JP2017217912A - インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット記録装置を長期間にわたって使用した際に、インクに多価金属イオンが溶出しても、記録ヘッドにおける多価金属イオンの析出が抑制され、連続吐出安定性が良好なインクジェット記録方法を提供する。
【解決手段】第１インク収容部、第２インク収容部、第１インク収容部から第２インク収容部へと水性インクを供給するチューブ、及び第２インク収容部と連通する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置を使用し、水性インクを記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法である。水性インクは、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、及びＡｌからなる群より選択される少なくとも１種の多価金属のイオン、及び下記一般式（１）で表される化合物を含有する。

【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録方法によれば、様々な記録媒体へ画像を記録することができる。そして、より良好な画像を得るため、例えば、光沢紙などに写真画質の画像を記録するのに適したインクや、普通紙などに文書を記録するのに適したインクなど、目的に応じた種々のインクが提案されている。

近年では、記録媒体として普通紙などを用い、文字や図表などを含むビジネス文書などの記録にもインクジェット記録方法が利用されており、このような用途への使用頻度が格段に高まってきている。
また、インクジェット記録方法の技術の発展に伴い、長期間の使用に耐えるべく、インクジェット記録装置の耐久性や信頼性を高めるとともに、記録可能枚数を増加させて高い生産性を実現することが要求されるようになっている。

生産性を高めるべく、例えば、インク収容部としてメインタンク及びサブタンクを設け、これらのタンクをインク供給チューブで連結した構成を有するインクジェット記録装置が知られている。サブタンクは、通常、キャリッジに搭載された記録ヘッドの上部に配置されている。このため、上記の構成を有するインクジェット記録装置で画像を記録する際には、その一端がメインタンクに接続され、かつ、その他端がサブタンクに接続されたインク供給チューブは、キャリッジの往復走査に伴って装置内を引き回されることになる。したがって、チューブの材質としては、キャリッジの往復走査に耐え得る柔軟性を有するものが選択される。特に近年、インクジェット記録装置の小型化が進んでおり、コンパクトなスペース内に装置の各部材を配置する必要がある。このため、チューブにはさらなる柔軟性が求められている。

インクジェット記録装置は種々の部材で構成されているため、インクが吐出される際には、インク収容部の筐体やバネなどの金属部材、また、インク供給チューブなどの各種の部材と接触することになる。すると、各種の部材に由来する成分がインクに溶出し、これがインク流路内に析出することで、吐出安定性が低下するという課題が生じることがある。

これに対し、耐薬品性に優れることからポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体（ＰＦＡ）などのフッ素系樹脂を上記部材に使用することが挙げられる。しかし、フッ素系樹脂は、チューブ、パッキン、及びブレードなどの可動部材又はゴム弾性を必要とする部材として使用する場合、十分な柔軟性や弾性を持たせることが難しい。一方、特許文献１〜４には、チューブなどに利用可能な材料として、各種の樹脂成形体が開示されている。

特許文献５には、インクジェット記録装置内のゴム部材などに由来する化合物がインクへ溶出することを防止するものとして、ジプロピレングリコールプロピルエーテルとアセチレングリコール系界面活性剤を含有するインクが開示されている。さらに、特許文献６には、インクジェット記録装置内のチューブの材質を工夫することで、チューブ部材からの２価金属イオンの溶出量を低減することが開示されている。

特開２００５−０１４４６４号公報 特開２００５−３０５６７２号公報 特開２００６−０４４２０１号公報 特開２００６−０４４０７４号公報 特開２００９−１５５６０４号公報 特開２００１−２６０３８０号公報

特定の材料で形成されたインク供給チューブを用いることで、柔軟性や弾性は改善し得るが、多価金属イオンの溶出の問題は残る。このように、インクジェット記録装置に用いられるインク供給チューブなどの部材に含まれる多価金属イオンに起因する、記録ヘッドからの吐出性の低下についての解決策が求められる。

したがって、本発明の目的は、メインタンク、サブタンク、及びこれらのタンクを連結するインク供給チューブを備えたインクジェット記録装置を長期間にわたって使用した場合に生ずる課題を解決することにある。すなわち、上記のインクジェット記録装置を長期間にわたって使用した際に、インクに多価金属イオンが溶出しても、記録ヘッドにおける多価金属イオンの析出が抑制され、連続吐出安定性が良好なインクジェット記録方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、前記インクジェット記録方法に用いられるインクジェット記録装置を提供することにある。

上記の目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明によれば、第１インク収容部、第２インク収容部、前記第１インク収容部から前記第２インク収容部へと水性インクを供給するチューブ、及び前記第２インク収容部と連通する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置を使用し、前記水性インクを前記記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、前記水性インクが、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、及びＡｌからなる群より選択される少なくとも１種の多価金属のイオン、及び下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とするインクジェット記録方法が提供される。

（前記一般式（１）中、Ｍはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムを表す）

本発明によれば、メインタンク、サブタンク、及びこれらのタンクを連結するインク供給チューブを備えたインクジェット記録装置を長期間にわたって使用した場合に生ずる課題を解決することができる。すなわち、上記のインクジェット記録装置を長期間にわたって使用した際に、インクに多価金属イオンが溶出しても、記録ヘッドにおける多価金属イオンの析出が抑制され、連続吐出安定性が良好なインクジェット記録方法を提供することができる。また、本発明によれば、前記インクジェット記録方法に用いられるインクジェット記録装置を提供することができる。

本発明のインクジェット記録装置の一実施形態を模式的に示す斜視図である。 インク供給系の一例を示す模式図である。

以下に、好ましい実施の形態を挙げて、さらに本発明を詳細に説明する。なお、本発明においては、化合物が塩である場合は、インク中では塩はイオンに解離して存在しているが、便宜上、「塩を含有する」と表現する。また、インクジェット用の水性インクのことを、単に「インク」、第１インク収容部のことを「メインタンク」、第２インク収容部のことを「サブタンク」と記載することがある。また、物性値は、特に断りのない限り、常温（２５℃）における値とする。また、本発明のインクは水性インクであるので、本発明における「ｍｏｌ／ｇ」の単位は、インクの比重を「１ｇ／ｍＬ」として算出している。

インクジェット記録装置によりインクが吐出される際には、装置を構成する各種部材にインクが接触することで、当該部材に由来する成分がインクに溶出するおそれがある。例えば、インクジェット記録装置における第１インク収容部（メインタンク）と第２インク収容部（サブタンク）とを繋ぐインク供給チューブからは、多価金属イオンがインクに溶出するおそれがある。そのような多価金属イオンとして、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、及びＡｌなどの多価金属のイオンが挙げられる。具体的には、インク供給チューブとして、アクリル系熱可塑性エラストマーで形成されたチューブを用いた場合、Ｆｅ、Ｚｎ、Ａｌなどの多価金属のイオンがインクに溶出するおそれがある。アクリル系熱可塑性エラストマー製のチューブには、加硫の代替として、Ｆｅ、Ｚｎ、Ａｌなどの多価金属のイオンが用いられる場合があるためである。また、インク供給チューブとして、シリコーンゴムで形成されたチューブを用いた場合、Ｃａ、Ｆｅ、及びＡｌなどの多価金属のイオンがインクに溶出するおそれがある。シリコーンゴムには、その原料として合成シリカや粉砕シリカが使用されており、それら原材料には不純物としてＣａ、Ｆｅ、及びＡｌなどが含まれている場合があるためである。

多価金属イオンの溶出源はインク供給チューブだけに限られず、例えば、インク収容部などの筐体部材から溶出することも考えられる。具体的には、インク収容部の筐体部材として、成形性が良いことから熱可塑性樹脂が一般的に用いられるが、ガスバリア性の観点から、無機フィラーを含有する熱可塑性樹脂などのコンポジット材料が用いられることがある。この場合も、インク供給チューブと同様に、前記コンポジット材料とインクとの接触により、多価金属イオンが不純物としてインクに溶出するおそれがある。また、インク収容部に負圧調整などのために設けられるバネなどの金属部材がインクと接触すると、多価金属イオンがインクに溶出する場合がある。

インクに溶出した多価金属イオンは、その一部がインク流路内や記録ヘッド内で析出する場合がある。特に、多価金属イオン由来の析出物が記録ヘッドの吐出口付近に付着すると、吐出安定性の低下を引き起こす。この課題は、多価金属イオンの含有量（ｐｐｍ）が１０ｐｐｍ超となる程度に多い場合に生じやすい。

この問題は、記録ヘッドのインク吐出方式として、熱エネルギーをインクに付与して吐出する方式を用いた場合に特に顕著に生じる。さらに、例えば、Ｃａイオンなどは低温であるほど溶解度が高いという性質を有する。そのため、室温付近であるインク供給チューブ内ではＣａイオンが溶出しやすく、溶存可能な量も多い。記録ヘッドのインク吐出方式として、熱エネルギーをインクに付与して吐出する方式を用いた場合、高温となる記録ヘッド内では多価金属イオンの溶解度が下がるため、多価金属イオン由来の析出物が発生しやすい。したがって、インクジェット記録装置の構成上、記録ヘッド内で問題を引き起こすおそれがある。

本発明者らは、後述する一般式（１）で表される化合物を含有する水性インクを用いることにより、多価金属イオンがインクに溶出した場合にも記録ヘッド内での多価金属イオンの析出を抑制し、インクの吐出安定性が損なわれないことを見出した。このような効果が得られるメカニズムは以下のように推測される。一般式（１）で表される化合物は、他の色材と比較して特異的に多価金属イオンと配位すると考えられる。多価金属イオンと一般式（１）で表される化合物との水溶液の吸光度は、多価金属イオンを含まない一般式（１）で表される化合物のみの水溶液の吸光度と比較して、長波長吸収の増大が確認される。これは多価金属イオンと一般式（１）で表される化合物との相互作用により、一般式（１）で表される化合物の吸収バンド幅が広がり、結果的に吸光度における長波長吸収の増大を生じたと考えられる。また、この長波長吸収の増大は、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びＺｎなどの第四周期元素のイオンを含有した場合に、より顕著に観られる。このことから、多価金属イオンと一般式（１）で表される化合物との配位は、多価金属イオンのイオン半径や分子量と相関関係を有すると推察される。特に、インクへの溶出量が多いＣａ、Ｆｅが、一般式（１）で表される化合物によって安定に配位されると、吐出安定性の低下を特に効果的に抑制することができる。

以上により、本発明によれば、インクジェット記録装置に用いられる部材によらず、また、吐出方式に依存することなく、後述する一般式（１）で表される化合物を含有する水性インクを用いることにより、上述の目的を達成することができる。すなわち、本発明によれば、インク供給チューブなどの部材から多価金属イオンがインクに溶出した場合においても、記録ヘッド内での多価金属イオンの析出を抑制し、インクの吐出安定性の低下を抑制することができる。

以下、本発明のインクジェット記録方法、このインクジェット記録方法で好適に用いることができるインクジェット記録装置、記録ヘッド、及び水性インクなどについてそれぞれ説明する。

＜インクジェット記録装置の概略構成＞
本発明のインクジェット記録方法は、第１インク収容部、第２インク収容部、インク供給チューブ、及び第２インク収容部と連通する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置を使用する記録方法である。インク供給チューブは、第１インク収容部から第２インク収容部へと水性インクを供給するチューブである。以下、本発明のインクジェット記録方法及びそれに用いるインクジェット記録装置の詳細について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明のインクジェット記録装置の一実施形態を模式的に示す斜視図である。図１に示す実施形態のインクジェット記録装置は、Ｘ方向（主走査方向）に記録ヘッドを往復走査させて記録動作を行う、いわゆるシリアル方式のインクジェット記録装置である。記録媒体１０１は、搬送ローラ１０７によってＹ方向（副走査方向）へと間欠的に搬送される。キャリッジ１０３に搭載された記録ユニット１０２は、記録媒体１０１の搬送方向であるＹ方向と直交するＸ方向（主走査方向）に往復走査される。そして、記録媒体１０１のＹ方向への搬送と、記録ユニット１０２のＸ方向への往復走査によって、記録動作が行われる。

図２は、インク供給系の一例を示す模式図である。図２に示すように、記録ユニット１０２は、供給されるインクを複数の吐出口から吐出するインクジェット方式の記録ヘッド２０３と、第２インク収容部としてのサブタンク２０２とで構成されている。この記録ユニット１０２は、図１に示すようにキャリッジ１０３に搭載されている。キャリッジ１０３は、Ｘ方向に沿って配置されたガイドレール１０５に沿って移動可能に支持されており、ガイドレール１０５と並行に移動する無端ベルト１０６に固定されている。無端ベルト１０６は、モータの駆動力によって往復運動する。無端ベルト１０６の往復運動によって、キャリッジ１０３がＸ方向に往復走査される。

図２に示すように、メインタンク収容部１０８の内部には、第１インク収容部としてのメインタンク２０１が収納されている。メインタンク収容部１０８内のメインタンク２０１と、記録ユニット１０２のサブタンク２０２とは、インク供給チューブ１０４によって接続されている。インクは、メインタンク２０１からサブタンク２０２へとインク供給チューブ１０４を介して供給された後、記録ヘッド２０３の吐出口から吐出される。メインタンク、サブタンク、及びインク供給チューブは、いずれもインクの種類に対応した数で設けられる。

メインタンク２０１内に収容されたインク（ハッチングで示す）は、インク供給チューブ１０４を介してサブタンク２０２に供給された後、記録ヘッド２０３へと供給される。メインタンク２０１には、大気連通部としての気体導入チューブ２０４が接続されている。画像記録によってインクが消費されると、メインタンク２０１からサブタンク２０２へとインクが供給され、メインタンク２０１内のインクが減少する。そして、メインタンク２０１内のインクの減少に伴い、その一端が大気に開放されている気体導入チューブ２０４からメインタンク２０１内に空気が導入されることにより、インク供給系においてインクを保持するための内部負圧が略一定に保たれる。

メインタンク２０１に収容されたインクが減少した場合、第１バルブ２０６を作動させてインク供給チューブ１０４を閉塞した後、メインタンク２０１の蓋２０５を開放してメインタンク２０１にインクを注入する。第１バルブ２０６を作動させず、インク供給チューブ１０４を閉塞しない状態でメインタンク２０１の蓋２０５を開けると、インクを保持するための内部負圧が損なわれ、記録ヘッド２０３の吐出口からインクが漏れてしまう。また、メインタンク２０１にインクを注入する際には、第２バルブ２０７を作動させて気体導入チューブ２０４を閉塞した後、蓋２０５を開けるようにすることができる。このような構成とすることによって、メインタンク２０１から気体導入チューブ２０４の方向へとインクが流れるのを堰き止めることができる。好ましくは、第１バルブ２０６及び第２バルブ２０７を連動して作動させることで、インクの漏れをより確実に抑制することができる。

インク供給チューブ１０４は、キャリッジ１０３に搭載された記録ユニット１０２を構成するサブタンク２０２に接続している。このため、インク供給チューブ１０４は、キャリッジ１０３の往復走査に追従して装置内を引き回される。したがって、インク供給チューブ１０４を構成する材料としては、キャリッジ１０３の頻繁な往復走査に耐え得る柔軟性を有するものを選択して用いる必要がある。インク供給チューブ１０４を構成する材料と気体導入チューブ２０４を構成する材料は、同一であっても異なっていてもよい。但し、同じ材料及び特性のチューブを用いることが好ましい。

インク供給チューブとしては、樹脂製のチューブが好ましい。チューブを構成する樹脂は、単一の樹脂材料であっても、２種以上の樹脂材料の組み合わせであってもよい。また、各種の添加剤を配合した樹脂材料であってもよい。チューブの構造は、単層構造であっても積層構造であってもよい。チューブの構成材料としては、成形性、ゴム弾性、及び柔軟性に優れることから熱可塑性エラストマーが好ましい。熱可塑性エラストマーとしては、アクリル系、オレフィン系、ウレタン系、エステル系、スチレン系、塩化ビニル系などの樹脂を挙げることができる。なかでも、柔軟性及びゴム弾性に特に優れているため、アクリル系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマーが好ましい。樹脂材料に配合される添加剤としては、例えば、軟化剤、滑剤、界面活性剤、酸化防止剤、老化防止剤、接着付与剤、顔料などを挙げることができる。

チューブの内径や肉厚は、成形などの生産性、記録装置内で引き回される際の曲げ剛性、インク供給性、ガスバリア性などの観点から適宜に設定することができる。例えば、チューブの内径は１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。また、チューブの肉厚は０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

第１インク収容部及び第２インク収容部（筺体）は、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテルなどの熱可塑性樹脂；これらの熱可塑性樹脂の混合物や改質物などで形成することができる。特に、筐体のガスバリア性や強度の観点から、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、及びＳｉなどを含む化合物を無機フィラーとして含有する熱可塑性樹脂（コンポジット材料）が好適に用いられる。このようなコンポジット材料で形成された筐体が用いられる場合、インク供給チューブから溶出する多価金属イオンに加えて、さらに無機フィラーに由来する多価金属イオンが溶出するおそれがあるため、多価金属イオンの溶出源が増えることになる。但し、本発明に用いられる水性インクであれば、前述のコンポジット材料からの多価金属イオンの溶出に対しても有効に作用し得る。したがって、第１インク収容部及び第２インク収容部の少なくとも一方が、無機フィラーを含有する熱可塑性樹脂で形成されていることが好ましい。なお、筺体の内部には、インクを保持するための負圧を発生し得るインク吸収体を配設してもよい。インク吸収体としては、ポリプロピレンやポリウレタンなどの樹脂製の繊維を圧縮したものが好ましい。また、筐体の内部にインク吸収体を配設せず、筺体の内部にインクを直接収容してもよい。インク吸収体を配設しない場合には、バネなどの金属部材により負圧を調整する機構を設けることができる。

図２に示す実施形態の記録ユニット１０２は、記録ヘッド２０３とサブタンク２０２で構成されている。サブタンクが装着され、かつ、記録ヘッドが組み込まれたヘッドカートリッジである記録ユニットがキャリッジに装着されていてもよい。また、サブタンクと記録ヘッドが一体的に構成された記録ユニットがキャリッジに装着されていてもよい。本発明においては、図１及び２に示すように、第２インク収容部であるサブタンク２０２と記録ヘッド２０３が一体的に構成されたカートリッジ形態の記録ユニット１０２が、キャリッジ１０３に装着されていることが好ましい。なかでも、第２インク収容部であるサブタンクが熱可塑性樹脂で形成された筺体であるとともに、記録ヘッドを備えた記録素子基板が、放熱板などの他の部材を介在させることなくサブタンクに直接貼り合わされていることが好ましい。

記録ヘッドのインク吐出方式としては、ピエゾ素子などにより力学的エネルギーをインクに付与して吐出する方式や、電気熱変換体などにより熱エネルギーをインクに付与して吐出する方式などがある。本発明においては、熱エネルギーをインクに付与して吐出する方式を採用することが好ましい。特に、本発明の効果は、記録ヘッドが熱エネルギーの作用により水性インクを吐出する方式においても、有効に発揮され得る。前述したように、Ｃａイオンなどの多価金属イオンは高温になると溶解度が低下する傾向にあるため、多価金属イオンが析出しやすい状況とはなるが、このような状況においても、本発明に用いられる水性インクは有効に作用し得る。

＜水性インク＞
本発明のインクジェット記録方法では、水性インクを記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録する。水性インクは、特定の多価金属イオン、及び一般式（１）で表される化合物を含有する。以下、水性インクの詳細について説明する。

（一般式（１）で表される化合物）
水性インクは、下記一般式（１）で表される化合物を色材として含有する。インク中の一般式（１）で表される化合物の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上１０．０質量％以下が好ましい。インク中の一般式（１）で表される化合物の含有量（質量％）は、画像の発色性と多価金属イオンの析出抑制の観点から１．０質量％以上であることがより好ましく、また、インクの吐出性の観点から５．０質量％以下であることがより好ましい。

（前記一般式（１）中、Ｍはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムを表す）

アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、及びカリウムなどを挙げることができる。有機アンモニウムとしては、メチルアミン及びエチルアミンなどの炭素数１以上３以下のアルキルアミン類；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、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、及びトリイソプロパノールアミンなどの炭素数１以上４以下のモノ、ジ又はトリアルカノールアミン類などを挙げることができる。

一般式（１）で表される化合物は７個のスルホン酸基を有する。インク中にナトリウムイオンが存在すると、スルホン酸基はイオン解離しやすくなり、一般式（１）で表される化合物が多価金属イオンに配位しやすくなることがわかった。本発明者らがさらに検討を進めた結果、以下の条件を満たす場合に、一般式（１）で表される化合物の溶解度が高まり、多価金属イオンに配位しやすくなるので、吐出安定性の低下をより効果的に抑制することができることを見出した。

具体的には、インクがナトリウムイオンを含有するとともに、インク中のナトリウムイオンの含有量が、一般式（１）で表される化合物の含有量に対するモル比率で、１．０倍以上であることが好ましい。前記モル比率は、５．０倍以上であることがより好ましく、７．０倍以上であることがさらに好ましく、また、２０．０倍以下であることが好ましく、１０．０倍以下であることがさらに好ましい。このモル比率は、インク中のナトリウムイオン及び一般式（１）で表される化合物の含有量（モル数）を、インクの単位質量（又は単位体積）当たりの値として求め、それらの比から算出することができる。インク中のナトリウムイオンの含有量はイオンクロマトグラフィーなどの常法により測定することができる。また、インク中の一般式（１）で表される化合物の含有量は、高速液体クロマトグラフィーなどの常法により測定することができる。

インクにナトリウムイオンを含有させるためには、例えば、イオン解離によってナトリウムイオンを生じる化合物をインクに添加すればよい。また、ナトリウムイオンをスルホン酸基のカウンターイオンとして有する、一般式（１）で表される化合物をインクに含有させた場合であっても、同様の効果を得ることができる。インク中のナトリウムイオンの含有量（ｍｏｌ／ｇ）は、１．０×１０^-6ｍｏｌ／ｇ以上１．０×１０^-3ｍｏｌ／ｇ以下であることが好ましい。この値はインク１ｇ当たりの含有量を示す。

一般式（１）で表される化合物における７個のスルホン酸基のうち、２０％以上１００％以下がナトリウム塩型であることが好ましい。この割合は、７個のスルホン酸基のうち、平均で１．４個以上７．０個以下がナトリウム塩型であることを意味する。一般式（１）で表される化合物の１分子についてのスルホン酸基のカウンターイオンを知るのが難しい場合には、便宜上、インクの単位質量（又は単位体積）当たりの割合として算出すればよい。なお、一般式（１）で表される化合物が、ナトリウム塩とその他の塩との混合塩である場合、溶解性の観点から、その他の塩はリチウム塩であることが好ましい。

一般式（１）で表される化合物の好適例を遊離酸型で表すと、以下に示す例示化合物１及び２を挙げることができる。本発明においては、以下に示す例示化合物のなかでも例示化合物１が好ましい。

水性インクには、一般式（１）で表される化合物に加えて、他の色材を併用することができる。他の色材の具体例としては、直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料、食用染料などを挙げることができる。なかでも、アニオン性基を有する染料を用いることが好ましい。染料骨格の具体例としては、アゾ、トリフェニルメタン、フタロシアニン、アザフタロシアニン、キサンテン、アントラピリドンなどを挙げることができる。

（多価金属イオン）
水性インクは、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、及びＡｌからなる群より選択される少なくとも１種の多価金属のイオンを含有する。そのなかでも、多価金属イオンへの前記一般式（１）で表される化合物の配位が生じやすいため、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びＺｎからなる群より選択される少なくとも１種の多価金属のイオンが好ましい。特に、Ｃａ、及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１種の多価金属のイオンが好ましい。インク中の多価金属イオンの含有量（ｐｐｍ）は、インク全質量を基準として、１０ｐｐｍ超、特に１０．１ｐｐｍ以上である場合、本発明の課題が生じやすい。一方、本発明のインクジェット記録方法により、記録ヘッドにおける多価金属イオンの析出を有効に抑制できるように、インク中の多価金属イオンの含有量（ｐｐｍ）は、インク全質量を基準として、１０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。なかでも、インク中の多価金属イオンの含有量（ｐｐｍ）は、１００ｐｐｍ以下であることがさらに好ましい。

（アルキレンオキサイド基を分子中に３個以上有する水溶性有機溶剤）
水性インクは、エチレンオキサイド基及びプロピレンオキサイド基の少なくとも一方のアルキレンオキサイド基を分子中に３個以上有する水溶性有機溶剤を含有することが好ましい。炭素数が２又は３という低炭素数のアルキレンオキサイド基は、多価金属イオンをトラップしやすい構造である。したがって、一般式（１）で表される化合物とアルキレンオキサイド基を分子中に３個以上有する水溶性有機溶剤とを併用することで、吐出安定性の低下をより効果的に抑制することができる。アルキレンオキサイド基は１５個以下であることが好ましい。インク中の前記アルキレンオキサイド基を分子中に３個以上有する水溶性有機溶剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、１．０質量％以上３０．０質量％以下であることが好ましい。なかでも、５．０質量％以上２５．０質量％以下であることが特に好ましい。

前記アルキレンオキサイド基を分子中に３個以上有する水溶性有機溶剤としては、例えば、トリエチレングリコール、数平均分子量２００〜６００程度のポリエチレングリコールなどの（ポリ）エチレングリコール類；トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコールなどの（ポリ）プロピレングリコール類；トリ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ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル類が挙げられる。なかでも、トリエチレングリコール、数平均分子量２００のポリエチレングリコール、トリ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ブチルエーテルが好ましく、これらのうち２種以上を併用することも好ましい。

（水性媒体）
水性インクは、水性媒体として少なくとも水を含有する。水性インクには、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を含有させることができる。水としては、脱イオン水やイオン交換水を用いることが好ましい。インク中の水の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、４０．０質量％以上９５．０質量％以下であることが好ましく、５０．０質量％以上９５．０質量％以下であることがさらに好ましい。水溶性有機溶剤は、水溶性であれば特に制限はなく、アルコール、多価アルコール、ポリグリコール、グリコールエーテル、含窒素極性溶媒、及び含硫黄極性溶媒などを用いることができる。インク中の水溶性有機溶剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、１．０質量％以上５０．０質量％以下であることが好ましい。この含有量は、上述したアルキレンオキサイド基を分子中に３個以上有する水溶性有機溶剤を用いる場合は、それを含めた含有量である。

（その他の成分）
水性インクは、上記した成分以外にも必要に応じて、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの多価アルコール類や、エチレン尿素などの尿素誘導体などの、常温で固体の水溶性有機化合物を含有してもよい。さらに、水性インクには、必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、及び樹脂などの種々の添加剤を含有させてもよい。なかでも、プロキセルＧＸＬ（アビシア製）などの防黴剤は、インクに保存安定性などの特性を付与するために特に好適に使用することができる。

（水性インクの物性）
インクの２５℃での粘度は、１．０ｍＰａ・ｓ以上５．０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、１．０ｍＰａ・ｓ以上３．０ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましく、２．０ｍＰａ・ｓ以上２．６ｍＰａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。インクの２５℃での静的表面張力は、２５ｍＮ／ｍ以上４５ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。また、インクの２５℃でのｐＨは、５以上９以下であることが好ましい。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。なお、成分量に関して「部」及び「％」と記載しているものは特に断らない限り質量基準である。

＜色材の合成＞
（化合物Ａ−１）
国際公開第２００６／０５１８５０号の記載を参考にして、遊離酸型として下記の構造式（Ａ）で表される化合物を合成した。その後、常法にしたがってイオン交換を行い、遊離酸型として下記の構造式（Ａ）で表され、スルホン酸基の１００％がナトリウム塩型である色材（この色材を「化合物Ａ−１」と記載する）を得た。

（化合物Ａ−２）
化合物Ａ−１のナトリウム塩型のアニオン性基の一部を後述する方法でリチウム塩型にイオン交換した。これにより、遊離酸型として上記の構造式（Ａ）で表され、スルホン酸基の２０％がナトリウム塩型であるとともに、８０％がリチウム塩型である色材（この色材を「化合物Ａ−２」と記載する）を得た。イオン交換は、化合物Ａ−１を含有する水溶液について、水酸化ナトリウムの添加によるｐＨ調整、塩化リチウムの添加による塩析、２−プロパノールによる洗浄を適宜繰り返す手順を採用した。その間に、イオンクロマトグラフィーによりリチウムイオンの含有量を定量することで、所望のカウンターイオンの割合となるように調整した。

（化合物Ａ−３）
化合物Ａ−１のナトリウム塩型のアニオン性基の一部を先述した方法でリチウム塩型にイオン交換した。これにより、遊離酸型として上記の構造式（Ａ）で表され、スルホン酸基の１０％がナトリウム塩型であるとともに、９０％がリチウム塩型である色材（この色材を「化合物Ａ−３」と記載する）を得た。

（化合物Ｂ）
特開２００５−１３９４２７号公報を参考にして、遊離酸型として下記の構造式（Ｂ）で表される化合物を合成した。その後、常法にしたがってイオン交換を行い、スルホン酸基の１００％がナトリウム塩型である色材（この色材を「化合物Ｂ」と記載する）を得た。

（化合物Ｃ）
国際公開第２００７／０７７９３１号の記載を参考にして、遊離酸型として下記の構造式（Ｃ）で表される化合物を合成した。その後、常法にしたがってイオン交換を行い、スルホン酸基の１００％がナトリウム塩型である色材（この色材を「化合物Ｃ」と記載する）を得た。

（化合物Ｄ）
国際公開第２００５／１０８５０２号の記載を参考にして、遊離酸型として下記の構造式（Ｄ）で表される化合物を合成した。その後、常法にしたがってイオン交換を行い、スルホン酸基の１００％がナトリウム塩型である色材（この色材を「化合物Ｄ」と記載する）を得た。

＜インクの調製＞
表１の上段に示す各成分（単位：％）を混合して十分に撹拌した後、ポアサイズ０．２μｍのフィルターにて加圧ろ過を行い、各インクを調製した。イオン交換水の「残量」は、成分の合計が１００．０％となる残量である。表１中、ポリエチレングリコールに付した数値は数平均分子量である。「アセチレノールＥ１００」は、川研ファインケミカル製の界面活性剤（アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物、エチレンオキサイド基の付加モル数は１０）の商品名である。表１の下段には調製したインク中の多価金属イオンの含有量（ｐｐｍ）を示した。また、表１の下段には、インク中のナトリウムイオンの含有量の、色材の含有量に対するモル比率を「ナトリウムイオンのモル比率（倍）」として示した。インク８及び１０の調製の際には、表１の下段に示すナトリウムイオンのモル比率となる量の酢酸ナトリウムを使用した。

上記では、本実施例で使用したインクジェット記録装置を長期間にわたって使用した場合に起こり得る、当該装置を構成する部材からの多価金属イオンの溶出を想定し、インクを調製する際に多価金属塩を用いることで、多価金属イオンを含有するインクを得た。多価金属塩には、硫酸カルシウム、塩化鉄（III）、グルコン酸銅、硫酸亜鉛、炭酸マグネシウム、及び硝酸アルミニウムを用いた。

＜チューブの準備＞
特開２０１２−０５１３６８号公報に記載された方法に準じて、内径２ｍｍ、外径４ｍｍの樹脂製のチューブを準備した。

＜インク収容部＞
第１インク収容部、及び第２インク収容部の両方を、以下の材料を用いて金型成型により作製した。表２中、「フィラー」の項目の「あり」及び「なし」は、それぞれ以下のフィラーを含んで構成される樹脂を示す。
・フィラーあり：ポリフェニレンエーテル及びポリエチレンのコンポジット樹脂。この樹脂は１７％の無機フィラー（アルミニウム系化合物）を含有する。
・フィラーなし：ポリフェニレンエーテル及びポリエチレンのコンポジット樹脂。この樹脂は無機フィラーを含有しない。

＜評価＞
インク、第１インク収容部、及び第２インク収容部を、表２の「評価条件」欄に示す組み合わせで使用し、評価した。本実施例においては、以下に示す評価基準で、「ＡＡ」、「Ａ」、及び「Ｂ」を許容できるレベルとし、「Ｃ」及び「Ｄ」を許容できないレベルとした。評価結果を表２の右側に示す。

図１に示す主要部の構成を有するとともに、図２に示す構成のインク供給系を組み込んだインクジェット記録装置を用意した。サブタンク２０２は、熱可塑性樹脂で形成された筺体に、熱エネルギーを付与してインクを吐出する記録ヘッド２０３を備えた記録素子基板を貼り合わせた形態とした。メインタンク２０１とサブタンク２０２を接続するチューブ（インク供給チューブ１０４）の長さは７００ｍｍとした。そして、調製した各インクをメインタンク２０１に注入した。

本実施例においては、１／６００インチ×１／６００インチの単位領域に、１滴当たりの質量が５ｎｇであるインク滴を２滴付与する条件で記録したベタ画像の記録デューティを１００％と定義した。Ａ４サイズのＰＰＣ用紙（商品名「ＧＦ−５００」、キヤノン製）の全面に、記録デューティが１０％であるベタ画像を１０枚分記録した後、１時間記録を休止し、その後ノズルチェックパターンを１枚記録する、というサイクルを繰り返した。そして、所定枚数のベタ画像を記録した後のノズルチェックパターンを目視で確認し、以下に示す評価基準にしたがって吐出安定性を評価した。
ＡＡ：ベタ画像を３，０００枚分記録した後のノズルチェックパターンに乱れがなかった。
Ａ：ベタ画像を２，０００枚分記録した後のノズルチェックパターンに乱れはなかったが、３，０００枚分記録した後のノズルチェックパターンに乱れがあった。
Ｂ：ベタ画像を１，０００枚分記録した後のノズルチェックパターンに乱れはなかったが、２，０００枚分記録した後のノズルチェックパターンに乱れがあった。
Ｃ：ベタ画像を１，０００枚分記録した後のノズルチェックパターンに乱れがあった。
Ｄ：ベタ画像を５００枚分記録した後のノズルチェックパターンに乱れがあった。

Claims (8)

1. 第１インク収容部、第２インク収容部、前記第１インク収容部から前記第２インク収容部へと水性インクを供給するチューブ、及び前記第２インク収容部と連通する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置を使用し、前記水性インクを前記記録ヘッドから吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
   前記水性インクが、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、及びＡｌからなる群より選択される少なくとも１種の多価金属のイオン、及び下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とするインクジェット記録方法。
   

   

   （前記一般式（１）中、Ｍはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムを表す）
2. 前記多価金属が、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びＺｎからなる群より選択される少なくとも１種である請求項１に記載のインクジェット記録方法。
3. 前記多価金属が、Ｃａ、及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１種である請求項１又は２に記載のインクジェット記録方法。
4. 前記水性インクがさらに、ナトリウムイオンを含有するとともに、インク中の前記ナトリウムイオンの含有量が、前記一般式（１）で表される化合物の含有量に対するモル比率で、１．０倍以上である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
5. 前記水性インクがさらに、エチレンオキサイド基及びプロピレンオキサイド基の少なくとも一方のアルキレンオキサイド基を分子中に３個以上有する水溶性有機溶剤を含有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
6. 前記水溶性有機溶剤が、トリエチレングリコール、数平均分子量２００のポリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、及びテトラエチレングリコールモノブチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項５に記載のインクジェット記録方法。
7. 前記第１インク収容部、及び前記第２インク収容部の少なくとも一方が、無機フィラーを含有する熱可塑性樹脂で形成されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法に用いられるインクジェット記録装置であって、
   第１インク収容部、第２インク収容部、前記第１インク収容部から前記第２インク収容部へと水性インクを供給するチューブ、及び前記第２インク収容部と連通する記録ヘッドを備え、
   前記水性インクが、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、及びＡｌからなる群より選択される少なくとも１種の多価金属のイオン、及び下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とするインクジェット記録装置。
   

   

   （前記一般式（１）中、Ｍはそれぞれ独立に、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、又は有機アンモニウムを表す）

Images