶媒）
特定有機溶媒のＬｏｇＰは、０．３０以上１．５０以下であり、０．３０以上０．６０以下が好ましい。特定有機溶媒としては、例えば、３－メチル－１，５－ペンタンジオール（ＬｏｇＰ：０．３５）、トリエチレングリコールモノブチルエーテル（ＬｏｇＰ：０．４４）、テトラヒドロフラン（ＬｏｇＰ：０．４５）、及び酢酸エチル（ＬｏｇＰ：０．７０）が挙げられる。特定有機溶媒としては、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、又はトリエチレングリコールモノブチルエーテルが好ましい。

【0032】

インクにおいて、特定有機溶媒の含有割合としては、９．０質量％以上２１．０質量％以下が好ましく、１６．０質量％以上２１．０質量％以下がより好ましい。特定有機溶媒の含有割合を９．０質量％以上２１．０質量％以下とすることで、乾燥処理後のインクの２５℃における粘度を上述の範囲に調整し易くなる。

【0033】

（その他の水溶性有機溶媒）
その他の水溶性有機溶媒は、ＬｏｇＰが０．３０未満、又は１．５０超の水溶性有機溶媒である。その他の水溶性有機溶媒としては、例えば、グリコール化合物、グリコールエーテル化合物、ラクタム化合物、含窒素化合物、アセテート化合物、チオジグリコール、グリセリン及びジメチルスルホキシドが挙げられる。

【0034】

グリコール化合物としては、例えば、エチレングリコール、１，３－プロパンジオール、プロピレングリコール、１，２－ペンタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，２－オクタンジオール、１，８－オクタンジオール、３－メチル－１，３－ブタンジオール、トリエチレングリコール及びテトラエチレングリコールが挙げられる。

【0035】

その他の水溶性有機溶媒としては、グリコール化合物が好ましく、１，３－プロパンジオールがより好ましい。

【0036】

インクにおけるその他の水溶性有機溶媒の含有割合としては、５．０質量％以上３０．０質量％以下が好ましく、７．０質量％以上１２．０質量％以下がより好ましい。

【0037】

インクにおける特定有機溶媒及びその他の水溶性有機溶媒の合計含有割合としては、２０．０質量％以上４０．０質量％以下が好ましく、２５．０質量％以上３５．０質量％以下がより好ましい。

【0038】

水性媒体は、水、特定有機溶媒及び１，３－プロパンジオールのみを含有することが好ましい。水性媒体における水、特定有機溶媒及び１，３－プロパンジオールの合計含有割合としては、９０質量％以上が好ましく、９９質量％以上がより好ましく、１００質量％が更に好ましい。

【0039】

（界面活性剤）
界面活性剤は、インクに含まれる各成分の相溶性及び分散安定性を最適化する。また、界面活性剤は、インクに、記録媒体に対する濡れ性を付与する。インクにおける界面活性剤としては、ノニオン界面活性剤が好ましい。

【0040】

インクにおけるノニオン界面活性剤としては、例えば、アセチレングリコール界面活性剤（アセチレングリコール化合物を含む界面活性剤）、シリコーン界面活性剤（シリコーン化合物を含む界面活性剤）及びフッ素界面活性剤（フッ素樹脂又はフッ素含有化合物を含む界面活性剤）が挙げられる。アセチレングリコール界面活性剤としては、例えば、アセチレングリコールのエチレンオキシド付加物及びアセチレングリコールのプロピレンオキシド付加物が挙げられる。インクは、アセチレングリコール界面活性剤を含有することが好ましい。

【0041】

インクにおける界面活性剤の含有割合としては、０．１質量％以上２．０質量％以下が好ましく、０．３質量％以上０．８質量％以下がより好ましい。

【0042】

（その他の成分）
インクは、必要に応じて、公知の添加剤（より具体的には、例えば、溶解安定剤、乾燥防止剤、酸化防止剤、粘度調整剤、ｐＨ調整剤及び防カビ剤）を更に含有してもよい。

【0043】

下記表１に、インクの好ましい組成である組成Ａ－Ｃを挙げる。なお、下記表１の数値は、質量％を示す。例えば、組成Ａの顔料の「５．０－７．５」という表記は、顔料を５．０質量％以上７．５質量％以下含有することを示す。他の欄の表記も同様である。「ＭＰＤ」、「１，３ＰＤ」及び「ＢＴＧ」は、それぞれ、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、１，３－プロパンジオール及びトリエチレングリコールモノブチルエーテルを示す。

【0044】

【表1】

【0045】

（インクの製造方法）
インクは、例えば、顔料を含む顔料分散液と、水性媒体と、必要に応じて添加される他の成分（例えば、界面活性剤）とを混合することで製造できる。インクの製造では、各成分を均一に混合した後、フィルター（例えば孔径５μｍ以下のフィルター）により異物及び粗大粒子を除去してもよい。

【0046】

［インクジェット記録装置の構造］
以下、本実施形態のインクジェット記録装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、参照する図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の大きさ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合がある。

【0047】

図１は、本実施形態のインクジェット記録装置の一例であるインクジェット記録装置１００の要部を示す図である。図１は、インクジェット記録装置１００の要部を示す図である。図１に示すように、インクジェット記録装置１００は、搬送部１と、４個のライン式記録ヘッド１１とを主に備える。インクジェット記録装置１００は、給紙トレイ２、給紙ローラー３、給紙従動ローラー４、搬送ベルト５、ベルト駆動ローラー６、ベルト従動ローラー７、排出ローラー８、排出従動ローラー９及び排紙トレイ１０を更に備える。搬送ベルト５、ベルト駆動ローラー６及びベルト従動ローラー７は、搬送部１の一部を構成する。インクジェット記録装置１００の図中左端部には、給紙トレイ２が設けられている。給紙トレイ２は、記録用紙Ｐ（記録媒体）を収容する。給紙トレイ２の一端部には、給紙ローラー３と、給紙従動ローラー４とが設けられている。給紙ローラー３は、収容された記録用紙Ｐを、最上位置の記録用紙Ｐから順に一枚ずつ取り出し、搬送ベルト５に搬送し給紙する。給紙従動ローラー４は、給紙ローラー３に圧接されて従動回転する。

【0048】

給紙ローラー３及び給紙従動ローラー４の用紙搬送方向下流側（図１において右側）には、搬送ベルト５が回転自在に配設されている。搬送ベルト５は、ベルト駆動ローラー６とベルト従動ローラー７とに掛け渡されている。ベルト駆動ローラー６は、用紙搬送方向下流側に配置される。ベルト駆動ローラー６は、搬送ベルト５を駆動する。ベルト従動ローラー７は、用紙搬送方向上流側に配置される。ベルト従動ローラー７は、搬送ベルト５を介してベルト駆動ローラー６に従動して回転する。ベルト駆動ローラー６が時計方向に回転駆動されることにより、記録用紙Ｐが矢印で示される搬送方向Ｘに搬送される。

【0049】

また、搬送ベルト５の搬送方向下流側には、排出ローラー８と排出従動ローラー９とが設けられている。排出ローラー８は、図中時計回りに駆動され、画像が形成された記録用紙Ｐを装置筐体外へ排出する。排出従動ローラー９は、排出ローラー８の上部に圧接され従動回転する。排出ローラー８及び排出従動ローラー９の下流側には、排紙トレイ１０が設けられている。排紙トレイ１０には、装置筐体外に排出された記録用紙Ｐが積載される。

【0050】

４個のライン式記録ヘッド１１は、第１ライン式記録ヘッド１１Ｃ、第２ライン式記録ヘッド１１Ｍ、第３ライン式記録ヘッド１１Ｙ及び第４ライン式記録ヘッド１１Ｋを含む。第１ライン式記録ヘッド１１Ｃ、第２ライン式記録ヘッド１１Ｍ、第３ライン式記録ヘッド１１Ｙ及び第４ライン式記録ヘッド１１Ｋは、搬送ベルト５の上方において、記録用紙Ｐの搬送方向Ｘの上流側から下流側に向けて、この順に略等間隔で配設されている。４個のライン式記録ヘッド１１は、それぞれ、搬送ベルト５の上面との距離が所定の長さとなる高さで支持されている。４個のライン式記録ヘッド１１は、それぞれ、搬送ベルト５上を搬送される記録用紙Ｐに画像を記録する。４個のライン式記録ヘッド１１は、それぞれ、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）のインク（第１インク、第２インク、第３インク及び第４インク）が収容されている。４個のライン式記録ヘッド１１は、それぞれ、一定の吐出間隔Ｔを空け、所定の順序に沿って記録用紙Ｐにインクジェット吐出を行う。これにより、記録用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。

【0051】

以下、図２及び図３を用いて、ライン式記録ヘッド１１の詳細を説明する。なお、第１ライン式記録ヘッド１１Ｃ、第２ライン式記録ヘッド１１Ｍ、第３ライン式記録ヘッド１１Ｙ及び第４ライン式記録ヘッド１１Ｋは、ほぼ同一の構造を有する。そのため、以下の説明では、第１ライン式記録ヘッド１１Ｃを代表に挙げて説明するが、同様の説明は第２ライン式記録ヘッド１１Ｍ、第３ライン式記録ヘッド１１Ｙ及び第４ライン式記録ヘッド１１Ｋにも当てはまる。

【0052】

図２はインクジェット記録装置１００の第１ライン式記録ヘッド１１Ｃの底面図である。図３は、図２のＩ－Ｉ断面における拡大図である。

【0053】

図２に示すように、第１ライン式記録ヘッド１１Ｃの底面２２３には複数の吐出口２２４が開口している。複数の吐出口２２４は、インク滴が記録用紙Ｐ上に吐出されたときに隣り合う記録ドット間に空白が生じないように、底面２２３上に千鳥状に配置される。また、吐出口２２４は、底面２２３の長手方向において、インクジェット記録装置１００で画像形成可能な最大の用紙の最大幅に亘って設けられる。

【0054】

図３に示すように、第１ライン式記録ヘッド１１Ｃは、複数のノズル２２２（図３では１つのみ図示）と、撥水膜２２５と、複数のインク収容室２２６（図３では１つのみ図示）と、インク槽（図示せず）と、共通流路２２７と、供給孔２２８と、ノズル流路２２９と、振動板２３０と、共通電極２３１と、圧電素子２３２と、個別電極２３３とを備える。

【0055】

複数のノズル２２２の各々は、第１ライン式記録ヘッド１１Ｃの底面２２３に開口して吐出口２２４を形成している（図２参照）。複数のノズル２２２は、第１ライン式記録ヘッド１１Ｃの長手方向に沿って複数の列に配列される。

【0056】

撥水膜２２５は、底面２２３のうち、吐出口２２４以外の部分を覆うように形成されている。

【0057】

インク収容室２２６は、複数の吐出口２２４の各々に対応して１つずつ設けられる。

【0058】

インク槽はインクを貯留する。第１ライン式記録ヘッド１１Ｃのインク槽はシアンのインクカートリッジ（図示せず）に連通し、当該インクカートリッジから供給されるシアンインクを貯留する。なお、第２ライン式記録ヘッド１１Ｍ、第３ライン式記録ヘッド１１Ｙ及び第４ライン式記録ヘッド１１Ｋのインク槽は、それぞれ、マゼンタのインクカートリッジ、イエローのインクカートリッジ又はブラックのインクカートリッジ（何れも図示せず）に連通し、当該インクカートリッジから供給されるマゼンタインク、イエローインク又はブラックインクを貯留する。

【0059】

共通流路２２７は、複数のインク収容室２２６の各々にインク槽のインクを供給する。複数のインク収容室２２６と共通流路２２７とは供給孔２２８を介して連通している。

【0060】

ノズル流路２２９はノズル２２２とインク収容室２２６とを連通させる。

【0061】

振動板２３０は、インク収容室２２６の壁のうち底面２２３と反対側の壁を構成する。振動板２３０は複数のインク収容室２２６に亘って連続して形成されている。

【0062】

共通電極２３１は、振動板２３０上において、複数のインク収容室２２６に亘って連続して形成されている。

【0063】

圧電素子２３２は、共通電極２３１上において、複数のインク収容室２２６の各々に対応して設けられている。

【0064】

個別電極２３３は、共通電極２３１との間に圧電素子２３２を挟むように、複数のインク収容室２２６の各々に対応して設けられている。

【0065】

後述する吐出用駆動パルスの印加によって、吐出口２２４から１ドット分のインク滴が記録用紙Ｐ上に吐出される。なお、インク滴が吐出されない間もノズル２２２内にはインクが満たされており、ノズル２２２内でインクはメニスカスＭを形成している

【0066】

インクジェット記録装置１００の制御機構（図示略）は、吐出用駆動パルスを個別電極２３３に印加することで、圧電素子２３２を変形させる。この圧電素子２３２の変形が振動板２３０に伝えられ、振動板２３０の変形によってインク収容室２２６は圧縮される。その結果、ノズル２２２内のインクに圧力が付与され、ノズル２２２を通ったインクが吐出口２２４からインク滴となって記録用紙Ｐ上に吐出される。

【0067】

吐出用駆動パルスは、パルス幅がヘッド流路の固有振動周期の半周期に近い長さとなるように設定される。ここで「ヘッド流路」とは、ノズル２２２、ノズル流路２２９、インク収容室２２６、及び供給孔２２８を含む部分で構成される流路である。よって、圧電素子２３２に印加される駆動電圧のパルス幅も、同様にヘッド流路の固有振動周期の半分に近い長さになる。このような駆動パルスによると、１つのインク滴が吐出口２２４から吐出される。これにより、第１ライン式記録ヘッド１１Ｃは、インクを所定の位置のノズル２２２から記録媒体に吐出する吐出動作を実施する。

【0068】

インクジェット記録装置１００の制御機構（図示略）は、揺動用駆動パルスを個別電極２３３に印加することで、圧電素子２３２を変形させる。揺動用駆動パルスは、吐出用駆動パルスのパルス幅よりも小さい幅のパルスが複数回繰り返して印加されるように設定される。揺動用駆動パルスの個々のパルス幅は、ヘッド流路の固有振動周期よりも短く設定される。よって、圧電素子２３２に印加される駆動電圧のパルス幅も、同様にヘッド流路の固有振動周期よりも短くなる。このような短いパルスが連続すると、ノズル２２２内のインクの流速は、メニスカスＭが揺動されるもののインク滴が吐出されない程度の値となる。これにより、第１ライン式記録ヘッド１１Ｃは、ノズル２２２内のインクのメニスカスＭを揺動させる揺動動作を実施する。

【0069】

以上のように、複数のインク収容室２２６の各々に設けられた圧電素子２３２がインクに圧力を付与することにより、吐出動作又は揺動動作が行われる。なお、揺動動作とは、ノズル２２２内のインクのメニスカスＭを揺動させるが、ノズル２２２からインク滴を吐出させない動作である。

【0070】

第１ライン式記録ヘッド１１Ｃは、例えば、揺動動作の直後に吐出動作を行う。なお、第１ライン式記録ヘッド１１Ｃは、短時間に複数回の吐出動作を行う際には、特定の吐出動作と次の吐出動作との間に揺動動作を行わず、連続して吐出動作を行ってもよい。

【0071】

以上、本実施形態のインクジェット記録装置の一例について説明したが、本実施形態のインクジェット記録装置は、図１～３に示されるものに限定されない。

【0072】

図１～３では、４色のインクに対応する４個の記録ヘッド１１を備えるインクジェット記録装置１００を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施形態のインクジェット記録装置が備える記録ヘッドの数は、特に限定されず、例えば、１個以上１０個以下とすることができ、３個以上５個以下が好ましい。

【0073】

また、インクジェット記録装置１００は、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの４色のインクをこの順番で吐出するが、本実施形態のインクジェット記録装置において、インクの種類、組み合わせ及び吐出順序はこれに限定されない。

【0074】

更に、インクジェット記録装置１００は、揺動用駆動パルスを圧電素子２３２に印加することでノズル２２２内のインクのメニスカスＭを揺動させる。しかし、本実施形態のインクジェット記録装置は、他の機構（例えば、記録ヘッド自体の揺動）によってノズルのインクのメニスカスを揺動させてもよい。そのため、記録ヘッドは、サーマル式の記録ヘッドであってもよい。

【0075】

更に、本実施形態のインクジェット記録装置は、スキャナー、複写機、プリンター又はファクシミリの機能を更に有する複合機であってもよい。

【実施例0076】

以下、本発明の実施例を説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されない。

【0077】

［粘度の測定］
実施例において、有機溶媒及びインクの粘度の測定は、温度２５℃において、トルクバランス・サーボ方式回転粘度計（東機産業株式会社製「ＴＶ－１００ＥＬ」）を用いて実施した。

【0078】

実施例において使用した有機溶媒の詳細を下記表２に示す。なお、３－メチル－１，５－ペンタンジオール及びトリエチレングリコールモノブチルエーテルは、特定有機溶媒であった。

【0079】

【表2】

【0080】

［インクの調製］
以下の方法により、実施例及び比較例のインクジェット記録装置に用いるインク（Ａ）～（Ｆ）を調製した。各インクの組成を下記表３に示す。

【0081】

（黒色顔料分散液の調製）
黒色顔料としてのカーボンブラック（キャボット社製「Ｂｌａｃｋ Ｐｅａｒｌｓ（登録商標）８００」）１８．０質量部と、顔料被覆樹脂（ビックケミー・ジャパン株式会社製「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ（登録商標）－１９０」、顔料親和性基を有するアクリルブロック共重合体）４．０質量部と、イオン交換水７８．０質量部とをディスパーを用いて混合した。得られた混合液を、ビーズミルを用いて分散処理することにより、黒色顔料分散液（顔料粒子のＤ₅₀：１１０ｎｍ）を得た。

【0082】

（インク（Ａ）の調製）
３５．０質量部の黒色顔料分散液（黒色顔料６．３質量部、顔料被覆樹脂１．４質量部、イオン交換水２７．３質量部）と、２０．０質量部の３－メチル－１，５－ペンタンジオールと、１０．０質量部の１，３－プロパンジオールと、０．５質量部の界面活性剤（日信化学工業株式会社製「サーフィノール（登録商標）４２０」、アセチレン界面活性剤）と、３４．５質量部のイオン交換水とを混合し、混合液を得た。

【0083】

上述の混合物を、攪拌機（新東科学株式会社製「スリーワンモーターＢＬ－６００」）を用いて回転数４００ｒｐｍで攪拌した。次に、孔径５μｍのフィルターを用いて、攪拌後の混合液を孔径５μｍのフィルターでろ過し、異物及び粗大粒子を除去した。その結果、インク（Ａ）を得た。

【0084】

（インク（Ｂ）～（Ｆ）の調製）
使用する原料の種類及び量を下記表３に示す通りに変更した以外は、インク（Ａ）の調製と同様の方法により、インク（Ｂ）～（Ｆ）を調製した。下記表３に記載の数字は、各成分の質量部を示す。「ＭＰＤ」、「１，３ＰＤ」及び「ＢＴＧ」は、それぞれ、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、１，３－プロパンジオール及びトリエチレングリコールモノブチルエーテルを示す。

【0085】

【表3】

【0086】

［インクの粘度測定］
上述の方法により、インク（Ａ）～（Ｆ）について、２５℃における粘度を測定した。測定結果を下記表４に示す。

【0087】

［乾燥処理後のインクの粘度測定］
測定対象となるインク（詳しくは、インク（Ａ）～（Ｆ）の何れか）１００質量部をシャーレに投入した。シャーレを４０℃のオーブンに入れ、乾燥処理を行った。乾燥処理中は、シャーレ内の測定対象の質量を経時的に測定した。そして、シャーレ内の測定対象の質量が７０質量部にまで減少した段階（測定対象の質量が３０質量％減少した段階）で、乾燥処理を終了した。乾燥処理後の測定対象について、上述の方法により、２５℃における粘度を測定した。測定結果（乾燥粘度）を下記表４に示す。

【0088】

＜評価＞
ピエゾ方式でインクを吐出するライン型の記録ヘッドを備える印字試験機（京セラドキュメントソリューションズ株式会社製）を、評価機（インクジェット記録装置）として用いた。上述の記録ヘッドは、インクをノズルから記録媒体に吐出する吐出動作（吐出液滴量：１０ｐＬ、解像度６００ｄｐｉ）と、ノズル内のインクのメニスカスを揺動させる揺動動作とを実施可能であった。なお、記録ヘッドは、揺動動作の際に、インクが吐出されない程度の弱い圧力をノズルに加えることで、ノズル内のインクのメニスカスを揺動させた。記録媒体としては、Ａ４サイズの普通紙（ｍｏｎｄｉ社製「Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｐｙ（登録商標）」、坪量９０ｇ／ｍ²）を用いた。

【0089】

評価機の記録ヘッドに下記表４に示すインク（詳しくは、インク（Ａ）～（Ｆ）の何れか）を充填し、それぞれ実施例１～３及び比較例１～３のインクジェット記録装置とした。実施例１～３及び比較例１～３のインクジェット記録装置について、形成される画像の画像濃度と、インクの吐出安定性とを評価した。評価結果を下記表４に示す。なお、評価は、特に断りのない限り、温度２５℃、湿度５０％ＲＨの環境下において行った。

【0090】

［画像濃度］
評価機を用いて、記録媒体にソリッド画像を形成した。形成されたソリッド画像の画像濃度（ＩＤ値）を、蛍光分光濃度計（コニカミノルタ株式会社製「ＦＤ－５」）で測定した。画像濃度は、以下の基準で判定した。

【0091】

（画像濃度の基準）
Ａ（良好）：ＩＤ値が１．２以上である。
Ｂ（不良）：ＩＤ値が１．２未満である。

【0092】

［吐出安定性］
実施例１～３及び比較例１～３のインクジェット記録装置に対して、以下の「吐出試験（揺動あり）」及び「吐出試験（揺動無し）」を実施した。そして、「吐出試験（揺動あり）」及び「吐出試験（揺動無し）」のうち少なくとも一方が合格であるインクジェット記録装置は、吐出安定性が良好（Ａ）であると判断した。一方、「吐出試験（揺動あり）」及び「吐出試験（揺動無し）」のうち両方が不合格であるインクジェット記録装置は、吐出安定性が不良（Ｂ）であると判断した。

【0093】

（吐出試験（揺動あり））
評価機を用いて、記録媒体にソリッド画像（Ｉ）を形成した。次に、記録ヘッドにキャップを被せない状態で、評価機を１分間静置した。次に、記録ヘッドによって揺動動作を実施した。次に、評価機を用いて記録媒体にソリッド画像（ＩＩ）を再度形成した。ソリッド画像（ＩＩ）を目視で観察し、吐出不良に起因する画像不良の有無を確認した。画像不良としては、具体的には、ソリッド画像の印字方向先端部におけるインクの吐出抜け、及び吐出ヨレに起因する画像の乱れを確認した。吐出安定性（揺動あり）は、以下の基準で判定した。

【0094】

（吐出試験（揺動あり）の基準）
ＯＫ（合格）：画像不良が確認されなかった。
ＮＧ（不合格）：画像不良が確認された。

【0095】

（吐出試験（揺動なし））
評価機を用いて、記録媒体にソリッド画像（Ｉ）を形成した。次に、記録ヘッドにキャップを被せない状態で、評価機を１分間静置した。次に、評価機を用いて記録媒体にソリッド画像（ＩＩ）を再度形成した。ソリッド画像（ＩＩ）を目視で観察し、吐出不良に起因する上述の画像不良の有無を確認した。吐出安定性（揺動なし）は、以下の基準で判定した。

【0096】

（吐出試験（揺動なし）の基準）
ＯＫ（合格）：画像不良が確認されなかった。
ＮＧ（不合格）：画像不良が確認された。

【0097】

【表4】

【0098】

表１～４に示すように、実施例１～３のインクジェット記録装置は、インクと、記録ヘッドとを備えていた。記録ヘッドは、ノズルを有し、インクをノズルから記録媒体に吐出する吐出動作と、ノズル内のインクのメニスカスを揺動させる揺動動作とを行った。インクは、顔料及び水性媒体を含有していた。水性媒体は、水及び特定有機溶媒を含有していた。特定有機溶媒のＬｏｇＰは、０．３０以上１．５０以下であった。乾燥処理後のインクの２５℃における粘度は、１２０ｍＰａ・ｓ以上３８００ｍＰａ・ｓ以下であった。乾燥処理は、インクの質量が３０質量％減少するまでインクを４０℃で加熱する処理であった。実施例１～３のインクジェット記録装置は、インクの吐出安定性に優れると共に、所望の画像濃度を有する画像を形成できた。

【0099】

一方、比較例１のインクジェット記録装置に用いたインク（Ｄ）は、乾燥処理後の２５℃における粘度が３８００ｍＰａ・ｓ超であった。比較例１のインクジェット記録装置は、インク（Ｄ）がノズルの開口部で増粘し、吐出安定性を低下させたと判断される。

【0100】

比較例２及び３のインクジェット記録装置に用いたインク（Ｅ）及び（Ｆ）は、乾燥処理後の２５℃における粘度が１２０ｍＰａ・ｓ未満であった。比較例２及び３のインクジェット記録装置は、記録媒体に着弾したインク（Ｅ）及び（Ｆ）があまり増粘しないため、形成される画像の画像濃度が不良であった。

【産業上の利用可能性】

【0101】

本実施形態のインクジェット記録装置は、画像を形成するために用いることができる。

【符号の説明】

【0102】

１１ ：ライン式記録ヘッド
１１Ｃ ：第１ライン式記録ヘッド
１１Ｍ ：第２ライン式記録ヘッド
１１Ｙ ：第３ライン式記録ヘッド
１１Ｋ ：第４ライン式記録ヘッド
１００ ：インクジェット記録装置
２２２ ：ノズル
Ｍ ：メニスカス
Ｐ ：記録用紙

【図1】

【図2】

【図3】