JP7263909B2

JP7263909B2 - インクセット及びインクジェット記録装置

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Publication number: JP7263909B2
Application number: JP2019090456A
Authority: JP
Inventors: 雄介水瀧; 聖観隈本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2019-05-13
Filing date: 2019-05-13
Publication date: 2023-04-25
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Description

本発明は、インクセット及びインクジェット記録装置に関する。

染料インクと顔料インクとを搭載するインクジェットプリンターにおいて、両インクがノズルプレート近傍で混合すると顔料が凝集し、ノズル詰まり等の不具合を引き起こし得ることが知られており、そのような不具合を抑制するための方法が種々検討されている。例えば、特許文献１、２には、自己分散顔料を使用した黒インクと、染料カラーインクからなる水性インクセットにおいて、自己分散顔料の凝集を防止する添加剤を染料カラーインクに含有させることが開示されている。

特許文献３、４には、複数種のインクを吐出するノズルに対して同一のキャップあるいはメンテナンスユニットを使用する際に、ノズル詰まり等の不具合が発生し得ることが開示されている。

特開２００３－２４６９４号公報特開２０１０－８４１３６号公報特開２０１８－２８５８号公報特開２０１８－１５０４１２号公報

染料インクと顔料インクとを搭載するインクジェットプリンターにおいて、両インクを同一のキャップでキャッピングした場合には、なお解決すべき課題があることが判明した。具体的には、キャップ内で両インクが混合すると、顔料インク中の顔料が凝集した際に凝集物がキャップ内に徐々に堆積してしまう場合があるという課題である。キャップ内に凝集物が多く堆積すると、凝集物がノズルと衝突してキャップから落下し、プリンタ内や印刷中の印刷物に付着して汚してしまう場合がある。また、堆積物とヘッドノズル面が擦れノズル面が汚れ、汚れたノズル面と紙面が擦れて印刷物が汚れてしまう場合もある。

従来技術では、ノズルプレート近傍で両インクが混合し顔料が凝集した際の課題は解決しえても、上述のような、キャップ内に凝集物が堆積する課題には十分対処することはできなかった。その理由としては少なくとも以下の２点が挙げられる。１点目に、キャップ内にはキャッピングのたびに新たなインクが供給される一方、キャップ内に供給されたインクはその液体成分が徐々に揮発し濃縮される。すなわちキャップ内はノズルプレート近傍と比較してはるかに顔料が凝集しやすい環境にある。２点目に、一度キャップ内に生成した凝集物は、キャップに接続されたインク吸引手段等によって除去されることなく堆積していってしまう。

したがって、キャップ内に凝集物が堆積する課題に十分対処するには、従来提案されていた技術とは異なる対策を講じる必要があった。

本発明の一態様は、キャップ内に凝集物が堆積する課題を解決を解決するためのインクセット及びインクジェット記録装置を提供する。

本発明の態様の１つは、第１インクと第２インクとを含むインクセットであって、前記インクセットは、前記第１インクを吐出する第１吐出口及び前記第２インクを吐出する第２吐出口を有する記録ヘッドと、前記第１吐出口及び前記第２吐出口を同一部材で纏めてキャッピングするキャップとを備えたインクジェット記録装置に用いられ、前記第１インクは、水と、自己分散顔料とを含み、前記第２インクは、水と、水溶性染料と、顔料分散剤とを含む、インクセットである。上記のインクセットにおいて、前記第１インクの前記自己分散顔料の比表面積が１０ｍｍ²／ｇ以上７６ｍｍ²／ｇ以下であってもよい。また、前記自己分散顔料はカーボンブラックであってもよい。また、前記第１インクは顔料分散剤を含まなくてもよい。また、前記第１インクは水溶性染料を含まなくてもよい。また、前記顔料分散剤は、アクリル共重合体、ポリオキシエチレンオレエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酸エステル、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ポリエーテルリン酸エステル、ナフタレンスルホン酸ナトリウムから選ばれる1種以上であってもよい。また、前記顔料分散剤は、アクリル系樹脂、又はポリアルキレンオキサイド変性界面活性剤であってもよい。また、前記第２インクは顔料及び分散性染料を含まなくてもよい。また、前記記録ヘッドには、前記第１吐出口が複数配列された第１ノズル列と、前記第２吐出口が複数配列された第２ノズル列とが設けられ、前記第１ノズル列と前記第２ノズル列との間の距離が、４ｍｍ以上８ｍｍ以下であってもよい。また、前記キャップ内に吸収材が配置されていてもよい。また、前記記録ヘッドは、前記第１吐出口と前記第２吐出口とが設けられたノズルプレートを備え、前記ノズルプレートと前記キャップ内に配置された吸収材との距離が、０．６ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であってもよい。

本発明の態様の他の１つは、第１インクと第２インクとを含むインクセットが搭載されて、前記第１インクと前記第２インクを吐出するインクジェット記録装置であって、前記第１インクを吐出する第１吐出口及び第２インクを吐出する第２吐出口を有する記録ヘッドと、前記第１吐出口及び前記第２吐出口を同一部材で纏めてキャッピングするキャップとを備え、前記第１インクは、水と、自己分散顔料とを含み、前記第２インクは、水と、水溶性染料と、顔料分散剤とを含む、インクジェット記録装置である。

本実施形態におけるインクジェット装置の構成を示す斜視図である。記録ヘッドに設けられたノズルの配列の一例を示す概略図である。キャップの構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。

１．インクセット
本発明の一実施形態に係るインクセットは、第１インクと第２インクとを含む。

１．１．第１インク
第１インクは、水と、自己分散顔料とを含む顔料インクである。以下、顔料インクに含まれる成分について説明する。

自己分散顔料とは、分散剤なしに水性媒体中に分散することが可能な顔料である。ここで、「分散剤なしに水性媒体中に分散」とは、顔料を分散させるための分散剤を用いなくても、その表面の親水基により、水性媒体中に安定に存在している状態をいう。自己分散型の顔料を用いると、顔料を分散させるための分散剤の使用量を低減できるので、分散剤に起因するインクの発泡を低減でき、吐出安定性の良好なインクが調製しやすい。また、自己分散型の顔料を用いると、分散剤そのものの粘度上昇をなくすことができるので、顔料の高濃度化を実現でき、高発色を達成することができる。

自己分散顔料の比表面積は、１０ｍｍ²／ｇ以上７６ｍｍ²／ｇ以下であることが好ましい。この比表面積は、パルスＮＭＲによる測定から算出される値である。比表面積は、顔料粒子の極性、すなわち親水性又は疎水性を表すパラメーターである。比表面積の値が大きい程、親水性であり、水溶液中に安定に分散しているといえる。７６ｍ²/ｇを超えると保存安定性が高いが、記録媒体中のサイズ剤との反応性が低く顔料が凝集しにくいため、発色悪い。一方、１０ｍ²/ｇを下回ると、サイズ剤との反応性が高く顔料が凝集しやため発色は良いが、顔料同士の疎水性相互作用が高くなるため保存安定性が悪い。本実施形態によれば、疎水性、つまり凝集性が高い顔料を使用しても信頼性が確保できることから、高発色黒濃度と信頼性を両立することができる。

自己分散顔料としては、次亜ハロゲン酸および／または次亜ハロゲン酸塩による酸化処理、オゾンによる酸化処理、または過硫酸および／または過硫酸塩による酸化処理により表面処理された自己分散顔料が、高発色という点で好ましい。この酸化処理時の酸化剤濃度や酸化剤種類を調節することによって、顔料表面に導入される水溶性基量を調節することができ、顔料分散体の比表面積を調整することができる。

顔料インクをブラック色のインク（以下、「顔料ブラックインク」ともいう。）として用いることが好ましく、この場合、自己分散顔料は、カーボンブラックであることが好ましい。具体的には、自己分散顔料は、上記したように、表面処理されたカーボンブラックであることが、高発色という点で好ましい。

顔料インクをブラック色以外のカラーのインク（以下、「顔料カラーインク」ともいう。）として用いてもよく、この場合には、顔料は、その表面にフェニル基を介して上記親水基を有するものであることが、高発色という点で好ましい。顔料表面にフェニル基を介して親水基を結合させる表面処理手段としては、種々の公知の表面処理手段を適用することができ、スルファニル酸、ｐ－アミノ安息香酸、４－アミノサリチル酸等を顔料表面に結合させることによりフェニル基を介して親水基を結合させる方法等が例示できる。

自己分散顔料の含有量は、顔料インクの全質量に対して、好ましくは０．１質量％以上２０質量％以下であり、より好ましくは１質量％以上２０質量％以下であり、特に好ましくは１質量％以上１０質量％以下である。０．１質量％未満であると、普通紙のような、インク受容層を持たない記録媒体への記録において発色性が劣り、２０質量％を超えるとインク粘度が増大したり、目詰まり回復性が悪化する場合がある。

顔料インクは、水を含有する。水は、上述した顔料を分散もしくは溶解させる主溶媒として機能する。

水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水または超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものであることが好ましい。また、紫外線照射または過酸化水素添加等により滅菌した水を用いると、顔料分散液およびこれを用いたインクを長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を防止することができるので好適である。

本実施形態に係る顔料インクに含有される水は、顔料インクの全質量に対して、４０質量％以上が好ましく、５０質量％以上であることがより好ましく、６０質量％以上であることが特に好ましい。

顔料インクは、顔料分散剤を含まないことが好ましい。顔料インクが、顔料分散剤を含む場合には、インクの粘度が高くなり、吐出安定性が低下する。吐出安定性を維持するためには粘度調整が必要になるが、粘度調整のために顔料濃度を下げると発色性が低下し、保湿剤濃度を下げると吐出信頼性が低下する。

顔料インクは、水溶性染料を含まないことが好ましい。顔料インク中に水溶性染料が含まれると、自己分散顔料由来の酸性官能基と染料由来の多価金属塩とが反応し、顔料凝集物が発生するからである。この凝集物がノズル目詰まりの原因となる。

顔料インクは、水溶性有機溶剤を含有することが好ましい。上記水溶性有機溶剤は、記録ヘッドの先端部におけるインクからの析出発生、乾固防止を主目的として使用される。上記水溶性有機溶剤としては特に限定されないが、揮発性が低く染料溶解性の高いものが好ましく、例えば、ポリエチレングリコール等のポリアルキレングリコール類；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、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、１，２，６－ヘキサントリオール、チオジグリコール、１，３－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、ヘキシレングリコール等のアルキレングリコール類；グリセリン；２－ピロリドン、Ｎ－メチル－２－ピロリドン等のピロリドン類等を挙げることができる。これらの水溶性有機溶剤は単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。

上記水溶性有機溶剤の含有量は、５～４０質量％であることが好ましい。５質量％未満であると、湿潤作用が不充分となり、析出、乾固等の問題を生じることがある。４０質量％を超えると、本発明のインクジェット記録用水性インクが必要以上に増粘して吐出不能になったり、記録紙上での乾燥が極端に遅くなったりする等の問題を生じることがある。より好ましくは、７～４０質量％、更に好ましくは、１０～３５質量％である。

更に、浸透性を制御する目的で必要に応じて、多価アルコールモノアルキルエーテルを使用してもよい。上記多価アルコールモノアルキルエーテルは、記録紙へのインク浸透速度を効果的に速めることにより、インクの紙面上での速乾性を向上させ、記録紙上での遅乾性に起因するブリーディング（異なる色の境界でのにじみ）や、浸透に伴うフェザリング（紙の繊維に沿ったヒゲ状のにじみ）を防止することができる。上記多価アルコールアルキルエーテルとしては、例えば、１、２－ヘキサンジオール、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ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルヘーテル、ジエチレングリコール２エチルヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル等を挙げることができる。

上記多価アルコールアルキルエーテルの含有量は、０．３～１５質量％であることが好ましい。０．３質量％未満であると、記録紙へのインク浸透速度が遅いために、乾燥時間、滲みの問題を生じることがある。１５質量％を超えると、記録紙へのインク浸透速度が速くなり過ぎるため、記録紙の裏側まで本発明のインクジェット記録用水性インクが達してしまったり、滲みを生じたりすることがあり、また、ミストの発生量が増えることがある。より好ましくは、０．５～１０質量％である。また、記録媒体へのインクの浸透性や乾燥性を制御する目的で、エタノール、イソプロピルアルコール等の一価アルコールを使用することも可能である。

顔料インクの基本構成は以上の通りであるが、その他従来公知の樹脂バインダー、分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、ｐＨ調整剤、染料溶解剤、防腐防カビ剤、防錆剤等を必要に応じて添加することができる。

１．２．第２インク
第２インクは、水と、水溶性染料と、顔料分散剤とを含む染料インクである。本実施形態に係る染料インクは、顔料分散剤を含むことにより、キャップ内において顔料インクと染料インクが混合した場合においても、顔料インクに含まれる自己分散顔料の凝集を抑制でき、ひいては、キャップ内に凝集物が堆積することを抑制することができる。具体的には、染料由来の多価金属塩は自己分散顔料の凝集を促すが、一方で染料インクに含まれる分散剤が顔料に吸着して分散性を維持することができる。

本実施形態に係るインクセットは、１種類の染料インクを使用することに限られず、複数種の染料インクを含むことができる。複数種の染料インクとしては、特に限定されず、例えば、互いに色相の異なるもの、互いに彩度又は明度の異なるもの等を用いることができる。互いに色相の異なる染料インクとしては、例えば、シアンインクとマゼンタインクのように、互いに含まれる染料の種類が異なるものが挙げられる。互いに彩度又は明度の異なるものとしては、例えば、シアンインクとライトシアンインクのように、互いに含まれる染料の色相が同一だがインク中における染料の含有量が異なるものが挙げられる。

インクセットが、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクを含む場合に、イエローインク、マゼンタインク、及びシアンインクが染料インクにより構成されることが好ましい。これにより、被記録媒体に記録される文字および画像の両方の記録品質が優れたものとなる。

水溶性染料としては、従来公知の水溶性染料を用いてもよく、例えば、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応染料が挙げられる。

水溶性染料の含有量は、染料インクの全質量に対して、好ましくは０．１質量％以上２５質量％以下であり、より好ましくは１質量％以上２０質量％以下であり、特に好ましくは１質量％以上１５質量％以下である。０．１質量％未満であると発色性が劣る場合があり、２５質量％超であると、水への溶解性が不足したり、目詰まり回復性が悪化したりする場合がある。

顔料分散剤は、アクリル共重合体、ポリオキシエチレンオレエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酸エステル、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ポリエーテルリン酸エステル、ナフタレンスルホン酸ナトリウムから選ばれる１種以上であることが好ましい。さらに好ましくは、顔料分散剤は、アクリル系樹脂、又はポリアルキレンオキサイド変性界面活性剤である。
これらの分散剤は多価金属塩の影響を受けにくいため、多価金属塩存在下でも顔料の分散安定性が確保される。その結果、キャップ内の顔料凝集物の堆積を効果的に抑制することができる。

本実施形態に係る顔料インクに含有される水は、顔料インクの全質量に対して、４０質量％以上が好ましく、５０質量％以上であることがより好ましい。なお、本明細書において「水性顔料インク」という場合には、顔料インクの全質量に対して、水を４０質量％以上含有するインクのことを指す。

染料インクは、顔料、及び分散剤を含む分散性染料を含まないことが好ましい。本実施形態に係るインクセットによる効果は、分散性染料を含まない染料インクにおいて、分散剤を含ませることにより、キャップ内における凝集物の堆積を抑制できる効果が高いからである。本実施形態では染料インクは顔料分散剤を含んでいるため、顔料凝集物が生じにくいものの、ノズルの目詰まりを極力生じないようにするためである。また、染料インクでは、色材として染料のみを用いた方が発色性が良好であり、色彩が鮮明となる。

前記染料インクは、上述の顔料インクと同様に水溶性有機溶剤を含有することが好ましい。また、染料インクは、その他従来公知の樹脂バインダー、分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、ｐＨ調整剤、染料溶解剤、防腐防カビ剤、防錆剤等を必要に応じて添加することができる。

２．インクジェット記録装置
本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置は、ヘッド部材を有する。以下、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置について、図１～図３を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態におけるインクジェット記録装置としてのプリンター１の構成を示す斜視図である。なお、このプリンター１は、シリアルプリンターを表している。

図１に示すように、プリンター１は、記録ヘッド２を搭載すると共にインクカートリッジ３を着脱可能に装着するキャリッジ４と、記録ヘッド２の下方に配設され被記録媒体６が搬送されるプラテン５と、キャリッジ４を被記録媒体６の媒体幅方向に移動させるキャリッジ移動機構７と、被記録媒体６を媒体送り方向に搬送する媒体送り機構８と、を有するものである。加えて、プリンター１は、当該プリンター１全体の動作を制御する制御装置ＣＯＮＴを有している。なお、上記媒体幅方向とは、主走査方向（ヘッド走査方向）である。上記媒体送り方向とは、副走査方向（主走査方向に直交する方向）である。

本実施形態に係るインクカートリッジ３は、独立したインクカートリッジ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄからなる。インクカートリッジ３ａ～３ｄには、それぞれ、上述した顔料インクおよび染料インクが充填される。本実施形態では、インクカートリッジ３ａには顔料インク、インクカートリッジ３ｂには第１染料インク、インクカートリッジ３ｃには第２染料インク、インクカートリッジ３ｄには第３染料インク、が充填されている。

インクカートリッジ３の配列順は、特に限定されず、所望の順序に配列することができる。なお、第１染料インク、第２染料インク、および第３染料インクは、上述した染料インクに相当し、互いに色相の異なるものである。

キャリッジ４は、主走査方向に架設された支持部材であるガイドロッド９に支持された状態で取り付けられたものである。また、キャリッジ４は、キャリッジ移動機構７によりガイドロッド９に沿って主走査方向に移動するものである。

リニアエンコーダ１０は、キャリッジ４の主走査方向上における位置を信号で検出するものである。この検出された信号は、位置情報として制御装置ＣＯＮＴに送信されるようになっている。制御装置ＣＯＮＴは、このリニアエンコーダ１０からの位置情報に基づいて記録ヘッド２の走査位置を認識し、記録ヘッド２による記録動作（吐出動作）などを制御するようになっている。また、制御装置ＣＯＮＴは、キャリッジ４の移動速度を可変制御可能な構成となっている。

図２は、本実施形態に係る記録ヘッド２におけるノズルプレート２１ａを示す概略図である。図２に示すように、記録ヘッド２は、ノズルプレート２１ａを備える。インクの吐出面でもあるノズルプレート２１ａには、複数のノズル列１６が配列されている。複数のノズル列１６は、ノズル列毎に、インクを吐出するためのノズル孔である複数の吐出口２１ｂからなる。

複数のノズル列１６は、ノズル列毎に、例えば異なる組成のインクを吐出可能になっている。図２の例では、ノズル列がインクの組成に対応して４列設けられており、各ノズル列が主走査方向に沿って配列されている。具体的には、顔料インクを吐出可能なノズル列１６Ａ、第１染料インクを吐出可能なノズル列１６Ｂ、第２染料インクを吐出可能なノズル列１６Ｃ、第３染料インクを吐出可能なノズル列１６Ｄからなる。

図２の例では、ノズル列１６Ａ～１６Ｄは、それぞれ、ノズルプレート２１上で主走査方向に対して直交する方向に延びているが、これに限定されず、ノズルプレート２１内で主走査方向に対して直交する方向に角度を与えられて配置されていてもよい。

複数のノズル列の間の距離Ａが、４ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが好ましい。このようにノズル列の間の距離が近い場合において、キャップ内で顔料インクと染料インクとが混合することによるキャップ内に凝集物が堆積する課題が生じやすいからである。

記録ヘッド２の移動範囲のうちプラテン５の外側の領域には、記録ヘッド２の走査起点となるホームポジションが設定されている。このホームポジションには、キャップ１２およびワイパ１３を含むメンテナンスユニット１１が設けられている。

図３は、キャップ１２の構成を示す図である。
図３に示すように、本実施形態に係るプリンター１は、インクジェットクリーニングやフラッシングで排出されるインクを受けるためのキャップ１２を備える。キャップ１２は、顔料インク及び染料インクのそれぞれに対応する吐出口２１ｂを同一部材で纏めてキャッピングするように構成されている。インクジェットクリーニングやフラッシングの際に、インクカートリッジ３を移動させて、記録ヘッド２のノズルプレート２１とキャップ１２が対向して配置される。

キャップ１２は、キャップ本体１２ａと、吸収材１２ｂと、廃インク吸引口１２ｃとを備える。ノズルプレート２１ａとキャップ１２が対向配置された状態において、ノズルプレート２１ａとキャップ１２内に配置された吸収材１２ｂとの距離Ｂが、０．６ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であることが好ましい。２．５ｍｍを超えるとクリーニング時にノズル表面に液溜まりが多く発生し、ワイピングしてもきれいにとれない。０．５ｍｍ未満だと、吸収材がインクを吸って膨潤した際にヘッドにあたり、ヘッドが汚れるからである。

３．実施例
以下、本発明を実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

３．１顔料インクの調製
各材料を下記の表１に示す組成で混合し、十分に撹拌し、ブラックインクである顔料インク１～５を調製した。なお、下記の表１中、数値の単位は質量％であり、合計は１００．０質量％である。また、顔料、分散剤の数値は、固形分換算である。

顔料インク１～５において、自己分散顔料、樹脂分散顔料として以下のものを使用した。

自己分散顔料
ファーネス法で調製したカーボンブラック原末５００ｇ（一次粒子径＝１８ｎｍ、ＢＥ
Ｔ比表面積＝１８０ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量＝１８６ｍＬ／１００ｇ）を、イオン交換水
３７５０ｇに加え、ディゾルバーで攪拌しながら、５０℃まで昇温した。その後、直径０
．８ｍｍのジルコニアビーズを用いたサンドミルにより、粉砕しながらこれに、次亜塩素
酸ナトリウム（有効塩素濃度＝１２％）の水溶液を５０～６０℃で３．５時間かけて滴下した。引き続きサンドミルにより３０分間粉砕し続け、自己分散型カーボンブラックが含まれている反応液を得た。この反応液を４００メッシュの金網で濾過し、ジルコニアビーズ及び未反応カーボンブラックと、反応液とを分別した。分別して得た反応液に、水酸化カリウム５％水溶液を加えて、ｐＨ＝７．５に調整した。液の電導度が１．５ｍＳ／ｃｍになるまで限外濾過膜により、脱塩及び精製を行なった。電気透析装置を用いて液の電導度が１．０ｍＳ／ｃｍになるまでさらに脱塩及び精製を行った。その液を、自己分散型カーボンブラックの濃度が１７重量％になるまで濃縮した。この濃縮液を、遠心分離機にかけ粗大粒子を取り除き、０．６μｍフィルターで濾過した。得られた濾液にイオン交換水を加え、自己分散型カーボンブラックの濃度が１５重量％になるまで希釈し、分散させて、自己分散カーボンブラックの分散液を得た。
パルスＮＭＲによる測定から算出される比表面積が表１に示す値になるように、滴下する次亜塩素酸ナトリウム（有効塩素濃度＝１２％）の水溶液の量を調整した。

樹脂分散顔料
顔料としてのカーボンブラック１０質量部に対して、分散剤としてのスチレン－アクリル酸共重合体のアンモニウム塩（重量平均分子量１００００、ポリマー成分１５％）１０質量部及びイオン交換水８０質量部を加えて十分に混合した後、この混合物をサンドミル（株式会社安川製作所製）中でガラスビーズ（直径１．７ｍｍ、混合物の１．５倍量）とともに２時間分散した。分散後、ガラスビーズを取り除き、表１に記載の樹脂分散顔料を得た。

表１に示す比表面積は、パルスＮＭＲによる測定から算出される値であり、以下に示すように測定した。
・測定条件
パルスＮＭＲ：Ｘｉｇｏｎａｎｏｔｏｏｌｓ社製ＡｃｏｒｎＤｒｏｐ
測定温度：３０℃
測定試料：０．５ｍＬ
測定試料Ａ１：各水系顔料インク
測定試料Ａ２：測定試料Ａ１の遠心分離（４１５，０００Ｇ×６０分、２５℃）後の上澄み液
Ｓｐ＝｛［（Ｒａｖ／Ｒｂ）－１］×Ｒｂ｝／（０．００１６×ψｐ）
（式中、Ｓｐは、インク組成物中の顔料の比表面積［ｍ²／ｇ］を示し、Ｒａｖは、測定試料Ａ１を用いて得られたパルスＮＭＲの測定値の逆数を示し、Ｒｂは、測定試料Ａ２を用いて得られたパルスＮＭＲの測定値の逆数を示し、ψｐは、下記式によって算出して求められる。）
ψｐ＝（Ｓｃ／Ｓｄ）／［（１－Ｓｃ）／Ｔｄ］
（式中、Ｓｃは、測定試料Ａ１の顔料固形分濃度（質量％）を示し、Ｓｄは、測定試料Ａ１の顔料の密度を示し、Ｔｄは、測定試料Ａ２の上澄み液の密度を示す。）
また、Ｓｃ：顔料固形分濃度、Ｓｄ：顔料の密度（カーボンブラックは約１．７）、Ｔｄ：上澄み液の密度（水の場合は１．０）は、全て水系顔料インクの組成から算出して求めた。

３．２染料インクの調製
各材料を下記の表２に示す組成で混合し、十分に撹拌し、マゼンタインクである染料インク１～１０を調製した。なお、下記の表２中、数値の単位は質量％であり、合計は１００．０質量％である。

染料インク１～１０において、分散剤として以下のものを使用した。
分散剤
・ＤｉｓｐｅｒＢＹＫ２０１２（ビッグケミー・ジャパン）固形分４０％
・エマルゲン４３０（花王）固形分１００％
・エマルゲンＡ－６０（花王）固形分１００％
・プライサーフＡ２０８Ｆ（第一工業製薬）固形分９９％
・ソルゲンＴＷ－２０（第一工業製薬）固形分１００％
・ＴＥＧＯＤｉｓｐｅｒｓｅ６５０（ＴＥＧＯ）固形分１００％
・ローマＤ（サンノプコ）固形分８０％

染料インク１～１０の調製の際に用いた染料（Ａ）の化学式を下記に示す。

３．３インクセット
上記のようにして得られた各インクを表３、４に示す組み合わせでインクセットとした。

３．４インクセットの評価
表３及び４に示す実施例及び比較例のインクセットについて以下に示す評価項目に従って評価した。

黒の発色
プリンターとしてＥＷ－ＥＷ６６０ＦＴを用い、普通紙Ｘ４２００にＪＥＩＴＡＣＰ３９０１Ｂのパターンを形成し、ｉ１（Ｘ－Ｒｉｔｅ社）を用いて測色した。なお、プリンタにおいて、色補正は無しで設定した。ブラックの最高ＤｕｔｙのＯＤ値に基づいて以下に示すように黒の発色を評価した。
Ａ：１．２以上
Ｂ：１．１以上１．２未満
Ｃ：１．１未満

インクの保存安定性
インクをアルミパックに１００ｇ封入し、７０℃の恒温槽に６日間放置した。恒温槽からインクを取り出し後、インクを純水で５０００倍希釈した。このインクの希釈液について、Ｎａｎｏｔｒａｃ（日機装製）で粒径を測定した。得られた平均粒径の値に基づいて以下に示すようにインクの保存安定性を評価した。
Ａ：－２０以上２０ｎｍ未満
Ｂ：２０ｎｍ以上５０ｎｍ未満
Ｃ：５０ｎｍ以上

キャップ内堆積の有無
プリンターＥＷＭ７７０を用いて、３０℃の環境下で、１時間に８枚印刷のペースで１０時間印刷した。パターンはＮｅｗｓｌｅｔｔｅｒとした。定期的にキャップを観察し、インク固形物の有無を確認した。堆積が発生する期間に基づいて以下に示すようにキャップ内堆積の有無を評価した。
Ａ：４ヶ月以上たっても堆積が見られない
Ｂ：３ヶ月以上４ヶ月未満で堆積を確認
Ｃ：２ヶ月以上３ヶ月未満で堆積を確認
Ｄ：２ヶ月未満

目詰まり回復性
プリンターＥＷＭ７７０にインクを充填し、ノズルチェックパターンを印刷し、ノズル抜けがないことを確認した。その後、キャリッジをキャップに収まっていない状態で、４０℃の環境に１週間放置した。クリーニングを実施して、全ノズルを目詰りから回復させた。目詰まりが回復するのに必要なクリーニング回数に基づいて以下に示すように目詰まり回復性を評価した。
Ａ：１回以内
Ｂ：２回～３回
Ｃ：４～５回
Ｄ：６回以上

クリーニング適正
プリンターＥＷＭ７７０にインクセットを搭載し、３０℃の印刷環境において、クリーニングを５０回実施し、１回毎にノズルチェックパターンを印刷した。５０回中、全ノズル吐出した回数の割合に基づいて以下に示すようにクリーニング適正を評価した。
Ａ：８０－１００％
Ｂ：８０％未満

本実施例によれば、キャップ内における凝集物の堆積が抑制され、かつ顔料インクの光学濃度が高いインクセットが得られた。比較例１は、分散剤を含まない染料インクを用いたことから、ノズル詰まりが良くてもキャップ内の顔料凝集物の堆積が発生した。比較例２は、樹脂分散顔料を用いたため、顔料インクの粘度の上昇を抑えるために保湿剤を入れる必要があり、その結果、顔料濃度が低くなり、発色が低下した。
また、実施例１－４の結果から、顔料インクの自己分散顔料の比表面積が１０ｍｍ²／ｇ以上７６ｍｍ²／ｇ以下、特に１０ｍｍ²／ｇ以上５５ｍｍ²／ｇ以下において黒の発色が向上した。
また、実施例２、１１－１２の結果から、染料インクに含まれる分散剤の量が１．０％以上と多い方が、キャップ内堆積を抑制できることが分かる。
実施例１，１３－１５の結果から、ノズルプレートと吸収剤の距離が長すぎるとクリーニング適性が低下することが分かった。クリーニング時にインク滴の一部が吸収材に着弾せず、ミストとなりノズルプレートに付着することが原因と考えられる。

１…プリンター、２…記録ヘッド、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…インクカートリッジ、４…キャリッジ、５…プラテン、６…被記録媒体、７…キャリッジ移動機構、８…媒体送り機構、９…ガイドロッド、１０…リニアエンコーダ、１１…メンテナンスユニット、１２…キャップ、１２ａ…キャップ本体、１２ｂ…吸収材、１２ｃ…廃インク吸引口、１３…ワイパ、１６…複数のノズル列、１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ…ノズル列、２１ａ…ノズルプレート、２１ｂ…吐出口、２１ｃ…インク、ＣＯＮＴ…制御装置

Claims

第１インクと第２インクとを含むインクセットであって、
前記インクセットは、前記第１インクを吐出する第１吐出口及び前記第２インクを吐出
する第２吐出口を有する記録ヘッドと、前記第１吐出口及び前記第２吐出口を同一部材で
纏めてキャッピングするキャップとを備えたインクジェット記録装置に用いられ、
前記第１インクは、水と、自己分散顔料とを含み、
前記第２インクは、水と、水溶性染料と、顔料分散剤とを含み、
前記自己分散顔料は、カーボンブラックであり、
前記顔料分散剤は、アクリル共重合体、ポリオキシエチレンオレエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、モノウラリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ナフタレンスルホン酸ナトリウム、スチレン／エチレンオキサイド共重合体から選ばれる１種以上であって、
前記第１インクにおける前記自己分散顔料の含有量は、０．１質量％以上２０質量％以下であり、
前記第２インクにおける前記顔料分散剤の含有量は、０．５質量％以上１．５質量％以下である、インクセット。
前記第１インクは顔料分散剤を含まない、請求項１に記載のインクセット。
前記第１インクは水溶性染料を含まない、請求項１または２に記載のインクセット。
前記顔料分散剤は、アクリル系樹脂、又はポリアルキレンオキサイド変性界面活性剤で
ある、請求項１～３のいずれか１項に記載のインクセット。
前記第２インクは顔料及び分散性染料を含まない、請求項１～４のいずれか１項に記載
のインクセット。
前記記録ヘッドには、前記第１吐出口が複数配列された第１ノズル列と、前記第２吐出
口が複数配列された第２ノズル列とが設けられ、前記第１ノズル列と前記第２ノズル列と
の間の距離が、４ｍｍ以上８ｍｍ以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載のイン
クセット。
前記キャップ内に吸収材が配置されている、請求項１～６のいずれか１項に記載のイン
クセット。
前記記録ヘッドは、前記第１吐出口と前記第２吐出口とが設けられたノズルプレートを
備え、
前記ノズルプレートと前記キャップ内に配置された吸収材との距離が、０．６ｍｍ以上
２．５ｍｍ以下である、請求項１～７のいずれか１項に記載のインクセット。
第１インクと第２インクとを含むインクセットが搭載されて、前記第１インクと前記第
２インクを吐出するインクジェット記録装置であって、
前記第１インクを吐出する第１吐出口及び前記第２インクを吐出する第２吐出口を有する記録ヘッドと、
前記第１吐出口及び前記第２吐出口を同一部材で纏めてキャッピングするキャップとを
備え、
前記第１インクは、水と、自己分散顔料とを含み、
前記第２インクは、水と、水溶性染料と、顔料分散剤とを含み、
前記自己分散顔料は、カーボンブラックであり、
前記顔料分散剤は、アクリル共重合体、ポリオキシエチレンオレエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、モノウラリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ナフタレンスルホン酸ナトリウム、スチレン／エチレンオキサイド共重合体から選ばれる１種以上であって、
前記第１インクにおける前記自己分散顔料の含有量は、０．１質量％以上２０質量％以下であり、
前記第２インクにおける前記顔料分散剤の含有量は、０．５質量％以上１．５質量％以下である、インクジェット記録装置。