(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と、水溶性色材と、少なくとも２種類の水溶性有機溶剤と、尿素又は尿素誘導体とを含有するインクジェット用のインクにおいて、該水溶性色材が遊離酸の形で下記一般式（Ｉ）で示され、該インクが以下の（１）〜（７）の条件を満たすことを特徴とするインク。
0004769437.tif 000011
（式中、ｍは、０〜２の何れかの整数を表す。ｎは、０又は１を表す。ただしｍ＋ｎは１以上の整数である。）
（１）上記少なくとも２種類の水溶性有機溶剤は、２５℃における蒸気圧が水よりも低い。
（２）上記（１）の条件を満たす水溶性有機溶剤は、各水溶性有機溶剤における該水溶性色材の溶解度と、水における該水溶性色材の溶解度を比較した場合に、水に対する溶解度よりも高い溶解度を有する水溶性有機溶剤Ａと、水に対する溶解度よりも低い或いは同じ溶解度を有する水溶性有機溶剤Ｂとを含む。
（３）前記水溶性有機溶剤Ａにおける該水溶性色材の溶解度と、前記水溶性有機溶剤Ｂにおける該水溶性色材の溶解度との溶解度差が１０％以上である。
（４）前記水溶性有機溶剤Ａと前記水溶性有機溶剤Ｂとの混合比（水溶性有機溶剤Ａ：水溶性有機溶剤Ｂ）が、質量基準で３．５：１〜２．５：１である。
（５）前記インク中の全ての水溶性有機溶剤の合計量が、該インクに対して１０〜３５質量％である。
（６）前記水溶性有機溶剤Ａと前記水溶性有機溶剤Ｂとの合計量が、前記インク中の全ての水溶性有機溶剤に対して８０質量％以上である。
（７）前記尿素又は尿素誘導体の含有量が、前記インク全質量に対して３〜１０質量％である。
【請求項２】
前記水溶性色材が、下記式で示される請求項１に記載のインク。
0004769437.tif 000012
【請求項３】
前記水溶性有機溶剤Ａが、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール及びポリエチレングリコールからなる群より選択される請求項１又は２に記載のインク。
【請求項４】
前記水溶性有機溶剤Ｂが、２−ピロリドン及び１，５−ペンタンジオールからなる群より選択される請求項１〜３の何れか１項に記載のインク。
【請求項５】
記録信号に応じてオリフィスからインクの液滴を吐出する工程を有するインクジェット記録方法において、上記インクが、請求項１〜４の何れか１項に記載のインクであることを特徴とする記録方法。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか１項に記載のインクが収容されているインク収容部と、該インクの液滴を吐出させるためのヘッド部が設けられていることを特徴とする記録ユニット。
【請求項７】
請求項１〜４の何れか１項に記載のインクが収容されているインク収容部が設けられていることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項８】
請求項１〜４の何れか１項に記載のインクを収容しているインク収容部と、該インクの液滴を吐出させるためのヘッド部とを有する記録ユニットを具備していることを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット用のインク、かかるインクを用いた記録方法、記録ユニット、インクカートリッジ及び記録装置に関し、更に詳しくは、インクが、吐出オリフィス部での目詰まりや色材の析出を生じることなく、インク受容層を有するコート紙等に印字した画像を高温多湿条件で長時間放置しておいても、インクが滲み出して印字品位を損なうことのないインクジェット用のインク、かかるインクを用いた記録方法、記録ユニット、インクカートリッジ及び記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方法は、インクの小滴を飛翔させ、紙等の記録媒体にインクを付着させて記録を行うものである。こうした記録方法に用いられるインクには、吐出安定性に優れる性能は当然のことながら、保存安定性が高く、吐出オリフィス部での目詰まりや色材の析出を生じない等、インクジェット用記録装置に適応する性能が求められる。
【０００３】
従来、インクジェット記録用インクとして水系インクを用いる場合には、記録ヘッドからのインクの水分蒸発によるノズルの目詰まり発生等の問題が生じることがあった。この問題を解決するために、インクの水分蒸発後も水溶性色材の溶解性を向上させる目的で、インク中に溶解助剤として、ある一定量以上の色材溶解性能の高い水溶性有機溶剤や、保湿性能に優れる尿素及び尿素誘導体等を用いることが有効であることが知られている（特許文献１〜３参照）。
【０００４】
ところが、色材溶解性能の高い水溶性有機溶剤や保湿性能に優れる尿素や尿素誘導体等を用いて、紙等の基材上に顔料とバインダーとを含むインク受容層を形成した、所謂コート紙にインクジェットで記録した画像を、ある環境下、特に高温多湿条件で長時間放置するとインクの滲み（以下「高温高湿滲み」という）が生じ、印字品位が低下することがあった。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−０２５５７３号公報
【特許文献２】特開平８−１２０２０４号公報
【特許文献３】特開平９−０９５６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らが検討したところ、特に、水溶性色材の分子量が小さいほど（例えば、遊離酸の形での分子量が６００以下）この現象が顕著であり、分子量が小さい水溶性色材を用いたインクでは、インク中における色材溶解性能の高い水溶性有機溶剤や保湿性能に優れる尿素及び尿素誘導体等の含有量が多いほど、高温高湿滲みを生じやすい傾向があるという知見が得られた。
【０００７】
そのため、この高温高湿滲み現象を抑制する方法としては、原因物質と考えられる、インク中における、色材溶解性能の高い水溶性有機溶剤や保湿性能に優れる尿素及び尿素誘導体等の含有量を低く抑えることが有効であると推定される。しかしながら、インク中における水溶性有機溶剤や尿素及び尿素誘導体の含有量がある一定量以下になると、前記した吐出オリフィス部での目詰まりや色材の析出の問題を生じることがある。
【０００８】
従って、本発明の目的は、遊離酸の形で分子量が６００以下の水溶性色材を用いるインクジェット用のインクにおいて、インクジェット記録用インクとして要求される性能を満たし、吐出オリフィス部での目詰まりや色材の析出を生じることなく、インク受容層を有するコート紙に印字した画像を高温多湿条件で長時間放置しておいても、インクが滲み出して印字品位を損なうことのないインクを提供することである。更に本発明は、このインクを使用したインクジェット記録方法、記録ユニット、インクカートリッジ、記録装置を提供することを更なる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的は、下記の本発明によって達成される。即ち、本発明は、水と、水溶性色材と、少なくとも２種類の水溶性有機溶剤と、尿素又は尿素誘導体とを含有するインクジェット用のインクにおいて、該水溶性色材が遊離酸の形で下記一般式（Ｉ）で示され、該インクが以下の（１）〜（７）の条件を満たすことを特徴とするインクである。
0004769437.tif 000002
（式中、ｍは、０〜２の何れかの整数を表す。ｎは、０又は１を表す。ただしｍ＋ｎは１以上の整数である。）
（１）上記少なくとも２種類の水溶性有機溶剤は、２５℃における蒸気圧が水よりも低い。
（２）上記（１）の条件を満たす水溶性有機溶剤は、各水溶性有機溶剤における該水溶性色材の溶解度と、水における該水溶性色材の溶解度を比較した場合に、水に対する溶解度よりも高い溶解度を有する水溶性有機溶剤Ａと、水に対する溶解度よりも低い或いは同じ溶解度を有する水溶性有機溶剤Ｂとを含む。
（３）前記水溶性有機溶剤Ａにおける該水溶性色材の溶解度と、前記水溶性有機溶剤Ｂにおける該水溶性色材の溶解度との溶解度差が１０％以上である。
（４）前記水溶性有機溶剤Ａと前記水溶性有機溶剤Ｂとの混合比（水溶性有機溶剤Ａ：水溶性有機溶剤Ｂ）が、質量基準で３．５：１〜２．５：１である。
（５）該インク中の全ての水溶性有機溶剤の合計量が、該インクに対して１０〜３５質量％である。
（６）前記水溶性有機溶剤Ａと前記水溶性有機溶剤Ｂとの合計量が、前記インク中の全ての水溶性有機溶剤の合計量に対して８０質量％以上である。
（７）前記尿素又は尿素誘導体の含有量が、前記インクに対して３〜１０質量％である。
【００１０】
又、本発明は、記録信号に応じてオリフィスから上記インクの液滴を吐出する工程を有することを特徴とする記録方法である。
【００１１】
又、本発明は、上記インクが収容されているインク収容部と、該インクの液滴を吐出させるためのヘッド部が設けられていることを特徴とする記録ユニットである。
【００１２】
又、本発明は、上記インクが収容されているインク収容部が設けられていることを特徴とするインクカートリッジである。
【００１３】
又、本発明は、上記インクを収容しているインク収容部と、該インクの液滴を吐出させるためのヘッド部とを有する記録ユニットを具備していることを特徴とする記録装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、吐出オリフィス部での目詰まりや色材の析出を生じることなく、インク受容層を有するコート紙に良好に印字でき、得られた画像を高温多湿条件下に長時間放置しておいても、インクが滲み出して印字品位を損なうことのないインクジェット記録用のインク、記録方法、記録ユニット、インクカートリッジ及び記録装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明者らは、前記した目的に鑑み、水と、遊離酸の形での分子量の値が６００以下である水溶性色材と、色材溶解性の高い水溶性有機溶剤と、尿素又は尿素誘導体とを含有するインクにおいて、使用する水溶性有機溶剤について様々な検討を重ねた過程において、以下の３つの条件を満足する少なくとも２種類以上の水溶性有機溶剤を用いることが、インクジェット特性を損なうことなく、高温高湿滲みの発生を有効に抑制できる手段となることを見いだして本発明に至った。
【００１６】
具体的には、先ず第１に、インク中に、２５℃における蒸気圧が水よりも低い少なくとも２種類の水溶性有機溶剤を含有させる。第２に、上記第１の条件を満たす水溶性有機溶剤の、インクを構成する水溶性色材の溶解度が、該水溶性色材の水における溶解度を基準とした場合に、水における溶解度よりも高い溶解度を有する水溶性有機溶剤Ａと、水における溶解度よりも低い或いは同じ溶解度を有する水溶性有機溶剤Ｂとを用いる。第３に、前記水溶性有機溶剤Ａにおける該水溶性色材の溶解度と、前記水溶性有機溶剤Ｂにおける該水溶性色材の溶解度との溶解度差が１０％以上とする。
【００１７】
本発明にかかるインクにおいて、吐出オリフィス部で目詰まりや色材の析出を生じない理由は、従来から報告されているように、インク中における水溶性色材の溶解性を向上させることができる水溶性有機溶剤と、保湿性能に優れる尿素及び尿素誘導体とが併用されているためである。本発明者らの検討によれば、特に、吐出オリフィス部で色材の析出を生じやすいことに対しては、保湿性能に優れる尿素や尿素誘導体を用いると非常に高い色材析出防止効果が得られ、インクの吐出オリフィス部での目詰まりや色材の析出の防止を達成できる。
【００１８】
上記した本発明にかかるインクを用いて形成した画像が、高温高湿滲みを抑制できる理由を本発明者らは次のように考えている。先ず、従来のインクにおいて高温高湿滲みが生じる過程を説明する。インクを構成する主成分が水である水性インクで記録した画像では、記録媒体から水が蒸発する。水の蒸発後、記録媒体に残留するインク成分は、水よりも蒸気圧の低い水溶性有機溶剤や色材である。記録媒体にインク受容層を有するコート紙を用いた場合に、上記したように水の蒸発後のインク受容層中に水溶性有機溶剤が残留していると、インク受容層中の色材の一部は、水溶性有機溶剤に溶解した状態で存在することになる。このような状態の記録媒体を高温多湿条件で長時間放置すると、大気中の水分がインク受容層に取り込まれる。即ち、高温多湿条件で長時間放置することで、インク受容層中の水溶性色材を移動可能にする媒体が供給されることになる。この結果、画像を高温多湿条件で長時間放置する状況とすると、水分と共に溶解状態の水溶性色材がインク受容層中を移動し、記録画像の滲みを生じるものと考えられる。本発明者らの検討によれば、特に分子量の小さい、例えば、分子量６００以下である水溶性色材を用いたインクは、色材の分子サイズが小さいために、インク受容層中をより移動しやすい傾向があった。
【００１９】
本発明にかかるインクは、分子量６００以下である水溶性色材を含有するものであるが、水よりも蒸気圧の低い水溶性有機溶剤として、該水溶性色材の水における溶解度を基準として、水におけるよりも高い該水溶性色材の溶解度を有する水溶性有機溶剤Ａと、水におけるよりも低い該水溶性色材の溶解度を有する水溶性有機溶剤Ｂとを含有している。このような構成を有する本発明にかかるインクで記録した画像では、保存時に水が蒸発した後、インク受容層中に、インク中に色材として用いた水溶性色材に対する溶解度がそれぞれ異なる、上記水溶性有機溶剤Ａ及び水溶性有機溶剤Ｂが残留することになる。このため、本発明にかかるインクを用いて画像を形成し、画像を高温多湿条件で長時間放置した場合には、インク受容層中における水溶性色材の溶解状態が不安定化し、この結果、インク受容層中の水溶性色材の移動が抑制され、記録画像の滲みの発生が抑制されたものと考えている。
【００２０】
又、本発明者らの更なる検討によれば、画像の高温高湿滲みの発生をより効果的に抑制するためには、水溶性有機溶剤Ａと水溶性有機溶剤Ｂのそれぞれの、使用する水溶性色材に対する溶解度差が１０％以上であることが必要であった。
【００２１】
以下、本発明にかかるインクの構成成分について、それぞれ説明する。
（水溶性色材）
本発明で使用する水溶性色材としては、遊離酸の形での分子量の値が６００以下である水溶性色材であれば何れのものであってもよい。例えば、遊離酸の形での分子量の値が６００以下である染料を用いることができる。染料としては、一般的に用いられている公知の染料でも、新規に合成された染料でもよいが、具体的な染料としては、例えば、酸性染料、直接染料及び食用染料等が挙げられる。
【００２２】
本発明においては、かかる色材のインク中の含有量は、インク全質量に対して０．１〜１５．０質量％であることが好ましく、特には、０．５〜５．０質量％であることが好ましい。又、本発明にかかる色材は、単独でも、或いは２種以上を混合して用いることも可能である。２種以上の色材を混合して使用する場合は、使用する染料のすべてが必ずしも遊離酸の形での分子量の値が６００以下である必要はなく、インク中に遊離酸の形での分子量の値が６００以下の染料が少なくとも１種含まれていればよい。インク中の全染料に対する遊離酸の形での分子量の値が６００以下の染料の割合は、質量基準で５〜１００％であることが好ましく、特には、１０〜１００％であることが好ましい。
【００２３】
本発明にかかるインクを構成する水溶性色材に好適なものとして、遊離酸の形で、下記一般式（Ｉ）で示される色材を含有させたインクを挙げることができる。即ち、本発明にかかるインクを構成する水溶性色材として下記一般式（Ｉ）で示される色材を用いた場合には、吐出オリフィス部での目詰まりや色材の析出を生じることなく、しかも、インク受容層を有するコート紙に印字し、得られた画像を高温多湿条件で長時間放置した場合においても、インクが滲み出して印字品位が損なわれることがない、という本発明の効果が、より顕著に達成される。
【００２４】
0004769437.tif 000003
（式中、ｍは、０〜２の何れかの整数を表す。ｎは、０又は１を表す。ただしｍ＋ｎは１以上の整数である。）
【００２５】
本発明において、色材は、遊離酸の形（遊離酸型）のまま使用してもよいが、製造時に塩型で得られたものをそのまま使用してもよいし、所望の塩型に変換して使用してもよい。又、上記一般式（Ｉ）において、酸基の一部が塩型となっている構造のものでもよく、更には、塩型の色材と遊離酸型の色材が混在していてもよい。このような塩型の例としては、Ｎａ、Ｌｉ及びＫ等のアルカリ金属の塩、アルキル基若しくはヒドロキシアルキル基で置換されていてもよいアンモニウムの塩、又は有機アミンの塩、等が挙げられる。この場合の有機アミンの例としては、低級アルキルアミン、ヒドロキシ置換低級アルキルアミン、カルボキシ置換低級アルキルアミン及び炭素数２〜４のアルキレンイミン単位を２〜１０個有するポリアミン等が挙げられる。これらの塩型の場合、その種類は１種類に限られず複数種混在していてもよい。又、本発明で使用する色材の構造において、その１分子中に酸基が複数個含まれる場合は、その複数の酸基は塩基或いは酸型であり、互いに異なるものであってもよい。尚、色材が塩型の場合は、インク中では陰イオンとカウンターの陽イオンに解離して存在する。
【００２６】
上記一般式（Ｉ）で表される色材の具体例としては、例えば、以下に示す構造のものが挙げられるが、しかし、本発明で使用する色材は、これらに限定されるものではない。
0004769437.tif 000004
【００２７】
0004769437.tif 000005
【００２８】
（水溶性有機溶剤）
本発明に用いることのできる水溶性有機溶剤としては、水溶性を示し、且つ上述した３条件を満足する組み合わせを含むものであれば、種類等については特に制限はされない。具体的には、例えば、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、含硫黄極性溶媒等を使用することができる。
【００２９】
本発明にかかるインクおいては、含有する水溶性有機溶剤Ａと、水溶性有機溶剤Ｂとの水溶性色材の溶解度差が、いずれの場合も１０％以上であるが、特には１５％以上であることが好ましい。又、３０％以下であることが好ましい。インク中に含有される水溶性有機溶剤をこの範囲内になるように調整することで、本発明の効果をより顕著に得ることができる。
【００３０】
又、本発明においては、水溶性色材の溶解度差が１０％以上である水溶性有機溶剤Ａと水溶性有機溶剤Ｂとの合計量が、インク中の全水溶性有機溶剤に対して８０質量％以上であることが好ましい。このような比率に調整することで、より効果的に、当該インクによって形成した画像の高温高湿滲みが抑制され、加えて、吐出オリフィス部での目詰まりや色材の析出も抑制されるものとなる。
【００３１】
又、本発明においては、水溶性有機溶剤Ａと水溶性有機溶剤Ｂとの混合比（水溶性有機溶剤Ａ：水溶性有機溶剤Ｂ）が、質量基準で４：１〜１：１であることが好ましく、特には、３．５：１〜２．５：１であることが好ましい。この範囲内になるように調整することで、本発明の効果をより顕著に得ることができる。更に、本発明におけるインク中の全水溶性有機溶剤の含有量は、本発明の効果やインクの物性、インクの記録紙への効果的な浸透等を考慮すると、質量比でインク全体の１０〜３５質量％の範囲とすることが好ましく、より好ましくは１５〜３０質量％の範囲である。
【００３２】
本発明にかかるインクに使用する水溶性有機溶剤を選択するためには、下記に述べる方法で、インクに使用する具体的な水溶性色材についての各水溶性有機溶剤における溶解度を予め測定し、これによって、該水溶性有機溶剤に対する水溶性色材の溶解度が、水に対する該水溶性色材の溶解度よりも高い水溶性有機溶剤（Ａ）と、水に対する該水溶性色材の溶解度よりも低いか或いは同じ水溶性有機溶剤（Ｂ）を判別すればよい。
【００３３】
尚、本発明にかかるインクに使用することのできる上記水溶性有機溶剤Ａや水溶性有機溶剤Ｂに該当しない、その他の水溶性有機溶剤としては、２５℃における蒸気圧が水よりも高い、メタノールやエタノール、イソプロピルアルコール、アセトン及びメチルエチルケトン等が挙げられる。
【００３４】
＜水溶性有機溶剤の蒸気圧＞
本発明においていう水溶性有機溶剤の蒸気圧は、２５℃におけるものであり、常法によって測定することができる。又、実際に測定しなくても、各種の文献に記載された値を利用することができる。又、文献に２５℃における蒸気圧が記載されていなくとも、例えば、水溶性有機溶剤の５０℃における蒸気圧が２５℃における水の蒸気圧よりも低ければ、２５℃における水溶性有機溶剤の蒸気圧も当然に水よりも低いと判断することができる。
【００３５】
＜水溶性色材の溶解度＞
本発明においては、各水溶性有機溶剤における対象とする水溶性色材の溶解度の測定を以下の方法で行った。先ず、色材が液状の場合には、ビーカー１００ｍｌ（ＪＩＳ  Ｒ３５０３）に色材が溶解した水溶液５０グラムを入れ、６０℃、２０％ＲＨの恒温槽に放置した。そして、３時間当たりの質量変化が０．０１グラム以下の恒量になるまで蒸発乾固した。次に、得られた固化した染料を乳鉢ですり潰し、粉体にした。尚、色材が粉体の場合は、そのまま用いることができる。このようにして得た染料粉体を、測定対象である水或いは各水溶性有機溶剤中に入れ、飽和状態になるまで溶解させて再び液状とした。この際、溶解に要した粉体色材の質量を測定し、対象とする水或いは水溶性有機溶剤と粉体色材の総質量で割ったものを溶解度（％）とした。
【００３６】
尚、本発明においては、色材の種類にもよるが、水溶性有機溶剤Ａがグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール及びポリエチレングリコールであることが好ましく、特には、グリセリン及びエチレングリコールであることが好ましい。又、水溶性有機溶剤Ｂが２−ピロリドン及び１，５−ペンタンジオールであることが好ましく、特には、２−ピロリドンであることが好ましい。
【００３７】
（尿素、尿素誘導体）
本発明においては、吐出オリフィス部での目詰まりや色材の析出防止目的のために、保湿性固形分として尿素又は尿素誘導体をインク成分として用いる。尿素誘導体としては、エチレン尿素、プロピレン尿素、ジエチル尿素、チオ尿素等が挙げられ、これらのものを２種以上同時に用いてもよい。本発明においては、尿素又はエチレン尿素を選択することが特に好ましい。本発明における尿素又は尿素誘導体のインク中の含有量は、高温高湿滲みの影響を考慮して、インク全量に対して３〜１０質量％の範囲とすることが好ましい。
【００３８】
（水）
本発明にかかるインクを構成する水の含有量は、インク全量に対して４５〜８５質量％の範囲とすることが好ましい。水が所定の含有量より少ないと色材の溶解性等が悪くなりやすく、インクの粘度も高くなりやすい。一方、所定の含有量より多いと蒸発成分が多すぎて、吐出オリフィス部での目詰まりや色材の析出防止を満足できないことがある。
【００３９】
（界面活性剤、添加剤）
本発明においては、本発明の効果に影響しない範囲で、インク中に界面活性剤や、その他の添加剤を使用することができる。この際に使用できる界面活性剤としては、例えば、脂肪酸塩類、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、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類、アセチレンアルコール、アセチレングリコール等の非イオン性界面活性剤があり、これらの１種又は２種以上を適宜選択して使用できる。上記した中でも、特にアセチレンアルコール類や、アセチレングリコール類が普通紙への浸透性に優れた効果を発揮するために好適である。
【００４０】
その使用量は、他のインク成分の添加量によっても異なるが、インク全量に対して、０．０１〜５質量％程度が好ましい。この際、２５℃におけるインクの表面張力が、１０ｍＮ／ｍ（ｄｙｎ／ｃｍ）以上となるようにすることが好ましく、特には２０ｍＮ／ｍ以上となるように、又、表面張力が６０ｍＮ／ｍ以下となるように界面活性剤の添加する量を決定することが好ましい。なぜなら、インクジェット記録方式において適用した場合は、ノズル先端の濡れによる印字ヨレ（インク滴の着弾点のズレ）等の発生を有効に抑えることができるからである。
【００４１】
又、その他の添加剤としては、ｐＨ調整剤、防錆剤、防腐剤、防カビ剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、水溶性ポリマー等、が挙げられる。又、インクはインクジェット記録装置で良好な吐出特性を得るために、所望の粘度やｐＨを有するように調整することが好ましい。
【００４２】
（記録媒体）
上記構成を有する本願発明にかかるインクは、勿論、通常の記録媒体に用いることができるが、特に、表面にインク受容層を有するコート紙等の特殊な記録媒体（特殊媒体）にインクジェット記録する際に用いた場合に、優れた効果が得られる。以下、本発明に用いることのできる特殊媒体の一例について、更に詳述する。例えば、インク中の染料や顔料等の色材を、記録媒体の表面に形成されたインク受容層内の親水性多孔質構造を形成する微粒子に吸着させ、少なくともこの吸着した色材によって画像が形成される記録媒体を挙げることができる。かかる記録媒体は、インクジェット記録方法に利用する場合に特に好適である。このような記録媒体の中でも、特に、支持体上に設けたインク受容層に形成された空隙によりインクを吸収する、いわゆる吸収タイプである場合に、本発明にかかるインクを使用することによって優れた効果が得られる。
【００４３】
この吸収タイプのインク受容層は、微粒子を主体とし、必要に応じて、バインダーやその他の添加剤を含有する親水性多孔質層として構成される。微粒子の例としては、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、カオリン、アルミナ或いはアルミナ水和物等の酸化アルミニウム、珪藻土、酸化チタン、ハイドロタルサイト、酸化亜鉛等の無機顔料や尿素ホルマリン樹脂、エチレン樹脂、スチレン樹脂等の有機顔料が挙げられ、これらの１種以上が使用される。
【００４４】
インク受容層を形成するためのバインダーとして好適なものとしては、水溶性高分子やラテックスを挙げることができる。例えば、ポリビニルアルコール又はその変性体、澱粉又はその変性体、ゼラチン又はその変性体、アラビアゴム、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロオイルメチルセルロース等のセルロース誘導体、ＳＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体ラテックス、官能基変性重合体ラテックス、エチレン酢酸ビニル共重合体等のビニル系共重合体ラテックス、ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸又はその共重合体、アクリル酸エステル共重合体等を使用することができ、必要に応じて、上記した中から２種以上を選択し、組み合せて用いることもできる。
【００４５】
インク受容層を形成する場合には、その他の添加剤を使用することもできる。例えば、必要に応じて、分散剤、増粘剤、ｐＨ調整剤、潤滑剤、流動性変性剤、界面活性剤、消泡剤、離型剤、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等が使用される。
【００４６】
又、色材がもともと粉体の場合には、目的の溶剤に対して飽和状態になるまで溶解させ、この溶解に要した粉体色材の質量を溶剤と粉体色材の総質量で割ったものを溶解度とした。
【００４７】
（記録装置）
上記で説明した本発明にかかるインクは、下記に説明するようなインクジェット記録装置に好適に用いることができる。以下、好適なインクジェット記録装置について説明する。図１は、本実施形態で適用する記録装置の斜視図である。又、図２及び図３は、記録装置本体の内部機構を説明するための図であり、図２は右上部からの斜視図、図３は記録装置本体の側断面図をそれぞれ示したものである。これらの図を参照して説明する。
【００４８】
本実施形態で適用する記録装置において給紙を行う際には、先ず、給紙トレイＭ２０６０を含む給紙部において、記録媒体の所定枚数のみが給紙ローラＭ２０８０と分離ローラＭ２０４１から構成されるニップ部に送られる。送られた記録媒体はニップ部で分離され、最上位の記録媒体のみが搬送される。用紙搬送部に送られた記録媒体は、ピンチローラホルダＭ３０００及びペーパーガイドフラッパーＭ３０３０に案内されて、搬送ローラＭ３０６０とピンチローラＭ３０７０とのローラ対に送られる。搬送ローラＭ３０６０とピンチローラＭ３０７０とからなるローラ対は、ＬＦモータＥ０００２の駆動により回転され、この回転により記録媒体がプラテンＭ３０４０上を搬送される（図２及び図３参照）。
【００４９】
キャリッジ部では記録媒体に画像形成する場合、記録ヘッドＨ１００１（図４参照）を目的の画像形成位置に配置させ、電気基板Ｅ００１４からの信号に従って、記録媒体に対しインクを吐出する。記録ヘッドＨ１００１についての詳細な構成は後述するが、本実施形態の記録装置においては、記録ヘッドＨ１００１により記録を行いながらキャリッジＭ４０００が列方向に走査する記録主走査と、搬送ローラＭ３０６０により記録媒体が行方向に搬送される副走査とを交互に繰り返すことにより、記録媒体上に画像を形成していく構成となっている（図２及び図３参照）。最後に画像形成された記録媒体は、排紙部で第１の排紙ローラＭ３１１０と拍車Ｍ３１２０とのニップに挟まれ、搬送されて排紙トレイＭ３１６０に排出される（図１及び図３参照）。
【００５０】
尚、クリーニング部において、画像記録前後の記録ヘッドＨ１００１をクリーニングする目的のために、キャップＭ５０１０を記録ヘッドＨ１００１のインク吐出口に密着させた状態で、ポンプＭ５０００を作用させると、記録ヘッドＨ１００１から不要なインク等が吸引されるようになっている（図２参照）。又、キャップＭ５０１０を開けた状態で、キャップＭ５０１０に残っているインクを吸引することにより、残インクによる固着及びその後の弊害が起こらないように配慮されている。
【００５１】
（記録ヘッド構成）
上述の記録装置で適用するヘッドカートリッジＨ１０００の構成について、主に図４〜図６を参照しながら説明する。本実施形態におけるヘッドカートリッジＨ１０００においては、記録ヘッドＨ１００１と、インクタンクＨ１９００を搭載する手段、及びインクタンクＨ１９００から記録ヘッドにインクを供給するための手段を有しており、キャリッジＭ４０００に対して着脱可能に搭載される構成となっている。
【００５２】
図４は、本実施形態で適用するヘッドカートリッジＨ１０００に対し、インクタンクＨ１９００を装着する様子を示した図である。本実施形態の記録装置は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、レッド、ライトシアン及びライトマゼンタの７色のインクによって画像を形成するため、インクタンクＨ１９００は、上記した７色分が独立に用意されている。そして、図４に示すように、それぞれがヘッドカートリッジＨ１０００に対して着脱自在となっている。尚、インクタンクＨ１９００の着脱は、キャリッジＭ４０００にヘッドカートリッジＨ１０００が搭載された状態で行えるようになっている。
【００５３】
図５は、ヘッドカートリッジＨ１０００の分解斜視図を示したものである。図において、ヘッドカートリッジＨ１０００は、第１の記録素子基板Ｈ１１００及び第２の記録素子基板Ｈ１１０１、第１のプレートＨ１２００、第２のプレートＨ１４００、電気配線基板Ｈ１３００、タンクホルダーＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００、シールゴムＨ１８００等から構成されている。
【００５４】
本実施形態においては、７色分用意されたインクタンクＨ１９００のインクを、９列のノズル列に分配する構成となっており、各ノズル列が形成されている第１の記録素子基板Ｈ１１００及び第２の記録素子基板Ｈ１１０１に各インクが分配される構成となっている。
【００５５】
第１の記録素子基板Ｈ１１００及び第２の記録素子基板Ｈ１１０１はＳｉ基板であり、その片面にインクを吐出するための複数の記録素子（ノズル）がフォトリソグラフィ技術により形成されている。各記録素子に電力を供給するＡｌ等の電気配線は、成膜技術により形成されており、個々の記録素子に対応した複数のインク流路もまた、フォトリソグラフィ技術により形成されている。電気配線基板Ｈ１３００は、これら第１の記録素子基板Ｈ１１００及び第２の記録素子基板Ｈ１１０１に形成されている各ノズルからインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、第１の記録素子基板Ｈ１１００及び第２の記録素子基板Ｈ１１０１に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し記録装置本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１とを有している。更に、第１のプレートＨ１２００には、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給口Ｈ１２０１が裏面に開口するように形成されている。
【００５６】
図６は、本実施形態における、第１の記録素子基板Ｈ１１００及び第２の記録素子基板Ｈ１１０１の構成を説明するための正面拡大図である。Ｈ２７００〜Ｈ３５００は、それぞれ異なる、或いは同色のインク色に対応するノズル列であり、第１の記録素子基板Ｈ１１００には、ライトシアンインクが供給されるノズル列Ｈ３２００、ブラックインクが供給されるノズル列Ｈ３３００、レッドインクが供給されるノズル列Ｈ３４００、及びライトマゼンタインクの供給されるノズル列Ｈ３５００の４色分のノズル列が構成されている。
【００５７】
第２の記録素子基板Ｈ１１０１には、シアンインクが供給される２列のノズル列Ｈ２７００及びＨ３１００、マゼンタインクが供給される２列のノズル列Ｈ２８００及びＨ３０００、更にイエローインクが供給されるノズル列Ｈ２９００の３色分で５列のノズル列が形成されており、イエローインクのノズル列Ｈ２９００を中心に、両側に線対称にマゼンタ及びシアンのノズル列が整列した構成となっている。
【００５８】
各ノズル列は、記録媒体の搬送方向に１２００ｄｐｉ（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ；参考値）の間隔で並ぶ７６８個のノズルによって構成され、約２ピコリットルのインク滴を吐出させる。各ノズル吐出口における開口面積は、およそ１００μｍ2に設定されている。
【００５９】
このようにシアン、マゼンタ及びイエローのノズル列を、キャリッジＭ４０００の走査方向に対し対称に配置することは、キャリッジＭ４０００の双方向印刷を行った際に、色ムラという画像弊害を低減する効果がある。色ムラとは、主に、記録媒体へ着弾するインクの色順が異なることによって生じる発色性の違いが原因となっている。本実施形態のように、イエローインクのノズル列Ｈ２９００を中心に、マゼンタとシアンのノズル列が２列ずつ対称に構成されていれば、プリント動作の往路と復路とで、利用するノズル列を切り替えることにより、記録媒体へ着弾するインクの順番を統一することができるのである。よって、本実施形態においては、高品位な画像を双方向で高速に形成可能なことが特徴となっている。
【００６０】
尚、ノズル列の配置は利用する７色すべてにおいて、対称であることが好ましいが、装置の大型化、コストアップ、及びデータ処理の複雑化を招いてしまうことから、本実施形態においては、特に双方向印刷時の色ムラへの寄与が大きい３色、即ち、シアン、マゼンタ、及びイエローのノズル列のみを対称に配置している。
【００６１】
又、本実施形態のインク流路Ｈ１５０１は（図５参照）、シアンインク用の流路とマゼンタインク用の流路が途中で二股に分岐しており、それぞれ１つのインクタンクから供給されたインクを、２列のノズル列に分配可能な構成となっている。
【００６２】
尚、ここでは記録ヘッドの一形態として、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じさせるための熱エネルギーを生成する電気熱変換体（記録素子）を用いて記録を行うバブルジェット（登録商標）方式の記録ヘッドについて一例を挙げて述べた。
【００６３】
この代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４，７２３，１２９号明細書、同第４，７４０，７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は、所謂、オンデマンド型、コンティニュアス型の何れにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液流路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を超える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長・収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましいといえる。
【００６４】
又、第二の力学的エネルギーを利用したインクジェット記録装置の形態として、複数のノズルを有するノズル形成基板と、ノズルに対向して配置される圧電材料と導電材料からなる圧力発生素子と、この圧力発生素子の周囲を満たすインクを備え、印加電圧により圧力発生素子を変位させ、インクの小液滴をノズルから吐出させるオンデマンドインクジェット記録ヘッドを挙げることができる。
【００６５】
その他に、インクカートリッジとしては、記録ヘッドにインク供給部材、例えば、チューブを介して供給されるインクを収容したものも用いられる。又、本発明で使用されるインクジェット記録装置としては、上述のようにヘッドとインクカートリッジとが別体となったものに限らず、それらが一体になったものにも好適に用いられる。又、インク吸収体を用いず、例えばインク収容部が内部にバネ等を仕込んだインク袋であるような構造でもよい。
【実施例】
【００６６】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。先ず、実施例及び比較例で使用する水溶性有機溶剤を選択するために、純水及び２５℃における蒸気圧が水よりも低い各種の水溶性有機溶剤について、インクの色材として用いた下記の例示化合物１に対する溶解度の測定を、先に説明した方法でそれぞれ行った。得られた結果を表１に示した。表１においては、その溶解度が水に対する溶解度よりも高い水溶性有機溶剤Ａと、その溶解度が水に対する溶解度よりも低い或いは同じである水溶性有機溶剤Ｂとに分類して示した。
【００６７】
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【００６８】
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【００６９】
先に説明したように、本発明にかかるインクは、水溶性有機溶剤Ａについての水溶性色材である例示化合物１の溶解度と、水溶性有機溶剤Ｂについての水溶性色材である例示化合物１の溶解度との溶解度差が、１０％以上である組み合わせを有する２種類以上の水溶性有機溶剤を含むものである。
【００７０】
従って、上記表１の結果から、実施例では、溶解度の高い水溶性有機溶剤Ａとして、エチレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール２００、ジエチレングリコールを用い、溶解度の低い、或いは同じ水溶性有機溶剤Ｂとして、トリエチレングリコール、２−ピロリドン、１，５−ペンタンジオールを用いることができる。特に好ましい水溶性有機溶剤Ａとしては、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール２００が挙げられ、水溶性有機溶剤Ｂとしては、２−ピロリドン、１，５−ペンタンジオールが挙げられる。
【００７１】
＜実施例１〜３、参考例１〜５及び比較例１〜４＞
表２−１及び２−２に記載した各成分を混合し、十分攪拌して溶解後、０．２０μｍフィルターにて加圧濾過を行い、実施例１〜３、参考例１〜５及び比較例１〜４のインクを夫々調製した。尚、表２−１及び２−２に示したインクの成分組成は、「質量％」である。
【００７２】
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【００７３】
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【００７４】
＜インクの評価＞
上記で得られた実施例１〜３、参考例１〜５及び比較例１〜４の各インクを、記録信号に応じた熱エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出させるオンデマンド型マルチ記録ヘッドを有するインクジェット記録装置であるインクジェットプリンタＰｉｘｕｓ９５０ｉ（キヤノン（株）製）に搭載し、オリフィス部のインク目詰まり、染料析出性及び高温高湿滲みについて、下記の方法及び基準に従って評価した。実施例１〜３、参考例１〜５及び比較例１〜４の各インクを用いて得られた評価結果を表３にまとめて示した。
【００７５】
（１）オリフィス部のインク目詰まり、染料析出性
前記したプリンターに、実施例及び比較例のインクを充填して、所定の回復動作を行い、印字チェック用のパターンを印字した。その後、インクジェットプリンタ本体から記録ユニットを取り出した。そして、インクタンクを装着した記録ヘッドを、３５℃／相対湿度５〜２０％ＲＨの環境下に裸状態で１４日間放置後、２５℃にて２４時間放置した後の記録ヘッドのノズルを、目視で観察した。その後、前記したプリンターに再び記録ヘッドを装着し、印字チェック用のパターンを印字した。そして、下記の基準で評価した。
【００７６】
ＡＡ：ノズルに染料の析出物が観察されず、記録ヘッド放置後も正常に印字される。
Ａ：ノズルに染料の析出物がほとんど観察されず、記録ヘッド放置後も正常に印字される。
Ｂ：ノズルに染料の析出物が観察されるが、記録ヘッド放置後も正常に印字される。
Ｃ：ノズルに染料の析出物が観察され、正常に印字されるのに数回の回復動作を要する。
【００７７】
（２）コート紙印字の際の高温高湿滲み
前記したプリンターに、実施例及び比較例のインクをそれぞれ充填して、光沢紙（ＰＲ−１０１；キヤノン（株）製）に、ベタパッチの中に白抜きの文字を含むパターンを印字した。得られた印字物を２４時間自然乾燥させ、３０℃／相対湿度８０％ＲＨの高温多湿の条件下に１週間放置した。そして、印字物の白抜きの文字部に、インクの滲みが生じているかを目視で観察し、下記の基準で評価した。
【００７８】
ＡＡ：滲みがない。
Ａ：僅かに滲みがある。
Ｂ：滲みがあるが、白抜きの文字のつぶれはみられない。
Ｃ：滲みがあり、白抜きの文字のつぶれがみられる。
【００７９】
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【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上説明したように、本発明によれば、吐出オリフィス部での目詰まりや色材の析出を生じることなく、インク受容層を有するコート紙に良好に印字でき、得られた画像を高温多湿条件下に長時間放置しておいても、インクが滲み出して印字品位を損なうことのないインクジェット記録用のインク、記録方法、記録ユニット、インクカートリッジ及び記録装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施形態における記録装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における記録装置の機構部の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態における記録装置の断面図である。
【図４】本発明の実施形態で適用したヘッドカートリッジにインクタンクを装着する状態を示した斜視図である。
【図５】本発明の実施形態で適用したヘッドカートリッジの分解斜視図である。
【図６】本発明の実施形態で適用したヘッドカートリッジにおける記録素子基板を示す正面図である。
【符号の説明】
【００８２】
Ｍ２０４１：分離ローラ
Ｍ２０６０：給紙トレイ
Ｍ２０８０：給紙ローラ
Ｍ３０００：ピンチローラホルダ
Ｍ３０３０：ペーパーガイドフラッパー
Ｍ３０４０：プラテン
Ｍ３０６０：搬送ローラ
Ｍ３０７０：ピンチローラ
Ｍ３１１０：第２の排紙ローラ
Ｍ３１２０：拍車
Ｍ３１６０：排紙トレイ
Ｍ４０００：キャリッジ
Ｍ５０００：ポンプ
Ｍ５０１０：キャップ
Ｍ７０３０：アクセスカバー
Ｅ０００２：ＬＦモータ
Ｅ００１４：電気基板
Ｈ１０００：ヘッドカートリッジ
Ｈ１００１：記録ヘッド
Ｈ１１００：第１の記録素子基板
Ｈ１１０１：第２の記録素子基板
Ｈ１２００：第１のプレート
Ｈ１２０１：インク供給口
Ｈ１３００：電気配線基板
Ｈ１３０１：外部信号入力端子
Ｈ１４００：第２のプレート
Ｈ１５００：タンクホルダー
Ｈ１５０１：インク流路
Ｈ１６００：流路形成部材
Ｈ１７００：フィルター
Ｈ１８００：シールゴム
Ｈ１９００：インクタンク
Ｈ２７００、Ｈ３１００：シアンノズル例
Ｈ２８００、Ｈ３０００：マゼンタノズル列
Ｈ２９００：イエローノズル列
Ｈ３２００：ライトシアンノズル列
Ｈ３３００：ブラックノズル列
Ｈ３４００：レッドノズル列
Ｈ３５００：ライトマゼンタノズル列
【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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