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発明の名称 廃インク吸収体およびインクジェット記録装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−8023(P2007−8023A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−192086(P2005−192086)
出願日 平成17年6月30日(2005.6.30)
代理人 【識別番号】100123788
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 昭夫
発明者 酒井 淳一 / 仁藤 康弘 / 鈴木 克彦 / 須釜 定之 / 袴田 慎一 / 大角 孝一
要約 課題
凝集性の高いインクを使用する場合であっても、該インクを効率的に廃インク吸収体に吸収させることができる廃インク収容タンク等を提供する。

解決手段
廃インク吸収体31dは、廃インクが導入される位置に対応して孔部33dを有している。孔部33dは、吸収体の側面に開放した状態となっている。孔部33dに導入された廃インクは、廃インク吸収体31dに向かって一方向に移動して吸収される。
特許請求の範囲
【請求項1】
溶剤および色材を含み前記溶剤が前記色材に対する貧溶媒を含む液体を用いて画像を形成するインクジェット装置に用いられ、前記液体に由来する廃液を吸収する廃インク吸収体であって、
前記廃液の少なくとも一部が前記廃インク吸収体と接触し、更に、前記廃液の前記インク吸収体に対する吸収性能が異なることを特徴とする廃インク吸収体。
【請求項2】
廃液の導入位置に対応して孔部が形成され、該孔部の内面における前記廃液が接触する領域が廃液の表面エネルギーを平衡状態にしないようにする特徴とする、請求項1に記載の廃インク吸収体。
【請求項3】
前記孔部の内面は、廃液が少なくとも2種の異なる表面エネルギーを有するように処理されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の廃インク吸収体。
【請求項4】
前記孔部は、前記廃インク吸収体の側面に開口した開放部を有する、請求項2又は3に記載の廃インク吸収体。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか1項に記載の廃インク吸収体を搭載するインクジェット記録装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば回復動作により生じた廃インク(廃液)を吸収保持する廃インク吸収体、および該廃インク吸収体を備えたインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、インクジェット方式の記録に関し、記録画像の高品質化(文字品質の向上やブリード性能の改善など)を図るため、例えば、色材として顔料を用い、反応液は用いないインクおよびインクセットを使用することが開示されている(特許文献1参照)。
【0003】
また、記録ヘッドからの吐出動作を正常に保つため、吐出口からインクを強制的に吸引する吸引回復機構を備えたインクジェット記録装置も知られており、この種のインクジェット記録装置では、排出された廃インクは、廃インク吸収体に吸収保持されるようになっている。
【0004】
一方、普通紙に対する記録の高画質化および高堅牢性化の要求に伴い、水に不溶な顔料を色材とするインクの開発も進められている。例えば、色材を含むインクと該インクと反応し、凝集を促進する第2のインクを用いる2液のインクセットや、記録媒体の着弾直後に高い凝集性を付与された、反応インクを用いない一液型のインクがこれに相当する。普通紙に対する記録の高画質化を得るためには、紙面上における色材の凝集性が高いインクが好ましいが、これは同時に、廃インクの凝集性も高まることを意味しており、このような凝集性の高い廃インクを、効率的に吸収体に吸収させることが重要となっている。
【0005】
廃インクの回収に関わる技術としては、廃インク吸収体に孔部を設けたもの(特許文献2参照)や、顔料インクと染料インクとを、廃インク吸収体における互いに近接した領域に滴下するように構成し、両インクを混合させることで廃インクの凝集物の生成を抑制するもの(特許文献3参照)が提案されている。また他にも、廃インク吸収体を容易に交換できるようにするため、廃インク吸収体の一部に孔部を設けることも提案されている(特許文献4参照)。
【特許文献1】特開2000−198955号公報
【特許文献2】特開2004−34412号公報
【特許文献3】特開2002−225313号公報
【特許文献4】特開平6−226995号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
インクジェット記録装置を用いて画像を形成させる際に生じる廃インクを廃インク吸収体に吸収させる形態は様々ある。例えば、廃インク吸収体への廃インクの導入口全体が直接接する形態。また、廃インク吸収体に対し導入口の一部が接触している形態、更には廃インク吸収体に対し、導入口が全く接触しない形態等、その他にも様々な形態が考えられる。
【0007】
本発明者らは、廃インク吸収体の吸収性能をより向上させることを目的とし、廃インク吸収体の形状について検討を行った。その結果、インクの特性によっては、廃インク吸収体全域に廃インクが行き渡る前に、廃インク吸収体の吸収性能が失われ、結果として廃インクが廃インク吸収体より漏れてしまう場合が生じてしまうと言う新たな課題が発生してしまった。そこで、本発明者らは、上記現象が起きた原因を解明するために、インクの特性と廃インク吸収体の吸収性能の関係について調べた。その結果、記録媒体に形成された画像において、ブリード性能が良好なインク程、上記のような現象が顕著に起こることが判明した。特に、色材として顔料、溶剤として、該顔料に対する貧溶媒を含有させた顔料インクは、従来の顔料インクに比べ、ブリード性能が格段に向上させることを可能とする一方、廃インク吸収体上、若しくは内部では、従来の顔料インクよりも水分蒸発率が少ない時点で、顔料の分散安定性が損なわれ再溶解しない状態となり、廃インク吸収体の廃インク吸収能を極端に低下させる傾向にあることが解った。
【0008】
そこで、本発明らは、従来のインクに比べブリード性能が良好となったインクに用いる廃インク吸収体について検討を進めた結果、従来の技術では、廃液の吸収に関し、次のような問題があることが解った。
【0009】
すなわち、特許文献2では、図16に示すように、タンク本体111内の廃インク吸収体102が孔部106を有する構成となっており、孔部106の底部には凸部113が形成されている。廃インクはこの凸部113に対して滴下されるようになっており、滴下された廃インクは、その後、図16(a)の矢印にて示すように四散して吸収されるとされている。しかしながら、本発明者らの検討によると、凝集性の高いインクの場合、このように廃インクが四散する構成では、廃インクが凸部113に取り残されることが分かった。そして、取り残された廃インクが乾燥することで凝集物が生成され、それが核となって凝集物が成長し、廃インクが溢れることがあることが分かった。
【0010】
また、特許文献3では、凝集性の高いインクと、染料インクのような水溶性のインクとを混合することで凝集物の生成を抑えることが提案されているが、本発明者らが検討したような、凝集性を一層高めたインクでは、このような手法による効果が十分に得られなかったり、インクによっては、逆に凝集物の生成が促進される場合もあった。
【0011】
特許文献4は、廃インク吸収体のハウジングへの脱着作業性の改善を課題とするものであり、そもそも、吸収効率の改善を課題とするものではない。つまり、本発明者らが着眼した、廃インクによる拡散と廃インク吸収体との相関性については全く課題認識がないものである。
【0012】
そこで、本発明者らは上記のように記録媒体上で優れたブリード性能を示すインクを用いたとしても、従来と同じような廃インク吸収体の吸収性能を維持させることを課題とし検討を行った。
【0013】
本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、記録媒体上で優れたブリード性能を示すインクを使用する場合であっても、該インクを効率的に吸収させることができる廃インク吸収体および該廃インク吸収体を備えた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】
【0014】
上記課題を解決するため、本発明の廃インク吸収体は、溶剤および色材を含み前記溶剤が前記色材に対する貧溶媒を含む液体を用いて画像を形成するインクジェット装置に用いられ、前記液体に由来する廃液を吸収する廃インク吸収体であって、前記廃液の少なくとも一部が前記廃インク吸収体と接触し、更に、前記廃液の前記インク吸収体に対する吸収性能が異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
上記本発明の廃インク吸収体によれば、凝集性の高いインクを使用する場合であっても、該インクを効率的に廃インク吸収体に吸収させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0017】
まず、“廃液の廃インク吸収体に対する吸収性能が異なる”現象について具体的に説明する。
【0018】
図3は、廃液が孔部に導入され、該廃液が廃インク吸収体に接触し、廃液が廃インク吸収体に吸収された状態を示したものである。このような形態においては、廃液は孔部の内周面Aにより吸収される廃液量は、内周面BまたはCにより吸収される廃液量と比較して大きくなる。これは、廃液の外周部における表面エネルギーにより説明することができる。
【0019】
次に、廃液の外周部における表面エネルギーについて説明する。
【0020】
図4(a)は、A―D面の断面図である。図4(a)において、廃インク吸収体と接しているAと廃インク吸収体と接していないDでは廃液の表面エネルギーが異なる。その結果、A―D面における廃液の移動方向はいずれも吸収体方向に作用する。
【0021】
一方、図4(b)は、B―C面の断面図である。図4(a)においては、B、Cともに廃インク吸収体と接しているため、BとCでは廃液の表面エネルギーが平衡状態となる。その結果、A―D面それぞれが同じ力で廃液を廃インク吸収体に吸収しようとする。
【0022】
その結果、図3の(a)における廃液は、ある方向に廃インクの吸収能力が偏り、結果として図3の(b)に示すような結果となる。
【0023】
上記のように、廃インク吸収体に接している部分の廃液の吸収能力が偏る現象を、本件でいう吸収性能が異なる現象という。
【0024】
このように特定方向(図3ではAの方向)への吸収能力が異なることで、孔部に存在する廃液全体の前記の特定方法への移動が生じやすくなり、孔部の廃液の残留が生じにくくなる。たとえば、図3(a)におけるDの廃液面は、図3(b)に記すように内面Aの方向に移動し、孔部の廃液は残留しない。
【0025】
一方、図9(a)は、すべての面における廃液の表面エネルギーが平衡状態である。このような状態の場合、廃インク吸収体の吸収性能は同一となる。結果として、すべての面に対し同じように廃液が吸収されるために、結果として、廃液の中央付近の廃液が残留しやすく、吸収阻害因子の要因となる。
【0026】
以上のように“廃液の廃インク吸収体に対する吸収性能が異なる”状態を成り立たせる具体的な例としては、廃液の導入位置に対応して孔部が形成され、更に該孔部の内面における前記廃液が接触する領域が廃液の表面エネルギーを平衡状態にしないようにすることで達成することができる。
【0027】
尚、上記のような形態は、一具体例に過ぎず、廃液の廃インク吸収体に対する吸収性能が異なる状態を可能とするのであれば、特に限定するものではない。
【0028】
また、上記、“廃インク滴が接触する領域”とは、例えば図1の領域A、Bに示すように、底面、大気、および廃インク吸収体31のうち少なくとも2つの部分と、廃インク4とが接する地点を意味する。
【0029】
廃インク導入部付近に存在する廃インクが接触する領域の廃液の表面エネルギーを平衡状態にしないようにする形態としては、廃インク吸収体に形成した孔部の一部に、廃インク吸収体の側面に開口した開放部を設けることが挙げられる。
【0030】
そのような孔部が形成された廃インク吸収体の例を、図2(a)〜(c)に示す。図2(a)に示す廃インク吸収体31aでは、孔部33aの先端部が半円形状とされている。図2(b)に示す廃インク吸収体31bでは、互いに間隔をあけて形成された2つの切込みの根元部分が互いに接続された形状の孔部33bを有する。図2(c)に示す廃インク吸収体31cでは、孔部33cの幅が、先端部へ向かって広くなっている。いずれの孔部33a〜33cも、閉じた孔ではなく一部が廃インク吸収体31a〜31cの側面に開放した形状となっている。
【0031】
更に、廃液の廃インク吸収体に対する吸収性能を異ならせる別の形態としては、廃液が少なくとも2種の異なる表面エネルギーを有するように、廃インク吸収体を処理することが挙げられる。より具体的な方法としては、孔部の内面の一部に親水化処理または撥水処理を施す方法などが挙げられる。孔部の内面の一部を親水化または撥水化する方法としては、孔部の内面の一部で廃インク吸収体自体を親水化処理または撥水処理する方法や、廃インク吸収体とは表面エネルギーの異なる別の部材で孔部の内面の一部を構成する方法などが挙げられる。
【0032】
後者の場合の一例を図5に示す。図5に示す廃インク吸収体31eには、一部に開放部を有した孔部33eが形成されている。そして、その孔部33eの開放部を塞ぐように、プレート51が取り付けられている。プレート51は、樹脂材料といった材料で形成され、インクを吸収することはない。プレート51は、少なくとも孔部33eの内面を構成する面に撥水処理が施されていてもよい。
【0033】
この場合の廃インク吸収体への廃インクの吸収について、図6(a)〜(b)、および図6(a)の孔部に沿った断面図である図7を参照して説明する。なお、プレート51に撥水処理がされた形態を例に挙げて説明する。
【0034】
図6(a)および図7は、廃インク4が導入された直後の状態を示す。その後、時間の経過に従って、図6(b)に示すように、廃インク4は廃インク吸収体31eに向かって移動し、最終的には余すことなく吸収される。
【0035】
この現象も、上述したように、廃液の表面エネルギーを平衡状態に達しないようにすることで説明できる。廃インク4が導入された直後では、廃インク4が接触する領域としては、プレート51と接触する領域Eと、廃インク吸収体31eと接触する領域Fが存在する。それぞれの領域E、Fを比較すると、領域Eでは、廃インク4が撥水成分と接しているため、領域Fに比べ表面エネルギーは大きい。その結果、廃インク4は、より表面エネルギーの小さい、廃インク吸収体31eの内部へと引き寄せられ、廃インク吸収体31eに余すことなく移動し、吸収される。
【0036】
一方、孔部が開放部を有しておらず、しかも孔部の内面が親水化処理も撥水処理もされていない場合の、廃インクの挙動は以下のようになる。
【0037】
図8および図9(a)に、開放部を有しない孔部2aが形成された廃インク吸収体2を用いた場合の、孔部2a内に廃インク4を導入した直後の状態を示す。孔部2aの内面には親水化処理も撥水処理も施されていない。この状態では、廃液4の周囲は全周にわたって廃インク吸収体2と接触している。したがって、廃液4は、接触している物質が全周にわたって等しいため、表面エネルギーも全周にわたって等しい。そのため、廃液4の中心付近では、廃インク4の表面エネルギーが平衡にあるものと推測され、廃液4の外周全域から廃インク4が吸収されるのに伴い、図9(b)に示すように、表面エネルギーが平衡状態である中心付近で廃液4が取り残される。その後、残留した廃インク4が凝集し、凝集物の核となり、廃インク4が廃インク吸収体2へ吸収、拡散する際の阻害物となりうる。従って、このような孔部2aは好ましくない。
但し、図10に示すように、導入された廃インク4の外周の一部だけが廃インク吸収体31fに接触するように、孔部33fの面積や、廃インク4の排出速度などを制御することで、廃液外輪部の表面エネルギーが部分的に異なるため、図9(b)で示すような中心付近で廃インク4が取り残されることは起きない。
【0038】
このように、ブリード性能を向上させたインクの廃液を廃インク吸収体に効率よく吸収させるためには、廃液の廃インク吸収体に対する吸収性能が異ならせることが重要である。これによって、廃インクは廃インク吸収体の方向に拡散され、余すことなく廃インク吸収体全体に吸収される。
【0039】
尚、ブリード性能を向上させたインクとは、例えば、色材として、親水性を有する基を直接若しくは他の原子団を介して結合している自己分散顔料(カーボンブラック等)を用い、さらに複数の水溶性有機溶剤として少なくとも1種類がこの顔料の分散安定性を低下させる特性を有する貧溶媒である水溶性有機溶剤を用いたものである(第1のインク)。上記のようなインクを記録媒体に付与した場合、水分が蒸発するにつれ顔料に対する貧溶媒の比率が高まるため、記録媒体の上層部で顔料同士が凝集し始める。その結果、単体としても周辺に他のインクがあってもブリードを抑制できる効果がある。さらに上記インクの色材としては、顔料表面に結合させる親水性を有する基の顔料表面に対し高密度とした顔料を色材として使用する場合、色材構造による立体障害の影響により、従来の自己分散顔料に比べてインク中の溶剤が顔料と溶媒和しにくくなり、わずかな水分蒸発で顔料の分散安定性が低下する傾向を示す。その結果、ブリードをより緩和させる効果がある。更に、水の蒸発に伴い増粘や粒径が増大するインク、より具体的には、液体から水分が40%蒸発した時に、蒸発前後での平均粒径が25%以上変化してしまうインクなどはブリードをより緩和させることが可能となる。尚、粒径は、例えば、濃厚系粒径アナライザFPAR−1000(商品名;大塚電子社製)により、希釈を行わずに粒径を測定することにより簡単に確認できる。
【0040】
上記のようなインクの場合には、廃インク吸収体に吸収されず、インク中の水分が蒸発し、凝集物の生成や増粘が生じると、たとえ回復操作を繰り返して、新たに水分の蒸発が少ない廃インクを供給しても、再分散させたり、粘度を低下させたりすることは困難である。
【0041】
廃インクからの蒸発の度合いは、例えば、廃液チューブ等の材質、チューブ内径の他、一回当たりの回復動作で排出される廃インクの量などによっても変わってくる。しかし、一般的に使われている廃液チューブの材質やチューブ内径は、限定されており、一回当たりの回復動作で排出される廃液の量も一般的には所定の範囲内である。
【0042】
上記のようなインクが搭載されたインクジェット記録装置に用いる廃インク吸収体として、本発明の廃インク吸収体を利用する場合としない場合では、廃インク吸収体の吸収性能に明らかな差が見られる。
【0043】
なお、本発明における貧溶媒とは、「判定しようとする溶媒50質量%程度を含み、且つインクに用いる色材を分散状態で含む顔料分散液を、60℃で、48時間保存したときの当該液体中の粒子径が、判定しようとする溶媒を含まない、もしくは少量含み、かつ当該インクに用いる水不溶性色材を分散状態で含む顔料分散液の粒径と比較して大きい」とういう特性を示す溶媒である。また、良溶媒とは、貧溶媒以外の特性を示す溶媒である。
【0044】
尚、本発明の廃インク吸収体に対しては、上記のような溶剤および色材を含み前記溶剤が前記色材に対する貧溶媒を含むインク(第1のインク)以外の第2のインクに由来する廃液を本発明の廃インク吸収体に吸収させることも可能である。第2のインクに由来する廃液の廃インク吸収体に対する導入位置は特に限定されるものではない。しかし、溶剤および色材を含み前記溶剤が前記色材に対する貧溶媒を含む液体由来の廃液と第2のインク由来の廃液が廃インク吸収体上または内部で接触した際、両液体の廃インク吸収体中への拡散または移動を阻害してしまう場合は、両廃液の廃インク吸収体に対する導入位置を考慮する必要がある。より具体的には、前記各廃液が前記廃インク吸収体に導入された時、前記溶剤および色材を含み前記溶剤が前記色材に対する貧溶媒を含む液体由来の廃液に含まれる前記溶剤が、単独で前記廃インク吸収体中で拡散または移動でき、且つ、この移動した廃液と、前記第2のインクに由来する廃液とが接することができるだけの距離だけ離すことが必要である。より具体的には、図15に示すように、溶剤および色材を含み前記溶剤が前記色材に対する貧溶媒を含む液体に由来する廃液の導入位置42と、前記第2の液体に由来する廃液の導入位置43との、前記廃インク吸収体内での最短距離として、5cm以上20cm以下である。
【0045】
第1と第2のインクが接触した際、両液体の廃インク吸収体中への拡散または移動を阻害してしまう第2のインクの例としては、記録媒体上でのブリードをより緩和させることを目的とし、第2のインク中に第1のインク中に含まれる顔料に対する貧溶媒となる溶剤を含有させた場合、更には、色材として端部にベンゼン環(疎水部が大半出あれば、一部が親水部を輸していても良い)を有する構造をもつ色材を少なくとも色材として有するインク等が挙げられる。端部にベンゼン環を有する構造をもつ色材は、一般的に顔料へ吸着しやすい性質を持つ。このことから、顔料の分散安定性を阻害することから、第1及び第2のインク由来の廃液が廃インク吸収体で接触した場合、廃インク吸収体中への拡散又は移動を阻害する障壁を構成しやすくなる。そのため、本発明における課題が顕著に発生し、その課題を解決してなされる効果も顕著となる。
【0046】
第1及び第2のインク由来の廃液が廃インク吸収体で接触した場合、廃インク吸収体中への拡散又は移動を阻害する障壁を構成しやすくなる第2の色材の具体的として以下の構造式(1)、構造式(2)で示す色材が挙げられる。
【0047】
【化1】


【0048】
(構造式(1)中、R1は、水素原子、アルキル基、ヒドロキシ低級アルキル基、シクロヘキシル基、モノもしくはジアルキルアミノアルキル基、またはシアノ低級アルキル基を示し、Yは、塩素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、またはモノもしくはジアルキルアミノ基(アルキル基上にスルホ基、カルボキシル基、およびヒドロキシル基からなる群から選択される置換基を有していてもよい)を示し、R2、R3、R4、R5、R6は、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、またはカルボキシル基(但し、R2、R3、R4、R5、R6のすべてが水素原子である場合を除く。)を示す。)
構造式(1)で表される化合物の具体例としては、遊離酸の形で下記の構造となる例示化合物が挙げられ、特にM7の例示化合物が好ましく用いられる。
【0049】
【化2】


【0050】
【化3】


【0051】
(構造式(2)中、l=0〜2、m=1〜3、n=1〜3、但し、l+m+n=3〜4であり、置換基の置換位置は、4もしくは4’位を表し、Mはアルカリ金属またはアンモニウムを示し、R1、R2は、それぞれ独立に水素原子、スルホ基、またはカルボキシル基(但し、R1、R2は、同時に水素原子となる場合を除く。)を示し、Yは、塩素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、またはモノもしくはジアルキルアミノ基を示す。)
構造式(2)で示す色材は4−スルホフタル酸誘導体又は、4−スルホフタル酸誘導体と(無水)フタル酸誘導体を金属化合物の存在下に反応させる事で得られるフタロシアニン化合物を原料に用い、スルホン基をクロロスルホン基に変換した後、有機アミン存在下にアミノ化剤を反応させたフタロシアニン化合物、すなわち、構造式(2)中の4および4’位置(構造式(2)中のR2、R3、R6、R7、R10、R11、R14、R15)に限定して無置換スルファモイル基(−SO2NH2)と置換スルファモイル基(下記構造式(3))を導入したフタロシアニン化合物であるという特徴を持ち、かかる化合物を色材として用いたインクが極めて耐環境ガス性が優れている事を見出した。
【0052】
【化4】


【0053】
構造式(3)で表される化合物の具体例としては、遊離酸の形で下記の構造となる例示化合物が挙げられ、特にC1の例示化合物が好ましく用いられる。
【0054】
【化5】


【0055】
上記のような特性を有する第1のインクおよび、第2のインクを用いることで、ブリード性能を従来のインクに比べ格段に向上させることが可能となる。しかしながら、上記の各々の廃インクを廃インク吸収体の隣接させた部分に滴下させた場合、廃インク吸収体中への拡散又は移動を阻害する障壁を構成してしまうという、従来では起きなかった現象を引き起こしてしまった。
【0056】
また、第1のインクが顔料を色材に有するブラックインクとして、第2のインクが染料を色材に有するブラックインクとする、本発明の好ましい一態様がある。この場合の、好ましい染料を色材に有するブラックインクは、上記カラーインクの場合と同様であるが、好ましく用いられる色材として以下の構造式(4)、構造式(5)で示される色材が挙げられる。
【0057】
【化6】


【0058】
(構造式(4)中、R1、R2は、水素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、スルホ基、炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数1〜4のアルコキシ基を示し、R3、R4は、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ヒドロキシル基、ヒドロキシル基もしくは炭素数1〜4のアルコキシ基で置換されても良い炭素数1〜4のアルキル基、ヒドロキシル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、スルホ基もしくはカルボキシル基で置換されてもよい炭素数1〜4のアルコキシ基、またはアルキル基もしくはアシル基によって置換されているアミノ基を示し、nは0又は1である)。
【0059】
【化7】


【0060】
(構造式(5)中、R5、R6、R7、R8は、水素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、スルホ基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、スルホ基もしくはカルボキシル基で置換されているアルコキシ基、カルボキシル基もしくはスルホ基でさらに置換されてもよい炭素数1〜4のアルコキシ基、フェニル基、アルキル基、またはアシル基によって置換されているアミノ基を示し、nは0又は1である)。
【0061】
以下に、構造式(4)で示される染料の具体例として例示化合物Bk1〜Bk3、構造式(5)で示される染料の具体例として例示化合物Bk4〜Bk6を遊離酸の形で示すが、本発明で使用する色材は、これらに限定されるものではない。また、下記に挙げるような色材を同時に2種類以上用いてもよく、例示化合物Bk3と例示化合物Bk4を同時に用いるものが特に好ましい。
【0062】
【化8】


【0063】
本発明における、廃液の表面エネルギーが平衡状態になっているか否かは、廃インクの導入により孔部に形成されたインク滴の拡散が一様でなく、特定の方向に拡散していることを確認することにより確認される。
【0064】
本発明の第2の発明であるインクジェット記録装置としては、第1の発明である上記のような廃インク吸収体を搭載し、一回の回復動作によりに排出される総廃液により形成される廃液が接触する領域の廃液の表面エネルギーが平衡状態にならない状態としたものである。
【0065】
一回の回復動作により排出される廃液により形成される廃液滴が、廃インク吸収体に接触しない場合には、廃液は少なくとも次回の回復動作まで吸収されないまま放置される状態となり、凝集物の生成や増粘などが極めて生じやすくなる。したがって、排出された廃液を確実に吸収させるためには、一回の回復動作によりに排出される総廃液により形成される廃液が確実に廃インク吸収体に接することが重要である。その上で、廃液滴の接触する領域の廃液の表面エネルギーが平衡状態にならない状態にすることで、効率よく廃インク吸収体に吸収させることができる。
【0066】
本発明における回復動作とは、記録ヘッドのインク吐出口内部の固着インクや増粘インクを吸い出すことにより、記録ヘッドのインク吐出性能を回復させる動作をいう。通常、非記録動作時間に応じて、一回の回復動作時に排出されるインク量が異なる場合があるが、本発明における一回の回復動作とは、記録装置により決定される回復動作のうち、最小のインク排出量の場合を意味する。したがって、それ以上のインクが、排出される場合においては、排出されたインクにより形成されるインク滴の一部は、廃液として廃インク吸収体収納部に接触する。
【0067】
また、廃液の排出口から、孔部への排出は、滴下により行うことが望ましい。本発明における、滴下とは、排出口から排出される廃液が、排出口と孔部の底部と同時に接することなく、廃液を排出することをいう。
【0068】
廃液を滴下しない場合、すなわち、排出口が廃インク吸収体に直接接触する場合などでは、孔部に凝集物が生成しやすく、排出口を閉塞する可能性があり、好ましくない。廃インクの排出口と吸収体が接触している場合には、廃インクの吸収体への吸収部が集中するため、効率よく吸収できない。また、吸収されなかった廃インクが凝集物を生成した場合には、直ちに排出口を閉塞する可能性があり、好ましくない。
【0069】
孔部の形状としては、一回の回復動作時に排出されるインクにより形成されるインク滴の表面エネルギーが不均一であれば特に限定されない。
【実施例】
【0070】
以下、実施例および比較例を用いて更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、これらに限定されるものではない。
(使用インク)
(ブラックインク用顔料分散体の作製)
5.5gの水に5gの濃塩酸を溶かした溶液に、5℃に冷却した状態で4−アミノ−1,2−ベンゼンジカルボン酸1.5gを加えた。次に、この溶液の入った容器をアイスバスに入れて液を撹拌することにより溶液を常に10℃以下に保った状態とし、これに5℃の水9gに亜硝酸ナトリウム1.8gを溶かした溶液を加えた。この溶液を更に15分間撹拌後、比表面積が220m2/gでDBP吸油量が105mL/100gであるカーボンブラック6gを撹拌下で加えた。その後、更に15分間撹拌した。得られたスラリーをろ紙(商品名:標準用濾紙No.2;アドバンテック製)でろ過した後、粒子を十分に水洗し、110℃のオーブンで乾燥させ、自己分散型カーボンブラックを調製した。更に、上記で得られた自己分散型カーボンブラックに水を加えて顔料濃度が10質量%となるように分散させ、分散液を調製した。上記の方法により、カーボンブラック粒子表面に−C63−(COONa)2基が導入されてなる自己分散型カーボンブラックが水中に分散された状態の顔料分散液を得た。
【0071】
(インク組成)
下記に示す組成ブラックインクを作成した。
上記顔料分散液 35.0部、グリセリン 7.0部、ジエチレングリコール 6.0部、フタル酸2アンモニウム 0.5部、アセチレノールE100(川研ファインケミカル社製)、水 45.3部からなるブラックを調整した。
*1:アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物(川研ファインケミカル社製)
(インクジェット記録装置)
インクジェット記録装置として、PIXUS550i(商品名:キヤノン製)を改造し、図3のように長方形の廃インク吸収体を収納できるようにし、更に、廃インクを廃インク吸収体に導入するチューブを設け、ブラックインクの排出口の下部に孔部を設けた改造機を作成した。プリンター本体には、ブラックインクのみを搭載し、評価を行った。
【0072】
ここで、廃インク吸収体は、パルプを材料とした繊維状体に構成されたものを使用した。
(実施例1)
ブラックインク1を使い、廃インク吸収体を図11(a)に示すような形状とした。ブラックインク1を用いて印字を行い、各インク由来の廃インクを図11(a)の孔部に滴下した。
【0073】
一回の回復操作の際に、廃インク吸収体に設けた孔部の断面を観測したところ、廃インクの一部が廃インク吸収体に接触していた。
(実施例2)
廃インク吸収体を図11(b)に示すような形状とした。ブラックインク1を用いて印字を行い、各インク由来の廃インクを図11(b)の孔部に滴下した。
【0074】
一回の回復操作の際に、廃インク吸収体に設けた孔部の断面を観測したところ、廃インクは孔部内の全面に接触していた。
(比較例1)
ブラックインク1を使い、廃インク吸収体を図11(c)に示すような、開放部のない孔部を有するものとした。
【0075】
一回の回復操作の際に、廃インク吸収体に設けた孔部を観測したところ、廃インクが廃インク吸収体に全く接触していなかった。
(比較例2)
ブラックインク1を使い、廃インク吸収体を図11(d)に示すような、開放部のない孔部を有するものとした。
【0076】
一回の回復操作の際に、廃インク吸収体に設けた孔部の断面を観測したところ、廃インクが孔部内の全面に接触していた。
(評価結果)
(廃インク吸収性能評価)
数行に渡り、ブラックインクでアルファベットをAからZまで記載した印字パターンを、キヤノンPPC用紙に5枚印字させて、その後、吸引動作を行い、ブラックインクおよびカラーインクを廃インク吸収体に導入させるということを、随時インクタンクを交換しながら、3000枚印字させるまで連続で行った。その結果を以下の基準で評価した。その結果を表1に示す。
【0077】
○:廃インク吸収体が十分廃インクを吸収し、溢れが見られない。
【0078】
×:廃インクが廃インク吸収体に吸収しきれず、溢れが見られる。
【0079】
【表1】


【0080】
以上、本発明の実施形態の幾つかを説明してきたが、本発明はより具体的には次のようなものであってもよい。
【0081】
インクジェット記録装置は、図12に示すように、吐出口からインクを吐出して記録を行う記録ヘッド20と、該記録ヘッドからの吐出動作を正常に保つための回復動作を行う吸引回復機構30と、この回復動作により生じた廃インクを吸収保持するための廃インク収容タンク10とを有している。記録ヘッド20および吸引回復機構30は、この種の記録装置に使用される一般的なものであり、吸引回復機構30は、記録ヘッド20の吐出口面を覆うキャップ38と、インクを吸引するための駆動源であるポンプPと、廃インクをキャップ38から廃インク収容タンク10まで移送する排出管39とを有している。
【0082】
廃インク収容タンクは、図13に示すように、廃インク吸収体31とそれを収容するタンク本体11とを有し、孔部33が形成されたところでは、タンク本体11の底面が部分的に露出し、廃インクは、この底部に向けて滴下される。
【0083】
廃インク吸収体の素材としては、スポンジ状の多孔質吸収体や繊維状吸収体など、毛管力によりインクを吸収保持するものであれば特に限定されるものではない。また、図13では、単一部材からなる廃インク吸収体が描かれているが、これに限らず、複数の吸収体が積層された構造であってもよい。
【0084】
このような構成によれば、孔部33内における廃インクの吸収性能が、吸収体に面した部位とタンク本体11の壁面に面した部位とで異なっているため、滴下された廃インクは、全方向に向かって均一的に引き込まれるのではなく、特定方向に向かって引き込まれる。よって、廃インクが孔部の底部に残留にくくなる。そのため、残留した廃インクが乾燥して凝集物が生成されることも抑制され、凝集物を核とした更なる凝集物の成長が生じない。その結果、効率のよい廃インクの吸収が可能となる。また、このような廃インク収容タンク10を備えた本実施形態のインクジェット記録装置によれば、廃インク収容タンク10からの漏れが生じにくい高信頼性のものとなる。
【0085】
さて、上述したような本発明による作用効果は、孔部の内面が、廃インクに対して不均一な表面エネルギーを付与するように構成されていることによりもたらされるものである。したがって、このような構成をなす限り、本発明は上記形態の他にも種々変更可能である。
【0086】
すなわち、孔部は、図14(a)のような直方体型の孔部33、又は図6(b)のような円柱型のいずれであってもよく、その内面の一部に非吸収領域7、17が形成されているものであってもよい。非吸収領域が形成されていることにより、この領域では廃インクが吸収されないこととなり、その結果、廃インクが全方向に均一的に引き込まれることがなくなるためである。なお、孔部の底部8、18では、その全面が、廃インクを吸収しない非吸収領域となっている。
【0087】
以上、廃インク吸収体の表裏を貫通する「孔部」を例に挙げて説明したが、本発明は、「孔部」に代えて、吸収体の表面から所定深さに掘り込まれた「凹部」を利用するものであってもよい。この場合、凹部の底部を非吸収領域とすると共に、凹部の内面の一部に非吸収領域(図14の非吸収領域7、17に相当)を設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【0088】
【図1】廃インク滴が接触する領域の界面エネルギーが不均一になる孔部を説明する平面図および断面図である。
【図2】開放部を有する孔部の種々の例を示す廃インク吸収体の平面図である。
【図3】開放部を有する孔部における廃インクの吸収を説明する、廃インク吸収体の平面図である。
【図4】開放部を有する孔部における廃インクの吸収を説明する、廃インク受容タンクの孔部近傍での断面図である。
【図5】孔部の内面に少なくとも2種以上の異なる表面エネルギーを付与するように構成された廃インク吸収体の一例の平面図である。
【図6】図5に示す構成における廃インクの吸収を説明する、廃インク吸収体の平面図である。
【図7】図5に示す構成における廃インクの吸収を説明する、廃インク受容タンクの孔部近傍での断面図である。
【図8】孔部が開放部を有しておらず、しかも孔部の内面が親水化処理も撥水処理もされていない廃インク吸収体の、孔部へ廃インクを導入した直後での平面図である。
【図9】図8に示す構成における廃インクの吸収を説明する、廃インクタンクの孔部近傍での断面図である。
【図10】開放部を有していない孔部において、廃インク滴の接触する領域の界面エネルギーを不均一にした例を示す廃インク吸収体の平面図である。
【図11】実施例で用いた廃インク吸収体の種類を示す上面図である。
【図12】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の基本的な構成を示す模式図である。
【図13】本発明の一実施形態に係る廃インク収容タンクの構成を示す図であり、図13(a)はその上面図であり、図2(b)はA−A切断線における縦断面図である。
【図14】孔部と非吸収領域との関係について説明するための図である。
【図15】本発明の一例による、2種類の廃インクを吸収する廃インク吸収体の構成を示す斜視図である。
【図16】従来の廃インク収容タンクの構成を示す図である。
【符号の説明】
【0089】
4 廃インク
31 廃インク吸収体
33 孔部




 

 


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