JP2006110987A - Ink jet recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録ヘッドから記録媒体にインク液滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus that performs recording by discharging ink droplets from a recording head onto a recording medium.
近年、オフィスにおけるカラー文書の普及はめざましく、そのための様々な出力機器が提案されている。特に、小型化が可能で低価格なインクジェット記録装置が様々な出力機器に使用されている。 In recent years, the spread of color documents in offices is remarkable, and various output devices have been proposed. In particular, low-priced inkjet recording apparatuses that can be miniaturized are used in various output devices.
ノズルからインク液滴を吐出し、記録紙(記録媒体)に記録するインクジェット記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置では、インクミスト(ミスト)が発生する。インクミストは、ノズルからインク液滴を吐出する際に、インク液滴の最終域から分離した微小滴や、記録紙にインク液滴が衝突した後の跳ね返りによって生じる微小滴である。このインクミストが、記録紙に着弾するインク液滴とは異なる経路を不規則に移動して、インクジェット記録装置内を飛散し、記録紙やインクジェット記録装置内を汚染してしまうという問題があった。 In an ink jet recording apparatus including an ink jet recording head that discharges ink droplets from nozzles and records on recording paper (recording medium), ink mist (mist) is generated. The ink mist is a micro droplet separated from the final region of the ink droplet when ejecting the ink droplet from the nozzle, or a micro droplet generated by rebound after the ink droplet collides with the recording paper. There is a problem that the ink mist irregularly moves along a path different from the ink droplets that land on the recording paper, and is scattered in the ink jet recording apparatus, thereby contaminating the recording paper or the ink jet recording apparatus. .
特に最近、画像における耐水性の向上や異色間のにじみを抑え高画質化を図る手法として、インク吐出とは別にインク中の色材を不溶化・凝集する物質を含有した処理液を吐出するヘッドを搭載したマシン構成の提案がなされているが(例えば、特許文献1、2参照)、このような高速・高画質化に伴い、液滴吐出時、主滴に付随して形成されるサテライト成分(微小滴)や記録媒体上でのインク滴の跳ね返りなどによって発生したインク及び処理液が、液滴吐出口形成面やキャリッジの位置情報検出のためのリニアエンコーダへ固着し、吐出不良、位置検知不良を起こすなどのトラブル原因として大きな問題となってきている。 Recently, as a technique for improving the water resistance of images and suppressing bleeding between different colors to improve image quality, a head that discharges treatment liquid containing a substance that insolubilizes and aggregates the colorant in the ink is separated from ink discharge. Although a proposed machine configuration has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2), satellite components (associated with main droplets) that are formed along with the main droplets when droplets are ejected in association with such high speed and high image quality (see FIG. Ink and processing liquid generated by rebounding ink droplets on the recording medium and the recording medium adhere to the linear encoder for detecting the position information of the droplet discharge port and the carriage, resulting in ejection failure and position detection failure. It has become a big problem as a cause of troubles such as.
これらの問題に対し、吐出口近傍面にカバープレートを設け、走査により発生する気流で跳ね返りミスト付着面を制御する方法(例えば、特許文献3参照)や、反応液吐出ヘッドとインク吐出ヘッドとの相対距離を離すことでインクと処理液との混合を低減する方法(例えば、特許文献4参照)が提案されている。 For these problems, a cover plate is provided in the vicinity of the discharge port, and a method of controlling the mist adhering surface by rebounding with an air flow generated by scanning (for example, see Patent Document 3) or a reaction liquid discharge head and an ink discharge head. A method for reducing the mixing of ink and processing liquid by separating the relative distance (see, for example, Patent Document 4) has been proposed.
しかし、これらの方法だけでは、高速・大量印字及び記録領域の全幅にわたって複数の吐出口を備えたいわゆるフルラインヘッド搭載のプリンタなど、ミスト発生量が多量な場合では十分な効果は得られず、ミスト回収に関する問題は解決されていない。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決することを目的とする。
すなわち、本発明は、インクジェット記録中にミストが多量に発生する条件においても、ミストによる装置内のトラブル発生を低減することができ、また、ミスト回収手段の寿命を延ばすことができるとともに、環境対策にも配慮したインクジェット記録装置の提供を目的とする。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art.
That is, the present invention can reduce the occurrence of troubles in the apparatus due to mist even under conditions where a large amount of mist is generated during ink jet recording, and can extend the life of the mist collecting means as well as environmental measures. An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus that takes into account the above.
上記課題は、以下の本発明により達成される。すなわち本発明は、
<1> 記録ヘッドのノズルから、少なくともインク液滴を吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、
前記記録媒体に着弾しなかったミストを回収するミスト回収手段と、該ミスト中の有機物成分を触媒により分解する触媒分解手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置である。
The above-mentioned subject is achieved by the following present invention. That is, the present invention
<1> An inkjet recording apparatus that records an image on a recording medium by discharging at least ink droplets from a nozzle of a recording head,
An ink jet recording apparatus comprising: a mist collecting unit that collects mist that has not landed on the recording medium; and a catalyst decomposing unit that decomposes an organic component in the mist with a catalyst.
<2> 前記触媒が、光半導体触媒であることを特徴とする<1>に記載のインクジェット記録装置である。 <2> The inkjet recording apparatus according to <1>, wherein the catalyst is an optical semiconductor catalyst.
<3> 前記ミスト回収手段が、エアー吸引手段を有することを特徴とする<1>に記載のインクジェット記録装置である。 <3> The inkjet recording apparatus according to <1>, wherein the mist collecting unit includes an air suction unit.
<4> 前記ミスト回収手段が、ミストを捕集する捕集体を有することを特徴とする<1>に記載のインクジェット記録装置である。 <4> The inkjet recording apparatus according to <1>, wherein the mist collecting unit includes a collector that collects mist.
<5> 前記捕集体が、前記触媒を含むことを特徴とする<4>に記載のインクジェット記録装置である。 <5> The inkjet recording apparatus according to <4>, wherein the collector includes the catalyst.
<6> 前記触媒分解手段が、光照射手段を有することを特徴とする<1>に記載のインクジェット記録装置である。 <6> The inkjet recording apparatus according to <1>, wherein the catalyst decomposition unit includes a light irradiation unit.
<7> 前記記録ヘッドが、記録領域の全幅にわたってノズルを備えることを特徴とする<1>に記載のインクジェット記録装置である。 <7> The inkjet recording apparatus according to <1>, wherein the recording head includes a nozzle over the entire width of the recording region.
<8> 前記記録ヘッドのノズルから、インク液滴に加えて、少なくとも該インク液滴を不溶化もしくは凝集及び/または増粘させる成分を含有する処理液の液滴を吐出することを特徴とする<1>に記載のインクジェット記録装置である。 <8> A droplet of a treatment liquid containing at least a component that insolubilizes, aggregates, and / or thickens the ink droplet in addition to the ink droplet is ejected from the nozzle of the recording head < 1>.
本発明によれば、インクジェット記録中にミストが多量に発生する条件においても、ミストによる装置内のトラブル発生を低減することができ、また、ミスト回収手段の寿命を延ばすことができるとともに、環境対策にも配慮したインクジェット記録装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the occurrence of troubles in the apparatus due to mist even under conditions where a large amount of mist is generated during ink jet recording, and it is possible to extend the life of the mist collecting means and to take environmental measures. It is possible to provide an inkjet recording apparatus that takes into account the above.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、記録ヘッドのノズルから、少なくともインク液滴を吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、前記記録媒体に着弾しなかったミストを回収するミスト回収手段と、該ミスト中の有機物成分を触媒により分解する触媒分解手段とを有することを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention is an ink jet recording apparatus for recording an image on a recording medium by discharging at least ink droplets from a nozzle of a recording head, the mist collecting means for collecting mist that has not landed on the recording medium, And a catalytic decomposition means for decomposing an organic component in the mist with a catalyst.
すなわち、本発明の構成によれば、インクジェット記録中に発生するミストを回収するだけでなく、回収されたミスト中の有機物成分を装置中において分解することができるので、高速化、高画質化に伴いインクジェット記録で多量にミストが発生しても長期にわたって安定してミストを回収することができ、吐出不良や画質不良の発生を防ぐことができる。 That is, according to the configuration of the present invention, not only the mist generated during ink jet recording can be recovered, but also organic components in the recovered mist can be decomposed in the apparatus, so that high speed and high image quality can be achieved. Accordingly, even if a large amount of mist is generated in ink jet recording, the mist can be stably recovered over a long period of time, and the occurrence of ejection failure and image quality failure can be prevented.
以下、図面を用いて本発明のインクジェット記録装置を具体的に説明する。
図1には、本発明のインクジェット記録装置としての一例であるインクジェットプリンタの主要部が示されている。
Hereinafter, the ink jet recording apparatus of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a main part of an ink jet printer as an example of the ink jet recording apparatus of the present invention.
このインクジェットプリンタには、固定された記録ヘッド20が設けられており、該記録ヘッド20には5つのヘッド10が備えられている。そして、このヘッド10のノズル列(不図示)が設けられたノズル面10a〜10e(図2参照)が記録用紙(記録媒体)40と対向するようにして搭載されている。ノズル面10a〜10eにおけるノズル列は、記録用紙40の矢印B方向の全幅(記録領域の全幅)にわたって配置されており、記録用紙40が2つのロール30、31に張架された用紙搬送ベルト32によって、矢印A方向に搬送されると同時に、記録ヘッド20から搬送される記録用紙40へ、画像情報に応じてインク液滴を吐出することにより、記録用紙40に画像の記録を行う。
なお、本発明における記録ヘッドは、上記固定されたものでなく、後述するような記録用紙40の幅方向に走査する記録ヘッドでもよい。
This ink jet printer is provided with a fixed recording head 20, and the recording head 20 includes five heads 10. The nozzle surfaces 10a to 10e (see FIG. 2) provided with nozzle rows (not shown) of the head 10 are mounted so as to face the recording paper (recording medium) 40. The nozzle rows on the nozzle surfaces 10a to 10e are arranged over the entire width of the recording paper 40 in the direction of arrow B (the entire width of the recording area), and the paper conveying belt 32 in which the recording paper 40 is stretched between two rolls 30 and 31. As a result, ink droplets are ejected according to image information onto the recording paper 40 conveyed from the recording head 20 at the same time as being conveyed in the direction of arrow A, thereby recording an image on the recording paper 40.
Note that the recording head in the present invention is not limited to the above, but may be a recording head that scans in the width direction of the recording paper 40 as will be described later.
図1に示すインクジェットプリンタでは、インク液滴として吐出するインクと、該インクの顔料を凝集させる作用を有する処理液と、を含んで構成される2液式のインクセットを使用している。ただし、本発明では前記処理液を用いないインク液滴のみを吐出する形態も含まれる。前記インク、処理液についての詳細は後述する。
また、ここでは、記録媒体として記録用紙40を用いたが、これに限らずフィルムやOHPシートなどであってもよい。また、記録用紙40は、ロール状でも短冊状のものでもよく、制限はない。
The ink jet printer shown in FIG. 1 uses a two-component ink set configured to include ink ejected as ink droplets and a treatment liquid having an action of aggregating the pigment of the ink. However, the present invention includes a mode in which only ink droplets that do not use the treatment liquid are ejected. Details of the ink and the treatment liquid will be described later.
In this example, the recording paper 40 is used as the recording medium. However, the recording paper 40 is not limited to this and may be a film or an OHP sheet. The recording paper 40 may be a roll or a strip, and is not limited.
記録ヘッド20に対して、記録用紙搬送方向下流側(図面における右側)には、ミストを捕集する捕集体51と、該捕集体51に近紫外光を照射するブラックライト(光照射手段)52とを備えたミスト回収手段50が設けられている。 A recording body 51 that collects mist and a black light (light irradiation means) 52 that irradiates the collection body 51 with near-ultraviolet light on the downstream side (right side in the drawing) of the recording head 20 in the recording paper conveyance direction. The mist collection | recovery means 50 provided with these is provided.
図2は、図1に示したインクジェットプリンタの主要部をロール30、31の軸方向から見た側面図である。図2は、図1に示す記録ヘッド20、およびこの記録ヘッド20のノズル面10a、10b、10c、10d、10eと対面した状態で、これらノズル面に図面における奥側にむけて配列して設けられたノズル列(不図示)と直交する方向に一方向へと搬送する搬送手段、及びミスト回収手段についてのみ示したものであり、その他の構成については省略してある。なお、図2中、16は記録ヘッド本体部分、30、31はロール、32は用紙搬送ベルト、40は記録媒体、50はミスト回収手段を表し、その他の符号、記号は、図1に示したものと同様である。 FIG. 2 is a side view of the main part of the ink jet printer shown in FIG. 1 as viewed from the axial direction of the rolls 30 and 31. 2 shows the recording head 20 shown in FIG. 1 and the nozzle surfaces 10a, 10b, 10c, 10d, and 10e of the recording head 20 that are arranged facing the inner side of the drawing in the nozzle surface. Only the transporting means for transporting in one direction in the direction orthogonal to the nozzle row (not shown) and the mist collecting means are shown, and the other configurations are omitted. In FIG. 2, 16 is a recording head body portion, 30 and 31 are rolls, 32 is a paper conveying belt, 40 is a recording medium, 50 is a mist collecting means, and other symbols and symbols are shown in FIG. It is the same as that.
記録ヘッド20のノズル面10a〜10e側には、記録媒体40を、ノズル面10a〜10eと対面した状態で搬送する搬送手段が設けられており、この搬送手段は、気流の流れ方向F上流側に位置するロール30と、気流流れ方向F下流側に位置するロール31と、これら2つのロール30、31に張架された無端状の用紙搬送ベルト32とを含み、不図示の駆動手段によって用紙搬送ベルト32は矢印R方向に回転可能である。 Conveying means for conveying the recording medium 40 in a state of facing the nozzle surfaces 10 a to 10 e is provided on the nozzle surfaces 10 a to 10 e side of the recording head 20, and this conveying means is upstream in the air flow direction F. , A roll 31 positioned downstream in the airflow direction F, and an endless paper transport belt 32 stretched around these two rolls 30, 31, and the paper is driven by driving means (not shown). The conveyor belt 32 can rotate in the direction of arrow R.
ここで、記録媒体40は、不図示の用紙供給手段により、ロール30側で、用紙搬送ベルト32の記録ヘッド20が配置された側の外周面上に給紙され、用紙搬送ベルト32の矢印R方向への回転によって、ロール30側からロール31側へと搬送される。この搬送過程において、記録媒体40の記録ヘッド20側の面(表面)に、各々のノズル面10a〜10eのノズル列から、画像情報に応じた各種の印字用液体が適宜吐出されることによって画像が形成(印字)され、画像が形成された後の記録媒体40はロール31側から機外へと排出される。 Here, the recording medium 40 is fed by a sheet supply unit (not shown) on the outer peripheral surface of the sheet conveying belt 32 on the side where the recording head 20 is disposed on the roll 30 side. It is conveyed from the roll 30 side to the roll 31 side by rotation in the direction. In this conveyance process, various printing liquids corresponding to image information are appropriately ejected from the nozzle rows of the nozzle surfaces 10a to 10e onto the surface (front surface) of the recording medium 40 on the recording head 20 side. Is formed (printed), and the recording medium 40 after the image is formed is discharged from the roll 31 side to the outside of the apparatus.
なお、前記ノズル列は、同一の印字用液体を吐出する直列状に配置された複数のノズルから構成されていればよい。また、ノズル列から吐出される印字用液体は、例えば、記録ヘッド20の上部に設けられたインクタンク等の印字用液体供給源から供給される。印字用液体の吐出方法については公知の方法が利用でき、例えば、圧電素子を用いたいわゆるピエゾインクジェット方式や、熱エネルギーを作用させて液滴を形成し記録を行ういわゆる熱インクジェット方式を挙げることができる。 The nozzle row only needs to be composed of a plurality of nozzles arranged in series for discharging the same printing liquid. Further, the printing liquid discharged from the nozzle array is supplied from a printing liquid supply source such as an ink tank provided on the upper part of the recording head 20, for example. As a method for ejecting the printing liquid, a known method can be used. For example, a so-called piezo ink jet method using a piezoelectric element or a so-called thermal ink jet method in which droplets are formed by applying thermal energy to perform recording can be cited. it can.
また、ノズル列は、1つのノズル面に1列ずつ互いに平行に2列以上設けられていればよい。例えば、4列のノズル列(4つのノズル面)を設けた場合には、各々のノズル列からシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのインクを吐出することができ、5列のノズル列を設けた場合には、各々のノズル列からシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのインクに加えて、処理液を吐出することもできる。 In addition, two or more nozzle rows may be provided in parallel with each other on one nozzle surface. For example, when four nozzle rows (four nozzle surfaces) are provided, cyan, magenta, yellow, and black ink can be ejected from each nozzle row, and five nozzle rows are provided. In addition to the cyan, magenta, yellow, and black inks, the processing liquid can be discharged from each nozzle row.
図2に示す例では、例えば、ノズル面10aに設けられたノズル列が処理液、ノズル面10bに設けられたノズル列がブラックインク、ノズル面10cに設けられたノズル列がシアンインク、ノズル面10dに設けられたノズル列がマゼンタインク、ノズル面10eに設けられたノズル列がイエローインクを吐出することができる。 In the example shown in FIG. 2, for example, the nozzle row provided on the nozzle surface 10a is the processing liquid, the nozzle row provided on the nozzle surface 10b is black ink, the nozzle row provided on the nozzle surface 10c is cyan ink, and the nozzle surface. The nozzle row provided in 10d can discharge magenta ink, and the nozzle row provided in the nozzle surface 10e can discharge yellow ink.
このような構成において、前記記録媒体40の搬送時に、記録媒体40と記録ヘッド20のノズル面10a〜10e側との間に、記録媒体40の搬送方向と同じ気流の流れ(矢印F方向)が発生する。また、印字時にインクや処理液をノズル列から吐出することによって、画像の形成に寄与する主滴(記録媒体に着弾した液滴)以外にミスト(記録媒体に着弾しなかった液滴)が発生してしまう。 In such a configuration, when the recording medium 40 is transported, the same air flow (in the direction of arrow F) as the recording medium 40 is transported between the recording medium 40 and the nozzle surfaces 10 a to 10 e of the recording head 20. appear. In addition to ejecting ink and processing liquid from the nozzle array during printing, mist (droplets that did not land on the recording medium) is generated in addition to the main droplets that contribute to image formation (droplets that land on the recording medium). Resulting in.
しかし、図2に示すインクジェットプリンタにおいては、前記気流の流れ方向(矢印F方向)の記録ヘッド20より下流側にミスト回収手段50が設けられているため、発生したミストを効率よく回収し、記録媒体40表面に形成される画像の画質劣化や、ミストの付着・蓄積によるノズル面10a〜10e、用紙搬送ベルト32外周面等のインクジェット記録装置内の汚染やこの汚染に伴う副次的トラブル(吐出不良等)も防止することができる。 However, in the ink jet printer shown in FIG. 2, since the mist collecting means 50 is provided on the downstream side of the recording head 20 in the airflow direction (arrow F direction), the generated mist is efficiently collected and recorded. Deterioration of the image quality of the image formed on the surface of the medium 40, contamination of the ink jet recording apparatus such as the nozzle surfaces 10a to 10e and the outer peripheral surface of the paper conveying belt 32 due to mist adhesion / accumulation, and secondary troubles (discharging) Defects etc.) can also be prevented.
すなわち、記録用紙40への印字時にノズル面10a〜10eの図面における下方で発生したミストは、矢印F方向の気流に乗ってミスト回収手段50におけるミスト吸引口53に吸引され、該ミストはミスト回収手段50の中を矢印G方向に進み、次いで捕集体51に吸収される。そしてミストが捕集された空気がミスト回収手段50の排気口54から矢印H方向に排気される。 In other words, the mist generated below the nozzle surfaces 10a to 10e in the drawing on the recording paper 40 is sucked into the mist suction port 53 of the mist collecting means 50 along the air flow in the direction of arrow F, and the mist is collected. Proceeds in the direction of arrow G through the means 50 and is then absorbed by the collector 51. The air in which the mist is collected is exhausted in the direction of arrow H from the exhaust port 54 of the mist collecting means 50.
上記のように、記録ヘッド20の印字領域で発生したミストが常に効率的にミスト回収手段50によって捕集されれば特に問題はないが、前記のように高画質化、高速化のための機構によりミスト発生量が多くなると、捕集体51の捕集能力がすぐに低下してしまい、捕集体51を頻繁に交換しなければならなかったり、交換しない場合には捕集体の目詰まりにより前記装置内外の汚染や画質不良の原因になったり、さらにはミストがミスト回収手段50に回収されずそのまま機外に放出されたりして、装置の使用上も環境上も大きな問題となる。 As described above, there is no particular problem as long as the mist generated in the printing area of the recording head 20 is always efficiently collected by the mist collecting means 50, but as described above, the mechanism for improving the image quality and speeding up. When the amount of mist generated increases due to the above, the collection capacity of the collection body 51 is quickly reduced, and the collection body 51 has to be frequently replaced. This causes internal and external contamination and poor image quality, and further, mist is not collected by the mist collecting means 50 but is discharged to the outside of the apparatus as it is.
本発明においては、上記問題に対応するため、捕集体51で捕集したミスト中の有機物成分を触媒により分解する触媒分解手段を設けている。これにより、捕集した有機物成分を順次分解することができるので、捕集体51を常にリフレッシュさせることができ捕集能力が低下しないため、ミストを安定して回収することができる。
なお、ここで前記ミスト中の有機物成分とは、インクに含まれる有機溶媒だけでなく、樹脂成分、分散剤成分などのビヒクル等を含む有機成分をいう。
In the present invention, in order to cope with the above problem, a catalyst decomposing means for decomposing an organic component in the mist collected by the collector 51 with a catalyst is provided. Thereby, since the collected organic substance component can be decomposed | disassembled one by one, since the collection body 51 can always be refreshed and collection ability does not fall, it can collect | recover mist stably.
Here, the organic component in the mist means not only an organic solvent contained in the ink but also an organic component containing a vehicle such as a resin component or a dispersant component.
前記触媒分解手段の構成としては、触媒が分解作用を発揮できる態様であれば特に制限されないが、図2に示すインクジェットプリンタでは、捕集体51に触媒として光半導体触媒である酸化チタン(TiO2)を担持させ、この捕集体51にブラックライト(光照射手段、中心波長:352nm)により、酸化チタンの吸収波長領域(約400nm以下)の光を照射し捕集体51中の有機物成分を分解している。したがって、この場合はミスト回収手段50の中に触媒分解手段が含まれている。 The configuration of the catalyst decomposing means is not particularly limited as long as the catalyst can exhibit a decomposing action, but in the ink jet printer shown in FIG. 2, titanium oxide (TiO 2 ), which is a photo semiconductor catalyst, is used as the catalyst in the collector 51. The collector 51 is irradiated with light in the absorption wavelength region of titanium oxide (about 400 nm or less) by a black light (light irradiation means, center wavelength: 352 nm) to decompose the organic component in the collector 51. Yes. Therefore, in this case, the catalyst decomposing means is included in the mist collecting means 50.
本発明における触媒分解手段としては、上記構成に限られるわけではなく、例えば捕集体51に吸収された有機物成分を装置内において何らかの手段により捕集体51と分離し、この分離された有機物成分を別に設けられた酸化チタンがコーティングされた分解スペースで光照射により分解してもよい。
また、前記光照射のタイミング、時間としては、特に制限されないが、例えば前記印字を行っている最中のみ光照射を行うだけでも十分である。なお、捕集体、触媒、近赤外線照射手段等の詳細については後述する。
The catalyst decomposing means in the present invention is not limited to the above configuration. For example, the organic component absorbed by the collector 51 is separated from the collector 51 by some means in the apparatus, and the separated organic component is separated. You may decompose | disassemble by light irradiation in the decomposition | disassembly space coated with the provided titanium oxide.
Further, the timing and time of the light irradiation are not particularly limited, but for example, it is sufficient to perform light irradiation only during the printing. Details of the collector, catalyst, near infrared irradiation means, etc. will be described later.
ミスト回収手段50には、前記ミストを含む矢印F方向の気流を効率的に吸引できるように、エアー吸引手段が設けられていてもよい。このエアー吸引手段としては、例えばミスト回収手段50における排気口54にファン(不図示)を設ける構成であってもよい。このファンが駆動して気流を発生させることにより、印字領域に面した吸引口53からより効果的にミストを回収することができる。 The mist collecting means 50 may be provided with an air suction means so that the air current in the direction of arrow F including the mist can be efficiently sucked. As this air suction means, for example, a configuration in which a fan (not shown) is provided in the exhaust port 54 of the mist collecting means 50 may be employed. When the fan is driven to generate an air flow, mist can be collected more effectively from the suction port 53 facing the print area.
なお、上記ファンの設置場所はインクジェットプリンタ内であれば特に限定されず、排気口54を引き回してインクジェットプリンタの後方(図面奥側)から排気してもよい。また、複数のファンを設置し、吸引量の調整を行なってもよい。 The installation location of the fan is not particularly limited as long as it is in the ink jet printer, and the exhaust port 54 may be routed to exhaust air from behind the ink jet printer (the back side of the drawing). Further, a plurality of fans may be installed to adjust the suction amount.
ミスト回収手段50(場合によっては、触媒分解手段を含む)が設置される位置としては特に制限されないが、図2に示すようにミストを含む気流の下流側に設置されることが好ましい。
印字中の気流の発生方向に関しては、記録媒体の搬送方向と直交する方向の記録媒体の長さ(印刷領域)とほぼ等しい幅を持つ固定型の記録ヘッド(フルラインヘッド)を備えたいわゆるワンパス方式のインクジェット記録装置においては、ノズル面に対して記録媒体が一方向に搬送されるため、マクロなスケールでは、ノズル面に対して一方向へと空気が流れる気流が発生する。
The position at which the mist collecting means 50 (including the catalyst decomposing means in some cases) is not particularly limited, but it is preferably installed on the downstream side of the airflow containing mist as shown in FIG.
Regarding the direction of air flow generation during printing, so-called one-pass equipped with a fixed recording head (full line head) having a width substantially equal to the length (printing area) of the recording medium in the direction orthogonal to the conveying direction of the recording medium. In the ink jet recording apparatus of the type, since the recording medium is conveyed in one direction with respect to the nozzle surface, an air flow in which air flows in one direction with respect to the nozzle surface is generated on a macro scale.
一方、記録媒体の搬送方向と直交する方向に走査可能な走査型の記録ヘッドを備えたいわゆるマルチパス方式のインクジェット記録装置においては、記録媒体表面に対してノズル面が双方向に移動することになるため、マクロなスケールでは、ノズル面に対して一方向、あるいは、反対方向へと空気が流れる気流が発生する。
すなわち、印字時にノズル面に対して発生する気流は、マクロなスケールではノズル面と平行な方向に形成される。
On the other hand, in a so-called multi-pass inkjet recording apparatus having a scanning recording head capable of scanning in a direction perpendicular to the conveyance direction of the recording medium, the nozzle surface moves bidirectionally with respect to the surface of the recording medium. Therefore, on a macro scale, an airflow in which air flows in one direction or the opposite direction to the nozzle surface is generated.
That is, the airflow generated on the nozzle surface during printing is formed in a direction parallel to the nozzle surface on a macro scale.
従って、本発明におけるミスト回収手段を、いわゆるワンパス方式のインクジェット記録装置に適用する場合には、記録媒体搬送方向の下流側にミスト回収手段が位置するようにインクジェット記録装置に固定して取り付ければ、記録媒体搬送方向の下流側に位置する外側ノズル列で発生したミストも効率的に回収することができる。 Accordingly, when the mist collecting means in the present invention is applied to a so-called one-pass type ink jet recording apparatus, if the mist collecting means is fixedly attached to the ink jet recording apparatus so that the mist collecting means is located downstream in the recording medium conveyance direction, Mist generated in the outer nozzle row located downstream in the recording medium conveyance direction can also be efficiently collected.
また、本発明におけるミスト回収手段を、マルチパス方式のインクジェット記録装置に適用する場合には、ミスト回収手段を記録ヘッドの走査方向上の両側に位置するようにインクジェット記録装置に取り付ければ、記録ヘッド走査方向の両端に位置する外側ノズル列で発生したミストも効率的に回収することができる。
なお、前記ワンパス方式とマルチパス方式とを比較した場合には、記録ヘッドが固定されているワンパス方式の方が、記録ヘッドの走査により気流が乱されない分ミスト回収手段を設置する場所の自由度が大きいため好ましい。
Further, when the mist collecting means in the present invention is applied to a multi-pass type ink jet recording apparatus, if the mist collecting means is attached to the ink jet recording apparatus so as to be positioned on both sides in the scanning direction of the recording head, the recording head Mist generated in the outer nozzle rows located at both ends in the scanning direction can also be efficiently collected.
When the one-pass method and the multi-pass method are compared, the one-pass method in which the recording head is fixed is more flexible in the place where the mist collecting means is installed because the air flow is not disturbed by the scanning of the recording head. Is preferable because of a large value.
本発明におけるミスト回収手段の構成や、形状は、図1や図2に示す例に限定されるものではなく、例えば、図3、図4に示すような構成・形状であってもよい。
図3は、ミスト回収手段60の構成・形状の他の例を示す模式図であり、図3(A)は気流の流れに対して上側(図1における上方)から見た図であり、図3(B)は気流の流れに対して横方向(図1における手前側)から見た図である。
The configuration and shape of the mist collecting means in the present invention are not limited to the examples shown in FIGS. 1 and 2, and may be the configurations and shapes as shown in FIGS. 3 and 4, for example.
FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of the configuration / shape of the mist collecting means 60, and FIG. 3 (A) is a view seen from the upper side (upper side in FIG. 1) with respect to the airflow. 3 (B) is a view as seen from the lateral direction (front side in FIG. 1) with respect to the airflow.
図3中、61は捕集体、62はブラックライト、65はファンを表す。図3に示す構成において、捕集体61は表面に光触媒である酸化チタンをコーティングした風車型となっている。捕集体61をこのような形状とすることにより、ファン65により発生した矢印G方向の気流を乱すことなく、広い捕集面積で捕集部分の位置を常に変えながら効率的にミストを回収することができる。 In FIG. 3, 61 represents a collector, 62 represents a black light, and 65 represents a fan. In the configuration shown in FIG. 3, the collector 61 is a windmill type whose surface is coated with titanium oxide as a photocatalyst. By making the collector 61 in such a shape, the mist can be efficiently recovered while constantly changing the position of the collection portion with a wide collection area without disturbing the air flow in the direction of arrow G generated by the fan 65. Can do.
また、捕集体61の下流側にはブラックライト62が設けられており、印字中に捕集体61が回転すると同時に点灯し捕集体61に光照射する。この光照射により捕集体61表面の酸化チタンが触媒として作用し、捕集体61表面に存在するミスト中の有機物成分を分解する。この場合、前記のように捕集体61が風車型で回転しているため、光照射が満遍なく均一に行われることから、前記有機物成分の分解も効率的に行われる。 Further, a black light 62 is provided on the downstream side of the collecting body 61. The black light 62 is turned on at the same time as the collecting body 61 rotates during printing, and the collecting body 61 is irradiated with light. By this light irradiation, titanium oxide on the surface of the collector 61 acts as a catalyst, and decomposes organic components in the mist present on the surface of the collector 61. In this case, since the collector 61 is rotating in a windmill type as described above, the light irradiation is performed uniformly and uniformly, so that the organic component is also efficiently decomposed.
図4に示すミスト回収手段60は、ブラックライト62の配置位置を変更した以外は、基本的に図3に示したミスト回収手段の構成と同じである。なお、図4(A)、(B)に示される図内容(ミスト回収手段を見る方向)も図3(A)、(B)と同様である。 The mist collecting means 60 shown in FIG. 4 is basically the same as the mist collecting means shown in FIG. 3 except that the arrangement position of the black light 62 is changed. 4A and 4B (the direction in which the mist collecting means is viewed) is the same as in FIGS. 3A and 3B.
図4に示すミスト回収手段60においては、ブラックライト62が図3のように気流の流れ方向にあるのではなく、捕集体61の直上(図4(B)における上方)に設置されている。ブラックライト62の配置としては、捕集体61の酸化チタンに十分な光照射を行うという観点から捕集体61に近いほど好ましいが、図3に示すようにブラックライト62が気流の流れの途中にあると、捕集体61で回収しきれなかったミストによりブラックライト62が汚染され、照射光量が低下してしまう。 In the mist collecting means 60 shown in FIG. 4, the black light 62 is not located in the airflow direction as shown in FIG. 3, but is installed directly above the collector 61 (above in FIG. 4B). The black light 62 is preferably arranged closer to the collector 61 from the viewpoint of sufficient light irradiation to the titanium oxide of the collector 61, but the black light 62 is in the middle of the airflow as shown in FIG. Then, the black light 62 is contaminated by the mist that cannot be collected by the collector 61, and the amount of irradiation light decreases.
このため、図4に示す構成では、ブラックライト62を捕集体61の直上に設置し、さらに気流が入り込まないようにカバー64が設けられている。このような構成とすれば、捕集体61に近い状態で光照射でき、しかも継続使用でブラックライト62がミストにより汚染されることを回避することができる。 For this reason, in the configuration shown in FIG. 4, the black light 62 is installed immediately above the collecting body 61, and a cover 64 is provided so that airflow does not enter. With such a configuration, it is possible to irradiate light in a state close to the collector 61, and it is possible to avoid contamination of the black light 62 with mist by continuous use.
次に、前記ミスト回収手段、触媒分解手段における捕集体、触媒、近赤外線照射手段等について説明する。
ミスト回収手段における捕集体は、気流(空気)が通過できない構造を持つものであってもよいが、気流(空気)が通過できる構造を持つものであることが好ましい。後者のケースとしては、捕集体が、例えば、多孔質体や、繊維等により構成されてもよい。但し、多孔質体の細孔径や空隙率、繊維と繊維との空隙サイズや繊維径等は、ミストが通過できない、あるいは、ミストが多孔質体や繊維等により構成される捕集体の内部や表面に捕集される程度のサイズであることが必要である。
Next, the mist collection means, the collector in the catalyst decomposition means, the catalyst, the near infrared irradiation means, etc. will be described.
The collector in the mist collecting means may have a structure in which the airflow (air) cannot pass, but preferably has a structure in which the airflow (air) can pass. In the latter case, the collection body may be composed of, for example, a porous body or fibers. However, the pore size and porosity of the porous body, the void size and fiber diameter between the fibers, etc. are not allowed to pass through the mist, or the inside or the surface of the collecting body in which the mist is composed of the porous body or fibers. It is necessary to have a size that can be collected.
また、捕集体を構成する材料としては、特に限定されず公知の材料、例えば、天然あるいは合成の樹脂やゴム、フェルト材、金属、セラミックス、紙等が利用できるが、吸水性材料であることが好ましい。
ただし、前記のように捕集体に酸化チタン等の触媒を担持させる場合には、捕集体そのものも酸化チタン等により分解されない材質であることが好ましく、例えば、SUS等の金属、セラミックス、ポリエステル、アクリル等で構成されることが好ましい。
The material constituting the collector is not particularly limited, and known materials such as natural or synthetic resins, rubbers, felt materials, metals, ceramics, paper, etc. can be used, but they are water-absorbing materials. preferable.
However, when a catalyst such as titanium oxide is supported on the collector as described above, the collector itself is preferably a material that is not decomposed by titanium oxide or the like. For example, a metal such as SUS, ceramics, polyester, acrylic Etc. are preferable.
また、捕集体の形状・形態も、ミストが捕集体に接近した際に捕集体を通過してしまうことなく捕集できる形状であれば特に限定されず、例えば、前記のような平板状、風車状以外に、フィルム状、繊維状等や、あるいは、これらを複合した形状であってもよい。また、上記種々の形状とした場合でも、吸引した気流からミストを漏れなく回収できるよう、少なくとも捕集体はミスト回収手段における気流の通過面積全体に広がっていることが好ましい。 Further, the shape and form of the collecting body are not particularly limited as long as it is a shape that can be collected without passing through the collecting body when the mist approaches the collecting body. In addition to the shape, a film shape, a fiber shape, or a shape obtained by combining these may be used. Moreover, even when it is set as the said various shape, it is preferable that the collection body has spread over the whole passage area of the airflow in a mist collection | recovery means so that mist can be collected from the sucked airflow without omission.
本発明における触媒分解手段に用いられる触媒としては、有機物成分を分解可能な触媒であれば特に制限されないが、光照射のみで分解作用が発揮され、分解効率も高い点から、光半導体触媒を用いることが好ましい。
ここで、上記光半導体触媒とは、一般に光の照射によって励起され、電子・正孔対が生じ、その電子・正孔対の拡散によって吸着分子等を反応させる物質をいうが、本発明における光半導体触媒は、前記光励起によりその表面に吸着した有機物成分を水と二酸化炭素に分解するものである。
The catalyst used in the catalyst decomposing means in the present invention is not particularly limited as long as it is a catalyst capable of decomposing organic components, but an optical semiconductor catalyst is used from the viewpoint that the decomposition action is exhibited only by light irradiation and the decomposition efficiency is high. It is preferable.
Here, the photo-semiconductor catalyst generally refers to a substance that is excited by light irradiation to generate electron / hole pairs and reacts adsorbed molecules by diffusion of the electron / hole pairs. The semiconductor catalyst decomposes the organic component adsorbed on the surface by photoexcitation into water and carbon dioxide.
前記光半導体触媒としては、例えば酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、銅等を挙げることができる。これらの中では、特に酸化チタンが光照射に対する有機物分解能力が大きいという点で好ましい。また、酸化チタンの中では、アナターゼ型酸化チタンがルチル型、無定形型酸化チタンに比べ活性が高く、より好ましいものである。 Examples of the optical semiconductor catalyst include titanium oxide, strontium titanate, zinc oxide, copper, and the like. Among these, titanium oxide is particularly preferable in that it has a large ability to decompose organic matter against light irradiation. Among titanium oxides, anatase-type titanium oxide has higher activity than rutile and amorphous titanium oxide, and is more preferable.
本発明における同一光照射量に対し有機物成分が分解される度合いは、光触媒物質の光励起効率に比例すると考えられ、一般に光半導体触媒の粒径が小さく、比表面積が大きいほど前記光励起効率が高くなり、分解能力は大きくなる。本発明に用いられる光半導体触媒の平均粒径は、4〜180nmの範囲であることが好ましく、6〜30nmの範囲であることがより好ましい。平均粒径が4nmに満たない場合は、製造が困難であるだけでなくハンドリング性が問題となる場合がある。平均粒径が180nmを超える場合は、光半導体触媒としての活性が十分でない場合がある。 The degree to which the organic component is decomposed with respect to the same light irradiation amount in the present invention is considered to be proportional to the photoexcitation efficiency of the photocatalytic substance. Generally, the photoexcitation efficiency increases as the particle size of the photo-semiconductor catalyst decreases and the specific surface area increases. , Decomposition ability is increased. The average particle size of the photo-semiconductor catalyst used in the present invention is preferably in the range of 4 to 180 nm, and more preferably in the range of 6 to 30 nm. When the average particle size is less than 4 nm, not only is the production difficult, but handling properties may become a problem. When the average particle diameter exceeds 180 nm, the activity as a photo semiconductor catalyst may not be sufficient.
なお、比表面積は上記平均粒径にほぼ反比例するものであり、本発明においては、9〜350m2/gの範囲であることが好ましく、50〜260m2/gの範囲であることがより好ましい。
また、前記光半導体触媒は単独で用いてもよいし、2種以上の光半導体触媒を混合して用いてもよい。
Incidentally, the specific surface area is intended to substantially inversely proportional to the average particle size, in the present invention is preferably in the range of 9~350m 2 / g, and more preferably in the range of 50~260m 2 / g .
Moreover, the said optical semiconductor catalyst may be used independently, and 2 or more types of optical semiconductor catalysts may be mixed and used for it.
前記光半導体触媒を使用するに際しては、前記のように捕集体に担持させる場合であっても、分解スペースに存在させる場合であっても、何らかの方法により基材表面に光半導体触媒を固定しなければならない。固定化の方法としては、バインダー樹脂を用いたコーティング、高温焼き付け、蒸着など種々の方法を用いることができるが、バインダー樹脂を用いたコーティングが製造容易性の点で好ましい。 When using the photo-semiconductor catalyst, the photo-semiconductor catalyst must be fixed to the surface of the substrate by some method, whether it is supported on the collector as described above or in the decomposition space. I must. As the immobilization method, various methods such as coating using a binder resin, high-temperature baking, and vapor deposition can be used, but coating using a binder resin is preferable in terms of ease of production.
前記バインダー樹脂としては、光半導体触媒を均一に分散できるものであれば制限されるものではないが、光半導体触媒の光励起による活性酸素で分解しにくいものである必要がある。この観点から、前記バインダー樹脂は、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等であることが好ましい。 The binder resin is not limited as long as it can uniformly disperse the photo semiconductor catalyst, but it should be difficult to decompose with active oxygen due to photo excitation of the photo semiconductor catalyst. From this viewpoint, the binder resin is preferably a fluororesin, a silicone resin, or the like.
コーティング液としては、前記平均粒径の粒径を有する光半導体触媒を水、アルコール、トルエン等に分散させゾル状のスラリーとしたものを用いてもよいし、当該スラリーをさらに有機溶剤等に再分散したもの用いてもよい。また、上記コーティング液には、前記バインダー樹脂や他の無機成分を混合して用いることもできるし、その他のバインダーや界面活性剤、カップリング剤等の分散剤などを混合して用いることもできる。 As the coating liquid, a sol slurry obtained by dispersing the photo-semiconductor catalyst having the average particle diameter in water, alcohol, toluene or the like may be used. A dispersed one may be used. Further, the coating liquid can be used by mixing the binder resin and other inorganic components, and can also be used by mixing other binders, surfactants, coupling agents, and the like. .
コーティング方法としては、スプレー法、ディッピング法、スピンコート法など通常のコーティング方法を用いることができる。また、コート後は室温で乾燥してもよいし、100〜140℃で加熱乾燥してもよい。さらに、上記コーティング前に、密着性向上のためのプライマー層や光触媒による劣化を防ぐため保護層を形成させてもよい。
なお、乾燥後の光半導体触媒層の層厚は、0.1〜10μmの範囲であることが好ましい。
As a coating method, a normal coating method such as a spray method, a dipping method, or a spin coating method can be used. Moreover, after coating, it may be dried at room temperature or may be heat-dried at 100 to 140 ° C. Furthermore, a protective layer may be formed before the coating to prevent deterioration due to a primer layer for improving adhesion and a photocatalyst.
In addition, it is preferable that the layer thickness of the photo-semiconductor catalyst layer after drying is the range of 0.1-10 micrometers.
このようにして形成された光半導体触媒層の表面は、光半導体触媒が直接有機物成分の分解性を制御するものであるため、光半導体触媒の表面がバインダー等で覆われてしまうと、その覆われた割合に応じて光触媒作用が低下してしまう。従って、前記光半導体触媒が一定以上の割合で帯電部材の最表面に露出していることが必要であり、その割合としては、前記表面全体中の面積率として50%以上であることが好ましい。 Since the surface of the photo-semiconductor catalyst layer formed in this way is that the photo-semiconductor catalyst directly controls the decomposability of the organic component, if the surface of the photo-semiconductor catalyst is covered with a binder or the like, The photocatalytic action is reduced according to the broken ratio. Therefore, it is necessary that the photo-semiconductor catalyst is exposed on the outermost surface of the charging member at a certain ratio, and the ratio is preferably 50% or more as an area ratio in the entire surface.
本発明における光照射手段は、特に触媒として前記光半導体触媒のような光触媒を用いる場合に必要となる。上記光照射手段としては、光励起される光の波長域は光触媒物質によって異なるため、照射する光が前記光半導体触媒等の光触媒が励起される波長を含んでいることが必要である。 The light irradiation means in the present invention is necessary particularly when a photocatalyst such as the above-mentioned photo-semiconductor catalyst is used as a catalyst. As the light irradiation means, since the wavelength range of light to be photoexcited varies depending on the photocatalytic substance, it is necessary that the light to be irradiated includes a wavelength at which a photocatalyst such as the photo-semiconductor catalyst is excited.
前記例示した光半導体触媒のほとんどは、400nm以下の波長に吸収波長領域を有することから、本発明における光照射手段としては、400nm以下の近紫外光から紫外光を照射できるものであることが好ましい。そのような光照射手段としては、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、ブラックライト、殺菌ランプなどを用いることができる。 Since most of the exemplified photo-semiconductor catalysts have an absorption wavelength region at a wavelength of 400 nm or less, the light irradiation means in the present invention is preferably one that can irradiate ultraviolet light from near-ultraviolet light of 400 nm or less. . As such light irradiation means, a xenon lamp, a high-pressure mercury lamp, a black light, a sterilization lamp, or the like can be used.
また、光強度としては短時間の光照射で十分な分解効率を得るため、0.01〜10mJ/cm2・sの範囲とすることが好ましく、0.2〜1mJ/cm2・sの範囲とすることがより好ましい。 In addition, in order to obtain a sufficient decomposition efficiency in the short time of the light irradiated as an optical intensity, preferably in the range of 0.01~10mJ / cm 2 · s, the range of 0.2~1mJ / cm 2 · s More preferably.
次に、本発明に使用可能なインク、処理液について説明する。
記録ヘッドのノズルから吐出される印字用液体としては、少なくとも顔料、水溶性溶媒、及び水を含む着色インクと、該インクの顔料を凝集させる作用を有する処理液と、を用いることがよい。本実施形態では、前述のように処理液はインクとは別途使用するが、顔料を含有させてインク(例えばイエローインク)として用いてもよい。
Next, the ink and the treatment liquid that can be used in the present invention will be described.
As the printing liquid discharged from the nozzles of the recording head, it is preferable to use a colored ink containing at least a pigment, a water-soluble solvent, and water, and a treatment liquid having an action of aggregating the pigment of the ink. In this embodiment, as described above, the treatment liquid is used separately from the ink, but may be used as an ink (for example, yellow ink) by containing a pigment.
インクは、少なくとも顔料、水溶性溶媒、及び水を含んで構成される。
顔料としては、有機顔料、無機顔料のいずれも使用でき、黒色顔料では、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顔料等が挙げられる。黒色とシアン、マゼンタ、イエローの3原色顔料のほか、赤、緑、青、茶、白等の特定色顔料や、金、銀色等の金属光沢顔料、無色又は淡色の体質顔料、プラスチックピグメント等を使用しても良い。また、本発明のために、新規に合成した顔料でも構わない。
The ink includes at least a pigment, a water-soluble solvent, and water.
As the pigment, any of organic pigments and inorganic pigments can be used. Examples of black pigments include carbon black pigments such as furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black. In addition to black, cyan, magenta, and yellow primary pigments, specific color pigments such as red, green, blue, brown, and white, metallic luster pigments such as gold and silver, colorless or light color extender pigments, plastic pigments, etc. May be used. In addition, a newly synthesized pigment may be used for the present invention.
黒色顔料として具体例には、Raven7000,Raven5750,Raven5250,Raven5000 ULTRAII,Raven3500,Raven2000,Raven1500,Raven1250,Raven1200,Raven1190 ULTRAII,Raven1170,Raven 1255,Raven1080,Raven1060(以上コロンビアン・カーボン社製)、
Regal400R,Regal330R,Regal660R,Mogul L,Black Pearls L,Monarch700,Monarch800,Monarch880,Monarch900,Monarch1000,Monarch1100,Monarch1300,Monarch1400(以上キャボット社製)、
Color Black FW1,Color Black FW2,Color Black FW2V,Color Black 18,Color Black FW200,Color Black S150,Color Black S160,Color Black S170,Printex35,Printex U,Printex V,Printex 140U,Printex 140V,SpecialBlack 6,Special Black 5,Special Black 4A,Special Black 4(以上デグッサ社製)、
No.25,No.33,No.40,No.47,No.52,No.900,No.2300,MCF−88,MA600,MA7,MA8,MA100(以上三菱化学社製)
等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Specific examples of black pigments include Raven7000, Raven5750, Raven5250, Raven5000 ULTRAII, Raven3500, Raven2000, Raven1500, Raven1250, Raven1200, Raven1190, Raven1125, Raven1125, Raven1170, Raven1125
Regal 400R, Regal 330R, Regal 660R, Mogul L, Black Pearls L, Monarch 700, Monarch 800, Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300, Monarch 1400 (manufactured by Cabot Corporation)
Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black 18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S160, Color Black 35P, PrintP35P, Color Black SFW, Color Black S160, Color Black S160, Color Black S160, Color Black Black 5, Special Black 4A, Special Black 4 (manufactured by Degussa),
No. 25, no. 33, no. 40, no. 47, no. 52, no. 900, no. 2300, MCF-88, MA600, MA7, MA8, MA100 (Mitsubishi Chemical Corporation)
However, it is not limited to these.
また、シアン色用にはC.I.Pigment Blue−1,−2,−3,−15,−15:1,−15:2,−15:3,−15:4,−16,−22,−60等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
マゼンタ色用には、C.I.Pigment Red−5,−7,−12,−48,−48:1,−57,−112,−122,−123,−146,−168,−184,−202等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
黄色用には、C.I.Pigment Yellow−1,−2,−3,−12,−13,−14,−16,−17,−73,−74,−75,−83,−93,−95,−97,−98,−114,−128,−129,−138,−151,−154等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
For cyan, C.I. I. Pigment Blue-1, -2, -3, -15, -15: 1, -15: 2, -15: 3, -15: 4, -16, -22, -60, and the like. It is not limited.
For magenta color, C.I. I. Pigment Red-5, -7, -12, -48, -48: 1, -57, -112, -122, -123, -146, -168, -184, -202, and the like. It is not limited.
For yellow, C.I. I. Pigment Yellow-1, -2, -3, -12, -13, -14, -16, -17, -73, -74, -75, -83, -93, -95, -97, -98, -114, -128, -129, -138, -151, -154, and the like, but are not limited thereto.
また、顔料として水に自己分散可能な顔料を用いることもできる。水に自己分散可能な顔料とは、顔料表面に水に対する可溶化基を数多く有し、高分子分散剤の存在がなくとも水中で安定に分散する顔料のことである。具体的には、例えば、通常のいわゆる顔料に対して酸・塩基処理、カップリング剤処理、ポリマーグラフト処理、プラズマ処理、酸化/還元処理等の表面改質処理等を施すことにより、水に自己分散可能な顔料が得られる。 A pigment that can be self-dispersed in water can also be used as the pigment. A pigment that can be self-dispersed in water is a pigment that has many water-solubilizing groups on the pigment surface and can be stably dispersed in water without the presence of a polymer dispersant. Specifically, for example, by applying a surface modification treatment such as acid / base treatment, coupling agent treatment, polymer graft treatment, plasma treatment, oxidation / reduction treatment, etc. to a normal so-called pigment, A dispersible pigment is obtained.
水に自己分散可能な顔料としては、上記顔料に対して表面改質処理を施した顔料の他、キャボット社製のCab−o−jet−200、Cab−o−jet−300、IJX−253、IJX−266、IJX−444、IJX−273、IJX−55、オリエント化学社製のMicrojet Black CW−1、CW−2等の市販の自己分散顔料等も使用できる。 As pigments that can be self-dispersed in water, in addition to pigments that have been surface-modified to the above pigments, Cab-o-jet-200, Cab-o-jet-300, IJX-253, manufactured by Cabot Corporation, Commercially available self-dispersing pigments such as IJX-266, IJX-444, IJX-273, IJX-55, Microjet Black CW-1, CW-2 manufactured by Orient Chemical Co., etc. can also be used.
顔料は、インク質量に対し0.5から20質量%、好ましくは1から10質量%の範囲で使用される。インク中の顔料量が0.5質量%未満の場合には、十分な光学濃度が得られない場合が存在し、顔料量が20質量%よりも多い場合には、インクの噴射特性が不安定となる場合が存在した。 The pigment is used in the range of 0.5 to 20% by mass, preferably 1 to 10% by mass, based on the ink mass. When the amount of pigment in the ink is less than 0.5% by mass, a sufficient optical density may not be obtained, and when the amount of pigment is more than 20% by mass, the ink ejection characteristics are unstable. There was a case.
インクには、顔料を分散させるために高分子分散剤を添加しても構わない。また、水に自己分散可能な顔料を用いた場合の高分子物質として、高分子分散剤を添加することもできる。高分子分散剤としては、ノニオン性化合物、アニオン性化合物、カチオン性化合物、両性化合物等が使用でき、例えば、α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの共重合体等が使用できる。 A polymer dispersant may be added to the ink to disperse the pigment. In addition, a polymer dispersant may be added as a polymer substance when a pigment that can be self-dispersed in water is used. As the polymer dispersant, a nonionic compound, an anionic compound, a cationic compound, an amphoteric compound and the like can be used. For example, a copolymer of a monomer having an α, β-ethylenically unsaturated group can be used.
具体的には、α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーとして、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、フマル酸、フマル酸モノエステル、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホン化ビニルナフタレン、ビニルアルコール、アクリルアミド、メタクリロキシエチルホスフェート、ビスメタクリロキシエチルホスフェート、メタクリロキシエチルフェニルアシドホスフェート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体、ビニルシクロヘキサン、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸アルキルエステル、アクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸シクロアルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル、マレイン酸ジアルキルエステル等が挙げられる。 Specifically, as a monomer having an α, β-ethylenically unsaturated group, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, itaconic acid monoester, maleic acid, maleic acid monoester, fumaric acid, fumaric acid mono Ester, vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, sulfonated vinyl naphthalene, vinyl alcohol, acrylamide, methacryloxyethyl phosphate, bismethacryloxyethyl phosphate, methacryloxyethyl phenyl acid phosphate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, styrene, α -Styrene derivatives such as methylstyrene and vinyltoluene, vinylcyclohexane, vinylnaphthalene, vinylnaphthalene derivatives, alkyl acrylate, acrylic acid Glycol ester, methacrylic acid alkyl esters, methacrylic acid phenyl ester, methacrylic acid cycloalkyl ester, crotonic acid alkyl ester, itaconic acid dialkyl esters, maleic acid dialkyl ester and the like.
上記α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの単独若しくは複数を共重合して得られる共重合体が高分子分散剤として使用される。具体的には、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−メタクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸、スチレン−メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸シクロヘキシルエステル−メタクリル酸共重合体等が挙げられる。 A copolymer obtained by copolymerizing a single monomer or a plurality of monomers having the α, β-ethylenically unsaturated group is used as a polymer dispersant. Specifically, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, styrene-styrene sulfonic acid copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, styrene-acrylic acid copolymer, vinyl naphthalene-maleic acid copolymer. Polymer, vinyl naphthalene-methacrylic acid copolymer, vinyl naphthalene-acrylic acid copolymer, alkyl acrylate ester-acrylic acid copolymer, alkyl methacrylate-methacrylic acid, styrene-alkyl methacrylate-methacrylic acid copolymer Examples thereof include a polymer, a styrene-alkyl acrylate ester-acrylic acid copolymer, a styrene-methacrylic acid phenyl ester-methacrylic acid copolymer, and a styrene-methacrylic acid cyclohexyl ester-methacrylic acid copolymer.
高分子分散剤は、インクに対して0.1〜3質量%の範囲で添加されることが好適である。この添加量が3質量%を超える場合には、インク粘度が高くなり、インクの噴射特性が不安定となる場合が存在した。一方、添加量が0.1質量%未満の場合には、顔料の分散安定性が低下する場合が存在した。高分子分散剤としての添加量としてより好ましくは0.15〜2.5質量%であり、更に好ましくは、0.2〜2質量%である。 The polymer dispersant is preferably added in the range of 0.1 to 3% by mass with respect to the ink. When the amount added exceeds 3% by mass, the ink viscosity increases and the ink ejection characteristics sometimes become unstable. On the other hand, when the addition amount was less than 0.1% by mass, there was a case where the dispersion stability of the pigment was lowered. More preferably, it is 0.15-2.5 mass% as addition amount as a polymer dispersing agent, More preferably, it is 0.2-2 mass%.
インクに含まれる水溶性有機溶媒としては、多価アルコール類、多価アルコール類誘導体、含窒素溶媒、アルコール類、含硫黄溶媒等が挙げられる。具体例としては、多価アルコール類では、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、グリセリン等が挙げられる。多価アルコール誘導体としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、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、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジグリセリンのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。含窒素溶媒としては、ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、トリエタノールアミン等が、アルコール類としてはエタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類が、含硫黄溶媒としては、チオジエタノール、チオジグリセロール、スルホラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。その他、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等を用いることも出来る。 Examples of the water-soluble organic solvent contained in the ink include polyhydric alcohols, polyhydric alcohol derivatives, nitrogen-containing solvents, alcohols, and sulfur-containing solvents. Specific examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,2,6-hexanetriol, and glycerin. Examples of polyhydric alcohol derivatives include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, and diglycerin. Examples include ethylene oxide adducts. Examples of nitrogen-containing solvents include pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, cyclohexyl pyrrolidone, and triethanolamine. Examples of alcohols include alcohols such as ethanol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, and benzyl alcohol. Thiodiethanol, thiodiglycerol, sulfolane, dimethyl sulfoxide and the like. In addition, propylene carbonate, ethylene carbonate, or the like can also be used.
水溶性有機溶媒は、少なくとも1種類以上使用することが好ましい。水溶性有機溶媒の含有量としては、1〜60質量%、好ましくは、5〜40質量%で使用される。インク中の水溶性有機溶媒量が1質量%よりも少ない場合には、十分な光学濃度が得られない場合が存在し、逆に、60質量%よりも多い場合には、インク粘度が大きくなり、インクの噴射特性が不安定になる場合が存在した。 It is preferable to use at least one water-soluble organic solvent. The content of the water-soluble organic solvent is 1 to 60% by mass, preferably 5 to 40% by mass. When the amount of the water-soluble organic solvent in the ink is less than 1% by mass, a sufficient optical density may not be obtained. Conversely, when the amount is more than 60% by mass, the ink viscosity increases. In some cases, the ink ejection characteristics become unstable.
インクには、界面活性剤を含ましても構わない。界面活性剤としては、分子内に親水部と疎水部を合わせ持つ構造を有する化合物等を使用することが出来、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等のいずれを使用しても構わない。又、上記高分子分散剤を界面活性剤として使用することもできる。 The ink may contain a surfactant. As the surfactant, a compound having a structure having both a hydrophilic part and a hydrophobic part in the molecule can be used. An anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, a nonionic surfactant Any of the agents may be used. Moreover, the said polymer dispersing agent can also be used as surfactant.
これらの中でも、顔料の分散安定性という観点から、ノニオン性界面活性剤が好ましい。また、浸透性制御の観点より、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等が特に好ましい。 Among these, a nonionic surfactant is preferable from the viewpoint of dispersion stability of the pigment. From the viewpoint of permeability control, acetylene glycol, oxyethylene adduct of acetylene glycol, polyoxyethylene alkyl ether and the like are particularly preferable.
界面活性剤の添加量は、インクに対して10質量%未満であることが好ましく、より好ましくは0.01〜5質量%、更に好ましくは0.01〜3質量%の範囲で使用される。添加量が10質量%以上の場合には、光学濃度、及び、顔料インクの保存安定性が悪化する場合が存在した。 The addition amount of the surfactant is preferably less than 10% by mass with respect to the ink, more preferably 0.01 to 5% by mass, and still more preferably 0.01 to 3% by mass. When the addition amount was 10% by mass or more, there were cases where the optical density and the storage stability of the pigment ink were deteriorated.
インクには、その他、インク吐出性改善等の特性制御を目的とし、ポリエチレンイミン、ポリアミン類、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等や、導電率、pHを調整するため、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属類の化合物等、その他必要に応じ、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤、及びキレート化剤等も添加することができる。 In addition, for the purpose of controlling properties such as improving ink ejection properties, the ink includes polyethyleneimine, polyamines, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, ethylcellulose, carboxymethylcellulose, etc., and potassium hydroxide, Alkali metal compounds such as sodium hydroxide and lithium hydroxide, and other pH buffering agents, antioxidants, fungicides, viscosity modifiers, conductive agents, ultraviolet absorbers, chelating agents, etc. Can be added.
前記処理液としては、インク中の顔料を凝集させる成分を含むものであれば構わない。具体的には、例えば、アニオン性基を有する顔料を含有するインクに対しては、処理液中に電解質又はカチオン性化合物等を含有させても構わない。本発明において有効に用いられる電解質としては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオン及び、アルミニウムイオン、バリウムイオン、カルシウムイオン、銅イオン、鉄イオン、マグネシウムイオン、マンガンイオン、ニッケルイオン、スズイオン、チタンイオン、亜鉛イオン等の多価金属イオンと、塩酸、臭酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸、チオシアン酸、及び、酢酸、蓚酸、乳酸、フマル酸、フマル酸、クエン酸、サリチル酸、安息香酸等の有機カルボン酸及び、有機スルホン酸の塩等が挙げられる。 Any treatment liquid may be used as long as it contains a component that aggregates the pigment in the ink. Specifically, for example, for an ink containing a pigment having an anionic group, an electrolyte or a cationic compound may be contained in the treatment liquid. Examples of the electrolyte that can be effectively used in the present invention include alkali metal ions such as lithium ions, sodium ions, and potassium ions, and aluminum ions, barium ions, calcium ions, copper ions, iron ions, magnesium ions, manganese ions, nickel ions, Multivalent metal ions such as tin ion, titanium ion, zinc ion, hydrochloric acid, odorous acid, hydroiodic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, thiocyanic acid, and acetic acid, oxalic acid, lactic acid, fumaric acid, fumaric acid, citric acid Examples thereof include organic carboxylic acids such as acids, salicylic acid and benzoic acid, and salts of organic sulfonic acids.
具体例としては、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、硫酸ナトリウム、硝酸カリウム、酢酸ナトリウム、蓚酸カリウム、クエン酸ナトリウム、安息香酸カリウム等のアルカリ金属類の塩、及び、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸ナトリウムアルミニウム、硫酸カリウムアルミニウム、酢酸アルミニウム、塩化バリウム、臭化バリウム、ヨウ化バリウム、酸化バリウム、硝酸バリウム、チオアン酸バリウム、塩化カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、リン酸二水素カルシウム、チオシアン酸カルシウム、安息香酸カルシウム、酢酸カルシウム、サリチル酸カルシウム、酒石酸カルシウム、乳酸カルシウム、フマル酸カルシウム、クエン酸カルシウム、塩化銅、臭化銅、硫酸銅、硝酸銅、酢酸銅、塩化鉄、臭化鉄、ヨウ化鉄、硫酸鉄、硝酸鉄、蓚酸鉄、乳酸鉄、フマル酸鉄、クエン酸鉄、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、塩化マンガン、硫酸マンガン、硝酸マンガン、リン酸二水素マンガン、酢酸マンガン、サリチル酸マンガン、安息香酸マンガン、乳酸マンガン、塩化ニッケル、臭化ニッケル、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、酢酸ニッケル、硫酸スズ、塩化チタン、塩化亜鉛、臭化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、チオシアン酸亜鉛、酢酸亜鉛等の多価金属類の塩等が挙げられる。 Specific examples include lithium chloride, sodium chloride, potassium chloride, sodium bromide, potassium bromide, sodium iodide, potassium iodide, sodium sulfate, potassium nitrate, sodium acetate, potassium oxalate, sodium citrate, potassium benzoate and the like. Alkali metal salts and aluminum chloride, aluminum bromide, aluminum sulfate, aluminum nitrate, sodium aluminum sulfate, potassium aluminum sulfate, aluminum acetate, barium chloride, barium bromide, barium iodide, barium oxide, barium nitrate, thioan Barium acid, calcium chloride, calcium bromide, calcium iodide, calcium nitrite, calcium nitrate, calcium dihydrogen phosphate, calcium thiocyanate, calcium benzoate, calcium acetate, calcium salicylate Cium, calcium tartrate, calcium lactate, calcium fumarate, calcium citrate, copper chloride, copper bromide, copper sulfate, copper nitrate, copper acetate, iron chloride, iron bromide, iron iodide, iron sulfate, iron nitrate, oxalic acid Iron, iron lactate, iron fumarate, iron citrate, magnesium chloride, magnesium bromide, magnesium iodide, magnesium sulfate, magnesium nitrate, magnesium acetate, magnesium lactate, manganese chloride, manganese sulfate, manganese nitrate, manganese dihydrogen phosphate , Manganese acetate, manganese salicylate, manganese benzoate, manganese lactate, nickel chloride, nickel bromide, nickel sulfate, nickel nitrate, nickel acetate, tin sulfate, titanium chloride, zinc chloride, zinc bromide, zinc sulfate, zinc nitrate, thiocyanate Examples thereof include salts of polyvalent metals such as zinc acid and zinc acetate.
一方、カチオン性化合物としては、1級、2級、3級及び4級アミン及びそれらの塩等が挙げられる。具体例としては、テトラアルキルアンモニウム塩、アルキルアミン塩、ベンザルコニウム塩、アルキルピリジウム塩、イミダゾリウム塩、ポリアミン等が挙げられ、例えば、イソプロピルアミン、イソブチルアミン、t−ブチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、ノニルアミン、ジプロピルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルプロピルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、ジエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、ジヒドロキシエチルステアリルアミン、2−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライド、ステアラミドメチルピリジウムクロライド、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体、ジアリルアミン重合体、モノアリルアミン重合体等が挙げられる。 On the other hand, examples of the cationic compound include primary, secondary, tertiary and quaternary amines and salts thereof. Specific examples include tetraalkylammonium salts, alkylamine salts, benzalkonium salts, alkylpyridium salts, imidazolium salts, polyamines, etc., for example, isopropylamine, isobutylamine, t-butylamine, 2-ethylhexylamine. , Nonylamine, dipropylamine, diethylamine, trimethylamine, triethylamine, dimethylpropylamine, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, tetraethylenepentamine, diethanolamine, diethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium Bromide, dihydroxyethyl stearylamine, 2-heptadecenyl-hydroxyethyl Imidazoline, lauryl dimethyl benzyl ammonium chloride, cetyl pyridinium chloride, stearamide methyl pyridinium chloride, diallyldimethylammonium chloride polymers, diallylamine polymers include monoallylamine polymer and the like.
好ましい電解質としては、硫酸アルミニウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、硫酸スズ、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、酢酸亜鉛、硝酸アルミニウム、モノアリルアミン重合体、ジアリルアミン重合体、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体等が挙げられる。 Preferred electrolytes include aluminum sulfate, calcium chloride, calcium nitrate, calcium acetate, magnesium chloride, magnesium nitrate, magnesium sulfate, magnesium acetate, tin sulfate, zinc chloride, zinc nitrate, zinc sulfate, zinc acetate, aluminum nitrate, monoallylamine heavy Examples thereof include a polymer, a diallylamine polymer, and a diallyldimethylammonium chloride polymer.
一方、表面にカチオン性基を有する顔料を含有するインクに対しては、処理液中にアニオン性化合物等を含有させても構わない。本発明において有効に用いられるアニオン化合物としては、有機カルボン酸又は有機スルホン酸、及びそれらの塩等が挙げられる。具体的には、有機カルボン酸としては、酢酸、蓚酸、乳酸、フマル酸、クエン酸、サリチル酸、安息香酸等が挙げられ、これらの基本構造を複数個有するオリゴマー、ポリマーでも構わない。また、有機スルホン酸としては、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸等の化合物が挙げられ、これら基本構造を複数有するオリゴマー、ポリマーでも構わない。 On the other hand, for an ink containing a pigment having a cationic group on the surface, an anionic compound or the like may be contained in the treatment liquid. Examples of the anion compound that can be effectively used in the present invention include organic carboxylic acids or organic sulfonic acids, and salts thereof. Specifically, examples of the organic carboxylic acid include acetic acid, succinic acid, lactic acid, fumaric acid, citric acid, salicylic acid, benzoic acid, and the like, and an oligomer or polymer having a plurality of these basic structures may be used. Examples of the organic sulfonic acid include compounds such as benzene sulfonic acid and toluene sulfonic acid, and oligomers and polymers having a plurality of these basic structures may be used.
処理液には、上記化合物を単独で使用しても、あるいは2種類以上を混合して使用しても構わない。また、処理液中の上記化合物含有量としては、0.1〜15質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量%で使用される。
処理液には、インクと同様に界面活性剤を含ましても構わない。この界面活性剤については、上述したものと同様なものが挙げられる。
In the treatment liquid, the above compounds may be used alone or in combination of two or more. Moreover, as said compound content in a process liquid, 0.1-15 mass% is preferable, More preferably, it is used at 0.5-10 mass%.
The treatment liquid may contain a surfactant in the same manner as the ink. About this surfactant, the thing similar to what was mentioned above is mentioned.
本発明のインクジェット記録装置は、通常、非印字時に、吐出性等の維持・回復等のために記録ヘッドをメンテナンスするメンテナンスユニットを備えていてもよい。このメンテナンスユニットとしては、記録ヘッドからダミージェットによる吐出や、ポンプ等を利用した吸引によって排出される印字用液体を、内面部に受け止めて回収するキャップを少なくとも有していることが一般的である。 The ink jet recording apparatus of the present invention may be provided with a maintenance unit for maintaining the recording head in order to maintain / recover the discharge property or the like at the time of non-printing. The maintenance unit generally has at least a cap that receives and collects the printing liquid discharged from the recording head by discharge with a dummy jet or suction using a pump or the like on the inner surface. .
また、高速化の観点からは、記録媒体の搬送速度は速ければ速いほどよいが、速過ぎる場合には、ノズル面に対して発生する気流の流れもより速くなり、ミストが飛散しやすくなる。しかし、本発明によれば、上述したワンパス方式のインクジェット記録装置においても、記録ヘッドの下流側に触媒分解手段を備えたミスト回収手段が設けられているため、記録媒体の搬送速度を大きくしても、ミストの飛散を抑制することができる。それゆえ、記録媒体の搬送速度が、100mm/s以上の高速領域においても、ミストの飛散を抑制し、画像の劣化や装置内の汚染を抑制することができる。 Further, from the viewpoint of speeding up, the higher the recording medium conveyance speed is, the better. However, when the recording medium speed is too high, the flow of airflow generated on the nozzle surface becomes faster and mist is likely to be scattered. However, according to the present invention, the above-described one-pass inkjet recording apparatus is also provided with the mist collecting means provided with the catalyst decomposing means on the downstream side of the recording head. Also, it is possible to suppress mist scattering. Therefore, even in a high speed region where the recording medium is transported at a speed of 100 mm / s or higher, mist scattering can be suppressed, and image degradation and contamination in the apparatus can be suppressed.
さらに、高画質化(高精細化)の観点からは、記録ヘッドから吐出される前記印字用液体の1ドロップ当たりの液体量は少ない方がより好ましい。しかし、吐出される液滴が小さくなると、発生するミストもより微細化することが予想される。この場合、ミストの滞留性が向上するため、ミストが飛散しやすくなる。
しかし、上述した本発明のインクジェット記録装置においては、記録ヘッドの下流側に触媒分解手段を備えたミスト回収手段が設けられているため、1ドロップ当たりの液体量を少なくしても、ミストの飛散を抑制することができる。それゆえ、1ドロップ当たりの液体量が、高画質化に適した10pl以下であっても、ミストの飛散を抑制し、画像の劣化や装置内の汚染を抑制することができる。
Furthermore, from the viewpoint of high image quality (high definition), it is more preferable that the amount of liquid per drop of the printing liquid ejected from the recording head is small. However, when the ejected droplets become smaller, the generated mist is expected to become finer. In this case, the mist staying property is improved, so that the mist is easily scattered.
However, in the above-described ink jet recording apparatus of the present invention, since the mist collecting means including the catalyst decomposing means is provided on the downstream side of the recording head, the mist is scattered even if the amount of liquid per drop is reduced. Can be suppressed. Therefore, even when the amount of liquid per drop is 10 pl or less, which is suitable for high image quality, it is possible to suppress mist scattering and to suppress image degradation and contamination in the apparatus.
なお、本実施形態においては、インクジェット方式のインクジェットプリンタについて説明したが、インクジェット方式においてはサーマルインクジェット方式、ピエゾ式インクジェット、連続流型インクジェット、静電吸引型インクジェット等、方式に限定されない。
さらに、使用するインクも水性インク、油性インク、常温で固形のいわゆるソリッドインク、溶剤インク等いずれも適用可能である。インク中の色材も顔料・染料を問わない。
In the present embodiment, the ink jet type ink jet printer has been described. However, the ink jet method is not limited to a thermal ink jet method, a piezo ink jet method, a continuous flow ink jet method, an electrostatic suction ink jet method, or the like.
Furthermore, the ink to be used may be any of water-based ink, oil-based ink, so-called solid ink solid at room temperature, solvent ink, and the like. The coloring material in the ink may be any pigment or dye.
以下、本発明について実施例により具体的に説明する。
<インクジェット用インクセットの作製>
所定の組成となるように着色剤溶液、水溶性有機溶媒、界面活性剤、イオン交換水等を適量加え、混合液を、混合、攪拌した。得られた液体を、5μmフィルターを通過させることにより、所望の各液体を得た。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
<Preparation of inkjet ink set>
Appropriate amounts of a colorant solution, a water-soluble organic solvent, a surfactant, ion-exchanged water, and the like were added to obtain a predetermined composition, and the mixed solution was mixed and stirred. The obtained liquid was passed through a 5 μm filter to obtain each desired liquid.
(インクジェット用インクセット1)
−インク1(黒色インク)−
・Cabojet−300(カルボン酸基/キャボット社製) 4質量%
・スチレン−アクリル酸共重合体(酸価100/中和度95%) 1質量%
・ジエチレングリコール 15質量%
・チオジグリコール 2.5質量%
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル 2.5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 0.2質量%
・イオン交換水 残部
(Inkjet ink set 1)
-Ink 1 (black ink)-
・ Cabojet-300 (carboxylic acid group / Cabot) 4% by mass
Styrene-acrylic acid copolymer (acid value 100 / neutralization degree 95%) 1% by mass
・ Diethylene glycol 15% by mass
・ Thiodiglycol 2.5% by mass
・ Diethylene glycol monobutyl ether 2.5% by mass
・ Acetylene glycol ethylene oxide adduct 0.2% by mass
・ Ion exchange water balance
−インク2(シアン色インク)
・C.I.Pigment Blue 15:3(スルホン酸基) 4質量%
・ジエチレングリコール 20質量%
・プロピレングリコール 2.5質量%
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル 2.5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 1質量%
・フランカルボン酸 1質量%
・水酸化ナトリウム 0.2質量%
・イオン交換水 残部
-Ink 2 (cyan ink)
・ C. I. Pigment Blue 15: 3 (sulfonic acid group) 4% by mass
・ Diethylene glycol 20% by mass
・ Propylene glycol 2.5% by mass
・ Diethylene glycol monobutyl ether 2.5% by mass
・ Acetylene glycol ethylene oxide adduct 1% by mass
-Furancarboxylic acid 1% by mass
・ Sodium hydroxide 0.2% by mass
・ Ion exchange water balance
−インク3(マゼンタ色インク)
・C.I.Pigment Red 122(スルホン酸基) 4質量%
・ジエチレングリコール 15質量%
・トリエチレングリコール 5質量%
・スルフォラン 2.5質量%
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル 2.5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 1質量%
・イオン交換水 残部
-Ink 3 (magenta ink)
・ C. I. Pigment Red 122 (sulfonic acid group) 4% by mass
・ Diethylene glycol 15% by mass
・ Triethylene glycol 5% by mass
・ Sulfolane 2.5% by mass
・ Diethylene glycol monobutyl ether 2.5% by mass
・ Acetylene glycol ethylene oxide adduct 1% by mass
・ Ion exchange water balance
−インク4(イエロー色インク)
・C.I.Pigment Yellow 128(スルホン酸基)4質量%
・ジエチレングリコール 20質量%
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル 5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 1質量%
・イオン交換水 残部
-Ink 4 (yellow ink)
・ C. I. Pigment Yellow 128 (sulfonic acid group) 4% by mass
・ Diethylene glycol 20% by mass
・ Diethylene glycol monobutyl ether 5% by mass
・ Acetylene glycol ethylene oxide adduct 1% by mass
・ Ion exchange water balance
−処理液−
・ジエチレングリコール 25質量%
・硝酸マグネシウム6水和物 5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物 1質量%
・イオン交換水 残部
-Treatment liquid-
・ Diethylene glycol 25% by mass
・ Magnesium nitrate hexahydrate 5% by mass
・ Acetylene glycol ethylene oxide adduct 1% by mass
・ Ion exchange water balance
<印字条件>
印字は、記録ヘッドとして、1色あたり600dpi、4960ノズルのノズル面を5つ配列させた図1に示すようなフルラインヘッドを備えた評価用試作サーマルインクジェット記録装置を使用し、各々のヘッドに前述と同様の順で前記各インク1〜4、処理液を装填した。
<Printing conditions>
For printing, an evaluation prototype thermal ink jet recording apparatus having a full line head as shown in FIG. 1 in which five nozzle surfaces of 600 dpi and 4960 nozzles are arranged for each color is used as a recording head. The inks 1 to 4 and the treatment liquid were loaded in the same order as described above.
また、基材としてセラミックを用いた風車形状の酸化チタンコート捕集体(酸化チタン粒径:25nm、比表面積:150m2/g、バインダー樹脂:フッ素樹脂、酸化チタンコート量:50g/m2)を備えたミスト回収機構A(前記インクジェット記録装置の記録ヘッドの下流側に脱着可能)を用意した。一方、捕集体として酸化チタンをコートしていない以外は同様のミスト回収機構Bも用意した。また、これらのミスト回収手段の排気口にはエアー吸引のためのファンを設けた。このファンを駆動したときのミスト回収機構の吸引口での気流の流速は約20mm/secであった。 In addition, a windmill-shaped titanium oxide coat collector using a ceramic as a base material (titanium oxide particle size: 25 nm, specific surface area: 150 m 2 / g, binder resin: fluororesin, titanium oxide coat amount: 50 g / m 2 ) A provided mist collecting mechanism A (removable on the downstream side of the recording head of the ink jet recording apparatus) was prepared. On the other hand, a similar mist recovery mechanism B was also prepared except that titanium oxide was not coated as a collector. In addition, a fan for air suction was provided at the exhaust port of these mist collecting means. When this fan was driven, the airflow velocity at the suction port of the mist collecting mechanism was about 20 mm / sec.
さらに、前記ミスト回収機構Aには光照射手段としてのブラックライトを、図4(B)のような捕集体の上方の位置に設置し、捕集体を光強度約1mJ/cm2・sで光照射できるようにした。なお、この光照射は装置の印字動作中にのみ行われるように設定した。 Further, the mist collecting mechanism A is provided with a black light as a light irradiation means at a position above the collecting body as shown in FIG. 4B, and the collecting body emits light with a light intensity of about 1 mJ / cm 2 · s. I was able to irradiate. The light irradiation was set to be performed only during the printing operation of the apparatus.
記録媒体としては、マルチエース紙(富士ゼロックス社製)等を用いた。なお、吐出量を約10pl、インク打ち込み量を約0.03ml/m2、画素形成のための処理液とインクとの質量比(処理液/インク)は1/2、印字はA4各色5%カバレッジパターンで印字速度(用紙搬送速度)を105mm/secとした。また、印字は一般環境下(温度:23±0.5 ℃、湿度:55±5%RH)で行った。 As a recording medium, multi-ace paper (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.) or the like was used. The discharge amount is about 10 pl, the ink shot amount is about 0.03 ml / m 2 , the mass ratio of the processing liquid to the ink for forming pixels (processing liquid / ink) is 1/2, and printing is 5% for each color of A4. In the coverage pattern, the printing speed (paper conveyance speed) was set to 105 mm / sec. Printing was performed under a general environment (temperature: 23 ± 0.5 ° C., humidity: 55 ± 5% RH).
<実施例、比較例>
上記印字条件の下、前記インクジェット記録装置を以下の3仕様として各々約60000枚まで印字テストを行った。
(1)ミスト回収機構Aを装着しファンを駆動させて印字(本発明の仕様)。
(2)ミスト回収機構Bを装着しファンを駆動させて印字。
(3)ミスト回収機構を装着しないで印字。
<Examples and comparative examples>
Under the above printing conditions, a printing test was conducted on up to about 60,000 sheets for each of the following three specifications of the inkjet recording apparatus.
(1) Printing is performed by mounting the mist collecting mechanism A and driving the fan (specifications of the present invention).
(2) Printing is performed by installing the mist collecting mechanism B and driving the fan.
(3) Printing without installing a mist collecting mechanism.
なお、各仕様の印字において、インクジェット記録装置のカバー裏面にインクジェット専用HGコート紙(富士ゼロックス社製)を貼り、1000枚プリントごとに光学濃度計(X−Rite社製、X−Rite540)で前記コート紙の光学濃度ODPVを測定した。そして、初期光学濃度ODIN(本例では0.1)からの変化を下記式(1)で表されるΔODにより調べた。
ΔOD=ODPV−ODIN ・・・ 式(1)
プリント枚数に対するΔODの変化をまとめて図5に示す。
In addition, in printing of each specification, an HG coated paper (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.) is applied to the back surface of the cover of the ink jet recording apparatus, and the optical density meter (manufactured by X-Rite, X-Rite 540) is used for every 1000 prints. The optical density OD PV of the coated paper was measured. Then, the change from the initial optical density OD IN (0.1 in this example) was examined by ΔOD represented by the following formula (1).
ΔOD = OD PV −OD IN (1)
Changes in ΔOD with respect to the number of printed sheets are collectively shown in FIG.
図5に示すように、従来のミスト回収機構がない場合(前記(3)の仕様)に対し、通常のミスト回収機構を設けた場合(前記(2)の仕様)には、初期のΔODの上昇は改善されるが高プリント枚数での上昇を抑えることができない。これに対し、本発明の触媒分解手段を備えたミスト回収機構(前記(1)の仕様)では高プリント枚数までΔODの上昇を抑えることができることがわかる。 As shown in FIG. 5, when there is no conventional mist collection mechanism (specification (3) above) and when a normal mist collection mechanism is provided (specification (2) above), the initial ΔOD The increase is improved, but the increase in the number of printed sheets cannot be suppressed. In contrast, it can be seen that the mist recovery mechanism (specification (1)) provided with the catalyst decomposing means of the present invention can suppress an increase in ΔOD up to a high number of printed sheets.
10 ヘッド
10a、10b、10c、10d、10e ノズル面
16 記録ヘッド本体部分
20 記録ヘッド
30、31 ロール
32 用紙搬送ベルト
40 記録媒体
50、60 ミスト回収手段
51、61 捕集体
52、62 ブラックライト(光照射手段)
53 吸引口
54 排気口
64 カバー
65 ファン(エアー吸引手段)
10 Head 10a, 10b, 10c, 10d, 10e Nozzle surface 16 Recording head main body portion 20 Recording head 30, 31 Roll 32 Paper transport belt 40 Recording medium 50, 60 Mist collection means 51, 61 Collection body 52, 62 Black light (light Irradiation means)
53 Suction port 54 Exhaust port 64 Cover 65 Fan (air suction means)
Claims (8)
前記記録媒体に着弾しなかったミストを回収するミスト回収手段と、該ミスト中の有機物成分を触媒により分解する触媒分解手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。 An inkjet recording apparatus that records an image on a recording medium by discharging at least ink droplets from a nozzle of a recording head,
An ink jet recording apparatus comprising: a mist collecting unit that collects mist that has not landed on the recording medium; and a catalyst decomposing unit that decomposes an organic component in the mist with a catalyst.
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