JP7388187B2

JP7388187B2 - インクジェットインク及び記録装置

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Publication number: JP7388187B2
Application number: JP2019235885A
Authority: JP
Inventors: 駿介内薗; 学谷口; 聡一山崎; 宏明粂田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2023-11-29
Anticipated expiration: 2039-12-26
Also published as: CN113045932B; US20210198505A1; CN113045932A; JP2021105081A

Description

本発明は、インクジェットインク及び記録装置に関する。

インクジェット記録方法は、比較的単純な装置で、高精細な画像の記録が可能であり、各方面で急速な発展を遂げている。その中で、画質等について種々の検討がなされている。例えば、特許文献１には、高い印字濃度を達成するために、複数の一次粒子が連結されてなる金属酸化物二次粒子を用いたインクジェット記録用水分散体が開示されている。

特開２００８－３８０９０号公報

しかしながら、特許文献１のように金属酸化物二次粒子を含むインクを用いた場合、ノズルのつまりが生じやすく、ヘッドクリーニングをしても目詰まりが回復し難いという課題があった。また、特許文献１のインクは、得られる記録物のカールを十分抑制できたものではなかった。

本発明のインクジェットインクは、無機酸化物コロイドと、ベタイン類と、１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンと、水と、を含み、ベタイン類の含有量が、質量基準において、無機酸化物コロイドの固形分含有量以上である。

また、本発明の記録装置は、上記インクジェットインクを記録媒体に対して吐出するノズルを有するインクジェットヘッドと、記録媒体を搬送する搬送手段と、を備える。

本実施形態に係る記録装置を示す概略断面図。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

１．インクジェットインク
本実施形態に係るインクジェットインク（以下、単に「インク」ともいう。）は、無機酸化物コロイドと、ベタイン類と、１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンと、水と、を含み、ベタイン類の含有量が、質量基準において、無機酸化物コロイドの固形分含有量以上である。

無機酸化物コロイドを含むインクを用いた場合には、印字面のぬれ摩擦抵抗を下げつつ、得られる記録物のカールが抑制されるという利点がある。しかしながら、ノズル近傍でインクが乾燥すると、無機酸化物コロイドの分散状態が変化しやすく、無機酸化物コロイドが凝集体として析出し、ノズル詰まりを生じさせる。このような目詰まりは、ノズルに凝集体が硬く固着するため、クリーニングによっても回復させることが困難で、ノズル抜けとなるという問題がある。

このような目詰まり回復性の問題を解決するために、２－ピロリドンのような溶解力の高い溶剤をインクに含有させることが考えられる。しかしながら、２－ピロリドンを使用すると、２－ピロリドンの作用により印字物乾燥時のカールが悪化するという問題がある。そのため、従来技術のインクジェットインクでは、カールの抑制と、インクジェットヘッドの目詰まり回復性との両立が困難であった。

これに対して、本実施形態のインクジェットインクは、１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンを用いることで、無機酸化物コロイドによるカール抑制作用を維持しつつ、かつ、目詰まり回復性を達成することができる。この理由は特に制限されないが、２－ピロリドンのような溶剤と比べて１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンの方が記録媒体の水素結合を切る力が弱いため、カールの発生が抑制されるからと考えられる。一方で、１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンは、無機酸化物コロイドの再分散を促進できることから、目詰まり回復性の向上にも寄与し得ると考えられる。

以下、本実施形態に係るインクジェットインクにおいて、含まれ得る成分、物性及び製造方法について説明する。

１．１．無機酸化物コロイド
無機酸化物コロイドは、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等の微粒子が分散媒に分散した状態を言い、本実施形態においてインクが無機酸化物コロイドを含むとは、インクを構成する溶媒を分散媒として無機酸化物微粒子が分散した状態であることをいう。

無機酸化物コロイドとしては、特に制限されないが、例えば、コロイダルシリカ、酸化チタンコロイド、アルミナコロイドが挙げられる。このなかでも、コロイダルシリカが好ましい。このような無機酸化物コロイドを用いることにより、得られる記録物のカールがより抑制され、それによって記録媒体の高速搬送が可能になる。またコロイダルシリカは、ヒュームドシリカ等の乾式シリカと比較して、沈降が抑制され分散安定性がより向上する傾向にあり、また含有させてもインクジェットインクの粘度が上がりにくいため、吐出安定性にも優れる傾向にある。これに加えて、このような無機酸化物コロイドを用い、ベタイン類と１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンとを併用することによって目詰まり回復性がより向上する傾向にある。なお、無機酸化物コロイドは、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

無機酸化物コロイドの粒子は、表面処理がされたものであってもよい。例えば、コロイダルシリカは、アルミナで表面処理されていてもよい。これにより、コロイドの安定分散が可能なｐＨの範囲が拡大し、分散安定性がより向上する傾向にある。

上記のようなコロイダルシリカとしては、市販品を用いることもでき、例えば、スノーテックス２０、スノーテックス３０、スノーテックス４０、スノーテックスＯ、スノーテックスＮ、スノーテックスＣ（以上、すべて「日産化学工業株式会社」製）が挙げられる。

無機酸化物コロイドの平均粒径は、好ましくは５～１００ｎｍであり、より好ましくは５～８０ｎｍであり、さらに好ましくは１０～７０ｎｍである。平均粒径が１００ｎｍ以下であることにより、沈降が抑制され分散安定性がより向上する傾向にある。また、平均粒径が５ｎｍ以上であることにより、印字面の滑摩擦がより向上する傾向にある。

コロイダルシリカの平均粒子径は、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。このような粒度分布測定装置としては、例えば、周波数解析法としてホモダイン光学系を採用した大塚電子株式会社製の「ゼータ電位・粒径・分子量測定システムＥＬＳＺ２０００ＺＳ」（商品名）が挙げられる。なお、本明細書では、「平均粒径」とは、特に断りのない限り、個数基準の平均粒子径のことを指すものとする。

無機酸化物コロイドの含有量は、固形分として、インクの総量に対して、好ましくは１．０～１５質量%であり、より好ましくは３．０～１０質量％であり、さらに好ましくは４．０～８．０質量％である。無機酸化物コロイドの含有量が１．０質量％以上であることにより、得られる記録物のカールがより抑制され、それによって記録媒体の搬送速度をより向上できる。また、無機酸化物コロイドの含有量が１５質量％以下であることにより、目詰まり回復性がより向上する傾向にある。

無機酸化物コロイドの固形分含有量は、質量基準において、後述する１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドン（以下、「ＨＥ２Ｐ」ともいう。）の含有量以上であることが好ましい。具体的には、無機酸化物コロイドの固形分の含有量は、ＨＥ２Ｐの含有量に対して、質量基準で、好ましくは１．０～１２倍であり、より好ましくは１．２～１０倍であり、さらに好ましくは１．４～７．０倍である。無機酸化物コロイドの含有量が上記範囲内であることにより、得られる記録物のカールがより抑制され、目詰まり回復性がより向上する傾向にある。

後述する有機アミンを含む場合、無機酸化物コロイドの固形分含有量は、質量基準において、有機アミンの含有量以上であることが好ましい。具体的には、無機酸化物コロイドの固形分の含有量は、有機アミンの含有量に対して、質量基準で、好ましくは２．０～２０倍であり、より好ましくは３．０～１７倍であり、さらに好ましくは４．０～１５倍である。無機酸化物コロイドの含有量が上記範囲内であることにより、得られる記録物のカールがより抑制され、目詰まり回復性がより向上する傾向にある。

１．２．ベタイン類
本実施形態におけるベタイン類は、隣接しない正電荷と負電荷を同一分子内に持ち、分子全体としては電荷を持たない化合物をいう。正電荷部位は、第４級アンモニウムカチオンが好ましい。このようなベタイン類としては、特に制限されないが、例えば、トリメチルグリシン、γ－ブチロベタイン、ホマリン、トリゴネリン、カルニチン、ホモセリンベタイン、バリンベタイン、リジンベタイン、オルニチンベタイン、アラニンベタイン、スタキドリン、及びグルタミン酸ベタインなどが挙げられる。このなかでも、トリメチルグリシン、γ－ブチロベタインが好ましく、トリメチルグリシンがより好ましい。このようなベタイン類を用いることにより、目詰まり回復性がより向上する傾向にある。なお、ベタイン類は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

ベタイン類を構成する炭素数は、好ましくは４～１２であり、より好ましくは４～７であり、さらに好ましくは４～６である。ベタイン類の炭素数が上記範囲内であることにより、帯電性異物の混入などの外乱に対する安定性がより向上する傾向にある。

ベタイン類の含有量は、インクの総量に対して、好ましくは１～２５質量％であり、より好ましくは３～２０質量％であり、さらに好ましくは４～１５質量％である。ベタイン類の含有量が上記範囲内であることにより、無機酸化物コロイドが乾燥によって凝集する際に硬い凝集体が形成されることが抑制され、また、無機酸化物コロイドの分散安定性が向上するため、目詰まり回復性がより向上する傾向にある。

ベタイン類の含有量は、質量基準において、無機酸化物コロイドの固形分の含有量以上である。具体的には、ベタイン類の含有量は、無機酸化物コロイドの固形分の含有量に対して、質量基準で、好ましくは１．０～５．０倍であり、より好ましくは１．０～３．０倍であり、さらに好ましくは１．２～２．５倍である。ベタイン類の含有量が上記範囲内であることにより、得られる記録物のカールがより抑制され、目詰まり回復性がより向上する傾向にある。

１．３．１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドン
本実施形態のインクは、１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンを用いることにより、得られる記録物のカールがより抑制され、目詰まり回復性がより向上する。１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンの含有量は、インクの総量に対して、好ましくは０．１～８．０質量％であり、より好ましくは０．５～６．０質量％であり、さらに好ましくは０．７～４．０質量％である。ＨＥ２Ｐの含有量が上記範囲内であることにより、得られる記録物のカールがより抑制される傾向にある。

なお、本実施形態のインクは、上記のとおり、２－ピロリドンのような溶剤に代えて、１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンを用いる。このような観点から、本実施形態のインクにおける２－ピロリドンの含有量は、好ましくは０～０．５質量％以下であり、より好ましくは０～０．３質量％以下であり、さらに好ましくは０～０．１質量％以下であり、特に好ましくは０質量％あるいは検出限界以下である。これにより、得られる記録物のカールがより抑制される傾向にある。

１．４．水
水の含有量は、インクの総量に対して、好ましくは４０～８０質量％であり、より好ましくは５０～８０質量％であり、さらに好ましくは５５～７５質量％である。水の含有量が４０質量％以上であることにより、水の一部が蒸発した際でもインクの粘度上昇が抑制され、吐出安定性がより向上する傾向にある。また、水の含有量が８０質量％以下であることにより、得られる記録物のカールやコックリングがより抑制される傾向にある。

１．５．有機アミン
本実施形態のインクジェットインクは、有機アミンをさらに含んでもよい。有機アミンしては、特に制限されないが、例えば、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミンが挙げられる。このなかでも、トリエタノールアミン又はトリイソプロパノールアミンが好ましい。これら有機アミンは、無機酸化物コロイドの安定性を向上させる緩衝剤として機能し得る。そのため、このような有機アミンを用いることにより、目詰まり回復性がより向上する傾向にある。

有機アミンの含有量は、インクの総量に対して、好ましくは０．１～５．０質量％であり、より好ましくは０．２～４．０質量％であり、さらに好ましくは０．３～３．０質量％である。有機アミンの含有量が上記範囲内であることにより、無機酸化物コロイドの分散安定性がより向上するため、目詰まり回復性がより向上する傾向にある。

１．６．顔料
本実施形態のインクジェットインクは、色材として顔料を含んでもよい。顔料としては、特に制限されないが、例えば、アゾ顔料（例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等を含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック等の有機顔料；カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック、サーマルランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等）、金属酸化物、金属硫化物、金属塩化物等の無機顔料；炭酸カルシウム、タルク等の体質顔料等を用いることができる。

上記顔料は、分散剤により水に分散させて得られる顔料分散液として、あるいは、顔料粒子表面に化学反応を利用して親水性基を導入した自己分散型の表面処理顔料を水に分散させて得られるか、又は、ポリマーで被覆された顔料を水に分散させて得られる顔料分散液として、インクに添加されることが好ましい。

上記顔料分散液を構成する顔料及び分散剤は、それぞれ１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

顔料の含有量は、インクの総量に対して、固形分として、好ましくは１．０～１２質量％であり、より好ましくは２．０～１０質量％であり、さらに好ましくは３．０～７．５質量％である。

１．７．界面活性剤
本実施形態のインクジェットインクは、界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤が挙げられる。このなかでも、目詰まり回復性の観点からアセチレングリコール系界面活性剤が好ましい。

アセチレングリコール系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、２，４，７，９－テトラメチル－５－デシン－４，７－ジオール及び２，４，７，９－テトラメチル－５－デシン－４，７－ジオールのアルキレンオキサイド付加物、並びに２，４－ジメチル－５－デシン－４－オール及び２，４－ジメチル－５－デシン－４－オールのアルキレンオキサイド付加物から選択される一種以上が好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤の市販品としては、特に限定されないが、例えば、オルフィン１０４シリーズやオルフィンＥ１０１０等のＥシリーズ（エアープロダクツ社製商品名）、サーフィノール６１、１０４、４６５（日信化学工業社製商品名）などが挙げられる。アセチレングリコール系界面活性剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

フッ素系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルアミンオキサイド化合物が挙げられる。フッ素系界面活性剤の市販品としては、特に限定されないが、例えば、Ｓ－１４４、Ｓ－１４５（旭硝子株式会社製）；ＦＣ－１７０Ｃ、ＦＣ－４３０、フロラード－ＦＣ４４３０（住友スリーエム株式会社製）；ＦＳＯ、ＦＳＯ－１００、ＦＳＮ、ＦＳＮ－１００、ＦＳ－３００（Ｄｕｐｏｎｔ社製）；ＦＴ－２５０、２５１（株式会社ネオス製）などが挙げられる。フッ素系界面活性剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

シリコーン系界面活性剤としては、ポリシロキサン系化合物、ポリエーテル変性オルガノシロキサン等が挙げられる。シリコーン系界面活性剤の市販品としては、特に限定されないが、具体的には、ＢＹＫ－３０６、ＢＹＫ－３０７、ＢＹＫ－３３３、ＢＹＫ－３４１、ＢＹＫ－３４５、ＢＹＫ－３４６、ＢＹＫ－３４７、ＢＹＫ－３４８、ＢＹＫ－３４９（以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製）、ＫＦ－３５１Ａ、ＫＦ－３５２Ａ、ＫＦ－３５３、ＫＦ－３５４Ｌ、ＫＦ－３５５Ａ、ＫＦ－６１５Ａ、ＫＦ－９４５、ＫＦ－６４０、ＫＦ－６４２、ＫＦ－６４３、ＫＦ－６０２０、Ｘ－２２－４５１５、ＫＦ－６０１１、ＫＦ－６０１２、ＫＦ－６０１５、ＫＦ－６０１７（以上商品名、信越化学株式会社製）等が挙げられる。

界面活性剤の含有量は、インクの総質量に対し、好ましくは０．１～５．０質量％であり、より好ましくは０．１～３．０質量％である。界面活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、目詰まり回復性がより向上する傾向にある。

１．８．水溶性有機溶剤
本実施形態のインクジェットインクは、上記以外の成分として、水溶性有機溶剤を含んでもよい。水溶性有機溶剤としては、特に制限されないが、例えば、グリセリン、Ｎ－メチルピロリドン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキシレングリコールなどが挙げられる。このなかでも、保湿効果という点からグリセリンが好ましい。

水溶性有機溶剤の含有量は、インクの総量に対して、好ましくは０．５～２５質量％であり、より好ましくは３．０～２０質量％であり、さらに好ましくは５．０～１５質量％である。

１．９．インクジェットインクの製造方法
本実施形態のインクジェットインクの製造方法は、特に制限されず、無機酸化物コロイドと、ベタイン類と、１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンと、水と、必要に応じてその他の成分とを、混合する方法が挙げられる。なお、無機酸化物コロイドは、コロイド溶液の状態で混合してもよいし、顔料を用いる場合には、顔料分散液の状態で混合してもよい。

２．インクジェット方法
本実施形態に係るインクジェット方法は、所定のインクジェットヘッドを用いて、上記インクジェットインクを、吐出して記録媒体に付着させる吐出工程と、記録媒体を搬送する搬送する搬送工程とを有する。なお、吐出工程と搬送工程は同時に行ってもよいし、交互に行ってもよい。

２．１．吐出工程
吐出工程では、インクジェットヘッドからインクを吐出して記録媒体に付着させる。より具体的には、インクジェットヘッド内に設けられた圧力発生手段を駆動させて、インクジェットヘッドの圧力発生室内に充填されたインクをノズルから吐出させる。このような吐出方法をインクジェット法ともいう。

吐出工程において用いるインクジェットヘッドとしては、ライン方式により記録を行うラインヘッドと、シリアル方式により記録を行うシリアルヘッドが挙げられる。

ラインヘッドを用いたライン方式では、例えば、記録媒体の記録幅以上の幅を有するインクジェットヘッドを記録装置に固定する。そして、記録媒体を副走査方向（記録媒体の搬送方向）に沿って移動させ、この移動に連動してインクジェットヘッドのノズルからインク滴を吐出させることにより、記録媒体上に画像を記録する。

シリアルヘッドを用いたシリアル方式では、例えば、記録媒体の幅方向に移動可能なキャリッジにインクジェットヘッドを搭載する。そして、キャリッジを主走査方向（記録媒体の幅方向）に沿って移動させ、この移動に連動してインクジェットヘッドのノズルからインク滴を吐出させることにより、記録媒体上に画像を記録する。

２．２．搬送工程
搬送工程では、記録装置内で所定の方向に記録媒体を搬送する。より具体的には、記録装置内に設けられた搬送ローラーや搬送ベルトを用いて、記録装置の給紙部から排紙部へと記録媒体を搬送する。その搬送過程において、インクジェットヘッドから吐出されたインクが記録媒体に付着し、記録物が形成される。搬送は、連続的に行ってもよいし断続的に行ってもよい。

２．３．記録媒体
本実施形態で用いる記録媒体としては、特に制限されないが、例えば、吸収性又は非吸収性の記録媒体が挙げられる。このなかでも、吸収性記録媒体はカールなどの問題が生じやすいため、無機酸化物コロイドを用いつつも目詰まり回復性に優れる本発明が有効である。

吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、インクの浸透性が高い電子写真用紙などの普通紙、インクジェット用紙（シリカ粒子やアルミナ粒子から構成されたインク吸収層、あるいは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）等の親水性ポリマーから構成されたインク吸収層を備えたインクジェット専用紙）から、インクの浸透性が比較的低い一般のオフセット印刷に用いられるアート紙、コート紙、キャスト紙等が挙げられる。

非吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン等のプラスチック類のフィルムやプレート；鉄、銀、銅、アルミニウム等の金属類のプレート；又はそれら各種金属を蒸着により製造した金属プレートやプラスチック製のフィルム、ステンレスや真鋳等の合金のプレート；紙製の基材にポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン等のプラスチック類のフィルムを接着（コーティング）した記録媒体等が挙げられる。

３．記録装置
本実施形態の記録装置は、インクジェットインクを記録媒体に対して吐出するノズルを有するインクジェットヘッドと、記録媒体を搬送する搬送手段と、を備える。インクジェットヘッドは、インクが供給される圧力室と、インクを吐出するノズルと、を備える。また、搬送手段は、記録装置内に設けられた搬送ローラーや搬送ベルトから構成される。

以下、本実施形態に係る記録装置について、図１を参照して説明する。なお、図１において示すＸ－Ｙ－Ｚ座標系はＸ方向が記録媒体の長さ方向、Ｙ方向が記録装置内の搬送経路における記録媒体の幅方向、Ｚ方向が装置高さ方向を示している。

記録装置１０は一例として、高速及び高密度の印刷が可能なライン型インクジェットプリンターである。記録装置１０は、用紙等の記録媒体Ｐを収納する給送部１２と、搬送部１４と、ベルト搬送部１６と、記録部１８と、「排出部」としてのＦｄ（フェイスダウン）排出部２０と、「載置部」としてのＦｄ（フェイスダウン）載置部２２と、「反転搬送機構」としての反転経路部２４と、Ｆｕ（フェイスアップ）排出部２６と、Ｆｕ（フェイスアップ）載置部２８とを備えている。

給送部１２は、記録装置１０において装置下部に配置されている。給送部１２は、記録媒体Ｐを収納する給送トレイ３０と、該給送トレイ３０に収納された記録媒体Ｐを搬送経路１１に送り出す給送ローラー３２とを備えている。

給送トレイ３０に収納された記録媒体Ｐは、給送ローラー３２により搬送経路１１に沿って搬送部１４に給送される。搬送部１４は、搬送駆動ローラー３４と搬送従動ローラー３６とを備えている。搬送駆動ローラー３４は、図示しない駆動源により回転駆動される。搬送部１４において、記録媒体Ｐは、搬送駆動ローラー３４と搬送従動ローラー３６との間に狭持（ニップ）されて搬送経路１１の下流側に位置するベルト搬送部１６へと搬送される。

ベルト搬送部１６は、搬送経路１１において上流側に位置する第１ローラー３８と、下流側に位置する第２ローラー４０と、第１ローラー３８及び第２ローラー４０に回転移動可能に取り付けられた無端ベルト４２と、第１ローラー３８と第２ローラー４０との間において無端ベルト４２の上側区間４２ａを支持する支持体４４とを備える。

無端ベルト４２は、図示しない駆動源により駆動された第１ローラー３８または第２ローラー４０により上側区間４２ａにおいて＋Ｘ方向から－Ｘ方向に移動するように駆動される。このため、搬送部１４から搬送された記録媒体Ｐは、ベルト搬送部１６においてさらに搬送経路１１の下流側に搬送される。

記録部１８は、ライン型のインクジェットヘッド４８と、該インクジェットヘッド４８を保持するヘッドホルダー４６とを備えている。尚、該記録部１８は、Ｙ軸方向に往復移動するキャリッジにインクジェットヘッドが設けられたシリアル型のものであってもよい。インクジェットヘッド４８は、支持体４４に支持された無端ベルト４２の上側区間４２ａと対向するように配置されている。インクジェットヘッド４８は、無端ベルト４２の上側区間４２ａにおいて記録媒体Ｐが搬送される際、記録媒体Ｐに向けてインクを吐出し、記録を実行する。記録媒体Ｐは、記録が行われつつベルト搬送部１６により搬送経路１１の下流側に搬送される。

なお、「ライン型のインクジェットヘッド」とは、記録媒体Ｐの搬送方向と交差する方向に形成されたノズルの領域が、記録媒体Ｐの交差方向全体をカバー可能なように設けられ、ヘッド又は記録媒体Ｐの一方を固定し他方を移動させて画像を形成する記録装置に用いられるヘッドである。なお、ラインヘッドの交差する方向のノズルの領域は、記録装置が対応している全ての記録媒体Ｐの交差方向全体をカバー可能でなくてもよい。

また、ベルト搬送部１６の搬送経路１１の下流側には、第１分岐部５０が設けられている。第１分岐部５０は、記録媒体ＰをＦｄ排出部２０またはＦｕ排出部２６へ搬送する搬送経路１１と、記録媒体Ｐの記録面を反転させて再度記録媒体Ｐを記録部１８に搬送する反転経路部２４の反転経路５２とに切り替え可能に構成されている。尚、第１分岐部５０により反転経路５２に切り替えられて搬送される記録媒体Ｐは、反転経路５２における搬送過程において記録面が反転され、最初の記録面と反対側の面がインクジェットヘッド４８と対向するように記録部１８に再度搬送される。

搬送経路１１に沿って第１分岐部５０の下流側には、さらに第２分岐部５４が設けられている。第２分岐部５４は、記録媒体ＰをＦｄ排出部２０へ向けて搬送し、または記録媒体ＰをＦｕ排出部２６へ向けて搬送するように記録媒体Ｐの搬送方向を切り替え可能に構成されている。

第２分岐部５４においてＦｄ排出部２０へ向けて搬送される記録媒体Ｐは、Ｆｄ排出部２０から排出され、Ｆｄ載置部２２に載置される。このとき、記録媒体Ｐの記録面は、Ｆｄ載置部２２に対向するように載置される。また、第２分岐部５４においてＦｕ排出部２６へ向けて搬送される記録媒体Ｐは、Ｆｕ排出部２６から排出され、Ｆｕ載置部２８に載置される。このとき、記録媒体Ｐの記録面は、Ｆｕ載置部２８と反対側に向くように載置される。

インクジェット法を用いる記録装置では、液体であるインクを記録媒体に付着させることから、記録媒体、特に普通紙、インクジェット用紙等の吸収性の記録媒体においてはカールなどの問題が生じたり、インク乾燥前に記録物が排出され重なるため記録物を正確にスタックできないという問題が生じたりする。特に記録媒体を０．５ｍ／ｓ以上で高速搬送すると、この課題が顕著になる傾向にある。また、インクジェット印字面のぬれ摩擦抵抗が大きいベタ画像になると、記録物が滑らずにつっかえてしまったり、ほぼ記録物が揃っても、きれいに揃えることが困難になり、ステープラー（ホッチキス止め）がずれてしまうといった課題が発生する。また、印字面が下を向いて排紙されるフェイスダウン排紙においては、インクの乾燥がし難いため、よりスタック性が困難になるといった課題が発生する。その上、吸収性の記録媒体においては、印字すると、印字面が膨張するため、印字直後に印字面が凸となる排紙カール（一次カール）が発生するという課題もある。さらに、乾燥が進行すると、印字面が収縮するため、十数秒から数分で印字面が凹となる永久カール（二次カール）が発生するという課題がある。

これに対して、本実施形態では、無機酸化物コロイドを含む上記インクジェットインクを用いることにより、印字面のぬれ摩擦抵抗を下げつつ、カールを抑制できることから、スタック性を向上させることができる。特に、０．５ｍ／ｓ以上の高速で記録媒体Ｐを搬送させつつ、インクジェット記録を行う場合に、スタック性の向上効果が顕著となる。

なお、上記では、ライン型のインクジェットヘッドを用いる場合の例について説明したが、本実施形態に係る記録装置は、シリアル型のインクジェットヘッドを用いるプリンタ（シリアルプリンタ）であってもよい。シリアルプリンタでは、記録媒体を搬送方向に搬送させつつ、インクジェットヘッドを当該搬送方向と交差する方向に移動させることにより、印刷が行われる。シリアルプリンタであっても、印刷中におけるヘッドと記録媒体の相対速度が０．５ｍ／ｓ以上と高速であれば、スタック性の課題が生じ得るため、上述したインクを用いることによりスタック性の向上効果が得られる。

以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。

１．インクの調製
表１に記載の組成となるように、混合物用タンクに各成分を入れ、混合攪拌し、さらに５μｍのメンブランフィルターでろ過することにより各例のインクジェットインクを得た。なお、表中の各例に示す各成分の数値は特段記載のない限り質量％を表す。また、表中において、無機酸化物コロイド及び顔料分散液の数値は、固形分の質量％を表す。

表１中で使用した略号や製品成分は以下のとおりである。

〔顔料分散液〕
顔料 Aqua-Black（東海カーボン社製）
〔無機酸化物コロイド〕
コロイダルシリカ（日産化学工業製、ＳＴ－ＣＭ、粒子径２０ｎｍ、固形分３０％）
コロイダルシリカ（日産化学工業製、ＳＴ－３０Ｌ、粒子径４５ｎｍ、固形分３０％）
酸化チタンコロイド（テイカ社製、商品名ＭＴ－１００ＷＰ、粒子径２０ｎｍ）
〔界面活性剤〕
オルフィンＥ１０１０（エアープロダクツ社製商品名、アセチレングリコール系界面活性剤）
サーフィノール１０４（日信化学工業社製商品名、アセチレングリコール系界面活性剤）
〔含窒素化合物〕
１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドン（ＨＥ２Ｐ）
２－ピロリドン
〔ベタイン類〕
トリメチルグリシン（無水ベタイン、東京化成工業社製）
γ－ブチロベタイン
〔有機アミン〕
トリエタノールアミン

２．評価方法
２．１．カールの評価
ＥＰＳＯＮ製ＰＸ－Ｓ８４０（シリアルインクジェットプリンタ）のインクカートリッジにインクを充填し、記録媒体（Ａ４サイズのＸｅｒｏｘＰ紙、富士ゼロックス社製コピー用紙、坪量６４ｇ／ｍ²、紙厚８８μｍ）に対して、温度２５℃、湿度５０％の環境下において、印刷Ｄｕｔｙ：１００％でベタパターンを印刷した。そして、印刷後フェイスアップで１週間放置した際の、用紙端の床面からの浮き上がり量を測定した。評価基準は以下のとおりである。
〔評価基準〕
Ａ：浮き上がり量１０ｍｍ未満
Ｂ：浮き上がり量１０～２０ｍｍ
Ｃ：浮き上がり量２０ｍｍ以上

２．２．目詰まり回復性の評価
ＥＰＳＯＮ製ＰＸ－Ｓ８４０（シリアルインクジェットプリンタ）のインクカートリッジにインクを充填し、全ノズルよりインクが吐出できることを確認した。その後、インクジェットヘッドがプリンタに備えられたキャップの位置からずれており、ヘッドにキャップがされていない状態で、４０℃ 湿度２０％の環境下で７日間放置した。

放置後、インクジェットヘッドのクリーニングとして、ノズル内のインクの吸引動作を１回行うごとに、インクが吐出できないノズルの本数をカウントし、すべてのノズルが回復するまでクリーニング動作を繰り返した。そして、すべてのノズルが回復した時のクリーニング回数に基づいて、下記評価基準により目詰まり回復性を評価した。その結果を、表1に示す。
〔評価基準〕
Ａ：クリーニング回数３未満
Ｂ：クリーニング回数３以上６回未満
Ｃ：クリーニング回数６以上

３．評価結果
表１に、各例で用いたインクの組成、並びに評価結果を示した。表１から、無機酸化物コロイドと、ベタイン類と、１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンと、を含み、ベタイン類の含有量が、質量基準において、無機酸化物コロイドの固形分含有量以上であるインクを用いた場合には、得られる記録物のカールがより抑制され、無機酸化物コロイドを含むインクであっても目詰まり回復性に優れることが分かった。

詳しくは、各実施例と比較例１とを比較すると、２－ピロリドンに代えてＨＥ２Ｐを使用することにより、得られる記録物のカールが抑制されることが分かる。また、各実施例と比較例２とを比較すると、ベタイン類を用いることにより、得られる記録物のカールが抑制され、目詰まり回復性もより向上することが分かる。さらに、各実施例と比較例３とを比較すると、ＨＥ２Ｐを使用することにより、目詰まり回復性がより向上することが分かる。また、各実施例と比較例４とを比較すると、ベタイン類の含有量を無機酸化物コロイドの固形分含有量以上とすることにより、目詰まり回復性がより向上することが分かる。さらに、各実施例と比較例５とを比較すると、無機酸化物コロイドを用いることにより、得られる記録物のカールが抑制されることが分かる。

また、ＥＰＳＯＮ製ＬＸ－１００００Ｆ（ラインインクジェットプリンタ）のインクカートリッジに各実施例のインクを充填し、記録媒体（Ａ４サイズのＸｅｒｏｘＰ紙、富士ゼロックス社製コピー用紙、坪量６４ｇ／ｍ²、紙厚８８μｍ）に対して、温度２５℃、湿度５０％の環境下において、印刷Ｄｕｔｙ：１００％でベタパターンを２０枚連続印刷し、フェイスダウンで排紙したところ、用紙が良好にスタックできた。

１０記録装置、１１搬送経路、１２給送部、１４搬送部、１６ベルト搬送部、１８記録部、２０Ｆｄ排出部、２２Ｆｄ載置部、２４反転経路部、２６Ｆｕ排出部、２８Ｆｕ載置部、３０給送トレイ、３２給送ローラー、３４搬送駆動ローラー、３６搬送従動ローラー、３８第１ローラー、４０第２ローラー、４２無端ベルト、４２ａ無端ベルトの上側区間、４４支持体、４６ヘッドホルダー、４８インクジェットヘッド、５０第１分岐部、５２反転経路、５４第２分岐部、５６排出ローラー対、６４排出駆動ローラー、６８駆動軸、７６載置面、７８凸状部、８０第１付勢部材、８２第２付勢部材、８４、８６支持軸、Ｐ記録媒体

Claims

無機酸化物コロイドと、ベタイン類と、１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンと、水と、を含み、
前記ベタイン類の含有量が、質量基準において、前記無機酸化物コロイドの固形分含有量以上であり、
前記無機酸化物コロイドが、コロイダルシリカを含み、
前記無機酸化物コロイドの含有量が、固形分として、インクの総量に対して、３．０～１０質量％であり、
前記ベタイン類を構成する炭素数が、４～１２であり、
前記ベタイン類の含有量が、インクの総量に対して、３～２０質量％であり、
前記１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンの含有量が、インクの総量に対して、０．５～６．０質量％である、
インクジェットインク。
前記無機酸化物コロイドの平均粒子径が、１０～７０ｎｍである、
請求項１に記載のインクジェットインク。
有機アミンを含む、
請求項１又は２に記載のインクジェットインク。
前記有機アミンが、トリエタノールアミン又はトリイソプロパノールアミンを含む、
請求項３に記載のインクジェットインク。
前記有機アミンの含有量が、インクの総量に対して、０．１～５．０質量％である、
請求項３又は４に記載のインクジェットインク。
前記無機酸化物コロイドの固形分含有量が、質量基準において、前記有機アミンの含有量以上である、
請求項３～５のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
前記無機酸化物コロイドの固形分含有量が、質量基準において、前記１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンの含有量以上である、
請求項１～６のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
前記ベタイン類が、トリメチルグリシンを含む、
請求項１～７のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
前記水の含有量が、インクの総量に対して、５０～８０質量％である、
請求項１～８のいずれか一項に記載のインクジェットインク。
請求項１～９のいずれか一項に記載のインクジェットインクを記録媒体に対して吐出するノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を備える、
記録装置。
前記インクジェットヘッドが、ラインヘッドである、
請求項１０に記載の記録装置。