JP2005320382A

JP2005320382A - 記録液

Info

Publication number: JP2005320382A
Application number: JP2004137849A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ito; 篤伊藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-05-06
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2005-11-17

Abstract

【課題】定着性の向上と乾燥時間の短縮とを両立する。
【解決手段】インク２に、水溶性有機樹脂化合物及び２価アルコール系溶剤を選定して含有させ、選定して含有させた化合物及び溶剤の含有量を最適化することで、記録紙Ｐに対する顔料の定着性を向上させつつ記録紙Ｐに着弾したインクの乾燥時間を短縮させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、対象物に記録を行うために当該対象物に付着される記録液に関する。

液体を吐出する装置として、対象物となる記録紙に対してインク吐出ヘッドより記録液、いわゆるインクを吐出させて、画像や文字を記録するインクジェット型のプリンタ装置がある。このインクジェット型のプリンタ装置は、低ランニングコスト、装置の小型化、印刷画像のカラー化が容易という利点がある。

そして、インク吐出ヘッドよりインクを吐出するインクジェット記録方式は、例えばディフレクション方式、キャビティ方式、サーモジェット方式、サーマルインクジェット方式、スリットジェット方式、スパークジェット方式等があり、これらに代表される種々の作動原理により、インクを微少な液滴にしてインク吐出ヘッドの吐出口、いわゆるノズルより吐出させて記録紙に着弾させ、画像や文字等の記録を行う。

ところで、このようなインクジェット記録方式に用いるインクにおいては、色素に水溶性染料を用いたものと顔料を用いたものとがある。一般的に、色素に水溶性染料を用いたインクは、長期保存安定性には優れるものの、耐水性、耐光性に問題があり、印刷された画像が劣化する虞がある。一方、色素として顔料を用いたインクは、耐水性、耐光性に優れ、さらには高濃度で滲みのない画質を得ることができることから、非常に有望であり、多くの提案がなされ、実用化されている。

具体的に、顔料系のインクにおいては、例えば特許文献１に、顔料、高分子分散剤および非イオン性界面活性剤を含有する水性媒体からなるものが提案され、特許文献２及び特許文献３に、ＡＢあるいはＢＡＢブロックコポリマーを、顔料の分散剤として用いること等が提案され、特許文献４に、特定の顔料、水溶性有機樹脂、溶媒を用いること等が提案されている。

ところで、顔料系のインクにおいては、微粒子状態の顔料を記録紙に保持させることで印画が行われることから、画像を擦ったりすると顔料が欠落し、掠れ等が生じて画質が劣化することがある。また、顔料系のインクにおいては、画像を擦っても顔料が欠落しない状態になるまでの乾燥時間、換言すると顔料が定着するまでの時間が長く、印画した記録紙を重ねたりしたときに転写、脱落してしまうことがある。

そして、顔料系のインクにおいては、記録紙に対する定着性をさせるために一般的には樹脂添加が行われる。この樹脂は、定着性に向上させることはもちろん、インクへの溶解性、インク吐出性等が満足している必要である。

しかしながら、樹脂添加だけでは、顔料が記録紙に定着するまでの時間、いわゆる乾燥時間を短縮することは困難である。

すなわち、顔料系のインクでは、擦っても顔料の欠落がないように記録紙に対して顔料を強く定着させることと、顔料が記録紙に定着するまでの時間を短縮（乾燥時間の短縮）することとが最大の課題である。

特開昭５６−１４７８７１号公報米国特許第５０８５６９８号明細書米国特許第５２２１３３４号明細書米国特許第５１７２１３３号明細書

本発明は、対象物に対する顔料の定着性を向上させ、顔料の定着に要する時間が短い記録液を提供するものである。

上述した問題を解決するために、発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、顔料の定着性を高めることが可能な水溶性樹化合物を選定し、且つ乾燥時間の短縮に対して重要因子となる溶剤を選定し、さらに、水溶性有機樹脂化合物と溶剤との含有量を最適化させることで、顔料の定着性と乾燥時間の短縮とを両立させることが可能であることを見出した。

すなわち、本発明に係る記録液は、対象物に付着させて記録を行い、少なくとも水を含む溶媒と、溶媒に分散される顔料と、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩のうち何れか一種又は複数種からなる水溶性有機樹脂化合物とを含有してなり、溶媒が、水の他に、エーテル結合を有さない２価アルコール系溶剤を５重量％〜２０重量％の範囲で含有し、水溶性有機樹脂化合物が、顔料に対して重量比で０．３倍〜２倍の範囲で含有され、且つ液性がアルカリ性を示すことを特徴としている。

本発明によれば、顔料に対して所定の水溶性有機樹脂化合物を重量比で０．３倍〜２倍含有させることにより、顔料の定着性を高めることができ、対象物に付着させたインクを擦る等したときに起こる顔料の欠落を抑制できる。

また、本発明によれば、顔料及び所定の水溶性有機樹脂化合物を分散若しくは溶解させる溶媒として水の他に、所定の２価アルコール系溶剤を５重量％〜２０重量％の範囲で含有させることにより、顔料が定着するまでの時間、いわゆる乾燥時間の短縮を図ることができる。

すなわち、本発明によれば、水溶性有機樹脂化合物及び２価アルコール系溶剤を選定し、これらの含有量を最適化することで、顔料の定着性と乾燥時間の短縮とを両立させることが可能な優れた記録液を得ることができる。

以下、本発明を適用した記録液、液体カートリッジ、液体吐出カートリッジ及び液体吐出装置を、図１に示すインクジェットプリンタ装置（以下、プリンタ装置と記す。）１を参照にしながら詳細に説明する。

このプリンタ装置１は、図１及び図２に示すように、所定の方向に走行する記録紙Ｐに対してインク２等を吐出して画像や文字を印刷するものである。また、このプリンタ装置１は、記録紙Ｐの印刷幅に合わせて、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１中矢印Ｗ方向にインク吐出口（ノズル）を略ライン状に並設した、いわゆるライン型のインクジェットプリンタ装置である。そして、このプリンタ装置１は、対象物である記録紙Ｐに対し、液体としてインク２を吐出し、着弾させることによって、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置より入力された文字データや画像データ等に応じたインクドットからなる画像や文字等を記録、すなわち印刷するものである。

このプリンタ装置１は、液体吐出カートリッジであるプリンタヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジという。）３と、このヘッドカートリッジ３が装着される装置本体であるプリンタ本体４とを備えている。

また、このプリンタ装置１では、ヘッドカートリッジ３が消耗品として取り扱われており、プリンタ本体４に対してヘッドカートリッジ３が着脱可能とされることにより、ヘッドカートリッジ３を容易に交換することが可能となっている。

先ず、記録紙Ｐに着弾させることで印刷が行われるインク２について説明する。インク２は、ヘッドカートリッジ３に対するインク２の供給源となり、ヘッドカートリッジ３に対して着脱可能に装着される後述するインクカートリッジ１１に充填され、ヘッドカートリッジ３の後述するインク吐出ヘッド２３に供給され、このインク吐出ヘッド２３に複数備わる後述するヘッドチップ２７のノズル３２ａより記録紙Ｐに吐出される。

そして、インク２は、色素となる各種顔料等といった色材と、この色材を分散させる溶媒と、水溶性有機樹脂化合物とを含有し、さらに詳しくは溶媒として、少なくとも水と、２価アルコール系溶剤とを含有している。

インク２に色材として含有される顔料は、有機顔料および無機顔料の何れをも用いることができる。ブラック系の顔料としては、例えばファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料等が挙げられる。また、黒色の他に、シアン、マゼンタ、イエローの３原色顔料や、赤、緑、青、茶、白等の特定色顔料や、金、銀色等の金属光沢顔料や、無色または淡色の体質顔料や、プラスチックピグメント等も使用可能である。

具体的に、ブラック系の顔料としては、例えばコロンビアン・カーボン社製のＲａｖｅｎ７０００、Ｒａｖｅｎ５７５０、Ｒａｖｅｎ５２５０、Ｒａｖｅｎ５０００ＵＬＴＲＡII、Ｒａｖｅｎ３５００、Ｒａｖｅｎ２０００、Ｒａｖｅｎ１５００、Ｒａｖｅｎ１２５０、Ｒａｖｅｎ１２００、Ｒａｖｅｎ１１９０ＵＬＴＲＡII、Ｒａｖｅｎ１１７０、Ｒａｖｅｎ１２５５、Ｒａｖｅｎ１０８０、Ｒａｖｅｎ１０６０、キャボット社製のＲｅｇａｌ４００Ｒ、Ｒｅｇａｌ３３０Ｒ、Ｒｅｇａｌ６６０Ｒ、ＭｏｇｕｌＬ、ＢｌａｃｋＰｅａｒｌｓＬ、Ｍｏｎａｒｃｈ７００、Ｍｏｎａｒｃｈ８００、Ｍｏｎａｒｃｈ８８０、Ｍｏｎａｒｃｈ９００、Ｍｏｎａｒｃｈ１０００、Ｍｏｎａｒｃｈ１１００、Ｍｏｎａｒｃｈ１３００、Ｍｏｎａｒｃｈ１４００、デクッサ社製のＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ１、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ２、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ２Ｖ、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ１８、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ２００、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１５０、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１６０、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１７０、Ｐｒｉｎｔｅｘ３５、ＰｒｉｎｔｅｘＵ、ＰｒｉｎｔｅｘＶ、Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｕ、Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｖ、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ６、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ５、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４Ａ、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４、三菱化学社製のＮｏ．２５、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４７、Ｎｏ．５２、Ｎｏ．９００、Ｎｏ．２３００、ＭＣＦ−８８、ＭＡ６００、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１００等を挙げることができ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いる。

シアン系の顔料としては、例えばＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ−１、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ−２、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ−３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ−１５、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ−１５：１、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ−１５：３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ−１５：３４、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ−１６、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ−２２、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ−６０等を挙げることができ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いる。

マゼンタ系の顔料としては、例えばＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−５、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−７、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−１２、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−４８、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−４８：１、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−５７、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−１１２、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−１２２、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−１２３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−１４６、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−１６８、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−１８４、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−２０２等を挙げることができ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いる。

イエロー系の顔料としては、例えばＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−１、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−２、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−１２、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−１３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−１４、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−１６、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−１７、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−７３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−７４、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−７５、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−８３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−９３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−９５、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−９７、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−９８、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−１１４、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−１２８、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−１２９、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−１３８、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−１５１、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−１５４、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ−２０２等を挙げることができ、これらのうちの何れか一種又は複数種を混合して用いる。

これらの顔料は、インク２全体量に対して０.５重量％〜１０重量％の範囲で含有されていることが好ましく、１重量％〜５重量％の範囲で含有されることがより好ましい。顔料がインク２全体量に対して０.５重量％未満となると、十分な画像濃度が得られずに画質が劣化し、一方、顔料がインク２全体に対して１０重量％を超えると、顔料の定着性が劣化する虞がある。

顔料は、その粒径が３０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲にされている。顔料の粒径が３０ｎｍ未面であると、顔料が凝集して、インク２中で塊となり吐出特性を劣化させる虞がある。一方、顔料の粒径が２００ｎｍを超えると、一次粒子サイズが大きく印画後の画像の光沢感が低下する。

また、インク２では、多分散指数を０．３以下に調整させることが好ましく、多分散指数を０．１以下に調整することがより好ましい。ここでの多分散指数は、例えば大塚電子社製のレーザー光散乱方式粒度分布計で測定でき、インク２中における顔料の分散状態の目安とできる。そして、インク２においては、多分散指数が０．３を越えると、顔料の凝集が残留した状態であり、例えば顔料の凝集物がノズル３２ａに詰まって吐出特性が劣化したり、印画後の画像の光沢感を低下させたりする。

インク２は上述したように水を溶媒として使用するものである。具体的には、例えば純水、超純水、蒸留水、イオン交換水等を用いることができる。

そして、インク２においては、所望の物性を与え、顔料の溶媒への分散性を良好にし、特に乾燥時間を短縮させる目的で、水の他に、例えば２価アルコール系溶剤を含有している。なお、ここでの乾燥時間とは、印画により記録紙Ｐに画像を形成した後に、画像を所定の荷重を加えた状態で擦った時に色落ちが無くなるまで、すなわち転写が無くなるまでの時間である。乾燥時間が速いということは、印画後の画像の転写が無くなるまでの時間が短いということである。

具体的に、２価アルコール系溶剤としては、例えばエチレングリコール、１，２−プロパンジール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，３−ペンタンジオール、１，４−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，３−ペンタンジオール等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を含有している。

そして、インク２においては、上述した２価アルコール系溶剤を、インク２全体に対して５重量％〜５０重量％の範囲で含有させることが好ましく、インク２全体に対して５重量％〜２０重量％の範囲で含有させることがさらに好ましい。

２価アルコール系溶剤の含有量がインク２全体に対して５重量％未満であると、インク２を長期間保存したときに顔料が沈殿する等、長期保存中にインク２が劣化することがある。一方、２価アルコール系溶剤の含有量がインク２全体に対して５０重量％を越えると、インク２の粘度が高くなり吐出特性を劣化させたり、水より揮発性の低い２価アルコール系溶剤が過剰であることから乾燥時間の短縮化が困難になったりする虞がある。

インク２には、水、２価アルコール形容剤の他に、例えば従来公知の有機溶媒を併用することができる。

具体的に、溶媒として使用可能な有機溶剤としては、ジエチレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、グリセリン等の多価アルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジグリセリンのエチレンオキサイド付加物等の多価アルコール誘導体、ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、トリエタノールアミン等の含窒素溶媒、エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類、チオジエタノール、チオジグリセロール、スルホラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄溶媒、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を含有させることが可能である。

さらに、インク２には、上述した顔料、溶媒の他に、記録紙Ｐに対する顔料の定着性を高めることが可能な水溶性有機樹脂化合物を含有している。

具体的に、水溶性有機樹脂化合物としては、例えばスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩のうち何れか一種又は複数種が挙げられ、これらのうちの何れか一種又は複数種を含有している。特に、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩やスチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩としては、記録紙Ｐに対する顔料の定着性を適切に高めることが可能なカリウム塩、ナトリウム塩が好ましい。

また、水溶性有機樹脂化合物においては、上述した共重合体に、例えばポリオキシエチレン基、水酸基を有するモノマー等を適宜共重合させることも可能である。さらに、これら共重合体には、酸性官能基を表面に有する顔料との親和性を高め、インク２中での顔料の分散性を良好にさせるため、例えばカチオン性の官能基を有するモノマー等、具体的にはＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルイミダゾール等を適宜共重合させることも可能である。

上述した水溶性有機樹脂化合物においては、顔料に対して重量比で０．３倍〜２倍の範囲で含有させることが好ましく、顔料に対して重量比で０．５倍〜１．２倍の範囲で含有させることがさらに好ましい。

水溶性有機樹脂化合物の含有量が顔料に対して重量比で０．３倍未満であると、記録紙Ｐに対する顔料の定着性を高めることが困難になる。一方、水溶性有機樹脂化合物の含有量が顔料に対して重量比で２倍を越えると、顔料の記録紙Ｐに対する定着性を高めるといった作用効果が飽和することの他に、インク２の粘度を高くなって吐出特性を劣化させる虞がある。このように、水溶性有機樹脂化合物の含有量を顔料に対して重量比で所定の倍数にしており、記録紙Ｐに付着する顔料の量に応じて含有される水溶性有機樹脂化合物の量が決定されることから、水溶性有機樹脂化合物を顔料に適切に作用させることが可能となって記録紙Ｐに対する顔料の定着性を適切に高めることができる。

また、上述した水溶性有機樹脂化合物は、重量平均分子量が２０００〜１００００のものが好ましく、重量平均分子量が３０００〜８０００のものがさらに好ましい。水溶性有機樹脂化合物においては、重量平均分子量が２０００未満であったり、１００００を超えたりする場合、インク２の乾燥時間の短縮化を図ることが困難になる。

さらに、水溶性有機樹脂化合物においては、上述した共重合体の酸価に対して５０％以上中和されていることがより好ましく、上述した共重合体の酸価に対して８０％以上中和されていることがさらに好ましい。さらにまた、水溶性有機樹脂化合物においては、疎水性部分と親水性部分の構造および組成比率が、顔料および溶媒との組み合わせの中から好ましいものを用いることができる。さらにまた、水溶性有機樹脂化合物においては、インク２への溶解性と印画後の耐水性を確保するバランスを良好にさせるために、樹脂酸価は１００〜２５０の範囲にさせる。

また、インク２においては、上述した色素、溶媒、水溶性有機樹脂化合物の他に、２価アルコール系溶剤及び水溶性有機樹脂化合物による作用効果を阻害しない範囲で、記録紙Ｐに対する濡れ性の向上や消泡効果等を期待できる従来公知の界面活性剤等を添加することが可能である。

そして、添加することが可能な界面活性剤としては、例えばアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等を挙げられ、これらのうちの一種以上を用いることが可能である。

具体的に、アニオン性界面活性剤としては、例えばアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩およびスルホン酸塩、高級アルキルスルホコハク酸塩、高級アルキルリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加物のリン酸エステル塩等が挙げられ、これらのうち何れか一種又は複数種と混合して用いることが可能である。特に、アニオン性界面活性剤としては、例えばドデシルベンゼンスルホン酸塩、ケリルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナフタレンスルホン酸塩、モノブチルフェニルフェノールモノスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、ジブチルフェニルフェノールジスルホン酸塩等を使用することが好ましい。

カチオン性界面活性剤としては、例えばテトラアルキルアンモニウム塩、アルキルアミン塩、ベンザルコニウム塩、アルキルピリジウム塩、イミダゾリウム塩等が挙げられ、例えば、ジヒドロキシエチルステアリルアミン、2−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライド、ステアラミドメチルピリジウムクロライド等が挙げられ、これらのうち何れか一種又は複数種を混合して用いることが可能である。

ノニオン性界面活性剤としては、例えばポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、脂肪族アルカノールアミド、グリセリンエステル、ソルビタンエステル等が挙げられ、これらのうち何れか一種又は複数種を混合して用いることが可能である。

両性界面活性剤としては、例えばアラニン系、イミダゾニウムベタイン系、アミドプロピルべダイン系、アミノジプロピオン酸塩等が挙げられ、これらのうち何れか一種又は複数種を混合して用いることが可能である。

界面活性剤としては、上述したアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤の他に、例えばポリシロキサンオキシエチレン付加物等のシリコーン系界面活性剤や、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スルホン酸塩、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテル等のフッ素系界面活性剤や、スピクリスポール酸や、ラムノリピド、リゾレシチン等のバイオサーファクタント等も使用可能である。

そして、上述した界面活性剤の中でも、特にポリプロピレングリコール・エチレンオキサイド付加物、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等を界面活性効果（表面張力低減）が得られるといった理由で用いることが好ましい。

インク２において、界面活性剤の含有量は、インク２全体量に対して１０重量％未満であることが好ましく、さらには０.０１重量％〜５重量％の範囲にされていることがより好ましい。界面活性剤の量が、１０重量％以上添加しても効果は得られない。

界面活性剤が含まれてなかったり、その含有量が０．０１重量％未満であったりすると、濡れ性の向上や消泡等といった界面活性剤の作用効果を得ることが困難になる。一方、界面活性剤をインク２の含有量が１０重量％を越えると、界面活性剤の作用効果が飽和する。

さらに、インク２には、導電率、ｐＨを調整する目的で、例えば水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属類の化合物、水酸化アンモニウム、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、エタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール等の含窒素化合物、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属類の化合物、硫酸、塩酸、硝酸等の酸、硫酸アンモニウム等の強酸と弱アルカリの塩等を添加することが可能である。

さらにまた、インク２には、物性を安定させたり、吐出特性を安定させたりする目的で、上述した材料の他に、例えばポリエチレンイミン、ポリアミン類、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、多糖類及びその誘導体、その他水溶性ポリマー、アクリル系ポリマーエマルション、ポリウレタン系エマルション等のポリマーエマルション、シクロデキストリン、大環状アミン類、デンドリマー、クラウンエーテル類、尿素及びその誘導体、アセトアミド等を添加することも可能である。

さらにまた、インク２には、例えばｐＨ緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤、及びキレート化剤、さらには水溶性染料、分散染料、油溶性染料等を添加することも可能である。

このインク２は、従来公知のインク調製方法によって調製される。具体的に、インク２は、例えば高分子分散剤が所定量入った水溶液に所定量の顔料を添加し、十分撹拌した後、分散機を用いて分散を行い、遠心分離等で粗大粒子を除去し、さらに所定の溶媒、水溶性有機樹脂化合物、界面活性剤等を加えて撹拌、混合、濾過を行うことにより調製される。また、顔料を分散する分散工程の前に顔料の粒子を細かく粉砕する粉砕工程を設けてもよい。或いは、所定の溶媒、水溶性有機樹脂化合物等を混合後、顔料を添加して、分散機を用いて分散させてもよい。分散機としては、例えばコロイドミル、フロージェットミル、スラッシャーミル、ハイスピードディスパーザー、ボールミル、アトライター、サンドミル、サンドグラインダー、ウルトラファインミル、アイガーモーターミル、ダイノーミル、パールミル、アジテータミル、コボールミル、３本ロール、２本ロール、エクストリューダー、ニーダー、マイクロフルイダイザー、ラボラトリーホモジナイザー、超音波ホモジナイザー等が挙げられ、これらを単独で用いても良いし、複数組み合せて用いてもよい。また、インク２中に無機不純物が混入することを防ぐために、分散媒体としてアルミナボール等を用いるボールミル等よりも分散媒体を使用しないマイクロフルイダイザーや超音波ホモジナイザー等によって分散工程を行うことが好ましい。

以上のようにして調製可能なインク２においては、例えば上述したｐＨ調製剤等を添加することで液性がアルカリ性を示す、具体的にはｐＨが７〜１１の範囲になるようにされている。インク２のｐＨが７未満であると、水溶性有機樹脂化合物をインク２中に溶解させることが困難になり、水溶性有機樹脂化合物が液中に沈殿したりして吐出特性を劣化させる虞がある。一方、インク２のｐＨが１１を越えると、インク２が強アルカリになり過ぎてインク２の物性が安定しなかったり、例えばニッケルめっき等といった金属薄膜で形成された後述するノズルシート３２等を腐食させたりするといった不具合を引き起こす虞がある。

以上で説明したインク２では、顔料に対して所定の水溶性有機樹脂化合物を重量比で０．３倍〜２倍含有させることにより、記録紙Ｐに対する顔料の定着性を高めることができ、記録紙Ｐに付着した顔料を擦る等したときに起こる顔料の欠落を抑制できる。

また、このインク２では、顔料及び水溶性有機樹脂化合物を分散させる溶媒として水の他に、所定の２価アルコール系溶剤を５重量％〜２０重量％の範囲で含有させることにより乾燥時間の短縮を図ることができる。

すなわち、このインク２では、水溶性有機樹脂化合物及び２価アルコール系溶剤を選定し、これらの含有量を最適化することで、記録紙Ｐに対する顔料の定着性と乾燥時間の短縮とを両立することが可能である。

そして、以上で説明したインク２は、図１に示すように、イエローを呈するものがインクカートリッジ１１ｙに収容され、マゼンタを呈するものがインクカートリッジ１１ｍに収容され、シアンを呈するものがインクカートリッジ１１ｃに収容され、ブラックを呈するものがインクカートリッジ１１ｋに収容される。

次に、ヘッドカートリッジ３について説明する。このヘッドカートリッジ３は、インク２を吐出する吐出口であるノズル３２ａを記録紙Ｐの幅に対応する長さで略直線状に複数並べて配置した、いわゆるライン型のプリンタヘッドである。

このヘッドカートリッジ３は、図１及び図２に示すように、インクを収容するインクカートリッジ１１が装着されるカートリッジ本体１２を備え、このカートリッジ本体１２には、カラー印刷に対応して、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの４色からなるインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋが着脱可能となっている。

これら４つのインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋは、例えば樹脂材料等を射出成形することで、全体略直方体状に形成された容器であり、その内部に各色に対応したインク２を収容している。

また、これら４つのインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋは、なるべく多くのインク２を収容するために、カートリッジ本体１２の長辺方向に対応した長尺形状とされている。そして、各インクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋは、カートリッジ本体１２の短辺方向に並んで配置される。

これら４つのインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋは、インクの消費量が最も多いブラックのインクカートリッジ１１ｋが、他のインクカートリッジ１１ｙ、１１ｍ、１１ｃより容量が大きく、他に比べて厚みを有する以外は同じ構造を有している。したがって、これらインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋの構成を、以下まとめてインクカートリッジ１１として説明する。なお、インクカートリッジ１１は、強度や耐インク性を有するポリプロピレン等の樹脂材料等を射出成形することにより成形される。

ヘッドカートリッジ３は、図２に示すように、上述したインクカートリッジ１１とカートリッジ本体１２とによって構成され、カートリッジ本体１２は、インクカートリッジ１１が装着されるタンク装着部２１と、インクカートリッジ１１と接続されてインク２が供給される接続部２２と、インク２を吐出するインク吐出ヘッド２３と、インク吐出ヘッド２３を保護するヘッドキャップ２４とを有している。

インクカートリッジ１１が装着されるカートリッジ装着部２１は、インクカートリッジ１１が装着されるように上面をインクカートリッジ１１の挿脱口として略凹形状に形成され、ここでは４本のインクカートリッジ１１が記録紙Ｐの幅方向と略直交方向、すなわち記録紙Ｐの走行方向に並んで収納されている。そして、カートリッジ装着部２１は、インクカートリッジ１１が収納されることから、インクカートリッジ１１と同様に印刷幅の方向に長く設けられている。

カートリッジ装着部２１には、図１に示すように、インクカートリッジ１１が装着される部分であり、プリンタ装置１の前面側からブラック用のインクカートリッジ１１ｙ、マゼンダ用のインクカートリッジ１１ｍ、シアン用のインクカートリッジ１１ｃ、イエロー用のインクカートリッジ１１ｙが順番に装着される。なお、上述したようにブラックのインクカートリッジ１１ｋは、一般的に使用量が多いことから、インク２の内容量が大きくなるように厚く形成されているため、幅が他のインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃよりも大きくなっている。このため、カートリッジ装着部２１は、インクカートリッジ１１ｋが装着される部分が他のインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃが装着される部分よりも広くなっている。

各カートリッジ装着部２１の長手方向略中央には、インクカートリッジ１１がカートリッジ装着部２１に装着されたとき、インクカートリッジ１１が接続される接続部２２が設けられている。

この接続部２２は、カートリッジ装着部２１に装着されたインクカートリッジ１１からカートリッジ本体１２の底面に設けられたインク２を吐出するインク吐出ヘッド２３にインク２を供給するインク供給路となる。

インク吐出ヘッド２３は、カートリッジ本体１２の底面に沿って配設されており、接続部２２から供給されるインク２をインク液滴ｉにして吐出するインク吐出口である後述するノズル３２ａが各色毎に記録紙Ｐの幅方向、すなわち図２中矢印Ｗ方向に略ライン状をなすように設けられている。

インク吐出ヘッド２３は、吐出面２３ａよりも上方に位置して、上述したインク供給部１４からインク２が供給されるインク供給口２５と、このインク供給口２５から供給されたインク２を各ノズル３２ａへと導くインク流路２６とを有している。

インク供給口２５は、インク流路２６の上面中央部に設けられ、上述した接続部２２と連通されている。インク流路２６は、後述する各色ノズル３２ａにインク２が供給されるように記録紙の幅に相当する長さに亘って略ライン状を成すように設けられている。

さらに、インク吐出ヘッド２３には、後述するノズル３２ａを所定数で一組とするヘッドチップ２７が、色毎に千鳥状に配置されている。すなわち、このヘッドチップ２７は、図３に示すように、色毎にインク流路２６を挟んで記録紙Ｐの幅方向に互い違いに並ぶように配置されている。

ヘッドチップ２７は、図４に示すように、ベースとなる回路基板３１と、複数のノズル３２ａが形成されたノズルシート３２と、回路基板３１とノズルシート３２との間をノズル３２ａ毎に区画するフィルム３３と、インク流路２６を通して供給されたインク２を加圧するインク液室３４と、インク液室３４に供給されたインク２を加熱する発熱抵抗体３５とを有している。

回路基板３１は、例えばシリコンウエハ、ガラス基板等といったケイ素含有材料等からなる基板上に、ロジックＩＣ（Integrated Circuit）やドライバートランジスタ等からなる制御回路が形成されると共に、インク液室３４の上面部や、インク流路２６の一部等を形成している。すなわち、回路基板３１は、半導体回路基板である。

ノズルシート３２は、吐出面２３ａに向かって縮径されたノズル３２ａが穿設されると共に、回路基板３１とフィルム３３を挟んで対向配置されることで、インク液室３４の下面部を形成している。また、ノズルシート３２は、例えばニッケルめっき等といった金属薄膜により形成されている。

フィルム３３は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、上述したインク流路２６と連通される部分を除いて各ノズル３２ａの周囲を囲むように形成されている。また、このフィルム３３は、回路基板３１とノズルシート３２との間に介在されることによって、インク液室３４の側面部を形成している。

インク液室３４は、上述した回路基板３１、ノズルシート３２及びフィルム３３により囲まれることで、ノズル３２ａ毎にインク流路２６から供給されたインク２を加圧する加圧空間を形成している。

発熱抵抗体３５は、インク液室３４に臨む回路基板３１上に配置されると共に、この回路基板３１の制御回路と電気的に接続されている。そして、この発熱抵抗体３５は、制御回路により制御されることでインク液室３４内のインク２を加熱する。

このような構成のヘッドチップ２７では、回路基板３１の制御回路が発熱抵抗体３５を制御し、選択された発熱抵抗体３５に対して、例えば１〜３マイクロ秒程度の間だけパルス電流を供給する。

これにより、発熱抵抗体３５が急速に加熱される。すると、発熱抵抗体３５と接するインク液室３４内のインク２に気泡が発生する。そして、このイン加圧室４７内において、気泡が膨張しながらインク２を加圧し、押し退けられたインク２がインク液滴ｉとなってノズル３２ａより吐出される。また、インク２の液滴が吐出された後は、インク液室３４にインク流路２６を通してインク２が供給されることによって、再び吐出前の状態へと戻る。

なお、上述したヘッドチップ２７は、母材となるダミー基板の主面上に金属薄膜からなるノズルシート３２を成膜し、このノズルシート３２上にノズル３２ａと対向する位置にインク液室３４が形成されるようにフォトリソグラフィ技術を用いてフィルム３３を積層成形した後に、発熱抵抗体３５がノズル３２ａと対向するように回路基板３１をフィルム３３条に積層し、最後にダミー基板を除去することで形成される。

また、上述したヘッドチップ２７は、発熱抵抗体３５によってインク２を加熱しながら吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えば圧電素子等の電気機械変換素子によってインク２の液滴を電気機械的に吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってもよい。

このように、ヘッドカートリッジ３は、各色に対応するインク吐出ヘッド２３が一体化されて連続した吐出面２３ａを形成する、いわゆるマルチラインヘッドを有している。そして、このインク吐出ヘッド２３には、色毎に、ノズル３２ａを１００個〜５０００個程度備え、全体では吐出面２３ａに４００個〜２００００個程度のノズル３２ａが設けられている。また、このインク吐出ヘッド２３においては、各ノズル３２ａより約７０００分の１秒程度の間隔でインク液滴ｉを吐出する、いわゆる高速吐出を行うことが可能になっている。

ヘッドキャップ２４は、図１に示すように、インク吐出ヘッド２３を保護するために設けられたカバーであり、印刷動作するときにはインク吐出ヘッド２３より退避する。

このような構成のヘッドカートリッジ３においては、ノズル３２ａよりインク２と吐出するときに、インク２がアルカリ性を呈している、具体的にはｐＨ７〜ｐＨ１１の範囲にされていることから、金属薄膜で形成されたノズルシート３２等がインク２によって腐食されることを抑えることができる。

次に、以上で説明したヘッドカートリッジ３が装着されるプリンタ装置１を構成するプリンタ本体４について図面を参照して説明する。

プリンタ本体４は、図１及び図５に示すように、ヘッドカートリッジ３が装着されるヘッドカートリッジ装着部４１と、ヘッドカートリッジ３をヘッドカートリッジ装着部４１に保持、固定するためのヘッドカートリッジ保持機構４２と、ヘッドキャップを開閉するヘッドキャップ開閉機構４３と、記録紙Ｐを給排紙する給排紙機構４４と、給排紙機構４４に記録紙Ｐを供給する給紙口４５と、給排紙機構４４から記録紙Ｐが出力される排紙口４６とを有する。

ヘッドカートリッジ装着部４１は、ヘッドカートリッジ３が装着される凹部であり、走行する記録紙Ｐにデータ通り印刷を行うために、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａと走行する記録紙Ｐの紙面とが互いに略平行となるようにヘッドカートリッジ３が装着される。

そして、ヘッドカートリッジ３は、インク吐出ヘッド２３内のインク詰まり等で交換する必要が生じる場合等があり、インクカートリッジ１１程の頻度はないが消耗品であるため、ヘッドカートリッジ装着部４１に対して着脱可能にヘッドカートリッジ保持機構４２によって保持される。

ヘッドカートリッジ保持機構４２は、ヘッドカートリッジ装着部４１にヘッドカートリッジ３を着脱可能に保持するための機構であり、ヘッドカートリッジ３に設けられたつまみ４２ａをプリンタ本体４の係止孔４２ｂ内に設けられた図示しないバネ等の付勢部材に係止することによってプリンタ本体４に設けられた基準面４ａに圧着するようにしてヘッドカートリッジ３を位置決めして保持、固定できるようにする。

ヘッドキャップ開閉機構４３は、ヘッドカートリッジ３のヘッドキャップ２４を開閉する駆動部を有しており、印刷を行うときにヘッドキャップ２４を開放してインク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａが記録紙Ｐに対して露出するようにし、印刷が終了したときにヘッドキャップ２４を閉塞してインク吐出ヘッド２３を保護する。

給排紙機構４４は、図５中矢印Ａ方向に記録紙Ｐを搬送する駆動部を有しており、給紙口４５から供給される記録紙Ｐをヘッドカートリッジ３のインク吐出ヘッド２３まで搬送し、ノズル３２ａより吐出されたインク液滴ｉが着弾し、印刷された記録紙Ｐを排紙口４６に搬送して装置外部へ排出する。

給紙口４５は、給排紙機構４４に記録紙Ｐを供給する開口部であり、トレイ４５ａ等に複数枚の記録紙Ｐを積層してストックすることができる。排紙口４６は、インク液滴ｉが着弾し、印刷された記録紙Ｐを排出する開口部である。

次に、以上のように構成されるプリンタ装置１の印刷動作について説明する。なお、本動作は、例えば装置内に備わる図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）等といった記憶手段に格納された処理プログラム等に基づいて図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）の演算処理等により実行されるものである。

先ず、ユーザが、印刷動作をプリンタ装置１が実行するように、プリンタ本体４の前面側に設けられている操作ボタン等を操作して命令する。

そして、印刷動作を行う際は、各駆動機構５３，５４を駆動させて記録紙Ｐを印刷可能な位置まで移動させる。具体的には、図６に示すように、ヘッドキャップ開閉機構４３を構成する駆動モータ等を駆動させてヘッドキャップ２４をヘッドカートリッジ３に対してプリンタ装置１の前面側、すなわちトレイ４５ａ側に移動させ、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａを露出させる。また、給排紙機構４４では、図示しない駆動モータ等を駆動させ、記録紙Ｐをインク２が着弾される吐出面２３ａと対向する位置まで搬送させる。

次に、印刷位置まで搬送された記録紙Ｐには、ヘッドチップ２７の発熱抵抗体３５に所定の間隔でパルス電流が供給されることでインク吐出ヘッド２３の各ノズル３２ａより所定の間隔で吐出されたインク液滴ｉが着弾され、インクドットからなる画像や文字等が記録される。

このとき、記録紙Ｐに記録された画像や文字は、記録紙Ｐに着弾したインク２には最適化された量の所定の水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されており、記録紙Ｐに対する顔料の定着性と乾燥時間の短縮とが両立されることから、耐水性、耐光性に優れ、さらには高濃度で滲みのない画質となる。

このようにして、給排紙機構４４によって走行している記録紙Ｐには、インク液滴ｉが適切に吐出、着弾され、印刷データに応じた画像や文字が優れた画質で印刷されることになる。そして、印刷が終了した記録紙Ｐは、給排紙機構４４によって排紙口４６まで搬送され、排出される。

以上では、インク２をライン型のプリンタ装置１の記録液として用いた場合を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、インク２は、例えばインクヘッドが記録紙Ｐの走行方向と略直交する方向に移動するシリアル型の液体吐出装置の記録液としても適用可能である。

以下、上述した本発明を実証するための実施例、及び実施例に対して比較するための比較例について説明する。

〈実施例１〉
実施例１では、色材として平均粒径が１００ｎｍのＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−１２２を４重量部と、水溶性有機樹脂化合物として平均重量分子量が１００００のスチレン−アクリル酸共重合体のナトリウム塩を１．２重量部と、界面活性剤としてエアプロダクツ社製のオルフィンＥ１０１０を１重量部と、溶媒として２価アルコール系溶剤であるエチレングリコールを２０重量部と、液性がアルカリ性になるようにｐＨ調整剤としてトリエタノールアミンを適量と、さらに全体量が１００重量部になるように溶媒として水を所定量とを混合、攪拌し、ポアサイズ１μｍの濾過フィルターにて濾過し、水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈実施例２〉
実施例２では、水溶性有機樹脂化合物であるスチレン−アクリル酸共重合体のナトリウム塩を８重量部にしてこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈実施例３〉
実施例３では、水溶性有機樹脂化合物として平均重量分子量が１００００のスチレン−アクリル酸共重合体のカリウム塩を用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈実施例４〉
実施例４では、水溶性有機樹脂化合物として平均重量分子量が１００００のスチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体のナトリウム塩を用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈実施例５〉
実施例５では、水溶性有機樹脂化合物として平均重量分子量が２０００のスチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体のナトリウム塩を用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈実施例６〉
実施例６では、２価アルコール系溶剤であるエチレングリコールを５重量部にしたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈実施例７〉
実施例７では、２価アルコール系溶剤として１，２−プロパンジール（プロピレングリコール）を用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール形溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈実施例８〉
実施例８では、２価アルコール系溶剤として１，３−ブタンジオールを用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈実施例９〉
実施例９では、２価アルコール系溶剤として１，５−ペンタンジオールを用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈実施例１０〉
実施例１０では、２価アルコール系溶剤としてエチレングリコールと１，２−プロパンジールとの等容量混合溶剤を用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈比較例１〉
比較例１では、水溶性有機樹脂化合物として平均重量分子量が１１０００のスチレン−アクリル酸共重合体のナトリウム塩を用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈比較例２〉
比較例２では、水溶性有機樹脂化合物として平均重量分子量が１９００のスチレン−アクリル酸共重合体のナトリウム塩を用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈比較例３〉
比較例３では、水溶性有機樹脂化合物として平均重量分子量が１００００のスチレン−アクリル酸共重合体のアンモニウム塩を用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈比較例４〉
比較例４では、水溶性有機樹脂化合物であるスチレン−アクリル酸共重合体のナトリウム塩を１．１重量部にしたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈比較例５〉
比較例５では、水溶性有機樹脂化合物であるスチレン−アクリル酸共重合体のナトリウム塩を９重量部にしたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈比較例６〉
比較例６では、スチレン−アクリル酸共重合体のナトリウム塩の代わりに平均重量分子量が１００００のポリアクリル酸のナトリウム塩を用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈比較例７〉
比較例７では、スチレン−アクリル酸共重合体のナトリウム塩の代わりに平均重量分子量が１００００のヒドロキシエチルセルロースを用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈比較例８〉
比較例８では、スチレン−アクリル酸共重合体のナトリウム塩の代わりに平均重量分子量が１００００のポリビニルアセタールを用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈比較例９〉
比較例９では、溶媒として２価アルコール系溶剤であるエチレングリコールを４重量部にしたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈比較例１０〉
比較例１０では、溶媒として２価アルコール系溶剤であるエチレングリコールを２１重量部にしたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール系溶剤とが含有されたインクを調製した。

〈比較例１１〉
比較例１１では、２価アルコール系溶剤の代わりにトリエチレングリコールを用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈比較例１２〉
比較例１２では、２価アルコール系溶剤の代わりに１，６−ヘキサンジオールを用いたこと以外は、上述した実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈比較例１３〉
比較例１３では、トリエタノールアミンの代わりに酢酸を用いてｐＨ調整し、液性が酸性を示すようにしたこと以外は、上述した実施例１と同様にして水溶性有機樹脂化合物と２価アルコール形溶剤とが含有されたインクを調製した。
次に、以上のようにして得られた各実施例及び各比較例のインクをインクカートリッジに充填してヘッドカートリッジに装着したライン型のインクジェットプリンタ装置にてインクを吐出し、エプソン社製のインクジェット用光沢紙（写真用紙（光沢））に６００ｄｐｉの解像度で所定の範囲を塗りつぶす、いわゆるベタ印刷を行った。

そして、各実施例及び各比較例を用いてベタ印刷した画像について、印画１０分後の擦過性、印画６０分後の擦過性、耐水性を評価した。また、プリンタ装置のノズル面におけるノズル内のインクの乾燥状態を評価した。

具体的に、擦過性は次のように評価した。印画後、所定時間経過した画像の濃度をＭａｃｂｅｔｈ社製の濃度計（型式：ＴＲ９２４）にて測定した後に、印刷された画像を大栄科学製作所製の染色物摩擦堅牢試験機（型式：ＲＴ−２００）を用い、小津産業社製のセルロール不織布（商品名：ベンコットＭ−３）で１００ｇ／ｃｍ^２の荷重を加えながら３０往復／分の速度で５往復擦り、色落ちの程度を再び濃度計で測定した。そして、擦過性は、初期の濃度に対する色の残り具合、すなわち残存率が８０％以上のものを○印で示し、８０％未満のものを×印で示した。

耐水性は次のように評価した。印画後、２４時間経過した画像の濃度を濃度計で測定した後に、印刷された画像を純水中に紙ごと１０分間浸漬し、水中より取り出した後にセルロース不織布で水分を拭き取った後に、色落ちの程度を再び濃度計で測定した。そして、耐水性は、残存率が８０％以上のものを○印で示し、８０％未満のものを×印で示した。

ノズル内のインク乾燥は次のように評価した。ノズル面を大気中に１２０秒曝した後に、印画を行い、問題なく印刷できた場合を○印で示し、インク着弾位置のばらつきや、インク不吐出等といった吐出特性の劣化があった場合を×印で示した。

以下、表１に、各実施例及び各比較例における印画１０後の擦過性、印画６０分後の擦過性、耐水性、ノズル内のインク乾燥について評価した結果を示す。

表１に示す評価結果から、平均重量分子量が２０００及び１００００の水溶性有機樹脂化合物を含有する各実施例は、平均重量分子量が１１０００の水溶性有機樹脂化合物を含有する比較例１及び平均重量分子量が１９００の水溶性有機樹脂化合物を含有する比較例２に比べ、１０分後の擦過性が優れていることがわかる。

このことから、インクに重量平均分子量が２０００未満であったり、１００００を超えたりする水溶性有機樹脂化合物を含有させた場合、インクの乾燥時間の短縮化を図ることが困難であることがわかる。

また、表１に示す評価結果から、ナトリウム塩若しくはカリウム塩からなる水溶性有機樹脂化合物を含有する各実施例は、アンモニウム塩からなる水溶性有機樹脂化合物を含有する比較例３に比べ、ノズル内のインクが乾燥しにくく、ノズルが大気に曝された後の吐出特性が優れていることがわかる。

さらに、表１に示す評価結果から、インク中に含有されている水溶性有機樹脂化合物が１．２重量％〜８重量％の範囲にある、すなわち顔料に対して重量比で０．３倍〜２倍の範囲にある各実施例は、インク中に水溶性有機樹脂化合物を１．１重量％含有、すなわち顔料に対して重量比で０．２７５倍含有させた比較例４に比べ、擦過性に優れていることがわかる。また、各実施例は、水溶性有機樹脂化合物を９重量％含有、すなわち顔料に対して重量比で２．２５倍含有させた比較例５に比べ、ノズルが大気に曝された後の吐出特性が優れていることがわかる。

比較例４は、水溶性有機樹脂化合物の含有量が顔料に対して重量比で０．３倍未満であり、水溶性有機樹脂化合物の含有量が少なすぎて水溶性樹脂化合物による作用効果を得ることが困難なことから、紙に対する顔料の定着性を高めることができず、印刷された画像を擦ると顔料が大量に欠落してしまう。

比較例５は、水溶性有機樹脂化合物の含有量が顔料に対して重量比で２倍を越えており、紙に対する定着性を高めるといった作用効果が飽和することの他に、インクの粘度を高くさせて吐出特性を劣化させる虞がある。すなわち、比較例５は、ノズルが大気に曝されたことによりインクが乾燥して増粘したことの他に、過剰に含有された水溶性有機樹脂化合物によりインクが増粘して吐出特性を劣化させてしまう。

これらのことから、各実施例のように、水溶性有機樹脂化合物の含有量を顔料に対して重量比で０．３倍〜２倍の範囲にすることは、擦過性及び吐出特性に優れるインクを得る上で大変重要であることがわかる。

さらにまた、表１に示す評価結果から、水溶性有機樹脂化合物としてスチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩若しくはスチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩を含有させた各実施例は、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩若しくはスチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩の代わりにこれら以外の化合物を含有させた比較例６〜比較例８に比べ、擦過性及び耐水性に優れていることがわかる。

比較例６〜比較例８では、紙に対する顔料の定着性を高めることが可能な水溶性有機樹脂化合物が含有されていないことから、印画から１０分後に画像を擦ったり、水に浸漬したりすると顔料が大量に欠落してしまう。

これらに対し、各実施例では、水溶性有機樹脂化合物としてスチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩若しくはスチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩が含有されており、紙に対する顔料の定着性が高められていることから、擦過性に優れたインクとなる。

さらにまた、表１に示す評価結果から、２価アルコール系溶剤の含有量が５重量％〜２０重量％の範囲にされて各実施例は、２価アルコール系溶剤の含有量が４重量％の比較例９に比べ、ノズルが大気に曝された後の吐出特性が優れていることがわかる。また、各実施例は、２価アルコール系溶剤の含有量が２１重量％の比較例１０に比べ、１０分後の擦過性が優れていることがわかる。さらに、溶媒として２価アルコール系溶剤を含有する各実施例は、２価アルコール系溶剤の代わりにトリエチレングリコールを含有させた比較例１１及び１，６−ヘキサンジオールを含有させた比較例１２に比べ、１０分後の擦過性が優れていることがわかる。

比較例９は、２価アルコール系溶剤の含有量がインク全体に対して４重量％と少なく、顔料等が沈殿する等といった物性劣化が起こり、吐出特性が劣化する。すなわち、比較例９は、ノズルが大気に曝されたことによりインクが乾燥して増粘したことの他に、インクに物性劣化が起こって吐出特性を劣化させてしまう。

比較例１０は、２価アルコール系溶剤の含有量がインク全体に対して２１重量％と過剰であり、２価アルコール系溶剤が水よりも揮発性が低いことから、乾燥時間の短縮化が困難になる。

比較例１１及び比較例１２は、乾燥時間の短縮化が可能な２価アルコール系溶剤が含有されていないことから、乾燥時間の短縮化が困難になる。

これらの比較例に対し、各実施例は、乾燥時間の短縮化が可能な２価アルコール系溶剤が５重量％〜２０重量％と適量含有されていることから、インクに物性劣化が起こることや、乾燥時間が長くなるといった不具合を抑えることができ、擦過性や吐出特性に優れたインクとなる。

そして、比較例１３は、液性が酸性にされたことで含有させた水溶性有機樹脂化合物がインク中に析出して沈殿し、ノズルよりインクを吐出することが困難な状態になることから、各評価を行うことができなかった。

以上ことから、インクを調製するに際して、水溶性有機樹脂化合物及び２価アルコール系溶剤を選定し、これらの含有量を最適化することは、紙に対する顔料の定着性と乾燥時間の短縮とを両立させることが可能な優れたインクを調整する上で大変重要であることがわかる。

本発明が適用されたインクジェットプリンタ装置を示す分解斜視図である。同インクジェットプリンタ装置に備わるプリンタヘッドカートリッジを模式的に示す図である。同プリンタヘッドカートリッジの吐出面を一部透視して示す平面図である。同プリンタヘッドカートリッジに備わるヘッドチップを示す断面図である。同インクジェットプリンタ装置の構成を示す透視側面図である。同インクジェットプリンタ装置の駆動機構の構成を一部透視して示す側面

符号の説明

１インクジェットプリンタ装置（液体吐出装置）、２インク、３プリンタヘッドカートリッジ、４プリンタ本体、１１インクカートリッジ、１２カートリッジ本体、２２接続部、２３インク吐出ヘッド、２３ａ吐出面、２７ヘッドチップ、３２ａノズル

Claims

対象物に付着させて記録を行うための記録液において、
少なくとも水を含む溶媒と、
上記溶媒に分散される顔料と、
スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩のうち何れか一種又は複数種からなる水溶性有機樹脂化合物とを含有してなり、
上記溶媒は、水の他に、エーテル結合を有さない２価アルコール系溶剤を５重量％〜２０重量％の範囲で含有し、上記水溶性有機樹脂化合物は、上記顔料に対して重量比で０．３倍〜２倍の範囲で含有され、且つ液性がアルカリ性を示すことを特徴とする記録液。
上記アルカリ金属塩は、カリウム塩若しくはナトリウム塩であることを特徴とする請求項１記載の記録液。
上記水溶性有機樹脂化合物は、重量平均分子量が２０００〜１００００の範囲であることを特徴とする請求項１記載の記録液。
上記溶媒は、エチレングリコール、１，２−プロパンジール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，３−ペンタンジオール、１，４−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，３−ペンタンジオールのうち何れか一種又は複数種からなる２価アルコール系溶剤を含有していることを特徴とする請求項１記載の記録液。