(57)【要約】【課題】簡易な構成でありながらも、インク使い切り性に優れたインクタンク、及びこのインクタンクを用いたインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】その内部にインク２を収容する、予め規定された形状に側壁部が収縮する機構を有さず、インク２の流出に伴って側壁部が収縮するインク収容袋１を備える、インク収容袋１の内部の圧力を調整する機構を有しない、インクジェット記録装置に用いられるインクタンク５０である。インク収容袋１が、ポリオレフィン樹脂で構成され、インク２が、色材、及び樹脂を含有する水性インクであり、インク２に含有される樹脂のガラス転移温度が、インク収容袋１を構成するポリオレフィン樹脂のガラス転移温度よりも高い。また、このインクタンクと、インクタンクから供給されるインクをインクジェット方式で吐出する記録ヘッドと、を備えるインクジェット記録装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部にインクを収容する、予め規定された形状に側壁部が収縮する機構を有さず、前記インクの流出に伴って側壁部が収縮するインク収容袋を備える、前記インク収容袋の内部の圧力を調整する機構を有しない、インクジェット記録装置に用いられるインクタンクであって、
前記インク収容袋が、ポリオレフィン樹脂で構成され、
前記インクが、色材、及び樹脂を含有する水性インクであり、
前記インクに含有される前記樹脂のガラス転移温度が、前記インク収容袋を構成する前記ポリオレフィン樹脂のガラス転移温度よりも高いことを特徴とするインクタンク。
【請求項２】
前記インクに含有される前記樹脂のガラス転移温度と、前記インク収容袋を構成する前記ポリオレフィン樹脂のガラス転移温度との差が、５℃以上である請求項１に記載のインクタンク。
【請求項３】
前記インクに含有される前記樹脂の平均ＳＰ値と、前記インク収容袋を構成する前記ポリオレフィン樹脂のＳＰ値との差が、２．０（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2以上である請求項１又は２に記載のインクタンク。
【請求項４】
前記インクに含有される前記樹脂が、重量平均分子量が５，０００以上の水溶性樹脂、及び樹脂粒子の少なくとも一方である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクタンク。
【請求項５】
前記インク収容袋の弾性率が、５００Ｎ／ｍｍ2以下である請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクタンク。
【請求項６】
前記インク収容袋の形状が、円筒型である請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインクタンク。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインクタンクと、
前記インクタンクから供給されるインクをインクジェット方式で吐出する記録ヘッドと、を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクタンク、及びインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置に用いられるインクタンクとしては、多量のインクを収容できる点から、樹脂製のインク収容袋を備えたインクタンクがある。インク収容袋を有するインクタンクの課題として、インクの使い切り性を挙げることができる。インクタンクのインク供給口を通じてインクジェット記録装置の記録ヘッドへとインクを供給する場合、インクの供給（流出）に伴ってインク収容袋は収縮し、不規則に潰れる。インク収容袋を収縮させて押し潰す力は、通常、インクを流出させる力のみである。
【０００３】
インクジェット記録装置を使用して画像を記録する場合、記録に用いられる分に相当する量のインクが、インク収容袋から記録ヘッドへと供給される。大量の画像を一度に記録したとしても、記録ヘッドへと供給されるインクは、インク収容袋内に収容可能なインクの全量と比べるとかなり少ないため、インク収容袋からインクを流出させる力は極めて弱い。そして、インクの残量が少なくなったインク収容袋は収縮して潰れ、部分的に閉塞する。このため、インクを流出させる極めて弱い力だけではインク収容袋内のインクを排出させることができず、インクを使い切ることが困難になり、インクの使い切り性が低下するといった課題が生ずることになる。
【０００４】
このような課題を解決すべく、例えば、外圧を付与するバネや弾性部材などの機構を設けてインクを押し出すインク収容袋が提案されている（特許文献１）。このインク収容袋は、２枚のフィルムの縁部を接着することで形成されており、接着面と平行な方向へと潰れるような加工が施されている。また、潰れる方向が制御されたインク収容袋が提案されている（特許文献２）。このインク収容袋は、特定の方向へと潰れるように、予め折り目が付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２６０２３号公報
【特許文献２】特開２００９−２２６８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、インク収容袋の内部の圧力を調整する機構を設けることや、インク収容袋の潰れ方や折り畳み方を制御するための形状加工を施すことは、製造しやすさ、設置スペース、構造の煩雑さ、及びコスト面で不利であるとも言える。例えば、インク収容袋の内部の圧力を調整する機構を設けなければ、インクタンクの構造を簡素化することができる。また、折り目加工や接着加工などをすることなく、ブロー成形などでインク収容袋を製造すれば、製造しやすさやコスト面で有利である。しかし、インク収容袋の内部の圧力を調整する機構を設けない、又はインク収容袋の収縮を制御する機構を設けない場合には、前述の通り、インクの流出に伴ってインク収容袋は不規則に潰れることになるため、インクを十分に使い切ることが困難になる。また、インクジェット記録装置は、様々な地域での使用を想定して、幅広い温度でも変わりなく使用しうることが要求されるので、極端な温度での使用をも想定した設計とすることが好ましい。このため、インクジェット記録装置の設計に当たっては、温度を変化させながら各種性能を評価する。本発明者らの検討の結果、インクタンクが置かれる温度環境によっては、インク使い切り性がさらに低下する場合があることが判明した。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、簡易な構成でありながらも、インク使い切り性に優れたインクタンクを提供することにある。また、本発明の別の目的は、このインクタンクを用いたインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明によれば、その内部にインクを収容する、予め規定された形状に側壁部が収縮する機構を有さず、前記インクの流出に伴って側壁部が収縮するインク収容袋を備える、前記インク収容袋の内部の圧力を調整する機構を有しない、インクジェット記録装置に用いられるインクタンクであって、前記インク収容袋が、ポリオレフィン樹脂で構成され、前記インクが、色材、及び樹脂を含有する水性インクであり、前記インクに含有される前記樹脂のガラス転移温度が、前記インク収容袋を構成する前記ポリオレフィン樹脂のガラス転移温度よりも高いことを特徴とするインクタンクが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡易な構成でありながらも、インク使い切り性に優れたインクタンクを提供することができる。また、本発明によれば、このインクタンクを用いたインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のインクタンクの一実施形態を示す模式図である。
【図２】インクタンクの一例を示す模式図である。
【図３】インクタンクの他の例を示す模式図である。
【図４】インクタンクの他の例を示す模式図である。
【図５】インクタンクの他の例を示す模式図である。
【図６Ａ】ブロー成形法によりインク収容袋を製造する工程を示す模式図である。
【図６Ｂ】ブロー成形法によりインク収容袋を製造する工程を示す模式図である。
【図６Ｃ】ブロー成形法によりインク収容袋を製造する工程を示す模式図である。
【図７】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。
【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。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」と記載することがある。物性値は、特に断りのない限り、常温（２５℃）、常圧（１気圧）における値である。
【００１２】
本発明者らは、樹脂を含有するインクを収容したインク収容袋を備えるインクタンクのインクの使い切り性について検討した。その結果、このインクタンクを高温と低温の両方の温度環境下に放置した場合、インクの使い切り性が低下する（インクを使い切れなくなる）といった課題が生じやすくなることが判明した。例えば、温度調整のための設備がないコンテナを利用して、鉄道やトラックなどでインクタンクを輸送する場合、インクタンクは５０℃程度の高温の環境や−２０℃程度の低温の環境に置かれた状態となる。インクタンクやインクの性能は、このような過酷な温度変化にも耐えうるように設計する必要がある。
【００１３】
インクタンクには、柔軟性及び強度の観点から、ポリオレフィン樹脂製のインク収容袋を用いることがある。このようなインク収容袋を備えたインクタンクを高温環境下におくと、ポリオレフィン樹脂を構成する分子鎖の熱運動が大きくなる。ポリオレフィン樹脂は、分子鎖同士が接近して結晶化している部分を多く含む。このように結晶化した部分を含むことで、ポリオレフィン樹脂製のインク収容袋は一定の強度を示す。通常、ポリエチレンの結晶化度は６０％から９０％程度であり、ポリプロピレンの結晶化度は４０％から７０％程度である。
【００１４】
ポリオレフィン樹脂を構成する分子鎖の熱運動が大きくなると、近接していた分子鎖同士が離れ、ポリオレフィン樹脂の結晶化度が低下して、樹脂が軟化する。軟化したポリオレフィン樹脂で構成されたインク収容袋に接触しているインク中の液体成分の一部は、軟化したポリオレフィン樹脂の内側の表面からその内部へと侵入する。インクタンクを、高温環境下に引き続き低温環境下におくと、ポリオレフィン樹脂を構成する分子鎖の熱運動が小さくなり、分子鎖同士が近接して、ポリオレフィン樹脂が収縮する。この際、ポリオレフィン樹脂の内部に侵入した液体成分の大部分はインク中へと押し戻されるが、一部の液体成分はポリオレフィン樹脂の内部に留まることになる。その結果、温度変化が大きい環境下におかれたインク収容袋は、温度変化が大きい環境下におかれる前のインク収容袋に比して、やや軟化した状態となる。
【００１５】
本発明者らは、特に、樹脂を含有するインクを収容したポリオレフィン樹脂製のインク収容袋を備えたインクタンクを、温度変化が大きい環境下においた場合に、インク収容袋がより軟化しやすくなることを見出した。樹脂を含有するインクを収容したポリオレフィン樹脂製のインク収容袋を備えるインクタンクを高温環境下で保存した場合を想定する。この場合、インク中の液体成分だけでなく、樹脂も、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂の内部へと侵入する。インクタンクを、高温環境下に引き続き低温環境下におくと、ポリオレフィン樹脂の収縮に伴って液体成分の大部分はインク中へと押し戻されるが、分子サイズが相対的に大きい樹脂はポリオレフィン樹脂中に留まりやすい。その結果、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂の分子鎖間に取り込まれたインク由来の樹脂によって、ポリオレフィン樹脂の結晶化が阻害されて結晶化度が低下し、インク収容袋が軟化しやすくなると考えられる。軟化したインク収容袋の側壁部は、インクの供給に伴って不規則に収縮して潰れていく過程で軟化した箇所が張り付きやすく、部分的に閉塞する。その結果、インク収容袋内で閉塞した部分が多くなり、インクの使い切り性が低下すると考えられる。
【００１６】
このような状況の下、本発明者らはインクに含有させる樹脂の特性に着目し、インクの使い切り性を向上させるためのさらなる検討を行った。その結果、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂のガラス転移温度よりも高いガラス転移温度の樹脂をインクに含有させることで、インク使い切り性を向上させうることを見出した。インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂よりもガラス転移温度の高い樹脂は、ポリオレフィン樹脂の内部に留まったとしてもポリオレフィン樹脂の結晶化を阻害しにくいため、インク収容袋が軟化するのを抑制すると考えられる。
【００１７】
＜インクタンク＞
本発明のインクタンクは、その内部にインクを収容するインク収容袋を備える、インクジェット記録装置に用いられるインクタンクである。インク収容袋は、折り目加工などの予め規定された形状に側壁部が収縮する機構を有しない。また、本発明のインクタンクは、インク収容袋の内部の圧力を調整する機構を有しない。すなわち、本発明のインクタンクを構成するインク収容袋は、インクの流出に伴って側壁部が不規則に収縮しうる袋状の部材である。また、インク収容袋はポリオレフィン樹脂で構成されており、インクは、色材、及び樹脂を含有する水性インクである。そして、インクに含有される樹脂のガラス転移温度は、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂のガラス転移温度よりも高い。以下、本発明のインクタンクの詳細について説明する。
【００１８】
（インク収容袋）
図１は、本発明のインクタンクの一実施形態を示す模式図である。図１（ａ）に示す実施形態のインクタンク５０は、筐体１０と、筐体１０内に収納され、その内部にインク２が収容されたインク収容袋１とを備える。インク収容袋１内に収容されているインク２は、インク供給口３を通じてインク２の外部へと流出し、インク供給口３と連通するインクジェット記録装置の記録ヘッドへと供給される。本実施形態のインクタンク５０は、インク収容袋１の内部の圧力を調整する機構を有しない。さらに、インクタンク５０を構成するインク収容袋１は、予め規定された形状に側壁部が収縮する機構を有しない。このため、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、インク収容袋１内のインク２がインク供給口３を通じて外部へと流出すると、インク２の流出に伴ってインク収容袋１の側壁部は収縮し、不規則に潰れる。インク収容袋１の側壁部とは、インク供給口３を重力方向における上方に向けた姿勢としたときの、「側部」を指す。インク収容袋１の側壁部が収縮して不規則に潰れると、インク収容袋１の側壁部において、対向する内面同士が近接する。但し、インク２にはガラス転移温度が相対的に高い樹脂が含有されているため、インク収容袋１の近接した内面同士の接着は抑制される。これにより、インク収容袋１内のインク２を無駄なく使い切ることができる（図１（ｃ））。又は、インク収容袋１の一部に閉塞した部分４が生じたとしても、残りインク５の量を極少量にすることが可能となり（図１（ｂ））、インクの使い切り性を向上させることができる。なお、上述の通り、本発明は、内面の接着による使い切り性の低下を抑制するものであるので、接着による使い切り性の低下という課題が生じない。「底部」は、「側壁部」に含まないものとする。
【００１９】
一方、図２（ａ）に示すような、インク収容袋１に対し、インク収容袋１の側壁部が収縮する方向への圧力（正圧）を付与することで、インク収容袋の内部の圧力を調整する機構を有するインクタンク６０の場合を想定する。このインクタンク６０の場合、インク２の残量が少なくなってもインク収容袋１の側壁部は収縮して潰れる（図２（ｂ））。このため、インク２を使い切ることができる。また、図３（ａ）に示すような、インク収容袋１に対し、インク収容袋１が拡張する方向への圧力（負圧）を付与することで、インク収容袋の内部の圧力を調整する機構であるバネ６がインク収容袋１内に配設されたインクタンク７０の場合を想定する。このインクタンク７０の場合、バネ６により付与される負圧の影響で閉塞が生じないので、インク収容袋１に閉塞した部分が形成されない。このため、図３（ｂ）に示すようにインクを無駄なく使い切ることができる。
【００２０】
また、図４に示すような、予め規定された形状に側壁部が収縮する機構である接合部１２を設けたインク収容袋１１を備えるインクタンク８０の場合を想定する。図４（ａ−１）は、接合部１２を備えた面を正面から見た図、図４（ａ−２）は、接合部１２を備えた面を横方向から見た図である。このインクタンク８０の場合、インク収容袋１１からインク２が流出すると、インク収容袋１１の側壁部は収縮し、予め規定された形状に側壁部が収縮する（図４（ｂ））。このため、インクを無駄なく使い切ることができる。
【００２１】
さらに、図５に示すような、予め規定された形状に側壁部が収縮する機構である折り目１４を設けたインク収容袋１３を備えるインクタンク９０の場合を想定する。図５（ａ−１）及び（ａ−２）は、図４（ａ−１）及び（ａ−２）と同様の方向から見た図である。このインクタンク９０の場合、インク収容袋１３からインク２が流出すると、インク収容袋１３は折り目１４に沿って変形し、予め規定された形状に側壁部が収縮する（図５（ｂ））。このため、インクを無駄なく使い切ることができる。
【００２２】
本発明のインクタンクを構成するインク収容袋は、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂によって構成されている。ポリオレフィン樹脂は、複数種のポリオレフィンの混合物であってもよく、ポリオレフィンの改質物などを用いることもできる。なかでも、ポリエチレン樹脂を用いることが好ましい。また、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂の組成物には、ガラス、顔料、鉱物などの充填材を含有させてもよい。
【００２３】
インクに含有される樹脂のガラス転移温度は、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂のガラス転移温度よりも高く、５℃以上高いことが好ましい。インクに含有される樹脂のガラス転移温度と、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂のガラス転移温度との差は、３００℃以下であることが好ましく、２００℃以下であることがさらに好ましい。ポリオレフィン樹脂のガラス転移温度は、−１５０℃以上５０℃以下であることが好ましい。
【００２４】
インクに含有される樹脂の平均ＳＰ値と、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂のＳＰ値との差は、２．０（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2以上であることが好ましい。インクに含有される樹脂の平均ＳＰ値と、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂のＳＰ値との差は、１０．０（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2以下であることが好ましく、５．０（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2以下であることがさらに好ましい。ポリオレフィン樹脂のＳＰ値は、５．０（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2以上１０．０（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2以下であることが好ましい。
【００２５】
本発明におけるＳＰ値（δ）は、下記式（１）に基づき、Ｆｅｄｏｒｓ法により算出される値である。樹脂のΔＥvap及びＶは、例えば、コーティング時報Ｎｏ．１９３号（１９９２）などの記載を参考にして求めることができる。
【００２６】
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（前記式（１）中、ΔＥvapは化合物のモル蒸発熱（ｃａｌ／ｍｏｌ）を表し、Ｖは２５℃における化合物のモル体積（ｃｃ／ｍｏｌ）を表す）
【００２７】
インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂の特性については、以下に示す方法にしたがって検証することができる。インク収容袋を適切な大きさに切り出したものを測定サンプルとし、熱分解ガスクロマトグラフィー／質量分析（Ｐｙ−ＧＣ／ＭＳ）で分析する。これにより、インク収容袋を構成する樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、複数のユニットで構成されるポリオレフィン、などのいずれであるか（ユニットの種類）を確認することができる。また、確認したユニットの種類、及び核磁気共鳴（ＮＭＲ）の化学シフトから、ユニットの組成比を求めることができる。インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂のガラス転移温度については、上記と同様の測定サンプルについて、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を使用して分析することで測定することができる。インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂のＳＰ値については、上記のようにして求めた樹脂のユニット及びその組成比から、上記式（１）に基づき、Ｆｅｄｏｒｓ法によって求めることができる。
【００２８】
インク収容袋の弾性率は、５００Ｎ／ｍｍ2以下であることが好ましい。弾性率が５００Ｎ／ｍｍ2以下のインク収容袋は、一般的なインクジェット用のインクタンクに用いられるインク収容袋と比べてかなり柔らかい。柔らかいインク収容袋を用いることで、インクタンク内のインクを使用する過程で、インク収容袋を収縮させる機構を利用しなくとも側壁部が自然と収縮し、インクを流出させることができる。インク収容袋の弾性率は、５０Ｎ／ｍｍ2以上であることが好ましい。また、上記の弾性率とするために、単層のポリオレフィン樹脂でインク収容袋を構成することが好ましい。
【００２９】
インク収容袋の弾性率は、ＪＩＳ−Ｋ−７１２７、ＪＩＳ−Ｋ−７１６１にしたがって測定する。弾性率は、引張試験機を使用し、試験モード：引張り、変位速度：５ｍｍ／分（サンプルの降伏点が観測されるまで変位させる）、サンプルのサイズ：縦１５０ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚さ１ｍｍ以下、チャック間距離：１００ｍｍ、の条件で測定する。この条件で、試験力をＸ、サンプル変位をＹとしたときのＸ−Ｙの関係が線形である領域、すなわち、降伏点が現れる前の領域におけるＸ−Ｙの傾きから弾性率を求める。
【００３０】
従来の一般的なインクタンクには、バリア性を重視して、複数のフィルムを張り合わせて多層構成としたインク収容袋や、樹脂フィルムにアルミニウムなどの金属を蒸着させたインク収容袋が用いられてきた。このようなインク収容袋は、弾性率が５００Ｎ／ｍｍ2をはるかに上回り、バリア性は良好であるものの、柔らかくないので、インクを流出させるには何らかの対策を講ずる必要がある。例えば、特許文献１及び２に記載されたインクタンクの場合、硬い材質であってもインクを滞りなく流出させるために、折り目や端部の接着などの加工を施したり、内部の圧力を調整する機構を採用したりしている。
【００３１】
インク収容袋の形状は、円筒型であることが好ましい。本発明者らは、円筒型及び角型のインク収容袋のインクの使い切り性について検討した。その結果、円筒型のインク収容袋の方がインク使い切り性に優れていることがわかった。円筒型のインク収容袋は、成形の際に側壁部の厚さが均一となりやすいので、インクの流出に伴って等方的にインク収容袋が潰れやすい。これに対して、角型のインク収容袋は、成形の際に側壁部の厚さが円筒型と比較して均一になりにくいため、インクの流出に伴って不均一に潰れ、閉塞した空間にインクが溜まりやすい。これにより、インクの使い切り性が低下する場合がある。
【００３２】
インク収容袋のインク収容量は、インクジェット記録装置のサイズや、使い切り後のインクタンクの取り替え頻度をどの程度に設定するか、などに応じて適宜設定することができる。インク収容袋のインク収容量は、１００ｍＬ以上１，０００ｍＬ以下であることが好ましく、２００ｍＬ以上８００ｍＬ以下であることがさらに好ましい。インク収容袋のサイズは、インクジェット記録装置のサイズやインク収容量などに応じて適宜設定することができる。インク収容袋の、インク供給口部分を除いた袋部分の底面積は１０ｃｍ2以上１００ｃｍ2以下であることが好ましく、高さは１０ｃｍ以上３０ｃｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
製造しやすさやコスト面で、インク収容袋はブロー成形法などの成形方法により製造することが好ましい。図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃは、ブロー成形法によりインク収容袋を製造する工程を示す模式図である。図６Ａに示すように、まず、インク収容袋の原料となる溶融したポリオレフィン樹脂を金型３００内に押し出し、パイプ状のパリソン３０１を形成する（図６Ａ（ａ−１））。次いで、パリソン３０１の内部に矢印Ａの方向から気体を送り込み、膨らんだパリソン３０１を矢印方向、すなわち金型３００の内壁に押し当てる（図６Ａ（ａ−２））。パリソン３０１を冷却して、金型３００の内部の形状が写し取られた形状を持った中空のインク収容袋２１を製造する（図６Ａ（ａ−３））。
【００３４】
図６Ｂでは、円筒型のインク収容袋３１を製造する場合の工程が示されている。図６Ａに示す工程と同様に、まず、溶融樹脂を金型３１０内に押し出してパリソン３０２を形成する（図６Ｂ（ｂ−１））。次いで、パリソン３０２の内部に気体を送り込み、膨らんだパリソン３０２を金型３１０の内壁に押し当てる（図６Ｂ（ｂ−２））。パリソン３０２を冷却して、金型３１０の内部の形状が写し取られた形状を持った円筒型のインク収容袋３１を製造する（図６Ｂ（ｂ−３））。
【００３５】
図６Ｃでは、角型のインク収容袋４１を製造する場合の工程が示されている。図６Ａに示す工程と同様に、まず、溶融樹脂を金型３２０内に押し出してパリソン３０３を形成する（図６Ｃ（ｃ−１））。次いで、パリソン３０３の内部に気体を送り込み、膨らんだパリソン３０３を金型３２０の内壁に押し当てる（図６Ｃ（ｃ−２））。パリソン３０３を冷却して、金型３２０の内部の形状が写し取られた形状を持った角型のインク収容袋４１を製造する（図６Ｃ（ｃ−３））。図６Ｃに示すように、ブロー成形法によって角型のインク収容袋４１を製造すると、他の部分よりも厚い角部３０５が形成され（図６Ｃ（ｃ−２））、側壁の厚さが均一になりにくい。このため、前述の通り、インク収容袋の形状は円筒型であることが好ましい。
【００３６】
インク収容袋は、例えば、適度な剛性を有する筐体内に収納される。筐体の材質としては、例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、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及び改質物などを挙げることができる。筺体の形状は、インク収容袋と同様の形状であることが好ましい。また、筺体内部に配置するインク収容袋の収縮に連動して外部から大気を取り入れることで、筺体内部の圧力を大気圧と同等に維持するため、筺体には大気連通口を設けることが好ましい。
【００３７】
（インク）
本発明のインクタンクのインク収容袋に収容されるインクは、色材、及び樹脂を含有するインクジェット用の水性インクである。そして、インクに含有される樹脂は、そのガラス転移温度が、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂のガラス転移温度よりも高い。インクは、いわゆる「硬化型インク」である必要はない。したがって、インクは、外部エネルギーの付加により重合しうる重合性モノマーなどの化合物を含有しなくてもよい。以下、インクを構成する各成分やインクの物性について詳細に説明する。
【００３８】
［色材］
色材としては、顔料や染料を用いることができる。インク中の色材の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．５０質量％以上１５．００質量％以下であることが好ましく、１．００質量％以上１０．００質量％以下であることがさらに好ましい。
【００３９】
顔料の具体例としては、カーボンブラック、酸化チタンなどの無機顔料；アゾ、フタロシアニン、キナクリドン、イソインドリノン、イミダゾロン、ジケトピロロピロール、ジオキサジンなどの有機顔料を挙げることができる。
【００４０】
顔料の分散方式としては、分散剤として樹脂を用いた樹脂分散顔料や、顔料の粒子表面に親水性基が結合している自己分散顔料などを挙げることができる。また、顔料の粒子表面に樹脂を含む有機基を化学的に結合させた樹脂結合型顔料や、顔料の粒子の表面を樹脂などで被覆又は内包したマイクロカプセル顔料などを用いることができる。但し、色材として顔料を用いる場合は、自己分散顔料、顔料の粒子表面に物理的に吸着させた樹脂分散剤により分散された樹脂分散顔料（すなわち、樹脂結合型顔料やマイクロカプセル顔料ではない方式の樹脂分散顔料）が好ましい。
【００４１】
顔料を水性媒体中に分散させるための樹脂分散剤としては、アニオン性基の作用によって顔料を水性媒体中に分散させうるものを用いることが好ましい。樹脂分散剤としては、後述するような樹脂、なかでも水溶性樹脂を用いることができる。インク中の顔料の含有量（質量％）は、樹脂分散剤の含有量（質量％）に対する質量比率で、０．３倍以上１０．０倍以下であることが好ましい。
【００４２】
自己分散顔料としては、カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基などのアニオン性基が、顔料の粒子表面に直接又は他の原子団（−Ｒ−）を介して結合しているものを用いることができる。アニオン性基は、酸型及び塩型のいずれであってもよく、塩型である場合は、その一部が解離した状態及び全てが解離した状態のいずれであってもよい。アニオン性基が塩型である場合において、カウンターイオンとなるカチオンとしては、アルカリ金属カチオン、アンモニウム、有機アンモニウムなどを挙げることができる。他の原子団（−Ｒ−）の具体例としては、炭素原子数１乃至１２の直鎖又は分岐のアルキレン基；フェニレン基やナフチレン基などのアリーレン基；カルボニル基；イミノ基；アミド基；スルホニル基；エステル基；エーテル基などを挙げることができる。また、これらの基を組み合わせた基であってもよい。
【００４３】
染料としては、アニオン性基を有するものを用いることが好ましい。染料の具体例としては、アゾ、トリフェニルメタン、（アザ）フタロシアニン、キサンテン、アントラピリドンなどの染料を挙げることができる。
【００４４】
［樹脂］
インクは、樹脂を含有する。この樹脂のガラス転移温度は、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂のガラス転移温度よりも高い。インクは、複数種の樹脂を含有してもよく、この場合、少なくとも１種の樹脂のガラス転移温度が、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂のガラス転移温度よりも高いことを要する。インク中の樹脂の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１０質量％以上２０．００質量％以下であることが好ましく、０．５０質量％以上１５．００質量％以下であることがさらに好ましい。
【００４５】
樹脂は、（ｉ）顔料の分散状態を安定化させるため、すなわち、樹脂分散剤やその補助としてインクに添加することができる。また、（ｉｉ）記録される画像の各種特性を向上させるためにインクに添加することができる。樹脂の形態としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、及びこれらの組み合わせなどを挙げることができる。また、樹脂は、水性媒体に溶解しうる水溶性樹脂であってもよく、水性媒体中に分散する樹脂粒子であってもよい。樹脂粒子は、色材を内包する必要はない。また、樹脂粒子は樹脂分散剤を用いなくとも分散しうるものであること、すなわち、自己分散性であることが好ましい。
【００４６】
本明細書において「樹脂が水溶性である」とは、その樹脂を酸価と当量のアルカリで中和した場合に、動的光散乱法により粒子径を測定しうる粒子を形成しない状態で水性媒体中に存在することを意味する。樹脂が水溶性であるか否かについては、以下に示す方法にしたがって判断することができる。まず、酸価相当のアルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど）により中和された樹脂を含む液体（樹脂固形分：１０質量％）を用意する。次いで、用意した液体を純水で１０倍（体積基準）に希釈して試料溶液を調製する。そして、試料溶液中の樹脂の粒子径を動的光散乱法により測定した場合に、粒子径を有する粒子が測定されない場合に、その樹脂は水溶性であると判断することができる。この際の測定条件は、例えば、以下のようにすることができる。
【００４７】
［測定条件］
ＳｅｔＺｅｒｏ：３０秒
測定回数：３回
測定時間：１８０秒
【００４８】
粒度分布測定装置としては、動的光散乱法による粒度分析計（例えば、商品名「ＵＰＡ−ＥＸ１５０」、日機装製）などを使用することができる。勿論、使用する粒度分布測定装置や測定条件などは上記に限られるものではない。
【００４９】
水溶性樹脂の酸価は、１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましい。樹脂粒子を構成する樹脂の酸価は、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましい。水溶性樹脂の重量平均分子量は、３，０００以上１５，０００以下であることが好ましい。樹脂粒子を構成する樹脂の重量平均分子量は、１，０００以上２，０００，０００以下であることが好ましく、２５０，０００以上５５０，０００以下であることがさらに好ましい。なかでも、インクに含有される樹脂は、（１）重量平均分子量が５，０００以上の水溶性樹脂、及び（２）樹脂粒子の少なくとも一方であることが好ましい。重量平均分子量が比較的大きい水溶性樹脂は、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂に侵入しにくいために好ましい。また、水溶性樹脂よりも樹脂粒子の方が、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂により侵入しにくいために好ましい。動的光散乱法により測定される樹脂粒子の平均粒子径（体積基準の累積５０％粒子径（Ｄ50））は、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５０】
インクに含有される樹脂のガラス転移温度は、０℃以上１００℃以下であることが好ましい。また、インクに含有される樹脂のガラス転移温度と、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂のガラス転移温度との差は、５℃以上であることが好ましい。ガラス転移温度の差が５℃未満であると、結晶化度の低下に伴うポリオレフィン樹脂の軟化を抑制する効果が低下することがあり、インク使い切り性の向上効果がやや低下する場合がある。ガラス転移温度の差は、３００℃以下であることが好ましく、２００℃以下であることがさらに好ましい。
【００５１】
インクに含有される樹脂の平均ＳＰ値と、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂のＳＰ値との差は、２．０（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2以上であることが好ましい。ＳＰ値に適度な差があると、インクに含有される樹脂と、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂との相互作用が弱まる。これにより、インク中の樹脂が、インク収容袋を構成するポリオレフィン樹脂へと侵入することをより有効に抑制することができ、インク使い切り性をさらに向上させることができる。ＳＰ値の差は、１０．０（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2以下であることが好ましく、５．０（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2以下であることがさらに好ましい。インクに含有される樹脂のＳＰ値は、９．０（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2以上１２．０（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2以下であることが好ましい。
【００５２】
樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂などを挙げることができる。なかでも、アクリル系樹脂やウレタン系樹脂が好ましく、アクリル系樹脂がさらに好ましい。
【００５３】
アクリル系樹脂としては、親水性ユニット及び疎水性ユニットを構成ユニットとして有するものが好ましい。なかでも、（メタ）アクリル酸に由来する親水性ユニットと、芳香環を有するモノマー及び（メタ）アクリル酸エステル系モノマーの少なくとも一方に由来する疎水性ユニットと、を有する樹脂が好ましい。特に、（メタ）アクリル酸に由来する親水性ユニットと、スチレン及びα−メチルスチレンの少なくとも一方のモノマーに由来する疎水性ユニットとを有する樹脂が好ましい。これらの樹脂は、顔料との相互作用が生じやすいため、顔料を分散させるための樹脂分散剤として好適に利用することができる。
【００５４】
親水性ユニットは、アニオン性基などの親水性基を有するユニットである。親水性ユニットは、例えば、親水性基を有する親水性モノマーを重合することで形成することができる。親水性基を有する親水性モノマーの具体例としては、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボン酸基を有する酸性モノマー、これらの酸性モノマーの無水物や塩などのアニオン性モノマーなどを挙げることができる。酸性モノマーの塩を構成するカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、有機アンモニウムなどのイオンを挙げることができる。疎水性ユニットは、アニオン性基などの親水性基を有しないユニットである。疎水性ユニットは、例えば、アニオン性基などの親水性基を有しない、疎水性モノマーを重合することで形成することができる。疎水性モノマーの具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、（メタ）アクリル酸ベンジルなどの芳香環を有するモノマー；（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルなどの（メタ）アクリル酸エステル系モノマーなどを挙げることができる。
【００５５】
ウレタン系樹脂は、例えば、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させて得ることができる。また、鎖延長剤をさらに反応させたものであってもよい。オレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを挙げることができる。
【００５６】
インクに含有される樹脂の特性については、以下の方法にしたがって検証することができる。インクに過剰の酸を添加して析出した樹脂を乾燥させたものを測定サンプルとし、熱分解ガスクロマトグラフィー／質量分析（Ｐｙ−ＧＣ／ＭＳ）で分析することで、インクに含有される樹脂のユニットの種類を確認することができる。また、測定サンプルを重水素化ジメチルスルホキシドに溶解して調製したサンプルについて測定した核磁気共鳴（ＮＭＲ）化学シフトから、ユニットの種類を確認することができるとともに、積算値の比率からユニットの組成比を求めることができる。そして、求めた樹脂のユニット及びその組成（質量）比から、モノマーに由来するユニットについてのＳＰ値（Ｆｅｄｏｒｓ法によるＳＰ値）を利用して、樹脂のＳＰ値を求めることができる。インクに含有される色材が顔料である場合には、インクを遠心分離して得た上澄み液を用いて同様に分析すればよい。樹脂のガラス転移温度については、上記と同様の測定サンプルについて、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を使用して分析することで測定することができる。また、樹脂の重量平均分子量については、上記と同様の測定サンプルをテトラヒドロフランに溶解して調製したサンプルを用いて、ポリスチレン換算のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定できる。
【００５７】
一般的なモノマー各種の物性を表１に示す。表１中の「単独重合体のガラス転移温度Ｔｇ（℃）」は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２４０：２０１１に準拠し、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を使用して測定したモノマーの単独重合体のガラス転移温度である。樹脂のガラス転移温度は、表１に示すモノマーの単独重合体のガラス転移温度と組成（質量）比から、ＦＯＸの式に基づき求めることができる。表１中の「モノマーに由来するユニットのＳＰ値（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2」は、Ｆｅｄｏｒｓ法により求めた値である。樹脂のＳＰ値は、表１に示すモノマーに由来するユニットのＳＰ値と組成（質量）比から求めることができる。
【００５８】
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【００５９】
［水性媒体］
本発明のインクタンクに用いるインクは、水性媒体として少なくとも水を含有する水性のインクである。インクには、水、又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。水性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、５０．００質量％以上９５．００質量％以下であることが好ましい。また、水性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、３．００質量％以上５０．００質量％以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤としては、アルコール類、（ポリ）アルキレングリコール類、グリコールエーテル類、含窒素化合物類、含硫黄化合物類などのインクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができる。
【００６０】
［その他添加剤］
インクには、上記成分以外にも必要に応じて、界面活性剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤など種々の添加剤を含有させてもよい。
【００６１】
＜インクジェット記録装置＞
本発明のインクジェット記録装置は、上述のインクタンクと、このインクタンクから供給されるインクをインクジェット方式で吐出する記録ヘッドとを備える。以下、本発明のインクジェット記録装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００６２】
図７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７に示す実施形態のインクジェット記録装置２００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。
【００６３】
キャリッジ１０３に搭載された記録ユニット１０２は、同様に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方向への往復走査と、によって記録動作が行われる。インクは、インクタンク１００からインク供給チューブ１０４を介して記録ユニット１０２に供給される。その後、記録ユニット１０２に設けられた記録ヘッドの吐出口からインクが吐出される。本発明のインクジェット記録装置は、フルライン方式、シリアルスキャン方式などの種々の方式に対しても適用可能である。
【実施例】
【００６４】
以下、実施例、比較例、及び参考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。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。
【００６５】
＜インクタンク本体の製造＞
ブロー成形により作製したインク収容袋（底面積２０ｃｍ2、高さ１６ｃｍ、容量３２０ｍＬ）をポリエチレン製の筐体に収納して、表２に示す構成のインクタンク本体１〜１５を製造した。各種の物性は、作製したインク収容袋を適当なサイズに切り出して得たサンプルを利用して測定した。樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量測定装置（商品名「ＤＳＣ  Ｑ１０００」、ＴＡ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製）を用いて測定した。樹脂のＳＰ値は組成を分析し、Ｆｅｄｏｒｓ法により算出した。インク収容袋の弾性率は、インク収容袋を１５０ｍｍ×２５ｍｍの短冊状に切り出して得たサンプルについて測定した。弾性率は、引張試験機（商品名「卓上形精密万能試験機ＡＧＳ−Ｘ」、島津製作所製）を使用し、試験種：引張、チャック間距離：１００ｍｍ、変位速度：５ｍｍ／分、の条件で測定した。
【００６６】
2019073007.tif 000005
【００６７】
＜樹脂の合成＞
（樹脂１〜１３）
撹拌機、還流冷却装置、及び窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、エチレングリコールモノブチルエーテル１００．０部を添加した後、反応系に窒素ガスを導入して撹拌し、１１０℃に昇温させた。このフラスコに、表３に示すモノマー（略称は表１に示す通り）の混合物、及びｔ−ブチルパーオキサイド（重合開始剤）１．３部のエチレングリコールモノブチルエーテル溶液を３時間かけて滴下した。２時間エージングした後、エチレングリコールモノブチルエーテルを減圧下で除去して、固形の樹脂を得た。得られた樹脂を、その酸価と等モルの水酸化カリウム及び適量のイオン交換水を加えて８０℃で溶解して、樹脂（固形分）の含有量が２０．０％である樹脂１〜１３の水溶液を得た。樹脂１〜１３は、いずれも水溶性の樹脂であった。
【００６８】
2019073007.tif 000006
【００６９】
（樹脂粒子１）
撹拌機、還流冷却装置、及び窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコを用意した。このフラスコに、ラウリル硫酸ナトリウム（乳化剤）０．３部、メタクリル酸ベンジル６５．６部、メタクリル酸メチル２８．０部、アクリル酸６．４部、及びイオン交換水１００．０部を入れ、内容物を乳化させた。このフラスコに、５％過硫酸カリウム水溶液１０．０部を３時間かけて滴下した。２時間エージングした後、適量のイオン交換水を加えて、樹脂（固形分）の含有量が２０．０％である樹脂粒子１の水分散液を得た。樹脂粒子１のガラス転移温度は７０℃、重量平均分子量は４０万、ＳＰ値は１０．７（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2であった。
【００７０】
＜インクの調製＞
表４−１及び４−２に示す各成分（単位：％）を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ１．２μｍのメンブレンフィルター（商品名「ＨＤＣＩＩフィルター」、ポール製）にて加圧ろ過して、各インクを調製した。「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の商品名である。
【００７１】
2019073007.tif 000007
【００７２】
2019073007.tif 000008
【００７３】
＜評価＞
表５の左側に示すインクタンク本体とインクの組み合わせとし、インクタンク本体にインクを充填してインクタンクを用意した。インクの充填量は、インクタンク本体のインク最大収容量の９５％の量とした。用意したインクタンクを「７０℃で３時間、−３０℃で３時間」を１サイクルとする、１０サイクル保管した。インクタンクを２５℃で１日放置した後、図７に示す主要部を有するインクジェット記録装置にセットし、２５℃の温度条件下で、インクが供給されなくなるまで連続してインクを吐出した。インクの供給が停止した時点のインクの残量を測定し、下記式（２）に基づき「インク消費率（％）」を算出するとともに、以下に示す評価基準にしたがってインク使い切り性を評価した。結果を表５に示す。
インク消費率（％）＝｛（Ｘ−Ｙ）／Ｘ｝×１００    ・・・（２）
Ｘ：インクタンク本体に充填したインクの量（ｇ）
Ｙ：インクの供給が停止した時点のインクの残量（ｇ）
【００７４】
［評価基準］
Ａ：インク消費率が９０％以上であった。
Ｂ：インク消費率が８０％以上９０％未満であった。
Ｃ：インク消費率が７０％以上８０％未満であった。
Ｄ：インク消費率が７０％未満であった。
【００７５】
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【００７６】
比較例１及び２のインクタンクは、記録終了時にインク収容袋の複数の箇所で閉塞が生じており、十分な量のインクを供給することができなかった。参考例１及び２のインクタンクは圧力調整機構を有するものであったため、インクを使い切ることができた。また、参考例３及び４のインクタンクは収縮制御機構を有するものであったため、インクを使い切ることができた。
【図１】
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【図２】
2019073007.tif 000011
【図３】
2019073007.tif 000012
【図４】
2019073007.tif 000013
【図５】
2019073007.tif 000014
【図６Ａ】
2019073007.tif 000015
【図６Ｂ】
2019073007.tif 000016
【図６Ｃ】
2019073007.tif 000017
【図７】
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