JP2006225564A

JP2006225564A - 記録液

Info

Publication number: JP2006225564A
Application number: JP2005042915A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ito; 篤伊藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】顔料の定着性の向上と乾燥時間の短縮とを両立する。
【解決手段】顔料と、水溶性樹脂と、水及び水溶性有機溶剤を含む溶剤とを含み、水溶性樹脂としてスチレン-マレイン酸共重合体の１価アルカリ金属塩、スチレン-マレイン酸-アクリル酸アルキルエステル共重合体の１価アルカリ金属塩のうち少なくとも１種を用い、この水溶性樹脂を顔料の含有量に対して０．３〜２．０倍含有させ、水溶性有機溶剤として少なくともエーテル結合を有さない２価アルコール系溶剤を用い、水溶性有機溶剤を５重量％〜２０重量％含有させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、対象物に記録を行うための記録液に関する。

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、溶剤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向上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、定着性を向上させることはもちろん、インクへの溶解性、インク吐出性等を満足している必要がある。

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。したがって、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。

本発明は、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脂を選定し、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、水溶性樹脂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を可能とするものである。

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、顔料と、水溶性樹脂と、顔料及び水溶性樹脂を分散又は溶解させる水、水溶性有機溶剤を含む溶剤とを含有し、水溶性樹脂は、スチレン-マレイン酸共重合体の１価アルカリ金属塩、スチレン-マレイン酸-アクリル酸アルキルエステル共重合体の１価アルカリ金属塩のうち少なくとも１種からなり、顔料の含有量に対して０．３〜２．０倍含有し、水溶性有機溶剤は、少なくともエーテル結合を有さない２価アルコール系溶剤であり、５重量％〜２０重量％含有することを特徴とする。

本発明によれば、スチレン-マレイン酸共重合体の１価アルカリ金属塩、スチレン-マレイン酸-アクリル酸アルキルエステル共重合体の１価アルカリ金属塩のうち少なくとも１種を含む水溶性樹脂の含有量を顔料の含有量に対して０．３〜２．０倍含有させることによって、顔料の定着性を高めることができ、対象物から顔料が欠落することを抑制できる。

また、本発明では、顔料及び水溶性樹脂を分散又は溶解させる溶剤として水の他に、少なくとも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、いわゆる乾燥時間を短縮させることができる。

すなわち、本発明では、水溶性樹脂及びエーテル結合を有さない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。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。プリンタ装置１は、ヘッドカートリッジが記録紙Ｐの幅方向に移動して記録紙Ｐの幅方向の一列分を印刷するシリアル型のインクジェットプリンタ装置よりも、記録紙Ｐの幅方向に並設されたノズルで一度に一列分の印刷を行うため、高速印刷が可能である。

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、色素となる顔料と、この顔料を分散させる溶剤と、水溶性樹脂とを含有する。

インク２に含有される顔料は、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。また、これらの顔料の他に、新規に合成して得られた顔料を用いてもよい。

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。また、ブラック系の顔料としては、これらの他に、従来用いられているブラック系の顔料も用いることができる。

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。また、シアン系の顔料としては、これらの他に、従来用いられているシアン系の顔料も用いることができる。

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。マゼンタ系の顔料としては、これらの他に、従来用いられているマゼンタ系の顔料も用いることができる。

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−１５５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、これらの他に、従来用いられているイエロー系の顔料も用いることができる。

これらの顔料は、インク２全体に対して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全体に対して０.５重量％未満とした場合には、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％を超えた場合には、顔料の定着性が劣化するからである。したがって、顔料をインク２全体に対して０．５重量％〜１０重量％の範囲で含有させることによって、十分な画像濃度が得られ、定着性の劣化も抑えられる。

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未満の場合には、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場合があり、２００ｎｍを超えた場合には、一次粒子サイズが大きく印画後の画像の光沢感が低下してしまうからである。したがって、顔料の粒径を３０〜２００ｎｍとすることによって、顔料が分散し、吐出特性を低下させることなく、画像の光沢も得られる。

また、インク２では、多分散指数を０．３以下に調整することが好ましく、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を越えた場合、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からである。したがって、インク２では、多分散指数を０．３以下とすることによって、顔料の擬集がなく、顔料が分散しているため、吐出特性を劣化させたり、画像の光沢感を低下させることが抑えられる。

溶剤としては、水と、水溶性有機溶剤とを少なくとも用いる。水としては、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。

水溶性有機溶剤としては、エーテル結合を有さない２価アルコール系溶剤を少なくとも用いる。このエーテル結合を有さない２価アルコール系溶剤は、インク２に所望の物性を与え、顔料の溶剤への分散性を良好にし、特に乾燥時間を短縮させる。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、画像に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、エーテル結合を有しない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−プロパンジオール、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る。

そして、インク２においては、上述したエーテル結合を有しない２価アルコール系溶剤をインク２全体に対して５重量％〜２０重量％の範囲で含有される。

エーテル結合を有しない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％未満の場合には、水溶性有機溶剤に求められる保水能力が不足し、ノズル３２ａでインクが固化し、ノズル３２ａの目詰まりが生じてしまう虞があるからである。一方、２価アルコール系溶剤の含有量がインク２の全重量に対して２０重量％を越えた場合には、記録紙Ｐへの浸透性速度が低下し、印画物の乾燥時間が許容できないレベルとなるからである。

インク２には、水、エーテル結合を有しない２価アルコール系溶剤に加えて、例えば従来公知の水溶性有機溶剤も併用することができる。

具体的に、溶剤として使用可能な水溶性有機溶剤としては、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剤、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剤、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。

インク２では、エーテル結合を有しない２価アルコール系溶剤の他に、上述した他の水溶性有機溶剤を含有させた場合、２価アルコール系溶剤と他の水溶性有機溶剤を合わせた含有量がインク２全体に対して５〜５０重量％となるようにする。

水溶性有機溶剤の全含有量が５重量％未満の場合には、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り、ノズル３２ａの目詰まりを発生させる虞があるからである。一方、水溶性有機溶剤の全含有量が５０重量％を越えた場合には、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からである。

さらに、インク２には、上述した顔料、溶剤の他に、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樹脂が含有されている。

具体的に、水溶性樹脂としては、スチレン-マレイン酸共重合体の１価アルカリ金属塩、スチレン-マレイン酸-アクリル酸アルキルエステル共重合体の１価アルカリ金属塩のうち少なくとも１種を含有している。特に、スチレン-マレイン酸共重合体の１価アルカリ金属塩、スチレン-マレイン酸-アクリル酸アルキルエステル共重合体の１価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、リチウム塩が好ましい。

水溶性樹脂では、スチレン-マレイン酸共重合体やスチレン-マレイン酸-アクリル酸アルキルエステル共重合体を１価アルカリ金属塩とすることによって、インク２の揮発を防止できるため、ノズル３２ａの先端で乾燥することによるインク２の物性の変化を少なくすることができる。

一方、水溶性樹脂では、スチレン-マレイン酸共重合体やスチレン-マレイン酸-アクリル酸アルキルエステル共重合体が中和されず１価アルカリ金属塩となっていない場合、即ち酸のままの状態では水に溶解しなくなってしまう。また、水溶性樹脂では、１価アルカリ金属塩ではなく、アンモニウム塩とした場合、一度乾燥するとアンモニウムが揮発してしまい、インク２に不溶となったり、固化してしまう虞がある。また、水溶性樹脂では、１価アルカリ金属塩ではなく、有機アミン塩とした場合、沸点によって気化しやすくなってしまう虞がある。

水溶性樹脂においては、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てもよい。また、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。

水溶性樹脂は、顔料の含有量に対して０．３倍〜２倍の範囲で含有させることが好ましく、さらには顔料の含有量に対して０．５倍〜１．２倍の範囲で含有させることが好ましい。

水溶性樹脂の含有量が顔料の含有量に対して０．３倍未満の場合には、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からである。一方、２倍を越えた場合には、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の粘度が高くなって吐出特性を劣化させる虞があるからである。このように、水溶性樹脂の含有量を顔料の含有量に対して所定の倍数にしており、記録紙Ｐに付着する顔料の含有量に応じて含有される水溶性樹脂の量が決定されることから、水溶性樹脂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、上述した水溶性樹脂は、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。水溶性樹脂においては、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には、インク２の乾燥時間の短縮化を図ることが困難になるからである。したがって、重量平均分子量が２０００〜１００００の水溶性樹脂を用いることによって、乾燥時間を短縮化させることができる。

さらに、水溶性樹脂においては、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。水溶性樹脂おいて、上述した共重合体の酸化に対して５０％未満しか中和されていない場合には、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を十分に得ることができなくなるからである。さらにまた、水溶性樹脂においては、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の範囲が好ましい。

さらにまた、水溶性樹脂において、疎水性部分と親水性部分の構造および組成比率は、顔料および溶剤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。

また、インク２には、上述した色素、溶剤、水溶性樹脂の他に、２価アルコール系溶剤及び水溶性樹脂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、両性界面滑性剤等を挙げられ、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、両性界面滑性剤の他に、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いなかったり、その含有量が０．０１重量％未満の場合では、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となるからである。一方、界面活性剤をインク２の含有量が１０重量％を越えた場合には、界面活性剤の作用効果が飽和してしまうからである。したがって、界面滑性剤の含有量を１０重量％未満とすることによって、界面滑性剤の作用効果を得ることができる。

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。

以上の構成からなるインク２は、粘度が１．５Ｐａ・ｓ〜５．０Ｐａ・ｓの範囲となり、さらに好ましくは１．５Ｐａ・ｓ〜４．０Ｐａ・ｓの範囲とされている。インク２の粘度が１．５Ｐａ・ｓ未満の場合には、インク２をノズル３２ａから吐出する際のインク液滴ｉの形状が均一とならず、サテライトが生じてしまう虞があるからである。一方、インク２の粘度が５．０Ｐａ・ｓより大きい場合には、粘性が高いため、吐出速度にばらつきが生じ、正確な再現性が得られなくなってしまう虞があるからである。したがって、インク２では、粘度を１．５Ｐａ・ｓ〜５．０Ｐａ・ｓの範囲とすることによって、サテライトが生じたり、吐出速度にばらつきが生じること抑えることができる。

また、インク２には、例えば上述したｐＨ調製剤等を添加することでアルカリ性を示す、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未満の場合には、水溶性樹脂をインク２中に溶解させることが困難になり、水溶性樹脂がインク中に沈殿したりして吐出特性を劣化させる虞があるからである。一方、インク２のｐＨが１１を越えた場合には、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、後述するノズル３２ａが設けられ、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ノズルシート３２等を腐食させたりする不具合を引き起こす虞があるからである。したがって、インク２では、ｐＨを７〜１１とすることによって、水溶性樹脂が沈殿したり、物性を悪くすることが抑えられる。

以上のような構成からなるインク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、さらに所定の溶剤、水溶性樹脂、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、所定の溶剤、水溶性樹脂等を混合後、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。

以上で説明したインク２では、このインク２では、顔料及び水溶性樹脂を分散させる溶剤として水の他に、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％の範囲で含有させることにより乾燥時間の短縮を図ることができる。

また、インク２では、顔料に対してスチレン-マレイン酸共重合体の１価アルカリ金属塩、スチレン-マレイン酸-アクリル酸アルキルエステル共重合体の１価アルカリ金属塩のうち少なくとも１種の水溶性樹脂を顔料の含有量に対して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。

すなわち、このインク２では、２価アルコール系溶剤及び水溶性樹脂を選定し、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。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。

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。

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、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、インク２を吐出する手段となるヘッドチップ２７が色毎にインク流路２６を沿って記録紙Ｐの幅方向に並設されている。１つのヘッドチップ２７は、後述するノズル３２ａを複数設けられている。

ヘッドチップ２７は、図３に示すように、インク流路２６の一部を形成し、インク２を加熱する発熱抵抗体３１ａが設けられた回路基板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との間に設けられるフィルム３３とを有する。ヘッドチップ２７は、上面が回路基板３１で形成され、下面がノズルシート３２で形成され、側面がフィルム３３によって形成されたインク液室３４を有する。このインク液室３４には、発熱抵抗体３１ａと対向する位置にノズル３２ａが設けられている。

ヘッドチップ２７では、回路基板３１に形成された制御回路が発熱抵抗体３１ａを制御し、選択された発熱抵抗体３１ａ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、ヘッドチップ２７では、発熱抵抗体３１ａが急速に加熱され、発熱抵抗体３１ａ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、このインク液室３４内において、気泡ｂ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。

また、上述したヘッドチップ２７は、発熱抵抗体３１ａ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。

以上のような構成からなるヘッドカートリッジ３は、記録紙Ｐの幅方向に移動することなく、インク吐出ヘッド２３の記録紙Ｐの幅方向に並設されたノズル３２ａからインク２を吐出して一列毎に印刷を行うため、各ノズル３２ａのインク２を吐出する間隔は約７０００分の１秒程度と極めて短いものであり、高速印刷が可能である。また、この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である。そして、このインク吐出ヘッド２３には、複数のノズル３２ａを有するヘッドチップ２７が記録紙Ｐの幅方向に並設されていることによって、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。

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４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４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。プリンタ装置１は、外部からの操作命令により、各駆動機構５３，５４を駆動させ、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５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３１ａ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。

画像や文字を形成するインク２には、顔料及び水溶性樹脂を分散させる溶剤として水の他に、エーテル結合を有さない２価アルコール系溶剤が５重量％〜２０重量％の範囲で含有され、顔料の含有量に対してスチレン-マレイン酸共重合体の１価アルカリ金属塩、スチレン-マレイン酸-アクリル酸アルキルエステル共重合体の１価アルカリ金属塩のうち少なくとも１種の水溶性樹脂が０．３倍〜２倍の範囲で含有されていることによって、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ている。これにより、インク液滴ｉが記録紙Ｐ上に着弾した際には、顔料が記録紙Ｐに定着し、インク液滴ｉがすぐに乾燥するため、印画した記録紙Ｐが重なっても画像や文字が転写されたり、画像や文字が擦れても顔料が記録紙Ｐから欠落することなく、画像や文字の品位を維持することができる。また、このインク２では、顔料を用いているため、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。

また、インク２は、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ているので、上述したライン型のプリンタ装置のように、記録紙Ｐの幅方向に並設されたノズル３２ａから短い吐出間隔でインク２が吐出されても、顔料が記録紙Ｐに対して定着し、乾燥時間が短縮されているため、画像や文字の転写や擦れても顔料の欠落が防止でき、画像や文字の品位を維持することができる。

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、本発明を適用したインクを実際に調製したサンプルについて説明する。

〈サンプル１〉
サンプル１では、顔料として平均粒径が１２５ｎｍのＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ−１２２を４重量部と、水溶性樹脂として平均重量分子量が１００００のスチレン−マレイン酸共重合体（表１中にＡと示す。）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、溶剤としてエーテル結合を有さない２価アルコール系溶剤であるエチレングリコール（表１中にＥＧと示す。）を２０重量部と、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剤としてイオン交換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、スチレン−マレイン酸共重合体のナトリウム塩の含有量が顔料の含有量に対する０．３倍であり、多分散指数が０．１５であり、粘度が２．８Ｐａ・ｓであり、ｐＨが７．５であるインクを調製した。

〈サンプル２〉
サンプル２では、顔料の平均粒径を１３０ｎｍとし、スチレン−マレイン酸共重合体のナトリウム塩を８重量部とし、スチレン−マレイン酸共重合体のナトリウム塩の含有量が顔料の含有量に対して２倍としたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．２２であり、粘度が４．５Ｐａ・ｓであり、ｐＨが７．８のインクを得た。

〈サンプル３〉
サンプル３では、顔料の平均粒径を１４０ｎｍとし、水溶性樹脂として平均重量分子量が１００００のスチレン−マレイン酸共重合体のカリウム塩としたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．２８であり、粘度が２．９Ｐａ・ｓであり、ｐＨが８．２のインクを得た。

〈サンプル４〉
サンプル４では、顔料の平均粒径を８９ｎｍとし、水溶性樹脂として平均重量分子量が１００００のスチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体（表１中にＢで示す。）のナトリウム塩を用いたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．１８であり、粘度が３．２Ｐａ・ｓであり、ｐＨが８．５のインクを得た。

〈サンプル５〉
サンプル５では、顔料の平均粒径を１１０ｎｍとし、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体の平均重量分子量を２０００としたこと以外は、サンプル４と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．１５であり、粘度が２．３Ｐａ・ｓであり、ｐＨが８．２のインクを得た。

〈サンプル６〉
サンプル６では、顔料の平均粒径を１３５ｎｍとし、エチレングリコールの５重量部としたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．２１であり、粘度が２．０Ｐａ・ｓであり、ｐＨが７．５のインクを得た。

〈サンプル７〉
サンプル７では、顔料の平均粒径を１２０ｎｍとし、エーテル結合を有さない２価アルコール系溶剤にプロピレングリコール（１．２−プロパンジオール）（表１中にＰＧと示す。）を用いたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．１５であり、粘度が３．２Ｐａ・ｓであり、ｐＨが８．０のインクを得た。

〈サンプル８〉
サンプル８では、顔料の平均粒径を１４５ｎｍとし、エーテル結合を有さない２価アルコール系溶剤に１．３−ブタンジオール（表１中にＢｕと示す。）を用いたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．１６であり、粘度が２．９Ｐａ・ｓであり、ｐＨが８．２のインクを得た。

〈サンプル９〉
サンプル９では、顔料の平均粒径を５０ｎｍとし、エーテル結合を有さない２価アルコール系溶剤に１．５−ペンタンジオール（表１中にＰｅｎと示す。）を用いたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．１３であり、粘度が３．０Ｐａ・ｓであり、ｐＨが７．９のインクを得た。

〈サンプル１０〉
サンプル１０では、エーテル結合を有さない２価アルコール系溶剤にエチレングリコールとプロピレングリコールとを混合したものを用いたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．１６であり、粘度が３．２Ｐａ・ｓであり、ｐＨが８．５のインクを得た。

〈サンプル１１〉
サンプル１１では、顔料の平均粒径を１２０ｎｍとし、スチレン−マレイン酸共重合体のリチウム塩としたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．１５であり、粘度が２．９Ｐａ・ｓであり、ｐＨが７．８のインクを得た。

〈サンプル１２〉
サンプル１２では、顔料の平均粒径を１３０ｎｍとし、スチレン−マレイン酸共重合体のナトリウム塩の平均重量分子量を１１０００とした以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．１９であり、粘度が４．６Ｐａ・ｓであり、ｐＨが７．６のインクを得た。

〈サンプル１３〉
サンプル１３では、顔料の平均粒径を１２６ｎｍとし、スチレン−マレイン酸共重合体のナトリウム塩の平均重量分子量を１９００とした以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．１３であり、粘度が２．３Ｐａ・ｓであり、ｐＨが７．８のインクを得た。

〈サンプル１４〉
サンプル１４では、顔料の平均粒径を１３７ｎｍとし、スチレン−マレイン酸共重合体のアンモニウム塩とした以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．１５であり、粘度が３．６Ｐａ・ｓであり、ｐＨが８．２のインクを得た。

〈サンプル１５〉
サンプル１５では、顔料の平均粒径を１８０ｎｍとし、スチレン−マレイン酸共重合体のナトリウム塩を１．１重量部としたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、スチレン−マレイン酸共重合体のナトリウム塩の含有量が顔料の含有量に対して０．２７５倍であり、多分散指数が０．２５であり、粘度が３．５Ｐａ・ｓであり、ｐＨが８．５のインクを得た。

〈サンプル１６〉
サンプル１６では、顔料の平均粒径を１６７ｎｍとし、スチレン−マレイン酸共重合体のナトリウム塩を９重量部とし、スチレン−マレイン酸共重合体の含有量をナトリウム塩の顔料の含有量に対して２．２５倍としたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．１９であり、粘度が４．３Ｐａ・ｓであり、ｐＨが８．５のインクを得た。

〈サンプル１７〉
サンプル１７では、顔料の平均粒径を１３５ｎｍとし、水溶性樹脂としてポリアクリル酸（表１中にＣと示す。）のナトリウム塩を用いたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、ポリアクリル酸のナトリウム塩の含有量が顔料の含有量に対して０．３倍であり、多分散指数が０．２２であり、粘度が２．５Ｐａ・ｓであり、ｐＨが７．６のインクを得た。

〈サンプル１８〉
サンプル１８では、顔料の平均粒径を１４０ｎｍとし、水溶性樹脂としてヒドロキシエチルセルロール（表１中にＤと示す。）のナトリウム塩を用いたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、ヒドロキシエチルセルロールのナトリウム塩の含有量が顔料の含有量に対して０．３倍であり、多分散指数が０．１５であり、粘度が２．８Ｐａ・ｓであり、ｐＨが８．８のインクを得た。

〈サンプル１９〉
サンプル１９では、顔料の平均粒径を８６ｎｍとし、水溶性樹脂としてポリビニルアセタール（表１中にＥと示す。）のナトリウム塩を用いたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、ポリビニルアセタールのナトリウム塩の含有量が顔料の含有量に対して０．３倍であり、多分散指数が０．１３であり、粘度が３．６Ｐａ・ｓであり、ｐＨが８．７のインクを得た。

〈サンプル２０〉
サンプル２０では、顔料の平均粒径を１３８ｎｍとし、エチレングリコールを４重量部としたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．１４であり、粘度が２．２Ｐａ・ｓであり、ｐＨが７．５のインクを得た。

〈サンプル２１〉
サンプル２１では、顔料の平均粒径を１１１ｎｍとし、エチレングリコールを２１重量部としたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．１１であり、粘度が２．０Ｐａ・ｓであり、ｐＨが７．６のインクを得た。

〈サンプル２２〉
サンプル２２では、顔料の平均粒径を１３５ｎｍとし、エーテル結合を有さない２価アルコール系溶剤にトリエチンレングリコール（表１中にＴｒｉＥＧと示す。）を用いたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．１４であり、粘度が２．５Ｐａ・ｓであり、ｐＨが７．９のインクを得た。

〈サンプル２３〉
サンプル２３では、顔料の平均粒径を１３８ｎｍとし、エーテル結合を有さない２価アルコール系溶剤に１．６−ヘキサンジオール（表１中にＨｅｘと示す。）を用いたこと以外は、サンプル１と同様にしてインクを調整し、多分散指数が０．１７であり、粘度が３．５Ｐａ・ｓであり、ｐＨが７．７のインクを得た。

〈サンプル２４〉
サンプル２４では、トリエタノールアミンの代わりに酢酸を用いてｐＨを調整し、液性が酸性を示すようにしたこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調整し、ｐＨが６．９のインクを得た。なお、析出物が生じ、多分散指数及び粘度を測定することは不可能であった。

次に、以上のようにして得られたサンプル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、各サンプルのインク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、及び連続吐出性の試験を行った。

具体的に、擦過性は次のように評価した。印画後から１０分、６０分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。

連続吐出性は、次のようにして評価した。圧力発生素子を周波数１０ｋＨｚで駆動させ、連続して２億発インクを吐出して連続吐出試験を行った。インクの吐出の初期速度からの速度低下率が２０％いないの場合を○印で示し、２０％以上の速度低下があった場合には×印とした。

以下、表１に、各サンプルの水溶性樹脂、水溶性有機溶剤、顔料の組成についてまとめたものを示す。また、表２に各サンプルにおける印画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、連続吐出性について評価結果を示す。

表２に示す評価結果から、平均重量分子量が２０００及び１００００の水溶性樹脂を含有するサンプル１〜サンプル１１は、平均重量分子量が１１０００の水溶性樹脂を含有するサンプル１２及び平均重量分子量が１９００の水溶性樹脂を含有するサンプル１３に比べ、１０分後の擦過性が優れている。

サンプル１２及びサンプル１３では、水溶性樹脂の平均重量分子量が２０００未満であったり、１００００を越えるため、インクの乾燥時間を短縮化させることが困難である。これにより、サンプル１２及びサンプル１３では、印画後、１０分後に擦ると色残りが８０％未満となり、擦過性の評価が悪くなった。

これに対して、サンプル１〜サンプル１１は、平均重量分子量が２０００及び１００００の水溶性樹脂を含有しているため、インクの乾燥時間を短縮化することができるため、印画後、１０分後に擦っても色残りが８０％以上であり、１０分後の擦過性が優れている。

また、ナトリウム塩若しくはカリウム塩からなる水溶性樹脂を含有するサンプル１〜サンプル１１は、アンモニウム塩からなる水溶性樹脂を含有するサンプル１４に比べ、ノズル乾燥の評価が優れている。

サンプル１４は、アンモニウム塩からなる水溶性樹脂が含有されているため、インクを吐出しない状態でノズル表面が大気に曝されると、アンモニウムが揮発し、水溶性樹脂がインクに不溶となり、水溶性樹脂が析出してしまう。これにより、サンプル１４では、インクを吐出せず放置しておくと、不溶又は固化した水溶性樹脂により不吐出等の不具合が生じ、ノズル乾燥の評価が悪くなった。

これに対して、サンプル１〜サンプル１１では、１価アルカリ金属塩からなる水溶性樹脂が含有されているため、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。

また、インク中に含有されている水溶性樹脂が１．２重量％〜８重量％の範囲にある、すなわち顔料の含有量に対して０．３倍〜２倍含有されているサンプル１〜サンプル１１は、インク中に水溶性樹脂を１．１重量％含有、すなわち顔料の含有量に対して０．２７５倍含有させたサンプル１５に比べ、擦過性に優れている。また、サンプル１〜サンプル１１は、水溶性樹脂を９重量％含有、すなわち顔料の含有量に対して２．２５倍含有させたサンプル１６に比べ、１０分後の擦過性及び連続吐出性が優れている。

サンプル１５は、水溶性樹脂の含有量が顔料の含有量に対して０．３倍未満であり、水溶性樹脂の含有量が少なすぎて水溶性樹脂による顔料の紙に対する定着性を向上させ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欠落してしまう。これにより、サンプル１５では、擦過性の評価が悪くなった。

サンプル１６は、水溶性樹脂の含有量が顔料の含有量に対して２倍を越えているため、インクの粘度を高くなりすぎてノズルに詰まり、不吐出となったりして連続吐出性が悪くなった。

これらに対して、サンプル１〜サンプル１１は、水溶性樹脂の含有量が顔料の含有量に対して０．３倍〜２倍の範囲であることから、顔料の紙に対する定着性が向上し、インクの粘度が高くなりすぎないことから、擦過性及び連続吐出性に優れる。

また、紙に対する顔料の定着性を高めることが可能なスチレン−マレイン酸共重合体の１価アルカリ金属塩、又はスチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体の１価アルカリ金属塩の水溶性樹脂が少なくとも１種含有されているサンプル１〜サンプル１１は、これらの水溶性樹脂が含有されていないサンプル１７〜サンプル１９に比べて、擦過性、耐水性及び連続吐出性に優れている。

サンプル１７〜サンプル１９では、紙に対する顔料の定着性を高めることが可能なスチレン−マレイン酸共重合体の１価アルカリ金属塩、又はスチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体の１価アルカリ金属塩の水溶性樹脂が少なくとも１種含有されていないことから、顔料の紙に対する定着性が低く、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欠落してしまう。これにより、サンプル１７〜サンプル１９では、１０分後の擦過性や耐水性が悪くなった。水溶性樹脂としてポリビニルアセタールのナトリウム塩を用いていることにより、連続吐出性が悪くなった。

これらに対して、サンプル１〜サンプル１１では、水溶性樹脂としてスチレン−マレイン酸共重合体の１価アルカリ金属塩、又はスチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体の１価アルカリ金属塩の水溶性樹脂が含有されているため、紙に対する顔料の定着性が高められていることから、擦過性や耐水性に優れている。

また、２価アルコール系溶剤であるエチレングリコールの含有量がインク全体の５重量％又は２０重量％含有されているサンプル１〜サンプル１１は、エチレングリコールの含有量が４重量％のサンプル２０に比べて、ノズル乾燥の評価が優れている。

サンプル２０では、エチレングリコールの含有量がインク全体に対して４重量％と少ないため、顔料が沈殿し物性が劣化したり、エチレングリコールの保水能力が不足して、ノズルからインクを吐出しない状態でノズルが大気に曝されることにより、インクが乾燥し増粘したことで不吐出となったり不具合が生じ、ノズル乾燥の評価が悪くなった。

また、２価アルコール系溶剤であるエチレングリコールの含有量がインク全体の５重量％又は２０重量％含有されているサンプル１〜サンプル１１は、エチレングリコールの含有量が２１重量％のサンプル２１に比べて、１０分後の擦過性が優れている。

サンプル２１は、２価アルコール系溶剤であるエチレングリコールの含有量がインク全体に対して２１重量％と過剰であり、エチレングリコール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り、１０分後の擦過性の評価が悪くなった。

これらに対して、サンプル１〜サンプル１１では、２価アルコール系溶剤であるエチレングリコールの含有量がインク全体に対して５重量％又は２０重量％含有されていることから、インクの物性劣化が起こることや、インクの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、ノズル乾燥の評価及び擦過性に優れている。

また、エーテル結合を有しない２価アルコール系溶剤が含有されているサンプル１〜サンプル１１は、エーテル結合を有しない２価アルコール系溶剤が含有されていなサンプル２２及びサンプル２３に比べて、１０分後の擦過性が優れている。

サンプル２２及びサンプル２３は、乾燥時間の短縮化が可能なエーテル結合を有しない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り、１０分後の擦過性の評価が悪くなった。

これらに対して、サンプル１〜サンプル１１は、乾燥時間の短縮化が可能なエーテル結合を有しない２価アルコール系溶剤が含有されていることから、インクの乾燥時間を短縮化させることができ、擦過性に優れている。

サンプル２４は、ｐＨが６．９で酸性となっていることから、含有させた水溶性樹脂がインク中に析出し沈殿して、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。

以上のことから、インクを調製するに際して、スチレン-マレイン酸共重合体又はスチレン-マレイン酸-アクリル酸アルキルエステル共重合体の１価アルカリ金属塩のうち少なくとも１種からなる水溶性樹脂、エーテル結合を有しない２価アルコール系溶剤を選定し、水溶性樹脂の含有量や重量平均分子量、２価アルコール系溶剤の含有量等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ヘッドキャップを、前面側に移動させた状態を示す透視側面図である。

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、
顔料と、
水溶性樹脂と、
上記顔料及び上記水溶性樹脂を分散又は溶解させる水、水溶性有機溶剤を含む溶剤とを含有し、
上記水溶性樹脂は、スチレン-マレイン酸共重合体の１価アルカリ金属塩、スチレン-マレイン酸-アクリル酸アルキルエステル共重合体の１価アルカリ金属塩のうち少なくとも１種からなり、上記顔料の含有量に対して０．３〜２．０倍含有し、
上記水溶性有機溶剤は、少なくともエーテル結合を有さない２価アルコール系溶剤であり、５重量％〜２０重量％含有することを特徴とする記録液。
上記２価アルコール系溶剤は、エチレングリコール、１．２−プロパンジオール、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−ペンタンジオールうち少なくとも1種含有することを特徴とする請求項１記載の記録液。
１価アルカリ金属塩は、カリウム塩、ナトリウム塩、リチウム塩のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の記録液。
上記水溶性樹脂の重量平均分子量が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。
上記顔料の平均粒径が３０〜２００ｎｍであり、分散状態の多分散指数が０．３以下であり、粘度が１．５〜５ｍＰａｓであり、ｐＨが７〜１１とされていることを特徴とする請求項1記載の記録液。