(57)【要約】【課題】ＶＯＣの発生量を低減しながら、低温特性と吐出特性に優れたインク組成物を提供する。【解決手段】本発明に係るインク組成物は、３−メチル−１，５−ペンタンジオールと、トリメチロールプロパンと、水と、顔料と、を含有し、１，２−ヘキサンジオールを０．５質量％を超えて含有せず、前記３−メチル−１，５−ペンタンジオールに対する前記トリメチロールプロパンの質量比が、０．１２以上２以下であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
３−メチル−１，５−ペンタンジオールと、トリメチロールプロパンと、水と、顔料と、を含有し、
１，２−ヘキサンジオールを０．５質量％を超えて含有せず、
前記３−メチル−１，５−ペンタンジオールに対する前記トリメチロールプロパンの質量比が、０．１２以上２以下である、インク組成物。
【請求項２】
前記３−メチル−１，５−ペンタンジオールの含有量が、インク全質量に対して３質量％以上８質量％以下である、請求項１に記載のインク組成物。
【請求項３】
前記トリメチロールプロパンの含有量が、インク全質量に対して１質量％以上６質量％以下である、請求項１または請求項２に記載のインク組成物。
【請求項４】
前記顔料として自己分散型顔料を含む、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のインク組成物。
【請求項５】
標準沸点が２５０℃未満の有機溶剤を含有しない、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のインク組成物。
【請求項６】
ジエチレングリコール−２−エチルヘキシルエーテルをさらに含有する、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のインク組成物。
【請求項７】
振動板を有する平面方向に延びる液体流路と、当該液体流路に繋がる垂直方向の複数の液体流路と、を有する吐出ヘッドを備えるインクジェット記録装置に用いるものである、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のインク組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置の吐出ヘッドのノズルから微小なインク滴を吐出させて、記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録方法が知られており、近年では、インクの吸収性に優れた記録媒体（例えば、普通紙等）に対する画像の記録だけでなく、インクの吸収性の小さい（低吸収性）記録媒体（例えば、アート紙、コート紙等）や、インクをほとんど吸収しない（非吸収性）記録媒体（例えば、プラスチックフィルム等）に対する画像の記録にも用いられるようになってきている。また、インクジェット記録装置で用いるインクとして、地球環境及び安全性等の観点から、水をベースとした水系インクが用いられるようになってきている。
【０００３】
インクジェットインクとして水系インクを用いる場合、吐出安定性を確保しながら、顔料濃度を向上させて良好な印字濃度を得ることを目的として、顔料として自己分散型顔料を用いることが知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。また、記録された画像からの有機溶媒の揮発量（ＶＯＣ：Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）を削減するための検討が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９８９５５号公報
【特許文献２】特開平１０−１９５３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
顔料として自己分散型顔料を用いたインクでは、顔料を分散させるための樹脂の含有量を低減することができ、これにより顔料含有率を高めて顔料濃度を高めることができるが、樹脂の含有量を減らすとインクの凝固点が高くなり、インクが凍結しやすくなる傾向がある。特に、インクジェット記録装置による記録において当該インクを用いた場合、吐出ヘッド内でインクが凍結すると、吐出ヘッドが破損する（凍結クラック）場合があるため、自己分散型顔料を使用しても凍結しにくい、すなわち低温特性に優れたインク組成物が求められている。
【０００６】
そこで、本発明に係る幾つかの態様は、上述の課題の少なくとも一部を解決することで、ＶＯＣの発生量を低減しながら、低温特性と吐出特性に優れたインク組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
【０００８】
［適用例１］
本発明に係るインク組成物の一態様は、
３−メチル−１，５−ペンタンジオールと、トリメチロールプロパンと、水と、顔料と、を含有し、
１，２−ヘキサンジオールを０．５質量％を超えて含有せず、
前記３−メチル−１，５−ペンタンジオールに対する前記トリメチロールプロパンの質量比が、０．１２以上２以下であることを特徴とする。
【０００９】
上記適用例によれば、インク組成物が、３−メチル−１，５−ペンタンジオールと、トリメチロールプロパンと、水と、顔料と、を含有し、１，２−ヘキサンジオールを０．５質量％を超えて含有せず、前記３−メチル−１，５−ペンタンジオールに対する前記トリメチロールプロパンの質量比が、０．１２以上２以下であるであることにより、ＶＯＣの発生量を低減しながら、低温特性と吐出特性に優れたインク組成物を提供することができる。
【００１０】
［適用例２］
上記適用例において、
前記３−メチル−１，５−ペンタンジオールの含有量が、インク全質量に対して３質量％以上８質量％以下であることができる。
【００１１】
上記適用例によれば、３−メチル−１，５−ペンタンジオールの含有量がインク全質量に対して３質量％以上８質量％以下であることにより、さらに吐出特性が向上する。
【００１２】
［適用例３］
上記適用例において、
前記トリメチロールプロパンの含有量が、インク全質量に対して１質量％以上６質量％以下であることができる。
【００１３】
上記適用例によれば、トリメチロールプロパンの含有量が、インク全質量に対して１質量％以上６質量％以下であることにより、さらに低温特性と吐出特性が向上する。
【００１４】
［適用例４］
上記適用例において、
前記顔料として自己分散型顔料を含むことができる。
【００１５】
上記適用例によれば、前記顔料として自己分散型顔料を含むことにより、インク中の顔料濃度を高くすることができ、優れた画質が得られる。
【００１６】
［適用例５］
上記適用例において、
標準沸点が２５０℃未満の有機溶剤を含有しないことが好ましい。
【００１７】
上記適用例によれば、標準沸点２５０℃未満の有機溶剤を含まないことにより、さらに、ＶＯＣの発生量が低減する。
【００１８】
［適用例６］
上記適用例において、
ジエチレングリコール−２−エチルヘキシルエーテルをさらに含有することが好ましい。
【００１９】
上記適用例によれば、インク組成物が、ジエチレングリコール−２−エチルヘキシルエーテルをさらに含有することにより、さらにＶＯＣの発生量を低減しながら、低温特性と吐出特性に優れたインク組成物とすることができる。
【００２０】
［適用例７］
上記適用例において、
振動板を有する平面方向に延びる液体流路と、当該液体流路に繋がる垂直方向の複数の液体流路と、を有する吐出ヘッドを備えるインクジェット記録装置に用いるものであることができる。
【００２１】
上記適用例によれば、振動板を有する平面方向に延びる液体流路と、当該液体流路に繋がる垂直方向の複数の液体流路と、を有する吐出ヘッドを備えるインクジェット記録装置に用いた記録においても、ＶＯＣの発生量を低減しながら、低温特性と吐出特性に優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係るインク組成物を適応可能なインクジェット記録装置の吐出ヘッドを模式的に示す分解斜視図。
【図２】吐出ヘッドを模式的に示す平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ’線断面図。
【図４】図３の要部を拡大した断面図。
【図５】インクジェット記録装置を模式的に示す概略図。
【図６】吐出ヘッド（ヘッド２）の要部を模式的に示す拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の幾つかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお、以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
【００２４】
本実施形態に係るインク組成物は、３−メチル−１，５−ペンタンジオールと、トリメチロールプロパンと、水と、顔料と、を含有し、１，２−ヘキサンジオールを０．５質量％を超えて含有せず、前記３−メチル−１，５−ペンタンジオールに対する前記トリメチロールプロパンの質量比が、０．１２以上２以下であることを特徴とする。
【００２５】
以下、本実施形態に係るインク組成物（以下、「インク」ともいう。）について、本実施形態に係るインク組成物を適応可能なインクジェット記録装置を参照しながら説明する。
【００２６】
１．各構成
１．１．記録装置
まず、本実施形態に係るインク組成物を適応可能な記録装置の一例について、インクジェット記録装置を例に挙げて説明する。なお、本実施形態に係るインク組成物を適応可能な記録装置は、以下の態様に限定されるものではない。
【００２７】
図１は、インクジェット記録装置の吐出ヘッドの一例である、インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。図２は、インクジェット式記録ヘッドを模式的に示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ’線断面図であり、図４は、図３の要部を拡大した断面図である。
【００２８】
インクジェット式記録ヘッドＩＩは、ヘッド本体１１、ヘッド本体１１の一方面側に固定されたケース部材４０、ヘッド本体１１の他方面側に固定されたカバーヘッド１３０等の複数の部材を備える。本実施形態では、ヘッド本体１１は、流路部材である流路形成基板１０、連通板１５及びスペーサー２５と、流路部材の一方面側に取り付けられたノズルプレート２０と、保護基板３０と、コンプライアンス基板４５と、を備える。なお、本実
施形態の流路部材は、流路形成基板１０と連通板１５とスペーサー２５とで構成されている。また、本実施形態において、保護部材は、コンプライアンス基板４５と保護板であるカバーヘッド１３０とで構成されている。
【００２９】
ヘッド本体１１を構成する流路形成基板１０は、ステンレス鋼やＮｉなどの金属、ＺｒＯ２あるいはＡｌ２Ｏ３を代表とするセラミック材料、ガラスセラミック材料、ＭｇＯ、ＬａＡｌＯ３のような酸化物などにより形成される。本実施形態では、流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板からなる。この流路形成基板１０には、一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室１２がインクを吐出する複数のノズル開口２１が並設される方向に沿って並設されている（図３、４参照。）。以降、この方向を圧力発生室１２の並設方向、又は第１の方向Ｘと称する。また、流路形成基板１０には、圧力発生室１２が第１の方向Ｘに並設された列が複数列、本実施形態では、２列設けられている。この圧力発生室１２が第１の方向Ｘに沿って形成された圧力発生室１２の列が複数列設された列設方向を、以降、第２の方向Ｙと称する。
【００３０】
また、流路形成基板１０には、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部側に、当該圧力発生室１２よりも開口面積が狭く、圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を付与する供給路等が設けられていてもよい。
【００３１】
図３、４に示すように、流路形成基板１０の一方面側には、連通板１５と、スペーサー２５と、ノズルプレート２０とが順次積層されている。すなわち、流路形成基板１０の一方面側には、流路形成基板１０の一方面に設けられた連通板１５と、連通板１５の流路形成基板１０とは反対面側に設けられたスペーサー２５と、スペーサー２５の連通板１５とは反対面側に設けられたノズル開口２１を有するノズルプレート２０と、を備える。
【００３２】
連通板１５には、圧力発生室１２とノズル開口２１とを連通する第１ノズル連通路１６が設けられている。連通板１５は、流路形成基板１０よりも大きな面積を有し、ノズルプレート２０は流路形成基板１０よりも小さな面積を有する。このように、連通板１５を設けることによってノズルプレート２０のノズル開口２１と圧力発生室１２とを離すことができるため、圧力発生室１２の中にあるインクは、ノズル開口２１付近のインクで生じるインク中の水分の蒸発による増粘の影響を受け難くなる。また、ノズルプレート２０は圧力発生室１２とノズル開口２１とを連通する第１ノズル連通路１６の開口を覆うだけで良いので、ノズルプレート２０の面積を比較的小さくすることができ、コストの削減を図ることができる。なお、本実施形態では、ノズルプレート２０のノズル開口２１が開口されて、インク滴が吐出される面を液体噴射面２０ａと称する。
【００３３】
また、連通板１５には、マニホールド１００の一部を構成する第１マニホールド部１７と、第２マニホールド部１８とが設けられている。第１マニホールド部１７は、連通板１５を厚さ方向（連通板１５と流路形成基板１０との積層方向）に貫通して設けられている。
【００３４】
また、第２マニホールド部１８は、連通板１５を厚さ方向に貫通することなく、連通板１５のノズルプレート２０側に開口して設けられている。さらに、連通板１５には、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部に連通する供給連通路１９が、各圧力発生室１２毎に独立して設けられている。この供給連通路１９は、第２マニホールド部１８と圧力発生室１２とを連通する。
【００３５】
このような連通板１５としては、ステンレスやＮｉなどの金属、またはジルコニウムなどのセラミック等を用いることができる。なお、連通板１５は、流路形成基板１０と線膨張係数が同等の材料が好ましい。すなわち、連通板１５として流路形成基板１０と線膨張
係数が大きく異なる材料を用いた場合、加熱や冷却されることで、流路形成基板１０と連通板１５との線膨張係数の違いにより反りが生じてしまう。本実施形態では、連通板１５として流路形成基板１０と同じ材料、すなわち、シリコン単結晶基板を用いることで、熱による反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
【００３６】
スペーサー２５は、ノズルプレート２０と略同じ面積（第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙにおける面積）を有する。このため、スペーサー２５は、ノズルプレート２０が取り付けられる位置のみに設けられている。すなわち、スペーサー２５は、連通板１５の保護部材であるコンプライアンス基板４５が取り付けられる位置には設けられていない。このため、詳しくは後述するが、流路部材のノズルプレート２０が取り付けられる位置、すなわち、ノズルプレート２０が取り付けられるスペーサー２５の表面の位置と、流路部材の保護部材（コンプライアンス基板４５）が取り付けられる位置、すなわち、連通板１５に直接取り付けられる位置とは、インク滴の吐出方向、つまり、連通板１５と流路形成基板１０との積層方向である第３の方向Ｚにおいて異なる位置となっている。
【００３７】
このようなスペーサー２５には、第１ノズル連通路１６に連通してノズル開口２１と連通する第２ノズル連通路２６が設けられている。すなわち、圧力発生室１２は、連通板１５の第１ノズル連通路１６とスペーサー２５の第２ノズル連通路２６と、を介してノズル開口２１に連通している。
【００３８】
なお、スペーサー２５としては、例えば、ステンレスやＮｉなどの金属、またはジルコニウム、シリコンなどのセラミック、を用いることができる。本実施形態では、スペーサー２５として、連通板１５と同じシリコン単結晶基板を用いることで、加熱や冷却されることによる反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
【００３９】
また、スペーサー２５は、保護部材であるコンプライアンス基板４５と保護板であるカバーヘッド１３０の積層した厚さ（第３の方向Ｚの合計の厚さ）と、ノズルプレート２０の厚さと、に基づいて、液体噴射面２０ａとカバーヘッド１３０の表面（液体噴射面２０ａ側の面）との段差ｈが所望の値となるように選択すればよい。
【００４０】
ノズルプレート２０には、各圧力発生室１２と第１ノズル連通路１６及び第２ノズル連通路２６を介して連通するノズル開口２１が形成されている。すなわち、ノズル開口２１は、同じ種類の液体（インク）を噴射するものが第１の方向Ｘに並設され、この第１の方向Ｘに並設されたノズル開口２１の列が第２の方向Ｙに２列形成されている。
【００４１】
このようなノズルプレート２０としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属、ポリイミド樹脂のような有機物、又はシリコン単結晶基板等を用いることができる。なお、ノズルプレート２０としてシリコン単結晶基板を用いることで、ノズルプレート２０と連通板１５との線膨張係数を同等として、加熱や冷却されることによる反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
【００４２】
一方、流路形成基板１０の連通板１５とは反対面側には、振動板５０が形成されている。本実施形態では、振動板５０として、流路形成基板１０側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜５１と、弾性膜５１上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５２と、を設けるようにした。なお、圧力発生室１２等の液体流路は、流路形成基板１０を一方面側（ノズルプレート２０が接合された面側）から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室１２等の液体流路の他方面は、弾性膜５１によって画成されている。
【００４３】
また、流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００側の面には、流路形成基板１０
と略同じ大きさを有する保護基板３０が接合されている。保護基板３０は、圧電アクチュエーター３００を保護するための空間である保持部３１を有する。
【００４４】
このような構成のヘッド本体１１には、複数の圧力発生室１２に連通するマニホールド１００をヘッド本体１１と共に画成するケース部材４０が固定されている。ケース部材４０は、平面視において上述した連通板１５と略同一形状を有し、保護基板３０に接合されると共に、上述した連通板１５にも接合されている。具体的には、ケース部材４０は、保護基板３０側に流路形成基板１０及び保護基板３０が収容される深さの凹部４１を有する。この凹部４１は、保護基板３０の流路形成基板１０に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部４１に流路形成基板１０等が収容された状態で凹部４１のノズルプレート２０側の開口面が連通板１５によって封止されている。これにより、流路形成基板１０の外周部には、ケース部材４０とヘッド本体１１とによって第３マニホールド部４２が画成されている。そして、連通板１５に設けられた第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８と、ケース部材４０とヘッド本体１１とによって画成された第３マニホールド部４２と、によって本実施形態のマニホールド１００が構成されている。
【００４５】
なお、ケース部材４０の材料としては、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。ちなみに、ケース部材４０として、樹脂材料を成形することにより、低コストで量産することができる。
【００４６】
また、連通板１５の第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８が開口する面には、コンプライアンス基板４５が設けられている。このコンプライアンス基板４５が、第１マニホールド部１７と第２マニホールド部１８の液体噴射面２０ａ側の開口を封止している。
【００４７】
すなわち、本実施形態において、保護部材を構成するコンプライアンス基板４５は、連通板１５に直接固定されている。したがって、ノズルプレート２０が取り付けられるスペーサー２５の表面の位置と、保護部材であるコンプライアンス基板４５が取り付けられる連通板１５のノズルプレート２０側の表面との位置は、第３の方向Ｚにおいて異なる位置となっている。
【００４８】
ちなみに、流路部材において、ノズルプレート２０が取り付けられる位置と、保護部材（本実施形態では、保護部材を構成するコンプライアンス基板４５）が取り付けられる位置と、が第３の方向Ｚで同じ位置となっているとは、例えば、連通板１５の同じ平面上に取り付けられることを言う。この連通板１５の平面とは、もちろん当該連通板１５の表面を平面状に加工した際の加工誤差による高さばらつきなども含むものである。つまり、本実施形態では、平面上に加工された連通板１５の同じ表面にノズルプレート２０と、保護部材とを固定するのではなく、連通板１５のノズルプレート２０が固定される位置にスペーサー２５を設けることで、ノズルプレート２０がスペーサー２５の表面に取り付けられることになり、ノズルプレート２０と保護部材との第３の方向Ｚにおける取り付け位置が異なる位置となるように構成されている。
【００４９】
このようなコンプライアンス基板４５は、本実施形態では、封止膜４６と、固定基板４７と、を備える。封止膜４６は、可撓性を有する薄膜（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やステンレス鋼（ＳＵＳ）等により形成された厚さが２０μｍ以下の薄膜）からなり、固定基板４７は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定基板４７のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４８となっているため、マニホールド１００の一方面は可撓性を有する封止膜４６のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部４９となっている。
【００５０】
なお、ケース部材４０には、マニホールド１００に連通して各マニホールド１００にインクを供給するための導入路４４が設けられている。また、ケース部材４０には、保護基板３０の貫通孔３２に連通して配線基板１２１が挿通される接続口４３が設けられている。
【００５１】
また、ヘッド本体１１の液体噴射面２０ａ側には、本実施形態の保護板であるカバーヘッド１３０が設けられている。カバーヘッド１３０は、コンプライアンス基板４５の連通板１５とは反対面側に接合されており、コンプライアンス部４９の流路（マニホールド１００）とは反対側の空間を封止する。なお、カバーヘッド１３０には、ノズル開口２１を露出する露出開口部１３１が設けられている。本実施形態では、露出開口部１３１は、ノズルプレート２０を露出する大きさ、つまり、コンプライアンス基板４５と同じ開口を有する。
【００５２】
また、カバーヘッド１３０は、本実施形態では、ヘッド本体１１の側面（液体噴射面２０ａとは交差する面）を覆うように、液体噴射面２０ａ側から端部が屈曲して設けられている。
【００５３】
このような構成のインクジェット式記録ヘッドＩＩでは、インクを噴射する際に、インクカートリッジ２から導入路４４を介してインクを取り込み、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路１２０からの信号に従い、圧力発生室１２に対応する各圧電アクチュエーター３００に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター３００と共に振動板５０をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室１２内の圧力が高まり所定のノズル開口２１からインク滴が噴射される。なお、本実施形態において、インクジェット式記録ヘッドＩＩの接続口４３からノズル開口２１までを液体流路と称する。すなわち、液体流路は、接続口４３、マニホールド１００、供給連通路１９、圧力発生室１２、第１ノズル連通路１６、第２ノズル連通路２６及びノズル開口２１で構成されている。
【００５４】
このような構成のインクジェット式記録ヘッドＩＩは、振動板５０を有する平面方向（Ｙ方向）に延びる液体流路（圧力発生室１２）と、当該液体流路に繋がる垂直方向（Ｚ方向）の複数の液体流路（供給連通路１９、第２ノズル連通路２６、第１ノズル連通路１６）と、を有している。このようなインクジェット式記録ヘッドＩＩは、従来のインクジェット式記録ヘッドに比べて液体流路の距離が長く、液体流路の体積が大きくなっているため、ノズル近傍のインクの乾燥を低減できる。これにより、インクを吐出していないノズルでのインクの増粘を緩和することができるので、インクの吐出安定性が良好となる。
【００５５】
その一方で、自己分散顔料を含有するインクを充填したインクジェット式記録ヘッドＩＩを低温環境下に置いておくと、液体流路中のインクが＋Ｚ方向側から徐々に凍結し始め、液体流路内のインクが＋Ｚ方向から−Ｚ方向へと徐々に塞がれることによってインクの逃げ道がなくなり、その結果、振動板５０や圧電素子が破損してしまうという問題が発生することがわかった。かかる問題は、自己分散顔料を含有するインクを充填した場合に発生するが、詳細なメカニズムは明らかとなっていない。このような問題に対して、本発明は、上記のような構造を有するインクジェット式記録ヘッドＩＩに自己分散顔料を含有するインクを充填した場合に、自己分散顔料を含有するインクの組成を工夫することによってインク凍結時に発生する振動板５０や圧電素子のクラックを回避することに成功したものである。
【００５６】
このようなインクジェット式記録ヘッドＩＩは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を備えるインクジェット式記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図５は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図で
ある。
【００５７】
図５に示すインクジェット式記録装置Ｉにおいて、複数のインクジェット式記録ヘッドＩＩを有するインクジェット式記録ヘッドユニット１（以下、ヘッドユニット１とも言う）は、インク供給手段を構成するカートリッジ２が着脱可能に設けられ、このヘッドユニット１を搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１は、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００５８】
そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、ヘッドユニット１を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体Ｓが、プラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００５９】
なお、上述したインクジェット式記録装置Ｉでは、インクジェット式記録ヘッドＩＩ（ヘッドユニット１）がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッドＩＩが固定されて、紙等の記録媒体Ｓを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、いわゆるライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
【００６０】
また、上述した例では、インクジェット式記録装置Ｉは、インクカートリッジ２がキャリッジ３に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、例えば、インクタンク等を装置本体４に固定し、インクジェット式記録ヘッドＩＩとチューブ等の供給管を介して接続してもよい。また、インクカートリッジ２やインクタンク等の液体貯留手段がインクジェット式記録装置に搭載されていなくてもよい。
【００６１】
さらに、インクジェット式記録装置Ｉでは、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用することができる。
【００６２】
このようなインクジェット式記録装置Ｉでは、小型化及び省スペース化を可能とする一方で、ノズル開口２１の上流の空間体積が大きいことにより、ノズル開口２１近傍のインクが乾燥により増粘しても拡散しやすく、インクの増粘を緩和することができる一方で、インクに自己分散型顔料が含まれていると、低温環境に置かれた際に、ノズルプレート側からインクが凍結し始め、インクの液体流路がノズルプレート側から徐々に塞がれることによってインクの体積膨張力の逃げ道がなくなり、振動板５０や圧電素子が破損してしまうという問題が生じる場合がある。しかし、このようなインクジェット式記録装置Ｉであっても、以下に説明する本実施形態に係るインク組成物を用いることにより、記録の際のＶＯＣの発生量を低減しながら、吐出ヘッドの凍結クラックの発生を防止し、吐出特性に優れた記録を行うことができる。つまり、振動板５０を有する平面方向に延びる液体流路（圧力発生室１２）と、当該液体流路に繋がる垂直方向の複数の液体流路（供給連通路１９、第２ノズル連通路２６、第１ノズル連通路１６）と、を有する吐出ヘッド（インクジェット式記録ヘッドＩＩ）を備えるインクジェット記録装置（インクジェット式記録装置Ｉ）に用いた記録においても、ＶＯＣの発生量を低減しながら、吐出ヘッドの凍結クラックの発生を防止し、吐出特性に優れた記録を行うことができる。
【００６３】
１．２．インク組成物
本実施形態に係るインク組成物は、３−メチル−１，５−ペンタンジオールと、トリメチロールプロパンと、水と、顔料と、を含有し、１，２−ヘキサンジオールを０．５質量％を超えて含有せず、前記３−メチル−１，５−ペンタンジオールに対する前記トリメチロールプロパンの質量比が、０．１２以上２以下である。本実施形態に係るインク組成物は、その他、例えば、樹脂成分や界面活性剤を含有してもよい。以下、本実施形態に係るインク組成物に含まれる成分について説明する。
【００６４】
１．２．１．有機溶剤
本実施形態において、インク組成物は有機溶剤を含有する。インク組成物が有機溶剤を含有することにより、記録の際に吐出安定性に優れ、かつ、記録媒体上に吐出されたインク組成物の乾燥性が良好となり、画質と耐擦性に優れた画像を得ることができる。
【００６５】
インク組成物に用いる有機溶剤としては、標準沸点が２５０℃以上であることが好ましい。また、標準沸点２５０℃未満の有機溶剤は、０．５質量％を超えて含有しないことが好ましく、０．４質量％以下であることがより好ましく、０．２質量％以下であることがさらに好ましく、含有しないことが特に好ましい。これにより、ＶＯＣの発生量が低減されたインク組成物を提供することができる。
【００６６】
インク組成物に用いる有機溶剤としては、水溶性有機溶剤であることが好ましい。水溶性有機溶剤を使用することにより、よりインク組成物の乾燥性が良好となり、画質と耐擦性に優れた画像を得ることができる。
【００６７】
水溶性有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、１，２−アルカンジオール類、多価アルコール類（１，２−アルカンジオール類を除く。）、ピロリドン誘導体、グリコールエーテル類等が挙げられる。
【００６８】
１，２−アルカンジオール類としては、例えば、１，２−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，２−オクタンジオール等が挙げられる。これらは、１種単独か又は２種以上を混合して使用することができる。１，２−アルカンジオール類は、記録媒体に対するインク組成物の濡れ性を高めて均一に濡らす作用や、記録媒体に対する浸透溶剤としての作用に優れている。１，２−アルカンジオール類の含有量は、得られた画像からのＶＯＣの発生量を低減させるためには、１，２−ヘキサンジオールなどの標準沸点２５０℃未満の１，２−アルカンジオール類は、０．５質量％を超えて含有せず、０．４質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以下であることがより好ましく、含有しないことがさらに好ましい。
【００６９】
多価アルコール類（１，２−アルカンジオール類を除く。）としては、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、グリセリン等が挙げられる。これらは、１種単独か又は２種以上を混合して使用することができる。これらの中でも、得られた画像からのＶＯＣの発生量を低減させる観点から、トリエチレングリコールやグリセリンを用いることが好ましい。これらの多価アルコール類は、インクジェット式記録ヘッドのノズル面でのインクの乾燥固化を抑制し、ノズルの目詰まりや吐出不良等を防止する作用を有する点で好ましく用いられる。
【００７０】
これらの多価アルコール類の含有量は、インク組成物の全質量に対して、１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、３質量％以上１５質量％以下であることがより好
ましい。また、得られた画像からのＶＯＣ発生量を低減させるために、標準沸点２５０℃未満の多価アルコール類は、０．５質量％を超えて含有しないことが好ましく、０．４質量％以下であることがより好ましく、含有しないことがさらに好ましい。
【００７１】
ピロリドン誘導体としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、Ｎ−ブチル−２−ピロリドン、５−メチル−２−ピロリドン等が挙げられる。これらは、１種単独か又は２種以上を混合して使用することができる。ピロリドン誘導体は、樹脂の良好な溶解剤として作用し、耐擦性に優れた記録物を得たり、インクジェット式記録ヘッドやノズルの目詰まりを防止することができる。ピロリドン誘導体を使用する場合には、ピロリドン誘導体の含有量は、インク組成物の全質量に対して、１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、３質量％以上１５質量％以下であることがより好ましい。なお、得られた画像からのＶＯＣの発生量を低減させるために、標準沸点２５０℃未満のピロリドン誘導体は０．５質量％を超えて含有しないことが好ましく、０．４質量％以下であることがより好ましく、含有しないことがさらに好ましい。
【００７２】
グリコールエーテル類としては、例えば、ヘキシルグリコール、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノイソヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノイソヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノイソヘキシルエーテル、エチレングリコールモノイソヘプチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソヘプチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソヘプチルエーテル、エチレングリコールモノオクチルエーテル、エチレングリコールモノイソオクチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソオクチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソオクチルエーテル、エチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ−２−エチルペンチルエーテル、エチレングリコールモノ−２−エチルペンチルエーテル、エチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ−２−メチルペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−２−メチルペンチルエーテル、ジエチレングリコール−２−エチルヘキシルエーテル、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、トリプロピ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プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、及びトリプロピ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フェニルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。これらは、１種単独か又は２種以上を混合して使用することができる。グリコールエーテル類は、インク組成物の記録媒体に対する濡れ性等を制御することできる。
【００７３】
グリコールエーテル類の含有量は、特に限定されるものではないが、インク組成物の全質量に対して、例えば、１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、３質量％以上１５質量％以下であることがより好ましい。また、得られた画像からのＶＯＣの発生量を低減させるために、標準沸点２５０℃未満のグリコールエーテル類は０．５質量％を超えて含有しないことが好ましく、０．４質量％以下であることがより好ましく、含有しないことがさらに好ましい。
【００７４】
上記の有機溶剤の中でも、本実施形態に係るインク組成物は、３−メチル−１，５−ペンタンジオール（以下、「ＭＰＤ」ともいう。）を含有することを特徴とする。ＭＰＤは標準沸点が２５０℃であり、記録媒体に対する浸透剤として従来より用いられている１，２−ヘキサンジオール（以下、「１，２−ＨＤ」ともいう。）の標準沸点（２２４℃）よ
りも高い。このため、ＭＰＤを１，２−ＨＤと置き換えることにより、記録された画像からのＶＯＣの発生量が低減されたインク組成物を提供することができる。
【００７５】
ＭＰＤの含有量は、インク組成物の全質量に対して、下限値は３質量％以上であることが好ましく、４質量％以上であることがより好ましく、５質量％以上であることがさらに好ましい。また、インク組成物中のＭＰＤの含有量の上限値は、１３質量％以下であることが好ましく、１０質量％以下であることがより好ましく、８質量％以下であることがさらに好ましい。インク組成物中のＭＰＤの含有量が前記範囲にある場合には、凍結クラックの発生を防止し、ＶＯＣ発生量を低減することができる。また、インクの動的表面張力が上がりすぎないことにより埋まり性が向上して吐出特性が向上し、着弾ズレが減少する。さらに、優れた画質の画像が記録される。
【００７６】
さらに、上記の有機溶剤の中でも、本実施形態に係るインク組成物は、記録媒体への浸透剤として機能するジエチレングリコール−２−エチルヘキシルエーテル（以下、「ＥＨＤＧ」ともいう。）を含有することが好ましい。ＥＨＤＧは標準沸点が２７２℃であるため、ＥＨＤＧを含有することにより、記録された画像からのＶＯＣの発生量が低減されたインク組成物を提供することができる。
【００７７】
また、インク組成物がＥＨＤＧを含有することにより、ＭＰＤの含有に伴って上がったインクの動的表面張力を調整することが可能となる。インクの動的表面張力を調整することにより、埋まり性が向上して吐出安定性が向上し、着弾ズレが減少する。このため、インク中のＭＰＤとＥＨＤＧの量を最適化することで、ＶＯＣの発生量を低減しながら、低温特性と吐出特性に優れたインク組成物とすることができる。
【００７８】
なお、ＥＨＤＧの含有量が高すぎると、ＥＨＤＧがインク中に溶解せずに吐出特性が低下したり、インクの保存安定性が低下する傾向がある。したがって、ＥＨＤＧの含有量は、インク組成物の全質量に対して、下限値は０．１質量％以上であることが好ましく、０．１５質量％以上であることがより好ましく、０．２質量％以上であることがさらに好ましい。また、インク組成物中のＥＨＤＧの含有量の上限値は、０．５質量％以下であることが好ましく、０．４５質量％以下であることがより好ましく、０．４質量％以下であることがさらに好ましい。ＥＨＤＧの含有量が前記範囲にある場合には、さらに吐出特性と画質が向上し、インクの保存安定性も向上する。
【００７９】
また、標準沸点が２８０℃以上の有機溶剤は、インク組成物の水分を吸収して、インクジェット式記録ヘッド付近のインク組成物を増粘させる場合があり、これにより、インクジェット式記録ヘッドの吐出安定性を低下させる場合がある。このため、本実施形態において、インク組成物は、標準沸点が２８０℃以上の有機溶剤の含有量が１５質量％以下であることが好ましく、１３質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることがさらに好ましい。この場合には、記録媒体上でのインク組成物の乾燥性が高くなるので、ブリードの発生が抑制された優れた画像を形成できる。また、得られた記録物のベタツキが低減され、耐擦性に優れたものとなる。標準沸点が２８０℃以上の有機溶剤としては、例えば、トリエチレングリコールやグリセリンを挙げることができる。
【００８０】
１．２．２．水
本実施形態において、インク組成物は、水を含有する。水は、インク組成物の主となる媒体であり、乾燥によって蒸発飛散する成分である。水は、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水または超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものであることが好ましい。また、紫外線照射または過酸化水素添加等により滅菌した水を用いると、顔料分散液およびこれを用いたインク組成物を長期保存する場合にカビやバクテリアの発生を抑制できるので好適である。
【００８１】
水の含有量は、インク組成物の全質量に対して、４０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましく、６０質量％以上であることがさらに好ましい。
【００８２】
１．２．３．顔料
本実施形態に係るインク組成物は、顔料を含有する。顔料は、染料と比較して光やガス等に対して退色しにくい性質を有していることから好ましく用いられ、顔料を用いて記録媒体上に形成された画像は、耐水性、耐ガス性、耐光性等に優れ、保存性が良好となる。
【００８３】
本実施形態において使用可能な顔料としては、特に制限されないが、無機顔料や有機顔料が挙げられる。無機顔料としては、酸化チタンおよび酸化鉄に加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法等の公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。一方、有機顔料としては、アゾ顔料（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を含む）、多環式顔料（例えば、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、キノフラロン顔料等）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック等を使用することができる。
【００８４】
本実施形態で使用可能な顔料の具体例のうち、ブラック顔料としてはカーボンブラックが挙げられ、カーボンブラックとしては、特に限定されないが、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、もしくはチャンネルブラック等（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）、また市販品としてＮｏ．２３００、９００、ＭＣＦ８８、Ｎｏ．２０Ｂ、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４５、Ｎｏ．５２、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ７７、ＭＡ１００、Ｎｏ．２２００Ｂ等（以上全て商品名、三菱化学株式会社製）、カラーブラックＦＷ１、ＦＷ２、ＦＷ２Ｖ、ＦＷ１８、ＦＷ２００、Ｓ１５０、Ｓ１６０、Ｓ１７０、プリテックス３５、Ｕ、Ｖ、１４０Ｕ、スペシャルブラック６、５、４Ａ、４、２５０等（以上全て商品名、デグサ社製）、コンダクテックスＳＣ、ラーベン１２５５、５７５０、５２５０、５０００、３５００、１２５５、７００等（以上全て商品名、コロンビアカーボン社製）、リガール４００Ｒ、３３０Ｒ、６６０Ｒ、モグルＬ、モナーク７００、８００、８８０、９００、１０００、１１００、１３００、１４００、エルフテックス１２等（以上全て商品名、キャボット社製）が挙げられる。
【００８５】
ホワイト顔料としては、特に限定されないが、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントホワイト  ６、１８、２１、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化アンチモン、酸化マグネシウム、及び酸化ジルコニウムの白色無機顔料が挙げられる。当該白色無機顔料以外に、白色の中空樹脂粒子及び高分子粒子などの白色有機顔料を使用することもできる。
【００８６】
イエローインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー  １、２、３、４、５、６、７、１０、１１、１２、１３、１４、１６、１７、２４、３４、３５、３７、５３、５５、６５、７３、７４、７５、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、９９、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１７、１２０、１２４、１２８、１２９、１３３、１３８、１３９、１４７、１５１、１５３、１５４、１６７、１７２、１８０が挙げられる。
【００８７】
マゼンタインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド  １、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３７、３８、４０、４１、４２、４８（Ｃａ）、４８（Ｍｎ）、５７（Ｃａ）、５７：１、８８、１１２、１１４、１２２、１２３、１４４、１４６、１４９、１５０、１６６、１６８、１７０、１７１、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２０２、２
０９、２１９、２２４、２４５、又はＣ．Ｉ．ピグメントヴァイオレット  １９、２３、３２、３３、３６、３８、４３、５０が挙げられる。
【００８８】
シアンインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー  １、２、３、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：３４、１５：４、１６、１８、２２、２５、６０、６５、６６、Ｃ．Ｉ．バットブルー  ４、６０が挙げられる。
【００８９】
また、マゼンタ、シアン、及びイエロー以外のカラーインクに使用される顔料としては、特に限定されないが、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメント  グリーン  ７、１０、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン  ３、５、２５、２６、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ  １、２、５、７、１３、１４、１５、１６、２４、３４、３６、３８、４０、４３、６３が挙げられる。
【００９０】
パール顔料としては、特に限定されないが、例えば、二酸化チタン被覆雲母、魚鱗箔、酸塩化ビスマス等の真珠光沢や干渉光沢を有する顔料が挙げられる。
【００９１】
メタリック顔料としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、銀、金、白金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、インジウム、チタン、銅などの単体又は合金からなる粒子が挙げられる。
【００９２】
インク組成物に含まれ得る色材の含有量は、インク組成物の全質量に対して、１．０質量％以上４０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上３０質量％以下であることがより好ましく、１５質量％以上２５質量％以下であることがさらに好ましい。
【００９３】
上記の顔料をインク組成物に適用するためには、顔料が水中で安定的に分散保持できるようにする必要がある。その方法としては、水溶性樹脂および／または水分散性樹脂等の樹脂分散剤にて分散させる方法（以下、この方法により分散された顔料を「樹脂分散型顔料」という。）、水溶性界面活性剤および／または水分散性界面活性剤の界面活性剤にて分散させる方法（以下、この方法により分散された顔料を「界面活性剤分散型顔料」という。）、顔料粒子表面に親水性官能基を化学的・物理的に導入し、上記の樹脂あるいは界面活性剤等の分散剤なしで水中に分散および／または溶解可能とする方法（以下、この方法により分散された顔料を「表面処理顔料」または「自己分散型顔料」という。）等が挙げられる。本実施形態において、インク組成物は、上記の樹脂分散型顔料、界面活性剤分散型顔料、自己分散型顔料のいずれも用いることができ、必要に応じて複数種混合した形で用いることもできる。
【００９４】
樹脂分散型顔料に用いられる樹脂分散剤としては、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、ポリアクリル酸、アクリル酸−アクリルニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−α―メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α―メチルスチレン−アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体等およびこれらの塩が挙げられる。これらの中で、特に、疎水性官能基を有するモノマーと親水性官能基を有するモノマーとの共重合体、疎水性官能基と親水性官能基とを併せ持つモノマーからなる重合体が好ましい。共重合体の形態としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれの形態でも用いることができる。
【００９５】
上記の塩としては、アンモニア、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリ−ｉｓｏ−プロパノールアミン、アミノメチルプロパノール、モルホリン等の塩基性化合物との塩が挙げられる。これら塩基性化合物の添加量は、上記樹脂分散剤の中和当量以上であれば特に制限はない。
【００９６】
上記樹脂分散剤の分子量は、重量平均分子量として１，０００以上１００，０００以下の範囲であることが好ましく、３，０００以上１０，０００以下の範囲であることがより好ましい。分子量が上記範囲であることにより、色材の水中での安定的な分散が得られ、またインク組成物に適用した際の粘度制御等がしやすい。
【００９７】
以上述べた樹脂分散剤としては市販品を用いることもできる。詳しくは、ジョンクリル６７（重量平均分子量：１２，５００、酸価：２１３）、ジョンクリル６７８（重量平均分子量：８，５００、酸価：２１５）、ジョンクリル５８６（重量平均分子量：４，６００、酸価：１０８）、ジョンクリル６１１（重量平均分子量：８，１００、酸価：５３）、ジョンクリル６８０（重量平均分子量：４，９００、酸価：２１５）、ジョンクリル６８２（重量平均分子量：１，７００、酸価：２３８）、ジョンクリル６８３（重量平均分子量：８，０００、酸価：１６０）、ジョンクリル６９０（重量平均分子量：１６，５００、酸価：２４０）（以上商品名、ＢＡＳＦジャパン株式会社製）等が挙げられる。
【００９８】
また、界面活性剤分散型顔料に用いられる界面活性剤としては、アルカンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アシルメチルタウリン酸塩、ジアルキルスルホ琥珀酸塩、アルキル硫酸エステル塩、硫酸化オレフィン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩、モノグリセライトリン酸エステル塩等のアニオン性界面活性剤、アルキルピリジウム塩、アルキルアミノ酸塩、アルキルジメチルベタイン等の両性界面活性剤、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フェニルエーテル、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アルキルアミド、グリセリンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。
【００９９】
上記樹脂分散剤または上記界面活性剤の顔料に対する添加量は、顔料１００質量部に対して好ましくは１質量部以上１００質量部以下であり、より好ましくは５質量部以上５０質量部以下である。この範囲であることにより、顔料の水中への分散安定性が確保できる。
【０１００】
本実施形態に係るインク組成物においては、顔料として自己分散型顔料を含むことが好ましい。ここで、自己分散型顔料とは、上記のように、分散剤なしに水性媒体中に分散あるいは溶解することが可能な顔料を指す。このように、自己分散型顔料は、顔料が水中で安定保持できるようにするために、顔料粒子にイオン同士が反発する表面官能基（カルボキシル基など）を化学的・物理的に導入して製造される。そして、自己分散型顔料は、顔料表面に親水性の官能基が導入されていることにより、樹脂などの分散剤を配合することなく、顔料同士の静電反発力により、インク組成物中で安定に分散されることができる。なお、本明細書における「分散」とは、自己分散型顔料が分散剤なしに水中に安定に存在している状態をいい、分散している状態のもののみならず、溶解している状態のものも含むものとする。
【０１０１】
自己分散型顔料が配合されたインク組成物は、自己分散型顔料以外の顔料及び分散剤が配合された通常のインク組成物と比べて分散安定性が高いため、インク中の樹脂の含有量を低減させることができ、インク組成物の粘度を適度なものとすることができる。これに
より、顔料をより多く含有させることが可能となり、特に普通紙に対して発色性に優れた文字や図形等の画像を形成することができる。さらに、自己分散型顔料が配合されたインク組成物は、印字品質の向上に有効な有機溶剤（後述する）を配合しても流動性の低下を生じることがない。このため、有機溶剤を併用することにより、印字品質も高めることができる。
【０１０２】
このような利点がある一方で、インク中の樹脂の含有量を減らすとインクの凝固点が高くなり、インクが凍結しやすくなる傾向にある。しかし、本実施形態に係るインク組成物では、上述の有機溶剤の組成とすることにより低温特性が向上し、インクの凍結を防止することができる。これにより、ＶＯＣの発生量を低減しながら、低温特性と吐出特性に優れたインク組成物とすることができる。
【０１０３】
自己分散型顔料としては、親水性官能基として、−ＯＭ、−ＣＯＯＭ、−ＣＯ−、−ＳＯ３Ｍ、−ＳＯ２ＮＨ３、−ＲＳＯ３Ｍ、−ＰＯ３ＨＭ、−ＰＯ３Ｍ３、−ＳＯ３ＮＨＣＯＲ、−ＮＨ３、−ＮＲ３（ただし、式中のＭは、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し、Ｒは、炭素数１〜１２のアルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基または置換基を有していてもよいナフチル基を示す。）等が挙げられる。これらの官能基は、顔料粒子表面に直接および／または他の基を介してグラフトされることによって、物理的および／または化学的に導入される。多価の基としては、炭素数が１〜１２のアルキレン基、置換基を有していてもよいフェニレン基又は置換基を有していてもよいナフチレン基等を挙げることができる。
【０１０４】
前記の自己分散型顔料としては、硫黄を含む処理剤によりその顔料粒子表面に−ＳＯ３Ｍおよび／または−ＲＳＯ３Ｍ（Ｍは対イオンであって、水素イオン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、又は有機アンモニウムイオンを示す。）が化学結合するように表面処理されたもの、すなわち、前記顔料が、活性プロトンを持たず、スルホン酸との反応性を有せず、顔料が不溶ないしは難溶である溶剤中に、顔料を分散させ、次いでアミド硫酸、又は三酸化硫黄と第三アミンとの錯体によりその粒子表面に−ＳＯ３Ｍおよび／または−ＲＳＯ３Ｍが化学結合するように表面処理され、水に分散および／または溶解が可能なものとされたものであることが好ましい。
【０１０５】
前記官能基またはその塩を顔料粒子の表面に直接または多価の基を介してグラフトさせる表面処理手段としては、種々の公知の表面処理手段を適用することができる。例えば、市販の酸化カーボンブラックにオゾンや次亜塩素酸ソーダ溶液を作用し、カーボンブラックをさらに酸化処理してその表面をより親水化処理する手段（例えば、特開平７−２５８５７８号公報、特開平８−３４９８号公報、特開平１０−１２０９５８号公報、特開平１０−１９５３３１号公報、特開平１０−２３７３４９号公報）、カーボンブラックを３−アミノ−Ｎ−アルキル置換ピリジウムブロマイドで処理する手段（例えば、特開平１０−１９５３６０号公報、特開平１０−３３０６６５号公報）、有機顔料が不溶又は難溶である溶剤中に有機顔料を分散させ、スルホン化剤により顔料粒子表面にスルホン基を導入する手段（例えば、特開平８−２８３５９６号公報、特開平１０−１１０１１０号公報、特開平１０−１１０１１１号公報）、三酸化硫黄と錯体を形成する塩基性溶剤中に有機顔料を分散させ、三酸化硫黄を添加することにより有機顔料の表面を処理し、スルホン基又はスルホンアミノ基を導入する手段（例えば、特開平１０−１１０１１４号公報）等が挙げられるが、本発明で用いられる表面処理顔料のための作製手段はこれらの手段に限定されるものではない。
【０１０６】
１つの顔料粒子にグラフトされる官能基は単一でも複数種であってもよい。グラフトされる官能基の種類及びその程度は、インク中での分散安定性、色濃度、及び吐出ヘッド前面での乾燥性等を考慮しながら適宜決定されてよい。
【０１０７】
以上述べた樹脂分散型顔料、界面活性剤分散型顔料、自己分散型顔料を水中に分散させる方法としては、樹脂分散型顔料については顔料と水と樹脂分散剤、界面活性剤分散型顔料については顔料と水と界面活性剤、自己分散型顔料については自己分散型顔料と水、また各々に必要に応じて水溶性有機溶剤・中和剤等を加えて、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータミル、ヘンシェルミキサー、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、ジェットミル、オングミル等の従来用いられている分散機にて行うことができる。この場合、顔料の粒径としては、平均粒径で２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲になるまで、より好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲になるまで分散することが、顔料の水中での分散安定性を確保する点で好ましい。
【０１０８】
１．２．４．トリメチロールプロパン
本実施形態に係るインク組成物は、トリメチロールプロパンを含む。トリメチロールプロパンは、常温固体のポリオールであり、インクの凍結防止剤や保湿剤として機能する。このため、本実施形態に係るインク組成物がトリメチロールプロパン含むことにより、ＶＯＣの発生量を低減しながら、低温特性と吐出特性に優れたインク組成物とすることができる。
【０１０９】
上記したように、本実施形態においてトリメチロールプロパンは、質量基準で、（３−メチル−１，５−ペンタンジオール）／（トリメチロールプロパン）が０．１２以上２以下となるように含有する。このような範囲でトリメチロールプロパンを含有することにより、凍結クラックの発生を防止し、ＶＯＣ発生量を低減しながら、吐出特性を確保することができる。
【０１１０】
また、トリメチロールプロパンの含有量は、インク組成物の全質量に対して、下限値は１質量％以上であることが好ましく、２質量％以上であることがより好ましく、３質量％以上であることがさらに好ましい。また、インク組成物中のトリメチロールプロパンの含有量の上限値は、６質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましく、４質量％以下であることがさらに好ましい。インク組成物中のトリメチロールプロパンの含有量が前記範囲にある場合には、凍結クラックの発生を防止し、ＶＯＣ発生量を低減することができる。
【０１１１】
１．２．５．樹脂成分
本実施形態において、インク組成物は、水溶性および／または非水溶性の樹脂成分を含有してもよい。該樹脂成分は、インクを固化させ、さらにインク固化物を記録媒体上に強固に定着させる作用を有する。樹脂成分は、インク組成物中に溶解された状態またはインク組成物中に分散された状態のいずれの状態であってもよい。溶解状態の樹脂成分としては、本実施形態に係るインク組成物の顔料を分散させる場合に使用する、上記の樹脂分散剤を用いることができる。また、分散状態の樹脂としては、本実施形態に係るインク組成物の液媒体に難溶あるいは不溶である樹脂成分を、微粒子状にして分散させて（すなわちエマルジョン状態、あるいはサスペンジョン状態にして）含ませることができる。
【０１１２】
上記の樹脂成分としては、上記の樹脂分散剤として用いられる樹脂の他、ポリアクリル酸エステルもしくはその共重合体、ポリメタクリル酸エステルもしくはその共重合体、ポリアクリロニトリルもしくはその共重合体、ポリシアノアクリレート、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソブチレン、ポリスチレンもしくはそれらの共重合体、石油樹脂、クロマン・インデン樹脂、テルペン樹脂、ポリ酢酸ビニルもしくはその共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルエーテル、ポリ塩化ビニルもしくはその共重合体、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂、フッ素ゴム、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルピ
ロリドンもしくはその共重合体、ポリビニルピリジン、ポリビニルイミダゾール、ポリブタジエンもしくはその共重合体、ポリクロロプレン、ポリイソプレン、天然樹脂等が挙げられる。この中で、特に分子構造中に疎水性部分と親水性部分とを併せ持つものが好ましい。
【０１１３】
上記の樹脂成分を微粒子状態で得るには、以下に示す方法で得られ、そのいずれの方法でもよく、必要に応じて複数の方法を組み合わせてもよい。その方法としては、所望の樹脂成分を構成する単量体中に重合触媒（重合開始剤）と分散剤とを混合して重合（すなわち乳化重合）する方法、親水性部分を持つ樹脂成分を水溶性有機溶剤に溶解させその溶液を水中に混合した後に水溶性有機溶剤を蒸留等で除去することで得る方法、樹脂成分を非水溶性有機溶剤に溶解させその溶液を分散剤と共に水溶液中に混合して得る方法等が挙げられる。上記の方法は、用いる樹脂成分の種類・特性に応じて適宜選択することができる。樹脂成分を分散する際に用いることのできる分散剤としては、特に制限はないが、アニオン性界面活性剤（例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ラウリルリン酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートアンモニウム塩等）、ノニオン性界面活性剤（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脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等）を挙げることができ、これらを単独あるいは二種以上を混合して用いることができる。
【０１１４】
上記のような樹脂成分として、微粒子状態（エマルジョン状態、サスペンジョン状態）で用いる場合、公知の材料・方法で得られるものを用いることも可能である。例えば、特公昭６２−１４２６号公報、特開平３−５６５７３号公報、特開平３−７９６７８号公報、特開平３−１６００６８号公報、特開平４−１８４６２号公報等に記載のものを用いてもよい。また、市販品を用いることもでき、例えば、マイクロジェルＥ−１００２、マイクロジェルＥ−５００２（以上商品名、日本ペイント株式会社製）、ボンコート４００１、ボンコート５４５４（以上商品名、大日本インキ化学工業株式会社製）、ＳＡＥ１０１４（商品名、日本ゼオン株式会社製）、サイビノールＳＫ−２００（商品名、サイデン化学株式会社製）、ジョンクリル７１００、ジョンクリル３９０、ジョンクリル７１１、ジョンクリル５１１、ジョンクリル７００１、ジョンクリル６３２、ジョンクリル７４１、ジョンクリル４５０、ジョンクリル８４０、ジョンクリル７４Ｊ、ジョンクリルＨＲＣ−１６４５Ｊ、ジョンクリル７３４、ジョンクリル８５２、ジョンクリル７６００、ジョンクリル７７５、ジョンクリル５３７Ｊ、ジョンクリル１５３５、ジョンクリルＰＤＸ−７６３０Ａ、ジョンクリル３５２Ｊ、ジョンクリル３５２Ｄ、ジョンクリルＰＤＸ−７１４５、ジョンクリル５３８Ｊ、ジョンクリル７６４０、ジョンクリル７６４１、ジョンクリル６３１、ジョンクリル７９０、ジョンクリル７８０、ジョンクリル７６１０（以上商品名、ＢＡＳＦジャパン株式会社製）、ダイナフローシリーズ（商品名、ＪＳＲ株式会社製）等が挙げられる。
【０１１５】
樹脂成分を微粒子状態で用いる場合、インク組成物の保存安定性および吐出安定性を確保する観点から、その平均粒径は５ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲が好ましく、より好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以上の範囲である。樹脂微粒子の平均粒子径が前記範囲にあることにより、成膜性に優れると共に、凝集しても大きな塊ができにくいのでノズルの目詰まりを低減することができる。なお、本明細書における平均粒子径は、特に明示がない限り体積基準のものである。測定方法としては、例えば、動的光散乱理論を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。このような粒度分布測定装置としては、例えば、日機装株式会社製の「マイクロトラックＵＰＡ」等が挙げられる。
【０１１６】
樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、例えば、−２０℃以上１００℃以下であることが好ましく、−１０℃以上８０℃以下であることがより好ましい。
【０１１７】
樹脂成分の含有量は、インク組成物全質量に対して、固形分換算で好ましくは０．１質量％以上１５質量％以下であり、より好ましくは０．５質量％以上１０質量％以下であり、さらに好ましくは２質量％以上７質量％以下であり、３質量％５質量％以下であることが特に好ましい。この範囲内であることにより、インク非吸収性または低吸収性の記録媒体上においても、インク組成物を固化・定着させることができる。
【０１１８】
１．２．６．界面活性剤
本実施形態において、インク組成物は、界面活性剤を含有することが好ましい。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤及びシリコーン系界面活性剤が挙げられ、これらの少なくとも１種を含有することが好ましく、これらの中でもシリコーン系界面活性剤を含有することがより好ましい。インクがシリコーン系界面活性剤を含有することにより、インクの動的表面張力を下がり、吐出安定性をさらに向上させることができる。
【０１１９】
アセチレングリコール系界面活性剤としては、特に限定されないが、例えばサーフィノール１０４、１０４Ｅ、１０４Ｈ、１０４Ａ、１０４ＢＣ、１０４ＤＰＭ、１０４ＰＡ、１０４ＰＧ−５０、１０４Ｓ、４２０、４４０、４６５、４８５、ＳＥ、ＳＥ−Ｆ、５０４、６１、ＤＦ３７、ＣＴ１１１、ＣＴ１２１、ＣＴ１３１、ＣＴ１３６、ＴＧ、ＧＡ、ＤＦ１１０Ｄ（以上全て商品名、エアープロダクツジャパン株式会社製）、オルフィンＢ、Ｙ、Ｐ、Ａ、ＳＴＧ、ＳＰＣ、Ｅ１００４、Ｅ１０１０、ＰＤ−００１、ＰＤ−００２Ｗ、ＰＤ−００３、ＰＤ−００４、ＥＸＰ．４００１、ＥＸＰ．４０３６、ＥＸＰ．４０５１、ＡＦ−１０３、ＡＦ−１０４、ＡＫ−０２、ＳＫ−１４、ＡＥ−３（以上全て商品名、日信化学工業株式会社製）、アセチレノールＥ００、Ｅ００Ｐ、Ｅ４０、Ｅ１００（以上全て商品名、川研ファインケミカル社製）が挙げられる。
【０１２０】
シリコーン系界面活性剤としては、特に限定されないが、ポリシロキサン系化合物が好ましく挙げられる。当該ポリシロキサン系化合物としては、特に限定されないが、例えばポリエーテル変性オルガノシロキサンが挙げられる。当該ポリエーテル変性オルガノシロキサンの市販品としては、例えば、ＢＹＫ−３０６、ＢＹＫ−３０７、ＢＹＫ−３３３、ＢＹＫ−３４１、ＢＹＫ−３４５、ＢＹＫ−３４６、ＢＹＫ−３４８（以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製）、ＫＦ−３５１Ａ、ＫＦ−３５２Ａ、ＫＦ−３５３、ＫＦ−３５４Ｌ、ＫＦ−３５５Ａ、ＫＦ−６１５Ａ、ＫＦ−９４５、ＫＦ−６４０、ＫＦ−６４２、ＫＦ−６４３、ＫＦ−６０２０、Ｘ−２２−４５１５、ＫＦ−６０１１、ＫＦ−６０１２、ＫＦ−６０１５、ＫＦ−６０１７（以上商品名、信越化学工業株式会社製）が挙げられる。
【０１２１】
フッ素系界面活性剤としては、フッ素変性ポリマーを用いることが好ましく、具体例としては、ＢＹＫ−３４０（商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製）が挙げられる。
【０１２２】
界面活性剤を含有する場合には、その含有量は、インク組成物の全質量に対して０．１質量％以上１．５質量％以下とすることができ、０．５質量％以上１質量％以下であることが好ましい。
【０１２３】
１．２．７．その他の含有成分
本実施形態において、インク組成物は、さらに、ｐＨ調整剤、ポリオレフィンワックス、防腐剤・防かび剤、防錆剤、キレート化剤、有機溶剤以外の保湿剤等を含有してもよい。これらの材料を添加すると、インク組成物の有する特性をさらに向上させることができる。
【０１２４】
ｐＨ調整剤としては、例えば、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、アンモニア、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。
【０１２５】
ポリオレフィンワックスとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィンまたはその誘導体から製造したワックスおよびそのコポリマー、具体的には、ポリエチレン系ワックス、ポリプロピレン系ワックス、ポリブチレン系ワックス等が挙げられる。ポリオレフィンワックスとしては、市販されているものを利用することができ、具体的には、ノプコートＰＥＭ１７（商品名、サンノプコ株式会社製）、ケミパールＷ４００５（商品名、三井化学株式会社製）、ＡＱＵＡＣＥＲ５１５、ＡＱＵＡＣＥＲ５９３（以上商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製）等を用いることができる。
【０１２６】
ポリオレフィンワックスを添加すると、インク非吸収性または低吸収性の記録媒体上に形成された画像の物理的接触に対する滑り性を向上させることができ、画像の耐擦性を向上できる点から好ましい。ポリオレフィンワックスの含有量は、インク組成物の全質量に対して、好ましくは０．０１質量％以上１０質量％以下であり、より好ましくは０．０５質量％以上１質量％以下である。ポリオレフィンワックスの含有量が、上記範囲にあると、上述の効果が十分に発揮される。
【０１２７】
防腐剤・防かび剤としては、例えば、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、１，２−ジベンジソチアゾリン−３−オン等が挙げられる。市販品では、プロキセルＸＬ２、プロキセルＧＸＬ（以上商品名、アビシア社製）や、デニサイドＣＳＡ、ＮＳ−５００Ｗ（以上商品名、ナガセケムテックス株式会社製）等が挙げられる。
【０１２８】
防錆剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
【０１２９】
キレート化剤としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸およびそれらの塩類（エチレンジアミン四酢酸二水素二ナトリウム塩等）等が挙げられる。
【０１３０】
有機溶剤以外の保湿剤としては、糖などがあげられる。
【０１３１】
１．２．８．インク組成物の調製方法
本実施形態に係るインク組成物は、前述した成分を任意の順序で混合し、必要に応じて濾過等をして不純物を除去することにより得られる。各成分の混合方法としては、メカニカルスターラー、マグネチックスターラー等の撹拌装置を備えた容器に順次材料を添加して撹拌混合する方法が好適に用いられる。濾過方法としては、遠心濾過、フィルター濾過等を必要に応じて行なうことができる。
【０１３２】
１．２．９．インク組成物の物性
本実施形態に係るインク組成物は、画像品質とインクジェット記録用のインクとしての信頼性とのバランスの観点から、２０℃における表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍであることが好ましく、２０ｍＮ／ｍ以上３５ｍＮ／ｍ以下であることがより好ましい。なお、表面張力の測定は、例えば、自動表面張力計ＣＢＶＰ−Ｚ（商品名、協和界面科学株式会社製）を用いて、２０℃の環境下で白金プレートをインクで濡らしたときの表面張力を確認することにより測定することができる。
【０１３３】
また、同様の観点から、本実施形態に係るインク組成物の２０℃における粘度は、３ｍ
Ｐａ・ｓ以上１０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、３ｍＰａ・ｓ以上８ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。なお、粘度の測定は、例えば、粘弾性試験機ＭＣＲ−３００（商品名、Ｐｙｓｉｃａ社製）を用いて、２０℃の環境下での粘度を測定することができる。
【０１３４】
１．２．１０．用途
本実施形態に係るインク組成物は、１，２−ヘキサンジオールを０．５質量％を超えて含有しないため、記録の際および記録物からのＶＯＣの発生量が低減されている。また、３−メチル−１，５−ペンタンジオールと、トリメチロールプロパンを含有し、３−メチル−１，５−ペンタンジオールに対するトリメチロールプロパンの質量比が０．１２以上２以下であることにより、吐出ヘッドにおける凍結クラックの発生を防止し、低温特性と吐出特性に優れたインク組成物とすることができる。さらに、水と顔料を含有していることにより、優れた画質が得られる。このため、種々の記録媒体に対する記録に用いることができる。特に、上記のような、振動板を有する平面方向に延びる液体流路と、当該液体流路に繋がる垂直方向の複数の液体流路と、を有する吐出ヘッドを備えるインクジェット記録装置において好ましく用いることができ、ＶＯＣの発生量を低減しながら、低温特性と吐出特性に優れた記録を行うことができる。
【０１３５】
本実施形態において、印刷対象となる記録媒体は特に制限されず、インク吸収性の高い綿、絹、ポリエステル、ポリウレタン、ナイロン等の布地や、普通紙、インクジェット専用紙、中程度の吸収性の上質紙、コピー用紙だけでなく、低吸収性あるいは非吸収性の塗工紙やプラスチックフィルムにも用いることができる。
【０１３６】
低吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、表面に塗料を塗布して塗工層が設けられた塗工紙が挙げられる。塗工紙としては、特に限定されないが、例えば、アート紙、コート紙、マット紙等の印刷本紙が挙げられる。
【０１３７】
非吸収性記録媒体としては、特に限定されないが、例えば、インク吸収層を有していないプラスチックフィルム、紙等の基材上にプラスチックがコーティングされているものやプラスチックフィルムが接着されているもの等が挙げられる。ここでいうプラスチックとしては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。なお、本明細書中において、インク非吸収性または低吸収性の記録媒体を、単に「プラスチックメディア」ともいう。
【０１３８】
ここで、本明細書において「インク非吸収性または低吸収性の記録媒体」とは、「ブリストー（Ｂｒｉｓｔｏｗ）法において接触開始から３０ｍｓｅｃ１／２までの水吸収量が１０ｍＬ／ｍ２以下である記録媒体」を示す。このブリストー法は、短時間での液体吸収量の測定方法として最も普及している方法であり、日本紙パルプ技術協会（ＪＡＰＡＮ  ＴＡＰＰＩ）でも採用されている。試験方法の詳細は「ＪＡＰＡＮ  ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法２０００年版」の規格Ｎｏ．５１「紙及び板紙−液体吸収性試験方法−ブリストー法」に述べられている。
【０１３９】
なお、インクジェット記録方法による記録媒体に対する記録は、インクジェット方式の吐出ヘッドから、本実施形態に係るインク組成物を吐出させて記録媒体に記録するものである。
【０１４０】
本実施形態に係るインク組成物は、上述したように、１，２−ヘキサンジオールを０．５質量％を超えて含有しないため、このようなインクを用いて記録することにより、得られた記録物からのＶＯＣ発生量が低減する。また、本実施形態に係るインク組成物は、３
−メチル−１，５−ペンタンジオールと、トリメチロールプロパンを含有し、３−メチル−１，５−ペンタンジオールに対するトリメチロールプロパンの質量比が０．１２以上２以下であることにより低温特性に優れる。特に、自己分散型顔料を含むインクにおける凍結クラックの発生が防止され、低温特性に優れたインク組成物とすることができる。さらに、インクジェット記録の際に吐出特性に優れると共に、得られた画像の画質も優れている。
【０１４１】
なお、インクジェット記録方法による記録の際に、インク組成物の成分を凝集させる凝集剤として、多価金属塩、カチオン性化合物（カチオン性樹脂、カチオン性界面活性剤等）、有機酸等を含む反応液を用いて記録してもよい。この場合には、凝集剤によりインク中の色材や樹脂が凝集し、この凝集物が顔料の記録媒体への浸透を阻害するため、記録画像の画質の向上の点で優れたものとなる。
【０１４２】
２．実施例
以下、本発明の実施形態を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本実施形態はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」および「％」は、特に断らない限り質量基準である。
【０１４３】
２．１．インク組成物の調製
表１の配合割合になるように各成分を混合攪拌し、さらに孔径５μｍのメンブランフィルターでろ過することにより、実施例１〜９および比較例１〜４のインク組成物を得た。なお、表１中の数値は、インク中での含有量（質量％）を表し、水はインク組成物の全質量が１００質量％となるように添加した。なお、顔料は固形分濃度で表している。
【０１４４】
【表１】
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【０１４５】
用いた材料の詳細は以下の通りである。
＜顔料＞
・自己分散型顔料：カーボンブラック（商品名「Ａｑｕａ  Ｂｌａｃｋ１６２」、東海カーボン株式会社製、自己分散タイプ、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）
・樹脂分散型顔料：顔料を次のように樹脂分散剤で分散させた顔料分散液を用いた。
【０１４６】
カーボンブラックとしてカラーブラックＳ１７０（商品名、ダイセル・エボニック株式会社製）７５質量部をスチレン−アクリル酸系分散樹脂であるジョンクリル６１１（商品名：ＢＡＳＦジャパン株式会社製）３０質量部、水酸化カリウム１．７０質量部、イオン交換法と逆浸透法により精製した超純水２５０質量部を混合して、ジルコニアビーズによるボールミルにて１０時間分散を行った。得られた分散原液をガラス繊維ろ紙ＧＡ−１００（商品名、アドバンテック東洋株式会社製）で濾過して粗大粒子を除き、顔料濃度が１５質量％となるように調整し、樹脂分散剤で分散させた顔料分散液を得た。
【０１４７】
＜浸透剤＞
・ＭＰＤ：３−メチル−１，５−ペンタンジオール（標準沸点２５０℃）
・ＥＨＤＧ：２−エチルヘキシルジグリコール（標準沸点２７２℃）
・１，２−ＨＤ：１，２−ヘキサンジオール（標準沸点２２４℃）
＜凍結防止剤＞
・ＴＭＰ：トリメチロールプロパン
＜保湿剤＞
・グリセリン（標準沸点２９０．５℃）
＜界面活性剤＞
・ＢＹＫ３４８（商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製、シリコーン系界面活性剤）
【０１４８】
２．２．インクジェット記録装置の準備
上記で説明した図１〜図４に記載されている吐出ヘッドを備えるインクジェット記録装置を準備した。表１では、このインクジェット記録装置の吐出ヘッドを「ヘッド１」と称する。
【０１４９】
一方、上記のインクジェット記録装置の吐出ヘッドの図４に相当する構造が図６のような構造となっているインクジェット記録装置を準備した。表１では、このインクジェット記録装置の吐出ヘッドを「ヘッド２」と称する。図６に示すように、ヘッド２の液体流路は、振動板５０を有する平面方向に延びる液体流路と、当該液体流路に繋がる垂直方向の１本の液体流路とを含む構造となっているため、上記のヘッド１と比べてノズル上流の流路体積が小さくなっている。
【０１５０】
２．３．評価試験
２．３．１．低温特性の評価
ヘッド１もしくはヘッド２のいずれかのインクジェットプリンターのヘッドの初期の印字状態（ドットの着弾位置ズレまたはドット抜け）を確認し、ヘッドを洗浄した後、上記で調製したインク組成物を充填した。その後、放置治具に固定して自己封止弁の上流をチョークし、指定の温度条件に設定した恒温槽内に投入して１２時間放置した。その後、恒温槽から取り出してヘッドを洗浄し、印字状態の変化の有無から凍結クラック発生の有無を確認し、以下の基準で評価した。
（評価基準）
Ａ：−１３℃以上−１０℃以下で凍結クラックが発生しない。
Ｂ：−１０℃以上−７℃以下で凍結クラックが発生しない。
Ｃ：−７℃以上−５℃以下で凍結クラックが発生しない。
Ｄ：−７℃以上−５℃以下で凍結クラックが発生する。
【０１５１】
２．３．２．間欠印字性の評価
ヘッド１もしくはヘッド２のいずれかのインクジェットプリンターのヘッド内に上記で調製したインク組成物を充填した。写真用紙（光沢）（セイコーエプソン株式会社製）にインクを全ノズル吐出させた。その後、キャリッジを１２秒間空走した後、上記写真用紙（光沢）にインクを全ノズル吐出した。空走前後のドットの着弾位置ズレにより、以下の基準で間欠特性を評価した。
（評価基準）
Ａ：着弾ズレが０μｍ以上１００μｍ未満。
Ｂ：着弾ズレが１００μｍ以上２００μｍ未満。
Ｃ：着弾ズレが２００μｍ以上３００μｍ未満。
Ｄ：着弾ズレが３００μｍ以上。
【０１５２】
２．３．３．発色性（ＯＤ値）の評価
ヘッド１もしくはヘッド２のいずれかのインクジェットプリンターのヘッド内に上記で調製したインク組成物を充填した。充填後、フォトマット紙／顔料専用（セイコーエプソン株式会社製）上に１４４０×７２０ｄｐｉ、インク重量２４ｎｇでベタ印刷を行った。印刷物を乾燥後、Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｏ（商品名、ＧｒｅｔａｇＭａｃｂｅｔｈ社製）により反射濃度値（ＯＤ値）を測定し、以下の基準で評価した。
（評価基準）
Ａ：ＯＤ値が２．１以上。
Ｂ：ＯＤ値が２．０以上２．１未満。
Ｃ：ＯＤ値が１．９以上２．０未満。
Ｄ：ＯＤ値が１．９未満。
【０１５３】
２．３．４．ＶＯＣの評価
ヘッド１もしくはヘッド２のいずれかのインクジェットプリンターを用い、公益財団法人日本環境協会  エコマーク商品類型Ｎｏ．１５５  認定基準書「複写機・プリンタなどの画像機器（Ｖｅｒｓｉｏｎ１．２）」に従って測定し、以下の基準で評価した。まず、温度２３℃・湿度５０％に設定した試験チャンバー内に、インクを充填したプリンターを設置し、一晩かけて平衡化した。翌日、プリンターを起動させた際に放散される化学物質と、印刷した際に放散される化学物質を測定した。
（評価基準）
Ａ：ＶＯＣが３９ｍｇ／ｈ未満（〜Ａ０＋）、ＶＯＣが５５ｍｇ／ｈ未満（Ｂ０〜）。
Ｂ：ＶＯＣが３９ｍｇ／ｈ以上（Ｂ０〜）、ＶＯＣが５５ｍｇ／ｈ以上（Ｂ０〜）。
【０１５４】
２．３．５．吐出特性の評価
ヘッド１もしくはヘッド２のいずれかのインクジェットプリンターのヘッド内に上記で調製したインク組成物を充填し、適正電圧Ｖｈ、適正電圧Ｖｈ＋３Ｖでインクを吐出させ、以下の基準で評価した。
（評価基準）
Ａ：全ノズルで正常吐出。
Ｂ：吐出中に抜けたノズルが１本以下。
Ｃ：吐出中に抜けたノズルが２本以上５本以下。
Ｄ：吐出中に抜けたノズルが５本以上。
【０１５５】
２．４．評価結果
評価試験の結果を表１の下方に示す。
【０１５６】
表１に示すように、いずれの実施例においても、凍結クラックの発生とＶＯＣの発生が低減され、吐出特性が優れていた。詳細には、実施例１〜４より、ＴＭＰ／ＭＰＤの比率
が高くなるほど、より低温でも凍結クラックが発生しなかったが、吐出特性との関係から、ＴＭＰ／ＭＰＤの比率は１．２５が最も適していることが分かった。また、実施例３と５により、１，２−ヘキサンジオールを０．５質量％含むと、ＶＯＣが発生した。また、実施例３、６、７より、インク中のグリセリンの含有量が低くなると、低温特性と吐出特性が低下する傾向にあり、インク中のグリセリンの含有量が高くなると、吐出特性が低下する傾向にあった。実施例２と８より、ヘッド１はヘッド２と比べてノズル上流の流路体積が大きいため、間欠印字性が向上した。また、実施例２と９より、顔料として自己分散型顔料を用いると、インク中の顔料濃度を高くすることができるため、樹脂分散型顔料を使用した実施例９と比べて印字濃度が向上し、発色の評価が高くなった。
【０１５７】
実施例に対し、いずれの比較例においても、ＶＯＣの発生量を低減しながら、低温特性と吐出特性に優れたインク組成物とすることができなかった。具体的には、比較例１では、浸透剤としてＭＰＤではなく、標準沸点が２５０℃未満の有機溶剤である１，２−ヘキサンジオールを用いたため、ＶＯＣの発生量が高い結果となった。比較例２では、ＴＭＰを含まないため、凍結クラックが発生した。比較例３では、ＴＭＰ／ＭＰＤの比率が０．１２以上２以下の範囲から外れているため、吐出特性が低下した。比較例４では、１，２−ヘキサンジオールを０．５質量％を超えて含有しているため、ＶＯＣの発生量が高い結果となった。
【０１５８】
以上により、実施例１〜９では、インク組成物が、３−メチル−１，５−ペンタンジオールと、トリメチロールプロパンと、水と、顔料と、を含有し、１，２−ヘキサンジオールを０．５質量％を超えて含有せず、前記３−メチル−１，５−ペンタンジオールに対する前記トリメチロールプロパンの質量比が、０．１２以上２以下であることにより、インクジェット記録方法による記録の際に、ＶＯＣの発生量を低減しながら、低温特性と吐出特性に優れたインク組成物とすることができた。
【０１５９】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１６０】
Ｉ…インクジェット式記録装置（インクジェット記録装置）、ＩＩ…インクジェット式記録ヘッド（吐出ヘッド）、ＩＩＩ…ヘッドＢ、１…インクジェット式記録ヘッドユニット、２…カートリッジ、３…キャリッジ、４…装置本体、５…キャリッジ軸、６…駆動モーター、７…タイミングベルト、８…プラテン、１０…流路形成基板、１１…ヘッド本体、１２…圧力発生室（振動板を有する平面方向に延びる液体流路）、１５…連通板、１６…第１ノズル連通路（液体流路に繋がる垂直方向の複数の液体流路）、１７…第１マニホールド部、１８…第２マニホールド部、１９…供給連通路（液体流路に繋がる垂直方向の複数の液体流路）、２０…ノズルプレート、２０ａ…液体噴射面、２１…ノズル開口、２５…スペーサー、２６…第２ノズル連通路（液体流路に繋がる垂直方向の複数の液体流路）、３０…保護基板、３１…保持部、３２…貫通孔、４０…ケース部材、４１…凹部、４２…第３マニホールド部、４３…接続口、４４…導入路、４５…コンプライアンス基板、４６…封止膜、４７…固定基板、４８…開口部、４９…コンプライアンス部、５０…振動板、５１…弾性膜、５２…絶縁体膜、６０…第１電極、７０…圧電体層、８０…第２電極、１００…マニホールド、１２０…駆動回路、１２１…配線基板、１３０…カバーヘッド、１３１…露出開口部、３００…圧電アクチュエーター、Ｓ…記録媒体、ｈ…段差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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