JP4324138B2 - インクセット、インクジェット記録方法、記録ユニット及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
まず、インクに含まれる水の蒸発について説明する。ある温度及び湿度の環境にインクが置かれた場合、インクに含まれる水の蒸発はインク中の水がなくなるまで進行するわけではなく、湿度及び蒸発の終点との間には相関関係がある。
・グリセリン (分子量92) 10質量%
・尿素 (分子量60) 10質量%
・染料 (分子量826) 5質量%
(C.I.フードブラック2のナトリウム塩)
・水 (分子量18) 75質量%
前記モデルインク100グラム中には、水以外の水溶性化合物が0.28モル含まれる(下記式参照)。
インク中の水のモル分率は94%となる(下記式参照)。
インクに含有される各成分のモル分率の算出には、以下のような分析手法を用いることができる。
(1)水の含有量:カールフィッシャー水分計等
(2)水溶性有機溶剤等の水溶性化合物の含有量:高速液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー等
(3)水溶性有機溶剤等の水溶性化合物の分子量:マススペクトルにおけるM/Z(posi、nega)等
又、本発明の主旨からすれば、以下の方法で実質的なインク間における水のモル分率の差を測定することができる。即ち、少なくとも2種のインクに対して、一方のインクには水溶性化合物Xが含有されているが、他方のインクには水溶性化合物Xが含有されていない、というインクの組み合わせを、例えば、相対湿度80%の環境で、水の蒸発が平衡に至るまで放置する。このとき、放置前のインクの質量及び放置後のインクの質量を測定して、各インクにおける質量の変化量の最大値と最小値の差が5%以内、より好ましくは3%以内であれば、本発明の構成を満たしているということができる。
図7は、開口部を覆うことにより閉空間を形成する覆い部材を有するインクジェット記録装置の一部分の概念図である。図7の(a)は、覆い部材5に覆われる開口部3を正面から見た図である。又、図7の(b)は、覆い部材5が開口部3を覆う様子を側面から表した図である。尚、図7において、ヘッド1、別のヘッド2、開口部3、覆い部材が覆う部分4、覆い部材5、チューブ6、吸引ポンプ7、をそれぞれ表す。
以下、本発明のインクを構成する各成分について述べる。
本発明のインクに用いることのできる色材の具体例を以下に示す。尚、色材は、公知の色材であっても、新たに合成された色材であっても用いることができる。勿論、本発明はこれらに限定されるものではない。
C.I.ダイレクトイエロー:8、11、12、27、28、33、39、44、50、58、85、86、87、88、89、98、100、110、132、173等
C.I.アシッドイエロー:1、3、7、11、17、23、25、29、36、38、40、42、44、76、98、99等
C.I.ピグメントイエロー:1、2、3、12、13、14、15、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、114、128、138、180等
国際公開第99/43754号パンフレット及び国際公開第02/081580号パンフレットに記載の化合物等
一般式(I)
前記一般式(I)で表される色材の具体例は、下記表2の構造となる化合物が挙げられる。勿論、本発明はこれに限られるものではない。尚、表1においては、便宜上、下記一般式(II)に示すようにA環、B環として、スルホン基の置換位置を示す。スルホン基の置換位置は下記一般式(II)で定義した通りである。
C.I.ダイレクトレッド:2、4、9、11、20、23、24、31、39、46、62、75、79、80、83、89、95、197、201、218、220、224、225、226、227、228、229、230等
C.I.アシッドレッド:6、8、9、13、14、18、26、27、32、35、42、51、52、80、83、87、89、92、106、114、115、133、134、145、158、198、249、265、289等
C.I.フードレッド:87、92、94等
C.I.ダイレクトバイオレット:107等
C.I.ピグメントレッド:2、5、7、12、48:2、48:4、57:1、112、122、123、168、184、202等
一般式(II)
下記の例示化合物M1〜M7は、上記一般式(II)で表される化合物又はその塩の好ましい例示化合物である。勿論、本発明は以下の化合物に限定されるわけではない。尚、下記例示化合物において可溶化基は全てH型で記載してあるが、塩を形成していても良い。
C.I.ダイレクトブルー:1、15、22、25、41、76、77、80、86、90、98、106、108、120、158、163、168、199、226、307等
C.I.アシッドブルー:1、7、9、15、22、23、25、29、40、43、59、62、74、78、80、90、100、102、104、112、117、127、138、158、161、203、204、221、244等
C.I.ピグメントブルー:1、2、3、15、15:2、15:3、15:4、16、22、60等
一般式(III)
上記色材は、一般式(III)における4位及び4‘位のみに、無置換スルファモイル基(−SO2NH2)又は置換スルファモイル基(一般式(IV)で表される基)を選択的に導入したフタロシアニン誘導体である。尚、一般式(III)で表される化合物の合成には、4−スルホフタル酸誘導体、又は、4−スルホフタル酸誘導体及び(無水)フタル酸誘導体を、金属化合物の存在下で反応させることで得られるフタロシアニン化合物を原料に用いる。更に、前記フタロシアニン化合物におけるスルホン酸基をクロロスルホン酸基に変換した後、有機アミンの存在下でアミノ化剤を反応させて得られる。
C.I.アシッドオレンジ:7、8、10、12、24、33、56、67、74、88、94、116、142等
C.I.アシッドレッド:111、114、266、374等
C.I.ダイレクトオレンジ:26、29、34、39、57、102、118等
C.I.フードオレンジ:3等
C.I.リアクティブオレンジ:1、4、5、7、12、13、14、15、16、20、29、30、84、107等
C.I.ディスパースオレンジ:1、3、11、13、20、25、29、30、31、32、47、55、56等
C.I.ピグメントオレンジ:43等
C.I.ピグメントレッド:122、170、177、194、209、224等
[グリーン色材]
C.I.アシッドグリーン:1、3、5、6、9、12、15、16、19、21、25、28、81、84等
C.I.ダイレクトグリーン:26、59、67等
C.I.フードグリーン:3等
C.I.リアクティブグリーン:5、6、12、19、21等
C.I.ディスパースグリーン:6、9等
C.I.ピグメントグリーン:7、36等
[ブルー色材]
C.I.アシッドブルー:62、80、83、90、104、112、113、142、203、204、221、244等
C.I.リアクティブブルー:49等
C.I.アシッドバイオレット:17、19、48、49、54、129等
C.I.ダイレクトバイオレット:9、35、47、51、66、93、95、99等
C.I.リアクティブバイオレット:1、2、4、5、6、8、9、22、34、36等
C.I.ディスパースバイオレット:1、4、8、23、26、28、31、33、35、38、48、56等
C.I.ピグメントブルー:15:6等
C.I.ピグメントバイオレット:19、23、37等
[ブラック色材]
C.I.ダイレクトブラック:17、19、22、31、32、51、62、71、74、112、113、154、168、195等
C.I.アシッドブラック:2、48、51、52、110、115、156等
C.I.フードブラック:1、2等
カーボンブラック
一般式(V)
本発明のインクは、水と各種水溶性有機溶剤との混合溶媒である水性媒体を使用することができる。この際、上記で説明した水のモル分率となるように、水と水溶性有機溶剤の含有量を調整することが必要となる。
更に、本発明においては必要に応じて、界面活性剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、及び、水溶性ポリマー等、種々の添加剤を含有させてもよい。
本発明のインクを用いて画像を形成する際に用いる記録媒体は、インクを付与して記録を行う記録媒体であれば何れのものでも使用することができる。
AlO3−n(OH)2n・mH2O
(上記式中、nは1、2又は3の整数の何れかを表し、mは0〜10、好ましくは0〜5の値を表す。但し、mとnは同時には0にはならない。mH2Oは、多くの場合mH2O結晶格子の形成に関与しない脱離可能な水相をも表すものである為、mは整数又は整数でない値を取ることもできる。又この種の材料を加熱するとmは0の値に達することがありうる。)
本発明のインクは、他のインクと組み合わせてインクセットとした場合においても好ましく使用することができる。本発明におけるインクセットは、本発明のインクを、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク等の他のインクと共に用いる状態ことである。尚、インクセットとして組み合わせることのできる他のインクについての限定は特にない。又、本発明におけるインクセットとは、インクタンクが複数一体になっているインクタンク自体は無論のこと、単独のインクタンクを複数組み合わせて使用する場合も含み、更に、前記インクタンク及び記録ヘッドを一体としたものも含まれる。
本発明にかかるインクは、インクをインクジェット方法で吐出する工程を有するインクジェット記録方法に用いることが特に好適である。インクジェット記録方法は、インクに力学的エネルギーを作用させてインクを吐出させる記録方法、及びインクに熱エネルギーを作用させてインクを吐出させる記録方法等がある。特に、本発明においては、熱エネルギーを利用するインクジェット記録方法を好ましく用いることができる。
本発明にかかるインクを用いて記録を行うのに好適なインクカートリッジは、これらのインクを収容するインク収容部を備えたインクカートリッジが挙げられる。
本発明にかかるインクを用いて記録を行うのに好適な記録ユニットは、これらのインクを収容するインク収容部と、記録ヘッドとを備えた記録ユニットが挙げられる。特に、前記記録ヘッドが、記録信号に対応した熱エネルギーをインクに作用させ、前記エネルギーによりインク液滴を発生させる記録ユニットが挙げられる。
本発明にかかるインクを用いて記録を行うのに好適な記録装置は、これらのインクが収容されるインク収容部を有する記録ヘッドの室内のインクに、記録信号に対応した熱エネルギーを与え、前記エネルギーによりインク液滴を発生させる装置が挙げられる。
ヘッドカートリッジH1000の構成について説明する。ヘッドカートリッジH1000は、記録ヘッドH1001と、インクタンクH1900を搭載する手段、及びインクタンクH1900から記録ヘッドにインクを供給するための手段を有しており、キャリッジM4000に対して着脱可能に搭載される。
下記表2〜表6に示した各成分を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ0.2μmのフィルターにて加圧濾過を行い、インクセット1〜5を得た。
インクセット1のシアンインクと共にイエローインクを用い、前記イエローインクを実施例1のインクとした。
インクセット1のフォトシアンインクと共にブラックインクを用い、前記ブラックインクを実施例2のインクとした。
インクセット2のシアンインクと共にイエローインクを用い、前記イエローインクを実施例3のインクとした。
インクセット2のフォトシアンインクと共にブラックインクを用い、前記ブラックインクを実施例4のインクとした。
インクセット4のシアンインクと共にイエローインクを用い、前記イエローインクを実施例5のインクとした。
インクセット4のフォトシアンインクと共にブラックインクを用い、前記ブラックインクを実施例6のインクとした。
インクセット5のシアンインクと共にイエローインクを用い、前記イエローインクを実施例7のインクとした。
インクセット5のフォトシアンインクと共にブラックインクを用い、前記ブラックインクを実施例8のインクとした。
インクセット1の各インクを同時に用い、前記各インクにおいて、水のモル分率が最大となるフォトシアンインクを本発明における第一インク、これと共に用いるシアンインクを本発明における実施例9のインクとした。
インクセット2の各インクを同時に用い、前記各インクにおいて、水のモル分率が最大となるフォトシアンインクを本発明における第一インク、これと共に用いるシアンインクを本発明における実施例10のインクとした。
インクセット4の各インクを同時に用い、前記各インクにおいて、水のモル分率が最大となるフォトシアンインクを本発明における第一インク、これと共に用いるシアンインクを本発明における実施例11のインクとした。
インクセット5の各インクを同時に用い、前記各インクにおいて、水のモル分率が最大となるフォトシアンインクを本発明における第一インク、これと共に用いるシアンインクを本発明における実施例12のインクとした。
インクセット3のシアンインクと共にイエローインクを用い、前記イエローインクを比較例1のインクとした。
インクセット3のフォトシアンインクと共にブラックインクを用い、前記ブラックインクを比較例2のインクとした。
インクセット3の各インクを同時に用い、前記各インクにおいて、水のモル分率が最大となるフォトシアンインクを本発明における第一インク、これと共に用いるシアンインクを本発明における比較例3のインクとした。
各インクをインクカートリッジに充填し、該インクカートリッジをインクジェット記録装置に装着して所定の条件で放置した後に、印字を再開した際における画像性能復帰性の評価を行った。具体的には、各インクを、発熱素子をインク吐出のエネルギー源とするオンデマンド式インクジェット記録装置(商品名:PIXUS950i;キヤノン製)用のインクカートリッジに充填し、該インクカートリッジを前記インクジェット記録装置に装着して、記録ヘッドをキャッピングした状態で、温度30℃、湿度10%の環境で72時間放置した。その後、吸引回復操作を行わずに、記録ヘッドのノズル幅分いっぱいのベタパターンを、50%デューティで、A4版のプロフェッショナルフォトペーパー(PR−101;キヤノン製)の全面に印字し、得られた画像を評価した。評価基準は以下の通りである。評価結果を表7に示す。
A:全色が全領域で色ムラがない。
B:一部の色において、印字の始めの部分に濃い部分や薄い部分が認められる場合がある。
C:印字の始めから数行に渡り、濃くなる色や薄くなる色が存在する。
M2060 給紙トレイ
M2080 給紙ローラ
M3000 ピンチローラホルダ
M3030 ペーパーガイドフラッパー
M3040 プラテン
M3060 搬送ローラ
M3070 ピンチローラ
M3110 排紙ローラ
M3120 拍車
M3160 排紙トレイ
M4000 キャリッジ
M5000 ポンプ
M5010 キャップ
E0002 LFモータ
E0014 電気基板
H1000 ヘッドカートリッジ
H1001 記録ヘッド
H1100 第1の記録素子基板
H1101 第2の記録素子基板
H1200 第1のプレート
H1201 インク供給口
H1300 電気配線基板
H1301 外部信号入力端子
H1400 第2のプレート
H1500 タンクホルダー
H1501 インク流路
H1600 流路形成部材
H1700 フィルター
H1800 シールゴム
H1900 インクタンク
H2000 イエローノズル列
H2100 マゼンタノズル列
H2200 シアンノズル列
H2300 淡シアンノズル列
H2400 ブラックノズル列
H2500 グリーンノズル列
H2600 淡マゼンタノズル列
1 ヘッド1
2 ヘッド2
3 開口部
4 覆い部材で覆われる範囲
5 覆い部材
6 チューブ
7 吸引ポンプ
1001 記録ヘッド
1100 記録素子基板
1200 インク供給口
1300 電気配線テープ
1400 インク供給部材
1500 インク吸収体
1501 インク吸収体
1502 インク吸収体
1503 インク吸収体
1600 蓋部材
1700 係合部
Claims (11)
- 複数のインクがそれぞれ供給される複数の開口部を有する記録素子基板を具備する記録ヘッドと、前記複数の開口部を覆うことにより閉空間を形成するための覆い部材を有し、前記記録素子基板ごとに前記覆い部材が設けられたインクジェット記録装置に使用され、一つの覆い部材で共通に覆われる記録ヘッドの複数の開口部にそれぞれ供給される、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、淡シアンインク、及び淡マゼンタインクから選ばれる複数のインクで構成されるインクセットであって、
前記インクセットを構成する前記複数のインクのうち、水のモル数及び分子量300以下の水溶性化合物のモル数に対して、水のモル数が占める割合である水のモル分率(%)が最大及び最小の組み合わせである2種のインクにおける、水のモル分率(%)の差が、0%より大きく5%以内であり、
前記2種のインクのうち、水のモル分率が最小のインクのみが、分子量が70以下である水溶性化合物として尿素を含有することを特徴とするインクセット。 - 前記インクセットを構成する前記複数のインクに、淡シアンインク及び淡マゼンタインクから選ばれるインクが少なくとも含まれる請求項1に記載のインクセット。
- 前記水のモル分率(%)の差が、0%より大きく3%以内である請求項1又は2に記載のインクセット。
- 前記インクセットを構成する各インクの粘度が、全て3mPa・s以下である請求項1〜3の何れか1項に記載のインクセット。
- 前記インクセットを構成する各インク中の、前記分子量300以下の水溶性化合物の含有量(質量%)が、それぞれ、インク全質量に対して1質量%以上であり、且つ、該分子量300以下の水溶性化合物の何れかの含有量(質量%)が、インク全質量に対して5質量%以上である請求項1〜4の何れか1項に記載のインクセット。
- 複数のインクをインクジェット方法でそれぞれ吐出する工程を有するインクジェット記録方法であって、前記複数のインクが、請求項1〜5の何れか1項に記載のインクセットを構成する複数のインクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
- 複数のインクをそれぞれ収容する複数のインク収容部と、前記複数のインクをそれぞれ吐出するための複数の開口部を有する記録素子基板を具備するインクジェット方式の記録ヘッドと、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、淡シアンインク、及び淡マゼンタインクから選ばれる複数のインクで構成されるインクセットについて、該インクセットを構成する前記複数のインクがそれぞれ吐出される複数の開口部を共通に覆うことにより閉空間を形成するための覆い部材と、を備え、前記記録素子基板ごとに前記覆い部材が設けられた記録ユニットであって、
前記インクセットを構成する前記複数のインクのうち、水のモル数及び分子量300以下の水溶性化合物のモル数に対して、水のモル数が占める割合である水のモル分率(%)が最大及び最小の組み合わせである2種のインクにおける、水のモル分率(%)の差が、0%より大きく5%以内であり、
前記2種のインクのうち、水のモル分率が最小のインクのみが、分子量が70以下である水溶性化合物として尿素を含有することを特徴とする記録ユニット。 - 前記記録素子基板を複数具備し、前記複数の記録素子基板のそれぞれに前記覆い部材が設けられた請求項7に記載の記録ユニット。
- 複数のインクをそれぞれ収容する複数のインク収容部と、前記複数のインクをそれぞれ吐出するための複数の開口部を有する記録素子基板を具備する記録ヘッドと、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、淡シアンインク、及び淡マゼンタインクから選ばれる複数のインクで構成されるインクセットについて、該インクセットを構成する前記複数のインクがそれぞれ吐出される複数の開口部を共通に覆うことにより閉空間を形成するための覆い部材と、を備え、前記記録素子基板ごとに前記覆い部材が設けられたインクジェット記録装置であって、
前記インクセットを構成する前記複数のインクのうち、水のモル数及び分子量300以下の水溶性化合物のモル数に対して、水のモル数が占める割合である水のモル分率(%)が最大及び最小の組み合わせである2種のインクにおける、水のモル分率(%)の差が、0%より大きく5%以内であり、
前記2種のインクのうち、水のモル分率が最小のインクのみが、分子量が70以下である水溶性化合物として尿素を含有することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記覆い部材が、インクジェット用の吸引キャップである請求項9に記載のインクジェット記録装置。
- 前記記録素子基板を複数具備し、前記複数の記録素子基板のそれぞれに前記覆い部材が設けられた請求項9又は10に記載のインクジェット記録装置。
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