説明

インクジェット用インクセット、インクジェット用インクタンク、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置

【課題】発色性、ベタ部ムラ、光学濃度、滲み、色間滲み、乾燥時間、長期保存安定性に優れたインクジェット用インクセット、インクジェット用インクタンク、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すること。
【解決手段】少なくとも、着色微粒子、分散剤、水溶性溶媒、及び水を含有した第1の液体と、少なくとも、第1の液体成分を凝集又は不溶化させる作用を有する凝集剤、水溶性溶媒、及び水を含有した第2の液体と、を有するインクジェット用インクセットにおいて、着色微粒子として、非着色成分で構成されたコア部周囲に、着色成分で構成されたシェル部が被覆したコア/シェル構造を有する着色剤微粒子を用いる。そして、インクジェット用インクセットを、インクジェット用インクタンク、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利用する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インクジェット用インクセット、インクジェット用インクタンク、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ものである。
【背景技術】
【0002】
ノズル、スリット、多孔質フィルム等により形成されるインク吐出口からインクを吐出するインクジェット方式は、小型で安価である等の理由から多くのプリンターに用いられている。これらインクジェット方式の中でも、圧電素子の変形を利用しインクを吐出させるピエゾインクジェット方式、及び、熱エネルギーによるインクの沸騰現象を利用しインクを吐出する熱インクジェット方式は高解像度、高速印字性に優れるという特徴を有する。
【0003】
現在、インクジェットプリンターでは普通紙における高速化及び高画質化が重要な課題の一つとして挙げられている。この目標達成に向けて、カチオン性基を有する化合物を含む液体を記録媒体上に付着させた後、その液体が記録媒体に浸透し、媒体中に存在し、かつ、媒体表面から無くなった直後に、アニオン染料を含むインクを付着させて画像を形成する画像形成方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。但し、この方法では、インクの乾燥時間を短くした場合に、画像濃度が不十分となる場合があり、また、少ないドロップ量で印字した場合に、長期噴射性が不十分となる場合が存在した。
【0004】
また、着色力、鮮明な色相、分散性、耐光性を目的として、体質顔料の粒子表面に有機顔料が均一な付着層を形成している平均粒子径0.001〜0.15μmの複合微粒子粉末からなるインクジェット用着色剤が提案されている(例えば特許文献2〜特許文献3参照。)。但し、この方法では、普通紙に対して高速で印字する場合に、光学濃度が不充分となる場合が存在した。
【0005】
また、色材を含むインクと、色材と反応性を有する微粒子を含む液体組成物とを、記録媒体上で反応させる工程を含む画像形成方法であって、1)微粒子と色材との反応が、インクと液体組成物との合体液中で行われる工程、2)記録媒体表面で、色材と反応前の微粒子は分散状態が保持されている工程、3)色材がインク中における単分子状態で、微粒子表面に吸着する工程、4)色材を表面に吸着した微粒子同士が凝集を引き起こす工程、及び5)色材を表面に吸着した微粒子が被記録媒体表面に定着する工程、を有することを特徴とする画像形成方法が提案されている(例えば特許文献4〜5参照。)。但し、この方法では、高速で印字を行った場合に、光学濃度などの画質特性が改善されない場合が存在した。
【0006】
上記のように、従来の方法では、発色性、ベタ部ムラ、光学濃度、滲み、色間滲み、乾燥時間、長期保存安定性を同時に満足することはできなかった。
【特許文献1】特許2667401号明細書
【特許文献2】特開2003−55591号公報
【特許文献3】特開2003−172815号公報
【特許文献4】特開2002−331657号公報
【特許文献4】特開2002−331740号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従って、本発明は、発色性、ベタ部ムラ、光学濃度、滲み、色間滲み、乾燥時間、長期保存安定性に優れたインクジェット用インクセット、インクジェット用インクタンク、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することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る課題を解決するため鋭意検討を行った結果、本発明の請求範囲を満たすことにより、発色性、ベタ部ムラ、光学濃度、滲み、色間滲み、乾燥時間、長期保存安定性を同時に満足するという結論に至った。即ち、
【0009】
本発明のインクジェット用インクセットは、少なくとも第1の液体及び第2の液体を有し、
第1の液体は、少なくとも、着色微粒子、分散剤、水溶性溶媒、及び水を含有し、
第2の液体は、少なくとも、第1の液体成分を凝集又は不溶化させる作用を有する凝集剤、水溶性溶媒、及び水を含有し、
該着色微粒子は、コア部周囲にシェル部が被覆したコア/シェル構造を有し、前記コア部が非着色成分、前記シェル部が着色成分で構成されたことを特徴としている。
【0010】
本発明のインクジェット用インクセットにおいては、前記シェル部の厚みが100nm以下であることが好適である。また、前記コア部の半径に対するシェル部の厚みの比率(シェル部の厚み/コア部の半径)が0.2以上2.5以下であることが好適である。また、前記コア部に対するシェル部の比率が質量比(シェル部の質量/コア部の質量)で1以上50以下であることが好適である。また、前記コア部を構成する前記非着色成分が、無機物質、又は重量平均分子量10,000以上の高分子物質、であることが好適である。また、前記シェル部を構成する前記着色成分が、顔料又は染料であることが好適である。
【0011】
本発明のインクジェット用インクセットにおいては、前記第1の液体が、カルボン酸基を有する樹脂を含有することが好適である。また、前記第2の液体が、染料、表面にスルホン酸又はスルホン酸塩を有する顔料、自己分散顔料からなる群から選択される少なくとも1種の色材を含有することが好適である。
【0012】
本発明のインクジェット用インクセットにおいては、前記着色微粒子の体積平均粒子径が、30nm以上250nm以下であることが好適である。
【0013】
本発明のインクジェット用インクセットにおいては、前記第1の液体の表面張力が、20mN/m以上60mN/m以下であることが好適である。また、前記第2の液体の表面張力が、20mN/m以上45mN/m以下であることが好適である。また、前記第1の液体、及び前記第2の液体の粘度が、1.2mPa・s以上25.0mPa・s以下であることが好適である。また、前記第1の液体と、前記第2の液体との混合液における5μm以上の粒子数が、1,000個/μL以上であることが好適である。
【0014】
また、本発明のインクジェト用インクタンクは、上記本発明のインクジェット用インクセットを収納したことを特徴としている。
【0015】
また、本発明のインクジェット記録方法は、上記本発明のインクジェット用インクセットを用い、前記第1の液体及び第2の液体が互いに接触するように記録媒体上に付与して、画像を形成することを特徴としている。
【0016】
本発明のインクジェット記録方法においては、前記第1の液体、及び前記第2の液体を、1ドロップ当たり25ng以下で前記記録媒体上に付与することが好適である。また、1画素を形成するために付与される前記第1の液体と第2の液体の付与量が、質量比で1:10〜10:1の範囲であることが好適である。
【0017】
本発明のインクジェット記録方法において、前記インクジェット用インクセットを収納したインクジェット用インクタンクから供給された前記第1の液体及び第2の液体を、記録媒体上に吐出することが好適である。
【0018】
また、本発明のインクジェト記録装置は、インクジェット用インクセットにおける各液体を記録媒体に吐出するための記録ヘッドを備え、当該インクジェット用インクセットとして、記本発明のインクジェット用インクジェトを用いることを特徴としている。
【0019】
本発明のインクジェット記録装置においては、前記第1の液体、及び第2の液体が、1ドロップ当たり25ng以下で記録媒体に付与されることが好適である。また、1画素を形成するために付与される前記第1の液体及び前記第2の液体の付与量が、質量比で1:10〜10:1であることが好適である。
【0020】
本発明のインクジェット記録装置においては、前記インクジェット用インクセットを収納したインクジェット用インクタンクから前記記録ヘッドへ、前記第1の液体及び第2の液体を供給するためのインクジェット用インクタンクを、さらに備えることが好適である。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、発色性、ベタ部ムラ、光学濃度、滲み、色間滲み、乾燥時間、長期保存安定性に優れたインクジェット用インクセット、インクジェット用インクタンク、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することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
以下、本発明について、詳細に説明する。
本発明のインクジェット用インクセットは、第1の液体は、着色微粒子(以下、色材ということがある)、分散剤、水溶性溶媒、及び水を含有し、第2の液体は、第1の液体成分を凝集又は不溶化させる作用を有する凝集剤、水溶性溶媒、及び、水を含有し、更に、第1の液体中の着色微粒子は、コア部が非着色成分、シェル部が着色成分で構成されるコア/シェル型着色微粒子であることを特徴とする。
【0023】
この第1の液体と、第2の液体とを互いに接触するように記録媒体上に印字することで、光学濃度、滲み、色間滲み、乾燥時間を改善することが可能となる。そのメカニズムは明らかとはなっていないが、記録媒体上で該第1の液体及び第2の液体が互いに接触するとで、色材が凝集し、同時に、色材凝集体と溶媒との分離が生じる。この色材凝集体が記録媒体繊維空隙に対して充分に大きい場合、色材を記録媒体表面で高密度に留めることが可能となり、光学濃度が高くなると考えている。また、色材凝集体は紙表面方向への広がりも抑制することが出来るため、滲み、色間滲みが改善される。更には、色材凝集体と溶媒とを分離し、溶媒のみを記録媒体中に浸透させることで、乾燥時間を改善することも可能である。
【0024】
従来のように、色材として顔料、又は、染料を用いた場合、発色性の低下、及び、ベタ部ムラが生じる場合が存在した。この発色性の低下は、顔料凝集体又は染料凝集体では、凝集体層の厚みが可視光の波長に対して充分に大きく、色材凝集体により光が吸収されるためであると考えている。一方、ベタ部ムラは、記録媒体上における色材凝集体の分布に偏りが生じ、光学濃度の濃い部分と薄い部分とが局在化することによると考えている。
【0025】
上記状況を鑑み、色材としてコア部が非着色成分、シェル部が着色成分からなるコア/シェル構造の着色微粒子を用いた場合に、特に発色性低下、及び、ベタ部のムラという問題を解決することが判明し、本発明を出願するに至った。このメカニズムは明らかとなっていないが、以下のように推測している。
【0026】
即ち、上述したように、2液反応系において、光学濃度、及び、滲み改善のためには、凝集体の粒子径を記録媒体繊維空隙に対して充分に大きくする必要がある。色材として、コア部分が非着色成分からなる着色微粒子を用いた場合、色材凝集体による過度の光吸収を抑えることが可能となり、発色性の低下を防止することが可能となる。同様に、記録媒体上の色材分布が局在化している状態においても、着色微粒子を用い、光の過度の吸収を抑制することで、色材分布の局在化による光吸収量の差を小さくすることが可能となり、結果として、ベタ部ムラを改善することが可能となると考えている。従って、より効果的に発色性低下、及びベタ部のムラを改善させるためには、色材凝集体における色材層の厚みが重要となり、着色微粒子におけるシェル部分の厚み、コア部分とシェル部分の厚みの比率、及び、コア部分とシェル部分の質量比率なども重要な因子となると考えられる。
【0027】
まず、第1の液体について説明する。第1の液体は、少なくとも、着色微粒子、分散剤、水溶性溶媒、及び水を含有する。
【0028】
第1の液体には、少なくとも色材として着色微粒子を含み、該着色微粒子は、非着色成分からなるコア部分周囲に着色成分からなるシェル部が被覆したコア/シェル構造を有する。
【0029】
コア部分を構成する非着色成分としては、無機物質、又は、重量平均分子量10,000以上の高分子物質などが使用される。高分子物質の具体例としては、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレングリコール、ポリエステル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、ラテックス、プラスチックピグメント等が挙げられる。一方、無機物質の具体例としては、シリカ、アルミナ、二酸化チタン、酸化亜鉛、ジルコニア、クレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、雲母チタン、ハイドロタルサイト、白雲母等のパール顔料等が挙げられる。
【0030】
コア部の構成材料(非着色成分)としては、より好ましくは、重量平均分子量10,000以上の高分子物質が使用され、具体的には、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレングリコール、ポリエステルが使用される。コア部の構成材料として、高分子物質を用いた場合、記録媒体上における色材定着性が改善される傾向にあった。これは、コア部の構成材料が色材と記録媒体を接着する機能を有するためであると推測している。また、このような観点から、高分子物質の重量平均分子量として好ましくは、10,000〜5,000,000であり、より好ましくは30000〜1,000,000である。
【0031】
一方、シェル部分を構成する着色成分としては、染料、顔料どちらでも構わないが、特に顔料が好ましい。これは、シェル部の構成材料として、顔料を用いることで、光学濃度、及び、耐光性を改善することが可能となるためである。
【0032】
顔料としては、有機顔料、無機顔料のいずれも使用でき、黒色顔料では、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料等が挙げられる。黒色とシアン、マゼンタ、イエローの3原色顔料のほか、赤、緑、青、茶、白等の特定色顔料や、金、銀色等の金属光沢顔料を使用することも可能である。更には、本発明のために、新規に合成した顔料でも構わない。
【0033】
シェル部分を構成する顔料の具体例としては、Raven7000,Raven5750,Raven5250,Raven5000 ULTRAII,Raven 3500,Raven2000,Raven1500,Raven1250,Raven1200,Raven1190 ULTRAII,Raven1170,Raven1255,Raven1080,Raven1060(以上コロンビアン・カーボン社製)、Regal400R,Regal330R,Regal660R,Mogul L,Black Pearls L,Monarch 700,Monarch 800,Monarch 880,Monarch 900,Monarch 1000,Monarch 1100,Monarch 1300,Monarch 1400(以上キャボット社製)、Color Black FW1, Color Black FW2,Color Black FW2V,Color Black 18,Color Black FW200,Color Black S150,Color Black S160,Color Black S170,Printex35,Printex U,Printex V,Printex140U,Printex140V,Special Black 6,Special Black 5,Special Black 4A,Special Black4(以上デグッサ社製)、No.25,No.33,No.40,No.47,No.52,No.900,No.2300,MCF−88,MA600,MA7,MA8,MA100(以上三菱化学社製)等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0034】
シアン色にはC.I.Pigment Blue−1,−2,−3,−15,−15:1,−15:2,−15:3,−15:4,−16,−22,−60等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0035】
マゼンタ色は、C.I.Pigment Red−5,−7,−12,−48,−48:1,−57,−112,−122,−123,−146,−168,−184,−202等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0036】
黄色は、C.I.Pigment Yellow−1,−2,−3,−12,−13,−14,−16,−17,−73,−74,−75,−83,−93,−95,−97,−98,−114,−128,−129,−138,−151,−154,−155,−180等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0037】
また、シェル部分を構成する色材として、水に自己分散可能な顔料を用いることも可能である。水に自己分散可能な顔料とは、顔料表面に水に対する可溶化基を数多く有し、高分子分散剤が存在しなくとも水中で安定に分散する顔料のことを指す。具体的には、通常のいわゆる顔料に対して酸・塩基処理、カップリング剤処理、ポリマーグラフト処理、プラズマ処理、酸化/還元処理等の表面改質処理等を施すことにより、水に自己分散可能な顔料が得られる。
【0038】
水に自己分散可能な顔料としては、上記顔料に対して表面改質処理を施した顔料の他、キャボット社製のCab−o−jet−200、Cab−o−jet−250、Cab−o−jet−260、Cab−o−jet−270、Cab−o−jet−300、IJX−444、IJX−55、オリエント化学社製のMicrojet Black CW−1、CW−2等の市販の自己分散顔料等も使用できる。
【0039】
更に、色材として樹脂により被覆された顔料等を使用することもできる。これは、マイクロカプセル顔料と呼ばれ、大日本インキ化学工業社製、東洋インキ社製などの市販のイクロカプセル顔料だけでなく、本発明のために試作されたマイクロカプセル顔料等を使用することもできる。
【0040】
一方、シェル部を構成する染料としては、水溶性染料、分散染料のいずれでも構わない。水溶性染料の具体例としては、C.I.Direct Black−2,−4,−9,−11,−17,−19,−22,−32,−80,−151,−154,−168,−171,−194,−195、C.I.Direct Blue−1,−2,−6,−8,−22,−34,−70,−71,−76,−78,−86,−112,−142,−165,−199,−200,−201,−202,−203,−207,−218,−236,−287,−307,C.I.Direct Red−1,−2,−4,−8,−9,−11,−13,−15,−20,−28,−31,−33,−37,−39,−51,−59,−62,−63,−73,−75,−80,−81,−83,−87,−90,−94,−95,−99,−101,−110,−189,−227、C.I.Direct Yellow−1,−2,−4,−8,−11,−12,−26,−27,−28,−33,−34,−41,−44,−48,−58,−86,−87,−88,−132,−135,−142,−144,−173、C.I.Food Black−1,−2、C.I.Acid Black−1,−2,−7,−16,−24,−26,−28,−31,−48,−52,−63,−107,−112,−118,−119,−121,−156,−172,−194,−208、C.I.Acid Blue−1,−7,−9,−15,−22,−23,−27,−29,−40,−43,−55,−59,−62,−78,−80,−81,−83,−90,−102,−104,−111,−185,−249,−254、C.I.Acid Red−1,−4,−8,−13,−14,−15,−18,−21,−26,−35,−37,−52,−110,−144,−180,−249,−257,−289、C.I.Acid Yellow−1,−3,−4,−7,−11,−12,−13,−14,−18,−19,−23,−25,−34,−38,−41,−42,−44,−53,−55,−61,−71,−76,−78,−79,−122などが挙げられる。
【0041】
分散染料の具体例としては、C.I.Disperse Yellow‐3、‐5、‐7、‐8、‐42、‐54、‐64、‐79、‐82、‐83、‐93、‐100、‐119、‐122、‐126、‐160、‐184:1、‐186、‐198、‐204、‐224、C.I.Disperse Orange‐13、‐29、‐31:1、‐33、‐49、‐54、‐66、‐73、‐119、‐163、C.I.Disperse Red‐1、‐4、‐11、‐17、‐19、‐54、‐60、‐72、‐73、‐86、‐92、‐93、‐126、‐127、‐135、‐145、‐154、‐164、‐167:1、‐177、‐181、‐207、‐239、‐240、‐258、‐278、‐283、‐311、‐343、‐348、‐356、‐362、C.I.Disperse Violet‐33、C.I.Disperse Blue‐14、‐26、‐56、‐60、‐73、‐87、‐128、‐143、‐154、‐165、‐165:1、‐176、‐183、‐185、‐201、‐214、‐224、‐257、‐287、‐354、‐365、‐368、C.I.Disperse Green‐6:1、‐9などが挙げられる。
【0042】
本発明に使用される着色微粒子は、例えば、反応性ガスを含むガスのプラズマを発生させる工程と、シェル部の構成成分を蒸発させ、前記反応性ガスを含むガスのプラズマ中を通過させる工程とを有し、コア部表面にシェル部構成成分を付着させる方法、又は、コア部表面に高分子物質を付着させた後に、シェル部構成成分を付着させる方法、更には、オングミル、シーターコンポーザー、ハイブリダイザー、メカノミル等のメカノケミカル法による表面改質装置を用いて着色微粒子を作製する方法などを用いて作製することが出来る。更には、所謂EA法などのカプセル化乳化重合凝集法プロセスなどで作製することも可能である。EA法の一例を以下に示す。例えば、まず、コア部の構成成分粒子(以下、コア粒子)を分散したコア粒子分散液を作製する。また、シェル部の構成成分粒子(以下、シェル粒子)とを分散したシェル粒子分散液を作製する。この際、各分散液は、ラテックスや界面活性剤を用いて安定分散化を図ってよい。また、コア粒子(コア部)を高分子物質で構成する場合、コア粒子分散液は、例えば、乳化重合法により作製することができる。そして、このコア粒子分散液に、シェル部の構成成分粒子とを分散したシェル粒子分散液を投入して、コア粒子の表面にシェル粒子を付着させ、所望の厚みの被覆層(シェル部)を形成する。このようにして、コア/シェル構造を持つ着色微粒子を得ることができる。ここで、コア粒子分散液の作製の際には、例えば、pH変化により凝集を生じさせ、コア粒子を一次凝集体としてもよい。また、粒子の凝集を安定且つ迅速に、又はより狭い粒度分布を持つ凝集粒子を得るため、凝集剤を添加してもよい。シェル粒子をコア粒子に付着させる際にも、pH変化により凝集させり、また、粒子の凝集を安定且つ迅速に、又はより狭い粒度分布を持つ凝集粒子を得るため、凝集剤を添加してもよい。なお、上記ラテックスや界面活性剤、凝集剤は、EA法で用いられるものが適用できる。
【0043】
本発明に使用される着色微粒子の体積平均粒子径は30nm以上250nm以下であることが好ましい。着色剤微粒子の体積平均粒子径とは、着色微粒子そのものの粒子径、又は着色微粒子に分散剤等の添加物が付着している場合には、添加物が付着した粒子径をいう。体積平均粒子径の測定装置には、マイクロトラックUPA粒度分析計9340(Leeds&Northrup社製)を用いた。その測定は、インク4mlを測定セルに入れ、所定の測定方法に従って行った。尚、即提示に入力するパラメーターとしては、粘度にはインク粘度を、分散粒子の密度には着色微粒子の密度を用いた。より好ましい体積平均粒子径は、60nm以上250nm以下であり、更に好ましくは150nm以上230nm以下である。液体中の粒子の体積平均粒子径が30nm未満である場合には、光学濃度が低くなる場合が存在し、一方、250nmを超える場合には、保存安定性が確保できない場合が存在した。
【0044】
着色剤微粒子のシェル部厚みは5nm以上100nm以下であることが好ましく、より好ましくは10nm以上90nm以下、更に好ましくは、25nm以上75nm以下である。シェル部の厚みが100nmを超える場合には、発色性の低下が生じる場合が存在した。
【0045】
また、着色微粒子のコア部分半径に対するシェル部厚みの比率(シェル部厚み/コア部半径)は、0.2以上2.5以下であることが好ましく、より好ましくは0.2以上2以下、更に好ましくは、0.25以上1以下である。着色微粒子のコア部半径に対するシェル部厚みの比率が0.2未満の場合には、充分な光学濃度が得られない場合が存在し、一方、着色微粒子のコア部半径に対するシェル部分厚みの比率が2.5を超える場合には、発色性の低下、及び、ベタ部ムラの発生が生じる場合が存在した。
【0046】
また、着色微粒子のコア部に対するシェル部の比率が質量比(シェル部の質量/コア部質量)で1以上50以下であることが好ましく、より好ましくは5以上40以下、更に好ましくは、10以上40以下である。着色微粒子のコア部に対するシェル部の比率が質量比で1未満の場合には、充分な光学濃度が得られない場合が存在し、一方、着色微粒子のコア部に対するシェル部の比率が質量比で50を超える場合には、発色性の低下、及び、ベタ部ムラの発生が生じる場合が存在した。
【0047】
コア部の半径及びシェル部の厚みは、透過型電子顕微鏡を用い、着色剤微粒子の断面を観察することで測定できる。シェル部の厚みの測定には、コールターカウンター法により測定された着色剤微粒子の平均粒径の±10%(μm)に相当する粒子径を有する着色剤微粒子の断面を選択的に用いた。
【0048】
また、粒径、及び粒径分布指標は、コールターカウンターTA−II(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON‐II(ベックマンーコールター社製)を使用する。測定法としては分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に測定試料を0.5〜50mg加える。これを電解液100〜150ml中に添加する。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記コールターカウンターTA−II型により、アパーチャー径として100μmアパーチャーを用いて2〜60μmの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布、個数平均分布を求める。このようにして測定された体積平均分布を着色剤微粒子の平均粒径とした。
【0049】
コア部の半径及びシェル部の厚みは、内側の非着色のコア部と外側の着色したシェル部との境界をもって判断する。一つの視野にある少なくとも20個の着色剤微粒子を観察することにより、コア部の半径及びシェルの平均厚みが測定されるとともに、存在割合も計算される。
【0050】
具体的には、コア部の半径及びシェル部の平均厚みの測定は、下記方法により行う。
透過型電子顕微鏡写真の着色剤微粒子画像の中心から10本の等角度間隔(各36度)の放射線を引き、放射線の延長上にあるコア部半径及びシェル部の厚みを定規を用いて膜厚測定する(10箇所)。その10箇所の平均値がその着色剤微粒子のコア部半径及びシェル部厚みとした。
【0051】
そして、コア部とシェル部との質量比は、これら求められたコア部半径及びシェル部厚に基づき、算出する。
【0052】
着色微粒子は、第1の液体全質量に対し0.1質量%以上50質量%以下、好ましくは1質量%以上10質量%以下の範囲で使用される。液体中の色材量が0.1質量%未満の場合には、十分な光学濃度が得られない場合が存在し、色材量が50質量%よりも多い場合には、液体の噴射特性が不安定となる場合が存在した。
【0053】
第1の液体には、着色微粒子を分散させるために分散剤を含有してもよい。分散剤としては、ノニオン性化合物、アニオン性化合物、カチオン性化合物、両性化合物等が使用できる。
【0054】
例えば、α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの共重合体等が挙げられる。α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、フマル酸、フマル酸モノエステル、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホン化ビニルナフタレン、ビニルアルコール、アクリルアミド、メタクリロキシエチルホスフェート、ビスメタクリロキシエチルホスフェート、メタクリロキシエチルフェニルアシドホスフェート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体、ビニルシクロヘキサン、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸アルキルエステル、アクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸シクロアルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル、マレイン酸ジアルキルエステル等が挙げられる。
【0055】
上記α,β−エチレン性不飽和基を有するモノマーの単独若しくは複数を共重合して得られる共重合体が高分子分散剤として使用される。具体的には、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−メタクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸、スチレン−メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸シクロヘキシルエステル−メタクリル酸共重合体等が挙げられる。
【0056】
第1の液体において使用される分散剤は、重量平均分子量で2,000〜50,000のものが好ましい。高分子分散剤の分子量が2,000未満の場合、着色微粒子が安定に分散しない場合が存在し、一方、分子量が50,000を超える場合には、液体の粘度が高くなり、吐出性が悪化する場合が存在した。より好ましい重量平均分子量は、3,500〜20,000である。
【0057】
第1液体中に添加する分散剤は、0.01質量%以上3質量%以下の範囲で使用される。添加量が3質量%を超える場合には、液体粘度が高くなり、液体の噴射特性が不安定となる場合が存在した。一方、添加量が0.01質量%未満の場合には、着色微粒子の分散安定性が低下する場合が存在した。分散剤添加量としては、0.05質量%以上2.5質量%以下がより好ましく、更に好ましくは、0.1質量%以上2質量%以下である。
【0058】
第1の液体に用いられる水溶性有機溶媒としては、多価アルコール類、多価アルコール類誘導体、含窒素溶媒、アルコール類、含硫黄溶媒等が使用される。具体例としては、多価アルコール類では、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1、5−ペンタンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、グリセリン等が挙げられる。多価アルコール誘導体としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジグリセリンのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。含窒素溶媒としては、ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、トリエタノールアミン等が、アルコール類としてはエタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類が、含硫黄溶媒としては、チオジエタノール、チオジグリセロール、スルフォラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。その他、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等を用いることもできる。
【0059】
第1の液体に使用される水溶性有機溶媒は、単独で使用しても、2種類以上混合して使用しても構わない。水溶性有機溶媒の含有量としては、1質量%以上60質量%以下、好ましくは、5質量%以上40質量%以下で使用される。液体中の水溶性有機溶媒量が1質量%よりも少ない場合には、十分な光学濃度が得られない場合が存在し、逆に、60質量%よりも多い場合には、液体の粘度が大きくなり、液体の噴射特性が不安定になる場合が存在した。
【0060】
第1の液体の表面張力は、20mN/m以上60mN/m以下であることが好ましい。より好ましくは、20mN以上45mN/m以下であり、更に好ましくは、20mN/m以上35mN/m以下である。表面張力が20mN/m未満となるとノズル面に液体が溢れ出し、正常に印字できない場合がある。一方、60mN/mを超えると浸透性が遅くなり、乾燥時間が遅くなる場合がある。
【0061】
第1の液体の粘度は、1.2mPa・s以上25.0mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは1.5mPa・s以上10.0mPa・s未満、更に好ましくは1.8mPa・s以上5.0mPa・s未満である。第1の液体の粘度が25.0mPa・sより大きい場合には、吐出性が低下する場合が存在した。一方、1.2mPa・sより小さい場合には、噴射性が悪化する場合が存在した。
【0062】
上記の表面張力及び粘度となる範囲で、水が添加される。水の添加量は特に制限は無いが、好ましくは、第1の液体全体に対して、10質量%以上99質量%以下であり、より好ましくは、30質量%以上80質量%以下である。
【0063】
次に、第2の液体について説明する。第2の液体は、少なくとも、第1の液体成分を凝集又は不溶化させる作用を有する凝集剤、水溶性溶媒、及び水を含有する。
【0064】
第1の液体成分を凝集又は不溶化させる作用を有する凝集剤としては、第1の液体との混合時に、少なくとも着色微粒子の粒子径を大きくさせる作用を有する物質、又は、第1の液体の着色微粒子成分を溶媒から分離する作用を有する物質などが挙げられる。凝集剤としては、無機電解質、有機酸、無機酸、有機アミンなどが挙げられる。
【0065】
無機電解質としては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオン及び、アルミニウムイオン、バリウムイオン、カルシウムイオン、銅イオン、鉄イオン、マグネシウムイオン、マンガンイオン、ニッケルイオン、スズイオン、チタンイオン、亜鉛イオン等の多価金属イオンと、塩酸、臭酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸、チオシアン酸、及び、酢酸、蓚酸、乳酸、フマル酸、フマル酸、クエン酸、サリチル酸、安息香酸等の有機カルボン酸及び、有機スルホン酸の塩等が挙げられる。
【0066】
具体例としては、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、硫酸ナトリウム、硝酸カリウム、酢酸ナトリウム、蓚酸カリウム、クエン酸ナトリウム、安息香酸カリウム等のアルカリ金属類の塩、及び、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸ナトリウムアルミニウム、硫酸カリウムアルミニウム、酢酸アルミニウム、塩化バリウム、臭化バリウム、ヨウ化バリウム、酸化バリウム、硝酸バリウム、チオシアン酸バリウム、塩化カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、リン酸二水素カルシウム、チオシアン酸カルシウム、安息香酸カルシウム、酢酸カルシウム、サリチル酸カルシウム、酒石酸カルシウム、乳酸カルシウム、フマル酸カルシウム、クエン酸カルシウム、塩化銅、臭化銅、硫酸銅、硝酸銅、酢酸銅、塩化鉄、臭化鉄、ヨウ化鉄、硫酸鉄、硝酸鉄、蓚酸鉄、乳酸鉄、フマル酸鉄、クエン酸鉄、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、塩化マンガン、硫酸マンガン、硝酸マンガン、リン酸二水素マンガン、酢酸マンガン、サリチル酸マンガン、安息香酸マンガン、乳酸マンガン、塩化ニッケル、臭化ニッケル、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、酢酸ニッケル、硫酸スズ、塩化チタン、塩化亜鉛、臭化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、チオシアン酸亜鉛、酢酸亜鉛等の多価金属類の塩等が挙げられる。
【0067】
有機酸としては、具体的にはアルギニン酸、クエン酸、グリシン、グルタミン酸、コハク酸、酒石酸、システイン、シュウ酸、フマル酸、フタル酸、マレイン酸、マロン酸、リシン、リンゴ酸、及び、一般式(1)で表される化合物、これら化合物の誘導体などが挙げられる。
【0068】
【化1】

【0069】
ここで、式中、Xは、O、CO、NH、NR1、S、又はSO2を表す。R1はアルキル基を表し、R1として好ましくは、CH2,C25、C24OHである。Rはアルキル基を表し、Rとして好ましくは、CH2,C25、C24OHである。なお、Rは式中に含んでいてもよいし、含んでいなくても構わない。Xとして好ましくは、CO、NH、NR,Oであり、より好ましくは、CO、NH、Oである。Mは、水素原子、アルカリ金属又はアミン類を表す。Mとして好ましくは、H、Li、Na、K、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等であり、より好ましくは、H、Na,Kであり、更に好ましくは、水素原子である。nは、3〜7の整数である。nとして好ましくは、複素環が6員環又は5員環となる場合であり、より好ましくは、5員環の場合である。mは、1又は2である。一般式(1)で表される化合物は、複素環であれば、飽和環であっても不飽和環であってもよい。lは、1〜5の整数である。
【0070】
一般式(1)で表される化合物としては、具体的には、フラン、ピロール、ピロリン、ピロリドン、ピロン、ピロール、チオフェン、インドール、ピリジン、キノリン構造を有し、更に官能基としてカルボキシル基を有する化合物が挙げられる。具体的には、2−ピロリドン−5−カルボン酸、4−メチル−4−ペンタノリド−3−カルボン酸、フランカルボン酸、2−ベンゾフランカルボン酸、5−メチル−2−フランカルボン酸、2,5−ジメチル−3−フランカルボン酸、2,5−フランジカルボン酸、4−ブタノリド−3−カルボン酸、3−ヒドロキシ−4−ピロン−2,6−ジカルボン酸、2−ピロン−6−カルボン酸、4−ピロン−2−カルボン酸、5−ヒドロキシ−4−ピロン−5−カルボン酸、4−ピロン−2,6−ジカルボン酸、3−ヒドロキシ−4−ピロン−2,6−ジカルボン酸、チオフェンカルボン酸、2−ピロールカルボン酸、2,3−ジメチルピロール−4−カルボン酸、2,4,5−トリメチルピロール−3−プロピオン酸、3−ヒドロキシ−2−インドールカルボン酸、2,5−ジオキソ−4−メチル−3−ピロリン−3−プロピオン酸、2−ピロリジンカルボン酸、4−ヒドロキシプロリン、1−メチルピロリジン−2−カルボン酸、5−カルボキシ−1−メチルピロリジン−2−酢酸、2−ピリジンカルボン酸、3−ピリジンカルボン酸、4−ピリジンカルボン酸、ピリジンジカルボン酸、ピリジントリカルボン酸、ピリジンペンタカルボン酸、1,2,5,6−テトラヒドロ−1−メチルニコチン酸、2−キノリンカルボン酸、4−キノリンカルボン酸、2−フェニル−4−キノリンカルボン酸、4−ヒドロキシ−2−キノリンカルボン酸、6−メトキシ−4−キノリンカルボン酸等の化合物が挙げられる。
【0071】
有機酸としては、好ましくは、クエン酸、グリシン、グルタミン酸、コハク酸、酒石酸、フタル酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ビリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩である。より好ましくは、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ビリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩である。さらに好ましくは、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、フランカルボン酸、クマリン酸、若しくは、これらの化合物誘導体、又は、これらの塩である。
【0072】
第2の液体に使用する有機アミン化合物としては、1級、2級、3級及び4級アミン及びそれらの塩のいずれであっても構わない。具体例としては、テトラアルキルアンモニウム、アルキルアミン、ベンザルコニウム、アルキルピリジウム、イミダゾリウム、ポリアミン、及び、それらの誘導体、又は、塩等が挙げられる。具体的には、アミルアミン、ブチルアミン、プロパノールアミン、プロピルアミン、エタノールアミン、エチルエタノールアミン、2−エチルヘキシルアミン、エチルメチルアミン、エチルベンジルアミン、エチレンジアミン、オクチルアミン、オレイルアミン、シクロオクチルアミン、シクロブチルアミン、シクロプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、ジイソプロパノールアミン、ジエタノールアミン、ジエチルアミン、ジ2−エチルヘキシルアミン、ジエチレントリアミン、ジフェニルアミン、ジブチルアミン、ジプロピルアミン、ジヘキシルアミン、ジペンチルアミン、3−(ジメチルアミノ)プロピルアミン、ジメチルエチルアミン、ジメチルエチレンジアミン、ジメチルオクチルアミン、1,3−ジメチルブチルアミン、ジメチル−1,3−プロパンジアミン、ジメチルヘキシルアミン、アミノ−ブタノール、アミノ−プロパノール、アミノ−プロパンジオール、N−アセチルアミノエタノール、2−(2−アミノエチルアミノ)−エタノール、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−(2−アミノエトキシ)エタノール、2−(3,4−ジメトキシフェニル)エチルアミン、セチルアミン、トリイソプロパノールアミン、トリイソペンチルアミン、トリエタノールアミン、トリオクチルアミン、トリチルアミン、ビス(2−アミノエチル)1,3−プロパンジアミン、ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン、ビス(3−アミノプロピル)1,3−プロパンジアミン、ビス(3−アミノプロピル)メチルアミン、ビス(2−エチルヘキシル)アミン、ビス(トリメチルシリル)アミン、ブチルアミン、ブチルイソプロピルアミン、プロパンジアミン、プロピルジアミン、ヘキシルアミン、ペンチルアミン、2−メチル−シクロヘキシルアミン、メチル−プロピルアミン、メチルベンジルアミン、モノエタノールアミン、ラウリルアミン、ノニルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルプロピルアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレシジアミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、ジヒドロキシエチルステアリルアミン、2−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルピリジニウムク口ライド、ステアラミドメチルビリジウムクロライド、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体、ジアリルアミン重合体、モノアリルアミン重合体等が挙げられる。
より好ましくは、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、エタノールアミン、プロパンジアミン、プロピルアミンなどが使用される。
【0073】
第1の液体成分を凝集又は不溶化させる作用を有する凝集剤のは単独で使用しても、あるいは2種類以上を混合して使用しても構わない。また、本発明液体中における凝集剤の含有量としては、0.01質量%以上30質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、0.1質量%以上15質量%以下であり、更に好ましくは、1質量%以上15質量%以下である。第2の液体中における凝集剤の添加量が0.01質量%未満の場合には、第1の液体接触時において色材の凝集が不充分となり、光学濃度、滲み、色間滲みが悪化する場合が存在し、一方、添加量が30質量%を超える場合には、噴射特性が低下し、液体が正常に噴射しない場合が存在した。
【0074】
第2の液体中に色材を含有させることも可能である。第2の液体に含有させる色材としては、染料、表面にスルホン酸又はスルホン酸塩を有する顔料、自己分散顔料が好ましい。これら色材は、凝集剤との共存時においても色材が凝集しにくいためと考えられる。このような色材を使用することにより、第2の液体の保存安定性が悪化しない。染料、表面にスルホン酸又はスルホン酸塩を有する顔料、及び自己分散顔料は、第1の液体の色材(即ち、着色微粒子)として説明したものと同様のものが使用できる。
【0075】
第2の液体に顔料を用いる場合には、顔料粒子の体積平均粒子径は、30nm以上250nm以下であることが好ましい。より好ましくは、50nm以上200nm以下であり、更に好ましくは75nm以上175nm以下である。液体中の粒子の体積平均粒子径が30nm未満である場合には、光学濃度が低くなる場合が存在し、一方、250nmを超える場合には、保存安定性が確保できない場合が存在した。
【0076】
第2の液体は、第1の液体と同様の水溶性有機溶媒を使用することができる。水溶性有機溶媒の含有量は、1質量%以上60質量%以下、好ましくは、5質量%以上40質量%以下で使用される。液体中の水溶性有機溶媒量が1質量%よりも少ない場合には、十分な光学濃度が得られない場合が存在し、逆に、60質量%よりも多い場合には、液体の粘度が大きくなり、液体の噴射特性が不安定になる場合が存在した。
その他、第1の液体に用いた高分子分散剤を第2の液体に添加することも可能である。
【0077】
第2の液体の表面張力は、20mN/m以上45mN/m以下であることが好ましい。より好ましくは、20mN以上39mN/m以下であり、更に好ましくは、20mN/m以上35mN/m以下である。表面張力が20mN/m未満となるとノズル面に液体が溢れ出し、正常に印字できない場合がある。一方、45mN/mを超えると浸透性が遅くなり、乾燥時間が遅くなる場合がある。
【0078】
第2の液体の粘度は、1.2mPa・s以上25.0mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは1.5mPa・s以上10.0mPa・s未満、更に好ましくは1.8mPa・s以上5.0mPa・s未満である。第1及び第2の液体の粘度が25.0mPa・sより大きい場合には、吐出性が低下する場合が存在した。一方、1.2mPa・sより小さい場合には、長期保存安定性が悪化する場合が存在した。
【0079】
上記の表面張力及び粘度となる範囲で、水が添加される。水の添加量は特に制限は無いが、好ましくは、インクジェット用液体組成物又は第2の液体全体に対して、10質量%以上99質量%以下であり、より好ましくは、30質量%以上80質量%以下である。
【0080】
ここで、第1の液体と第2の液体との混合液における5μm以上の粗粒数は、1,000個/μL以上であることが好ましい。より好ましくは2,500個/μL以上であり、更に好ましくは5,000個/μL以上である。第1の液体と第2の液体との混合液における5μm以上粗粒数が、1,000個/μL未満の場合には、光学濃度が低下する場合が存在した。
【0081】
なお、第1の液体と第2の液体との混合液における5μm以上粗粒数は、二つの液体を質量比で1:1の割合で混合し、撹拌しながら2μLを採取し、Accusizer TM770 Optical Particle Sizer (Particle Sizing Systems社製)を用いて測定した。尚、測定時のパラメーターとして、分散粒子の密度には着色微粒子の密度を入力した。この着色微粒子の密度は、着色微粒子分散液を加熱、乾燥させることによって得られた紛体を比重計、又は比重ビン等を用いて測定することにより求めることができる。
【0082】
以下、第1の液体及び第2の液体に適宜用いることのできる添加剤について説明する。

第1の液体及び第2の液体は、界面活性剤を用いることもできる。本発明における界面活性剤としては、分子内に親水部と疎水部を合わせ持つ構造を有する化合物等が有効に使用することができ、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤のいずれも使用することができる。更には、上記高分子分散剤を使用することもできる。
【0083】
アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩、高級アルキルスルホコハク酸塩、高級アルキルリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加物のリン酸エステル塩等が使用でき、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ケリルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナフタレンスルホン酸塩、モノブチルフェニルフェノールモノスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、ジブチルフェニルフェノールジスルホン酸塩等も有効に使用される。
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、脂肪族アルカノールアミド、グリセリンエステル、ソルビタンエステル等が挙げられる。
カチオン性界面活性剤としては、テトラアルキルアンモニウム塩、アルキルアミン塩、ベンザルコニウム塩、アルキルピリジウム塩、イミダゾリウム塩等が挙げられ、例えば、ジヒドロキシエチルステアリルアミン、2−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライド、ステアラミドメチルピリジウムクロライド等が挙げられる。
その他、スピクリスポール酸やラムノリピド、リゾレシチン等のバイオサーファクタント等も使用できる。
【0084】
第1の液体及び第2の液体に添加する界面活性剤量は、10質量%未満であることが好ましく、より好ましくは0.01〜5質量%、更に好ましくは0.01〜3質量%の範囲で使用される。添加量が10質量%以上の場合には、光学濃度、及び、顔料インクの保存安定性が悪化する場合が存在した。
【0085】
その他、吐出性改善等の特性制御を目的とし、ポリエチレンイミン、ポリアミン類、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、多糖類及びその誘導体、その他水溶性ポリマー、アクリル系ポリマーエマルション、ポリウレタン系エマルション、親水性ラテックス等のポリマーエマルション、親水性ポリマーゲル、シクロデキストリン、大環状アミン類、デンドリマー、クラウンエーテル類、尿素及びその誘導体、アセトアミド、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等を用いることができる。また、導電率、pHを調整するため、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属類の化合物、水酸化アンモニウム、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、エタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール等の含窒素化合物、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属類の化合物、硫酸、塩酸、硝酸等の酸、硫酸アンモニウム等の強酸と弱アルカリの塩等を使用することができる。
その他必要に応じ、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤、等も添加することができる。
【0086】
(インクジェット記録方法、インクジェット記録装置)
本発明のインクジェット記録方法は、上記本発明のインクジェット用インクセットを用い、第1の液体と第2の液体とを互いに接触させるように印字するものである。また、本発明のインクジェット記録装置は、上記本発明のインクジェット用インクセットの各液体を記録媒体に吐出する記録ヘッドを備えるものである。これらは、通常のインクジェット記録装置は勿論、インクのドライングを制御するためのヒーター等を搭載した記録装置、又は、中間体転写機構を搭載し、中間体に記録材料を印字した後、紙等の記録媒体に転写する記録装置等を適用することができる。
【0087】
本発明のインクジェット記録方法(装置)において、第1の液体及び第2の液体ともに、1ドロップ当たりの液体質量は25ng以下であることが好ましい。より好ましくは、0.5ng以上20ng以下であり、更に好ましくは、2ng以上8ng以下である。1ドロップ当たりの液体質量が25ngを超える場合には、滲みが悪化する場合が存在した。これは、第1の液体及び第2の液体の記録媒体に対する接触角がドロップ量に依存して変化するためであり、ドロップ量が増えるにつれてドロップが紙表面方向に広がりやすい傾向があるためと考えている。
但し、一つのノズルから複数の体積のドロップを噴射することが可能であるインクジェット装置において、上記ドロップ量とは、印字可能な最小ドロップのドロップ量を指すこととする。
【0088】
また、第1の液体と第2の液体とは互いに接触するように、記録媒体上に付与されるが、第1の液体及び第2の液体とが互いに接触することで、凝集剤の作用によりインクが凝集し、発色性、ベタ部ムラ、光学濃度、滲み、色間滲み、乾燥時間に優れる記録方法となるからである。接触していれば、互いに隣接するよう付与されても、覆い被さるように付与されても、どちらでもよい。
【0089】
また、記録媒体への付与の順番は、第2の液体を付与した後、第1の液体を付与する。第2の液体を先に付与することで、第1の液体中の構成成分を効果的に凝集させることが可能となるからである。第2の液を付与した後であれば、いかなる時期に第1の液体を付与してもかまわない。好ましくは、第2の液体を付与してから1秒以下であり、より好ましくは0.5秒以下である。
【0090】
本発明のインクジェット記録方法(装置)において、1画素を形成するために要する第1の液体付与量と第2の液体付与量との質量比は、1:20〜20:1であることが好ましい。より好ましくは1:10〜10:1であり、さらに好ましくは、1:5〜5:1である。第1のインク付与量が第2のインク付与量に対して少なすぎたり、多すぎたり場合には、凝集が不充分となり、光学濃度の低下、滲みの悪化、色間滲みの悪化が生じる場合が存在した。ここで、画素とは、所望の画像を主走査方向、及び、副走査方向に対してインクを付与可能な最小距離で分割した際に構成される格子点であり、夫々の画素に対して適切なインクセットを付与することで、色及び画像濃度が調整され、画像が形成される。
【0091】
本発明のインクジェット記録方法(装置)は、滲み及び色間滲みの改善効果という観点から熱インクジェット記録方式、又は、ピエゾインクジェット記録方式を採用することが好ましい。この原因は明らかとはなっていないが、熱インクジェット記録方式の場合、吐出時にインクが加熱され、低粘度となっているが、記録媒体上でインクの温度が低下するため、粘度が急激に大きくなる。このため、滲み及び色間滲みに改善効果があると考えられる。一方、ピエゾインクジェット方式の場合、高粘度の液体を吐出することが可能であり、高粘度の液体は記録媒体上での紙表面方向への広がりを抑制することが可能となるため、滲み、及び、色間滲みに改善効果があるものと推測している。
【0092】
本発明のインクジェット記録方法(装置)において、第1の液体及び第2の液体(インク及び処理液)の記録ヘッドへの補給(供給)は、第1の液体及び第2の液体(インク及び処理液)の各液体が満たされたインクタンク(処理液タンクを含む)から行われることがよい。このインクタンクは、装置に脱着可能なカートリッジ方式であることがよく、このカートリッジ方式のインクタンクを交換することで、インク及び処理液の補給が簡易に行われる。
【0093】
以下、図面を参照しながら本発明のインクジェット記録装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、実質的に同様の機能を有する部材については同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0094】
図1は本発明のインクジェット記録装置の好適な一実施形態の外観の構成を示す斜視図である。図2は、図1のインクジェット記録装置(以下、画像形成装置と称する)における内部の基本構成を示す斜視図である。
【0095】
本実施形態の画像形成装置100は、前述の本発明のインクジェット記録方法に基づいて作動し画像を形成する構成を有している。すなわち、図1及び図2に示すように、画像形成装置100は、主として、外部カバー6と、普通紙などの記録媒体1を所定量載置可能なトレイ7と、記録媒体1を画像形成装置100内部に1枚毎に搬送するための搬送ローラ(搬送手段)2と、記録媒体1の面にインク及び処理液を吐出して画像を形成する画像形成部8(画像形成手段)と、画像形成部8のそれぞれのサブインクタンク5へインク及び処理液を補給するメインインクタンク4と、から構成されている。
【0096】
搬送ローラ2は画像形成装置100内に回転可能に配設された一対のローラで構成された紙送り機構であり、トレイ7にセットされた記録媒体1を挟持するとともに、所定量の記録媒体1を所定のタイミングで1枚毎に装置100内部に搬送する。
【0097】
画像形成部8は記録媒体1の面上にインクによる画像を形成する。画像形成部8は、主として記録ヘッド3と、サブインクタンク5と、給電信号ケーブル9と、キャリッジ10と、ガイドロッド11と、タイミングベルト12と、駆動プーリ13と、メンテナンスユニット14とから構成されている。
【0098】
サブインクタンク5はそれぞれ異なる色のインク及び処理液が記録ヘッドから吐出可能に納められたサブインクタンク51、52、53、54、55を有している。これらには、例えば、第1の液体として、ブラックインク(K)、イエローインク(Y)、マゼンタインク(M)、シアンインク(C)が、第2の液体として処理液がメインインクタンク4から補給され納められている。無論、第2の液体が色材を含有する場合は、別途、処理液用のサブインクタンクを設ける必要はない。
【0099】
サブインクタンク5には、それぞれ排気孔56と補給孔57とが設けられている。そして、記録ヘッド3が待機位置(もしくは補給位置)に移動したとき、排気孔56及び補給孔57に補給装置15の排気用ピン151及び補給用ピン152がそれぞれ挿入されることで、サブインクタンク5と補給装置15とが連結可能となっている。また、補給装置15はメインインクタンク4と補給管16を介して連結されており、補給装置15によりメインインクタンク4から補給孔57を通じてサブインクタンク5へとインク又は処理液を補給する。
【0100】
ここで、メインインクタンク4も、それぞれ異なる色のインク及び処理液が納めされたメインインクタンク41、42、43、44、45を有している。そして、これらには、例えば、第1の液体として、ブラックインク(K)、イエローインク(Y)、マゼンタインク(M)、シアンインク(C)が、第2の液体として処理液が満たされ、それぞれが画像形成装置100に脱着可能に格納されている。無論、第2の液体が色材を含有する場合は、別途、処理液用のメインインクタンクを設ける必要はない。
【0101】
さらに、記録ヘッド3には給電信号ケーブル9とサブインクタンク5が接続されており、給電信号ケーブル9から外部の画像記録情報が記録ヘッド3に入力されると、記録ヘッド3はこの画像記録情報に基づき各サブインクタンク5から所定量のインクを吸引して記録媒体の面上に吐出する。なお、給電信号ケーブル9は画像記録情報の他に記録ヘッド3を駆動するために必要な電力を記録ヘッド3に供給する役割も担っている。
【0102】
また、この記録ヘッド3はキャリッジ10上に配置されて保持されており、キャリッジ10はガイドロッド11、駆動プーリ13に接続されたタイミングベルト12が接続されている。このような構成により、記録ヘッド3はガイドロッド11に沿うようにして、記録媒体1の面と平行でありかつ記録媒体1の搬送方向X(副走査方向)に対して垂直な方向Y(主走査方向)にも移動可能となる。
【0103】
画像形成装置100には、画像記録情報に基づいて記録ヘッド3の駆動タイミングとキャリッジ10の駆動タイミングとを調製する制御手段(図示せず)が備えられている。これにより、搬送方向Xにそって、所定の速度で搬送される記録媒体1の面の所定領域に画像記録情報に基づく画像を連続的に形成することができる。
【0104】
メンテナンスユニット14は、チューブを介して減圧装置(図示せず)に接続されている。更にこのメンテナンスユニット14は、記録ヘッド3のノズル部分に接続し。記録ヘッド3のノズル内を減圧状態にすることにより記録ヘッド3のノズルからインクを吸引する機能を有している。このメンテナンスユニット14を設けておくことにより、必要に応じて画像形成装置100が作動中にノズルに付着した余分なインクを除去したり、作動停止状態のときにノズルからのインクの蒸発を抑制することができる。
【0105】
図3は本発明のインクジェット記録装置の好適な他の一実施形態の外観の構成を示す斜視図である。図4は、図3のインクジェット記録装置(以下、画像形成装置と称する)における内部の基本構成を示す斜視図である。本実施形態の画像形成装置101は、前述の本発明のインクジェット記録方法に基づいて作動し画像を形成する構成を有している。
【0106】
図3及び図4に示す画像形成装置101は、記録ヘッド3の幅が記録媒体1幅と同じ又はそれ以上であり、キャリッジ機構を持たず、副走査方向(記録媒体1の搬送方向:矢印X方向)の紙送り機構(本実施形態では搬送ローラ2を示しているが、例えばベルト式の紙送り機構でもよい)で構成されている。
【0107】
また、図示しないが、サブインクタンク51〜55を副走査方向(記録媒体1の搬送方向:矢印X方向)に順次配列させるのと同様に、各色(処理液も含む)を吐出するノズル群も副走査方向に配列させている。これ以外の構成は、図1及び2に示す画像形成装置100と同様なので説明を省略する。なお、図中、記録ヘッド3は移動しないので、サブインクタンク5は補給装置15と常時連結した構成を示しているが、インク補給時に補給装置15と連結する構成でもよい。
【0108】
図3及び図4に示す画像形成装置101では、記録媒体1の幅方向(主走査方向)の印字を記録ヘッド3により一括で行うため、キャリッジ機構を持つ方式に比べ、装置の構成が簡易であり、印字速度も速くなる。
【実施例】
【0109】
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。また、単に「部」とあるのは特に断りがない限り「質量部」を意味する。
【0110】
<着色微粒子作製方法>
コア粒子(コア部成分)、シェル粒子(シェル部成分)、樹脂を所定量高速攪拌機に投入し、20分間混合した。このようにして、コア粒子とシェル粒子が静電的に付着した混合物を得た。
【0111】
上記混合物をハイブリダイザーに投入し、ローター回転数6000rpm、65℃の条件において60分間処理を行い、着色微粒子を得た。
【0112】
最後に、得られた着色微粒子を、イオン交換水を用いて充分に洗浄した。その後、水を除去し、更に、70℃にて24時間乾燥させた。このようにして、コア/シェル構造の着色剤微粒子を得た。
【0113】
<着色微粒子分散方法1>
着色微粒子を固形分として20質量%となるようにイオン交換水に添加し、超音波ホモジナイザーで処理することで、着色微粒子を分散した。更に、分散液に遠心分離処理(8000rpm×30分)を施し、残渣部分(初期投入量に対して20%)を除去することで、着色微粒子分散液を得た。
【0114】
<着色微粒子分散方法2>
所定量のイオン交換水中に、着色微粒子20質量%、分散剤3質量%を添加し、攪拌する。この分散体を超音波ホモジナイザーで処理することで、着色微粒子を分散させた。更に、この分散液に遠心分離処理(8000rpm×30分)を施し、残渣部分(初期投入量に対して20%)を除去することで、着色微粒子分散液を得た。
【0115】
<液体作製方法>
所定の組成となるように着色微粒子分散液、水溶性有機溶媒、界面活性剤、イオン交換水等を適量加え、混合液を、混合、攪拌した。得られた液体を、5μmフィルターを通過させることにより、所望の液体を得た。
【0116】
(着色微粒子A)
上記着色微粒子作製方法に従って、着色微粒子を作製した。
―組成―
・Cabojet−300(キャボット社製(粉体))(シェル部成分):300部
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸ナトリウム共重合体(樹脂):20部
・ポリメチルメタクリレート(コア部成分:重量平均分子量20,000):100部
【0117】
この着色微粒子のシェル部の厚みは10.4nm、コア部半径に対するシェル部の厚みの比率は0.42、コア部に対するシェル部の質量比率は2.8である。
【0118】
(着色微粒子B)
上記着色微粒子作製方法に従って、着色微粒子を作製した。
―組成―
・Black Pearls L(キャボット社製)(シェル部成分):200部
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸ナトリウム共重合体(樹脂):20部
・ポリスチレン(コア部成分:重量平均分子量700,000):100部
【0119】
この着色微粒子のシェル部の厚みは7.6nm、コア部半径に対するシェル部の厚みの比率は0.30、コア部に対するシェル部の質量比率は1.7である。
【0120】
(着色微粒子C)
上記着色微粒子作製方法に従って、着色微粒子を作製した。
―組成―
・C.I.Pigment Blue 15:3(シェル部成分):4500部
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸ナトリウム共重合体(樹脂):15部
・ポリメチルメタクリレート(コア部成分:重量平均分子量50,000):100部
【0121】
この着色微粒子のシェル部の厚みは56nm、コア部半径に対するシェル部の厚みの比率は2.2、コア部に対するシェル部の質量比率は45である。
【0122】
(着色微粒子D)
上記着色微粒子作製方法に従って、着色微粒子を作製した。
―組成―
・C.I.Pigment Red 122(シェル部成分):120部
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸ナトリウム共重合体(樹脂):25部
・ポリスチレン(コア部成分:重量平均分子量100,000):100部
【0123】
この着色微粒子のシェル部の厚みは5.8nm、コア部半径に対するシェル部の厚みの比率は0.23、コア部に対するシェル部の質量比率は1.2である。
【0124】
(着色微粒子E)
上記着色微粒子作製方法に従って、着色微粒子を作製した。
―組成―
・C.I.Pigment Yellow 74(シェル部成分):150部
・シランカップリング剤(樹脂):20部
・シリカ(コア):100部
【0125】
この着色微粒子のシェル部の厚みは11nm、コア部半径に対するシェル部の厚みの比率は0.28、コア部に対するシェル部の質量比率は1.5である。
【0126】
(着色微粒子F)
上記着色微粒子作製方法に従って、着色微粒子を作製した。
―組成―
・C.I.Pigment Blue 15:3(シェル部成分):4500部
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸ナトリウム共重合体(樹脂):15部
・ポリメチルメタクリレート(コア部成分:重量平均分子量50,000):10部
【0127】
この着色微粒子のシェル部の厚みは72nm、コア部半径に対するシェル部の厚みの比率は6.5、コア部に対するシェル部の質量比率は584である。
【0128】
(着色微粒子G)
上記着色微粒子作製方法に従って、着色微粒子を作製した。
―組成―
・C.I.Pigment Blue 15:3(シェル部成分):400部
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸ナトリウム共重合体(樹脂):10部
・ポリメチルメタクリレート(コア部成分:重量平均分子量50,000):2100部
【0129】
この着色微粒子のシェル部の厚みは4nm、コア部半径に対するシェル部の厚みの比率は0.19、コア部に対するシェル部の質量比率は0.94である。
【0130】
(着色微粒子H)
上記着色微粒子作製方法に従って、着色微粒子を作製した。
―組成―
・C.I.Pigment Blue 15:3(シェル部成分):23550部
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸ナトリウム共重合体(樹脂):120部
・ポリメチルメタクリレート(コア部成分:重量平均分子量50,000):10部
【0131】
この着色微粒子のシェル部の厚みは110nm、コア部半径に対するシェル部の厚みの比率は11、コア部に対するシェル部の質量比率は2355である。
【0132】
(着色微粒子I)
上記着色微粒子作製方法に従って、着色微粒子を作製した。
―組成―
・C.I.Pigment Blue 15:3(シェル部成分):2260部
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸ナトリウム共重合体(樹脂):15部
・ポリメチルメタクリレート(コア部成分:重量平均分子量50,000):100部
【0133】
この着色微粒子のシェル部の厚みは40nm、コア部半径に対するシェル部の厚みの比率は1.6、コア部に対するシェル部の質量比率は22.6である。
【0134】
(液体A)
上記着色微粒子分散方法1、液体作製方法に従って、作製した。
―組成―
・着色微粒子A:7質量%
・ジエチレングリコール:10質量%
・プロピレングリコール:10質量%
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル:5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物:1質量%
・イオン交換水:残部
【0135】
この液体のpHは7.9、表面張力は31mN/m、粘度は2.9mPa・s、体積平均粒子径は124nmであった。
【0136】
(液体B)
上記着色微粒子分散方法2、液体作製方法に従って、作製した。
―組成―
・着色微粒子B:5質量%
・ジエチレングリコール:10質量%
・グリセリン:10質量%
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル:5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物:1質量%
・イオン交換水:残部
【0137】
この液体のpHは8.2、表面張力は31mN/m、粘度は3.1mPa・s、体積平均粒子径は113nmであった。
【0138】
(液体C)
上記着色微粒子分散方法2、液体作製方法に従って、作製した。
―組成―
・着色微粒子C:4質量%
・ジエチレングリコール:10質量%
・スルホラン:10質量%
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル:5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物:1質量%
・イオン交換水:残部
【0139】
この液体のpHは8.1、表面張力は31mN/m、粘度は3.2mPa・s、体積平均粒子径は121nmであった。
【0140】
(液体D)
上記着色微粒子分散方法2、液体作製方法に従って、作製した。
―組成―
・着色微粒子D:4.5質量%
・ジエチレングリコール:10質量%
・プロピレングリコール:10質量%
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル:5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物:1.5質量%
・イオン交換水:残部
【0141】
この液体のpHは8.0、表面張力は31mN/m、粘度は3.0mPa・s、体積平均粒子径は118nmであった。
【0142】
(液体E)
上記着色微粒子分散方法2、液体作製方法に従って、作製した。
―組成―
・着色微粒子E:6質量%
・ジエチレングリコール:13質量%
・プロピレングリコール:12質量%
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル:5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物:1.5質量%
・イオン交換水:残部
【0143】
この液体のpHは7.9、表面張力は31mN/m、粘度は3.5mPa・s、体積平均粒子径は118nmであった。
【0144】
(液体F)
上記液体作製方法に従って、作製した。
―組成―
・Cabojet300(キャボット社製):4質量%
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸カリウム共重合体:0.5質量%
・ジエチレングリコール:20質量%
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル:5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物:1質量%
・イオン交換水:残部
【0145】
この液体のpHは8.3、表面張力は30mN/m、粘度は3.1mPa・s、体積平均粒子径は125nmであった。
【0146】
(液体G)
上記液体作製方法に従って、作製した。
―組成―
・Cabojet260(キャボット社製):4質量%
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸カリウム共重合体:0.5質量%
・グリセリン:15質量%
・エチレングリコール:5質量%
・プロピレングリコール:5質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物:1質量%
・イオン交換水:残部
【0147】
この液体のpHは8.4、表面張力は31mN/m、粘度は2.9mPa・s、体積平均粒子径は108nmであった。
【0148】
(液体H)
・ジエチレングリコール:27質量%
・2−ピロリドン−5−カルボン酸:10質量%
・水酸化ナトリウム:1.75質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物:1質量%
・イオン交換水:残部
【0149】
この液体のpHは3.8、表面張力は31mN/m、粘度は3.2mPa・sであった。
【0150】
(液体I)
・ジエチレングリコール:27質量%
・硝酸マグネシウム:10質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物:1質量%
・イオン交換水:残部
【0151】
この液体のpHは4.0、表面張力は31mN/m、粘度は3.0mPa・sであった。
【0152】
(液体J)
上記着色微粒子分散方法2、液体作製方法に従って、作製した。
―組成―
・着色微粒子F:4.5質量%
・ジエチレングリコール:12質量%
・プロピレングリコール:10質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物:1質量%
・イオン交換水:残部
【0153】
この液体のpHは8.0、表面張力は31mN/m、粘度は3.2mPa・s、体積平均粒子径は182nmであった。
【0154】
(液体K)
上記着色微粒子分散方法2、液体作製方法に従って、作製した。
―組成―
・着色微粒子G:4.5質量%
・ジエチレングリコール:12質量%
・プロピレングリコール:10質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物:1質量%
・イオン交換水:残部
【0155】
この液体のpHは8.2、表面張力は31mN/m、粘度は3.4mPa・s、体積平均粒子径は62nmであった。
【0156】
(液体L)
上記着色微粒子分散方法2、液体作製方法に従って、作製した。
―組成―
・着色微粒子H:4.5質量%
・ジエチレングリコール:12質量%
・プロピレングリコール:10質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物:1質量%
・イオン交換水:残部
【0157】
この液体のpHは8.1、表面張力は31mN/m、粘度は3.0mPa・s、体積平均粒子径は231nmであった。
【0158】
(液体M)
上記着色微粒子分散方法2、液体作製方法に従って、作製した。
―組成―
・着色微粒子I:4.5質量%
・ジエチレングリコール:12質量%
・プロピレングリコール:10質量%
・アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物:1質量%
・イオン交換水:残部
【0159】
この液体のpHは8.3、表面張力は30mN/m、粘度は2.9mPa・s、体積平均粒子径は115nmであった。
【0160】
(実施例1〜9、比較例1〜3)
表1に従ったインクセットを用いて、印字を行った。印字は、800dpi、256ノズルの試作プリントヘッド(ドロップ量14ng)を用い、FX−P紙(富士ゼロックス社製)に対して第2の液体(処理液)を吐出し、その上から第1の液体(インク)を吐出して印字パターンを印字する方法で行った。印字は一般環境下(温度23±0.5℃、湿度55±5%R.H)でおこない、1画素を形成するための第1の液体と第2の液体との付与量の質量比を1:0.2とした。評価は、印字後24時間一般環境下に放置したサンプルに対して行った(但し、乾燥時間と長期保存安定性は除く)。また、色間滲みの評価においては、さらに表中に記載の液体種(着色インク)を組み合わせて隣接して印字パターンを印字した場合を評価した。
【0161】
《発色性》
印字部分をエックスライト967(エックスライト社製)を用いて印字パターンの印字部で明度を測定した。
−評価基準(黒インク)−
○… 明度(L*)が20以上
△… 明度(L*)が15以上20未満
×… 明度(L*)が15未満
【0162】
−評価基準(カラーインク)−
○… 明度(L*)が45以上
△… 明度(L*)が30以上45未満
×… 明度(L*)が30未満
【0163】
《ベタ部ムラ》
ベタパターン印字部のムラを限度見本に照合し、官能応評価を行った。
−評価基準−

○…ムラが少ないもの
△…ムラは発生しているが、許容レベルのもの
×…ムラが激しく、許容範囲外のもの
【0164】
《光学濃度》
印字部分をエックスライト404(エックスライト社製)を用いて印字パターンの印字部で光学濃度を測定した。
−評価基準(黒インク)−
○…光学濃度が1.4以上
△… 光学濃度が1.3以上1.4未満
×… 光学濃度が1.3未満
【0165】
−評価基準(カラーインク)−
○…光学濃度が1.1以上
△…光学濃度が1.0以上1.1未満
×…光学濃度が1.0未満
【0166】
《色間滲み》
色間滲みの評価は、異なる色が隣接するパターンを印字し、境界部分の滲み度合いを予め定めておいた限度見本に照合し、官能評価を行なった。
−評価基準−
○…滲みが少ないもの
△…滲みは発生しているが、許容レベルのもの
×…滲みが激しく、許容範囲外のもの
【0167】
《滲み》
細線パターンを印字し、印字部の滲み度合いを限度見本に照合し、官能評価を行なった。
−評価基準−
○…滲みが少ないもの
△…滲みは発生しているが、許容レベルのもの
×…滲みが激しく、許容範囲外のもの
【0168】
《乾燥時間》
100%カバレッジパターンを印字してから所定の時間経過後に印字パターン上に別のFX−P紙を1.9×104N/m2の荷重で押し当てる。この時、押し当てたFX−P紙側に液体が転写されなくなる時間を乾燥時間とした。
−評価基準−
○…乾燥時間が1秒未満
△…乾燥時間が1秒以上5秒未満
×…乾燥時間が5秒以上
【0169】
《長期保存安定性》
長期保存安定性については、評価環境下に第1の液体及び第2の液体を3年間放置し、初期と放置後でインク粘度及びインク表面張力を比較した。
−評価基準−
○…初期特性値に対して放置後特性値の変化率が5%未満
△…初期特性値に対して放置後特性値の変化率が5%以上15%未満
×…初期特性値に対して放置後特性値の変化率が15%以上
【0170】
《噴射性》
噴射性については、液体を連続で1×105パルス印字し、ドロップ速度の経時変化を測定した。
−評価基準−
○…初期ドロップ速度に対して1×105パルス印字後のドロップ速度が90%以上
△…初期ドロップ速度に対して1×105パルス印字後のドロップ速度が80%以上90%未満
×…初期ドロップ速度に対して1×105パルス印字後のドロップ速度が80%未満
【0171】
<評価結果まとめ>
評価結果を表2にまとめた。表2に示したように、少なくとも、コア部が非着色成分、シェル部が着色成分からなるコア/シェル型着色微粒子、分散剤、水溶性溶媒、及び水を含有する第1液体、及び、少なくとも、第1の液体成分を凝集又は不溶化させる作用を有する凝集剤、水溶性溶媒、及び水を含有する第2の液体からなるインクジェット用インクセットを、第1の液体と第2の液体とを接触するように記録媒体に付与された実施例1〜9では、発色性、ベタ部ムラ、光学濃度、滲み、色間滲み、乾燥時間、長期保存安定性に優れていた。
【0172】
【表1】

【0173】
【表2】

【図面の簡単な説明】
【0174】
【図1】本発明のインクジェット記録装置の好適な一実施形態の外観の構成を示す斜視図である。
【図2】図1のインクジェット記録装置における内部の基本構成を示す斜視図である。
【図3】本発明のインクジェット記録装置の好適な他の一実施形態の外観構成を示す斜視図である。
【図4】図3のインクジェット記録装置における内部の基本構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0175】
1 記録媒体
2 搬送ローラ
3 記録ヘッド
5 インクタンク
6 外部カバー
7 トレイ
8 画像形成部
9 給電信号ケーブル
10 キャリッジ
11 ガイドロッド
12 タイミングベルト
13 駆動プーリ
14 メンテナンスユニット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも第1の液体及び第2の液体を有するインクジェット用インクセットであって、
第1の液体は、少なくとも、着色微粒子、分散剤、水溶性溶媒、及び水を含有し、
第2の液体は、少なくとも、第1の液体成分を凝集又は不溶化させる作用を有する凝集剤、水溶性溶媒、及び水を含有し、
該着色微粒子は、コア部周囲にシェル部が被覆したコア/シェル構造を有し、前記コア部が非着色成分、前記シェル部が着色成分で構成されたことを特徴とするインクジェット用インクセット。
【請求項2】
前記シェル部の厚みが5nm以上100nm以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項3】
前記コア部の半径に対するシェル部の厚みの比率(シェル部の厚み/コア部の半径)が0.2以上2.5以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項4】
前記コア部に対するシェル部の比率が質量比(シェル部の質量/コア部の質量)で1以上50以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項5】
前記コア部を構成する前記非着色成分が、無機物質、又は重量平均分子量10,000以上の高分子物質、であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項6】
前記シェル部を構成する前記着色成分が、顔料又は染料であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項7】
前記第1の液体が、カルボン酸基を有する樹脂を含有することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項8】
前記第2の液体が、染料、表面にスルホン酸又はスルホン酸塩を有する顔料、自己分散顔料からなる群から選択される少なくとも1種の色材を含有することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項9】
前記着色微粒子の体積平均粒子径が、30nm以上250nm以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項10】
前記第1の液体の表面張力が、20mN/m以上60mN/m以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項11】
前記第2の液体の表面張力が、20mN/m以上45mN/m以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項12】
前記第1の液体、及び前記第2の液体の粘度が、1.2mPa・s以上25.0mPa・s以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項13】
前記第1の液体と、前記第2の液体との混合液における5μm以上の粒子数が、1,000個/μL以上であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用インクセット。
【請求項14】
請求項1〜13のいずれか1に記載のインクジェット用インクセットを収納したことを特徴とするインクジェット用インクタンク。
【請求項15】
インクジェット用インクセットを用いたインクジェット記録方法であって、
前記インクジェット用インクセットは、請求項1〜13のいずれか1項に記載のインクジェット用インクセットであり、
前記第1の液体及び第2の液体が互いに接触するように記録媒体上に付与して、画像を形成することを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項16】
前記第1の液体、及び前記第2の液体を、1ドロップ当たり25ng以下で前記記録媒体上に付与することを特徴とする請求項15に記載のインクジェット記録方法。
【請求項17】
1画素を形成するために付与される前記第1の液体と第2の液体の付与量が、質量比で1:10〜10:1の範囲であることを特徴とする請求項15に記載のインクジェット記録方法。
【請求項18】
前記インクジェット用インクセットを収納したインクジェット用インクタンクから供給された前記第1の液体及び第2の液体を、記録媒体上に吐出することを特徴とする請求項15に記載のインクジェット記録方法。
【請求項19】
インクジェット用インクセットにおける各液体を記録媒体に吐出するための記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置であって、
インクジェット用インクセットは、請求項1〜13のいずれか1項に記載のインクジェット用インクセットである、
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項20】
前記第1の液体、及び第2の液体が、1ドロップ当たり25ng以下で記録媒体に付与されることを特徴とする請求項19に記載のインクジェット記録装置。
【請求項21】
1画素を形成するために付与される前記第1の液体及び前記第2の液体の付与量が、質量比で1:10〜10:1であることを特徴とする請求項19に記載のインクジェット記録装置。
【請求項22】
前記インクジェット用インクセットを収納したインクジェット用インクタンクから前記記録ヘッドへ、前記第1の液体及び第2の液体を供給するためのインクジェット用インクタンクを、さらに備えることを特徴とする請求項19に記載のインクジェット記録装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2006−116934(P2006−116934A)
【公開日】平成18年5月11日(2006.5.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−15708(P2005−15708)
【出願日】平成17年1月24日(2005.1.24)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】