JP2004225018A - インクジェット記録用インク、インクカートリッジ及び記録方法並びに記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】防黴性と保存安定性、普通紙高速印字特性を両立させた、特に普通紙に高速で印字した際にも、吐出安定性や保存安定性に優れた、インクジェット記録用インク、該インクを用いる記録方法、該インクを収容したインクカートリッジ、該インクを装填した記録装置を提供する。
【解決手段】ポリマー微粒子に水不溶性または難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョンを含有するインクジェット記録用インクにおいて、グリセリン他、特定の多価アルコールから選ばれた少なくとも１種類以上の湿潤剤を含有し、炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテル、アニオンまたはノニオン系界面活性剤、水を少なくとも含有し、防黴剤として１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンをインク全量の０．０１〜０．０４重量％含有し、かつ２５℃におけるインク粘度が５ｍＰａ・ｓｅｃ以上であることを特徴とするインクジェット記録用インク。
【選択図】 図１
【解決手段】ポリマー微粒子に水不溶性または難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョンを含有するインクジェット記録用インクにおいて、グリセリン他、特定の多価アルコールから選ばれた少なくとも１種類以上の湿潤剤を含有し、炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテル、アニオンまたはノニオン系界面活性剤、水を少なくとも含有し、防黴剤として１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンをインク全量の０．０１〜０．０４重量％含有し、かつ２５℃におけるインク粘度が５ｍＰａ・ｓｅｃ以上であることを特徴とするインクジェット記録用インク。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録用に適したインクジェット記録用インク、該インクを収容したインクカートリッジ、該インクを用いる記録方法及び記録装置に関し、特に普通紙に高速で印字した際に、フェザリングやカラーブリードが少なく良好な色調の高品位画像が得られ、耐水・耐光性等の画像堅牢性に優れた画像が得られ、防黴性に優れ防黴にともなうトラブルを生じず、かつ分散安定性や保存安定性に優れ、さらに印字時のヘッドの目詰まりがなく吐出安定性に優れたインクジェット記録用インク、該インクを収容したインクカートリッジ、該インクを用いる記録方法及び記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは低騒音、低ランニングコストといった利点から目覚しく普及し、普通紙に印字可能なカラープリンタも市場に盛んに投入されるようになった。しかしながら、画像の色再現性、耐久性、耐光性、画像の乾燥性、文字にじみ（フェザリング）、色境界にじみ（カラーブリード）、両面印刷性、吐出安定性などの要求される全ての特性を満足することは非常に難しく、用途に応じて優先される特性から用いるインクが選択されている。特に、普通紙に高速印字するプリンタにおいては、これらの特性を満たすことは難しいものであった。
【０００３】
インクジェット記録に使用されるインクは、水を主成分とし、これに着色剤及び目詰まり防止等の目的でグリセリン等の湿潤剤、記録紙への浸透性を制御する浸透剤、微生物の繁殖を防止する防黴剤を含有したものが一般的である。着色剤としては、優れた発色性や安定性から染料が用いられているが、染料系インクを用いて得られる画像の耐光性、耐水性等は劣るものであり、これらの問題点を改善するために、有機顔料やカーボンブラック等の顔料を着色剤として用いる顔料インクが検討されている。顔料は水に不溶であるため、顔料を水溶性分散剤とともに混合、分散処理して水に安定分散させることが一般に行われている。顔料を用いることで、耐水性、耐光性は付与されるが、他の特性を同時に達成できるものではない。特に、普通紙に高速印字した場合には高い画像濃度、発色性を得ることが困難で、文字にじみ、色境界にじみ、両面印刷性も十分には満足できるものではない。
【０００４】
また、インクジェット記録においてはインクジェット記録ヘッドの微細なノズルから安定なインク液滴の吐出が要求されるため、インクジェット記録ヘッドのオリフィスの乾燥によってインクの固化等が発生しないことが必要となる。しかしながら、上記した分散剤が含有されたインクをインクジェット記録に用いた場合には、分散剤を形成している樹脂等がオリフィス等に付着した後、再溶解されずに、目詰まりやインクの不吐出等が生じる場合がある。特に、印字を長期に休止した場合にノズル等の目詰まりが起こり易く、また、ノズルキャップ内や吸引用チューブ等の維持機構に増粘したインクが堆積し、維持機構の機能を損なう怖れがあるものであった。また、印字を一次休止した場合、あるいは空白のある文書や画像の印字中に空白に対応するノズルに印字の休止期間ができた場合にも、インク滴の噴射方向が乱れることによる印字不良（間欠吐出不良）等の問題が多発していた。又、分散剤を含む水性顔料インクは粘稠であり、長時間にわたる連続吐出及び高速印字を行う際にノズル先端までの経路で抵抗を起こし、吐出が不安定になり、スムーズな記録が困難になるという問題もあった。
【０００５】
これらの問題点の改善を図るものとして、特開２０００−２１２４８６号公報に顔料、顔料濃度、水溶性分散剤、浸透剤を特定したインク、更には特定の多価アルコールアルキルエーテル誘導体を含有するインク、これらのインクセットが開示されている。開示されたインクは超浸透性であるので高速印刷した場合においても乾燥性は十分であり、吐出安定性も確保されているが、普通紙における画像濃度、色再現性は染料系インクに比べて見劣りのするものであり、文字にじみ、色境界にじみ、両面印刷性は従来のインクジェット記録画像と比べると改善しているものの、市場で普通紙印刷に用いられている電子写真方式等の記録画像に比べて劣り、更に改善を必要とした。
【０００６】
また、これら問題に対処するため、着色されたポリマー粒子、特にポリエステル系又はビニル系ポリマー粒子のエマルジョンを用いたインクジェット記録用インクが多数報告（特開２０００−１９１９７２号公報…特許文献１、特開２０００−１９１９６８号公報、特開２０００−１９１９６７号公報、特開２０００−５３９００号公報、特開２０００−５３８９９号公報、特開２０００−５３８９８号公報、特開２０００−５３８９７号公報、特開２０００−４４８５２号公報、特開２０００−２６７７５号公報、特開２０００−７９６３号公報、特開２０００−７９６２号公報、特開平９−２４１５６５号公報、特開平９−２１７０３０号公報、特開平９−１８３９３２号公報、特開平９−１８３９３１号公報、特開平９−２８６９３９号公報、特開平９−１５７５６５号公報、特開平１０−４６０８２号公報、特開平１０−４６０９２号公報、特開平１０−６０３２７号公報、特開平１０−２７３６１０号公報、特開平１０−２７９８５１号公報、特開平１０−２９８４６２号公報、特開平１０−２９８４６７号公報、特開平１１−２１７５２８号公報、特開平１０−３３８８２９号公報、特開平１０−３１６９１８号公報、特開平１１−２５６０８３号公報、特開平１１−３２３２２６号公報、特許第３０６５９５０号公報等）されている。これらには着色剤を水に不溶で分散性の樹脂に内包した着色剤内包樹脂分散体を含有するインクが包含される。しかし、着色剤としてカーボンブラックを用いた場合に十分な画像濃度が得られないという問題がある。また、着色剤としてカラー有機顔料を用いた場合、従来公知のインク処方では普通紙上での画像濃度、色再現性は水溶性分散剤を用いた顔料インクよりも優れるものの染料インクに比べて未だ劣るものである。
【０００７】
さらに、着色剤内包樹脂分散体を含有するインクにおける上記課題を解決しようとするとインクの分散安定性を損ない、長期保存した場合などに分散粒子の凝集やインクの増粘が起こり、初期の特性とは異なる特性に変化することでプリントシステムとしての安定性に欠くという問題を有していた。
【０００８】
一方、黴の発生を抑制するために水性インクに防黴剤等を含有させることは、一般に広く行われている。例えば特開平５−７８６０９号公報には、４−クロル−３−メチルフェノールおよび／または４−クロル−２−メチルフェノールを含有するインク組成物、特開昭５２−１２００８号公報には、デヒドロ酢酸ナトリウムを含有するインク組成物が提案されており、それぞれ黴の発生が抑制されることが示されている。しかし、いずれも一般的な水溶性染料を用いたインクジェット記録用インクに添加したものであり、本発明の如く、微妙なイオン的バランスによって粒子を分散させているものの場合には、これらの防黴剤はインクの安定性に影響を与えるものであった。
【０００９】
他の防黴剤としては１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンが染料インク、顔料インクを問わず用いられている。ＷＯ００／２２０５６（特許文献２）には該防黴剤を０．１〜１％含有させると記載されている。ＷＯ００／０５８４１１、特開２０００−１４４０２６号公報（特許文献３）には該防黴剤を０．３％含有する顔料インクが開示されている。顔料インクであっても、界面活性剤、分散剤あるいは水溶性樹脂分散剤を用いた顔料インクであればインクとしての安定性と防黴性を両立できるものであると思われる。
【００１０】
ところが、着色剤内包樹脂分散体を含有するインクに１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンをこの添加量で加えた場合、インクの分散性が低下し長期保存した場合に、粒子の凝集やインクの増粘が起こる不具合を有していた。
本出願人は先に、着色剤内包樹脂分散体を含有するインクに１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンを２０％含有するプロキセルＬＶを０．２％添加したものも提案したが（特願２００１−２８６３２０号）、長期保存安定性を更に改善する必要があった。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−１９１９７２号公報
【特許文献２】
国際公開ＷＯ００／２２０５６
【特許文献３】
特開２０００−１４４０２６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような着色剤内包樹脂分散体を用いたインクジェット記録用インクの欠点を解消し、防黴性と保存安定性、普通紙高速印字特性を両立した、カラー用等のインクジェット記録用インク、このインクを用いて好適なインクジェット記録方法、このインクを収容したインクカートリッジ、このインクカートリッジ或いは該インク収容部を備えた記録装置を提供することを目的とする。
特に本発明は、インクジェット記録方法を用いて普通紙に高速で印字した際にも、吐出安定性や保存安定性に優れ、かつ▲１▼良好な色調、▲２▼高い画像濃度、▲３▼文字、画像の周辺部分にボケ、にじみ（以下フェザリングと称する）の生じない鮮鋭度の高い記録画像、▲４▼異なる色間の境界にじみ（カラーブリード）、▲５▼両面印刷にも耐えうる裏抜けの少ない画像、及び▲６▼耐水性や耐光性などの画像の堅牢性を長期間に渡って保証し得る、インクジェット記録用インク、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、及び記録装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題について鋭意検討を行なった結果、ポリマー微粒子に色材を含有させたエマルジョンを用いて特定の湿潤剤と特定量の防黴剤を組み合わせて使用し、さらに浸透剤、水溶性有機溶剤、防黴剤から構成したインクは、従来のインクに比べて粒子の分散安定性が向上し長期保存性に優れることを見出し、得られるインクは高粘度であるが表面張力が低く、普通紙の高速印字において、ビヒクルは速やかに浸透し、色材成分が表面に残りやすくなり、浸透性の高いインクであるにもかかわらず、高彩度、高発色濃度で、しかも裏抜けの少ない画像が長期間に渡って得られることを見い出して本発明を完成するに至った。
【００１４】
即ち、本発明によれば、下記（１）〜（２１）が提供される。
（１）ポリマー微粒子に水不溶性または難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョンを含有するインクジェット記録用インクにおいて、グリセリン、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種類以上の湿潤剤を含有し、炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテル、アニオンまたはノニオン系界面活性剤、水を少なくとも含有し、防黴剤として１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンをインク全量の０．０１〜０．０４重量％含有し、かつ２５℃におけるインク粘度が５ｍＰａ・ｓｅｃ以上であることを特徴とするインクジェット記録用インク。
（２）前記ポリマーエマルジョンを形成するポリマーが、ビニル系ポリマーまたはポリエステル系ポリマーであることを特徴とする前記（１）に記載のインクジェット記録用インク。
（３）前記湿潤剤を１０〜５０重量％含有することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のインクジェット記録用インク。
（４）前記色材を含有させてなるポリマーエマルジョンを固形分で８〜２０重量％含有することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
（５）前記色材を含有させてなるポリマーエマルジョンを含有するインク中のポリマー微粒子の平均粒子径が０．１６μｍ以下であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
（６）湿潤剤とポリマーエマルジョン固形分との重量比（湿潤剤／エマルジョン固形）が２〜５であることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
（７）２５℃におけるインクの粘度が８〜２０ｍＰａ・ｓｅｃであることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
（８）炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテルが２−エチル−１，３−ヘキサンジオールであることを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
（９）炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテルが２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールであることを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
（１０）アニオンまたはノニオン系界面活性剤が下記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、（Ｖ）、（ＶＩ）で表される界面活性剤から選ばれた少なくとも一種よりなることを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
【化７】
Ｒ１−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＣＨ２ＣＯＯＭ （Ｉ）
（式中、Ｒ１：炭素数６〜１４の分岐してもよいアルキル基、
ｍ：３〜１２、
Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）
【化８】
（式中、Ｒ２：炭素数５〜１６の分岐したアルキル基、
Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）
【化９】
（式中、Ｒ：分岐しても良い６〜１４のアルキル基、
ｋ：５〜２０）
【化１０】
Ｒ−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ （ＩＶ）
（式中、Ｒ：分岐しても良い炭素数６〜１４のアルキル基、ｎ：５〜２０）
【化１１】
（式中、Ｒ’：分岐してもよい炭素数６〜１４のアルキル基、ｍ、ｎ：１〜２０）
【化１２】
（式中、Ｒ：プロピル基もしくはイソブチル基、ｍ、ｎ：１〜２０、
ｍ＋ｎ＝２〜４０）
（１１）アニオンまたはノニオン系界面活性剤を０．１〜５重量％含有することを特徴とする前記（１）〜（１０）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
（１２）表面張力が３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることを特徴とする前記（１）〜（１１）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
【００１５】
（１３）前記（１）〜（１２）のいずれかに記載のインクジェット記録用インクにエネルギーを作用させてインク吐出を行うことを特徴とするインクジェット記録方法。
（１４）前記エネルギーとして熱エネルギーを作用させてインク吐出を行うことを特徴とする前記（１３）に記載のインクジェット記録方法。
（１５）前記エネルギーとして力学的エネルギーを作用させてインク吐出を行うことを特徴とする前記（１３）に記載のインクジェット記録方法。
（１６）Ｍｊが５〜３５ｐｌ、Ｖｊが６〜２０ｍ、周波数が１ＫＨｚ以上、解像度が３００ｄｐｉ以上、ワンパス印字条件において、インクとして前記（１）〜（１２）のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを用いることを特徴とする前記（１３）〜（１５）のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
（１７）前記（１）〜（１２）のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを収容したインク収容部を備えたことを特徴とするインクカートリッジ。
（１８）前記（１）〜（１２）のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを収容したインク収容部あるいは前記（１７）に記載のインクカートリッジ、該インクをエネルギーの作用により滴化し吐出させるためのヘッド部あるいは記録ユニットを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
（１９）前記インクジェット記録ヘッドのノズルプレートの表面に撥インク性皮膜層が共析メッキにより形成されたものであることを特徴とする前記（１８）に記載の記録装置。
（２０）前記インクジェット記録ヘッドのノズル径が３０μ以下であることを特徴とする前記（１９）に記載の記録装置。
（２１）前記（１３）〜（１６）のいずれかに記載の記録方法によって記録が行われたものであることを特徴とする記録物。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のインクジェット記録用インクは、インク組成物が、次の構成よりなる、インク粘度が５ｍＰａ・ｓｅｃ（２５℃）以上、好ましくは８ｍＰａ・ｓｅｃ（２５℃）以上、２０ｍＰａ・ｓｅｃ（２５℃）以下のインクジェット記録用インクである。該インク組成物は下記▲１▼〜▲８▼等から構成され、印字するための着色材、それを分散させるための水とを必須成分とし、さらに湿潤剤、アニオンまたはノニオン系界面活性剤、炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテル、特定含有量の防黴剤を必須成分とし、必要に応じて添加されるｐＨ調整剤等から構成される。湿潤剤１と２を混合するのは各々の湿潤剤の特徴を活かすためと、粘度調製が出来るためであるが、湿潤剤１と２を必ず併用するわけではない。
▲１▼着色材
▲２▼湿潤剤１（グリセリン）
▲３▼湿潤剤２（１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種類以上）
▲４▼アニオンまたはノニオン系界面活性剤
▲５▼炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテル
▲６▼防黴剤
▲７▼純水
▲８▼ｐＨ調整剤
【００１７】
以下、本発明のインクジェット記録用インクの好ましい態様及びその特徴について説明する。
インクジェット記録用インクの本発明の第１の特徴は、インクとして２５℃における表面張力が４０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下、好ましくは３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以下の低表面張力の水性インク、インクセット（カラー用）を用いることにある。これは本発明者らが、記録画像の乾燥性を改善するために種々の手段について検討を行った結果、インクの表面張力を４０ｄｙｎ／ｃｍ以下になるように調整すればほとんどの被記録材に対しても速やかな浸透乾燥が可能であることを見い出したことに基づくものである。また、インクの表面張力を４０ｄｙｎ／ｃｍ以下にすることで、インクのヘッド部材への濡れが良くなり８ｍＰａ・ｓｅｃ（２５℃）以上の高粘度インクでも周波数応答性が向上し、吐出安定性が格段に向上したことによる。この低表面張力のインクは炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテルと、アニオンまたはノニオン系界面活性剤を用いることにより達成出来る。
【００１８】
本発明の第２の特徴は、５ｍＰａ・ｓｅｃ以上、好ましくは８ｍＰａ・ｓｅｃ（２５℃）以上の高粘度インク、インクセットを用いることにより印字品位が格段に向上したことである。従来のインクジェットプリンターに用いられてきた３ｍＰａ・ｓｅｃ（２５℃）程度の低粘度インクではインク中の水分が約７０％であるが、８ｍＰａ・ｓｅｃ（２５℃）程度の高粘度インクでは約５０％以下になり、インク滴が紙面上に着弾するときの水分蒸発率が２．０〜３．０倍も高くなる。このために高濃度の顔料が紙面上で凝集する速さも速くなり滲み（フェザリング）がほとんどなくなる。
【００１９】
本発明の第３の特徴は、インク中の色材を含有するポリマーエマルジョン濃度が固形分で８重量％以上、好ましくは１０重量％以上、２０重量％以下にすることである。色材として自己分散型カーボンブラックを用いてインクセットを構成する場合のブラックインクの顔料濃度は６重量％以上、好ましくは８重量％以上にすることである。ポリマーエマルジョン濃度あるいは顔料濃度を高めることにより、インクの粘度が高くなり、顔料が紙表面で凝集しとどまり易くなり発色濃度、色調が向上するとともにフェザリングもほとんどなくなる。
【００２０】
本発明の第４の特徴は、従来用いられてきたエチレングリコール、ジエチレングリコールなどの低粘度の湿潤剤よりも、グリセリン、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種類以上の高粘度の湿潤剤を用いることにある。高粘度の湿潤剤を用いると、高顔料濃度と相まって高粘度のインクを達成出来る。
【００２１】
本発明の第５の特徴は、防黴剤としての１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンを従来の添加量よりも少ない領域（有効成分量としてインク全量の０．０１〜０．０４重量％含有）で使用し、第４の特徴で述べたグリセリン、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種類以上の高粘度の湿潤剤を使用することで、従来は防黴性能が低下する１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンの添加量にも拘わらず黴の発生を抑制することができ、粒子の凝集やインクの増粘が長期間起こらない保存安定性を達成できる。従って、第一から第四の特徴を長期間に渡って保証するものである。
【００２２】
以下、インクの各構成要素について説明する。
色材としては、ポリマー微粒子に水不溶性または難溶性の色材を含有させたポリマーエマルジョンからなる。本明細書において、「色材を含有させた」とは、ポリマー微粒子中に色材を封入した状態およびポリマー微粒子の表面に色材を吸着させた状態の何れか又は双方を意味する。この場合、本発明のインクに配合される色材はすべてポリマー微粒子に封入または吸着されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、該色材がエマルジョン中に分散していてもよい。上記色材としては、水不溶性若しくは水難溶性であって、上記ポリマーによって吸着され得る色材であれば特に制限なく用いられる。本明細書において、水不溶性若しくは水難溶性とは、２０℃で水１００重量部に対して、色材が１０重量部以上溶解しないことをいい、溶解するとは、目視で水溶液表層または下層に色材の分離や沈降が認められないことをいう。上記色材としては、例えば、油溶性染料、分散染料等の染料や、顔料等が挙げられる。良好な吸着・封入性の観点から油溶性染料及び分散染料が好ましいが、得られる画像の耐光性からは顔料が好ましく用いられる。
【００２３】
本発明に用いられる上記の各染料は、ポリマー微粒子に効率的に含浸される観点から、有機溶剤、例えば、ケトン系溶剤に２ｇ／リットル以上溶解することが好ましく、２０〜６００ｇ／リットル溶解することが更に好ましい。
【００２４】
本発明に用いられる顔料はブラック顔料としてのカーボンブラックが挙げられ、カラー顔料としては、アントラキノン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジアゾ、モノアゾ、ピラントロン、ペリレン、複素環式イエロー、キナクリドンおよび（チオ）インジゴイドを含む。フタロシアニンブルーの代表的な例は銅フタロシアニンブルーおよびその誘導体（ピグメントブルー１５）を含む。キナクリドンの代表的な例はピグメントオレンジ４８、ピグメントオレンジ４９、ピグメントレッド１２２、ピグメントレッド１９２、ピグメントレッド２０２、ピグメントレッド２０６、ピグメントレッド２０７、ピグメントレッド２０９、ピグメントバイオレット１９およびピグメントバイオレット４２を含む。アントラキノンの代表的な例はピグメントレッド４３、ピグメントレッド１９４（ペリノンレッド）、ピグメントレッド２１６（臭素化ピラントロンレッド）およびピグメントレッド２２６（ピラントロンレッド）を含む。ピレリンの代表的な例はピグメントレッド１２３（ベルミリオン）、ピグメントレッド１４９（スカーレット）、ピグメントレッド１７９（マルーン）、ピグメントレッド１９０（レッド）、ピグメントバイオレット、ピグメントレッド１８９（イエローシェードレッド）およびピグメントレッド２２４を含む。チオインジゴイドの代表的な例はピグメントレッド８６、ピグメントレッド８７、ピグメントレッド８８、ピグメントレッド１８１、ピグメントレッド１９８、ピグメントバイオレット３６およびピグメントバイオレット３８を含む。複素環式イエローの代表的な例はピグメントイエロー１１７およびピグメントイエロー１３８を含む。他の適切な着色顔料の例は、Ｔｈｅ Ｃｏｌｏｕｒ Ｉｎｄｅｘ、第三版（Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｄｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ，１９８２）に記載されている。
【００２５】
なお、顔料を着色剤として用いる場合に補色、調色等のために上記染料を併用することもできる。
上記色材の配合量は、ポリマーの配合量との関係において、該ポリマーの重量に対して約１０〜２００重量％、特に約２５〜１５０重量％であることが好ましい。
【００２６】
上記ポリマーエマルジョンを形成するポリマーとしては、例えば、ビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー及びポリウレタン系ポリマー等を用いることが出来る。特に好ましく用いられるポリマーはビニル系ポリマー及びポリエステル系ポリマーであり、特開２０００−５３８９７号公報、特開２００１−１３９８４９号公報、特開２０００−１９１９６７号公報に開示されているポリマーが挙げられる。
本発明の好ましい態様によれば、これらの色材を含有するポリマー微粒子の平均粒子径はインク中において最も好ましくは０．１６μｍ以下である。
また、インク中のポリマー微粒子の含有量は固形分で８〜２０重量％程度が好ましく、より好ましくは８〜１２重量％程度である。
【００２７】
本発明のインクにはインクの乾燥による目詰まりの防止、および着色材の分散安定性を向上する目的で湿潤剤を、好ましくは１０〜５０重量％含有することによりインクジェットヘッドの吐出口で、インク中の水分が蒸発した場合でも目詰まりを起こしにくく正常な印字を行うことができ、仮に目詰まりを起しても簡単なクリーニング操作で正常な印字状態に回復できることを見出した。湿潤剤としては、低揮発性水溶性有機溶剤が好ましい。また、低揮発性水溶性有機溶剤は、本発明の他の構成成分の溶解助剤として働くことで、より一層記録液の保存安定性、噴射安定性を高めることができる。
【００２８】
低揮発性水溶性有機溶剤としては、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、テトラ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、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類、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、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類；２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミイダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクタム等の含窒素複素環化合物；ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類；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、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール、チオジグリコール等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等である。これらの溶剤は、水とともに単独もしくは、複数混合して用いられる。
【００２９】
これら低揮発性水溶性有機溶剤の中でも、特にグリセリン、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種以上を用いる。これらは溶解性と水分蒸発による噴射特性不良の防止、着色材の分散安定性の向上に対して優れた効果があり、高粘度インクの調整に適している。
【００３０】
顔料と湿潤剤の比は、ヘッドからのインク吐出安定性に非常に影響がある。顔料固形分が高いのに湿潤剤の配合量が少ないとノズルのインクメニスカス付近の水分蒸発が進み吐出不良をもたらす。
湿潤剤の配合量は１０〜５０重量％であり、これに対して色材を含有するポリマー微粒子は８重量％以上、好ましくは８〜２０重量％であるので、湿潤剤とポリマー微粒子固形分の両者の比は０．５〜６．２５となるが、より好ましくは２．０〜６．０であり、最も好ましくは２．０〜５．０の範囲である。この範囲にあるインクは、乾燥性や保存試験や信頼性試験が非常に良好である。
【００３１】
界面活性剤としてはアニオン系界面活性剤またはノニオン系界面活性剤が用いられる。色材の種類や湿潤剤、水溶性有機溶剤の組合せによって、分散安定性を損なわない界面活性剤を選択する。
【００３２】
アニオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩などが挙げられる。
【００３３】
非イオン性界面活性剤としては、例えば、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アルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドなどが挙げられる。
アセチレングリコール系界面活性剤も好ましく、例えば２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オールなどのアセチレングリコール系（例えばエアープロダクツ社（米国）のサーフィノール１０４、８２、４６５、４８５あるいはＴＧなど）を用いることができるが、特にサーフィノール４６５、１０４やＴＧが良好な印字品質を示す。
【００３４】
前記界面活性剤は、単独または二種以上を混合して用いることができる。
本発明では界面活性剤を使用することで記録紙への濡れ性を改善することができる。好ましい界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ジアルキルスルホ琥珀酸塩、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アルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体、アセチレングリコール系界面活性剤が挙げられる。
【００３５】
本発明で用いられるアニオン及びノニオン系界面活性剤の好ましいものを下記に示す。
【化１３】
Ｒ１−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＣＨ２ＣＯＯＭ （Ｉ）
（式中、Ｒ１：炭素数６〜１４の分岐してもよいアルキル基、
ｍ：３〜１２、
Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）
【化１４】
（式中、Ｒ２：炭素数５〜１６の分岐したアルキル基、
Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）
【化１５】
（式中、Ｒ：分岐しても良い６〜１４のアルキル基、ｋ：５〜２０）
【化１６】
Ｒ−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ （ＩＶ）
（式中、Ｒ：分岐しても良い炭素数６〜１４のアルキル基、ｎ：５〜２０）
【化１７】
（式中、Ｒ’：分岐してもよい炭素数６〜１４のアルキル基、ｍ、ｎ：１〜２０）
【化１８】
（式中、Ｒ：プロピル基もしくはイソブチル基、
ｍ、ｎ：１〜２０、
ｍ＋ｎ＝２〜４０）
【００３６】
さらに本発明の界面活性剤は通常塩の形で用いられ、その対イオンとして、アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、又はアルカノールアミンが好ましい。さらに、対イオンとしてナトリウム、リチウム及び／または下記一般式（ＶＩＩ）で表される第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン陽イオンを用いると、より一層溶解安定性が増し、更に好ましい。
【化１９】
（上記式中、Ｙは窒素またはリンを表し、Ｒ１〜Ｒ４は各々水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ハロゲン化アルキル基を表す。）
例えば、リチウム塩の場合は水酸化リチウムを添加することにより行われ、上記一般式（ＶＩＩ）の第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン陽イオンに関しては、具体的には下記表１に示す水酸化物を添加することにより行われる。
【００３７】
【表１】
【００３８】
より具体的にはアニオン系界面活性剤としては、前記一般式（Ｉ）で表されるポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、及び／または、前記一般式（ＩＩ）で表される炭素数が５〜７の分岐したアルキル基を有するジアルキルスルホ琥珀酸を用いることで普通紙特性も改善されさらに着色剤の溶解・分散安定性が得られる。
【００３９】
好ましい非イオン系の界面活性剤としては、前記一般式（ＩＩＩ）で表されるポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、前記一般式（ＶＩ）で表されるアセチレングリコール系界面活性が挙げられる。これらを併用することによりさらに相乗効果として浸透性があげられ、これにより色境界にじみが低減されまた文字にじみも少ないインクが得られる。
【００４０】
なお、このインクのｐＨを６以上にすることによりインクの保存安定性が得られ、また、オフィスで使用されているコピー用紙や用箋等はｐＨが５〜６のものが多く、これらの記録紙にインクを９〜６０μｍの微細な吐出口より吐出し重量が３ｎｇ〜５０ｎｇの液滴として５〜２０ｍ／ｓで飛翔させ、単色での付着量を１．５〜３０ｇ／ｍ２としてＪＩＳ Ｐ−８１２２試験法によるステキヒトサイズ度が３秒以上の所謂普通紙に記録するこにより高画質、高解像の記録画像を形成する記録方式を提供することができる。ただし、ｐＨが９以上では保存時に前記一般式（ＩＩ）で表される界面活性剤では分解による物性変化が起こりやすいため、該一般式（ＩＩ）で表される界面活性剤を用いる場合はｐＨを６〜９とすることが好ましい。
【００４１】
本発明のインクにおいて、アニオンまたはノニオン系界面活性剤の添加量は０．０１〜１０重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜５重量％である。該添加量が０．０１重量％未満であると紙への浸透性が不足することでインクが乾燥しないという問題が出る。また１０重量％を越えるとインクジェットヘッドの吐出口付近を濡らしてしまいインク滴の吐出が不安定となる。
特に本発明に用いることができる前記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、（Ｖ）、（ＶＩ）で表される界面活性剤の添加量は０．０５〜１０重量％、好ましくは０．１〜５重量％の間でプリンタ−システムにより要求されるインク特性に対し所望の浸透性を与えることが可能である。ここで０．０５重量％未満ではいずれの場合も２色重ね部の境界でのにじみが発生し、１０重量％超えて添加する場合は化合物自体が低温で析出しやすことがあり信頼性が悪くなる。
【００４２】
次に本発明に用いる前記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）で表される界面活性剤を具体的に遊離酸型で示す。
【表２】
【００４３】
本発明における表面張力は紙への浸透性を示す指標であり、特に表面形成されて１秒以下の短い時間での動的表面張力を示し、飽和時間で測定される静的表面張力とは異なる。測定法としては特開昭６３−３１２３７号公報等に記載の従来公知の方法で１秒以下の動的な表面張力を測定できる方法であればいずれも使用できるが、本発明ではＷｉｌｈｅｌｍｙ式の吊り板式表面張力計を用いて測定した。表面張力の値は４０ｍＪ／ｍ２以下が好ましく、より好ましくは３５ｍＪ／ｍ２以下とすると優れた定着性と乾燥性が得られる。
【００４４】
本発明に用いる炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテルは、浸透剤等としての作用を有し、２０℃の水中において０．２〜４．５重量％未満の間の溶解度を有する部分的に水溶性のポリオールおよび／またはグリコールエーテルが好ましく、これらを記録用インク全重量に対してを好ましくは０．１〜１０．０重量％添加することによって、該インクの熱素子への濡れ性が改良され、少量の添加量でも吐出安定性および周波数安定性が得られることが分かった。
▲１▼ ２−エチル−１，３−ヘキサンジオール
溶解度：４．２重量％（２０℃）
▲２▼ ２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール
溶解度：２．０重量％（２０℃）
２５℃の水中において０．１〜４．５重量％未満の間の溶解度を有する浸透剤は溶解度が低い代わりに浸透性が非常に高いという長所がある。従って、２５℃の水中において０．１〜４．５重量％未満の間の溶解度を有する浸透剤と他の溶剤との組み合わせや他の界面活性剤との組み合わせで非常に高浸透性のインクを作成することが可能となる。
【００４５】
本発明においては、防黴剤として、１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンを使用することで、保存安定性及び吐出安定性等の信頼性を確保しつつ、防黴効果に優れるインクが提供できる。特に本発明の湿潤剤との組み合わせにおいては従来は菌や黴の発生を抑制することが難しいとされる添加量であっても充分に効果を発揮させることができ、添加量を抑制することによって、粒子の凝集やインクの増粘といった現象を防止することができるので、長期間に渡ってインクの性能を発揮させることが可能になる。
１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンの添加量としては有効成分量としてインク全量の０．０１〜０．０４重量％である。０．０１重量％未満であると、防黴性がやや低下する。０．０４重量％越える場合は、インクを長期間（例えば、室温の場合で２年、５０〜６０℃の場合で１〜３ヶ月）保管したときに粒子の凝集が起こったり、インク粘度が初期粘度の５０〜１００％増になるなどの長期保存安定性の問題が発生し、初期のプリント性能を維持できなくなる。
【００４６】
１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンは市販品としてはサンアイパックＡＰ（三愛石油製）やプロキセルＸＬ（アビシア製）、プロキセルＬＶ（アビシア製）が挙げられる。これらの市販品は１，２−ベンズイソチアゾリン３−オン以外に水溶性有機溶剤等を含有するので有効成分含有量で添加量を決定する。
【００４７】
本発明のインクには上記着色剤、溶媒、界面活性剤等の他に、従来より知られている添加剤を加えることができる。
ｐＨ調整剤としては、調合されるインクに悪影響をおよぼさずにｐＨを７以上に調整できるものであれば、任意の物質を使用することができる。
その例として、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物、第４級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等が挙げられる。
【００４８】
キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等が挙げられる。
【００４９】
防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等がある。
その目的に応じて水溶性紫外線吸収剤、水溶性赤外線吸収剤等を添加することができる。
【００５０】
本発明のインクジェット記録用インクを収容したインクカートリッジおよび該インクカートリッジを具備するインクジェット記録装置について、添付図面を参照して説明するが、以下は構成例の１例に過ぎず、本発明になんら限定を加えるものではない。
【００５１】
図１は本発明の記録液を収容した記録液収容部を備えたインクカートリッジを搭載するシリアル型インクジェット記録装置の機構部の概略正面図である。
このインクジェット記録装置の機構部は、両側の側板１、２間に主支持ガイドロッド３及び従支持ガイドロッド４を略水平な位置関係で横架し、これらの主支持ガイドロッド３及び従支持ガイドロッド４でキャリッジユニット５を主走査方向に摺動自在に支持している。キャリッジユニット５には、それぞれイエロー（Ｙ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、シアン（Ｃ）インク、ブラック（Ｂｋ）インクをそれぞれ吐出する４個のヘッド６を、その吐出面（ノズル面）６ａを下方に向けて搭載し、またキャリッジユニット５のヘッド６の上側には４個のヘッド６に各々インクを供給するための各色のインク供給体である４個のインクカートリッジ７ｙ、７ｍ、７ｃ、７ｋを交換可能に搭載している。
【００５２】
そして、キャリッジユニット５は主走査モータ８で回転される駆動プーリ（駆動タイミングプーリ）９と従動プーリ（アイドラプーリ）１０との間に張装したタイミングベルト１１に連結して、主走査モータ８を駆動制御することによってキャリッジユニット５、即ち４個のヘッド６を主走査方向に移動するようにしている。
また、側板１、２をつなぐ底板１２上にサブフレーム１３、１４を立設し、このサブフレーム１３、１４間に用紙１６を主走査方向と直交する副走査方向に送るための搬送ローラ１５を回転自在に保持している。そして、サブフレーム１４側方に副走査モータ１７を配設し、この副走査モータ１７の回転を搬送ローラ１５に伝達するために、副走査モータ１７の回転軸に固定したギヤ１８と搬送ローラ１５の軸に固定したギヤ１９とを備えている。
【００５３】
さらに、側板１とサブフレーム１２との間には、ヘッド６の信頼性維持回復機構（以下、「サブシステム」という。）２１を配置している。サブシステム２１は、各ヘッド６の吐出面をキャッピングする４個のキャップ手段２２をホルダ２３で保持し、このホルダ２３をリンク部材２４で揺動可能に保持して、キャリッジユニット５の主走査方向の移動でホルダ２３に設けた係合部２５にキャリッジユニット５が当接することで、キャリッジユニット５の移動に従ってホルダ２３がリフトアップしてキャップ手段２２でインクジェットヘッド６の吐出面６ａをキャッピングし、キャリッジユニット５が印写領域側へ移動することで、キャリッジユニット５の移動に従ってホルダ２３がリフトダウンしてキャップ手段２２がインクジェットヘッド６の吐出面６ａから離れるようにしている。
【００５４】
なお、キャップ手段２２は、それぞれ吸引チューブ２６を介して吸引ポンプ２７に接続すると共に、大気開放口を形成して、大気開放チューブ及び大気開放バルブを介して大気に連通している。また、吸引ポンプ２７は吸引した廃液を、ドレインチューブ等を介して図示しない廃液貯留槽に排出する。
さらに、ホルダ２３の側方には、インクジェットヘッド６の吐出面６ａをワイピングする繊維部材、発泡部材或いはゴム等の弾性部材からなるワイピング手段であるワイパブレード２８をブレードアーム２９に取付け、このブレードアーム２９は揺動可能に軸支し、図示しない駆動手段で回動されるカムの回転によって揺動させるようにしている。
【００５５】
次に、インクカートリッジ７について図２、図３を参照して説明する。ここで、図２は記録装置に装填する前のインクカートリッジの外観斜視図、図３はインクカートリッジの正断面図である。
インクカートリッジ７は、図３に示すように、カートリッジ本体４１内に所要の色のインクを吸収させたインク吸収体４２を収容してなる。カートリッジ本体４１は、上部に広い開口を有するケース４３の上部開口に上蓋部材４４を接着又は溶着して形成したものであり、例えば樹脂成型品からなる。また、インク吸収体４２は、ウレタンフォーム体等の多孔質体からなり、カートリッジ本体４１内に圧縮して挿入した後、インクを吸収させている。
【００５６】
カートリッジ本体４１のケース４３底部には記録ヘッド６へインクを供給するためのインク供給口４５を形成し、このインク供給口４５内周面にはシールリング４６を嵌着している。また、上蓋部材４４には大気開放口４７を形成している。
【００５７】
そして、カートリッジ本体４１には、装填前の状態で、インク供給口４５を塞ぐと共に装填時や輸送時などのカートリッジ取扱い時、或いは真空包装時による幅広側壁に係る圧力でケース４３が圧縮変形されて内部のインクが漏洩することを防止するため、キャップ部材５０を装着している。
【００５８】
また、大気開放口４７は、図２に示すように、酸素透過率が１００ｍｌ／ｍ２以上のフィルム状シール部材５５を上蓋部材４４に貼着してシールしている。このシール部材５５は大気開放口４７と共にその周囲に形成した複数本の溝４８をもシールする大きさにしている。このように大気開放口４７を酸素透過率が１００ｍｌ／ｍ２以上のシール部材５５でシールすることで、インクカートリッジ７を透気性のないアルミラミネートフィルム等の包装部材を用いて減圧状態で包装することにより、インク充填時やインク吸収体４２とカートリッジ本体４１との間に生じる空間Ａ（図３参照）にある大気のためにインク中に気体が溶存したときでも、シール部材５５を介してインク中の空気が真空度の高いカートリッジ本体４１外の包装部材との間の空間に排出され、インクの脱気度が向上する。
【００５９】
また、図４には、本発明のインクジェット記録用インクを収容した記録液収容部と、記録液滴を吐出させるためのヘッド部を備えた記録ユニットの構成例を示す。
すなわち、記録ユニット３０は、シリアルタイプのものであり、インクジェットヘッド６と、このインクジェットヘッド６に供給される記録液を収容するインクタンク４１と、このインクタンク４１内を密閉する蓋部材とで主要部が構成される。インクジェットヘッド６には、記録液を吐出するための多数のノズル３２が形成されている。記録液はインクタンク４１から、図示しないインク供給管を介して、やはり図示しない共通液室へと導かれ、電極３１より入力される記録装置本体からの電気信号に応じて、ノズル３２より吐出される。このようなタイプの記録ユニットは、構成上、安価に製造できるタイプのヘッド、いわゆるサーマル方式、バブル方式と呼ばれる、熱エネルギーを駆動の動力源とするヘッドに適した構造である。
本発明のインクジェット記録用インクは、バブルやサーマル方式等の記録方法において、炭素数８〜１１のポリオールやグリコールエーテルを添加することによって、熱素子への濡れ性が改良されるため、少量の添加量でも吐出安定性及び周波数安定性が得られ、かつ安全性も高く、非常に適している。
【００６０】
本発明において、上記熱エネルギーの代りに力学的エネルギーを駆動の動力源とする場合は、炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテルと特定のアニオンまたはノニオン系界面活性剤の相互作用でインクの表面張力が４０ｄｙｎ／ｃｍ以下（より好ましく３５ｄｙｎ／ｃｍ以下）に制御できる。従って、高粘度インクであってもヘッド内部のインクが接する部材への濡れがよくなり、ヘッド内部の気泡排出性が向上し、吐出安定性が格段に向上する。
【００６１】
また、記録装置の記録ヘッドのノズルプレートの表面には、撥インク性皮膜層を共析メッキ等の方法により形成させることが好ましい。撥インク性皮膜層を設けることにより、本発明のインクを用いて記録すれば、インク滴の大きさの変化や吐出不良といった問題が防止され、フェザリングや印字濃度の低下、カラーブリード等の発生のない高品位の画質を得ることができる。
さらに記録ヘッドのノズル径は３０μｍ以下が好ましい。該ノズル径が３０μｍより大きいと、記録ヘッドから吐出される液滴のサイズが大きくなりすぎ、本発明のインクであっても裏抜けが無視できなくなり、両面印刷の使用に耐えられなくなる。また、５ｐｌといった微小液滴の形成も困難になる。
【００６２】
ここでは、前述のようなシリアル型インクジェット記録装置を説明したが、本発明の記録液は、ノズルを千鳥など任意の配列で、目的とする画像の解像度と同じか数分の１程度の密度に集積し、記録媒体の幅以上に配列させた、いわゆるラインヘッドを有する記録装置に適用することも可能である。
また、ここでいう記録装置とは、ＰＣやデジカメ用の出力プリンタのみならず、ファックスやスキャナ、電話などと組み合わせた複合的な機能を有する装置であっても構わない。
【００６３】
本発明のインクジェット記録用インクを用い、本発明の記録装置で記録する場合の好ましい条件としては、Ｍｊが５〜３５ｐｌ、Ｖｊが６〜２０ｍ、周波数が１ＫＨｚ以上、解像度が３００ｄｐｉ以上である。このようなワンパス印字条件で印字した場合、本発明のインクであれば普通紙上にレーザープリンタ並みの高品位画質を高速に印字することが可能となり、更に乾燥性に優れ、裏抜けも少ないので高速両面印刷も可能となり好ましい。
【００６４】
【実施例】
以下に本発明の実施例および比較例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例に記載の各成分の量（％）は重量基準である。
【００６５】
＜参考例１＞フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整
（１）ポリマー溶液の調製
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下漏斗を備えた１Ｌ容のフラスコ内を十分に窒素ガス置換した後、スチレン１１．２ｇ、アクリル酸２．８ｇ、ラウリルメタクリレート１２．０ｇ、ポリエチレングリコールメタクリレート４．０ｇ、スチレンマクロマー（東亜合成（株）製、商品名：ＡＳ−６）４．０ｇ及びメルカプトエタノール０．４ｇを仕込み、６５℃に昇温した。
次に、スチレン１００．８ｇ、アクリル酸２５．２ｇ、ラウリルメタクリレート１０８．０ｇ、ポリエチレングリコールメタクリレート３６．０ｇ、ヒドロキシエチルメタクリレート６０．０ｇ、スチレンマクロマー（東亜合成（株）製、商品名：ＡＳ−６）３６．０ｇ、メルカプトエタノール３．６ｇ、アゾビスジメチルバレロニトリル２．４ｇ及びメチルエチルケトン１８ｇの混合溶液を３時間かけてフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、アゾビスジメチルバレロニトリル０．８ｇ及びメチルエチルケトン１８ｇの混合溶液を０．５時間かけてフラスコ内に滴下した。６５℃で１時間熟成した後、アゾビスジメチルバレロニトリル０．８ｇを添加し、更に１時間熟成した。
反応終了後、フラスコ内に、メチルエチルケトン３６４ｇを添加し、濃度が５０％のポリマー溶液８００ｇを得た。
ポリマー溶液の一部を乾燥し、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー（標準：ポリスチレン、溶媒：テトラヒドロフラン）で測定したところ、重量平均分子量は１４０００であった。
（２）フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子の水分散体の調製
前記（１）で得られたポリマー溶液２８ｇ、フタロシアニン顔料（ピグメントブルー１５：３）２６ｇ、１ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム水溶液１３．６ｇ、メチルエチルケトン２０ｇ及びイオン交換水３０ｇを十分に攪拌した後、３本ロールミルを用いて２０回混練した。
得られたペーストをイオン交換水２００ｇに投入し、十分に攪拌した後、エパポレーターを用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、固形分量が２０．０重量％のフタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子の水分散体１６０ｇを得た。
ポリマー微粒子のマイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は９３ｎｍであった。
【００６６】
＜参考例２＞ジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整
参考例１．のフタロシアニン顔料をピグメントレッド１２２に変更したほかは参考例１と同様にして赤紫色のポリマー微粒子分散体を得た。ポリマー微粒子のマイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は１２７ｎｍであった。
【００６７】
＜参考例３＞モノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整
参考例１．のフタロシアニン顔料をピグメントイエロー７４に変更したほかは参考例１と同様にして黄色のポリマー微粒子分散体を得た。ポリマー微粒子のマイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は７６ｎｍであった。
【００６８】
＜参考例４＞カーボンブラック含有ポリマー微粒子分散体の調整
参考例１．のフタロシアニン顔料をカーボンブラック（デグサ社ＦＷ１００）に変更したほかは参考例１と同様にして黒色のポリマー微粒子分散体を得た。ポリマー微粒子のマイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は１０４ｎｍであった。
【００６９】
実施例１
下記処方のインク組成物を作成し、ｐＨが９になるように水酸化リチウム１０％水溶液にて調整した。その後、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターで濾過を行いインク組成物を得た。
【００７０】
実施例２
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化ナトリウムで９にしてインク組成物を調製した。
【００７１】
実施例３
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
【００７２】
実施例４
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化ナトリウムで９にしてインク組成物を調製した。
【００７３】
実施例５
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
【００７４】
実施例６
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
【００７５】
実施例７
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
【００７６】
実施例８
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調整した。
【００７７】
比較例１
下記処方のインク組成物を作成し、ｐＨが９になるように水酸化リチウム１０％水溶液にて調整した。その後、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターで濾過を行いインク組成物を得た。
【００７８】
比較例２
下記組成物を用いる以外は比較例１と同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
【００７９】
比較例３
下記組成物を用いる以外は比較例１と同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
【００８０】
比較例４
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化ナトリウムで９にしてインク組成物を調製した。
【００８１】
＜インクの物性＞
実施例１〜８と比較例１〜４のインク組成物において、顔料濃度、湿潤剤濃度、表面張力、インク粘度、および粒子径Ｄ５０を表３に示す。インク粘度はＲ型粘度計を使用し２５℃での粘度を測定した。粒子径Ｄ５０はマイクロトラックＵＰＡを用いて、顔料濃度が０．０１％になるように純水で希釈して測定した。
【００８２】
【表３】
＊ 顔料固形分濃度＝顔料含有ポリマー微粒子の固形分濃度
【００８３】
次に上記実施例１〜８及び比較例１〜４のインク組成物について、インクの保存安定性を評価し表４に示した。
＜インク保存安定性＞
保存安定性は６０℃に３ヶ月の保存試験を行い、試験前後の粘度と粒子径Ｄ５０を測定した。
保存試験後の粘度は初期粘度に対する下記式で求められる変化率で表示した。
変化率％＝［（試験後粘度−初期粘度）／初期粘度］×１００
【００８４】
【表４】
【００８５】
次に上記実施例１〜８及び比較例１〜４について表１のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックからなるインクセット１〜２、インクセット比較１にてを下記の試験を行った。
【００８６】
１）画像の鮮明性
リコー製インクジェットプリンターＩＰＳｉＯ Ｊｅｔ３００のヘッドの駆動電圧、周波数、パルス幅を変え、Ｍｊが３５ｐｌ、Ｖｊが１０ｍ／ｓｅｃの条件で下記の各紙に双方向ワンパス印字モード（記録密度４００ｄｐｉ）でべた及び文字を印刷した。
印字乾燥後、２色重ね部境界の滲み、画像滲み、色調、画像濃度を目視及び反射型カラー分光測色濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）により総合的に調べ、評価基準にしたがって判定した。用いた印刷試験用紙を以下に示す。
▲１▼ マイペーパー（株式会社ＮＢＳリコー製）
▲２▼ 紙源Ｓ・再生紙（株式会社ＮＢＳリコー製）
▲３▼ ＰＢ紙（キャノン株式会社製）
▲４▼ マルチエース（富士ゼロックスオフィスサプライ株式会社製）
▲５▼ やまゆり紙（本州製紙株式会社製・再生紙）
▲６▼ ＬＨ紙（富士ゼロックスオフィスサプライ株式会社製）
▲７▼ Ｘｅｒｏｘ ４０２４紙（富士ゼロックスオフィスサプライ株式会社製）
▲８▼ Ｎｅｅｎａｈ Ｂｏｎｄ紙（キンバリークラーク社製）
判定基準
◎：全紙滲みの発生なく鮮明な印刷である。
○：一部の用紙（再生紙）にひげ状の滲みの発生がある。
△：全紙にひげ状の滲みの発生がある。
×：文字の輪郭がはっきりしないほど滲みが発生している。
【００８７】
２）裏抜け
印刷後の画像のベタ部を裏面から反射型カラー分光測色濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で濃度を測定し、地肌部（非印刷部）の濃度を差し引き裏抜け濃度とした。着色剤が裏に抜けるほど両面印刷には不適となるので、裏抜け濃度が小さい方が良い。
裏抜け濃度＝裏面からの画像濃度−地肌濃度
【００８８】
３）画像の乾燥性
記録媒体にベタ画像印字後の画像に０．１ｋｇ／ｃｍ２の圧力で濾紙を押しつけインクが濾紙に転写しなくなるまでの時間を測定した。いずれの紙でも３秒以内で乾燥した場合に○、３秒を超える場合を×と判定した。
【００８９】
４）印字休止時の信頼性
リコー製プリンターＩＰＳｉＯ Ｊｅｔ３００のヘッドを用いてプリンター動作中にキャップ、クリーニング等が行われないでどれだけ印字休止しても復帰できるかを調べ、どれだけの時間（秒）で噴射方向がずれるか、あるいは吐出液滴の重量が変化するかでその信頼性を評価した結果を表５に示す。
【００９０】
【表５】
【００９１】
【発明の効果】
以上、詳細且つ具体的な説明より明らかなように、これまで浸透系インクは速乾性と定着性に優れる反面、フェザリングや印字濃度の低下、カラーブリード等の画像品質やインクの保存安定性に問題があった。
本発明のインクジェット記録用インクの、色材を含有するポリマー微粒子が、好ましくは固形分で８重量％以上、より好ましくは８〜２０重量％で、グリセリン、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種類以上の湿潤剤を含むインク粘度が５．０ｍＰａ・ｓｅｃ以上、好ましくは８．０ｍＰａ・ｓｅｃ以上の高粘度のインク組成物では、Ｍｊが５〜３５ｐｌ、Ｖｊが６〜２０ｍ／ｍＰａ・ｓｅｃ、周波数が１ＫＨｚ以上、解像度が３００ｄｐｉ以上、ワンパス印字条件において、普通紙にレーザープリンター並の高品位画質を可能とすることが出来る。更に、紙面上に色材がとどまるため従来に比べて裏抜けが格段に少なくなり、両面印字が可能である（裏抜け濃度：０．０２〜０．０４／従来０．１５〜０．２）。これらの性能が前述の湿潤剤と特定の防黴剤の特定添加量を組み合わせることにより長期間維持することが可能である。
また、本発明のインク組成物は、炭素数８〜１１のポリオールと前記一般式（Ｉ）〜（ＶＩ）で表される界面活性剤の相互作用により、インクの表面張力が４０ｄｙｎ／ｃｍ以下となり、ポリマー微粒子が固形分で８重量％以上、８．０ｍＰａ・ｓｅｃ以上の高粘度であっても、ほとんどの被記録材に対して速やかに定着し、耐マーカー性も十分である。また、ヘッド部材への濡れがよくなり、インク組成物気泡排出性、周波数応答性、および吐出安定性が格段に向上する。
さらに、本発明のインク組成物は、高顔料濃度で高粘度インクであるが、グリセリン、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種類以上の湿潤剤の効果により、従来の高顔料・高粘度インクに比べ、ノズルの目詰まりが無く、安定した印字が可能であり、保存安定性も格段に向上する。
【００９２】
また、本発明によれば、このように高浸透特性で、かつ高い信頼性、安全性と優れた画像特性を有するインクジェット記録用インクを用いる記録方法、該インクを収容したカートリッジ、および該インクあるいは該カートリッジを具備した記録装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録用インクを収容するインクカートリッジを搭載するシリアル型インクジェット記録装置の構成例を示す概略正面図。
【図２】記録装置に装填する前のインクカートリッジの外観斜視図。
【図３】インクカートリッジの正断面図。
【図４】記録ヘッドと一体化された記録ユニットの外観斜視図。
【符号の説明】
１ 側板
２ 側板
３ 主支持ガイドロッド
４ 従支持ガイドロッド
５ キャリッジユニット
６ ヘッド
６ａ 吐出面
７ インクカートリッジ
７ｙ イエローインクカートリッジ
７ｍ マゼンタインクカートリッジ
７ｃ シアンインクカートリッジ
７ｋ ブラックインクカートリッジ
８ 主走査モータ
９ 駆動プーリ
１０ 従動プーリ
１１ タイミングベルト
１２ 底板
１３ サブフレーム
１４ サブフレーム
１５ 搬送ローラ
１６ 用紙
１７ 副走査モータ
１８ ギア
１９ ギア
２１ 信頼性維持回復機構（サブシステム）
２２ キャップ手段
２３ ホルダ
２４ リンク部材
２５ 係合部
２６ 吸引チューブ
２７ 吸引ポンプ
２８ ワイパーブレード
２９ ブレードアーム
３０ 記録ユニット
３１ 電極
３２ ノズル
４１ カートリッジ本体
４２ インク吸収体
４３ ケース
４４ 上蓋部材
４５ インク供給口
４６ シールリング
４７ 大気開放口
４８ 溝
５０ キャップ部材
５５ フィルム状シール部材
Ａ 空間
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録用に適したインクジェット記録用インク、該インクを収容したインクカートリッジ、該インクを用いる記録方法及び記録装置に関し、特に普通紙に高速で印字した際に、フェザリングやカラーブリードが少なく良好な色調の高品位画像が得られ、耐水・耐光性等の画像堅牢性に優れた画像が得られ、防黴性に優れ防黴にともなうトラブルを生じず、かつ分散安定性や保存安定性に優れ、さらに印字時のヘッドの目詰まりがなく吐出安定性に優れたインクジェット記録用インク、該インクを収容したインクカートリッジ、該インクを用いる記録方法及び記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは低騒音、低ランニングコストといった利点から目覚しく普及し、普通紙に印字可能なカラープリンタも市場に盛んに投入されるようになった。しかしながら、画像の色再現性、耐久性、耐光性、画像の乾燥性、文字にじみ（フェザリング）、色境界にじみ（カラーブリード）、両面印刷性、吐出安定性などの要求される全ての特性を満足することは非常に難しく、用途に応じて優先される特性から用いるインクが選択されている。特に、普通紙に高速印字するプリンタにおいては、これらの特性を満たすことは難しいものであった。
【０００３】
インクジェット記録に使用されるインクは、水を主成分とし、これに着色剤及び目詰まり防止等の目的でグリセリン等の湿潤剤、記録紙への浸透性を制御する浸透剤、微生物の繁殖を防止する防黴剤を含有したものが一般的である。着色剤としては、優れた発色性や安定性から染料が用いられているが、染料系インクを用いて得られる画像の耐光性、耐水性等は劣るものであり、これらの問題点を改善するために、有機顔料やカーボンブラック等の顔料を着色剤として用いる顔料インクが検討されている。顔料は水に不溶であるため、顔料を水溶性分散剤とともに混合、分散処理して水に安定分散させることが一般に行われている。顔料を用いることで、耐水性、耐光性は付与されるが、他の特性を同時に達成できるものではない。特に、普通紙に高速印字した場合には高い画像濃度、発色性を得ることが困難で、文字にじみ、色境界にじみ、両面印刷性も十分には満足できるものではない。
【０００４】
また、インクジェット記録においてはインクジェット記録ヘッドの微細なノズルから安定なインク液滴の吐出が要求されるため、インクジェット記録ヘッドのオリフィスの乾燥によってインクの固化等が発生しないことが必要となる。しかしながら、上記した分散剤が含有されたインクをインクジェット記録に用いた場合には、分散剤を形成している樹脂等がオリフィス等に付着した後、再溶解されずに、目詰まりやインクの不吐出等が生じる場合がある。特に、印字を長期に休止した場合にノズル等の目詰まりが起こり易く、また、ノズルキャップ内や吸引用チューブ等の維持機構に増粘したインクが堆積し、維持機構の機能を損なう怖れがあるものであった。また、印字を一次休止した場合、あるいは空白のある文書や画像の印字中に空白に対応するノズルに印字の休止期間ができた場合にも、インク滴の噴射方向が乱れることによる印字不良（間欠吐出不良）等の問題が多発していた。又、分散剤を含む水性顔料インクは粘稠であり、長時間にわたる連続吐出及び高速印字を行う際にノズル先端までの経路で抵抗を起こし、吐出が不安定になり、スムーズな記録が困難になるという問題もあった。
【０００５】
これらの問題点の改善を図るものとして、特開２０００−２１２４８６号公報に顔料、顔料濃度、水溶性分散剤、浸透剤を特定したインク、更には特定の多価アルコールアルキルエーテル誘導体を含有するインク、これらのインクセットが開示されている。開示されたインクは超浸透性であるので高速印刷した場合においても乾燥性は十分であり、吐出安定性も確保されているが、普通紙における画像濃度、色再現性は染料系インクに比べて見劣りのするものであり、文字にじみ、色境界にじみ、両面印刷性は従来のインクジェット記録画像と比べると改善しているものの、市場で普通紙印刷に用いられている電子写真方式等の記録画像に比べて劣り、更に改善を必要とした。
【０００６】
また、これら問題に対処するため、着色されたポリマー粒子、特にポリエステル系又はビニル系ポリマー粒子のエマルジョンを用いたインクジェット記録用インクが多数報告（特開２０００−１９１９７２号公報…特許文献１、特開２０００−１９１９６８号公報、特開２０００−１９１９６７号公報、特開２０００−５３９００号公報、特開２０００−５３８９９号公報、特開２０００−５３８９８号公報、特開２０００−５３８９７号公報、特開２０００−４４８５２号公報、特開２０００−２６７７５号公報、特開２０００−７９６３号公報、特開２０００−７９６２号公報、特開平９−２４１５６５号公報、特開平９−２１７０３０号公報、特開平９−１８３９３２号公報、特開平９−１８３９３１号公報、特開平９−２８６９３９号公報、特開平９−１５７５６５号公報、特開平１０−４６０８２号公報、特開平１０−４６０９２号公報、特開平１０−６０３２７号公報、特開平１０−２７３６１０号公報、特開平１０−２７９８５１号公報、特開平１０−２９８４６２号公報、特開平１０−２９８４６７号公報、特開平１１−２１７５２８号公報、特開平１０−３３８８２９号公報、特開平１０−３１６９１８号公報、特開平１１−２５６０８３号公報、特開平１１−３２３２２６号公報、特許第３０６５９５０号公報等）されている。これらには着色剤を水に不溶で分散性の樹脂に内包した着色剤内包樹脂分散体を含有するインクが包含される。しかし、着色剤としてカーボンブラックを用いた場合に十分な画像濃度が得られないという問題がある。また、着色剤としてカラー有機顔料を用いた場合、従来公知のインク処方では普通紙上での画像濃度、色再現性は水溶性分散剤を用いた顔料インクよりも優れるものの染料インクに比べて未だ劣るものである。
【０００７】
さらに、着色剤内包樹脂分散体を含有するインクにおける上記課題を解決しようとするとインクの分散安定性を損ない、長期保存した場合などに分散粒子の凝集やインクの増粘が起こり、初期の特性とは異なる特性に変化することでプリントシステムとしての安定性に欠くという問題を有していた。
【０００８】
一方、黴の発生を抑制するために水性インクに防黴剤等を含有させることは、一般に広く行われている。例えば特開平５−７８６０９号公報には、４−クロル−３−メチルフェノールおよび／または４−クロル−２−メチルフェノールを含有するインク組成物、特開昭５２−１２００８号公報には、デヒドロ酢酸ナトリウムを含有するインク組成物が提案されており、それぞれ黴の発生が抑制されることが示されている。しかし、いずれも一般的な水溶性染料を用いたインクジェット記録用インクに添加したものであり、本発明の如く、微妙なイオン的バランスによって粒子を分散させているものの場合には、これらの防黴剤はインクの安定性に影響を与えるものであった。
【０００９】
他の防黴剤としては１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンが染料インク、顔料インクを問わず用いられている。ＷＯ００／２２０５６（特許文献２）には該防黴剤を０．１〜１％含有させると記載されている。ＷＯ００／０５８４１１、特開２０００−１４４０２６号公報（特許文献３）には該防黴剤を０．３％含有する顔料インクが開示されている。顔料インクであっても、界面活性剤、分散剤あるいは水溶性樹脂分散剤を用いた顔料インクであればインクとしての安定性と防黴性を両立できるものであると思われる。
【００１０】
ところが、着色剤内包樹脂分散体を含有するインクに１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンをこの添加量で加えた場合、インクの分散性が低下し長期保存した場合に、粒子の凝集やインクの増粘が起こる不具合を有していた。
本出願人は先に、着色剤内包樹脂分散体を含有するインクに１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンを２０％含有するプロキセルＬＶを０．２％添加したものも提案したが（特願２００１−２８６３２０号）、長期保存安定性を更に改善する必要があった。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−１９１９７２号公報
【特許文献２】
国際公開ＷＯ００／２２０５６
【特許文献３】
特開２０００−１４４０２６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような着色剤内包樹脂分散体を用いたインクジェット記録用インクの欠点を解消し、防黴性と保存安定性、普通紙高速印字特性を両立した、カラー用等のインクジェット記録用インク、このインクを用いて好適なインクジェット記録方法、このインクを収容したインクカートリッジ、このインクカートリッジ或いは該インク収容部を備えた記録装置を提供することを目的とする。
特に本発明は、インクジェット記録方法を用いて普通紙に高速で印字した際にも、吐出安定性や保存安定性に優れ、かつ▲１▼良好な色調、▲２▼高い画像濃度、▲３▼文字、画像の周辺部分にボケ、にじみ（以下フェザリングと称する）の生じない鮮鋭度の高い記録画像、▲４▼異なる色間の境界にじみ（カラーブリード）、▲５▼両面印刷にも耐えうる裏抜けの少ない画像、及び▲６▼耐水性や耐光性などの画像の堅牢性を長期間に渡って保証し得る、インクジェット記録用インク、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、及び記録装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題について鋭意検討を行なった結果、ポリマー微粒子に色材を含有させたエマルジョンを用いて特定の湿潤剤と特定量の防黴剤を組み合わせて使用し、さらに浸透剤、水溶性有機溶剤、防黴剤から構成したインクは、従来のインクに比べて粒子の分散安定性が向上し長期保存性に優れることを見出し、得られるインクは高粘度であるが表面張力が低く、普通紙の高速印字において、ビヒクルは速やかに浸透し、色材成分が表面に残りやすくなり、浸透性の高いインクであるにもかかわらず、高彩度、高発色濃度で、しかも裏抜けの少ない画像が長期間に渡って得られることを見い出して本発明を完成するに至った。
【００１４】
即ち、本発明によれば、下記（１）〜（２１）が提供される。
（１）ポリマー微粒子に水不溶性または難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョンを含有するインクジェット記録用インクにおいて、グリセリン、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種類以上の湿潤剤を含有し、炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテル、アニオンまたはノニオン系界面活性剤、水を少なくとも含有し、防黴剤として１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンをインク全量の０．０１〜０．０４重量％含有し、かつ２５℃におけるインク粘度が５ｍＰａ・ｓｅｃ以上であることを特徴とするインクジェット記録用インク。
（２）前記ポリマーエマルジョンを形成するポリマーが、ビニル系ポリマーまたはポリエステル系ポリマーであることを特徴とする前記（１）に記載のインクジェット記録用インク。
（３）前記湿潤剤を１０〜５０重量％含有することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のインクジェット記録用インク。
（４）前記色材を含有させてなるポリマーエマルジョンを固形分で８〜２０重量％含有することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
（５）前記色材を含有させてなるポリマーエマルジョンを含有するインク中のポリマー微粒子の平均粒子径が０．１６μｍ以下であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
（６）湿潤剤とポリマーエマルジョン固形分との重量比（湿潤剤／エマルジョン固形）が２〜５であることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
（７）２５℃におけるインクの粘度が８〜２０ｍＰａ・ｓｅｃであることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
（８）炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテルが２−エチル−１，３−ヘキサンジオールであることを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
（９）炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテルが２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールであることを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
（１０）アニオンまたはノニオン系界面活性剤が下記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、（Ｖ）、（ＶＩ）で表される界面活性剤から選ばれた少なくとも一種よりなることを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
【化７】
Ｒ１−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＣＨ２ＣＯＯＭ （Ｉ）
（式中、Ｒ１：炭素数６〜１４の分岐してもよいアルキル基、
ｍ：３〜１２、
Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）
【化８】
Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）
【化９】
ｋ：５〜２０）
【化１０】
Ｒ−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ （ＩＶ）
（式中、Ｒ：分岐しても良い炭素数６〜１４のアルキル基、ｎ：５〜２０）
【化１１】
【化１２】
ｍ＋ｎ＝２〜４０）
（１１）アニオンまたはノニオン系界面活性剤を０．１〜５重量％含有することを特徴とする前記（１）〜（１０）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
（１２）表面張力が３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることを特徴とする前記（１）〜（１１）のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
【００１５】
（１３）前記（１）〜（１２）のいずれかに記載のインクジェット記録用インクにエネルギーを作用させてインク吐出を行うことを特徴とするインクジェット記録方法。
（１４）前記エネルギーとして熱エネルギーを作用させてインク吐出を行うことを特徴とする前記（１３）に記載のインクジェット記録方法。
（１５）前記エネルギーとして力学的エネルギーを作用させてインク吐出を行うことを特徴とする前記（１３）に記載のインクジェット記録方法。
（１６）Ｍｊが５〜３５ｐｌ、Ｖｊが６〜２０ｍ、周波数が１ＫＨｚ以上、解像度が３００ｄｐｉ以上、ワンパス印字条件において、インクとして前記（１）〜（１２）のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを用いることを特徴とする前記（１３）〜（１５）のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
（１７）前記（１）〜（１２）のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを収容したインク収容部を備えたことを特徴とするインクカートリッジ。
（１８）前記（１）〜（１２）のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを収容したインク収容部あるいは前記（１７）に記載のインクカートリッジ、該インクをエネルギーの作用により滴化し吐出させるためのヘッド部あるいは記録ユニットを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
（１９）前記インクジェット記録ヘッドのノズルプレートの表面に撥インク性皮膜層が共析メッキにより形成されたものであることを特徴とする前記（１８）に記載の記録装置。
（２０）前記インクジェット記録ヘッドのノズル径が３０μ以下であることを特徴とする前記（１９）に記載の記録装置。
（２１）前記（１３）〜（１６）のいずれかに記載の記録方法によって記録が行われたものであることを特徴とする記録物。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のインクジェット記録用インクは、インク組成物が、次の構成よりなる、インク粘度が５ｍＰａ・ｓｅｃ（２５℃）以上、好ましくは８ｍＰａ・ｓｅｃ（２５℃）以上、２０ｍＰａ・ｓｅｃ（２５℃）以下のインクジェット記録用インクである。該インク組成物は下記▲１▼〜▲８▼等から構成され、印字するための着色材、それを分散させるための水とを必須成分とし、さらに湿潤剤、アニオンまたはノニオン系界面活性剤、炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテル、特定含有量の防黴剤を必須成分とし、必要に応じて添加されるｐＨ調整剤等から構成される。湿潤剤１と２を混合するのは各々の湿潤剤の特徴を活かすためと、粘度調製が出来るためであるが、湿潤剤１と２を必ず併用するわけではない。
▲１▼着色材
▲２▼湿潤剤１（グリセリン）
▲３▼湿潤剤２（１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種類以上）
▲４▼アニオンまたはノニオン系界面活性剤
▲５▼炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテル
▲６▼防黴剤
▲７▼純水
▲８▼ｐＨ調整剤
【００１７】
以下、本発明のインクジェット記録用インクの好ましい態様及びその特徴について説明する。
インクジェット記録用インクの本発明の第１の特徴は、インクとして２５℃における表面張力が４０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下、好ましくは３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以下の低表面張力の水性インク、インクセット（カラー用）を用いることにある。これは本発明者らが、記録画像の乾燥性を改善するために種々の手段について検討を行った結果、インクの表面張力を４０ｄｙｎ／ｃｍ以下になるように調整すればほとんどの被記録材に対しても速やかな浸透乾燥が可能であることを見い出したことに基づくものである。また、インクの表面張力を４０ｄｙｎ／ｃｍ以下にすることで、インクのヘッド部材への濡れが良くなり８ｍＰａ・ｓｅｃ（２５℃）以上の高粘度インクでも周波数応答性が向上し、吐出安定性が格段に向上したことによる。この低表面張力のインクは炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテルと、アニオンまたはノニオン系界面活性剤を用いることにより達成出来る。
【００１８】
本発明の第２の特徴は、５ｍＰａ・ｓｅｃ以上、好ましくは８ｍＰａ・ｓｅｃ（２５℃）以上の高粘度インク、インクセットを用いることにより印字品位が格段に向上したことである。従来のインクジェットプリンターに用いられてきた３ｍＰａ・ｓｅｃ（２５℃）程度の低粘度インクではインク中の水分が約７０％であるが、８ｍＰａ・ｓｅｃ（２５℃）程度の高粘度インクでは約５０％以下になり、インク滴が紙面上に着弾するときの水分蒸発率が２．０〜３．０倍も高くなる。このために高濃度の顔料が紙面上で凝集する速さも速くなり滲み（フェザリング）がほとんどなくなる。
【００１９】
本発明の第３の特徴は、インク中の色材を含有するポリマーエマルジョン濃度が固形分で８重量％以上、好ましくは１０重量％以上、２０重量％以下にすることである。色材として自己分散型カーボンブラックを用いてインクセットを構成する場合のブラックインクの顔料濃度は６重量％以上、好ましくは８重量％以上にすることである。ポリマーエマルジョン濃度あるいは顔料濃度を高めることにより、インクの粘度が高くなり、顔料が紙表面で凝集しとどまり易くなり発色濃度、色調が向上するとともにフェザリングもほとんどなくなる。
【００２０】
本発明の第４の特徴は、従来用いられてきたエチレングリコール、ジエチレングリコールなどの低粘度の湿潤剤よりも、グリセリン、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種類以上の高粘度の湿潤剤を用いることにある。高粘度の湿潤剤を用いると、高顔料濃度と相まって高粘度のインクを達成出来る。
【００２１】
本発明の第５の特徴は、防黴剤としての１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンを従来の添加量よりも少ない領域（有効成分量としてインク全量の０．０１〜０．０４重量％含有）で使用し、第４の特徴で述べたグリセリン、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種類以上の高粘度の湿潤剤を使用することで、従来は防黴性能が低下する１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンの添加量にも拘わらず黴の発生を抑制することができ、粒子の凝集やインクの増粘が長期間起こらない保存安定性を達成できる。従って、第一から第四の特徴を長期間に渡って保証するものである。
【００２２】
以下、インクの各構成要素について説明する。
色材としては、ポリマー微粒子に水不溶性または難溶性の色材を含有させたポリマーエマルジョンからなる。本明細書において、「色材を含有させた」とは、ポリマー微粒子中に色材を封入した状態およびポリマー微粒子の表面に色材を吸着させた状態の何れか又は双方を意味する。この場合、本発明のインクに配合される色材はすべてポリマー微粒子に封入または吸着されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、該色材がエマルジョン中に分散していてもよい。上記色材としては、水不溶性若しくは水難溶性であって、上記ポリマーによって吸着され得る色材であれば特に制限なく用いられる。本明細書において、水不溶性若しくは水難溶性とは、２０℃で水１００重量部に対して、色材が１０重量部以上溶解しないことをいい、溶解するとは、目視で水溶液表層または下層に色材の分離や沈降が認められないことをいう。上記色材としては、例えば、油溶性染料、分散染料等の染料や、顔料等が挙げられる。良好な吸着・封入性の観点から油溶性染料及び分散染料が好ましいが、得られる画像の耐光性からは顔料が好ましく用いられる。
【００２３】
本発明に用いられる上記の各染料は、ポリマー微粒子に効率的に含浸される観点から、有機溶剤、例えば、ケトン系溶剤に２ｇ／リットル以上溶解することが好ましく、２０〜６００ｇ／リットル溶解することが更に好ましい。
【００２４】
本発明に用いられる顔料はブラック顔料としてのカーボンブラックが挙げられ、カラー顔料としては、アントラキノン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジアゾ、モノアゾ、ピラントロン、ペリレン、複素環式イエロー、キナクリドンおよび（チオ）インジゴイドを含む。フタロシアニンブルーの代表的な例は銅フタロシアニンブルーおよびその誘導体（ピグメントブルー１５）を含む。キナクリドンの代表的な例はピグメントオレンジ４８、ピグメントオレンジ４９、ピグメントレッド１２２、ピグメントレッド１９２、ピグメントレッド２０２、ピグメントレッド２０６、ピグメントレッド２０７、ピグメントレッド２０９、ピグメントバイオレット１９およびピグメントバイオレット４２を含む。アントラキノンの代表的な例はピグメントレッド４３、ピグメントレッド１９４（ペリノンレッド）、ピグメントレッド２１６（臭素化ピラントロンレッド）およびピグメントレッド２２６（ピラントロンレッド）を含む。ピレリンの代表的な例はピグメントレッド１２３（ベルミリオン）、ピグメントレッド１４９（スカーレット）、ピグメントレッド１７９（マルーン）、ピグメントレッド１９０（レッド）、ピグメントバイオレット、ピグメントレッド１８９（イエローシェードレッド）およびピグメントレッド２２４を含む。チオインジゴイドの代表的な例はピグメントレッド８６、ピグメントレッド８７、ピグメントレッド８８、ピグメントレッド１８１、ピグメントレッド１９８、ピグメントバイオレット３６およびピグメントバイオレット３８を含む。複素環式イエローの代表的な例はピグメントイエロー１１７およびピグメントイエロー１３８を含む。他の適切な着色顔料の例は、Ｔｈｅ Ｃｏｌｏｕｒ Ｉｎｄｅｘ、第三版（Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｄｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ，１９８２）に記載されている。
【００２５】
なお、顔料を着色剤として用いる場合に補色、調色等のために上記染料を併用することもできる。
上記色材の配合量は、ポリマーの配合量との関係において、該ポリマーの重量に対して約１０〜２００重量％、特に約２５〜１５０重量％であることが好ましい。
【００２６】
上記ポリマーエマルジョンを形成するポリマーとしては、例えば、ビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー及びポリウレタン系ポリマー等を用いることが出来る。特に好ましく用いられるポリマーはビニル系ポリマー及びポリエステル系ポリマーであり、特開２０００−５３８９７号公報、特開２００１−１３９８４９号公報、特開２０００−１９１９６７号公報に開示されているポリマーが挙げられる。
本発明の好ましい態様によれば、これらの色材を含有するポリマー微粒子の平均粒子径はインク中において最も好ましくは０．１６μｍ以下である。
また、インク中のポリマー微粒子の含有量は固形分で８〜２０重量％程度が好ましく、より好ましくは８〜１２重量％程度である。
【００２７】
本発明のインクにはインクの乾燥による目詰まりの防止、および着色材の分散安定性を向上する目的で湿潤剤を、好ましくは１０〜５０重量％含有することによりインクジェットヘッドの吐出口で、インク中の水分が蒸発した場合でも目詰まりを起こしにくく正常な印字を行うことができ、仮に目詰まりを起しても簡単なクリーニング操作で正常な印字状態に回復できることを見出した。湿潤剤としては、低揮発性水溶性有機溶剤が好ましい。また、低揮発性水溶性有機溶剤は、本発明の他の構成成分の溶解助剤として働くことで、より一層記録液の保存安定性、噴射安定性を高めることができる。
【００２８】
低揮発性水溶性有機溶剤としては、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、テトラ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、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類、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、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類；２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミイダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクタム等の含窒素複素環化合物；ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類；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、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール、チオジグリコール等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等である。これらの溶剤は、水とともに単独もしくは、複数混合して用いられる。
【００２９】
これら低揮発性水溶性有機溶剤の中でも、特にグリセリン、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種以上を用いる。これらは溶解性と水分蒸発による噴射特性不良の防止、着色材の分散安定性の向上に対して優れた効果があり、高粘度インクの調整に適している。
【００３０】
顔料と湿潤剤の比は、ヘッドからのインク吐出安定性に非常に影響がある。顔料固形分が高いのに湿潤剤の配合量が少ないとノズルのインクメニスカス付近の水分蒸発が進み吐出不良をもたらす。
湿潤剤の配合量は１０〜５０重量％であり、これに対して色材を含有するポリマー微粒子は８重量％以上、好ましくは８〜２０重量％であるので、湿潤剤とポリマー微粒子固形分の両者の比は０．５〜６．２５となるが、より好ましくは２．０〜６．０であり、最も好ましくは２．０〜５．０の範囲である。この範囲にあるインクは、乾燥性や保存試験や信頼性試験が非常に良好である。
【００３１】
界面活性剤としてはアニオン系界面活性剤またはノニオン系界面活性剤が用いられる。色材の種類や湿潤剤、水溶性有機溶剤の組合せによって、分散安定性を損なわない界面活性剤を選択する。
【００３２】
アニオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩などが挙げられる。
【００３３】
非イオン性界面活性剤としては、例えば、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アルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドなどが挙げられる。
アセチレングリコール系界面活性剤も好ましく、例えば２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オールなどのアセチレングリコール系（例えばエアープロダクツ社（米国）のサーフィノール１０４、８２、４６５、４８５あるいはＴＧなど）を用いることができるが、特にサーフィノール４６５、１０４やＴＧが良好な印字品質を示す。
【００３４】
前記界面活性剤は、単独または二種以上を混合して用いることができる。
本発明では界面活性剤を使用することで記録紙への濡れ性を改善することができる。好ましい界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ジアルキルスルホ琥珀酸塩、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アルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体、アセチレングリコール系界面活性剤が挙げられる。
【００３５】
本発明で用いられるアニオン及びノニオン系界面活性剤の好ましいものを下記に示す。
【化１３】
Ｒ１−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＣＨ２ＣＯＯＭ （Ｉ）
（式中、Ｒ１：炭素数６〜１４の分岐してもよいアルキル基、
ｍ：３〜１２、
Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）
【化１４】
Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）
【化１５】
【化１６】
Ｒ−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ （ＩＶ）
（式中、Ｒ：分岐しても良い炭素数６〜１４のアルキル基、ｎ：５〜２０）
【化１７】
【化１８】
ｍ、ｎ：１〜２０、
ｍ＋ｎ＝２〜４０）
【００３６】
さらに本発明の界面活性剤は通常塩の形で用いられ、その対イオンとして、アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、又はアルカノールアミンが好ましい。さらに、対イオンとしてナトリウム、リチウム及び／または下記一般式（ＶＩＩ）で表される第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン陽イオンを用いると、より一層溶解安定性が増し、更に好ましい。
【化１９】
例えば、リチウム塩の場合は水酸化リチウムを添加することにより行われ、上記一般式（ＶＩＩ）の第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン陽イオンに関しては、具体的には下記表１に示す水酸化物を添加することにより行われる。
【００３７】
【表１】
より具体的にはアニオン系界面活性剤としては、前記一般式（Ｉ）で表されるポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、及び／または、前記一般式（ＩＩ）で表される炭素数が５〜７の分岐したアルキル基を有するジアルキルスルホ琥珀酸を用いることで普通紙特性も改善されさらに着色剤の溶解・分散安定性が得られる。
【００３９】
好ましい非イオン系の界面活性剤としては、前記一般式（ＩＩＩ）で表されるポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、前記一般式（ＶＩ）で表されるアセチレングリコール系界面活性が挙げられる。これらを併用することによりさらに相乗効果として浸透性があげられ、これにより色境界にじみが低減されまた文字にじみも少ないインクが得られる。
【００４０】
なお、このインクのｐＨを６以上にすることによりインクの保存安定性が得られ、また、オフィスで使用されているコピー用紙や用箋等はｐＨが５〜６のものが多く、これらの記録紙にインクを９〜６０μｍの微細な吐出口より吐出し重量が３ｎｇ〜５０ｎｇの液滴として５〜２０ｍ／ｓで飛翔させ、単色での付着量を１．５〜３０ｇ／ｍ２としてＪＩＳ Ｐ−８１２２試験法によるステキヒトサイズ度が３秒以上の所謂普通紙に記録するこにより高画質、高解像の記録画像を形成する記録方式を提供することができる。ただし、ｐＨが９以上では保存時に前記一般式（ＩＩ）で表される界面活性剤では分解による物性変化が起こりやすいため、該一般式（ＩＩ）で表される界面活性剤を用いる場合はｐＨを６〜９とすることが好ましい。
【００４１】
本発明のインクにおいて、アニオンまたはノニオン系界面活性剤の添加量は０．０１〜１０重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜５重量％である。該添加量が０．０１重量％未満であると紙への浸透性が不足することでインクが乾燥しないという問題が出る。また１０重量％を越えるとインクジェットヘッドの吐出口付近を濡らしてしまいインク滴の吐出が不安定となる。
特に本発明に用いることができる前記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、（Ｖ）、（ＶＩ）で表される界面活性剤の添加量は０．０５〜１０重量％、好ましくは０．１〜５重量％の間でプリンタ−システムにより要求されるインク特性に対し所望の浸透性を与えることが可能である。ここで０．０５重量％未満ではいずれの場合も２色重ね部の境界でのにじみが発生し、１０重量％超えて添加する場合は化合物自体が低温で析出しやすことがあり信頼性が悪くなる。
【００４２】
次に本発明に用いる前記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）で表される界面活性剤を具体的に遊離酸型で示す。
【表２】
本発明における表面張力は紙への浸透性を示す指標であり、特に表面形成されて１秒以下の短い時間での動的表面張力を示し、飽和時間で測定される静的表面張力とは異なる。測定法としては特開昭６３−３１２３７号公報等に記載の従来公知の方法で１秒以下の動的な表面張力を測定できる方法であればいずれも使用できるが、本発明ではＷｉｌｈｅｌｍｙ式の吊り板式表面張力計を用いて測定した。表面張力の値は４０ｍＪ／ｍ２以下が好ましく、より好ましくは３５ｍＪ／ｍ２以下とすると優れた定着性と乾燥性が得られる。
【００４４】
本発明に用いる炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテルは、浸透剤等としての作用を有し、２０℃の水中において０．２〜４．５重量％未満の間の溶解度を有する部分的に水溶性のポリオールおよび／またはグリコールエーテルが好ましく、これらを記録用インク全重量に対してを好ましくは０．１〜１０．０重量％添加することによって、該インクの熱素子への濡れ性が改良され、少量の添加量でも吐出安定性および周波数安定性が得られることが分かった。
▲１▼ ２−エチル−１，３−ヘキサンジオール
溶解度：４．２重量％（２０℃）
▲２▼ ２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール
溶解度：２．０重量％（２０℃）
２５℃の水中において０．１〜４．５重量％未満の間の溶解度を有する浸透剤は溶解度が低い代わりに浸透性が非常に高いという長所がある。従って、２５℃の水中において０．１〜４．５重量％未満の間の溶解度を有する浸透剤と他の溶剤との組み合わせや他の界面活性剤との組み合わせで非常に高浸透性のインクを作成することが可能となる。
【００４５】
本発明においては、防黴剤として、１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンを使用することで、保存安定性及び吐出安定性等の信頼性を確保しつつ、防黴効果に優れるインクが提供できる。特に本発明の湿潤剤との組み合わせにおいては従来は菌や黴の発生を抑制することが難しいとされる添加量であっても充分に効果を発揮させることができ、添加量を抑制することによって、粒子の凝集やインクの増粘といった現象を防止することができるので、長期間に渡ってインクの性能を発揮させることが可能になる。
１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンの添加量としては有効成分量としてインク全量の０．０１〜０．０４重量％である。０．０１重量％未満であると、防黴性がやや低下する。０．０４重量％越える場合は、インクを長期間（例えば、室温の場合で２年、５０〜６０℃の場合で１〜３ヶ月）保管したときに粒子の凝集が起こったり、インク粘度が初期粘度の５０〜１００％増になるなどの長期保存安定性の問題が発生し、初期のプリント性能を維持できなくなる。
【００４６】
１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンは市販品としてはサンアイパックＡＰ（三愛石油製）やプロキセルＸＬ（アビシア製）、プロキセルＬＶ（アビシア製）が挙げられる。これらの市販品は１，２−ベンズイソチアゾリン３−オン以外に水溶性有機溶剤等を含有するので有効成分含有量で添加量を決定する。
【００４７】
本発明のインクには上記着色剤、溶媒、界面活性剤等の他に、従来より知られている添加剤を加えることができる。
ｐＨ調整剤としては、調合されるインクに悪影響をおよぼさずにｐＨを７以上に調整できるものであれば、任意の物質を使用することができる。
その例として、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物、第４級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等が挙げられる。
【００４８】
キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等が挙げられる。
【００４９】
防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等がある。
その目的に応じて水溶性紫外線吸収剤、水溶性赤外線吸収剤等を添加することができる。
【００５０】
本発明のインクジェット記録用インクを収容したインクカートリッジおよび該インクカートリッジを具備するインクジェット記録装置について、添付図面を参照して説明するが、以下は構成例の１例に過ぎず、本発明になんら限定を加えるものではない。
【００５１】
図１は本発明の記録液を収容した記録液収容部を備えたインクカートリッジを搭載するシリアル型インクジェット記録装置の機構部の概略正面図である。
このインクジェット記録装置の機構部は、両側の側板１、２間に主支持ガイドロッド３及び従支持ガイドロッド４を略水平な位置関係で横架し、これらの主支持ガイドロッド３及び従支持ガイドロッド４でキャリッジユニット５を主走査方向に摺動自在に支持している。キャリッジユニット５には、それぞれイエロー（Ｙ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、シアン（Ｃ）インク、ブラック（Ｂｋ）インクをそれぞれ吐出する４個のヘッド６を、その吐出面（ノズル面）６ａを下方に向けて搭載し、またキャリッジユニット５のヘッド６の上側には４個のヘッド６に各々インクを供給するための各色のインク供給体である４個のインクカートリッジ７ｙ、７ｍ、７ｃ、７ｋを交換可能に搭載している。
【００５２】
そして、キャリッジユニット５は主走査モータ８で回転される駆動プーリ（駆動タイミングプーリ）９と従動プーリ（アイドラプーリ）１０との間に張装したタイミングベルト１１に連結して、主走査モータ８を駆動制御することによってキャリッジユニット５、即ち４個のヘッド６を主走査方向に移動するようにしている。
また、側板１、２をつなぐ底板１２上にサブフレーム１３、１４を立設し、このサブフレーム１３、１４間に用紙１６を主走査方向と直交する副走査方向に送るための搬送ローラ１５を回転自在に保持している。そして、サブフレーム１４側方に副走査モータ１７を配設し、この副走査モータ１７の回転を搬送ローラ１５に伝達するために、副走査モータ１７の回転軸に固定したギヤ１８と搬送ローラ１５の軸に固定したギヤ１９とを備えている。
【００５３】
さらに、側板１とサブフレーム１２との間には、ヘッド６の信頼性維持回復機構（以下、「サブシステム」という。）２１を配置している。サブシステム２１は、各ヘッド６の吐出面をキャッピングする４個のキャップ手段２２をホルダ２３で保持し、このホルダ２３をリンク部材２４で揺動可能に保持して、キャリッジユニット５の主走査方向の移動でホルダ２３に設けた係合部２５にキャリッジユニット５が当接することで、キャリッジユニット５の移動に従ってホルダ２３がリフトアップしてキャップ手段２２でインクジェットヘッド６の吐出面６ａをキャッピングし、キャリッジユニット５が印写領域側へ移動することで、キャリッジユニット５の移動に従ってホルダ２３がリフトダウンしてキャップ手段２２がインクジェットヘッド６の吐出面６ａから離れるようにしている。
【００５４】
なお、キャップ手段２２は、それぞれ吸引チューブ２６を介して吸引ポンプ２７に接続すると共に、大気開放口を形成して、大気開放チューブ及び大気開放バルブを介して大気に連通している。また、吸引ポンプ２７は吸引した廃液を、ドレインチューブ等を介して図示しない廃液貯留槽に排出する。
さらに、ホルダ２３の側方には、インクジェットヘッド６の吐出面６ａをワイピングする繊維部材、発泡部材或いはゴム等の弾性部材からなるワイピング手段であるワイパブレード２８をブレードアーム２９に取付け、このブレードアーム２９は揺動可能に軸支し、図示しない駆動手段で回動されるカムの回転によって揺動させるようにしている。
【００５５】
次に、インクカートリッジ７について図２、図３を参照して説明する。ここで、図２は記録装置に装填する前のインクカートリッジの外観斜視図、図３はインクカートリッジの正断面図である。
インクカートリッジ７は、図３に示すように、カートリッジ本体４１内に所要の色のインクを吸収させたインク吸収体４２を収容してなる。カートリッジ本体４１は、上部に広い開口を有するケース４３の上部開口に上蓋部材４４を接着又は溶着して形成したものであり、例えば樹脂成型品からなる。また、インク吸収体４２は、ウレタンフォーム体等の多孔質体からなり、カートリッジ本体４１内に圧縮して挿入した後、インクを吸収させている。
【００５６】
カートリッジ本体４１のケース４３底部には記録ヘッド６へインクを供給するためのインク供給口４５を形成し、このインク供給口４５内周面にはシールリング４６を嵌着している。また、上蓋部材４４には大気開放口４７を形成している。
【００５７】
そして、カートリッジ本体４１には、装填前の状態で、インク供給口４５を塞ぐと共に装填時や輸送時などのカートリッジ取扱い時、或いは真空包装時による幅広側壁に係る圧力でケース４３が圧縮変形されて内部のインクが漏洩することを防止するため、キャップ部材５０を装着している。
【００５８】
また、大気開放口４７は、図２に示すように、酸素透過率が１００ｍｌ／ｍ２以上のフィルム状シール部材５５を上蓋部材４４に貼着してシールしている。このシール部材５５は大気開放口４７と共にその周囲に形成した複数本の溝４８をもシールする大きさにしている。このように大気開放口４７を酸素透過率が１００ｍｌ／ｍ２以上のシール部材５５でシールすることで、インクカートリッジ７を透気性のないアルミラミネートフィルム等の包装部材を用いて減圧状態で包装することにより、インク充填時やインク吸収体４２とカートリッジ本体４１との間に生じる空間Ａ（図３参照）にある大気のためにインク中に気体が溶存したときでも、シール部材５５を介してインク中の空気が真空度の高いカートリッジ本体４１外の包装部材との間の空間に排出され、インクの脱気度が向上する。
【００５９】
また、図４には、本発明のインクジェット記録用インクを収容した記録液収容部と、記録液滴を吐出させるためのヘッド部を備えた記録ユニットの構成例を示す。
すなわち、記録ユニット３０は、シリアルタイプのものであり、インクジェットヘッド６と、このインクジェットヘッド６に供給される記録液を収容するインクタンク４１と、このインクタンク４１内を密閉する蓋部材とで主要部が構成される。インクジェットヘッド６には、記録液を吐出するための多数のノズル３２が形成されている。記録液はインクタンク４１から、図示しないインク供給管を介して、やはり図示しない共通液室へと導かれ、電極３１より入力される記録装置本体からの電気信号に応じて、ノズル３２より吐出される。このようなタイプの記録ユニットは、構成上、安価に製造できるタイプのヘッド、いわゆるサーマル方式、バブル方式と呼ばれる、熱エネルギーを駆動の動力源とするヘッドに適した構造である。
本発明のインクジェット記録用インクは、バブルやサーマル方式等の記録方法において、炭素数８〜１１のポリオールやグリコールエーテルを添加することによって、熱素子への濡れ性が改良されるため、少量の添加量でも吐出安定性及び周波数安定性が得られ、かつ安全性も高く、非常に適している。
【００６０】
本発明において、上記熱エネルギーの代りに力学的エネルギーを駆動の動力源とする場合は、炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテルと特定のアニオンまたはノニオン系界面活性剤の相互作用でインクの表面張力が４０ｄｙｎ／ｃｍ以下（より好ましく３５ｄｙｎ／ｃｍ以下）に制御できる。従って、高粘度インクであってもヘッド内部のインクが接する部材への濡れがよくなり、ヘッド内部の気泡排出性が向上し、吐出安定性が格段に向上する。
【００６１】
また、記録装置の記録ヘッドのノズルプレートの表面には、撥インク性皮膜層を共析メッキ等の方法により形成させることが好ましい。撥インク性皮膜層を設けることにより、本発明のインクを用いて記録すれば、インク滴の大きさの変化や吐出不良といった問題が防止され、フェザリングや印字濃度の低下、カラーブリード等の発生のない高品位の画質を得ることができる。
さらに記録ヘッドのノズル径は３０μｍ以下が好ましい。該ノズル径が３０μｍより大きいと、記録ヘッドから吐出される液滴のサイズが大きくなりすぎ、本発明のインクであっても裏抜けが無視できなくなり、両面印刷の使用に耐えられなくなる。また、５ｐｌといった微小液滴の形成も困難になる。
【００６２】
ここでは、前述のようなシリアル型インクジェット記録装置を説明したが、本発明の記録液は、ノズルを千鳥など任意の配列で、目的とする画像の解像度と同じか数分の１程度の密度に集積し、記録媒体の幅以上に配列させた、いわゆるラインヘッドを有する記録装置に適用することも可能である。
また、ここでいう記録装置とは、ＰＣやデジカメ用の出力プリンタのみならず、ファックスやスキャナ、電話などと組み合わせた複合的な機能を有する装置であっても構わない。
【００６３】
本発明のインクジェット記録用インクを用い、本発明の記録装置で記録する場合の好ましい条件としては、Ｍｊが５〜３５ｐｌ、Ｖｊが６〜２０ｍ、周波数が１ＫＨｚ以上、解像度が３００ｄｐｉ以上である。このようなワンパス印字条件で印字した場合、本発明のインクであれば普通紙上にレーザープリンタ並みの高品位画質を高速に印字することが可能となり、更に乾燥性に優れ、裏抜けも少ないので高速両面印刷も可能となり好ましい。
【００６４】
【実施例】
以下に本発明の実施例および比較例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例に記載の各成分の量（％）は重量基準である。
【００６５】
＜参考例１＞フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整
（１）ポリマー溶液の調製
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下漏斗を備えた１Ｌ容のフラスコ内を十分に窒素ガス置換した後、スチレン１１．２ｇ、アクリル酸２．８ｇ、ラウリルメタクリレート１２．０ｇ、ポリエチレングリコールメタクリレート４．０ｇ、スチレンマクロマー（東亜合成（株）製、商品名：ＡＳ−６）４．０ｇ及びメルカプトエタノール０．４ｇを仕込み、６５℃に昇温した。
次に、スチレン１００．８ｇ、アクリル酸２５．２ｇ、ラウリルメタクリレート１０８．０ｇ、ポリエチレングリコールメタクリレート３６．０ｇ、ヒドロキシエチルメタクリレート６０．０ｇ、スチレンマクロマー（東亜合成（株）製、商品名：ＡＳ−６）３６．０ｇ、メルカプトエタノール３．６ｇ、アゾビスジメチルバレロニトリル２．４ｇ及びメチルエチルケトン１８ｇの混合溶液を３時間かけてフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、アゾビスジメチルバレロニトリル０．８ｇ及びメチルエチルケトン１８ｇの混合溶液を０．５時間かけてフラスコ内に滴下した。６５℃で１時間熟成した後、アゾビスジメチルバレロニトリル０．８ｇを添加し、更に１時間熟成した。
反応終了後、フラスコ内に、メチルエチルケトン３６４ｇを添加し、濃度が５０％のポリマー溶液８００ｇを得た。
ポリマー溶液の一部を乾燥し、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー（標準：ポリスチレン、溶媒：テトラヒドロフラン）で測定したところ、重量平均分子量は１４０００であった。
（２）フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子の水分散体の調製
前記（１）で得られたポリマー溶液２８ｇ、フタロシアニン顔料（ピグメントブルー１５：３）２６ｇ、１ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム水溶液１３．６ｇ、メチルエチルケトン２０ｇ及びイオン交換水３０ｇを十分に攪拌した後、３本ロールミルを用いて２０回混練した。
得られたペーストをイオン交換水２００ｇに投入し、十分に攪拌した後、エパポレーターを用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、固形分量が２０．０重量％のフタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子の水分散体１６０ｇを得た。
ポリマー微粒子のマイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は９３ｎｍであった。
【００６６】
＜参考例２＞ジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整
参考例１．のフタロシアニン顔料をピグメントレッド１２２に変更したほかは参考例１と同様にして赤紫色のポリマー微粒子分散体を得た。ポリマー微粒子のマイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は１２７ｎｍであった。
【００６７】
＜参考例３＞モノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整
参考例１．のフタロシアニン顔料をピグメントイエロー７４に変更したほかは参考例１と同様にして黄色のポリマー微粒子分散体を得た。ポリマー微粒子のマイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は７６ｎｍであった。
【００６８】
＜参考例４＞カーボンブラック含有ポリマー微粒子分散体の調整
参考例１．のフタロシアニン顔料をカーボンブラック（デグサ社ＦＷ１００）に変更したほかは参考例１と同様にして黒色のポリマー微粒子分散体を得た。ポリマー微粒子のマイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は１０４ｎｍであった。
【００６９】
実施例１
下記処方のインク組成物を作成し、ｐＨが９になるように水酸化リチウム１０％水溶液にて調整した。その後、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターで濾過を行いインク組成物を得た。
実施例２
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化ナトリウムで９にしてインク組成物を調製した。
実施例３
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
実施例４
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化ナトリウムで９にしてインク組成物を調製した。
実施例５
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
実施例６
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
実施例７
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
実施例８
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調整した。
比較例１
下記処方のインク組成物を作成し、ｐＨが９になるように水酸化リチウム１０％水溶液にて調整した。その後、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターで濾過を行いインク組成物を得た。
比較例２
下記組成物を用いる以外は比較例１と同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
比較例３
下記組成物を用いる以外は比較例１と同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
比較例４
下記組成物を用いる以外は実施例１と同様にし、ｐＨを水酸化ナトリウムで９にしてインク組成物を調製した。
＜インクの物性＞
実施例１〜８と比較例１〜４のインク組成物において、顔料濃度、湿潤剤濃度、表面張力、インク粘度、および粒子径Ｄ５０を表３に示す。インク粘度はＲ型粘度計を使用し２５℃での粘度を測定した。粒子径Ｄ５０はマイクロトラックＵＰＡを用いて、顔料濃度が０．０１％になるように純水で希釈して測定した。
【００８２】
【表３】
【００８３】
次に上記実施例１〜８及び比較例１〜４のインク組成物について、インクの保存安定性を評価し表４に示した。
＜インク保存安定性＞
保存安定性は６０℃に３ヶ月の保存試験を行い、試験前後の粘度と粒子径Ｄ５０を測定した。
保存試験後の粘度は初期粘度に対する下記式で求められる変化率で表示した。
変化率％＝［（試験後粘度−初期粘度）／初期粘度］×１００
【００８４】
【表４】
次に上記実施例１〜８及び比較例１〜４について表１のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックからなるインクセット１〜２、インクセット比較１にてを下記の試験を行った。
【００８６】
１）画像の鮮明性
リコー製インクジェットプリンターＩＰＳｉＯ Ｊｅｔ３００のヘッドの駆動電圧、周波数、パルス幅を変え、Ｍｊが３５ｐｌ、Ｖｊが１０ｍ／ｓｅｃの条件で下記の各紙に双方向ワンパス印字モード（記録密度４００ｄｐｉ）でべた及び文字を印刷した。
印字乾燥後、２色重ね部境界の滲み、画像滲み、色調、画像濃度を目視及び反射型カラー分光測色濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）により総合的に調べ、評価基準にしたがって判定した。用いた印刷試験用紙を以下に示す。
▲１▼ マイペーパー（株式会社ＮＢＳリコー製）
▲２▼ 紙源Ｓ・再生紙（株式会社ＮＢＳリコー製）
▲３▼ ＰＢ紙（キャノン株式会社製）
▲４▼ マルチエース（富士ゼロックスオフィスサプライ株式会社製）
▲５▼ やまゆり紙（本州製紙株式会社製・再生紙）
▲６▼ ＬＨ紙（富士ゼロックスオフィスサプライ株式会社製）
▲７▼ Ｘｅｒｏｘ ４０２４紙（富士ゼロックスオフィスサプライ株式会社製）
▲８▼ Ｎｅｅｎａｈ Ｂｏｎｄ紙（キンバリークラーク社製）
判定基準
◎：全紙滲みの発生なく鮮明な印刷である。
○：一部の用紙（再生紙）にひげ状の滲みの発生がある。
△：全紙にひげ状の滲みの発生がある。
×：文字の輪郭がはっきりしないほど滲みが発生している。
【００８７】
２）裏抜け
印刷後の画像のベタ部を裏面から反射型カラー分光測色濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で濃度を測定し、地肌部（非印刷部）の濃度を差し引き裏抜け濃度とした。着色剤が裏に抜けるほど両面印刷には不適となるので、裏抜け濃度が小さい方が良い。
裏抜け濃度＝裏面からの画像濃度−地肌濃度
【００８８】
３）画像の乾燥性
記録媒体にベタ画像印字後の画像に０．１ｋｇ／ｃｍ２の圧力で濾紙を押しつけインクが濾紙に転写しなくなるまでの時間を測定した。いずれの紙でも３秒以内で乾燥した場合に○、３秒を超える場合を×と判定した。
【００８９】
４）印字休止時の信頼性
リコー製プリンターＩＰＳｉＯ Ｊｅｔ３００のヘッドを用いてプリンター動作中にキャップ、クリーニング等が行われないでどれだけ印字休止しても復帰できるかを調べ、どれだけの時間（秒）で噴射方向がずれるか、あるいは吐出液滴の重量が変化するかでその信頼性を評価した結果を表５に示す。
【００９０】
【表５】
【発明の効果】
以上、詳細且つ具体的な説明より明らかなように、これまで浸透系インクは速乾性と定着性に優れる反面、フェザリングや印字濃度の低下、カラーブリード等の画像品質やインクの保存安定性に問題があった。
本発明のインクジェット記録用インクの、色材を含有するポリマー微粒子が、好ましくは固形分で８重量％以上、より好ましくは８〜２０重量％で、グリセリン、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種類以上の湿潤剤を含むインク粘度が５．０ｍＰａ・ｓｅｃ以上、好ましくは８．０ｍＰａ・ｓｅｃ以上の高粘度のインク組成物では、Ｍｊが５〜３５ｐｌ、Ｖｊが６〜２０ｍ／ｍＰａ・ｓｅｃ、周波数が１ＫＨｚ以上、解像度が３００ｄｐｉ以上、ワンパス印字条件において、普通紙にレーザープリンター並の高品位画質を可能とすることが出来る。更に、紙面上に色材がとどまるため従来に比べて裏抜けが格段に少なくなり、両面印字が可能である（裏抜け濃度：０．０２〜０．０４／従来０．１５〜０．２）。これらの性能が前述の湿潤剤と特定の防黴剤の特定添加量を組み合わせることにより長期間維持することが可能である。
また、本発明のインク組成物は、炭素数８〜１１のポリオールと前記一般式（Ｉ）〜（ＶＩ）で表される界面活性剤の相互作用により、インクの表面張力が４０ｄｙｎ／ｃｍ以下となり、ポリマー微粒子が固形分で８重量％以上、８．０ｍＰａ・ｓｅｃ以上の高粘度であっても、ほとんどの被記録材に対して速やかに定着し、耐マーカー性も十分である。また、ヘッド部材への濡れがよくなり、インク組成物気泡排出性、周波数応答性、および吐出安定性が格段に向上する。
さらに、本発明のインク組成物は、高顔料濃度で高粘度インクであるが、グリセリン、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種類以上の湿潤剤の効果により、従来の高顔料・高粘度インクに比べ、ノズルの目詰まりが無く、安定した印字が可能であり、保存安定性も格段に向上する。
【００９２】
また、本発明によれば、このように高浸透特性で、かつ高い信頼性、安全性と優れた画像特性を有するインクジェット記録用インクを用いる記録方法、該インクを収容したカートリッジ、および該インクあるいは該カートリッジを具備した記録装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録用インクを収容するインクカートリッジを搭載するシリアル型インクジェット記録装置の構成例を示す概略正面図。
【図２】記録装置に装填する前のインクカートリッジの外観斜視図。
【図３】インクカートリッジの正断面図。
【図４】記録ヘッドと一体化された記録ユニットの外観斜視図。
【符号の説明】
１ 側板
２ 側板
３ 主支持ガイドロッド
４ 従支持ガイドロッド
５ キャリッジユニット
６ ヘッド
６ａ 吐出面
７ インクカートリッジ
７ｙ イエローインクカートリッジ
７ｍ マゼンタインクカートリッジ
７ｃ シアンインクカートリッジ
７ｋ ブラックインクカートリッジ
８ 主走査モータ
９ 駆動プーリ
１０ 従動プーリ
１１ タイミングベルト
１２ 底板
１３ サブフレーム
１４ サブフレーム
１５ 搬送ローラ
１６ 用紙
１７ 副走査モータ
１８ ギア
１９ ギア
２１ 信頼性維持回復機構（サブシステム）
２２ キャップ手段
２３ ホルダ
２４ リンク部材
２５ 係合部
２６ 吸引チューブ
２７ 吸引ポンプ
２８ ワイパーブレード
２９ ブレードアーム
３０ 記録ユニット
３１ 電極
３２ ノズル
４１ カートリッジ本体
４２ インク吸収体
４３ ケース
４４ 上蓋部材
４５ インク供給口
４６ シールリング
４７ 大気開放口
４８ 溝
５０ キャップ部材
５５ フィルム状シール部材
Ａ 空間
Claims (21)
- ポリマー微粒子に水不溶性または難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョンを含有するインクジェット記録用インクにおいて、グリセリン、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種類以上の湿潤剤を含有し、炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテル、アニオンまたはノニオン系界面活性剤、水を少なくとも含有し、防黴剤として１，２−ベンズイソチアゾリン３−オンをインク全量の０．０１〜０．０４重量％含有し、かつ２５℃におけるインク粘度が５ｍＰａ・ｓｅｃ以上であることを特徴とするインクジェット記録用インク。
- 前記ポリマーエマルジョンを形成するポリマーが、ビニル系ポリマーまたはポリエステル系ポリマー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記録用インク。
- 前記湿潤剤を１０〜５０重量％含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録用インク。
- 前記色材を含有させてなるポリマーエマルジョンを固形分で８〜２０重量％含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
- 前記色材を含有させてなるポリマーエマルジョンを含有するインク中のポリマー微粒子の平均粒子径が０．１６μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
- 湿潤剤とポリマーエマルジョン固形分との重量比（湿潤剤／エマルジョン固形）が２〜５であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
- ２５℃におけるインクの粘度が８〜２０ｍＰａ・ｓｅｃであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
- 炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテルが２−エチル−１，３−ヘキサンジオールであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
- 炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテルが２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
- アニオンまたはノニオン系界面活性剤が下記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、（Ｖ）、（ＶＩ）で表される界面活性剤から選ばれた少なくとも一種よりなることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
ｍ：３〜１２、
Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）
Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）
ｋ：５〜２０）
ｍ、ｎ：１〜２０、
ｍ＋ｎ＝２〜４０） - アニオンまたはノニオン系界面活性剤を０．１〜５重量％含有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
- 表面張力が３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のインクジェット記録用インク。
- 請求項１〜１２のいずれかに記載のインクジェット記録用インクにエネルギーを作用させてインク吐出を行うことを特徴とするインクジェット記録方法。
- 前記エネルギーとして熱エネルギーを作用させてインク吐出を行うことを特徴とする請求項１３に記載のインクジェット記録方法。
- 前記エネルギーとして力学的エネルギーを作用させてインク吐出を行うことを特徴とする請求項１３に記載のインクジェット記録方法。
- Ｍｊが５〜３５ｐｌ、Ｖｊが６〜２０ｍ、周波数が１ＫＨｚ以上、解像度が３００ｄｐｉ以上、ワンパス印字条件において、インクとして請求項１〜１２のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを用いることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載のインクジェット記録方法。
- 請求項１〜１２のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを収容したインク収容部を備えたことを特徴とするインクカートリッジ。
- 請求項１〜１２のいずれかに記載のインクジェット記録用インクを収容したインク収容部あるいは請求項１７に記載のインクカートリッジ、該インクをエネルギーの作用により滴化し吐出させるためのヘッド部あるいは記録ユニットを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
- 前記インクジェット記録ヘッドのノズルプレートの表面に撥インク性皮膜層が共析メッキにより形成されたものであることを特徴とする請求項１８に記載の記録装置。
- 前記インクジェット記録ヘッドのノズル径が３０μ以下であることを特徴とする請求項１９に記載の記録装置。
- 請求項１３〜１６のいずれかに記載の記録方法によって記録が行われたものであることを特徴とする記録物。
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