特許 7404678 インク吐出装置、インク乾燥方法、及び記録用水性インク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-18

(45)【発行日】2023-12-26

(54)【発明の名称】インク吐出装置、インク乾燥方法、及び記録用水性インク

(51)【国際特許分類】

   B41M 5/00 20060101AFI20231219BHJP

   C09D 11/322 20140101ALI20231219BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20231219BHJP

【ＦＩ】

B41M5/00 100

C09D11/322

B41J2/01 125

B41J2/01 401

B41J2/01 501

B41M5/00 120

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019128277

(22)【出願日】2019-07-10

(65)【公開番号】P2021014025

(43)【公開日】2021-02-12

【審査請求日】2022-06-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117101

【弁理士】

【氏名又は名称】西木 信夫

(74)【代理人】

【識別番号】100120318

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 朋浩

(72)【発明者】

【氏名】田中 裕幸

【審査官】中山 千尋

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１５９０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５９８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３５２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０１６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２０９１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｍ ５／００

Ｃ０９Ｄ １１／３２２

Ｂ４１Ｊ ２／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
上記筐体内において、搬送方向に記録媒体を搬送する搬送機構と、
上記筐体内において、上記搬送機構により搬送される記録媒体に記録用水性インクを吐出するヘッドと、
上記筐体内において、上記ヘッドより上記搬送方向の下流に位置しており、上記記録媒体又は上記記録媒体に付着した上記記録用水性インクを加熱するヒータと、
コントローラと、を具備しており、
上記コントローラは、上記ヒータと対向する位置において、上記記録媒体の単位面積当たりに上記ヒータから受ける積算熱量が０．７Ｊ／ｃｍ^２以上２．９Ｊ／ｃｍ^２以下の範囲内となるように、上記搬送機構の搬送速度を制御し、上記ヒータを通過した上記記録媒体を更に加熱することなく上記筐体内から排出するように上記搬送機構を制御しており、
上記記録用水性インクは、樹脂分散顔料と、樹脂微粒子と、水溶性有機溶剤と、水と、を含み、
上記水溶性有機溶剤は、
２０℃における飽和蒸気圧が０．０３ｈＰａ以上２．２０ｈＰａ以下の範囲内の水溶性有機溶剤を、上記記録用水性インク全量に対して１０質量％以上４０質量％以下の範囲内で含み、
２０℃における飽和蒸気圧が２．２０ｈＰａより大きな水溶性有機溶剤を、上記記録用水性インク全量に対して３質量％以上含まず、且つ、
２０℃における飽和蒸気圧が０．０３ｈＰａより小さな水溶性有機溶剤を、上記記録用水性インク全量に対して１０質量％以上含まず、
上記積算熱量（Ｊ／ｃｍ ^２ ）は、上記ヒータにおける単位面積あたりの電力密度（Ｗ／ｃｍ ^２ ）と照射時間（秒）との積であるインク吐出装置。

【請求項2】

上記水溶性有機溶剤は、２０℃における飽和蒸気圧が２．２０ｈＰａより大きな水溶性有機溶剤を含まず、且つ、２０℃における飽和蒸気圧が０．０３ｈＰａより小さな水溶性有機溶剤を含まない請求項１に記載のインク吐出装置。

【請求項3】

上記コントローラは、上記積算熱量が１．１Ｊ／ｃｍ^２以上２．９Ｊ／ｃｍ^２以下の範囲内となるように、上記搬送機構の搬送速度を制御する請求項１又は２に記載のインク吐出装置。

【請求項4】

上記樹脂微粒子のガラス転移温度は、３０℃以上８０℃以下の範囲内である請求項１から３のいずれかに記載のインク吐出装置。

【請求項5】

上記記録用水性インクは、上記記録用水性インク全量に対して上記樹脂微粒子を４．０質量％以上１０．０質量％以下含有する請求項１から４のいずれかに記載のインク吐出装置。

【請求項6】

上記記録用水性インクは、上記記録用水性インク全量に対して上記樹脂分散顔料を２．０質量％以上５．０質量％以下含有する請求項１から５のいずれかに記載のインク吐出装置。

【請求項7】

上記ヒータの消費電力が６００Ｗ以下である請求項１から６のいずれかに記載のインク吐出装置。

【請求項8】

上記ヒータの、上記記録媒体の搬送方向と直交する幅方向に沿った照射長さが、２１ｃｍ以下である請求項１から７のいずれかに記載のインク吐出装置。

【請求項9】

上記コントローラは、上記搬送機構の搬送速度を、１５ｃｍ／秒以上１００ｃｍ／秒以下の範囲内に制御する請求項１から８のいずれかに記載のインク吐出装置。

【請求項10】

記録媒体に付着した記録用水性インクを、当該記録媒体に定着させるためにヒータにより加熱した後、さらに加熱することなく筐体から排出するインク加熱方法であって、
上記ヒータと対向する位置において、上記記録媒体の単位面積当たりに上記ヒータから受ける積算熱量が０．７Ｊ／ｃｍ^２以上２．９Ｊ／ｃｍ^２以下の範囲内となるように上記記録媒体を搬送し、
上記記録用水性インクは、樹脂分散顔料と、樹脂微粒子と、水溶性有機溶剤と、水と、を含み、
上記水溶性有機溶剤は、
２０℃における飽和蒸気圧が０．０３ｈＰａ以上２．２０ｈＰａ以下の範囲内の水溶性有機溶剤を、上記記録用水性インク全量に対して１０質量％以上４０質量％以下の範囲内で含み、
２０℃における飽和蒸気圧が２．２０ｈＰａより大きな水溶性有機溶剤を、上記記録用水性インク全量に対して３質量％以上含まず、且つ、
２０℃における飽和蒸気圧が０．０３ｈＰａより小さな水溶性有機溶剤を、上記記録用水性インク全量に対して１０質量％以上含まず、
上記積算熱量（Ｊ／ｃｍ ^２ ）は、上記ヒータにおける単位面積あたりの電力密度（Ｗ／ｃｍ ^２ ）と照射時間（秒）との積であるインク加熱方法。

【請求項11】

上記ヒータと対向する位置における上記記録媒体の搬送速度は、１５ｃｍ／秒以上１００ｃｍ／秒以下の範囲内である請求項１０に記載のインク加熱方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、記録媒体に吐出されて付着したインクを定着させるために、ヒータにより加熱する機構を備えたインク吐出装置、記録媒体に吐出されて付着したインクを定着させるためのインク乾燥方法、及び記録媒体に吐出されて付着したインクが、ヒータにより加熱されて記録媒体に定着するに適した記録用水性インクに関する。

【背景技術】

【0002】

印刷ヘッドのノズルから吐出されたインクが付着した記録媒体が、ヒータにより加熱されることによって、インクが記録媒体に定着する印刷装置が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４５０５９２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

低吸水性又は非吸水性の記録媒体に、顔料を含む水性インクを用いた印刷を行う場合、印刷された記録媒体において、記録媒体の印刷面が擦られるなどしたときにインクが剥がれてしまうことは問題である。したがって、ヒータによる加熱等によって、インクが記録媒体に確実に定着されることが望ましい。

【0005】

また、ヒータによる記録媒体の加熱を迅速に行うためにヒータを大型化すると、ヒータ自体が占有する空間の他、排熱のための空間を確保するために、装置が大型化するという問題がある。また、乾燥しやすいインクは、印刷ヘッドのノズル近傍において乾燥により固化しやすい。そのように固化したインクは再分散し難いので、印刷ヘッドの吐出安定性を損ないやすい。これを改善するためには、湿潤作用を有する水溶性有機溶剤をインクに添加することが効果的であるが、水溶性有機溶剤の飽和蒸気圧が小さいと蒸発速度が遅く、記録媒体上でのインクが未乾燥状態となり、記録媒体上でのインクの定着が阻害され、耐擦性が不十分となることがある。他方、小型装置の場合、必要とされる機械強度が低いこと、本体軽量化の観点から金属ではなく樹脂部材を用いることが多いが、水性インクに含まれる水溶性有機溶剤の飽和蒸気圧が大きければ、装置の内部空間において気化した水溶性有機溶剤によって、ゴムや樹脂エラストマーを素材とする部品の劣化や強度の低下などが生じるおそれがある。また、排気により気化した水溶性有機溶剤濃度を低下させる場合、排気のための空間を確保する必要があり、装置が大型化するという問題がある。

【0006】

本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の大型化を抑制しつつ、印刷後の記録媒体の耐擦性に優れ、インクの再分散性に優れ、且つ装置の耐久性に影響を与え難い手段を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るインク吐出装置は、搬送方向に記録媒体を搬送する搬送機構と、上記搬送機構により搬送される記録媒体に記録用水性インクを吐出するヘッドと、上記ヘッドより上記搬送方向の下流に位置しており、上記記録媒体又は上記記録媒体に付着した上記記録用水性インクを加熱するヒータと、コントローラと、を具備する。上記コントローラは、上記ヒータと対向する位置において、上記記録媒体の単位面積当たりに上記ヒータから受ける積算熱量が０．７Ｊ／ｃｍ^２以上２．９Ｊ／ｃｍ^２以下の範囲内となるように、上記搬送機構の搬送速度を制御する。上記記録用水性インクは、樹脂分散顔料と、樹脂微粒子と、水溶性有機溶剤と、水と、を含む。上記水溶性有機溶剤は、２０℃における飽和蒸気圧が０．０３ｈＰａ以上２．２０ｈＰａ以下の範囲内の水溶性有機溶剤を、上記記録用水性インク全量に対して１０質量％以上４０質量％以下の範囲内で含み、２０℃における飽和蒸気圧が２．２０ｈＰａより大きな水溶性有機溶剤を、上記記録用水性インク全量に対して３質量％以上含まず、且つ、２０℃における飽和蒸気圧が０．０３ｈＰａより小さな水溶性有機溶剤を、上記記録用水性インク全量に対して１０質量％以上含まない。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、装置の大型化が抑制されつつ、印刷後の記録媒体の耐擦性が優れ、インクの再分散性に優れ、且つ装置の耐久性に影響を与え難い。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、印刷装置１０の斜視図である。

【図2】図２は、印刷装置１０の内部構成を示す模式図である。

【図3】図３は、ヒータ３５を上方から視た模式図である。

【図4】図４は、コントローラ７４を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態に係る印刷装置１０について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。また、以下の説明では、矢印の起点から終点に向かう進みが向きと表現され、矢印の起点と終点とを結ぶ線上の往来が方向と表現される。また、以下の説明においては、印刷装置１０が使用可能に設置された状態（図１の状態）を基準として上下方向７が定義され、排出口１３が設けられている側を手前側（前面）として前後方向８が定義され、印刷装置１０を手前側（前面）から視て左右方向９が定義される。

【0011】

［印刷装置１０の外観構成］
図１に示されるように、プリンタ１０は、筐体２０と、筐体２０に保持されるパネルユニット２１、カバー２２、給紙トレイ２３、及び排紙トレイ２４と、を備える。プリンタ１０は、シート６（図２参照）に画像を記録する。

【0012】

シート６は、記録媒体の一例である。シート６は、所定の寸法にカットされた記録媒体であってもよいし、シートが円筒形状に巻かれたロールから引き出されたものであってもよいし、ファンフォールドタイプのものであってもよい。また、シート６は、普通紙であってもよいし、コート紙であってもよい。「コート紙」とは、例えば、上級印刷紙、中級印刷紙等のパルプを構成要素とした普通紙に、平滑性、白色度、光沢度等の向上を目的として、コート剤を塗布したものをいい、具体的には、上質コート紙、中質コート紙等があげられる。印刷装置１０は、コート紙へのインクジェット記録に好適に利用可能であるが、これに限定されるものではなく、例えば、普通紙、光沢紙、マット紙、合成紙、板紙、ダンボール、フィルム等のコート紙以外の記録媒体へのインクジェット記録にも利用可能である。また、シート６は、粘着剤と剥離紙とが組み合わされたタック紙であってもよい。

【0013】

パネルユニット２１は、タッチパネル及び複数の操作スイッチを備える。パネルユニット２１は、ユーザの操作を受け付ける。

【0014】

図２に示されるように、給紙トレイ２３は、筐体２０の下部に位置する。排紙トレイ２４は、筐体２０の下部であって、給紙トレイ２３の上に位置する。カバー２２は、筐体２０の前面の右部に位置する。カバー２２は、筐体２０に対して回動可能である。カバー２２が開かれると、インクを貯留するタンク７０にアクセス可能である。

【0015】

なお、本実施形態では、１つのタンク７０のみが示されているが、タンク７０は、ブラックなどの１色のインクを貯留するものに限定されず、例えば、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの４色のインクをそれぞれ貯留する４つの貯留室を有するものであってもよい。

【0016】

図２に示されるように、筐体２０は、印刷エンジン５０を内部に保持する。印刷エンジン５０は、給紙ローラ２５、搬送ローラ２６、排出ローラ２７、プラテン２８、及び記録ユニット２９を主に備える。給紙ローラ２５は、給紙トレイ２３に載置されたシート６に当接可能に、筐体２０内に設けられた不図示のフレームに保持されている。給紙ローラ２５は、不図示のモータによって回転される。回転する給紙ローラ２５は、シート６を搬送路３７に送り出す。搬送路３７は、不図示のガイド部材によって区画された空間である。図示例では、搬送路３７は、給紙トレイ２３の後端から給紙トレイ２３の上方となる位置まで湾曲して延びており、次いで、前方に向かって延びている。給紙ローラ２５、搬送ローラ２６、及び排出ローラ２７は、搬送機構の一例である。

【0017】

搬送ローラ２６は、シート６の搬送向きにおける給紙トレイ２３の下流に位置している。搬送ローラ２６は、搬送ローラ２６は、従動ローラ３５とともに、ローラ対を構成している。搬送ローラ２６は、不図示のモータによって回転される。回転する搬送ローラ２６及び従動ローラ３５は、給紙ローラ２５によって搬送路３７に送り出されたシート６を挟持しつつ搬送する。排出ローラ２７は、シート６の搬送向きにおける搬送ローラ２６の下流に位置している。排出ローラ２７は、従動ローラ３６とともに、ローラ対を構成している。排出ローラ２７は、不図示のモータによって回転される。回転する排出ローラ２７及び従動ローラ３６は、シート６を挟持しつつ搬送し、排紙トレイ２４に排出する。プラテン２８は、前後方向８における搬送ローラ２６と排出ローラ２７との間であって、シート６の搬送向きにおける搬送ローラ２６の下流、かつ排出ローラ２７の上流に位置している。

【0018】

搬送ローラ２６には、ロータリーエンコーダ９６が設けられている。ロータリーエンコーダ９６は、速度センサの一例である。ロータリーエンコーダ９６は、エンコーダディスク９７と、光センサ９８とを有する。エンコーダディスク９７は、搬送ローラ２６と同軸に設けられており、搬送ローラ２６と共に回転する。エンコーダディスク９７には、透過率が異なる２種のインデックスが周方向の全周に交互に複数が並んでいる。光センサ９８は、エンコーダディスク９７の２種のインデックスを光学的に読み取り可能である。回転するエンコーダディスク９７の２種のインデックスを光センサが読み取ることによって、光センサ９８から２種の信号がパルス形状に出力される。光センサ９８の出力信号は、後述するコントローラが受信して、搬送ローラ２６の回転速度が判定される。

【0019】

記録ユニット２９は、印刷ヘッド３４及びヒータ３５を有する。印刷ヘッド３４は、搬送ローラ２６と排出ローラ２７との間に位置する。印刷ヘッド３４は、いわゆるシリアルヘッドであってもよいし、いわゆるラインヘッドであってもよい。印刷ヘッド３４は、インクが流通する流路を内部に有する。当該流路は、チューブ３１によって、タンク７０と連通されている。すなわち、チューブ３１を通じて、タンク７０が貯留するインクが印刷ヘッド３４に供給される。

【0020】

印刷ヘッド２４の下方に、プラテン２８が位置する。プラテン２８は、その上面がシート６の支持面である。各図には現れていないが、プラテン２８の上面には、吸引圧が生ずる開口が形成されている。プラテン２８の上面に生じた吸引圧によって、シート６がプラテン２８の上面に密接する。

【0021】

図２及び図３に示されるように、搬送路３７の上方において、印刷ヘッド２４の下流であって、且つ排出ローラ２７の上流に、ヒータ３５が位置する。ヒータ３５は、所謂ハロゲンヒータである。

【0022】

図２に示されるように、ヒータ３５は、印刷ヘッド２４より搬送向きの下流、すなわち前方に位置する。ヒータ３５は、赤外線を放射する発熱体であるハロゲンランプ４０、反射板４１、及び筐体４２を有する。筐体４２は、概ね直方体形状であり、下向きに開口する。筐体４２の下壁に、開口４３が位置する。開口４３を通じて、ハロゲンランプ４０や反射板４１からの熱が外部へ放射されたり、遮断されたりする。

【0023】

筐体４２の内部空間に、ハロゲンランプ４０が位置する。ハロゲンランプ４０は、細長な円筒形状であり、左右方向９が長手方向である。筐体４２の内部空間において、ハロゲンランプ４０の上方に、反射板４１が位置する。反射板４１は、セラミック膜などがコーティングされた金属板であり、開口４３付近を中心軸とする円弧形状に湾曲している。なお、反射板４１に代えて、セラミック膜などがコーティングされたハロゲンランプ４０が用いられてもよい。

【0024】

ヒータ３５は、開口４３の下方を通過するシート６、またはシート６に付着したインクの少なくとも一方を加熱する。本実施形態では、ヒータ３５は、シート６及びインクの双方を加熱する。インクが加熱されることによって、樹脂微粒子がガラス転移し、ヒータ３５の下方を通過したシート６が冷えることによって、ガラス転移した樹脂が硬化する。これにより、シート６にインクが定着される。

【0025】

ヒータ３５の消費電力は、小型化の要請からは、６００Ｗ以下であることが好ましく、更に好ましくは４００Ｗ以下であり、特に好ましくは２００Ｗ以下である。ヒータ３５の消費電力は、ヒータ３５からシートの単位面積当たりに照射されるエネルギー（照射エネルギー（β））に関係する。照射エネルギー（β）は、消費電力に応じてヒータ３５が駆動され、ヒータ３５の下方を移動するシートが一定の搬送速度で移動するときに、シートの単位面積（ｃｍ^２）に付与される熱量（Ｊ）である。

【0026】

図３に示されるように、ヒータ３５の左右方向９（幅方向の一例）に沿った照射長さＬ、すなわちハロゲンランプ４０と開口４３とが重複する範囲であって、かつ左右方向９に沿った長さＬは、小型化の要請からは、２５ｃｍ以下であることが好ましくは、更に好ましくは２１ｃｍ以下であり、特に好ましくは１５ｃｍ以下である。

【0027】

なお、ヒータ３５は、シート又はインクを加熱可能なものであれば、ハロゲンヒータに限らない。例えば、ヒータ３５は、カーボンヒータ、ドライヤー、オーブン、ベルトコンベアオーブン等であってもよい。

【0028】

図４に示されるように、筐体１４の内部空間には、コントローラ７４及び電源回路（不図示）が配置されている。コントローラ７４は、ＣＰＵ１３１、ＲＯＭ１３２、ＲＡＭ１３３、ＥＥＰＲＯＭ１３４、ＡＳＩＣ１３５などがバス１３７によってデータ通信可能に接続されたものである。ＣＰＵ１３１がＲＯＭ１３２に記憶されたプログラムを実行し、ＡＳＩＣ１３５が設定された特定の機能を果たすことによって、印刷装置１０の動作が制御される。

【0029】

なお、コントローラ７４は、ＣＰＵ１３１のみによって各種処理が実行されるものであってもよいし、ＡＳＩＣ１３５のみによって各種処理が実行されるものであってもよい。また、コントローラ７４に複数のＣＰＵ１３１が実装されており、コントローラ７４は、複数のＣＰＵ１３１が各処理を分担して実行するものであってもよい。また、コントローラ７４に複数のＡＳＩＣ１３５が実装されており、コントローラ７４は、複数のＡＳＩＣ１３５が各処理を分担して実行するものであってもよい。

【0030】

電源回路は、大容量コンデンサなどによって構成された回路である。本実施形態において、電源回路は、紙フェノールなどで構成された基板に実装されている。電源回路は、印刷装置１０が備える各構成要素への給電のための電力の変換などを行う回路である。

【0031】

例えば、電源回路から給送用モータ１０２及び搬送用モータ１０１へ電力が供給され、各モータの回転が、給送ローラ２５、搬送ローラ２６、排出ローラ２７へ伝達される。また、電源回路から、ヒータ３５へ電力が供給される。

【0032】

コントローラは、ヒータ３５と対向する位置において、シート６の単位面積当たりにヒータ３５から受ける積算熱量が０．７Ｊ／ｃｍ^２以上２．９Ｊ／ｃｍ^２以下の範囲内となるように、更に好ましくは、１．１Ｊ／ｃｍ^２以上２．９Ｊ／ｃｍ^２以下の範囲内となるように、特に好ましくは、１．４Ｊ／ｃｍ^２以上２．９Ｊ／ｃｍ^２以下の範囲内となるように、第１搬送ローラ６０及び第２搬送ローラ６２の回転速度を制御する。すなわちヒータ３５の下方におけるシート６の搬送速度を制御する。

【0033】

シート６の単位面積当たりの積算熱量は、例えば、つぎのようにして測定できる。ヒータ３５に付与される電力と、ヒータ３５が赤外線を輻射する領域（前後方向８及び左右方向９に沿った平面における領域）の面積（例えば、開口４３の投影面積）とから、ヒータ３５の単位面積当たりの電力である電力密度（Ｗ／ｍ^２）を算出する。例えば、ヒータ３５の消費電力が６００Ｗであり、ヒータ３５が赤外線を輻射する領域が５０ｃｍ^２であれば、電力密度は、１２Ｗ／ｃｍ^２である。また、シート６の搬送速度から、シート６における定点が、ヒータ３５が赤外線を輻射する領域を通過するために要する時間（秒）を算出する。そして、当該時間に電力密度を乗じることにより、積算熱量（Ｊ／ｃｍ^２）が算出される。

【0034】

［インクの組成］
以下、タンク７０に貯留されるインク（記録用水性インクの一例）の詳細が説明される。インクは、樹脂分散顔料と、樹脂微粒子と、水溶性有機溶剤と、水と、を含む。

【0035】

樹脂分散顔料は、例えば、顔料分散用樹脂（樹脂分散剤）によって、水に分散可能なものである。樹脂分散顔料は、特に限定されず、例えば、カーボンブラック、無機顔料及び有機顔料等があげられる。カーボンブラックとしては、例えば、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があげられる。無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄系無機顔料及びカーボンブラック系無機顔料等があげられる。有機顔料としては、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のアゾ顔料；フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、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の多環式顔料；塩基性染料型レーキ顔料、酸性染料型レーキ顔料等の染料レーキ顔料；ニトロ顔料；ニトロソ顔料；アニリンブラック昼光蛍光顔料；等があげられる。これら以外の樹脂分散顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、６及び７；Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、１２、１３、１４、１５、１６、１７、５５、７３、７４、７５、７８、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１１４、１２８、１２９、１３８、１５０、１５１、１５４、１８０、１８５及び１９４；Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１及び４３；Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、３、５、６、７、１２、１５、１６、４８、４８：１、４８：３、５３：１、５７、５７：１、１１２、１２２、１２３、１３９、１４４、１４６、１４９、１５０、１６６、１６８、１７５、１７６、１７７、１７８、１８４、１８５、１９０、２０２、２０９、２２１、２２２、２２４、２３８及び２５４；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９及び１９６；Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、３、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１６、２２及び６０；Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７及び３６；並びにこれらの顔料の固溶体等があげられる。なお、インクは、樹脂分散顔料に加え、さらに、他の顔料及び染料等を含んでもよい。

【0036】

水性インク全量における樹脂分散顔料の顔料固形分含有量（顔料固形分量（Ｐ））は、特に限定されず、例えば、所望の光学濃度又は彩度等により、適宜決定できる。顔料固形分量（Ｐ）は、例えば、０．１質量％以上２０．０質量％以下の範囲内が好ましく、更に好ましくは１．０質量％以上１５．０質量％以下の範囲内であり、特に好ましくは２．０質量％以上５．０質量％以下の範囲内である。顔料固形分量（Ｐ）は、顔料のみの質量であり、樹脂微粒子の質量は含まない。樹脂分散顔料は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。

【0037】

樹脂微粒子としては、例えば、メタクリル酸及びアクリル酸の少なくとも一方をモノマーとして含むものを用いることができ、例えば、市販品を用いてもよい。樹脂微粒子は、例えば、モノマーとして、さらに、スチレン、塩化ビニル等を含んでもよい。樹脂微粒子は、例えば、樹脂エマルジョンに含まれるものであってもよい。樹脂エマルジョンは、例えば、樹脂微粒子と、分散媒（例えば、水等）とで構成されるものである。樹脂微粒子は、分散媒に対して溶解状態ではなく、特定の粒子径の範囲で分散している。樹脂エマルジョンに含まれる樹脂微粒子としては、例えば、アクリル酸系樹脂、マレイン酸系エステル樹脂、酢酸ビニル系樹脂、カーボネート型樹脂、ポリカーボネート型樹脂、スチレン系樹脂、エチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、プロピレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂及びこれらの共重合体樹脂等があげられる。

【0038】

樹脂微粒子のガラス転移温度（Ｔｇ）は、例えば、０℃以上１２０℃以下、１５℃以上１２０℃以下、３０℃以上８０℃以下であってもよい。Ｔｇが上記範囲内の樹脂微粒子を用いれば、記録媒体において耐擦性に優れたインクを得ることができる。

【0039】

樹脂微粒子のガラス転移温度αは、例えば、つぎのようにして測定できる。示差走査熱量計「ＥＸＳＴＡＲ６０００」（セイコーインスツル株式会社製）を用いて、試料５ｍｇを入れたアルミニウム製の容器を装置にセットして、窒素雰囲気化で昇温速度１０℃／分て２０℃から２００℃まで昇温する。その後、２００℃にて１分間保持した後に、－２０℃まで－１０℃／分にて冷却する。さらに－２０℃にて１分間保持した後に、２００℃まで１０℃／分で昇温することによって、ＤＳＣ（Differntial Scanning Calorimetry）曲線を得る。得られたＤＳＣ曲線に基づいて、２回目の昇温過程における変曲点をガラス転移温度とする。

【0040】

樹脂エマルジョンとしては、例えば、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、第一工業製薬（株）製の「スーパーフレックス（登録商標）８７０」（Ｔｇ：７１℃）、「スーパーフレックス（登録商標）１５０」（Ｔｇ：４０℃）、ジャパンコーティングレジン（株）製の「モビニール（登録商標）６９６９Ｄ」（Ｔｇ：７７℃）、「モビニール（登録商標）ＤＭ７７４」（Ｔｇ：３３℃）、昭和電工（株）製の「ポリゾール（登録商標）ＡＰ－３２７０Ｎ」（Ｔｇ：２７℃）、星光ＰＭＣ（株）製の「ハイロース－Ｘ（登録商標）ＫＥ－１０６２」（Ｔｇ：１１２℃）、「ハイロース－Ｘ（登録商標）ＱＥ－１０４２」（Ｔｇ：６９℃）等があげられる。

【0041】

樹脂微粒子の平均粒子径は、例えば、３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内である。平均粒子径は、例えば、（株）堀場製作所製の動的光散乱式粒径分布測定装置「ＬＢ－５５０」を用いて、算術平均径として測定可能である。

【0042】

水性インク全量における樹脂微粒子の含有量（Ｒ）は、例えば、０．１質量％以上３０質量％以下の範囲内であることが好ましく、更に好ましくは０．５質量％以上２０質量％以下の範囲内であり、特に好ましくは４．０質量％以上１０．０質量％以下の範囲内である。樹脂微粒子は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。また、水性インク全量における樹脂分散顔料の顔料固形分量（Ｐ）と樹脂微粒子の含有量（Ｒ）の比Ｐ：Ｒは、例えば、１：４～４：１、１：２～２：１、１：１～１：２である。

【0043】

水溶性有機溶剤は、有機溶剤と水とを１：１で混合した際に、均一に混ざり合う有機溶剤である。水溶性有機溶剤は、例えば、乾燥したインクの再分散性を高める一方、印刷装置１０の筐体１４の内部空間において、ゴム部材や樹脂部材である給送ローラ２０，２１、プラテン２５、搬送ローラ２６、及び排出ローラ２７等を膨潤させて強度低下を引き起こすと想定される。特に、筐体１４の内部空間の温度が、ヒータ３５の熱により上昇すると、ゴム部材や樹脂部材が強度低下しやすい。

【0044】

したがって、水溶性有機溶剤は、２０℃における飽和蒸気圧が０．０３ｈＰａから２．２０ｈＰａの範囲内の水溶性有機溶剤（以下、「特定水溶性有機溶剤」と言う。）を所定含有量の範囲で含み、２０℃における飽和蒸気圧が２．２０ｈＰａより大きな水溶性有機溶剤（以下、「除外水溶性有機溶剤１」と言う。）を所定含有量以上で含まず、且つ、２０℃における飽和蒸気圧が０．０３ｈＰａより小さな水溶性有機溶剤（以下、「除外水溶性有機溶剤２」と言う。）を所定含有量以上で含まない。

【0045】

特定水溶性有機溶剤としては、例えば、プロピレングリコール（２０℃における蒸気圧：０．１１ｈＰａ）、エチレングリコール（２０℃における蒸気圧：０．０７ｈＰａ）、１，２－ブタンジオール（２０℃における蒸気圧：０．０３ｈＰａ）、プロピレングリコールプロピルエーテル（２０℃における蒸気圧：２．２０ｈＰａ）、ジプロピレングリコールプロピルエーテル（２０℃における蒸気圧：０．１ｈＰａ）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（２０℃における蒸気圧：０．１ｈＰａ）、１，６－ヘキサンジオール（２０℃における蒸気圧：０．７ｈＰａ）等があげられ、プロピレングリコール又は１，２－ブタンジオールが好ましい。特定水溶性有機溶剤がプロピレングリコール又は１，２－ブタンジオールであれば、記録媒体の耐擦性に優れ、且つ印刷装置１０の内部に位置するゴム部材や樹脂部材に対する装置耐久性に優れたインクを得ることができる。

【0046】

インク全量における特定水溶性有機溶剤の含有量は、例えば、１０質量％以上４０質量％以下の範囲内であることが好ましく、更に好ましくは２０質量％以上４０質量％以下の範囲内である。

【0047】

除外水溶性有機溶剤１としては、例えば、イソプロピルアルコール（２０℃における蒸気圧：６０．０ｈＰａ）等があげられる。除外水溶性有機溶剤２としては、例えば、８６％グリセリン（２０℃における蒸気圧：０．００１ｈＰａ以下）等があげられる。

【0048】

インク全量における除外水溶性有機溶剤１の含有量は、例えば、３質量％未満であり、好ましくはゼロである。インク全量における除外水溶性有機溶剤２の含有量は、例えば、１０質量％未満であり、好ましくはゼロである。

【0049】

水は、イオン交換水又は純水であることが好ましい。インク全量における水の含有量（Ｗ）は、例えば、１０質量％以上９０質量％以下の範囲内であることが好ましく、更に好ましくは２０質量％以上８０質量％以下の範囲内である。水の含有量（Ｗ）は、例えば、他の成分の残部としてもよい。

【0050】

インクは、必要に応じて、さらに、従来公知の添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、界面活性剤、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、防黴剤等があげられる。粘度調整剤は、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性樹脂等があげられる。

【0051】

インクは、例えば、樹脂分散顔料と、樹脂微粒子と、特定水溶性有機溶剤と、水と、必要に応じて他の添加成分とを、従来公知の方法で均一に混合し、フィルタ等で不溶解物を除去することにより調製できる。

【0052】

［印刷装置１０の動作］
以下に、図４が参照されつつ、印刷装置１０による画像記録動作が説明される。

【0053】

印刷データを受信したコントローラは、給紙ローラ２５、搬送ローラ２６、排出ローラ２７を回転（正転）させて、シート６を、印刷ヘッド２４の下方へ送り出す。

【0054】

コントローラは、ヒータ３５と対向する位置において、搬送ローラ２６及び排出ローラ２７により搬送方向（前後方向８の前向き）に搬送されるシート６の搬送速度が、１５ｃｍ／秒以上１００ｃｍ／秒以下の範囲内となることが好ましく、更に好ましくは２０ｃｍ／秒以上７０ｃｍ／秒以下の範囲内となることであり、特に好ましくは２０ｃｍ／秒以上４０ｃｍ／秒以下の範囲内となるように、搬送ローラ２６及び排出ローラ２７を回転する。このような搬送速度の制御は、例えば、搬送ローラ２６に設けられたロータリーエンコーダ９６の信号に基づいて、搬送ローラ２６の回転が制御されることにより実現される。

【0055】

また、コントローラは、ヒータ３５のハロゲンランプ４０に通電する。ヒータ３５からシート６の単位面積当たりに与えられる積算熱量は、例えば０．７Ｊ／ｃｍ^２以上２．９Ｊ／ｃｍ^２以下の範囲内であることが好ましく、更に好ましくは１．１Ｊ／ｃｍ^２以上２．９Ｊ／ｃｍ^２以下の範囲内であり、特に好ましくは１．４Ｊ／ｃｍ^２以上２．９Ｊ／ｃｍ^２以下の範囲内である。このようなヒータ３５の単位面積当たりの照射エネルギーの制御は、ヒータ３５に通電される電力（Ｗ）と、搬送ローラ２６及び排出ローラ２７の回転速度が、コントローラによって制御されることによって実現される。そして、コントローラは、給送ローラ２５、搬送ローラ２６、及び排出ローラ２７を回転（正転）させつつ、印刷データに基づいて、印刷ヘッド２４からシート６へ向けてインクを吐出する。

【0056】

プラテン２８上を排紙トレイ２４へ向かって搬送されるシート６は、搬送ローラ２６と排出ローラ２７との間において、プラテン２８の上面に吸着されつつ排紙トレイ２４へ向かって移動する。印刷ヘッド２４から吐出されたインク滴は、プラテン２８の上面に支持されているシート６に付着する。インク滴が付着したシート６がヒータ３５の下方へ到達すると、シート６はヒータ３５により加熱される。ヒータ３５の加熱によってインク滴がシート６に定着する。

【0057】

コントローラは、印刷データに基づく印刷が終了したと判定したことに応じて、シート６が排紙トレイ２４に排出されるまでシート６を搬送してから、給送ローラ２５、搬送ローラ２６、及び排出ローラ２７を停止する。また、コントローラは、ヒータ３５のハロゲンランプ４０への通電を停止する。

【0058】

インクに含まれる水溶性有機溶剤が、特定水溶性有機溶剤を１０質量％以上４０質量％以下の範囲で含み、除外水溶性有機溶剤１を３質量％以上含まず、且つ除外水溶性有機溶剤２を１０質量％以上含まないことにより、乾燥したインクの再分散性を高めるとともに、印刷装置１０の筐体１４の内部空間にあるゴム部材や樹脂部材の強度低下を引き起こすことが抑制される。

【0059】

また、ヒータ３５から受けるシートの単位面積当たりの積算熱量が、０．７Ｊ／ｃｍ^２以上２．９Ｊ／ｃｍ^２以下の範囲内であることにより、小型のヒータ３５からシート６に付与される単位面積当たりの電力密度（Ｗ／ｍ^２）が大きくなくても、樹脂微粒子が溶融して、インクに含まれる樹脂分散顔料を覆う適度な厚みの膜が形成される。この膜の強度が高くなることにより、インクの耐擦性が向上すると推定される。

【実施例】

【0060】

以下、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実
施例及び比較例により限定及び制限されない。

【0061】

［顔料分散液Ａ］
顔料（カーボンブラック）２０質量％、スチレン－アクリル酸共重合体の水酸化ナトリウム中和物７質量％（酸価１７５ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量１００００）に、純粋を加えて全体を１００質量％とし、攪拌混合して混合物を得た。この混合物を、０．３ｍｍ径ジルコニアビーズを充填した湿式サンドミルに入れて、６時間分散処理を行った。その後、ジルコニアビーズをセパレータにより取り除き、孔径３．０μｍセルロースアセテートフィルタでろ過することにより、顔料分散液Ａを得た。なお、スチレン－アクリル酸共重合体は、一般に顔料の分散剤として用いられる水溶性のポリマーである。

【0062】

［顔料分散液Ｂ］
顔料をピグメントブルー１５：３に変更した以外は、顔料分散液Ａと同じ手順で作成した。

【0063】

［記録用水性インクの調製］
表１及び表２に示す組成における樹脂微粒子及び樹脂分散顔料分散液を除いた成分を均一に混合してインク溶媒を得た。つぎに、樹脂微粒子を加え、均一に混合した後、樹脂分散顔料分散液を加えて全体を１００質量％として混合物を得た。得られた混合物を、東洋濾紙（株）製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ（孔径３．００μｍ）でろ過することで、実施例１～１６及び比較例１～６の記録用水性インクを得た。
樹脂微粒子：第一工業製薬（株）製の「スーパーフレックス（登録商標）８７０」（Ｔｇ：７１℃）、ジャパンコーティングレジン（株）製の「モビニール（登録商標）６９６９Ｄ」（Ｔｇ：７７℃）、「モビニール（登録商標）ＤＭ７７４」（Ｔｇ：３３℃）、昭和電工（株）製「ポリゾール（登録商標）ＡＰ－３２７０Ｎ」（Ｔｇ：２７℃）
水溶性有機溶剤：プロピレングリコール（２０℃における蒸気圧：０．１１ｈＰａ）、１，２－ブタンジオール（２０℃における蒸気圧：０．０３ｈＰａ）、プロピレングリコールプロピルエーテル（２０℃における蒸気圧：２．２０ｈＰａ）、８６％グリセリン（２０℃における蒸気圧：０．００１ｈＰａ以下）、イソプロピルアルコール（２０℃における蒸気圧：６０ｈＰａ）
界面活性剤：日信化学工業（株）製「オルフィン（登録商標）Ｅ１０１０」

【0064】

実施例１～１６及び比較例１～６の記録用水性インクを用いて、耐擦性、再分散性、及び装置耐久性の評価を、下記方法により実施した。

【0065】

［耐擦性］
実施例１～１６及び比較例１～６の記録用水性インクを用いて、コート紙（王子製紙（株）製のＯＫトップコート＋）に対して、膜厚が３μｍとなるようにドローダウンを行って評価サンプルを得た。コート紙の単位面積当たりの積算熱量が、０．７Ｊ／ｃｍ^２以上２．９Ｊ／ｃｍ^２以下の範囲内となる搬送速度で、ＩＲヒーター（株）トーコー製のプロモハンディミニＳＩＲ－７６０（加熱長６．２ｃｍ、出力６００Ｗ）の直下を通過させ、評価サンプルの乾燥を行った。その後、ジョンソン・アンド・ジョンソン社製の綿棒に荷重５００ｇを加え、３箇所について１回ずつ擦過し、評価サンプルの擦過試験を行った。擦過した評価サンプルについて、インク塗布部に隣接した白紙部について、目視により以下の評価基準により評価した。なお、評価サンプルに焦げが発生したものを判定不能（ＮＧ）とした。
擦れ、汚れのないものを○、擦れはあるが、汚れのないものを△、擦れ、汚れともにあるものを×とした。なお、擦れはインク塗布部で視認される擦過痕、汚れは白紙部で視認される擦過痕（綿棒に付着したインクが移った痕）である。３箇所の評価結果に基づいて、下記に分類し、Ｂ以上を合格とした。
ＡＡ：３箇所全て○
Ａ：３箇所のうち、○が２つ、且つ×がない。
Ｂ：３箇所のうち、○が１つ、且つ×がない。
Ｃ：３箇所のいずれかに×がある。

【0066】

［再分散性］
実施例１～１６及び比較例１～６の記録用水性インクを、スライドガラス上に一定量の液滴と滴下し、２５℃、１時間放置して評価サンプルを得た。評価サンプルの記録用水性インクに水滴を滴下して、再分散する様子を観察し、以下の評価基準により評価した。
◎：肉眼で分かる大きさの塊はない。
○：肉眼で分かる大きさの塊があるが、固まっている部分の面積は、インクの全面積の半分以下である。
×：肉眼で分かる大きさの塊があるが、固まっている部分の面積は、インクの全面積の半分より大きい。

【0067】

［装置耐久性］
２０℃における飽和蒸気圧が、２．２ｈＰａ以下であると、印刷装置の筐体の内部空間が５０℃において、水溶性有機溶剤の蒸気濃度が３％以下になると推測して、２０℃における飽和蒸気圧が２．２ｈＰａ以下の水溶性有機溶剤を含有するものを○とし、２０℃における飽和蒸気圧が２．２ｈＰａより大きい水溶性有機溶剤を含有するものを×とした。なお、推測は化学工学便覧（改訂五版）第１８ページ以降に記載があるアントワン式の定数から計算される各種物質の飽和蒸気圧曲線を基として検討した。５０℃は、本願記載の装置構成で到達が予想される最高温度であり、蒸気濃度３％は、ゴム・樹脂部材で顕著な強度低下がみられない範囲の膨潤濃度が３％であることに由来する。

【0068】

実施例１～１６及び比較例１～６の記録水性インク組成及び評価結果を、表１及び表２に示す。

【0069】

【表1】

【0070】

【表2】

【0071】

表１に示すとおり、実施例１～１６では、耐擦性、再分散性、装置耐久性ともに、Ｃ又は×の評価がなく、評価結果が良好であった。また、コート紙の単位面積当たりの積算熱量が、１．１Ｊ／ｃｍ^２以上２．９Ｊ／ｃｍ^２以下の範囲内となる実施例１～３，５～１２では、耐擦性がＡＡであり、他の実施例と比べて評価結果がより優れていた。

【0072】

他方、コート紙の単位面積当たりの積算熱量が４．３Ｊ／ｃｍ^２である比較例１は、コート紙に焦げが発生した。また、コート紙の単位面積当たりの積算熱量が０．６Ｊ／ｃｍ^２である比較例２は、耐擦性がＣであった。

【0073】

また、プロピレングリコールを５質量％含有する比較例例３、及び５０質量％含有する比較例４は、耐擦性がともにＣであった。また、２０℃における蒸気圧：０．００１ｈＰａ以下である８６％グリセリンを水溶性有機溶剤として含有する比較例５は、再分散性が×、耐擦性がＣであった。また、２０℃における蒸気圧：６０ｈＰａであるイソプロピルアルコールを水溶性有機溶剤として含有する比較例６は、装置耐久性が×、再分散性が×であった。

【符号の説明】

【0074】

１０・・・印刷装置（インク吐出装置）
２０・・・給送ローラ（搬送機構）
２４・・・印刷ヘッド（ヘッド）
２６・・・搬送ローラ（搬送機構）
２７・・・排出ローラ（搬送機構）
３５・・・ヒータ
７４・・・コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】