【手続補正書】
【提出日】平成16年11月22日(2004.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  インクジェット記録用水性インク
【特許請求の範囲】
【請求項１】  表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上であり、かつ、溶存酸素量が４ｍｇ／Ｌ以下であることを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
【請求項２】  前記インクジェット記録用水性インクに含まれる着色剤が、顔料であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録用インク。
【請求項３】  前記インクジェット記録用水性インクが、ブラックインクであることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録用インク。
【請求項４】  前記ブラックインクに含まれる着色剤が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項３記載のインクジェット記録用インク。
【請求項５】  前記カーボンブラックが、表面に化学処理を施して水分散性を付与された自己分散型のカーボンブラックであることを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録用インク。
【請求項６】  前記インクジェット記録用水性インクに含まれる着色剤が、水溶性染料であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録用インク。
【請求項７】  記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録ヘッドのノズル面に接離可能に接触する吸引キャップと、前記吸引キャップを通じて前記記録ヘッド内部のインクを吸引する吸引ポンプ手段とからなる回復装置を有し、前記吸引ポンプの吸引圧力が−９０ｋＰａ以上−２０ｋＰａ以下の任意の圧力であるインクジェット記録装置に用いられるもの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水性インク。
【請求項８】  酸素を遮蔽する容器に収納されてい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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャープな画線部エッジによる高い記録品質を確保しつつ、良好なパージ回復性を有するインクジェット記録用水性インクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方法は、例えば、静電吸引方法；圧電素子を用いてインクに機械的振動又は変位を与える方法；インクを加熱することにより気泡を発生させ、この時に発生する圧力を利用する方法等のインク吐出方法により、インク滴を形成し、これらの一部又は全部を紙等の被記録材に付着させて記録を行うものである。
【０００３】
従来、このようなインクジェット記録方法に使用するインクジェット記録用インクとしては、有機溶媒を溶剤として使用した油性インクと、水を主溶剤として使用した水性インクとが開発されている。しかし、近年では、安全性や環境への配慮から開発の主流は水性インクとなっている。
【０００４】
一般的な水性インクを用いて、インクジェットプリンタにより記録を行う際には、インクのにじみのない、良好な記録品質を得るために、インクジェット専用紙が用いられることも少なくない。しかし、近年では、ランニングコストや環境への配慮からインクジェット専用紙に記録を行うよりも普通紙への記録需要が高まってきている。
【０００５】
普通紙に記録を行うと、インクジェット専用紙に記録を行った場合に比べて記録品質が著しく悪くなってしまう問題がある。すなわち、インクが紙中に浸透する際に紙の表面に沿ってインクが広がる、一般的ににじみといわれる現象によって、画線部のエッジがギザギザになってしまい、シャープな画線部エッジが得られないという問題を生じる。このため、一般的には、インクの表面張力を４０ｍＮ／ｍ以上にすることにより、にじみを抑え、シャープな画線部エッジを得る方法が用いられている。
【０００６】
一方、インクジェット記録装置では、図１に示すように、４個の記録ヘッド１が相互に整列してキャリッジ３上のホルダ４に配置され、４色の各インクカートリッジ２が４個の記録ヘッド１に対応してホルダ４に着脱可能に装着されている。キャリッジ３は、各記録ヘッド１を記録用紙５に対向させた状態でその記録用紙５の幅方向に移動するように、ガイドレール７、８に摺動可能に支持されている。キャリッジ３は、モータ９により駆動されるプーリ１０とプーリ１１間に掛け渡されたベルト１２により上記方向に往復移動される。記録用紙５は、キャリッジの移動方向と直交する方向に、搬送ローラ６により搬送される。各記録ヘッド１は、記録用紙５と対向した位置でその記録用紙に向けてインク滴を吐出し、記録を行う。
キャリッジ３が記録用紙５から外れた位置に移動したとき、記録ヘッド１と対向する位置に回復装置１３が設けられている。回復装置１３は、例えば、特開平１０−２５０１１３号公報等に開示されているように、記録ヘッド１のノズル面に接触可能な吸引キャップ１４と、上記吸引キャップ１４を通じて記録ヘッド内部のインクを吸引する吸引ポンプ１５とからなり、カム１６により吸引キャップ１４を記録ヘッド１に対し接離する方向に移動し、かつ吸引ポンプ１５を吸引駆動させる。この回復装置は、インクカートリッジ２を交換して新しいインクを記録ヘッド内部のインク流路へ導入したり、記録ヘッドのノズル内にゴミ等が付着又はインクが増粘してそれらを除去する必要が生じたりした際に、吸引キャップ１４を記録ヘッド１のノズル面に接触させて記録ヘッド内部のインクを吸引する、いわゆるパージ操作を行うものである。吸引したインクは、廃インク溜１７に排出する。
キャリッジ３が回復装置１３から更に外に移動したとき、４個の記録ヘッド１と対向する位置に保存キャップ１８が設けられている。保存キャップ１８は、非記録動作時に、４個の記録ヘッド１のノズル面を覆って、記録ヘッドのノズル内のインクが乾燥するのを防ぐ。
上記のような回復装置を用いてヘッドノズル側からの吸引によってパージ操作を行う際には、インク流路内にインクを高速で流すために乱流が起き、インクに溶け込んでいる気体成分から気泡が発生してしまう。また、インクカートリッジ交換時に、インクカートリッジとヘッドユニットとの接続部分から、インク流路に空気が混入することによってもインク流路に気泡が入り込んでしまう。このようにインク中の気泡がインク流路の壁面に付着して残留すると、インクジェットノズルからインクが吐出されなかったり、吐出が不安定になったりして、記録品質が著しく劣化してしまう。
【０００７】
これに対して、これらの気泡をインク流路から排出するためにインクの表面張力を４０ｍＮ／ｍよりも充分に低くして、インクとインク流路の壁面との濡れ性を充分に良くする方法が用いられる。インクとインク流路の壁面との濡れ性を充分に良くすることにより、インク流路に気泡が流入したり、インク流路で気泡が発生したりしても、速やかにインク流路の壁面と気泡との間にインクが入り込んで気泡がインク流路の壁面から剥離されてインクとともに排出されるため、インク流路の壁面に気泡が残留することがほとんどない。つまり、この場合剥離する力が、壁面に対する気泡の付着力よりも大きいと考えられる。
【０００８】
ここで、記録媒体上でのにじみを抑えてシャープな画線部エッジを得るために、表面張力を４０ｍＮ／ｍ以上にしたインクは、インクとインク流路の壁面との濡れ性が悪く、インク流路の気泡を排出するためにパージ操作を行っても、インク流路の壁面と気泡との間にインクが入り込み難いため、気泡はインク流路壁面に付着したまま剥離されず、なかなか排出されない。これは、剥離する力が、気泡の付着力よりも小さいためと考えられる。
【０００９】
すなわち、シャープな画線部エッジを得るために、インクの表面張力を高くすると、パージ回復性が悪化し、パージ回復性を改善するためにインクの表面張力を低くすると、シャープな画線部エッジが得られないため、シャープな画線部エッジと良好なパージ回復性とを両立することは非常に困難であるという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、シャープな画線部エッジによる高い記録品質を確保しつつ、良好なパージ回復性を有するインクジェット記録用水性インクを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上であり、かつ、溶存酸素量が４ｍｇ／Ｌ以下であるインクジェット記録用水性インクである。
また、本発明のインクジェット記録用水性インクに含まれる着色剤は、顔料である。
更に、本発明のインクジェット記録用水性インクは、ブラックインクである。
加えて、本発明のブラックインクに含まれる着色剤は、カーボンブラックである。
更に加えて、本発明のカーボンブラックは、表面に化学処理を施して水分散性を付与された自己分散型のカーボンブラックである。
また、本発明のインクジェット記録用水性インクに含まれる着色剤は、水溶性染料である。
また、本発明のインクジェット記録用水性インクは、記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録ヘッドのノズル面に接離可能に接触する吸引キャップと、前記吸引キャップを通じて前記記録ヘッド内部のインクを吸引する吸引ポンプ手段とからなる回復装置を有し、前記吸引ポンプの吸引圧力が−９０ｋＰａ以上−２０ｋＰａ以下の任意の圧力であるインクジェット記録装置に用いられるものである。
更に、本発明のインクジェット記録用水性インクは、酸素を遮蔽する容器に収納されているものである。
以下に本発明を詳述する。
【００１２】
本発明のインクジェット記録用水性インクは、表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上である。表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上であることにより、にじみを抑えて、シャープな画線部エッジを得ることができる。更に、表面張力の比較的高いインクであるため、画線部の濃度を高くすることが可能であり、画線部と非画線部とのコントラストを高くできる。
一方で、表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上であるインクは、一般にインク流路の壁面に対する濡れ性が悪く、インク流路の壁面と気泡との間に入り込みにくい、つまり気泡が剥離されにくいという問題点があった。
【００１３】
本発明者らは、本発明のインクジェット記録用水性インクの溶存酸素量を４ｍｇ／Ｌ以下とすることにより、表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上であっても良好なパージ回復性を得ることができることを見出した。４ｍｇ／Ｌ以下であると、パージ操作等でインクを減圧したときに発生する気泡中の酸素濃度が低く、インク流路の壁面に対する気泡の付着力が弱い。一方、４ｍｇ／Ｌを超えると、インクを減圧したときに発生する気泡中の酸素濃度が高く、インク流路の壁面に気泡が強く付着するので、パージ操作を行ってもなかなか剥離して排出できず、パージ回復性が悪くなる。これは、酸素がバイラジカルでもあり、非常に活性が高いため、酸素を含む気泡がインク流路の壁面に接触すると、気泡中の酸素がインク流路の壁面に反応しようとして強く付着するためと考えられる。
なお、従来は、特に溶存酸素量の管理や溶存酸素量を減量するための操作は行われておらず、インク中の溶存酸素量は４．５ｍｇ／Ｌ以上となっており、パージ操作によって酸素濃度の高い気泡を発生し、良好なパージ回復性を得ることができなかった。また、溶存酸素量が４．５ｍｇ／Ｌ以上でかつパージ回復性を満足するために、表面張力を４０Ｎ／ｍ未満にして濡れ性を良くし、記録媒体上での画線部エッジのシャープさを犠牲にしていた。これは、大気の成分が、窒素７８％、酸素２１％、その他１％であり、水に対する溶解性が、窒素０．０００６６ｍｏｌ／ｋｇ、酸素０．００１２７ｍｏｌ／ｋｇであることから、インク中に溶存している気体成分のほとんどは窒素と酸素であり、インク中から発生する気泡中には、必ず不活性な窒素とともに、非常に活性が高い酸素が含まれるためである。
【００１４】
インク中の溶存酸素量を４ｍｇ／Ｌ以下に減量する方法としては特に限定されず、例えば、超音波脱酸素法、真空脱酸素法、ガス透過性膜を用いた脱酸素法、加熱脱酸素法、酸素吸収剤を用いた吸収脱酸素法、酸素以外の気体で置換する置換法等を挙げることができる。なかでも、真空脱酸素法の一種であり、真空中でインクを薄膜状にする真空薄膜脱酸素法は、効率よくインク中の酸素を取り除くことができる。これらの溶存酸素量を減量する方法は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。これらの溶存酸素量を減量する方法を行うことによって、インク中の溶存酸素量は、０．５〜２．５ｍｇ／Ｌ程度にまで減量することができる。なお、溶存酸素量の測定方法としては特に限定されず、例えば、ＤＯ  ＭＥＴＥＲ  ＯＭ−１４（堀場製作所社製）を用いて測定することができる。
【００１５】
本発明のインクジェット記録用水性インクは、溶媒として水を含有する。
上記水としては、イオン交換水、蒸留水、純水、超純水等の純度の高い水であることが好ましい。
【００１６】
本発明のインクジェット記録用水性インクは、表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上であり、かつ、溶存酸素量が４ｍｇ／Ｌ以下であれば特に限定されず、上記水以外に、例えば、界面活性剤、着色剤、水溶性有機溶剤、浸透剤等を含有する。
【００１７】
上記界面活性剤は、本発明のインクジェット記録用インクの表面張力を調整してヘッド内部のインク流路の壁面への濡れ性を高めることを目的として使用される。
上記界面活性剤としては特に限定されず、例えば、エマール、ラテムル、レベノール、ネオペレックス、エレクトロストリッパー、ＮＳソープ、ＫＳソープ、ＯＳソープ、ペレックス、アンヒトール・シリーズ（以上、花王社製）、リポラン、Ｋリポラン、ライポン、サンノール、リポタックＴＥ、エナジコール、リパール、リオノール、ロータット・シリーズ（以上、ライオン社製）等のアニオン性界面活性剤；コータミン、サニゾール・シリーズ（以上、花王社製）、アーカード、エソカード、アーマック、デュオミン・シリーズ（以上、ライオン社製）等のカチオン性界面活性剤；エマルゲン、レオドール、レオドールスーパー、エマゾール、エマゾールスーパー、エキセル、エマノーン、アミート、アミノーン・シリーズ（以上、花王社製）、ドバノックス、レオコール、レオックス、ラオール、レオコン、ライオノール、カデナックス、リオノン、レオファット、エソファット、エソミン、エソデュオミン、エソマイド、アロモックス（以上、ライオン社製）等の非イオン性界面活性剤；アンヒトール・シリーズ（花王社製）、リポミン、エナジコール、アンフォラック・シリーズ（ライオン社製）等の両性界面活性剤等を挙げることができる。
上記界面活性剤は、単独で用いられてもよいし、２種以上が併用されてもよい。上記界面活性剤の配合量は、本発明のインクジェット記録用インクの表面張力に応じて決定され、分散剤を配合することにより表面張力が変わることがあるため、分散剤の配合による影響を考慮して決定する。
【００１８】
上記着色剤としては特に限定されず、例えば、顔料、染料等を挙げることができる。上記顔料及び染料は、それぞれ単独で用いられてもよいし、顔料同士、染料同士、又は、顔料と染料とを２種以上併用してもよい。
上記顔料としては水相に分散可能なものであれば特に限定されず、例えば、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用することができる。
上記無機顔料としては特に限定されず、例えば、カーボンブラック、酸化チタン、酸化鉄等を挙げることができる。上記有機顔料としては特に限定されず、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料；フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料；塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキ；ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック昼光蛍光顔料等を挙げることができる。更に、上記顔料を界面活性剤や高分子分散剤等で表面処理したものも使用することができ、例えば、グラフトカーボン等を挙げることができる。
【００１９】
なかでも、本発明のインクジェット記録用水性インクがブラックインクである場合には、カーボンブラックが最も一般的な顔料であり、例えば、界面活性剤等の分散剤を用いて水分散性を付与されたカーボンブラック、表面をカルボキシル化及び／又はスルホン化官能基等からなるように化学処理を施されて水分散性を付与された自己分散型のカーボンブラック等が好適に使用される。
上記カーボンブラックとしては特に限定されず、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を挙げることができ、市販されているものとしては、例えば、Ｎｏ．２５、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４７、Ｎｏ．５２、Ｎｏ．９００、Ｎｏ．２３００、ＭＣＦ−８８、ＭＡ６００、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１００（以上、三菱化学社製）;カラーブラック（Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ）ＦＷ１、カラーブラックＦＷ２、カラーブラックＦＷ２Ｖ、カラーブラックＦＷ１８、カラーブラックＦＷ２００、カラーブラックＳ１５０、カラーブラックＳ１６０、カラーブラックＳ１７０、プリンテックス（Ｐｒｉｎｔｅｘ）３５、プリンテックス１５０Ｔ、プリンテックスＵ、プリンテックスＶ、プリンテックス１４０Ｕ、プリンテックス１４０Ｖ、スペシャルブラック（ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ）６、スペシャルブラック５、スペシャルブラック４Ａ、スペシャルブラック４（以上、デグッサ社製）;レイヴァン（Ｒａｖｅｎ）７０００、レイヴァン５７５０、レイヴァン５２５０、レイヴァン５０００、レイヴァン３５００、レイヴァン２０００、レイヴァン１５００、レイヴァン１２５０、レイヴァン１２００、レイヴァン１１９０ＵＬＴＲＡ−ＩＩ、レイヴァン１１７０、レイヴァン１２５５（以上、コロンビア社製）;ブラックパールズ（Ｂｌａｃｋ Ｐｅａｒｌｓ）Ｌ、リーガル（Ｒｅｇａｌ）４００Ｒ、リーガル３３０Ｒ、リーガル６６０Ｒ、モウグル（Ｍｏｇｕｌ）Ｌ、モナク（Ｍｏｎａｒｃｈ）７００、モナク８００、モナク８８０、モナク９００、モナク１０００、モナク１１００、モナク１３００、モナク１４００、ヴァルカン（Ｖａｌｃａｎ）、キャボジェット（ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ）３００ブラック、キャボジェット２００ブラック（以上、キャボット社製）等を好適に使用することができる。
【００２０】
上記染料としては特に限定されず、例えば、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料等の水溶性染料を挙げることができる。なかでも、鮮明性、水溶性、安定性、耐光性等の性能を満たし、特にインクジェット記録用水性インクに対して好適なものとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、１９、３２、５１、７１、１０８、１４６、１５４、１６８；Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー６、２２、２５、７１、８６、９０、１０６、１９９；Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、４、１７、２８、８３、２２７；Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１２、２４、２６、８６、９８、１３２、１４２；Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ３４、３９、４４、４６、６０；Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレット４７、４８；Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラウン１０９；Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン５９；Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２、７、２４、２６、３１、５２、６３、１１２、１１８；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、２２、４０、５９、９３、１０２、１０４、１１３、１１７、１２０、１６７、２２９、２３４；Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、６、３２、３７、５１、５２、８０、８５、８７、９２、９４、１１５、１８１、２５６、２８９、３１５、３１７；Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１１、１７、２３、２５、２９、４２、６１、７１；Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ７、１９；Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット４９；Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック２；Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー１、３、５、７、９、２４、２５、２６、２８、２９；Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、２、９、１２、１３、１４、３７；Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット７、１４、２７；Ｃ．Ｉ．フードブラック１、２；Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド１８０等を挙げることができる。
【００２１】
上記顔料及び染料の配合量は、本発明のインクジェット記録用水性インク全量に対して一般に０．１〜２０重量％であり、好ましくは０．３〜１５重量％であり、より好ましくは０．５〜１０重量％である。
【００２２】
上記自己分散型顔料以外の顔料を着色剤として使用する場合には、顔料を分散する必要があり、適当な分散剤、水、水溶性有機溶剤及び必要に応じて他の添加剤とともに、従来公知の方法により分散処理する。
上記分散剤としては特に限定されず、例えば、高分子分散剤、界面活性剤等を挙げることができる。
上記高分子分散剤としては特に限定されず、例えば、ゼラチン、アルブミン等の蛋白質；トラガントゴム等の天然ゴム類；サポニン等のグルコシド類；メチルセルロース、カルボキシセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体；リグニンスルホン酸塩、セラック等の天然高分子；ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合物の塩、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合物の塩、スチレン−マレイン酸共重合物の塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合物の塩、β−ナフタレンスルホン酸ホリマリン縮合物のナトリウム塩、リン酸塩等の陰イオン性高分子；ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール等の非イオン性高分子等を挙げることができる。
上記界面活性剤としては特に限定されず、例えば、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類等の非イオン性界面活性剤を挙げることができる。
これらの分散剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記分散剤の配合量は、本発明のインクジェット記録用インク全量に対して０．０１〜２０重量％であることが好ましい。
【００２３】
上記顔料の分散に用いる分散機としては特に限定されず、一般的な分散機を用いることができ、例えば、ボールミル、ロールミル、ビーズミル、サンドミル等を挙げることができる。なかでも、高速型のビーズミルが好ましい。
【００２４】
上記水溶性有機溶剤は、主としてインクジェットヘッドの先端部における、水分の蒸発によるインクからの固形分の析出の発生及びインクの乾固の防止を目的として使用されるものであり、揮発性が低く、染料溶解性の高いものであることが好ましい。
上記水溶性有機溶剤としては特に限定されず、例えば、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、ポリ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、ポリプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，５−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；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、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプ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、チオジエタノール等の含硫黄化合物等を挙げることができる。これらの水溶性有機溶剤は単独で用いられてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
【００２５】
上記水溶性有機溶剤の配合量は、本発明のインクジェット記録用インク全量に対して５〜４０重量％であることが好ましい。５重量％未満であると、湿潤作用が不充分となり、インク中の水分が蒸発したときに固形分の析出やインクの乾固等の問題が生じることがある。４０重量％を超えると、インクが必要以上に粘度上昇し、吐出不能となったり、記録媒体上での乾燥が極端に遅くなったりする等の問題を生じることがある。より好ましくは７〜４０重量％、更に好ましくは１０〜３０重量％である。
【００２６】
上記浸透剤は、本発明のインクジェット記録用インクの浸透性を制御する目的で使用されるものであり、例えば、多価アルコールアルキルエーテル等を挙げることができる。
上記多価アルコールアルキルエーテルとしては特に限定されず、例えば、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ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリ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、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジブチルエーテル等を挙げることができる。
上記浸透剤の含有量は、本発明のインクジェット記録用インク全量に対して０．０５〜１５重量％であることが好ましい。
【００２７】
本発明のインクジェット記録用インクは、記録媒体への浸透性及び乾燥性を制御するために、エタノール、イソプロピルアルコール等の一価アルコールを含有していてもよい。
【００２８】
本発明のインクジェット記録用水性インクの基本構成は以上の通りであるが、必要に応じて、公知のｐＨ調整剤、染料溶解剤、防腐防カビ剤、防錆剤等を配合してもよい。
また、記録液を帯電させるインクジェット記録方法に適用する場合には、例えば、塩化リチウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム等の無機塩類等の比抵抗調整剤を配合することができる。
熱エネルギーの作用によってインクを吐出させるインクジェット記録方法に適用する場合には、例えば、比熱、熱膨張係数、熱電導率等の熱的な物性値を調整してもよい。
【００２９】
本発明のインクジェット記録用水性インクが適用されるインクジェット記録装置としては特に限定されないが、例えば、図１に示したような、記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録ヘッド、及び、回復装置として、上記記録ヘッドのノズル面に接離可能に接触する吸引キャップと、上記吸引キャップを通じて記録ヘッド内部のインクを吸引できる吸引ポンプと、上記吸引ポンプを駆動制御する制御手段とからなる回復装置を有するもの等が好適に用いられる。
上記吸引ポンプの吸引圧力は、−９０ｋＰａ以上−２０ｋＰａ以下であることが好ましい。−２０ｋＰａより弱い負圧であると、充分にインクや気泡を排出することができないため、充分なパージ回復性を得ることができないことがある。−９０ｋＰａより強い負圧であると、排出するインクの流量が多くなりすぎたり、インク中の溶存気体が気泡となる量が増加したり、インク中の揮発成分が気化して気泡になりやすくなったりするため、充分なパージ回復性を得ることができないことがある。より好ましくは−７０ｋＰａ以上−４０ｋＰａ以下である。
【００３０】
本発明のインクジェット記録用水性インクは、酸素を遮蔽できるインクカートリッジに収納された状態で、上記インクジェットプリンタに適用されることが好ましい。
上記インクカートリッジとしては、例えば、図２に示した袋１９のような、特開平１１−５８７６０号公報、特開平１１−９９６６０号公報等に開示されている可撓性フィルム製の容器が好適に用いられる。上記可撓性フィルムは、アルミニウム等の金属箔、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン等を組み合わせて複数層貼り合わせたものが用いられ、酸素遮蔽性を有する。袋１９は、上記公報に記載のように剛性のある箱に収容され、図１のインクジェット記録装置の記録ヘッドに接続される。この袋１９の場合、記録ヘッド側に設けられた針状の供給管を袋の端面１９ａに突き刺して、袋１９内のインクを記録ヘッド内に供給するようになっているが、他の公知の構成と同様に袋の開口部をゴム栓により封止し、ゴム栓に針状の供給管を突き刺すように構成することもできる。また、この袋１９は、バネ２０により内容積を拡大する方向に付勢され、記録ヘッドに供給するインクに背圧を与えるようにしているが、他の公知の構成と同様に他の手段でインクに背圧を与えるように構成すれば、バネ２０は省略することができる。
上記酸素遮蔽性を有する樹脂フィルム製の容器は、インクの消費量の分だけ収縮するので大気が内部に導入されることがなく、大気中の酸素を吸収して内部のインクの溶存酸素量を増加させることを防ぎ、脱酸素状態を維持することができる。
【００３１】
本発明のインクジェット記録用水性インクは、表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上であることにより、シャープな画線部エッジによる高い記録品質を確保し、溶存酸素量が４ｍｇ／Ｌ以下に減量されていることにより、パージ操作等でインクを減圧したときに発生する気泡のインク流路の壁面に対する付着力を低下させ、良好なパージ回復性を得ることができる。
【００３２】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３３】
＜インクジェット記録用水性インクの調製方法＞
（実施例１）
キャボジェット３００ブラック（キャボット社製、顔料分１５重量％）
３３．０重量％
グリセリン                                              ２６．０重量％
ジエチレングリコールジエチルエーテル                      １．０重量％
非イオン性界面活性剤（ライオン社製、エソミンＣ／１５）    ０．２重量％
純水                                                            残量
【００３４】
上記各材料を充分に混合攪拌した後、２．５μｍのメンブランフィルタで濾過を行った。得られたインクジェット記録用水性インクを２００ｍｌのナス型フラスコに１００ｍｌ入れ、ロータリーエバポレータ装置（ヤマト科学社製、ロータリーエバポレータＲＥ５４０、バキュームコントローラＶＲ１００、ウォーターバスＢＭ４００）と減圧用のアスピレータとを用いて、温度２５℃、回転数１５０ｒｐｍ、圧力３０ｈＰａ、時間１５ｍｉｎの条件で、真空薄膜脱酸素法により脱酸素を行った。このインクジェット記録用水性インクの表面張力は５５ｍＮ／ｍであり、溶存酸素量は１．８ｍｇ／Ｌであった。
【００３５】
（実施例２）
実施例１と同様にして得られたインクジェット記録用水性インクを、脱酸素操作後に大気中に放置し、溶存酸素量を若干増加させた。このインクジェット記録用水性インクの表面張力は５５ｍＮ／ｍであり、溶存酸素量は２．７ｍｇ／Ｌであった。
【００３６】
（実施例３）
実施例２と同様にして得られたインクジェット記録用水性インクを、更に大気中に放置し、溶存酸素量を増加させた。このインクジェット記録用水性インクの表面張力は５５ｍＮ／ｍであり、溶存酸素量は３．８ｍｇ／Ｌであった。
【００３７】
（実施例４）
キャボジェット３００ブラック（キャボット社製、顔料分１５重量％）
３３．０重量％
グリセリン                                              ２６．０重量％
ジエチレングリコールジエチルエーテル                      １．０重量％
非イオン性界面活性剤（ライオン社製、エソミンＣ／１５）  ０．２５重量％
純水                                                            残量
上記各材料を充分に混合攪拌した後、２．５μｍのメンブランフィルタで濾過を行った。次いで、実施例１と同様にして真空薄膜脱酸素法により脱酸素を行った。このインクジェット記録用水性インクの表面張力は４６ｍＮ／ｍであり、溶存酸素量は２．０ｍｇ／Ｌであった。
【００３８】
（実施例５）
実施例４と同様にして得られたインクジェット記録用水性インクを、脱酸素操作後に大気中に放置し、溶存酸素量を若干増加させた。このインクジェット記録用水性インクの表面張力は４６ｍＮ／ｍであり、溶存酸素量は３．９ｍｇ／Ｌであった。
【００３９】
（実施例６）
実施例４と同様にして得られたインクジェット記録用水性インクの脱酸素操作を、インク中で窒素ガスをバブリングさせてインク中の酸素と置換する方法により行った。窒素ガスのバブリング開始と共にインク中の溶存酸素量は減少し始め、溶存酸素量が４ｍｇ／Ｌ以下になったところで、置換を停止した。このインクジェット記録用水性インクの表面張力は４６ｍＮ／ｍであり、溶存酸素量は３．５ｍｇ／Ｌであった。
【００４０】
（実施例７）
実施例１で作製したインクジェット記録用水性インクを収納した、酸素遮蔽性を有するインクカートリッジをインクジェット記録装置の記録ヘッドに装着し、２ヶ月放置した。このインクジェット記録用水性インクの表面張力は５５ｍＮ／ｍであり、溶存酸素量は３．２ｍｇ／Ｌであった。なお、溶存酸素量の測定は、評価実施後にインクカートリッジ内に残っていたインクについて行った。
【００４１】
（比較例１）
実施例５と同様にして得られたインクジェット記録用水性インクを、更に大気中に放置し、溶存酸素量を更に増加させた。このインクジェット記録用水性インクの表面張力は４６ｍＮ／ｍであり、溶存酸素量は４．２ｍｇ／Ｌであった。
【００４２】
（比較例２）
比較例１と同様にして得られたインクジェット記録用水性インクを、更に大気中に放置し、溶存酸素量を更に増加させた。このインクジェット記録用水性インクの表面張力は４６ｍＮ／ｍであり、溶存酸素量は４．７ｍｇ／Ｌであった。
【００４３】
（比較例３）
比較例２と同様にして得られたインクジェット記録用水性インクを、更に大気中に放置し、溶存酸素量を更に増加させた。このインクジェット記録用水性インクの表面張力は４６ｍＮ／ｍであり、溶存酸素量は５．５ｍｇ／Ｌであった。
【００４４】
（比較例４）
キャボジェット３００ブラック（キャボット社製：顔料分１５重量％）
３３．０重量％
グリセリン                                              ２６．０重量％
ジエチレングリコールジエチルエーテル                      １．０重量％
エソミンＣ／１５（ライオン社製、非イオン性界面活性剤）    ０．５重量％
純水                                                            残量
上記各材料を充分に混合攪拌した後、２．５μｍのメンブランフィルタで濾過を行った。次いで、実施例１と同様にして真空薄膜脱酸素法により脱酸素を行った。このインクジェット記録用水性インクの表面張力は３３ｍＮ／ｍであり、溶存酸素量は１．９ｍｇ／Ｌであった。
【００４５】
（比較例５）
比較例４と同様にして得られたインクジェット記録用水性インクを、脱酸素操作後に大気中に放置し、溶存酸素量を増加させた。このインクジェット記録用水性インクの表面張力は３３ｍＮ／ｍであり、溶存酸素量は５．５ｍｇ／Ｌであった。
【００４６】
（比較例６）
実施例１で作製したインクジェット記録用水性インクを収納した、酸素遮蔽性を有するインクカートリッジに孔を設け、インクカートリッジ内のインクと大気とを接触させた状態で、このインクカートリッジをインクジェット記録装置の記録ヘッドに装着し、２ヶ月放置した。このインクジェット記録用水性インクの表面張力は５５ｍＮ／ｍであり、溶存酸素量は５．５ｍｇ／Ｌであった。なお、溶存酸素量の測定は、評価実施後にインクカートリッジ内に残っていたインクについて行った。
【００４７】
＜評価＞
実施例１〜７及び比較例１〜６で作製したインクジェット記録用インクについて、パージ回復性及び画線部エッジの評価を行った。
まず、酸素遮蔽性を有する樹脂フィルム製の空のインクカートリッジにインクを充填した。
インクを充填したインクカートリッジを、吸引圧力−５０ｋＰａの回復装置を有するインクジェット記録装置（ブラザー工業社製、ＭＦＣ−３１００Ｃ）の記録ヘッドに取り付けた。インクカートリッジの取り付け操作が終わると、そのインクカートリッジのインクを記録ヘッドに導入するためのイニシャルパージ操作が自動的に行われた。
次いで、インクジェットノズルから吐出を行い、パージ回復性の評価を行った。このパージ回復性の評価では、手動で合計５回パージ操作と記録とを繰り返し、以下の評価基準で評価した。
○：パージ操作５回以内に吐出不良ノズルがゼロになった。
×：パージ操作５回以内に吐出不良ノズルがゼロにならなかった。
【００４８】
画線部エッジの評価は、以下の評価基準で目視により行った。記録用紙には、ＸＥＲＯＸ４２００紙（ゼロックス社製）を用いた。
○：画線部エッジがシャープであり、記録が鮮明であった。
×：にじみが発生して画線部エッジが崩れており、記録が鮮明でなかった。
【００４９】
パージ回復性及び画線部エッジの総合評価を以下の評価基準で行った。
○：パージ回復性に優れ、画線部エッジがシャープであった。
×：パージ回復性及び画線部エッジのいずれかが不充分であった。
【００５０】
表１にパージ回復性の評価、画線部エッジの評価及び総合評価の結果を示した。表２に実施例４、５及び比較例１〜３の溶存酸素量と吐出不良ノズル数の割合を示し、図３にグラフとして示した。なお、実施例４、５及び比較例１〜３のインクは、組成が同一であり、溶存酸素量のみが異なるものである。吐出不良ノズル数の割合は、合計５回の記録における延べ全ノズル数に対する、延べ吐出不良ノズル数の割合である。
【００５１】
【表１】
2004083621.tif 000001
【００５２】
【表２】
2004083621.tif 000002
【００５３】
表１より、実施例１〜７で作製したインクジェット記録用インクは、シャープな画線部エッジと良好なパージ回復性とを両立していた。
実施例６では、窒素による酸素の置換によって、インク中の溶存気体の量を変えずに、溶存酸素量を減量した結果、実施例１〜５と同様にシャープな画線部エッジと良好なパージ回復性とを両立していた。これは、インク中の溶存気体の量ではなく溶存酸素量がパージ回復性に影響していることを示している。
実施例７では、インクカートリッジ内でのインクジェット記録用インクの保存性について確認した。インクカートリッジ中のインクと大気とが接触しなければ、保存期間中にインク中の溶存酸素量が増加することを抑制でき、シャープな画線部エッジと良好なパージ回復性とを長期間に渡って維持することができることを示している。
【００５４】
一方、比較例１〜３で作製したインクジェット記録用インクは、表面張力が４０ｍＮ／ｍを超えており、溶存酸素量が４ｍｇ／Ｌを超えていた。評価を行ったところ、画線部エッジはシャープであったものの、パージ回復性が悪く、不吐出ノズルや吐出不安定ノズルがなくならなかったので、画線部のヌケやヨレ等が発生した。
比較例４で作製したインクジェット記録用インクは、溶存酸素量が４ｍｇ／Ｌ以下であり、表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下であった。評価を行ったところ、パージ回復性は優れていたものの、画線部エッジがにじんでしまい、記録品質が悪かった。
比較例５で作製したインクジェット記録用インクは、表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下であり、評価を行ったところ、画線部エッジがにじんでしまい、記録品質が悪かった。
比較例６では、インクカートリッジ内でのインクジェット記録用インクの保存性について確認した。インクカートリッジ内のインクと大気とが接触する孔を設けたことにより、保存期間中にインク中の溶存酸素量が増加し、評価を行ったところ、パージ回復性が悪化し、良好なパージ回復性を長期間に渡って維持できなかった。
【００５５】
表２及び図３より、溶存酸素量が４ｍｇ／Ｌ以下の領域で吐出不良ノズル数の割合が非常に低く、溶存酸素量が４ｍｇ／Ｌを超えると急激に吐出不良ノズル数の割合が増加することが分かる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、シャープな画線部エッジによる高い記録品質を確保しつつ、良好なパージ回復性を有するインクジェット記録用水性インクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  インクジェット記録装置の斜視図である。
【図２】  インクカートリッジの斜視図である。
【図３】  インク中の溶存酸素量とパージ回復性との関係を表す図である。
【符号の説明】
１  記録ヘッド
２  インクカートリッジ
３  キャリッジ
４  ホルダ
５  記録用紙
６  搬送ローラ
７、８  ガイドレール
９  モータ
１０、１１  プーリ
１２  ベルト
１３  回復装置
１４  吸引キャップ
１５  吸引ポンプ
１６  カム
１７  廃インク溜
１８  保存キャップ
１９  袋
１９ａ  袋の端面
２０  バネ