(57)【要約】【課題】  記録ヘッドからの排出性に優れ、かつ、インク吐出性の低下を抑制することができる保存液の提供。【解決手段】  インクジェット用記録ヘッドのインク流路に充填するための水性保存液であって、ノニオン性界面活性剤、１価アルコール、並びに、分子量１５０以上６００以下のポリエチレングリコール及び炭素数２乃至６のアルカンジオールの少なくとも一方を含有することを特徴とする水性保存液。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット用記録ヘッドのインク流路に充填するための水性保存液であって、
ノニオン性界面活性剤、１価アルコール、並びに、分子量１５０以上６００以下のポリエチレングリコール及び炭素数２乃至６のアルカンジオールの少なくとも一方を含有することを特徴とする水性保存液。
【請求項２】
前記保存液中の前記１価アルコールの含有量（質量％）が、前記ノニオン性界面活性剤の含有量（質量％）に対する質量比率で、２倍以上１０倍以下である請求項１に記載の水性保存液。
【請求項３】
前記保存液中の前記分子量１５０以上６００以下のポリエチレングリコール及び前記炭素数２乃至６のアルカンジオールの含有量（質量％）が、前記ノニオン性界面活性剤の含有量（質量％）に対する質量比率で、１５倍以上４０倍以下である請求項１又は２に記載の水性保存液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット用記録ヘッドに充填するための水性保存液に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方法では、熱や力学的なエネルギーの作用により記録ヘッドからインクが吐出され、画像が記録される。製造された記録ヘッドが出荷される際には、インクが記録ヘッドへスムーズに導入されるようにするために、記録ヘッドのインク流路に保存液が充填されている。保存液は、製造後だけでなく、インクジェット記録装置を長期間使用しない際にも、記録ヘッドの劣化などを抑制するためにも使用される。
【０００３】
保存液には、インク流路を構成する材料に対して濡れ性がよいことや、インク流路からの排出性が良好であることが求められる。一方、インク流路は、ヒーターとなる発熱抵抗体や、金属やその酸化物などで構成されるヒーター保護層、圧電素子などの他に、これらの部材を接合するための接着剤、また、インク漏れを抑制するためのゴム部材など、様々な材料が組み合わされて形成されている。
【０００４】
インク流路に充填された保存液は、インク流路の構成材料と長期間接触していることになり、保存液中に溶出したインク流路の構成材料に起因する析出物により、記録ヘッドのノズルが詰まり、インク吐出性が低下するという課題が生じる場合がある。かかる課題に対し、ゴム部材が使用されている記録ヘッドに充填するための保存液にクラウンエーテルを含有させ、ゴム部材に起因する不溶物の発生を抑制することについての提案がある（特許文献１）。
【０００５】
また、記録ヘッドのインク流路から保存液を排出してインクを導入する際には、保存液の排出性が良好であることが求められる。保存液の排出性が低いと、インクの導入性も低下し、ひいてはインク吐出性が低下する場合がある。保存液の排出性を高めるために、記録ヘッド内の保存液を加熱し、その粘度を下げることについての提案がある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１６０７９７号公報
【特許文献２】特開２００２−２８３９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インク流路に保存液が充填された記録ヘッドは様々な環境に置かれる可能性がある。主に物流の際には、季節による温度や湿度の変化を十分に考慮に入れる必要がある。高温の環境に置かれた場合には、保存液中へのインク流路の構成材料の溶出が特に生じやすく、また、保存液の蒸発が進行し、その安定性が低下しやすい。つまり、いずれにしてもインク吐出性の低下につながるという課題もある。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、記録ヘッドからの排出性に優れ、かつ、インク吐出性の低下を抑制することができる保存液を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、本発明にかかる水性保存液は、インクジェット用記録ヘッドのインク流路に充填するための水性保存液であって、ノニオン性界面活性剤、１価アルコール、並びに、分子量１５０以上６００以下のポリエチレングリコール及び炭素数２乃至６のアルカンジオールの少なくとも一方を含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、記録ヘッドからの排出性に優れ、かつ、インク吐出性低下を抑制することができる保存液を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、本明細書では、水性保存液のことを単に「保存液」と記載することがある。
【００１２】
インクジェット用記録ヘッドのインク流路に充填するための水性保存液には、乾燥を避けるための水溶性有機溶剤と、表面張力を下げてインク流路への濡れ性を高めるための界面活性剤を含有させる。これらの成分は水に溶解した状態で存在しており、保存液中では、界面活性剤と液体成分（水や水溶性有機溶剤）は水素結合を形成していると考えられる。保存液がインク流路に充填された記録ヘッドを長期間、高温の環境においておくと、保存液中の液体成分の蒸発が進行する。すると、保存液中において、界面活性剤と液体成分の形成していた水素結合が弱まったり、水素結合が切断されたりして、一部の界面活性剤は不溶化し、界面などに局在化するようになる。この局在化した界面活性剤が発端となって、インク流路を構成する材料を含む析出物が発生しやすくなり、この析出物によってインク吐出性が低下すると考えられる。
【００１３】
水性の液体に添加される界面活性剤には、一般的に、界面活性能を発揮できる温度範囲が存在する。例えば、イオン性界面活性剤は温度が低いと疎水性基の部分が結晶化し、析出するため、界面活性能が発揮されづらくなる。この温度をクラフト点という。
【００１４】
一方、ノニオン性界面活性剤は温度が高いと水溶性が低下して、溶液が白濁する。この温度を曇点という。ノニオン性界面活性剤の親水性基としては主にエチレンオキサイド基などが挙げられ、該界面活性剤はエチレンオキサイド基の酸素原子と水分子とが水素結合を形成することによって水溶性を示す。高温の環境では水素結合が切断されやすくなり、これによりノニオン性界面活性剤の水溶性が低下するために溶液が白濁するようになる。高温による影響だけではなく、液体成分の蒸発によってもノニオン性界面活性剤が溶解しきれなくなり、溶液が白濁することがある。
【００１５】
本発明者らは、ノニオン性界面活性剤を含有する保存液について、曇点をある程度高めるような設計を行えば、析出物の発生が抑制され、インク吐出性の低下も抑制できると考え、検討を行った。その結果、（１）１価アルコール、（２）分子量１５０以上６００以下のポリエチレングリコール及び炭素数２乃至６のアルカンジオールの少なくとも一方、という２種類の成分を併用することが効果的であることを見出し、本発明に至った。
【００１６】
ノニオン性界面活性剤を含有する溶液において曇点が存在し、それを上回る温度で溶液が白濁するという現象は、分子運動によりノニオン性界面活性剤の酸素原子が水素結合を形成できなくなり、液体成分と分離するために生じる。したがって、ノニオン性界面活性剤と液体成分の水素結合をできるだけ切断されないようにすれば、曇点が高まり、析出物の発生とそれによるインク吐出性の低下を抑制できる。上記の成分（１）及び成分（２）を併用することで、水性保存液として要求されるレベルを満たすのに十分な温度にまで曇点を高めることができる。
【００１７】
＜保存液＞
以下、本発明の水性保存液を構成する各成分について詳細に説明する。なお、通常、保存液には色材を含有させる必要はない。
【００１８】
（ノニオン性界面活性剤）
ノニオン性界面活性剤としては、特に制限はなくいずれのものも用いることができる。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アルキルエステルなど、また、アセチレンアルコールやアセチレングリコール、これらのエチレンオキサイド付加物などが挙げられる。保存液中のノニオン性界面活性剤の含有量（質量％）は、保存液全質量を基準として、０．１質量％以上３．０質量％以下であることが好ましい。
【００１９】
（１価アルコール）
１価アルコールは、炭化水素鎖の水素原子の１つがヒドロキシ基である化合物を指し、炭素数が１乃至８程度であることが好ましい。例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、２−プロパノール、ブタノール、２−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノールなどが挙げられる。保存液中の１価アルコールの含有量（質量％）は、保存液全質量を基準として、０．５質量％以上１５．０質量％以下、さらには１．０質量％以上１０．０質量％以下であることが好ましい。
【００２０】
保存液中の１価アルコールの含有量（質量％）は、ノニオン性界面活性剤の含有量（質量％）に対する質量比率で、２倍以上１０倍以下であることが好ましい。前記質量比率が２倍未満であると、ノニオン性界面活性剤の水溶性が低くなり、高いレベルの保存液の安定性が十分に得られない場合がある。一方、前記質量比率が１０倍超であると、ノニオン性界面活性剤の含有量にもよるが、１価アルコールの含有量が増えるため、保存液が蒸発しやすくなる場合がある。
【００２１】
（分子量１５０以上６００以下のポリエチレングリコール）
分子量１５０以上６００以下のポリエチレングリコールとしては、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、平均分子量２００のポリエチレングリコール、平均分子量６００のポリエチレングリコールなどが挙げられる。なお、本発明においては便宜上「分子量」として表記したが、分子量分布を有するポリエチレングリコールであっても、平均分子量が６００以下であれば本発明の効果を得ることができる。保存液中の分子量１５０以上６００以下のポリエチレングリコールの含有量（質量％）は、保存液全質量を基準として、１．０質量％以上５０．０質量％以下、さらには１０．０質量％以上４０．０質量％以下であることが好ましい。
【００２２】
分子量が１５０未満のポリエチレングリコールであるジエチレングリコールは、他の成分と水素結合を形成する作用よりも、分子内で水素結合を形成する作用のほうが強くなるため、曇点を高めることができず、保存液の安定性が得られない。一方、分子量が６００超であるポリエチレングリコールの場合、保存液の粘度が高くなり、排出性が不十分となる。
【００２３】
（炭素数２乃至６のアルカンジオール）
アルカンジオールは、アルキル鎖の水素原子の２つがヒドロキシ基である化合物を指し、炭素数が２乃至６であることを要する。例えば、１，２−エタンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオールなどが挙げられる。保存液中の炭素数２乃至６のアルカンジオールの含有量（質量％）は、保存液全質量を基準として、１．０質量％以上５０．０質量％以下、さらには１０．０質量％以上４０．０質量％以下であることが好ましい。
【００２４】
アルカンジオールの炭素数が６超である場合、保存液の粘度が高くなり、排出性が不十分となる。また、アルカンジオールではなく、３価以上のポリオールであると、他の成分と水素結合を形成する作用よりも、分子内で水素結合を形成する作用のほうが強くなるため、曇点を高めることができず、保存液の安定性が得られない。
【００２５】
保存液中の分子量１５０以上６００以下のポリエチレングリコール及び炭素数２乃至６のアルカンジオールの含有量（質量％）は、ノニオン性界面活性剤の含有量（質量％）に対する質量比率で、１５倍以上４０倍以下であることが好ましい。なお、これらの成分の含有量はいずれも保存液全質量を基準とした値である。また、前記質量比率の範囲は、ポリエチレングリコール及びアルカンジオールの一方のみで満足していてもよく、両方の成分を必須とするわけではない。前記質量比率が１４倍未満であると、ノニオン性界面活性剤の溶解性がやや低下し、曇点を高めることができず、高いレベルの保存液の安定性が十分に得られない場合がある。また、ポリエチレングリコールやアルカンジオールの含有量にもよるが、１価アルコールの含有量が増えるため、１価アルコールの含有量が増えるため、保存液が蒸発しやすくなる場合がある。一方、前記質量比率４０倍超であると、保存液の粘度が高くなり、高いレベルの排出性が十分に得られない場合がある。
【００２６】
（水性媒体）
本発明の保存液は、水性であるので水を必須成分として含有し、また、１価アルコールと、特定のポリエチレングリコールやアルカンジオールの他に、その他の水溶性有機溶剤を含有してもよい。その他の水溶性有機溶剤としては、上記以外のアルコール、ポリアルキレングリコール、グリコールエーテル、含窒素極性溶媒、含硫黄極性溶媒などが挙げられる。保存液中の水溶性有機溶剤の含有量（質量％）は、保存液全質量を基準として、２．０質量％以上６０．０質量％以下、さらには５．０質量％以上５０．０質量％以下であることが好ましい。また、保存液中の水の含有量（質量％）は、保存液全質量を基準として、４０．０質量％以上９０．０質量％以下であることが好ましい。
【００２７】
（その他の成分）
本発明の保存液は、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、尿素、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、本発明の保存液は、必要に応じて、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、及び水溶性樹脂など、種々の添加剤を含有してもよい。
【実施例】
【００２８】
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。
【００２９】
＜保存液の調製＞
表１〜４の上段に示す各成分（単位：％）を混合し、十分に撹拌した後、ポアサイズ０．２μｍのフィルターで加圧ろ過して各保存液を調製した。なお、表１〜４中、ポリエチレングリコールに付した数値は平均分子量を示す。また、アセチレノールＥ６０及びＥ１００は川研ファインケミカル製のアセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物（ノニオン性界面活性剤）であり、ＮＩＫＫＯＬ  ＢＣ２０は日光ケミカルズ製のポリオキシエチレンセチルエーテルである。また、表１〜４の下段には、各種の成分の含有量（単位：％）と質量比率（単位：倍）の値も示した。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
【表２】
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【００３２】
【表３】
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【００３３】
【表４】
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【００３４】
＜評価＞
上記で得られた保存液を用い、以下の評価を行った。本発明においては、各項目の評価基準でＡ及びＢを許容できるレベル、Ｃを許容できないレベルとした。評価結果を表５に示す。
【００３５】
（排出性）
インクジェット記録装置（商品名「ＰＩＸＵＳ  ｉＰ８６００」、キヤノン製）の記録ヘッドのインク流路に保存液を充填した。なお、上記記録装置のインクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーの作用によりインクを吐出するものである。この記録ヘッドが組み込まれたヘッドカートリッジを上記記録装置の所定の位置にセットすることで、吸引操作を開始させた。吸引操作が終了した後、ヘッドカートリッジを取り外し、記録ヘッドの吐出口からインク流路内を目視で確認して、以下の基準にしたがって排出性の評価を行った。
Ａ：インク流路に保存液が残っていなかった。
Ｂ：インク流路に保存液が若干残っていた
Ｃ：インク流路に保存液がかなり残っていた。
【００３６】
（インク吐出性：曇点）
ガラス製の密閉容器に保存液を入れ、７０℃の恒温槽中に２時間載置した。その後、保存液を目視で確認して、以下の基準にしたがって曇点の評価を行った。なお、本評価では、インク吐出性に影響を及ぼすか否かを、白濁が生じるか否かによって評価した。
Ａ：保存液は白濁していなかった
Ｂ：保存液がわずかに白濁していた
Ｃ：保存液がかなり白濁していた。
【００３７】
（インク吐出性：蒸発）
ガラス製の開放系の容器に保存液２５ｍＬを入れ、秤量した（「初期の質量」とする）。この保存液を、７０℃の恒温槽中に３時間載置した後、再び秤量した（「蒸発後の質量」とする）。そして、蒸発率＝（「初期の質量」−「蒸発後の質量」）／「初期の質量」×１００（％）、の値を算出し、以下の基準にしたがって蒸発の評価を行った。なお、本評価では、インク吐出性に影響を及ぼすか否かを、蒸発率の値によって評価した。蒸発率の値が低いほど、インク吐出性への影響が生じにくいことを意味する。
Ａ：蒸発率が６％未満であった
Ｂ：蒸発率が６％以上１０％以下であった
Ｃ：蒸発率が１０％超であった。
【００３８】
【表５】
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