JP7187231B2 - Inkjet recording method and inkjet recording apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an inkjet recording method and an inkjet recording apparatus.
近年、インクジェット記録装置は、商業印刷分野やオフィス印刷分野で使用する機会が増えている。商業印刷分野やオフィス印刷分野においては、インクジェット記録装置の小型化が求められている。装置の小型化のため、記録ヘッドの吐出口面が重力方向に対して傾いて配置された記録ヘッドを用いることで、記録媒体の搬送距離を短くすることが検討されている(特許文献1参照)。さらに、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックなどの複数のインクに対応する複数の記録ヘッドを用いることが検討されている(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art In recent years, inkjet recording apparatuses are increasingly being used in the fields of commercial printing and office printing. In the fields of commercial printing and office printing, miniaturization of inkjet recording apparatuses is required. In order to reduce the size of the apparatus, it has been studied to shorten the conveying distance of the recording medium by using a recording head in which the ejection port surface of the recording head is arranged at an angle with respect to the direction of gravity (see Patent Document 1). ). Furthermore, the use of a plurality of printheads corresponding to a plurality of inks such as cyan, magenta, yellow, and black is being studied (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200013).
本発明者らは、装置の小型化のため、複数のインクに対応する複数の記録ヘッドを用いるのではなく、複数のインクを吐出するための複数の吐出口列を有する記録ヘッドを用いることとした。記録ヘッドの吐出口面が重力方向に対して傾くとともに、複数のインクを吐出するための複数の吐出口列を有する記録ヘッドを用いて、検討を行った。その結果、前記記録ヘッドからインクを吐出して、吐出口面に付着したインクをクリーニング部材により除去すると、その後に記録される画像に混色が生ずる場合があることが判明した。 In order to reduce the size of the apparatus, the present inventors have proposed using a print head having a plurality of ejection port arrays for ejecting a plurality of inks instead of using a plurality of print heads corresponding to a plurality of inks. did. Investigation was carried out using a print head having a plurality of ejection port arrays for ejecting a plurality of inks while the ejection port surface of the print head is inclined with respect to the direction of gravity. As a result, it has been found that when ink is ejected from the recording head and the ink adhering to the ejection port surface is removed by a cleaning member, color mixture may occur in the image to be recorded thereafter.
したがって、本発明の目的は、重力方向に対して傾くとともに、複数のインクを吐出するための複数の吐出口列を有する吐出口面に付着したインクをクリーニング部材により除去しても、画像の混色を抑制できるインクジェット記録方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、前記インクジェット記録方法を使用するインクジェット記録装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing mixed colors of an image even if ink adhering to an orifice surface inclined with respect to the direction of gravity and having a plurality of orifice arrays for ejecting a plurality of inks is removed by a cleaning member. An object of the present invention is to provide an ink jet recording method capable of suppressing the Another object of the present invention is to provide an inkjet recording apparatus using the inkjet recording method.
本発明は、顔料を含有する水性インクである第1インク及び第2インク;前記第1インクを吐出する第1吐出口列及び前記第2インクを吐出する第2吐出口列が重力方向において下から順に隣接して配置されるとともに、前記第1吐出口列及び前記第2吐出口列の少なくとも一部が記録媒体の搬送方向において重複するように配置された記録ヘッド;並びに、前記記録ヘッドの前記第1吐出口列及び前記第2吐出口列が形成された吐出口面をクリーニングするクリーニング部材;を具備するインクジェット記録装置を使用するインクジェット記録方法であって、前記吐出口面と重力方向のなす角が0°以上90°未満となるように配置された前記記録ヘッドから、前記水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録する記録工程、及び前記吐出口面を、クリーニングするクリーニング工程を有し、前記第2インクが、樹脂を含有するとともに、前記第2インク中の前記樹脂の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、0.5質量%以上10.0質量%以下であり、前記第2インク中の前記樹脂の含有量が、前記第1インク中の前記樹脂の含有量より大きいことを特徴とするインクジェット記録方法に関する。 In the present invention, a first ink and a second ink, which are water-based inks containing a pigment; a recording head arranged adjacent to each other in order from the top to the bottom, and arranged such that at least a part of the first ejection port array and the second ejection port array overlap in the conveying direction of the recording medium; An inkjet recording method using an inkjet recording apparatus comprising a cleaning member for cleaning an ejection port surface on which the first ejection port array and the second ejection port array are formed, wherein a recording step of recording an image on a recording medium by ejecting the water-based ink from the recording head arranged to form an angle of 0° or more and less than 90°; and a cleaning step of cleaning the ejection port surface. The second ink contains a resin, and the content (% by mass) of the resin in the second ink is 0.5% by mass or more and 10.0% by mass based on the total mass of the ink. % by mass or less, and the content of the resin in the second ink is higher than the content of the resin in the first ink.
また、本発明は、顔料を含有する水性インクである第1インク及び第2インク;前記第1インクを吐出する第1吐出口列及び前記第2インクを吐出する第2吐出口列が重力方向において下から順に隣接して配置されるとともに、前記第1吐出口列及び前記第2吐出口列の少なくとも一部が記録媒体の搬送方向において重複するように配置された記録ヘッド;並びに、前記記録ヘッドの前記第1吐出口列及び前記第2吐出口列が形成された吐出口面をクリーニングするクリーニング部材;を具備するインクジェット記録装置であって、前記吐出口面と重力方向のなす角が0°以上90°未満となるように配置された前記記録ヘッドから、前記水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録し、前記吐出口面を、クリーニングし、前記第2インクが、樹脂を含有するとともに、前記第2インク中の前記樹脂の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、0.5質量%以上10.0質量%以下であり、前記第2インク中の前記樹脂の含有量が、前記第1インク中の前記樹脂の含有量より大きいことを特徴とするインクジェット記録装置に関する。 Further, according to the present invention, a first ink and a second ink, which are water-based inks containing a pigment; a recording head arranged adjacent to the bottom in order from the bottom, and arranged so that at least a part of the first ejection port array and the second ejection port array overlap in the conveying direction of the recording medium; An inkjet recording apparatus comprising: a cleaning member for cleaning an ejection port surface of a head on which the first ejection port array and the second ejection port array are formed, wherein an angle between the ejection port surface and the direction of gravity is 0. The water-based ink is ejected from the recording head arranged so as to be at an angle of 90° or more to record an image on a recording medium, the ejection port surface is cleaned, and the second ink is a resin. and the content (% by mass) of the resin in the second ink is 0.5% by mass or more and 10.0% by mass or less based on the total mass of the ink, and The present invention relates to an inkjet recording apparatus, wherein the content of the resin is greater than the content of the resin in the first ink.
本発明によれば、重力方向に対して傾くとともに、複数のインクを吐出するための複数の吐出口列を有する吐出口面に付着したインクをクリーニング部材で除去しても、画像の混色を抑制できるインクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置を提供できる。 According to the present invention, even if the cleaning member removes the ink adhering to the ejection port surface having a plurality of ejection port arrays for ejecting a plurality of inks, the color mixture of the image is suppressed. It is possible to provide an inkjet recording method and an inkjet recording apparatus that can
以下、本発明の実施の形態について、詳細に述べる。本発明においては、以下、水性インクは、「インク」と記載することがある。各種の物性値は、特に断りのない限り、温度25℃における値である。「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」と記載した場合は、それぞれ「アクリル酸、メタクリル酸」、「アクリレート、メタクリレート」を表すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the present invention, hereinafter, water-based ink may be referred to as "ink". Various physical property values are values at a temperature of 25° C. unless otherwise specified. "(Meth)acrylic acid" and "(meth)acrylate" shall mean "acrylic acid, methacrylic acid" and "acrylate, methacrylate", respectively.
図1は、記録ヘッドの吐出口面と重力方向の関係を示す図であり、(a)は記録ヘッドの吐出口面と重力方向のなす角が90°である場合を示す図、(b)は前記なす角が約45°である場合を示す図、(c)は前記なす角が0°である場合を示す図である。図1中、θは、記録ヘッド8の吐出口面8aと重力方向(図1中、矢印G)のなす角を示している。一般的なインクジェット記録方法では、図1(a)に示す通り、記録ヘッドの吐出口面と重力方向のなす角が90°、つまり吐出口面が重力方向に対して略垂直である記録ヘッドからインクを吐出して、画像を記録する。しかし、本発明のインクジェット記録方法は、記録ヘッドの吐出口面と重力方向のなす角が0°以上90°未満、つまり吐出口面が重力方向に対して傾いて配置された記録ヘッドからインクを吐出して、画像を記録する。図1(c)に示す通り、記録ヘッドの吐出口面と重力方向のなす角が0°、つまり吐出口面が重力方向に対して略水平であってもよい。
1A and 1B are diagrams showing the relationship between the ejection port surface of the print head and the direction of gravity. FIG. is a diagram showing the case where the angle formed is approximately 45°, and (c) is a diagram showing the case where the formed angle is 0°. In FIG. 1, .theta. indicates the angle formed by the
重力方向に対して傾くとともに、複数のインクを吐出するための複数の吐出口列を有する吐出口面に付着したインクをクリーニング部材により除去して、画像を記録することを繰り返す場合、その後に記録される画像に混色が生ずることが判明した。その理由は以下の通りである。 When repeating image recording by removing ink adhering to an ejection port surface inclined with respect to the direction of gravity and having a plurality of ejection port arrays for ejecting a plurality of inks with a cleaning member, the recording is performed after that. It has been found that color mixing occurs in the resulting image. The reason is as follows.
画像を記録すると、主インク滴の他に、付随して発生する小さなインク滴(以下、「ミスト」と記載)が増え、ミストが吐出口の周囲に付着しやすい。そのため、次に吐出するインクが吐出口の周囲に付着したインクに引っ張られ、インクの吐出よれが生ずる場合がある。したがって、クリーニング部材を用いて、吐出口の周囲に付着したインクを除去する必要がある。 When an image is printed, small ink droplets (hereinafter referred to as "mist") generated accompanying the main ink droplets increase, and the mist tends to adhere to the periphery of the ejection port. Therefore, the ink to be ejected next may be pulled by the ink adhering to the periphery of the ejection port, and the ink may be ejected unevenly. Therefore, it is necessary to use a cleaning member to remove the ink adhering to the periphery of the ejection port.
インクが顔料を含有すると、吐出口の周囲に付着したミスト中の液体成分の蒸発に伴い、吐出口の周囲で顔料が凝集する。凝集した顔料を除去するために吐出口面をクリーニングすると、クリーニング部材により凝集した顔料があたかも研磨剤のようにして吐出口面を削るので、吐出口の周囲に凸凹が生じやすい。インクの吐出、及びクリーニングを繰り返すと、吐出口の周囲に凸凹がさらに生じやすくなるため、吐出口の周囲にインクが付着しやすくなる。 When the ink contains a pigment, the pigment agglomerates around the ejection port as the liquid component in the mist adhering around the ejection port evaporates. When the ejection port surface is cleaned to remove the aggregated pigment, the aggregated pigment scrapes the ejection port surface as if it were abrasive by the cleaning member, which tends to cause unevenness around the ejection port. When ink ejection and cleaning are repeated, unevenness is more likely to occur around the ejection port, and ink tends to adhere to the periphery of the ejection port.
吐出口の周囲にインクが付着しやすくなる現象は、吐出口面が重力方向に対して垂直である記録ヘッドからインクを吐出して画像を記録する通常のインクジェット記録方法でも生ずる現象である。その場合には、インクの混色は生じていなかった。インクの混色は、記録ヘッドの吐出口面が重力方向に対して傾いて配置された記録ヘッドを用いて画像を記録する場合に生ずる課題である。 The phenomenon that ink tends to adhere to the periphery of the ejection port also occurs in a normal ink jet recording method in which an image is recorded by ejecting ink from a recording head whose ejection port surface is perpendicular to the direction of gravity. In that case, no ink color mixing occurred. Color mixture of inks is a problem that occurs when an image is printed using a print head in which the ejection port surface of the print head is inclined with respect to the direction of gravity.
ここでは、一例として、図1(b)に示す通り、4つの吐出口列I~IVが形成された吐出口面を有する記録ヘッドの隣接する吐出口列I及びIIに着目して説明する。それぞれの吐出口列を形成する吐出口群は、記録媒体の搬送方向(図1(b)中、矢印A)と略直交して配置されている。記録媒体は、矢印Aの方向に搬送され、インクが吐出口列I及びIIの順で記録媒体に吐出される。 Here, as an example, as shown in FIG. 1B, description will be made focusing on adjacent ejection port arrays I and II of a print head having an ejection port surface on which four ejection port arrays I to IV are formed. The ejection port groups forming each ejection port array are arranged substantially perpendicular to the conveying direction of the recording medium (arrow A in FIG. 1B). The recording medium is conveyed in the direction of arrow A, and ink is ejected onto the recording medium in the order of ejection port arrays I and II.
記録ヘッドの吐出口面が重力方向に対して傾いて配置された記録ヘッドを用いて画像を記録すると、吐出口列IIを構成する吐出口の周囲において、吐出口列Iの方向に向かって付着したインクに、重力方向への力が加わる。これにより、吐出口列IIを構成する吐出口の周囲において、吐出口列Iの方向に向かってインクが溜まりやすい。画像を連続して記録すると、吐出口列IIを構成する吐出口の周囲において、吐出口列Iの方向に向かってインクがさらに溜まる。そして、吐出口列IIの吐出口に形成されていたインクのメニスカスが破壊されることで、インクが溢れ、吐出口列IIから吐出するインクが吐出口面を伝って垂れてしまい、吐出口列Iに入り込む。これにより、吐出口列Iから吐出するインクが混色し、記録される画像に混色が生ずる。 When an image is printed using a print head in which the ejection port surface of the print head is tilted with respect to the direction of gravity, the particles adhere toward the direction of the ejection port array I around the ejection ports forming the ejection port array II. A force in the direction of gravity is applied to the ink. As a result, ink tends to accumulate toward the direction of the ejection port array I around the ejection ports that constitute the ejection port array II. When images are printed continuously, ink further accumulates in the direction of the ejection opening array I around the ejection openings forming the ejection opening array II. Then, the meniscus of the ink formed at the ejection openings of the ejection opening array II is destroyed, the ink overflows, and the ink ejected from the ejection opening array II drips along the ejection opening surface. Enter I. As a result, the inks ejected from the ejection port array I are mixed in color, resulting in color mixture in the printed image.
さらに、記録媒体の搬送方向において、吐出口列I及び吐出口列IIの少なくとも一部が重複するように配置される記録ヘッドでは、吐出口列IIから吐出するインクが吐出口列Iに入り込みやすい。これにより、吐出口列Iから吐出するインクが混色し、記録される画像に混色が生ずる。 Furthermore, in a print head in which the ejection port array I and the ejection port array II are at least partially overlapped in the print medium conveying direction, the ink ejected from the ejection port array II tends to enter the ejection port array I. . As a result, the inks ejected from the ejection port array I are mixed in color, resulting in color mixture in the printed image.
本発明者らは、画像の混色を抑制するために、隣接する2つの吐出口列から吐出するインク中の樹脂量の関係に着目した。樹脂の含有量が大きいインクを吐出する吐出口列を重力方向において上に配置する場合、上の吐出口列の周囲に付着したミスト中の液体成分が蒸発しても、顔料の周りに樹脂が存在することとなる。そのため、顔料の凝集が抑制される。吐出口面をクリーニングしても、凝集した顔料による吐出口面の削れが生じにくいため、吐出口の周囲に凸凹が生じにくく、吐出口の周囲にインクが付着しにくい。これにより、重力方向において下の吐出口列にインクが入り込みにくいため、インクが混色しにくくなり、記録される画像の混色も抑制できる。一方、樹脂の含有量が小さいインクを吐出する吐出口列を重力方向において上に配置する場合、上の吐出口列の周囲に付着したミスト中の液体成分が蒸発すると、顔料の周りに樹脂が存在しにくい。そのため、顔料の凝集が促進される。吐出口面をクリーニングすると、凝集した顔料による吐出口面の削れが生じやすいため、吐出口の周囲に凸凹が生じやすく、吐出口の周囲にインクが付着しやすい。これにより、下の吐出口列にインクが入り込みやすいため、インクの混色がひどくなり、記録される画像の混色を抑制できない。つまり、樹脂の含有量が相対的に大きいインクを吐出する吐出口列が重力方向において上に位置することで、画像の混色を抑制できる。 In order to suppress color mixture in an image, the inventors paid attention to the relationship between the amount of resin in ink ejected from two adjacent ejection port arrays. When the ejection port array that ejects ink with a high resin content is arranged at the top in the direction of gravity, even if the liquid component in the mist adhering to the periphery of the upper ejection port array evaporates, the resin remains around the pigment. will exist. Therefore, aggregation of the pigment is suppressed. Even if the ejection port surface is cleaned, the ejection port surface is less likely to be scraped by the aggregated pigment, so that unevenness is less likely to occur around the ejection port, and ink is less likely to adhere to the periphery of the ejection port. As a result, ink is less likely to enter the lower ejection port array in the direction of gravity, so color mixing of ink is less likely to occur, and color mixing in a printed image can also be suppressed. On the other hand, when the ejection port array that ejects ink with a small resin content is arranged at the top in the direction of gravity, when the liquid component in the mist adhering to the periphery of the upper ejection port array evaporates, the resin surrounds the pigment. Hard to exist. Therefore, aggregation of the pigment is promoted. When the ejection port surface is cleaned, the aggregated pigment tends to scrape the ejection port surface, so that unevenness tends to occur around the ejection port, and ink tends to adhere to the periphery of the ejection port. As a result, since ink tends to enter the lower ejection port array, color mixing of ink becomes severe, and color mixing in a printed image cannot be suppressed. In other words, by locating the ejection port array that ejects ink having a relatively high resin content at the top in the direction of gravity, it is possible to suppress color mixture in the image.
<インクジェット記録方法>
本発明に用いる記録ヘッドは、第1インク及び第2インクを吐出する第1吐出口列及び第2吐出口列が重力方向において下から順に隣接して配置される。さらに、第2インク中の樹脂の含有量は、第1インク中の樹脂の含有量より大きい。記録ヘッドが複数の吐出口列(第3吐出口列や第4吐出口列)を有する場合でも、隣接するそれぞれの吐出口列から吐出されるインク中の樹脂の含有量の関係を満たすことが好ましい。これにより、画像の混色を抑制できる。
<Inkjet recording method>
In the recording head used in the present invention, the first ejection port array and the second ejection port array for ejecting the first ink and the second ink are arranged adjacent to each other in order from the bottom in the direction of gravity. Furthermore, the resin content in the second ink is greater than the resin content in the first ink. Even when the print head has a plurality of ejection port arrays (third ejection port array and fourth ejection port array), it is possible to satisfy the relationship of the resin content in the ink ejected from each of the adjacent ejection port arrays. preferable. As a result, color mixture in the image can be suppressed.
また、第1インク及び第2インクは、異なる色相であってもよいし、同一の色相であってもよい。第1インク及び第2インクが異なる色相であると、記録される画像の混色が目立ちやすいが、そのような場合でも、本発明の構成を採用することで、画像の混色を抑制できる。第1インク及び第2インクの色相は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどから選択できる。異なる色相である場合、第1インク及び第2インクは、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、及びイエローインクからなる群より選択される2種のインクの組み合わせであることが好ましい。同一の色相である場合、第1インク及び第2インクは、濃インク及び淡インクの関係となる。第1インク及び第2インクの組み合わせは、ブラックの色相を有する濃インク(ブラックインク)及びブラックの色相を有する淡インク(グレーインク)、シアンの色相を有する濃インク(シアンインク)及びシアンの色相を有する淡インク(ライトシアンインク)、並びにマゼンタの色相を有する濃インク(マゼンタインク)及びマゼンタの色相を有する淡インク(ライトマゼンタインク)からなる群より選択される1種の組み合わせであることが好ましい。 Also, the first ink and the second ink may have different hues or may have the same hue. If the first ink and the second ink have different hues, the color mixture in the recorded image is likely to be conspicuous. Even in such a case, the configuration of the present invention can suppress the color mixture in the image. The hue of the first ink and the second ink can be selected from black, cyan, magenta, yellow, and the like. In the case of different hues, the first ink and the second ink are preferably a combination of two inks selected from the group consisting of black ink, cyan ink, magenta ink, and yellow ink. When the hues are the same, the first ink and the second ink have a relationship of dark ink and light ink. The combination of the first ink and the second ink is a dark ink having a black hue (black ink), a light ink having a black hue (gray ink), a dark ink having a cyan hue (cyan ink), and a cyan hue. and a dark ink having a magenta hue (magenta ink) and a light ink having a magenta hue (light magenta ink). .
<インクジェット記録装置>
以下、図2~4において、X方向は水平方向、Y方向はインクジェット記録装置の奥行方向、Z方向は垂直方向をそれぞれ示す。
<Inkjet recording device>
2 to 4, the X direction indicates the horizontal direction, the Y direction indicates the depth direction of the inkjet recording apparatus, and the Z direction indicates the vertical direction.
図2は、記録ヘッドの一例を模式的に示す図であり、(a)は記録素子基板の模式図、(b)は記録ヘッドの斜視図である。記録ヘッドは、複数のインクを吐出する複数の吐出口列が形成された吐出口面を有する。なかでも、図2に示す通り、複数の吐出口列が配置された1つの記録素子基板を具備する記録ヘッドを用いることが好ましい。図2(a)は、Y方向に配列された4つの吐出口列(100a~100d)を有する記録素子基板H1110を示している。記録ヘッドの有する吐出口面は、吐出口列を有する記録素子基板H1110を具備している面である。記録素子基板は、複数の吐出口列を有していればよい。例えば、1つの記録素子基板が4つの吐出口列を有する場合、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラック(CMYK)などの4種のインクを4つの吐出口列からそれぞれ吐出する。 FIGS. 2A and 2B are diagrams schematically showing an example of a printhead, where FIG. 2A is a schematic diagram of a print element substrate, and FIG. 2B is a perspective view of the printhead. The print head has an ejection port surface on which a plurality of ejection port arrays for ejecting a plurality of inks are formed. In particular, as shown in FIG. 2, it is preferable to use a print head having one print element substrate on which a plurality of ejection port arrays are arranged. FIG. 2(a) shows a recording element substrate H1110 having four ejection port arrays (100a to 100d) arranged in the Y direction. The ejection port surface of the printhead is the surface on which the printing element substrate H1110 having the ejection port array is provided. The recording element substrate may have a plurality of ejection port arrays. For example, when one recording element substrate has four ejection port arrays, four types of ink such as cyan, magenta, yellow, and black (CMYK) are ejected from the four ejection port arrays.
あるインクを吐出する吐出口で構成される吐出口列と、別のインクを吐出する吐出口で構成される吐出口列の間の距離(mm)は、0.1mm以上1.5mm以下であることが好ましく、0.1mm以上1.0mm以下であることがより好ましい。前記距離は、0.3mm以上1.0mm以下であることがさらに好ましい。ここで、吐出口列の間の距離とは、あるインクを吐出する各吐出口の中心をつないだ直線と、別のインクを吐出する各吐出口の中心をつないだ直線との間の距離のことである。1種のインクを吐出する吐出口列が複数存在する場合の吐出口列の間の距離とは、X方向において最も近い距離にある、あるインクを吐出する吐出口で構成される吐出口列と、別のインクを吐出する吐出口で構成される吐出口列の間の距離のことである。 The distance (mm) between an ejection port array configured with ejection ports for ejecting a certain ink and an ejection port array configured with ejection ports for ejecting another ink is 0.1 mm or more and 1.5 mm or less. , and more preferably 0.1 mm or more and 1.0 mm or less. More preferably, the distance is 0.3 mm or more and 1.0 mm or less. Here, the distance between the ejection port arrays is the distance between a straight line connecting the centers of the ejection ports that eject a certain ink and a straight line connecting the centers of the ejection ports that eject another ink. That is. When there are a plurality of ejection port arrays that eject one type of ink, the distance between the ejection port arrays refers to the ejection port array that is the closest in the X direction and is composed of ejection ports that eject a certain ink. , is the distance between ejection port arrays composed of ejection ports for ejecting different inks.
吐出口列の間の距離が短いと、吐出口列を密に配置できるため、より高画質な画像を記録できるものの、吐出口から別の吐出口にインクが混色しやすいため、記録される画像の混色という課題が顕著に生ずる。そのような場合でも、本発明の構成を採用することで、画像の混色を抑制できる。 If the distance between the ejection port arrays is short, the ejection port arrays can be arranged densely, so that a higher quality image can be printed. The problem of color mixture occurs remarkably. Even in such a case, color mixture of an image can be suppressed by adopting the configuration of the present invention.
記録ヘッドの吐出口の中心を通る長径(μm)は、10μm以上50μm以下であることが好ましい。さらに、記録ヘッドから吐出するインク1滴あたりの吐出量(ng)は、8.0ng以下であることが好ましい。前記吐出量が8.0ngを超えると、インクの吐出の際にインクが溢れやすく、ミストも増えやすいため、吐出口の周囲においてインクがさらに付着しやすい。これにより、インクが混色しやすく、画像の混色が十分に抑制できない場合がある。前記吐出量(ng)は、2.0ng以上であることがより好ましい。 The long diameter (μm) passing through the center of the ejection port of the print head is preferably 10 μm or more and 50 μm or less. Furthermore, the ejection amount (ng) per ink droplet ejected from the print head is preferably 8.0 ng or less. If the ejection amount exceeds 8.0 ng, the ink tends to overflow when ejected, and the amount of mist tends to increase. As a result, the inks tend to mix colors, and the color mixing of the image may not be sufficiently suppressed. More preferably, the discharge amount (ng) is 2.0 ng or more.
図2(b)は、1つの記録素子基板H1110を具備する記録ヘッド8を示している。記録ヘッドは、1つの記録素子基板を具備してもよいし、複数の記録素子基板を具備していてもよい。複数の記録素子基板を具備する記録ヘッドを用いる場合、図2におけるY方向に沿って記録媒体の幅に相当する分だけ複数の記録素子基板が配列されている記録ヘッド、いわゆるラインヘッドを用いることが好ましい。複数の記録素子基板を具備する記録ヘッドを用いる場合、記録媒体の搬送方向において、吐出口が重複するように、複数の記録素子基板を配置させることが好ましい。これにより、記録素子基板の間のつなぎ部における黒スジや白抜けを抑制することができるものの、吐出口を重複させていることで、吐出口から別の吐出口にインクが混色しやすいため、記録される画像の混色という課題が顕著に生ずる。そのような場合でも、本発明の構成を採用することで、画像の混色を抑制できる。
FIG. 2B shows a
図3は、ラインヘッドの模式図であり、複数の吐出口列の配列方向において(a)は記録素子基板が千鳥状に配置(非隣接配置)されたラインヘッドの模式図、(b)は記録素子基板が直線状に配置(隣接配置)されたラインヘッドの模式図である。図3は、支持基板に、複数の記録素子基板H1110が配置されている。装置の小型化を図るべく、ラインヘッドの、図3におけるX方向の長さの増大を抑えるためには、複数の記録素子基板H1110が、第1吐出口列及び第2吐出口列の配列方向において、隣接して配置されるラインヘッドを用いることが好ましい。すなわち、複数の記録素子基板H1110が、直線状に配置されたラインヘッドを用いることが好ましい。さらに、記録素子基板の形状としては、平行四辺形、長方形、台形、その他形状が挙げられるが、平行四辺形であることが好ましい。 3A and 3B are schematic diagrams of a line head. FIG. 3A is a schematic diagram of a line head in which recording element substrates are arranged in a staggered manner (non-adjacent arrangement) in the arrangement direction of a plurality of ejection port rows, and FIG. 3B is a schematic diagram of a line head. 1 is a schematic diagram of a line head in which recording element substrates are linearly arranged (adjacently arranged); FIG. In FIG. 3, a plurality of recording element substrates H1110 are arranged on a support substrate. In order to reduce the size of the apparatus and suppress an increase in the length of the line head in the X direction in FIG. , it is preferable to use line heads arranged adjacently. That is, it is preferable to use a line head in which a plurality of recording element substrates H1110 are arranged linearly. Furthermore, the shape of the recording element substrate may be parallelogram, rectangle, trapezoid, or other shapes, but the parallelogram is preferable.
インクを吐出する方式としては、インクに力学的エネルギーを付与する方式や、インクに熱エネルギーを付与する方式などを挙げることができる。なかでも、インクを吐出する方式は、インクに熱エネルギーを付与する方式であることが好ましい。 Methods for ejecting ink include a method of applying mechanical energy to ink, a method of applying thermal energy to ink, and the like. Among them, the method of ejecting ink is preferably a method of applying thermal energy to the ink.
図4は、インクジェット記録装置の一例を模式的に示す図であり、(a)は装置全体の断面図、(b)は記録ヘッド周辺の拡大図である。図4に示す通り、装置の小型化のため、複数種のインクに対応する複数の記録ヘッドにより画像を記録するのではなく、複数種のインクを吐出できる1つの記録ヘッドにより画像を記録できるインクジェット記録装置を用いることが好ましい。インクを吐出して画像を記録する際には、図4に示す通り、記録ヘッド8の吐出口面8aと重力方向のなす角は、0°以上90°未満となり、重力方向に対して傾いた記録ヘッド8からインクを吐出して、画像を記録する。
4A and 4B are diagrams schematically showing an example of an inkjet recording apparatus, in which FIG. 4A is a cross-sectional view of the entire apparatus, and FIG. 4B is an enlarged view around the recording head. As shown in FIG. 4, in order to reduce the size of the apparatus, an inkjet printer that can record an image with a single recording head capable of ejecting multiple types of ink instead of recording images with multiple recording heads corresponding to multiple types of ink. A recording device is preferably used. When ink is ejected to record an image, as shown in FIG. 4, the angle formed by the
また、インクを吐出して画像を記録する際には、記録媒体Sと重力方向のなす角と、記録ヘッド8の吐出口面8aと重力方向のなす角との差は、±5°以下であることが好ましく、0°であることがさらに好ましい。すなわち、吐出口列Iを形成する吐出口と記録媒体Sの間の距離と、吐出口列IVを形成する吐出口と記録媒体Sの間の距離との差は、±1mm以下であることが好ましく、0mmであることがさらに好ましい。ここで、吐出口と記録媒体Sの間の距離は、吐出口の中心と、吐出口の中心から重力方向に線を延ばした場合のその線と記録媒体とが交差する位置との間の距離のことである。このように、画像を記録する際の記録媒体の搬送方向を上記の条件とすることで、X方向における記録媒体の搬送距離も短くなり、装置の小型化が可能である。X方向における記録媒体の搬送距離をより短くするために、記録ヘッドの吐出口面と重力方向のなす角は、10°以上80°以下であることが好ましく、30°以上60°以下であることがさらに好ましい。
When printing an image by ejecting ink, the difference between the angle between the recording medium S and the direction of gravity and the angle between the
記録ヘッド8の吐出口面8aは、プラテン9と対向している。図4において、プラテン9の平面は重力方向に対して約45°傾いており、記録ヘッド8の吐出口面8aも、プラテン9との距離が一定に維持されるように重力方向に対して約45°傾いている。インクジェット記録装置が記録動作をしていない場合、記録ヘッド8の吐出口面8aと重力方向とのなす角は、90°となる。
An
さらに、画像を記録する際の、記録媒体の搬送経路を説明する。図4(b)において、記録媒体Sは、第1ガイド10に案内され、用紙センサ11で記録媒体Sの先端位置が検知される。記録媒体Sは、第1搬送ローラ12とバネ付勢された拍車などで構成された第1ピンチローラ13とに挟持されながら、記録ヘッド8とプラテン9の間の記録領域Pに向けて搬送される。記録領域Pでは、記録ヘッド8の有する複数の吐出口列(I~IV)から記録媒体Sに向けてインクが吐出される。インクが付与される領域の記録媒体Sは、プラテン9によってその背面が支持されており、吐出口面8aと記録媒体Sの距離が一定に保たれている。インクが付与された後の記録媒体Sは、第2搬送ローラ14と第2ピンチローラ15とに挟持されながら、第2ガイド16に案内されて、搬送される。画像を記録する際の記録媒体の搬送方向は、図4(b)に示す方向と逆方向でもよいが、図4(b)に示す方向であることが好ましい。すなわち、記録媒体の搬送方向において上流側に配置されている第1吐出口列(吐出口列I)は、記録媒体の搬送方向において下流側に配置されている第2吐出口列(吐出口列II)よりも重力方向において下に配置することが好ましい。また、画像を記録する際の記録媒体の搬送方向は、吐出口列I~IVの配列方向と交差する方向であることが好ましい。
Further, the conveying path of the recording medium when recording an image will be described. In FIG. 4B, the recording medium S is guided by the
図5は、クリーニング装置の一例を模式的に示す断面図である。このクリーニング装置は、記録ヘッド8の吐出口面8aをクリーニングするための部材であるワイパーを具備する。ゴムなどの弾性部材で形成されるワイパー17がワイパーホルダ18に固定されており、ワイパーホルダ18は図の左右方向(記録ヘッドの有する吐出口列I~IVの配列方向と交差する方向)に移動可能である。図5に示す通り、記録ヘッドの有する吐出口列I~IVと交差する方向に吐出口面をクリーニングすると、記録ヘッドが重力方向に対して傾いているため、顔料による吐出口面の削れが重力方向に生じやすい。これにより、吐出口から別の吐出口にインクが混色しやすいため、記録される画像の混色という課題が顕著に生ずる。そのような場合でも、本発明の構成を採用することで、画像の混色を抑制できる。
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of a cleaning device. This cleaning device has a wiper which is a member for cleaning the
ホームポジションとは、画像を記録しない際に、記録ヘッドが待機している位置である。吐出口面8aをクリーニングする際には、記録ヘッド8をホームポジションに移動させた後、ワイパーホルダ18を図5中の矢印の方向に移動する。その際、ワイパー17は、記録ヘッド8の吐出口面8aとの摺接時に、大きく屈曲して側部が当接するようになっているものもあれば、小さく屈曲して先端部が当接するようになっているものもある。クリーニング装置としては、図5に示すように、ワイパーなどで吐出口面をワイピングする装置や、布や多孔質部材などを吐出口面に押し当ててクリーニングする装置なども用いることができる。なかでも、ワイパーなどで吐出口面をワイピングする装置を用いることが好ましい。このクリーニング動作は、吐出口面にインクが付着するような条件となった後には少なくとも行うことが好ましい。例えば、吐出口の目詰まりを解消するために行う吸引回復操作の後や画像を記録した後などのタイミングでクリーニング動作を行うことができる。
The home position is the position where the recording head stands by when no image is recorded. When cleaning the
インクの吐出量のばらつきを抑制するために、画像データにもとづくインクの吐出の前に、インクを予備加熱することが好ましい。この予備加熱は、インクを吐出するための記録素子近傍に存在する加熱素子による加熱である。インクを加熱することで、インクの粘度が下がりやすいため、吐出口から吐出するインクが吐出口面を伝って垂れやすく、インクが混色しやすい。これにより、記録される画像の混色という課題が顕著に生ずる。そのような場合でも、本発明の構成を採用することで、画像の混色を抑制できる。 In order to suppress variations in the ink ejection amount, it is preferable to preheat the ink before ejecting the ink based on the image data. This preheating is heating by a heating element present in the vicinity of the recording element for ejecting ink. Heating the ink tends to lower the viscosity of the ink, so that the ink ejected from the ejection port tends to drip along the ejection port surface, and the ink tends to mix colors. As a result, the problem of color mixture in the recorded image remarkably arises. Even in such a case, color mixture of an image can be suppressed by adopting the configuration of the present invention.
さらに、記録ヘッドの吐出口面は、撥水処理されていることが好ましい。これにより、吐出口の周囲に付着するインクと吐出口面の接触角が大きくなるため、インク滴が粒状になりやすい。そのため、吐出口面を伝って重力方向に垂れにくく、画像の混色をさらに抑制できる。 Furthermore, it is preferable that the ejection port surface of the recording head is water repellent. As a result, the contact angle between the ink adhering to the periphery of the ejection port and the ejection port surface becomes large, so that the ink droplets tend to be grainy. Therefore, it is difficult for the ink to drip along the ejection port surface in the direction of gravity, and color mixture in the image can be further suppressed.
吐出口面を撥水処理するための方法としては、撥水性材料をスプレーで塗布する方法や、真空蒸着やプラズマ重合により撥水性材料を付着させるという方法などを選択することができる。形成された吐出口面の撥水性は、その部材表面における水滴の接触角を測定することにより特定することができる。水の接触角が70度以上である場合は、撥水性を有するということができ、水の接触角が90度以上である場合が好ましい。なお、水との接触角は、純水(イオン交換水)を用い、一般的な接触角計を使用して測定することができる。このような接触角計としては、例えば、自動接触角測定機(CA-W、協和界面科学製)が挙げられる。 A method of applying a water-repellent material by spraying, a method of attaching a water-repellent material by vacuum deposition or plasma polymerization, or the like can be selected as a method for water-repellent treatment of the ejection port surface. The water repellency of the formed ejection port surface can be specified by measuring the contact angle of water droplets on the surface of the member. When the contact angle of water is 70 degrees or more, it can be said to have water repellency, and the case where the contact angle of water is 90 degrees or more is preferable. The contact angle with water can be measured using pure water (ion-exchanged water) using a general contact angle meter. Examples of such a contact angle meter include an automatic contact angle measuring machine (CA-W, manufactured by Kyowa Interface Science).
撥水性材料としては、例えば、フッ素樹脂系の化合物が好ましく用いられる。特に、フッ素樹脂系の化合物からなる一様な樹脂膜として撥水面が形成されていることが好ましく、この樹脂膜にはニッケルなどの金属が含まれないことが好ましい。フッ素樹脂系の化合物は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、環状構造を有するフッ素樹脂、などが挙げられる。具体的には、ポリフロンPTFE(ダイキン工業製)や、テフロン(登録商標)PTFE(デュポン製)、サイトップ(旭硝子製)などを挙げることができる。さらには、その他のフッ素原子を含有する樹脂、例えば、フッ素化エポキシ樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂、フッ素化ポリアミド樹脂、フッ素化アクリル樹脂、フッ素化ウレタン樹脂、フッ素化シロキサン樹脂及びそれらの変性樹脂なども用いることができる。また、撥水性材料として、珪素原子を含む化合物やシリコーン系樹脂を用いてもよい。 As the water-repellent material, for example, a fluororesin compound is preferably used. In particular, it is preferable that the water-repellent surface is formed as a uniform resin film made of a fluororesin compound, and it is preferable that this resin film does not contain a metal such as nickel. Examples of fluororesin compounds include polytetrafluoroethylene resins and fluororesins having a cyclic structure. Specifically, Polyflon PTFE (manufactured by Daikin Industries), Teflon (registered trademark) PTFE (manufactured by DuPont), Cytop (manufactured by Asahi Glass), and the like can be mentioned. Furthermore, other resins containing fluorine atoms, such as fluorinated epoxy resins, fluorinated polyimide resins, fluorinated polyamide resins, fluorinated acrylic resins, fluorinated urethane resins, fluorinated siloxane resins, modified resins thereof, etc. can be used. A compound containing a silicon atom or a silicone-based resin may also be used as the water-repellent material.
なかでも、高度な撥水性と耐久性が得られることから、撥水性材料として、フルオロアルキル基を有する加水分解性シラン化合物、及びカチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物の縮合物を用いることが好ましい。また、この縮合物を、紫外線などの活性エネルギー線の照射により硬化させた樹脂を用いてもよい。これらの加水分解性シラン化合物は、その分子構造中に加水分解性基を有する。加水分解性基としてはアルコキシ基を挙げることができる。また、カチオン重合性基としては環状エーテル基、環状ビニルエーテル基などを挙げることができる。 Among them, a condensate of a hydrolyzable silane compound having a fluoroalkyl group and a hydrolyzable silane compound having a cationically polymerizable group is used as the water-repellent material, since high water repellency and durability can be obtained. is preferred. A resin obtained by curing this condensate by irradiation with active energy rays such as ultraviolet rays may also be used. These hydrolyzable silane compounds have hydrolyzable groups in their molecular structures. An alkoxy group can be mentioned as a hydrolyzable group. Moreover, a cyclic ether group, a cyclic vinyl ether group, etc. can be mentioned as a cationic polymerizable group.
インクジェット記録装置は、インク中の色材を凝集させる反応剤を含有する反応液を記録媒体に付与する手段を備えてもよい。反応液を記録媒体に付与する手段としては、ローラなどで記録媒体に反応液を塗布する手段、インクジェット方式の記録ヘッドから反応液を吐出する手段などが挙げられる。本発明のインクジェット記録装置は、エネルギー線の照射手段を備える必要はない。 The inkjet recording apparatus may include means for applying a reaction liquid containing a reaction agent for aggregating the coloring material in the ink to the recording medium. Examples of means for applying the reaction liquid to the recording medium include means for applying the reaction liquid to the recording medium with a roller or the like, and means for ejecting the reaction liquid from an inkjet type recording head. The ink jet recording apparatus of the present invention does not need to be provided with an energy beam irradiation means.
<インク>
以下、本発明で用いるインクを構成する各成分について詳細に説明する。本発明で使用するインクは、エネルギー線の照射により重合するような化合物を含有しなくてもよい。
<Ink>
Each component constituting the ink used in the present invention will be described in detail below. The ink used in the present invention may not contain a compound that polymerizes upon exposure to energy rays.
(顔料)
インクは、顔料を含有する。インク中の顔料の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上15.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上11.0質量%以下であることがより好ましい。
(pigment)
The ink contains pigments. The content (% by mass) of the pigment in the ink is preferably 0.1% by mass or more and 15.0% by mass or less, and 1.0% by mass or more and 11.0% by mass or less based on the total mass of the ink. is more preferable.
顔料の分散方式としては、分散剤として樹脂を用いた樹脂分散顔料や、顔料の粒子表面に親水性基が結合している自己分散顔料などを用いることができる。また、顔料の粒子表面に樹脂を含む有機基を化学的に結合させた樹脂結合型顔料や、顔料の粒子の表面を樹脂などで被覆したマイクロカプセル顔料などを用いることができる。分散方法が異なる顔料を併用することも可能である。 As a method of dispersing the pigment, a resin-dispersed pigment using a resin as a dispersing agent, or a self-dispersing pigment having a hydrophilic group bonded to the particle surface of the pigment can be used. Further, a resin-bonded pigment in which an organic group containing a resin is chemically bonded to the surface of a pigment particle, or a microcapsule pigment in which the surface of a pigment particle is coated with a resin or the like can be used. Pigments with different dispersion methods can be used together.
顔料の具体例としては、カーボンブラック、酸化チタンなどの無機顔料;アゾ、フタロシアニン、キナクリドン、イソインドリノン、イミダゾロン、ジケトピロロピロール、ジオキサジンなどの有機顔料を挙げることができる。 Specific examples of pigments include inorganic pigments such as carbon black and titanium oxide; and organic pigments such as azo, phthalocyanine, quinacridone, isoindolinone, imidazolone, diketopyrrolopyrrole and dioxazine.
隣接する2つの吐出口列のうち、カーボンブラックを含有するインクを吐出する吐出口列は、重力方向において下に位置することが好ましい。カーボンブラックは、他の顔料と比べて、ストラクチャーが発達している。そのため、凝集したカーボンブラックが吐出口の周囲に付着すると、吐出口の周囲に凸凹が生じやすく、インクが付着しやすい。隣接する2つの吐出口列のうち、カーボンブラックを含有するインクを吐出する吐出口列を重力方向において上に配置すると、重力方向において下の吐出口列にインクが入り込み、インクの混色がひどくなるため、画像の混色を十分に抑制できない場合がある。そのため、隣接する2つの吐出口列のうち、カーボンブラックを含有するインクを吐出する吐出口列を重力方向において下に配置することで、たとえインクが吐出口面を伝って垂れても、別の吐出口列に入り込みにくい。これにより、インクが混色しにくく、画像の混色をさらに抑制できる。カーボンブラックを含有するインクを吐出する吐出口列は、重力方向において最も下に位置することがさらに好ましい。 Of the two adjacent ejection port arrays, the ejection port array that ejects the ink containing carbon black is preferably positioned lower in the direction of gravity. Carbon black has a well-developed structure compared to other pigments. Therefore, when agglomerated carbon black adheres to the periphery of the ejection port, unevenness is likely to occur around the ejection port, and ink tends to adhere. If the ejection port row that ejects the ink containing carbon black is arranged above the two adjacent ejection port rows in the direction of gravity, the ink enters the lower ejection port row in the direction of gravity, resulting in serious color mixing of the inks. Therefore, it may not be possible to sufficiently suppress color mixture in an image. Therefore, by arranging the ejection port array that ejects the ink containing carbon black at the bottom of the two adjacent ejection port arrays in the direction of gravity, even if the ink drips along the ejection port surface, another It is difficult to get into the outlet row. As a result, the inks are less likely to mix colors, and the color mixing of the image can be further suppressed. It is more preferable that the ejection port array for ejecting the ink containing carbon black is positioned at the bottom in the direction of gravity.
(樹脂)
各吐出口列(第1吐出口列~第4吐出口列)から吐出する複数のインクのうち、1種のインクは、樹脂を含有する。また、複数のインクのうち、各インクは、いずれも樹脂を含有することが好ましい。これにより、いずれの吐出口の周囲においても、顔料の凝集を抑制できるため、インクが混色しにくくなり、画像の混色をさらに抑制できる。
(resin)
Among the plurality of inks ejected from each ejection port array (first ejection port array to fourth ejection port array), one type of ink contains a resin. Moreover, it is preferable that each ink among the plurality of inks contains a resin. As a result, aggregation of the pigment can be suppressed around any of the ejection ports, so that the inks are less likely to mix, and the color mixing of the image can be further suppressed.
樹脂は、(i)顔料の分散状態を安定にする、すなわち樹脂分散剤やその補助として、(ii)記録される画像の各種特性を向上させる、などの理由でインクに添加することができる。樹脂の形態としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、及びこれらの組み合わせなどが挙げられる。また、樹脂は、水性媒体に水溶性樹脂として溶解した状態であってもよく、水性媒体中に樹脂粒子として分散した状態であってもよい。樹脂粒子は色材を内包するものである必要はない。なかでも、樹脂は、水溶性樹脂であることが好ましい。 The resin can be added to the ink for the following reasons: (i) it stabilizes the dispersed state of the pigment, i.e., it serves as a resin dispersant or its auxiliary, and (ii) it improves various characteristics of the recorded image. Forms of the resin include block copolymers, random copolymers, graft copolymers, combinations thereof, and the like. Moreover, the resin may be dissolved in the aqueous medium as a water-soluble resin, or may be dispersed as resin particles in the aqueous medium. The resin particles do not need to contain a coloring material. Among them, the resin is preferably a water-soluble resin.
本発明において樹脂が水溶性であることとは、その樹脂を酸価と当量のアルカリで中和した場合に、動的光散乱法により粒径を測定しうる粒子を形成しないものであることとする。樹脂が水溶性であるか否かについては、以下に示す方法にしたがって判断することができる。まず、酸価相当のアルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど)により中和された樹脂を含む液体(樹脂固形分:10質量%)を用意する。次いで、用意した液体を純水で10倍(体積基準)に希釈して試料溶液を調製する。そして、試料溶液中の樹脂の粒径を動的光散乱法により測定した場合に、粒径を有する粒子が測定されない場合に、その樹脂は水溶性であると判断することができる。この際の測定条件は、例えば、SetZero:30秒、測定回数:3回、測定時間:180秒、のように設定することができる。粒度分布測定装置としては、動的光散乱法による粒度分析計(例えば、UPA-EX150、日機装製)などを使用することができる。勿論、使用する粒度分布測定装置や測定条件などは上記に限られるものではない。 In the present invention, the resin being water-soluble means that when the resin is neutralized with an alkali equivalent to the acid value, it does not form particles whose particle size can be measured by a dynamic light scattering method. do. Whether or not the resin is water-soluble can be determined according to the method described below. First, a liquid (resin solid content: 10% by mass) containing a resin neutralized with an acid value equivalent alkali (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.) is prepared. Next, the prepared liquid is diluted 10-fold (by volume) with pure water to prepare a sample solution. Then, when the particle size of the resin in the sample solution is measured by the dynamic light scattering method, it can be determined that the resin is water-soluble if particles having a particle size are not measured. The measurement conditions at this time can be set to, for example, SetZero: 30 seconds, the number of measurements: 3, and the measurement time: 180 seconds. As a particle size distribution analyzer, a particle size analyzer using dynamic light scattering (for example, UPA-EX150, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) can be used. Of course, the particle size distribution measuring device and measurement conditions to be used are not limited to those described above.
樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂などが挙げられる。なかでも、樹脂は、アクリル樹脂が好ましい。 Examples of resins include acrylic resins, urethane resins, and olefin resins. Among them, the resin is preferably an acrylic resin.
アクリル樹脂としては、親水性ユニット及び疎水性ユニットを構成ユニットとして有するものが好ましい。なかでも、(メタ)アクリル酸に由来する親水性ユニットと、スチレン及びα-メチルスチレンの少なくとも一方のモノマーに由来する疎水性ユニットとを有する樹脂が好ましい。これらの樹脂は、顔料との相互作用が生じやすいため、顔料を分散させるための樹脂分散剤として好適に利用することができる。 The acrylic resin preferably has a hydrophilic unit and a hydrophobic unit as structural units. Among them, a resin having a hydrophilic unit derived from (meth)acrylic acid and a hydrophobic unit derived from at least one monomer of styrene and α-methylstyrene is preferred. Since these resins easily interact with pigments, they can be suitably used as resin dispersants for dispersing pigments.
親水性ユニットは、アニオン性基などの親水性基を有するユニットである。親水性ユニットは、例えば、親水性基を有する親水性モノマーを重合することで形成することができる。親水性基を有する親水性モノマーの具体例としては、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボン酸基を有する酸性モノマー、これらの酸性モノマーの無水物や塩などのアニオン性モノマーなどが挙げられる。酸性モノマーの塩を構成するカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、有機アンモニウムなどのイオンが挙げられる。疎水性ユニットは、アニオン性基などの親水性基を有しないユニットである。疎水性ユニットは、例えば、アニオン性基などの親水性基を有しない、疎水性モノマーを重合することで形成することができる。疎水性モノマーの具体例としては、スチレン、α-メチルスチレン、(メタ)アクリル酸ベンジルなどの芳香環を有するモノマー;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルなどの(メタ)アクリル酸エステル系モノマーなどが挙げられる。 A hydrophilic unit is a unit having a hydrophilic group such as an anionic group. A hydrophilic unit can be formed, for example, by polymerizing a hydrophilic monomer having a hydrophilic group. Specific examples of hydrophilic monomers having hydrophilic groups include acidic monomers having carboxylic acid groups such as (meth)acrylic acid, itaconic acid, maleic acid and fumaric acid, and anions such as anhydrides and salts of these acidic monomers. organic monomers, and the like. Examples of cations constituting salts of acidic monomers include ions such as lithium, sodium, potassium, ammonium and organic ammonium. A hydrophobic unit is a unit that does not have a hydrophilic group such as an anionic group. A hydrophobic unit can be formed, for example, by polymerizing a hydrophobic monomer that does not have a hydrophilic group such as an anionic group. Specific examples of hydrophobic monomers include monomers having an aromatic ring such as styrene, α-methylstyrene, and benzyl (meth)acrylate; methyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, (meth)acrylic acid 2 - (meth)acrylic acid ester monomers such as ethylhexyl.
ウレタン樹脂としては、例えば、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させて得ることができる。また、鎖延長剤をさらに反応させたものであってもよい。オレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。 The urethane resin can be obtained, for example, by reacting polyisocyanate and polyol. Moreover, what made the chain extension agent further react may be used. Examples of olefinic resins include polyethylene and polypropylene.
樹脂は、顔料を分散させるための樹脂分散剤として用いることが好ましい。樹脂が樹脂分散剤であるか否かについては、以下に示す方法にしたがって判断することができる。まず、インク中の固形分量が10質量%程度になるようにインクを濃縮又は希釈した液体を12,000rpmで1時間遠心分離する。これにより、顔料の分散に寄与しない樹脂などが液層に含まれるため、顔料を含む沈降成分を回収する。この際、顔料を含む沈降成分に主成分として含まれる樹脂が、顔料の分散に寄与する樹脂(樹脂分散剤)であり、液層に主成分として含まれる樹脂が、顔料の分散に寄与しない樹脂である。 The resin is preferably used as a resin dispersant for dispersing the pigment. Whether or not the resin is a resin dispersant can be determined according to the method shown below. First, a liquid obtained by concentrating or diluting the ink so that the solid content in the ink is about 10% by mass is centrifuged at 12,000 rpm for 1 hour. As a result, since the liquid layer contains resin and the like that do not contribute to the dispersion of the pigment, the sedimented component containing the pigment is recovered. At this time, the resin contained as a main component in the sedimentation component containing the pigment is a resin (resin dispersant) that contributes to the dispersion of the pigment, and the resin contained as a main component in the liquid layer is a resin that does not contribute to the dispersion of the pigment. is.
インク中の樹脂の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.5質量%以上10.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上8.0質量%以下であることがより好ましく、2.0質量%以上8.0質量%以下であることがさらに好ましい。樹脂として樹脂分散剤を用いる場合、色材の含有量(質量%)は、樹脂分散剤の含有量(質量%)に対する質量比率で、2.0倍以上10.0倍以下であることが好ましい。 The resin content (% by mass) in the ink is preferably 0.5% by mass or more and 10.0% by mass or less, and 0.5% by mass or more and 8.0% by mass or less, based on the total mass of the ink. More preferably, it is 2.0% by mass or more and 8.0% by mass or less. When a resin dispersant is used as the resin, the content (% by mass) of the coloring material is preferably 2.0 times or more and 10.0 times or less as a mass ratio with respect to the content (% by mass) of the resin dispersant. .
(第1水溶性有機溶剤)
インクは、比誘電率が20.0以上である第1水溶性有機溶剤を含有することが好ましい。顔料の凝集を抑制して、吐出口の周囲の凸凹を低減することで、吐出口の周囲にインクが溜まりにくくなり、吐出口面を伝ってインクが垂れにくい。これにより、インクの混色を抑制して、画像の混色をさらに抑制できる。第1水溶性有機溶剤の比誘電率は、40.0以上であることがより好ましく、45.0以下であることがさらに好ましい。第1水溶性有機溶剤の温度25℃における蒸気圧は、水よりも低いことが好ましい。
(First water-soluble organic solvent)
The ink preferably contains a first water-soluble organic solvent having a dielectric constant of 20.0 or higher. By suppressing aggregation of the pigment and reducing unevenness around the ejection port, ink is less likely to accumulate around the ejection port, and ink is less likely to drip along the ejection port surface. As a result, it is possible to suppress the color mixture of the inks and further suppress the color mixture of the image. The dielectric constant of the first water-soluble organic solvent is more preferably 40.0 or more, and even more preferably 45.0 or less. The vapor pressure of the first water-soluble organic solvent at a temperature of 25°C is preferably lower than that of water.
水溶性有機溶剤の比誘電率は、誘電率計(例えば、BI-870、BROOKHAVEN INSTRUMENTS CORPORATION製など)を用いて10kHzで測定することができる。温度25℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率は、50.0質量%水溶液の比誘電率を測定し、下記式(1)から算出することができる。 The dielectric constant of the water-soluble organic solvent can be measured at 10 kHz using a dielectric constant meter (eg, BI-870, manufactured by BROOKHAVEN INSTRUMENTS CORPORATION). The dielectric constant of a solid water-soluble organic solvent at a temperature of 25° C. can be calculated from the following formula (1) by measuring the dielectric constant of a 50.0% by mass aqueous solution.
εsol=2ε50%-εwater・・・(1)
εsol:温度25℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率
ε50%:温度25℃で固体の水溶性有機溶剤の50.0質量%水溶液の比誘電率
εwater:水の比誘電率
温度25℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率を50.0質量%水溶液の比誘電率から算出する理由は、以下に示す通りである。温度25℃で固体の水溶性有機溶剤のうち、インクの構成成分となりうるものには、50.0質量%を超える高濃度水溶液の調製が困難なものがある。一方、10.0質量%以下の低濃度水溶液では水の比誘電率が支配的となり、水溶性有機溶剤の確からしい(実効的な)比誘電率の値を得ることは困難である。そこで、本発明者らが検討を行ったところ、インクに用いる温度25℃で固体の水溶性有機溶剤のほとんどが、測定対象となる水溶液を調製可能であり、かつ、算出される比誘電率も本発明の効果と整合することが判明した。以上の理由により、本発明においては50.0質量%水溶液の比誘電率から、温度25℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率を算出して用いることとした。温度25℃で固体の水溶性有機溶剤であっても、水への溶解度が低く、50.0質量%水溶液を調製できないものについては、飽和濃度の水溶液を利用し、上記のεsolを算出する場合に準じて算出した比誘電率の値を便宜的に用いる。
ε sol =2ε 50% -ε water (1)
ε sol : Relative permittivity of water-soluble organic solvent solid at 25° C. ε 50% : Relative permittivity of 50.0 mass % aqueous solution of solid water-soluble organic solvent at temperature 25° C. ε water : Relative permittivity of water The reason for calculating the dielectric constant of a solid water-soluble organic solvent at a temperature of 25° C. from the dielectric constant of a 50.0 mass % aqueous solution is as follows. Among water-soluble organic solvents that are solid at a temperature of 25° C., there are those that are difficult to prepare as high-concentration aqueous solutions exceeding 50.0% by mass, among those that can be used as constituents of ink. On the other hand, in a low-concentration aqueous solution of 10.0% by mass or less, the relative dielectric constant of water becomes dominant, and it is difficult to obtain a probable (effective) value of the relative dielectric constant of the water-soluble organic solvent. Therefore, as a result of investigation by the present inventors, most of the water-soluble organic solvents that are solid at a temperature of 25 ° C. used for ink can prepare an aqueous solution to be measured, and the calculated dielectric constant is It has been found to be consistent with the effects of the present invention. For the above reasons, in the present invention, the dielectric constant of a solid water-soluble organic solvent at a temperature of 25° C. is calculated from the dielectric constant of a 50.0% by mass aqueous solution and used. Even if the water-soluble organic solvent is solid at a temperature of 25 ° C., the solubility in water is low, and for a solvent that cannot be prepared into a 50.0% by mass aqueous solution, an aqueous solution with a saturated concentration is used to calculate the above ε sol . The relative permittivity value calculated according to the case is used for convenience.
第1水溶性有機溶剤の具体例としては、メチルアルコール(33.1)、エチルアルコール(23.8)などの炭素数1以上4以下の1価アルコール類;1,2-プロパンジオール(28.8)、1,3-ブタンジオール(30.0)、1,4-ブタンジオール(31.1)、1,5-ペンタンジオール(27.0)、3-メチル-1,5-ペンタンジオール(23.9)などの2価アルコール類;1,2,6-ヘキサントリオール(28.5)、グリセリン(42.3)、トリメチロールプロパン(33.7)などの多価アルコール類;エチレングリコール(40.4)、ジエチレングリコール(31.7)、トリエチレングリコール(22.7)、テトラエチレングリコール(20.8)などのアルキレングリコール類;2-ピロリドン(28.8)、N-メチル-2-ピロリドン(32.0)、尿素(110.3)、エチレン尿素(49.7)、トリエタノールアミン(31.9)などの含窒素化合物類;ジメチルスルホキシド(48.9)などの含硫黄化合物類が挙げられる。 Specific examples of the first water-soluble organic solvent include monohydric alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as methyl alcohol (33.1) and ethyl alcohol (23.8); 1,2-propanediol (28. 8), 1,3-butanediol (30.0), 1,4-butanediol (31.1), 1,5-pentanediol (27.0), 3-methyl-1,5-pentanediol ( 23.9) and other dihydric alcohols; 1,2,6-hexanetriol (28.5), glycerin (42.3), trimethylolpropane (33.7) and other polyhydric alcohols; ethylene glycol ( 40.4), diethylene glycol (31.7), triethylene glycol (22.7), alkylene glycols such as tetraethylene glycol (20.8); 2-pyrrolidone (28.8), N-methyl-2- Nitrogen-containing compounds such as pyrrolidone (32.0), urea (110.3), ethylene urea (49.7), triethanolamine (31.9); sulfur-containing compounds such as dimethylsulfoxide (48.9) is mentioned.
第1水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、顔料の含有量(質量%)に対する質量比率(倍)で、1.5倍以上であることが好ましい。前記比率が1.5倍以上であると、顔料に対して第1水溶性有機溶剤が大きいため、顔料の凝集を抑制できる。吐出口面をクリーニングしても、顔料による吐出口面の削れが生じにくい。これにより、インクが混色しにくくなり、その後に記録される画像の混色をさらに抑制できる。前記比率は、10.0倍以下であることが好ましい。また、樹脂の含有量が大きいインク中の第1水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、樹脂の含有量が大きいインク中の顔料の含有量(質量%)に対する質量比率(倍)で、2.5倍以上であることが好ましい。前記比率が2.5倍以上であると、重力方向において上に配置された吐出口の周囲で、顔料の凝集をさらに抑制できる。これにより、インクが混色しにくくなり、その後に記録される画像の混色をさらに抑制できる。前記比率は、10.0倍以下であることが好ましい。 The content (% by mass) of the first water-soluble organic solvent is preferably at least 1.5 times the content (% by mass) of the pigment as a mass ratio (times). When the ratio is 1.5 times or more, the first water-soluble organic solvent is larger than the pigment, so aggregation of the pigment can be suppressed. Even if the ejection port surface is cleaned, the ejection port surface is less likely to be scraped by the pigment. This makes it difficult for the inks to mix, and further suppresses the color mixing of the image to be recorded thereafter. The ratio is preferably 10.0 times or less. In addition, the content (% by mass) of the first water-soluble organic solvent in the ink with a high resin content is the mass ratio (times) to the content (% by mass) of the pigment in the ink with a high resin content. , 2.5 times or more. When the ratio is 2.5 times or more, it is possible to further suppress the aggregation of the pigment around the ejection port located above in the direction of gravity. This makes it difficult for the inks to mix, and further suppresses the color mixing of the image to be recorded thereafter. The ratio is preferably 10.0 times or less.
樹脂の含有量が大きいインク中の、顔料の含有量に対する樹脂の含有量の質量比率は、樹脂の含有量が小さいインク中の、顔料の含有量に対する樹脂の含有量の質量比率より大きいことが好ましい。さらに、樹脂の含有量が大きいインク中の、顔料の含有量に対する第1水溶性有機溶剤の含有量の質量比率は、樹脂の含有量が小さいインク中の、顔料の含有量に対する第1水溶性有機溶剤の含有量の質量比率より大きいことが好ましい。 The mass ratio of the resin content to the pigment content in the ink with a high resin content is greater than the mass ratio of the resin content to the pigment content in the ink with a low resin content. preferable. Furthermore, the mass ratio of the content of the first water-soluble organic solvent to the content of the pigment in the ink having a high resin content is the first water-soluble organic solvent content to the content of the pigment in the ink having a low resin content. It is preferably larger than the mass ratio of the content of the organic solvent.
(水性媒体)
インクは、水、又は水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を含有させることができる。水としては、脱イオン水やイオン交換水を用いることが好ましい。水性インク中の水の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。
(aqueous medium)
The ink can contain water or an aqueous medium that is a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent. As water, it is preferable to use deionized water or ion-exchanged water. The water content (% by mass) in the water-based ink is preferably 50.0% by mass or more and 95.0% by mass or less based on the total mass of the ink.
水溶性有機溶剤としては、第1水溶性有機溶剤以外の水溶性有機溶剤(その他の水溶性有機溶剤)を併用することができる。その他の水溶性有機溶剤は、水溶性であれば特に制限はなく、アルコール類、グリコール類、グリコールエーテル類、及び含窒素化合物類などを用いることができる。また、その他の水溶性有機溶剤の1種又は2種以上をインクに含有させることができる。インク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、3.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。この含有量は、第1水溶性有機溶剤を含む値である。第1水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、水溶性有機溶剤の合計の含有量(質量%)に対する質量比率(倍)で、0.4倍以上1.0倍以下であることが好ましい。前記比率は、0.5倍以上1.0倍以下であることがより好ましく、0.5倍以上0.8倍以下であることがさらに好ましい。 As the water-soluble organic solvent, a water-soluble organic solvent other than the first water-soluble organic solvent (another water-soluble organic solvent) can be used in combination. Other water-soluble organic solvents are not particularly limited as long as they are water-soluble, and alcohols, glycols, glycol ethers, nitrogen-containing compounds, and the like can be used. In addition, one or more of other water-soluble organic solvents can be contained in the ink. The content (% by mass) of the water-soluble organic solvent in the ink is preferably 3.0% by mass or more and 50.0% by mass or less based on the total mass of the ink. This content is a value including the first water-soluble organic solvent. The content (mass%) of the first water-soluble organic solvent is a mass ratio (times) to the total content (mass%) of the water-soluble organic solvent, and is 0.4 times or more and 1.0 times or less. preferable. The ratio is more preferably 0.5 times or more and 1.0 times or less, and further preferably 0.5 times or more and 0.8 times or less.
水溶性有機溶剤の具体例としては、先に挙げた特定の水溶性有機溶剤も含めると、以下に示すものなどが挙げられる(括弧内の数値は、温度25℃における比誘電率を表す)。メチルアルコール(33.1)、エチルアルコール(23.8)、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール(18.3)、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコールなどの炭素数1以上4以下の1価アルコール類;1,2-プロパンジオール(28.8)、1,3-ブタンジオール(30.0)、1,4-ブタンジオール(31.1)、1,5-ペンタンジオール(27.0)、1,2-ヘキサンジオール(14.8)、1,6-ヘキサンジオール(7.1)、2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール(23.9)などの2価アルコール類;1,2,6-ヘキサントリオール(28.5)、グリセリン(42.3)、トリメチロールプロパン(33.7)、トリメチロールエタンなどの多価アルコール類;エチレングリコール(40.4)、ジエチレングリコール(31.7)、トリエチレングリコール(22.7)、テトラエチレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、チオジグリコールなどのアルキレングリコール類;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、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(9.8)などのグリコールエーテル類;数平均分子量600のポリエチレングリコール(11.5)、同1,000のポリエチレングリコール(4.6)、ポリプロピレングリコールなどの数平均分子量200以上1,000以下のポリアルキレングリコール類;2-ピロリドン(28.8)、N-メチル-2-ピロリドン(32.0)、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、N-メチルモルホリン、尿素(110.3)、エチレン尿素(49.7)、トリエタノールアミン(31.9)などの含窒素化合物類;ジメチルスルホキシド(48.9)、ビス(2-ヒドロキシエチルスルホン)などの含硫黄化合物類が挙げられる。インクに含有させる水溶性有機溶剤としては、比誘電率が3.0以上であることが好ましく、温度25℃での蒸気圧が水より低いことが好ましい。 Specific examples of water-soluble organic solvents include the following, including the specific water-soluble organic solvents mentioned above (the numbers in parentheses represent the dielectric constant at a temperature of 25°C). 1 to 4 carbon atoms such as methyl alcohol (33.1), ethyl alcohol (23.8), n-propyl alcohol, isopropyl alcohol (18.3), n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol The following monohydric alcohols; 1,2-propanediol (28.8), 1,3-butanediol (30.0), 1,4-butanediol (31.1), 1,5-pentanediol ( 27.0), 1,2-hexanediol (14.8), 1,6-hexanediol (7.1), 2-methyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol Dihydric alcohols such as (23.9); Polyhydric alcohols such as 1,2,6-hexanetriol (28.5), glycerin (42.3), trimethylolpropane (33.7), trimethylolethane Alkylene glycols such as ethylene glycol (40.4), diethylene glycol (31.7), triethylene glycol (22.7), tetraethylene glycol, butylene glycol, hexylene glycol, thiodiglycol; diethylene glycol monomethyl ether, Glycol ethers such as diethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether (9.8); .6) Polyalkylene glycols having a number average molecular weight of 200 or more and 1,000 or less such as polypropylene glycol; 2-pyrrolidone (28.8), N-methyl-2-pyrrolidone (32.0), 1,3-dimethyl -Nitrogen-containing compounds such as 2-imidazolidinone, N-methylmorpholine, urea (110.3), ethylene urea (49.7), triethanolamine (31.9); dimethyl sulfoxide (48.9), Sulfur-containing compounds such as bis(2-hydroxyethylsulfone) can be mentioned. The water-soluble organic solvent contained in the ink preferably has a dielectric constant of 3.0 or more and a vapor pressure lower than that of water at a temperature of 25°C.
(その他添加剤)
インクには、必要に応じて、界面活性剤、pH調整剤、消泡剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、キレート剤、及び樹脂などの種々の添加剤を含有させてもよい。なお、これらの添加剤は、一般的にインク中の含有量もかなり少なく、本発明の効果への影響も小さい。このため、本発明においては、これらの添加剤は「水溶性有機溶剤」に含めず、比誘電率を算出する対象としない。界面活性剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上5.0質量%以下であることが好ましく、0.2質量%以上3.0質量%以下であることがさらに好ましい。界面活性剤としては、ノニオン性界面活性剤を用いることが好ましい。
(Other additives)
Various additives such as surfactants, pH adjusters, antifoaming agents, rust inhibitors, antiseptics, antifungal agents, antioxidants, reduction inhibitors, chelating agents, and resins are added to the ink as necessary. agents may be included. These additives generally have a considerably low content in the ink and have little influence on the effects of the present invention. Therefore, in the present invention, these additives are not included in the "water-soluble organic solvent" and are not subject to the calculation of the dielectric constant. The surfactant content (% by mass) is preferably 0.1% by mass or more and 5.0% by mass or less, and 0.2% by mass or more and 3.0% by mass or less, based on the total mass of the ink. It is even more preferable to have A nonionic surfactant is preferably used as the surfactant.
(物性)
インクの混色を抑制するため、インクを吐出する際に、吐出口の周囲においてインクが付着しにくいことが重要となる。そこで、インクの発泡から吐出までに要する時間が数m秒であるので、精度よく測定可能であるごく短い寿命時間として、10m秒でのインクの動的表面張力に着目した。寿命時間10m秒でのインクの動的表面張力(mN/m)は、35mN/m以上であることが好ましい。
(physical properties)
In order to suppress color mixture of ink, it is important that the ink does not easily adhere around the ejection port when the ink is ejected. Therefore, since the time required from ink bubbling to ejection is several milliseconds, attention was focused on the dynamic surface tension of ink at 10 milliseconds as an extremely short life time that can be measured with high accuracy. The dynamic surface tension (mN/m) of the ink at a lifetime of 10 ms is preferably 35 mN/m or more.
前記動的表面張力が35mN/m未満であると、インクの表面にその表面積を小さくするような張力が働きにくく、インクを吐出すると、吐出口の周囲においてインクが付着しやすい。これにより、吐出口から吐出するインクが吐出口面を伝って垂れやすいため、インクが混色し、記録される画像の混色を十分に抑制できない場合がある。前記動的表面張力は、48mN/m以下であることが好ましい。 When the dynamic surface tension is less than 35 mN/m, the tension that reduces the surface area of the ink surface is less likely to act, and when the ink is ejected, the ink tends to adhere around the ejection port. As a result, the ink ejected from the ejection port tends to run down along the ejection port surface, resulting in color mixture of the inks, which may not sufficiently suppress the color mixture of the image to be printed. The dynamic surface tension is preferably 48 mN/m or less.
インクの動的表面張力は、最大泡圧法により測定する。この方法では、測定対象の液体中にプローブ(細管)を浸し、その先端部分から押し出された気泡を放出するのに必要な最大圧力を測定して、表面張力を求める。また、寿命時間とは、プローブの先端部分から気泡が形成される際の、気泡が離れた後に新しい表面が形成されてから最大泡圧時(気泡の曲率半径とプローブの先端部分の半径が等しくなったとき)までの時間を意味する。 The dynamic surface tension of ink is measured by the maximum bubble pressure method. In this method, a probe (capillary tube) is immersed in the liquid to be measured, and the surface tension is determined by measuring the maximum pressure required to release the bubble pushed out from the tip of the probe. In addition, the life time is the time when a bubble is formed from the tip of the probe, and the time when a new surface is formed after the bubble leaves and the maximum bubble pressure (the radius of curvature of the bubble and the radius of the tip of the probe are equal). means the time until
さらに、インクの静的表面張力(mN/m)は、30mN/m以上40mN/m以下であることが好ましい。インクの静的表面張力は、ウィルヘルミー法(プレート法)により測定する。表面張力の値は、界面活性剤の種類や量により適宜調整できる。 Furthermore, the static surface tension (mN/m) of the ink is preferably 30 mN/m or more and 40 mN/m or less. The static surface tension of ink is measured by the Wilhelmy method (plate method). The surface tension value can be appropriately adjusted depending on the type and amount of surfactant.
インクの温度25℃における粘度は、1.0mPa・s以上15.0mPa・s以下であることが好ましい。 The viscosity of the ink at a temperature of 25° C. is preferably 1.0 mPa·s or more and 15.0 mPa·s or less.
以下、実施例、比較例、及び参考例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。なお、成分量に関して「部」及び「%」と記載しているものは特に断らない限り質量基準である。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, comparative examples, and reference examples, but the present invention is not limited by the following examples as long as it does not exceed the scope of the invention. Note that "parts" and "%" regarding component amounts are based on mass unless otherwise specified.
(顔料分散液1)
水5.5gに濃塩酸5.0gを溶かした溶液に、温度5℃で、4-アミノ-1,2-ベンゼンジカルボン酸1.6gを加えた。温度10℃以下を維持するために、アイスバスで撹拌しながら、上記で得られた溶液に、水9.0gに亜硝酸ナトリウム1.8gを溶かした溶液を加えた。15分撹拌後、比表面積が220m2/gであり、DBP吸油量が105mL/100gであるカーボンブラック6.0gを加え、混合した。さらに、15分撹拌後、得られたスラリーをろ紙(標準用ろ紙No.2、アドバンテック製)でろ過し、カーボンブラックを十分に水洗し、温度110℃のオーブンで乾燥させた。得られたカーボンブラックに水を添加して、カーボンブラックの粒子表面に-C6H3-(COONa)2基が結合した自己分散顔料が水中に分散された状態の顔料分散液1(顔料の含有量が10.0%)を得た。その後、イオン交換法を用いて、顔料分散液のナトリウムイオンをカリウムイオンに置換した。
(Pigment dispersion liquid 1)
To a solution of 5.0 g of concentrated hydrochloric acid dissolved in 5.5 g of water was added 1.6 g of 4-amino-1,2-benzenedicarboxylic acid at a temperature of 5°C. A solution of 1.8 g of sodium nitrite dissolved in 9.0 g of water was added to the solution obtained above while stirring in an ice bath in order to maintain the temperature at 10° C. or lower. After stirring for 15 minutes, 6.0 g of carbon black having a specific surface area of 220 m 2 /g and a DBP oil absorption of 105 mL/100 g was added and mixed. After further stirring for 15 minutes, the resulting slurry was filtered through a filter paper (standard filter paper No. 2, manufactured by Advantech), the carbon black was thoroughly washed with water, and dried in an oven at a temperature of 110°C. Water was added to the obtained carbon black to prepare a pigment dispersion 1 (pigment dispersion liquid 1) in which a self-dispersing pigment having —C 6 H 3 —(COONa) 2 groups bonded to the carbon black particle surface was dispersed in water. content of 10.0%) was obtained. After that, using an ion exchange method, sodium ions in the pigment dispersion were replaced with potassium ions.
(顔料分散液2)
顔料12.0部、樹脂を含む液体24.0部、及びイオン交換水64.0部を混合した。顔料としてはC.I.ピグメントブルー15:3(Hostaperm Blue B2G、クラリアント製)を用いた。樹脂を含む液体としてはスチレン-アクリル酸共重合体(ジョンクリル680、BASF製)を、共重合体の酸価に対して0.85当量の水酸化カリウム水溶液で中和し、樹脂の含有量が20.0%である液体を用いた。この混合物を、粒径0.3mmのジルコニアビーズ85.0部を充填したバッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)を用いて、水で冷やしながら3時間分散した。その後、この分散液を遠心分離処理して粗大粒子を除去し、ポアサイズ3.0μmのセルロースアセテートフィルター(アドバンテック製)にて加圧ろ過を行った。前記の方法により、顔料が樹脂によって水中に分散された状態の顔料分散液2(顔料の含有量が10.0%、樹脂の含有量が4.0%)を得た。
(Pigment dispersion liquid 2)
12.0 parts of pigment, 24.0 parts of resin-containing liquid, and 64.0 parts of deionized water were mixed. As a pigment, C.I. I. Pigment Blue 15:3 (Hostaperm Blue B2G, manufactured by Clariant) was used. As a liquid containing resin, a styrene-acrylic acid copolymer (Joncryl 680, manufactured by BASF) is neutralized with an aqueous potassium hydroxide solution of 0.85 equivalent to the acid value of the copolymer, and the resin content is was 20.0%. This mixture was dispersed for 3 hours while being cooled with water using a batch-type vertical sand mill (manufactured by Imex) filled with 85.0 parts of zirconia beads having a particle size of 0.3 mm. Thereafter, this dispersion liquid was subjected to centrifugal separation to remove coarse particles, and pressure filtration was performed using a cellulose acetate filter (manufactured by Advantech) having a pore size of 3.0 μm. Pigment Dispersion 2 (pigment content: 10.0%, resin content: 4.0%) in which the pigment was dispersed in water by the resin was obtained by the above method.
(顔料分散液3)
顔料分散液2の調製において、顔料の種類をC.I.ピグメントレッド202及びC.I.ピグメントバイオレット19の固溶体(Cromophtal Jet Magenta 2BC、Ciba製)に変更した。それ以外は、顔料分散液2の調製と同様の手順で、顔料分散液3(顔料の含有量が10.0%、樹脂の含有量が4.0%)を得た。
(Pigment dispersion liquid 3)
In the preparation of Pigment Dispersion Liquid 2, the type of pigment was C.I. I. Pigment Red 202 and C.I. I. It was changed to a solid solution of Pigment Violet 19 (Cromophtal Jet Magenta 2BC, manufactured by Ciba). Pigment Dispersion 3 (pigment content: 10.0%, resin content: 4.0%) was obtained in the same manner as Pigment Dispersion 2 except for the above.
(顔料分散液4)
顔料分散液2の調製において、顔料の種類をC.I.ピグメントイエロー74(Hansa yellow 5GXB、クラリアント製)に変更した。それ以外は、顔料分散液2の調製と同様の手順で、顔料分散液4(顔料の含有量が10.0%、樹脂の含有量が4.0%)を得た。
(Pigment dispersion liquid 4)
In the preparation of Pigment Dispersion Liquid 2, the type of pigment was C.I. I. It was changed to Pigment Yellow 74 (Hansa yellow 5GXB, manufactured by Clariant). Pigment dispersion 4 (pigment content: 10.0%, resin content: 4.0%) was obtained in the same manner as pigment dispersion 2 except for the above.
(顔料分散液5)
顔料20.0g、処理剤1.6mmol、硝酸8.0mmol、及び水200.0mLを混合した。顔料としてはC.I.ピグメントブルー15:3(Hostaperm Blue B2G、クラリアント製)、処理剤としてはp-アミノフタル酸を用いた。シルヴァーソン混合機を用い、温度25℃、6,000rpm、30分の条件で混合した。得られた混合物に、少量の水に亜硝酸カリウム8.0mmolを溶解させた水溶液をゆっくり添加した。水溶液の添加により、混合物の温度は60℃に達した。温度60℃で、混合物を1時間反応させた。その後、1.0mol/Lの水酸化カリウム水溶液を用いて、混合物のpHを10に調製した。そして30分後、混合物に水20.0mLを加え、スペクトラムメンブランを用いて低分子物の除去、及び脱塩を行った。さらに、混合物を水で希釈し、自己分散顔料が含まれる顔料分散液5(顔料の含有量が10.0%)を得た。顔料分散液5には、粒子表面に-C6H3-(COOK)2基が結合している自己分散顔料が含まれていた。
(Pigment dispersion liquid 5)
20.0 g of pigment, 1.6 mmol of treating agent, 8.0 mmol of nitric acid, and 200.0 mL of water were mixed. As a pigment, C.I. I. Pigment Blue 15:3 (Hostaperm Blue B2G, manufactured by Clariant) was used, and p-aminophthalic acid was used as a treating agent. Mixing was performed using a Silverson mixer under conditions of a temperature of 25° C., 6,000 rpm, and 30 minutes. An aqueous solution of 8.0 mmol of potassium nitrite dissolved in a small amount of water was slowly added to the resulting mixture. The temperature of the mixture reached 60° C. with the addition of the aqueous solution. At a temperature of 60° C., the mixture was allowed to react for 1 hour. After that, the pH of the mixture was adjusted to 10 using a 1.0 mol/L potassium hydroxide aqueous solution. After 30 minutes, 20.0 mL of water was added to the mixture, and low-molecular substances were removed and desalted using a spectrum membrane. Further, the mixture was diluted with water to obtain a pigment dispersion 5 (pigment content: 10.0%) containing a self-dispersing pigment. Pigment Dispersion 5 contained a self-dispersing pigment with —C 6 H 3 —(COOK) 2 groups attached to the particle surface.
(顔料分散液6)
顔料分散液5の調製において、顔料の種類をC.I.ピグメントレッド202及びC.I.ピグメントバイオレット19の固溶体(Cromophtal Jet Magenta 2BC、Ciba製)に変更した。さらに、処理剤の量を4.0mmolに変更した。それ以外は、顔料分散液5の調製と同様の手順で、顔料分散液6(顔料の含有量が10.0%)を得た。顔料分散液6には、粒子表面に-C6H3-(COOK)2基が結合している自己分散顔料が含まれていた。
(Pigment dispersion liquid 6)
In the preparation of Pigment Dispersion Liquid 5, the type of pigment was C.I. I. Pigment Red 202 and C.I. I. It was changed to a solid solution of Pigment Violet 19 (Cromophtal Jet Magenta 2BC, manufactured by Ciba). Furthermore, the amount of the treating agent was changed to 4.0 mmol. Pigment Dispersion 6 (pigment content: 10.0%) was obtained in the same manner as Pigment Dispersion 5 except for the above.
<染料を含む液体>
C.I.ダイレクトブルー199を含有する染料を含む液体(染料の含有量が10.0%)を得た。
<Liquid containing dye>
C. I. A dye-containing liquid containing Direct Blue 199 (dye content 10.0%) was obtained.
<樹脂を含む液体の調製>
(樹脂1を含む液体)
撹拌装置、窒素導入管、還流冷却装置、及び温度計を備えた四つ口フラスコに、エチレングリコールモノブチルエーテル100.0部を加えた。撹拌しながら、窒素雰囲気下で温度110℃まで昇温した。このフラスコに、スチレン39.5部、メチルメタクリレート40.0部、アクリル酸20.5部を混合した液体、及び重合開始剤1.3部を3時間かけて、滴下した。ここで、使用した重合開始剤は、t-ブチルパーオキサイドである。その後、エージングを2時間行い、エチレングリコールモノブチルエーテルを減圧下で除去して、固形の樹脂1を得た。この固形の樹脂に、酸価と当量の水酸化カリウム、及び適量のイオン交換水を加えて、温度80℃で中和・溶解させて、樹脂1の含有量が20.0%である樹脂1を含む液体を得た。樹脂1は、アクリル樹脂であり、ランダム共重合体だった。
<Preparation of liquid containing resin>
(liquid containing resin 1)
100.0 parts of ethylene glycol monobutyl ether was added to a four-necked flask equipped with a stirrer, nitrogen inlet, reflux condenser, and thermometer. The temperature was raised to 110° C. under a nitrogen atmosphere while stirring. A liquid obtained by mixing 39.5 parts of styrene, 40.0 parts of methyl methacrylate, and 20.5 parts of acrylic acid, and 1.3 parts of a polymerization initiator were dropped into the flask over 3 hours. The polymerization initiator used here is t-butyl peroxide. After that, aging was performed for 2 hours, ethylene glycol monobutyl ether was removed under reduced pressure, and a solid resin 1 was obtained. Potassium hydroxide equivalent to the acid value and an appropriate amount of ion-exchanged water are added to this solid resin, neutralized and dissolved at a temperature of 80 ° C. Resin 1 whose content of Resin 1 is 20.0% A liquid containing Resin 1 was an acrylic resin and a random copolymer.
(樹脂2を含む液体)
数平均分子量が2,000であるポリプロプレングリコール31.6部をメチルエチルケトンに撹拌溶解した。次いでイソホロンジイソシアネート46.9部、及びジメチロールプロピオン酸21.5部を加え、温度75℃で1時間反応させて、プレポリマー溶液を得た。得られたプレポリマー溶液を温度60℃まで冷却して、水酸化カリウム水溶液を加え、酸基を中和した。その後、温度40℃まで冷却してイオン交換水を添加し、ホモミキサーで高速撹拌することで乳化した。乳化後、鎖延長剤2.1部を加え、鎖延長反応を温度30℃にて12時間行った。フーリエ変換型赤外分光光度計(FT-IR)によりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで、この溶液を加熱減圧下、メチルエチルケトンを留去し、樹脂2の含有量が20.0%である樹脂2を含む液体を得た。樹脂2は、ウレタン樹脂であり、ランダム共重合体だった。
(liquid containing resin 2)
31.6 parts of polypropylene glycol having a number average molecular weight of 2,000 was dissolved in methyl ethyl ketone with stirring. Then, 46.9 parts of isophorone diisocyanate and 21.5 parts of dimethylolpropionic acid were added and reacted at a temperature of 75° C. for 1 hour to obtain a prepolymer solution. The obtained prepolymer solution was cooled to a temperature of 60° C., and an aqueous potassium hydroxide solution was added to neutralize the acid groups. After that, the mixture was cooled to 40° C., ion-exchanged water was added, and emulsified by high-speed stirring with a homomixer. After emulsification, 2.1 parts of a chain extender was added, and a chain extension reaction was carried out at a temperature of 30°C for 12 hours. When the presence of isocyanate groups was no longer confirmed by a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR), the solution was heated under reduced pressure to remove methyl ethyl ketone, and the content of Resin 2 was 20.0%. A liquid containing resin 2 was obtained. Resin 2 was a urethane resin and a random copolymer.
(樹脂3を含む液体)
撹拌装置、窒素導入管、還流冷却装置、及び温度計を備えた四つ口フラスコに、エチレングリコールモノブチルエーテル100.0部を加えた。撹拌しながら、窒素雰囲気下で温度110℃まで昇温した。このフラスコに、スチレン80.0部、ポリエチレングリコール(20.0モル付加)アクリレート20.0部を混合した液体、及び重合開始剤1.3部を3時間かけて、滴下した。ここで、使用した重合開始剤は、t-ブチルパーオキサイドである。その後、エージングを2時間行い、エチレングリコールモノブチルエーテルを減圧下で除去して、固形の樹脂3を得た。この固形の樹脂に、適量のイオン交換水を加えて、温度80℃で溶解させて、樹脂3の含有量が20.0%である樹脂3を含む液体を得た。樹脂3は、ノニオン性の樹脂であり、ランダム共重合体だった。
(liquid containing resin 3)
100.0 parts of ethylene glycol monobutyl ether was added to a four-necked flask equipped with a stirrer, nitrogen inlet, reflux condenser, and thermometer. The temperature was raised to 110° C. under a nitrogen atmosphere while stirring. A liquid obtained by mixing 80.0 parts of styrene, 20.0 parts of polyethylene glycol (20.0 mol added) acrylate, and 1.3 parts of a polymerization initiator were dropped into the flask over 3 hours. The polymerization initiator used here is t-butyl peroxide. After that, aging was performed for 2 hours, ethylene glycol monobutyl ether was removed under reduced pressure, and a solid resin 3 was obtained. An appropriate amount of ion-exchanged water was added to this solid resin and dissolved at a temperature of 80° C. to obtain a liquid containing resin 3 in which the content of resin 3 was 20.0%. Resin 3 was a nonionic resin and a random copolymer.
(樹脂4を含む液体)
撹拌装置、窒素導入管、還流冷却装置、及び温度計を備えた四つ口フラスコを窒素置換した後、ジメチルホルムアミド100.0部、ペンタメチルジエチレントリアミン0.5部、スチレン5.2部、開始剤としてのクロロエチルベンゼン0.5ミリモルを加えた。撹拌しながら加熱し、温度80℃に達したところで、塩化銅(I)0.1部を加え重合を開始し、スチレンからなる疎水性ユニットを合成した。さらに、カラムクロマトグラフィーを用いてモニタリングしながら、トリメチルシリルアクリル酸4.3部を添加し重合させ、重合が完了したところで、さらにn-ブチルアクリレート2.6部を添加し重合させた。重合停止後、トリメチルシリルアクリル酸の有するカルボキシ基を、水酸化ナトリウム及びメタノール水溶液で加水分解させて、カルボン酸に変化させた。この溶液に、35.0%塩酸水溶液を2.8g加え、室温で10分撹拌し、ろ過した後、純粋で3回洗浄して固形の樹脂4を得た。得られた樹脂4をテトラヒドロフランで溶解させ、その溶液に樹脂のアニオン性基の中和率が80%となるように水酸化カリウムを加えた。さらに、適量のイオン交換水を加えて撹拌した後、減圧条件下でテトラヒドロフランを除去し、樹脂4の含有量が20.0%である樹脂4を含む液体を得た。
(liquid containing resin 4)
After purging a four-necked flask equipped with a stirring device, a nitrogen inlet tube, a reflux condenser, and a thermometer, 100.0 parts of dimethylformamide, 0.5 parts of pentamethyldiethylenetriamine, 5.2 parts of styrene, an initiator 0.5 mmol of chloroethylbenzene as a is added. The mixture was heated with stirring, and when the temperature reached 80° C., 0.1 part of copper(I) chloride was added to initiate polymerization to synthesize a hydrophobic unit composed of styrene. Further, 4.3 parts of trimethylsilylacrylic acid was added and polymerized while monitoring using column chromatography, and when the polymerization was completed, 2.6 parts of n-butyl acrylate was further added and polymerized. After termination of the polymerization, the carboxy group of trimethylsilyl acrylic acid was hydrolyzed with sodium hydroxide and an aqueous methanol solution to convert it to carboxylic acid. To this solution, 2.8 g of 35.0% hydrochloric acid aqueous solution was added, stirred at room temperature for 10 minutes, filtered, and washed with pure water three times to obtain a solid resin 4. The resulting resin 4 was dissolved in tetrahydrofuran, and potassium hydroxide was added to the solution so that the anionic groups of the resin were neutralized by 80%. Furthermore, after adding an appropriate amount of ion-exchanged water and stirring, tetrahydrofuran was removed under reduced pressure to obtain a liquid containing resin 4 with a content of resin 4 of 20.0%.
プロトン核磁気共鳴分光法により、カルボキシ基の化学シフトにピークが存在したことから、トリメチルシリルアクリル酸の有するカルボキシ基が加水分解さていることを確認した。樹脂4は、アクリル樹脂であり、ブロック共重合体だった。また、プロトン核磁気共鳴分光法により、各ブロックを構成する成分を分析したところ、スチレン52.4%、アクリル酸21.8%、n-ブチルアクリレート25.8%だった。 Hydrolysis of the carboxyl group of trimethylsilylacrylic acid was confirmed from the presence of a peak in the chemical shift of the carboxyl group by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy. Resin 4 was an acrylic resin and a block copolymer. When the components constituting each block were analyzed by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy, they were found to be 52.4% styrene, 21.8% acrylic acid, and 25.8% n-butyl acrylate.
(樹脂5を含む液体)
撹拌装置、窒素導入管、還流冷却装置、及び温度計を備えた四つ口フラスコに、ラウリル硫酸ナトリウム0.3部、2-エチルヘキシルアクリレート20.8部、メチルメタクリレート62.4部、メタクリル酸16.8部を加えた。このフラスコに、5%の過流酸カリウム水溶液10.0部を3時間かけて、滴下した。その後、エージングを2時間行い、適量のイオン交換水を加えて、樹脂5の含有量が20.0%である樹脂5を含む液体を得た。
(liquid containing resin 5)
In a four-necked flask equipped with a stirrer, nitrogen inlet, reflux condenser, and thermometer, 0.3 parts of sodium lauryl sulfate, 20.8 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 62.4 parts of methyl methacrylate, and 16 parts of methacrylic acid were added. .8 parts were added. Into this flask, 10.0 parts of a 5% aqueous solution of potassium persulfate was added dropwise over 3 hours. After that, aging was performed for 2 hours, and an appropriate amount of deionized water was added to obtain a liquid containing resin 5 in which the content of resin 5 was 20.0%.
樹脂1~4は、水溶性樹脂であり、樹脂5は、樹脂粒子だった。樹脂が水溶性であるか又は粒子であるか否かについては、以下に示す方法にしたがって判断することができる。まず、酸価相当のアルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど)により中和された樹脂を含む液体(樹脂固形分:10質量%)を用意する。次いで、用意した液体を純水で10倍(体積基準)に希釈して試料溶液を調製する。そして、試料溶液中の樹脂の粒径を動的光散乱法により測定した場合に、粒径を有する粒子が測定されない場合に、その樹脂は水溶性であると判断することができる。粒径を有する粒子が測定される場合は、その樹脂は樹脂粒子であると判断することができる。この際の測定条件は、SetZero:30秒、測定回数:3回、測定時間:180秒、と設定した。実施例において、粒度分布測定装置としては、動的光散乱法による粒度分析計(UPA-EX150、日機装製)を用いた。 Resins 1-4 were water-soluble resins and Resin 5 was resin particles. Whether the resin is water-soluble or particulate can be determined according to the method described below. First, a liquid (resin solid content: 10% by mass) containing a resin neutralized with an acid value equivalent alkali (sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc.) is prepared. Next, the prepared liquid is diluted 10-fold (by volume) with pure water to prepare a sample solution. Then, when the particle size of the resin in the sample solution is measured by the dynamic light scattering method, it can be determined that the resin is water-soluble if particles having a particle size are not measured. If particles with a particle size are measured, the resin can be determined to be resin particles. The measurement conditions at this time were SetZero: 30 seconds, the number of measurements: 3, and the measurement time: 180 seconds. In the examples, a dynamic light scattering particle size analyzer (UPA-EX150, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) was used as the particle size distribution analyzer.
<インクの調製>
表1に記載の各成分を混合し、十分撹拌した。その後、ポアサイズ1.2μmのセルロースアセテートフィルター(アドバンテック製)にて加圧ろ過し、インクを調製した。アセチレノールE100は、川研ファインケミカル製のノニオン性の界面活性剤である。ポリエチレングリコールに付した数値は数平均分子量を表す。括弧内に示す水溶性有機溶剤の比誘電率は、誘電率計(BI-870、BROOKHAVEN INSTRUMENTS CORPORATION製)を用いて周波数10kHzで求めた値である。
<Ink preparation>
Each component described in Table 1 was mixed and thoroughly stirred. Thereafter, pressure filtration was performed with a cellulose acetate filter (manufactured by Advantec) having a pore size of 1.2 μm to prepare an ink. Acetylenol E100 is a nonionic surfactant manufactured by Kawaken Fine Chemicals. The numbers attached to polyethylene glycol represent the number average molecular weight. The relative permittivity of the water-soluble organic solvent shown in parentheses is a value obtained at a frequency of 10 kHz using a permittivity meter (BI-870, manufactured by BROOKHAVEN INSTRUMENTS CORPORATION).
<評価>
本発明においては、下記の評価の評価基準で、AA、A、又はBを許容できるレベルとし、Cを許容できないレベルとした。評価結果は、表3に示す。図4に示す構成を有するインクジェット記録装置を用いて、記録素子基板を1つ有する記録ヘッドにインクを搭載した。記録ヘッドとしては、表2に記載の記録ヘッド1~5を用いた。
<Evaluation>
In the present invention, according to the following evaluation criteria, AA, A, or B was defined as an acceptable level, and C was defined as an unacceptable level. Evaluation results are shown in Table 3. Using the inkjet recording apparatus having the configuration shown in FIG. 4, ink was mounted on a recording head having one recording element substrate. As recording heads, recording heads 1 to 5 shown in Table 2 were used.
表2中、記録素子基板の有する吐出口列は、図1に記載の吐出口列I~IVに対応する。記録ヘッド1~3、及び5の記録素子基板は、記録媒体の搬送方向において、吐出口列が重複しているものの、記録ヘッド4の記録素子基板は、記録媒体の搬送方向において、吐出口列が重複していない。さらに、記録ヘッド2は、吐出口列I~IIIを有するものの、吐出口列IIからインクを吐出しない。 In Table 2, the ejection port arrays of the recording element substrate correspond to the ejection port arrays I to IV shown in FIG. The print element substrates of print heads 1 to 3 and 5 have overlapping ejection port arrays in the print medium transport direction, but the print element substrate of print head 4 has an ejection port array in the print medium transport direction. are not duplicated. Further, although the recording head 2 has the ejection port arrays I to III, ink is not ejected from the ejection port array II.
記録ヘッド1~5は、1つの吐出口列あたりの吐出口の数は、1024個であり、1つの吐出口列あたりの吐出口の密度は、600dpiだった。また、吐出口の中心を通る長径(μm)は、20μm、隣接する吐出口列の間の距離(mm)は、0.7mmだった。さらに、記録ヘッドの吐出口面は、フルオロアルキル基を有する加水分解性シラン化合物、及びカチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物の縮合物により撥水処理されていた。 The print heads 1 to 5 had 1024 ejection ports per ejection port array, and the density of the ejection ports per ejection port array was 600 dpi. The length (μm) passing through the center of the ejection port was 20 μm, and the distance (mm) between adjacent ejection port rows was 0.7 mm. Further, the ejection port surface of the recording head is water-repellent treated with a condensate of a hydrolyzable silane compound having a fluoroalkyl group and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group.
本実施例では、1/600インチ×1/600インチの単位領域に5.0ngのインク滴を3滴付与する条件で記録した画像を、記録デューティが100%であると定義し、記録媒体の搬送速度を15インチ/秒とした。吐出口列Iから吐出口列II(表3中、「I→II」)の方向に記録媒体を搬送する場合、画像を記録する際に重力方向において下から上へ記録媒体を搬送している。吐出口列IIから吐出口列I(表3中、「II→I」)の方向に記録媒体を搬送する場合、画像を記録する際に重力方向において上から下へ記録媒体を搬送している。 In this embodiment, an image printed under the condition that three 5.0 ng ink droplets are applied to a unit area of 1/600 inch×1/600 inch is defined as having a print duty of 100%. The conveying speed was 15 inches/second. When the recording medium is conveyed in the direction from ejection port array I to ejection port array II (“I→II” in Table 3), the recording medium is conveyed from bottom to top in the direction of gravity when printing an image. . When the recording medium is conveyed from ejection port array II to ejection port array I (“II→I” in Table 3), the recording medium is conveyed from top to bottom in the direction of gravity when printing an image. .
(画像の混色)
参考例4、5以外は、図5に記載のクリーニング装置を使用して、吐出口面をワイピングした。ワイパーの材質は、ゴムである。ワイパーは、記録ヘッドの吐出口面との摺接時に、大きく屈曲して側部が当接し、吐出口面への当接圧は1Nだった。吐出口列IからIVに向かって、ワイパーの速度を80ミリメートル/秒として、吐出口面をワイピングした。
(Mixed colors in image)
Except for Reference Examples 4 and 5, the cleaning device shown in FIG. 5 was used to wipe the ejection port surface. The wiper material is rubber. When the wiper was in sliding contact with the ejection port surface of the recording head, the wiper was greatly bent and abutted at its side, and the contact pressure on the ejection port surface was 1N. The ejection port surface was wiped from the ejection port rows I to IV at a wiper speed of 80 mm/sec.
まず、それぞれのインクを用いて、記録デューティが100%である単色のベタ画像(記録媒体の搬送方向約3cm×装置の奥行方向約4cm)を記録した。得られた画像を評価用画像1とした。その後、1時間記録を休止した後、吐出口面を1回ワイピングした。そして、各インクを用いて、各インクの記録デューティが均等、かつ、インクの合計の記録デューティが100%となるように複数色のベタ画像(記録媒体の搬送方向約17cm×装置の奥行方向約4cm)を50枚連続で記録した。休止、クリーニング、及び連続記録の一連の動作を所定の回数繰り返した後、再びそれぞれのインクを用いて、記録デューティが100%である単色のベタ画像(記録媒体の搬送方向約3cm×装置の奥行方向約4cm)を記録した。得られた画像を評価用画像2とした。記録媒体は、普通紙(PPC用紙PB Paper、キヤノン製)を用いた。参考例4、5は、吐出口面のワイピングを行わなかった。 First, using each ink, a monochromatic solid image (approximately 3 cm in the conveying direction of the printing medium×approximately 4 cm in the depth direction of the apparatus) with a printing duty of 100% was printed. The obtained image was designated as image 1 for evaluation. Then, after stopping recording for 1 hour, the ejection port surface was wiped once. Then, using each ink, a solid image of multiple colors (approximately 17 cm in the conveying direction of the printing medium×approximately in the depth direction of the apparatus) is obtained so that the printing duty of each ink is uniform and the total printing duty of the inks is 100%. 4 cm) was continuously recorded on 50 sheets. After repeating a series of operations of resting, cleaning, and continuous printing a predetermined number of times, each ink is used again to produce a monochrome solid image with a printing duty of 100% (approximately 3 cm in the conveying direction of the printing medium×the depth of the apparatus). 4 cm) was recorded. The obtained image was used as image 2 for evaluation. Plain paper (PPC paper PB Paper, manufactured by Canon Inc.) was used as the recording medium. In Reference Examples 4 and 5, wiping of the ejection port surface was not performed.
評価用画像1と評価用画像2を目視で観察して、評価用画像2に混色が発生するかを評価した。
AA:一連の動作を10,000回繰り返しても、評価用画像2に混色が発生しなかった
A:一連の動作を8,000回以上10,000回未満繰り返すと、評価用画像2に混色が発生した
B:一連の動作を6,000回以上8,000回未満繰り返すと、評価用画像2に混色が発生した
C:一連の動作を6,000回未満繰り返すと、評価用画像2に混色が発生した。
Evaluation image 1 and evaluation image 2 were visually observed to evaluate whether or not color mixture occurred in evaluation image 2 .
AA: No color mixture occurred in evaluation image 2 even after repeating a series of operations 10,000 times A: Color mixture occurred in evaluation image 2 when a series of operations was repeated 8,000 times or more and less than 10,000 times B: When the series of operations is repeated 6,000 times or more and less than 8,000 times, color mixture occurs in the evaluation image 2. C: When the series of operations is repeated less than 6,000 times, the evaluation image 2 Color mixing occurred.
参考例10として、記録媒体の搬送方向の上流側から順に、ブラックインク9、及びシアンインク8に対応する2つの記録ヘッドを具備するインクジェット記録装置を用いて、画像を記録した。2つの記録ヘッドを用いたこと以外は、比較例3と同じ方法で画像を記録したところ、画像の混色は、許容できるレベルのAAランクだった。
As Reference Example 10, an image was recorded using an inkjet recording apparatus having two recording heads corresponding to
参考例11として、記録媒体の搬送方向の上流側から順に、ブラックインク1、及びシアンインク1に対応する2つの記録ヘッドを具備するインクジェット記録装置を用いて、画像を記録した。2つの記録ヘッドを用いたこと以外は、実施例1と同じ方法で画像を記録したところ、画像の混色は、許容できるレベルのAAランクだった。 As Reference Example 11, an image was recorded using an inkjet recording apparatus having two recording heads corresponding to black ink 1 and cyan ink 1 in order from the upstream side in the conveying direction of the recording medium. An image was recorded in the same manner as in Example 1, except that two recording heads were used.
Claims (20)
前記吐出口面と重力方向のなす角が0°以上90°未満となるように配置された前記記録ヘッドから、前記水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録する記録工程、及び
前記吐出口面を、クリーニングするクリーニング工程を有し、
前記第2インクが、樹脂を含有するとともに、前記第2インク中の前記樹脂の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、0.5質量%以上10.0質量%以下であり、
前記第2インク中の前記樹脂の含有量が、前記第1インク中の前記樹脂の含有量より大きいことを特徴とするインクジェット記録方法。 A first ink and a second ink, which are water-based inks containing a pigment; a first ejection port row for ejecting the first ink and a second ejection port row for ejecting the second ink are adjacent to each other in order from the bottom in the gravitational direction. a recording head arranged such that at least a part of the first ejection port array and the second ejection port array overlap in a conveying direction of the recording medium; and the first ejection of the recording head An inkjet recording method using an inkjet recording apparatus comprising: a cleaning member for cleaning an ejection port surface on which the outlet array and the second ejection port array are formed,
a recording step of recording an image on a recording medium by ejecting the water-based ink from the recording head arranged so that the angle between the ejection port surface and the direction of gravity is 0° or more and less than 90°; Having a cleaning step of cleaning the surface,
The second ink contains a resin, and the content (% by mass) of the resin in the second ink is 0.5% by mass or more and 10.0% by mass or less based on the total mass of the ink. and
An inkjet recording method, wherein the content of the resin in the second ink is greater than the content of the resin in the first ink.
前記吐出口面と重力方向のなす角が0°以上90°未満となるように配置された前記記録ヘッドから、前記水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録し、
前記吐出口面を、クリーニングし、
前記第2インクが、樹脂を含有するとともに、前記第2インク中の前記樹脂の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、0.5質量%以上10.0質量%以下であり、
前記第2インク中の前記樹脂の含有量が、前記第1インク中の前記樹脂の含有量より大きいことを特徴とするインクジェット記録装置。 A first ink and a second ink, which are water-based inks containing a pigment; a first ejection port row for ejecting the first ink and a second ejection port row for ejecting the second ink are adjacent to each other in order from the bottom in the gravitational direction. a recording head arranged such that at least a part of the first ejection port array and the second ejection port array overlap in a conveying direction of the recording medium; and the first ejection of the recording head An inkjet recording apparatus comprising: a cleaning member for cleaning an ejection port surface on which the outlet array and the second ejection port array are formed,
recording an image on a recording medium by ejecting the water-based ink from the recording head arranged so that the angle between the ejection port surface and the direction of gravity is 0° or more and less than 90°;
cleaning the ejection port surface;
The second ink contains a resin, and the content (% by mass) of the resin in the second ink is 0.5% by mass or more and 10.0% by mass or less based on the total mass of the ink. and
An inkjet recording apparatus, wherein the content of the resin in the second ink is greater than the content of the resin in the first ink.
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