(57)【要約】【課題】記録ヘッドに供給するインクタンクに気液分離部材を有する場合であっても、インクの吐出性を長期間安定に維持することができる。【解決手段】インクが貯蔵された状態のタンク内に気液分離部材を備えたインクジェット用のインクタンク１５であって、インクは、溶媒に対して不溶性を示す不溶性材料を分散させた分散物を用いると共に、該不溶性材料の粒径分布において粒径１５０ｎｍ以上の粒子頻度が２体積％以下であり、且つインクの表面張力が前記気液分離部材２９の表面自由エネルギーよりも相対的に高い関係にあることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが貯蔵されたタンク内に気液分離部材を備えたインクジェット用のインクタンクであって、
前記インクの表面張力が前記気液分離部材の表面自由エネルギーよりも相対的に高い関係にあり、且つ前記インクとして、溶媒に対して不溶性を示す不溶性材料を分散させた分散物を用いると共に、該不溶性材料の粒径分布において粒径１５０ｎｍ以上の粒子頻度が２体積％以下であることを特徴とするインクジェット用のインクタンク。
【請求項２】
前記不溶性材料の粒径分布において粒径１００ｎｍ以上の粒子頻度が２体積％以下であるインクを用いることを特徴とする請求項１のインクジェット用のインクタンク。
【請求項３】
前記インクに含有される不溶性材料の濃度は０．５質量％以上２０質量％以下であることを特徴とする請求項１又は２のインクジェット用のインクタンク。
【請求項４】
前記不溶性材料は顔料、及び／又はポリマー微粒子であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１のインクジェット用のインクタンク。
【請求項５】
前記顔料表面にグラフト鎖層を導入したことを特徴とする請求項４のインクジェット用のインクタンク。
【請求項６】
前記ポリマー微粒子は被膜形成機能をもつポリマー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用のインクタンク。
【請求項７】
前記ポリマー微粒子はポリエチレンオキシドを含むブロックポリマー化合物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用のインクタンク。
【請求項８】
前記不溶性材料は１種類又は複数種類の材料からなり、数種類の素材粒子を混合、又は数種類の素材で複合粒子を作成したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１のインクジェット用のインクタンク。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１に記載されるインクジェット用のインクタンクを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像形成装置は、
前記インクタンクからインクが供給されると共に、描画信号に伴って画像出力する記録ヘッド部と、
前記インクタンクの内部に設けられ、毛細管力でインクを保持するインク吸収部材と、
前記インクタンクに開口され、前記インクタンクの内部と大気とを連通する大気連通口と、を備え、
前記インクタンク内に備えられた気液分離部材は前記大気連通口と前記インクタンク内部とを仕切る位置に設けられることを特徴とする請求項９の画像形成装置。
【請求項１１】
メインタンクと、
前記インクタンクに形成され、前記メインタンクと接続してインクを取り込むインク取込口と、
前記大気連通口から吸引することにより、前記メインタンクから前記インクタンクへのインク供給を行うピットイン方式のインク供給手段と、を備えたことを特徴とする請求項１０の画像形成装置。
【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タンク及びそのインクタンクを備えた画像形成装置に係り、特に気液分離部材を備えたカートリッジにおける長期使用時のインク吐出性の劣化を防止し、インク吐出性の劣化に起因するインクの着弾位置精度低下を防止するための改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでのインクジェット記録装置等の画像形成装置におけるインク供給方式としては、大別して次の３つの方式が提案されている。
【０００３】
１つ目は記録ヘッドとインクタンクを接続チューブ等で接続する方式であり、この方式は接続チューブの空間的無駄、接続チューブによる外乱からのインク供給圧力変動、又は接続チューブからの空気混入の問題も指摘されている。
【０００４】
２つ目はオンキャリッジタンク方式であり、この方式は圧力安定という観点では良好であるが、カートリッジ重量の制限があり、カートリッジ交換がユーザーの負担になる。
【０００５】
３つ目はピットイン方式であり、この方式はインクカートリッジのインクタンクと、別に設けられたメインタンクを定期的に接続することによりメインタンクからインクタンクにインクを供給する方式である（例えば特許文献１）。
【０００６】
このピットイン方式は吐出時の液室内の圧力安定、インクタンク容量の制限を受けないことが特長であり、ポータブルの小型描画機や高画質への要求が高く、大量インク消費が見込まれるワイドフォーマットの画像形成装置への適用が見込まれている。
【０００７】
ピットイン方式のインクカートリッジ構造としては記録ヘッドに供給するインクを貯蔵するインクタンクに気液分離部材を用いた構造が好ましい。しかし、この気液分離部材へのインク付着による充填の不具合（例えば特許文献２、特許文献３）や、インク付着により充填に必要な圧力が上昇することによる気液分離部材の変形劣化（例えば特許文献４）が指摘され、対応策が取られてきた。その結果，気液分離部材にまつわる問題は解消され、繰り返しインク充填が可能となった。また、染料インクの長期保存安定性についてもインクの組成から解決策が見出されている（特許文献５）。
【特許文献１】特開平９−２３４８８１号公報
【特許文献２】特開２００２−２４０３２３号公報
【特許文献３】特開２００３−２４６０７７号公報
【特許文献４】特開２００３−２４６０７５号公報
【特許文献５】特開２００４−３３１７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、気液分離部材を有するインクタンクを備えたインクカートリッジを用いた場合、長期間の使用においてインクの吐出性が劣化していく現象が新たに認められるようになった。具体的には、インクの吐出性劣化に起因してインクの着弾位置精度が低下する。そして最終的にはノズル詰りが発生する。
【０００９】
通常のインクジェット記録装置用のインクには、界面活性剤を添加しておりインクの吐出性を確保している（例えば特開２００２-５４０３２３号公報）が、例えばピットイン方式のインク供給方式の場合には、インクタンクに備えられた気液分離部材と界面活性剤との相関関係から、インクに界面活性剤が添加できないか、添加したとしても添加量が大幅に制限されてしまう。そのため、上記した１つ目や２つ目のインク供給方式で使用するインクと比較して、界面活性剤量の低下により不溶解性材料の分散性が低下し、インクの吐出性が著しく劣化し易いという問題がある。
【００１０】
本出願で見られる吐出性劣化は特許文献５の方法をとっても発生し、顔料インク特有の問題であることが分かった。
【００１１】
上記した特許文献２には、インクに１重量％以下の界面活性剤を含有し、インクが２８ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ以下の表面張力を有すると共に、インクタンクは３５ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ以下の表面張力を有することが開示されている。そして、この構成により気液分離部材内部にメニスカスの形成を防ぐことができ、インクの供給をスムーズに行える効果があるとしている。
【００１２】
しかしながら、特許文献２はインクの供給に関して改良効果があっても、インクの吐出性に関しての改良効果は認められない。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、インクを貯蔵したタンク内に気液分離部材を備えたインクジェット用のインクタンクであっても、インクの吐出性を長期間安定に維持することができるインクジェット用のインクタンク及びそのインクタンクを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の請求項１は、前記目的を達成するために、インクが貯蔵されたタンク内に気液分離部材を備えたインクジェット用のインクタンクであって、前記インクの表面張力が前記気液分離部材の表面自由エネルギーよりも相対的に高い関係にあり、且つ前記インクとして、溶媒に対して不溶性を示す不溶性材料を分散させた分散物を用いると共に、該不溶性材料の粒径分布において粒径１５０ｎｍ以上の粒子頻度が２体積％以下であることを特徴とするインクジェット用のインクタンクを提供する。
【００１５】
本発明の請求項１によれば、インクを貯蔵した状態のタンクに備えられた気液分離部材と界面活性剤との相関関係から、タンクに貯蔵するインクに界面活性剤が添加できないか、添加したとしても添加量が大幅に制限されてしまうために、長期間の使用においてインク吐出性が劣化せざるを得ない条件下であっても、本発明のように、インクの表面張力が前記気液分離部材の表面自由エネルギーよりも相対的に高い関係にあり、且つインクとして、溶媒に対して不溶性を示す不溶性材料を分散させた分散物を用いると共に、該不溶性材料の粒径分布において粒径１５０ｎｍ以上の粒子頻度が２体積％以下であることを満足することにより、インクジェットの長期間使用時におけるインク吐出性を顕著に改良することができる。これにより、インクジェットの長期間使用時におけるインクの着弾位置精度低下を抑制することができる。
【００１６】
従って、本発明のインクタンクを、例えばピットイン方式の画像形成装置に適用すれば、ピットイン方式のインク供給方式のように、記録ヘッドに供給するインクタンクに気液分離部材を必要とする場合であっても、インクの吐出性を長期間安定に維持することができる。
【００１７】
ここで、「不溶性材料の粒径分布において粒径１５０ｎｍ以上の粒子頻度が２体積％以下」とは、粒径分布を有する不溶性材料の全体体積を１００％としたときに、粒径１５０ｎｍ以上の不溶性材料の体積割合（全体体積に対する）が２％以下という意味である。
【００１８】
請求項２は請求項１において、前記不溶性材料の粒径分布において粒径１００ｎｍ以上の粒子頻度が２体積％以下であるインクを用いることを特徴とする。
【００１９】
請求項２は、請求項１よりも更に好ましい粒子頻度の条件を規定したもので、不溶性材料の粒径分布において粒径１００ｎｍ以上の粒子頻度が２体積％以下であるインクを用いることにより、不溶性材料の分散性を一層向上できるので、更にインクの吐出性を長期間安定に維持することができる。
【００２０】
請求項３は請求項１又は２において、前記インクに含有される不溶性材料の濃度は０．５質量％以上２０質量％以下であることを特徴とする。
【００２１】
これは、光学濃度を得るために顔料濃度は０．５質量％以上が好ましいからである。また、インクに含有される不溶性材料の濃度が２０質量％を超えると、粘度が
２０ｍＰａ・ｓを超える値となり、インク作製直後の初期状態であっても、吐出が困難になる傾向がある。さらに、長期使用を行った際に、２０質量％以下の場合と比較してインクジェットの長期間使用におけるインク吐出性が劣化し易い傾向にあるからである。更に好ましい範囲は１質量％以上１５質量％以下である
請求項４は請求項１〜３のいずれか１において、前記不溶性材料は分散性の顔料又はポリマー微粒子であることを特徴とする。
【００２２】
インク中に含有される不溶性材料の代表例としては、顔料又はポリマー微粒子であるからである。
【００２３】
請求項５は請求項４において、前記顔料表面にグラフト鎖層を導入したことを特徴とする。
【００２４】
これにより、インクに含有される顔料微粒子（不溶性材料）の微粒子化による分散性の向上に加えて、顔料微粒子自体による分散性向上を図ることができる。
【００２５】
請求項６は請求項４において、前記ポリマー微粒子は被膜形成機能をもつポリマーであることを特徴とする。
【００２６】
インクの品質改良として添加されるポリマーが不溶性材料として被記録媒体への色材付着力を向上させ、定着性能を上げる働きをもつポリマー、即ち被記録媒体に対し、皮膜形成機能を有するポリマーが好ましく使用されるからである。そして、これらのポリマーは溶媒に対して不溶性を有し、インクの分散性低下の要因となることから、本発明を有効に活用できるからである。
【００２７】
請求項７は請求項４において、前記ポリマー微粒子はポリエチレンオキシドを含むブロックポリマー化合物であることを特徴とする。
【００２８】
これにより、インクに含有されるポリマー微粒子（不溶性材料）の微粒子化による分散性の向上に加えて、ポリマー微粒子自体による分散性向上を図ることができる。
【００２９】
請求項８は請求項１〜７のいずれか１において、前記不溶性材料は１種類又は複数種類の材料からなり、複数種類の素材粒子を混合、又は数種類の素材で複合粒子を作成したことを特徴とする。
【００３０】
本発明の効果は、１種類の不溶性材料に限定されることはないからである。
【００３１】
本発明の請求項９は、前記目的を達成するために、請求項１〜８のいずれか１に記載されるインクジェット用のインクタンクを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００３２】
本発明の１〜８のいずれか１に記載されるインクジェット用のインクタンクを備えた画像形成装置は、インクの吐出性を長期間安定に維持することができる。
【００３３】
請求項１０は請求項９において、前記画像形成装置は、前記インクタンクからインクが供給されると共に、描画信号に伴って画像出力する記録ヘッド部と、前記インクタンクの内部に設けられ、毛細管力でインクを保持するインク吸収部材と、前記インクタンクに開口され、前記インクタンクの内部と大気とを連通する大気連通口と、を備え、前記インクタンク内に備えられた気液分離部材は前記大気連通口と前記インクタンク内部とを仕切る位置に設けられることを特徴とする。
【００３４】
請求項１０は、画像形成装置において、インクタンクから記録ヘッド部までのインク供給方式を具体的に規定したものである。
【００３５】
請求項１１は請求項１０において、メインタンクと、前記インクタンクに形成され、前記メインタンクと接続してインクを取り込むインク取込口と、前記大気連通口から吸引することにより、前記メインタンクから前記インクタンクへのインク供給を行うピットイン方式のインク供給手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３６】
請求項１１は、気液分離部材を備えたインクタンクとして、ピントイン方式によるインク供給手段を備えたものが代表的であり、請求項１１は請求項１０にピットイン方式の構成を追加したものである。
【発明の効果】
【００３７】
以上説明したように、本発明のインクジェット用のインクタンク及び画像形成装置によれば、例えばピットイン方式のインク供給方式のように、記録ヘッドに供給するインクタンクに気液分離部材を有する場合であっても、インクの吐出性を長期間安定に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、添付図面に従って本発明のインクジェット用のインクタンク及びそのインクタンクを備えた画像形成装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３９】
本実施の形態では、本発明のインクタンクを備えた画像形成装置の代表例であるピットイン方式のインク供給機構を備えたインクジェット記録装置１０の例で以下に説明する。本実施の形態の場合、本発明のインクタンクは記録ヘッド等が一体的に設けられたインクカートリッジに搭載される。
【００４０】
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置１０の全体構成の概念図、図２はインクカートリッジの概念図、図３及び図４はピットイン方式のインク供給機構の説明図である。
【００４１】
図１に示すように、このインクジェット記録装置１０は、主として、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の各インク（記録液）に対応して設けられた複数のインクカートリッジ１２（１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ）と、インクカートリッジ１２に供給する各インクを貯蔵しておくメインタンク１４（図３及び図４参照）と、記録媒体（記録紙）１６を供給する給紙部１８と、記録媒体１６のカールを除去するデカール処理部２０と、インクカートリッジ１２の記録ヘッド１３のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録媒体１６の平面性を保持しながら記録媒体１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２（移動手段）と、インクカートリッジ１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、で構成される。
【００４２】
図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００４３】
複数種類の記録媒体を利用可能な構成にした場合、メディアの種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される記録媒体の種類（メディア種）を自動的に判別し、メディア種に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
【００４４】
給紙部１８から送り出される記録媒体１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録媒体１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００４５】
記録媒体１６としてロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター（第１のカッター）２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録媒体１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。
【００４６】
デカール処理後、カットされた記録媒体１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくともインクカートリッジ１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ配設面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００４７】
ベルト３３は、記録媒体１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側においてインクカートリッジ１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ配設面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによって記録媒体１６がベルト３３上に吸着保持される。
【００４８】
ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータの動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１上の反時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録媒体１６は図１の右から左へと搬送される。
【００４９】
縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。
【００５０】
尚、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
【００５１】
印字検出部２４は、インクカートリッジ１２の打滴結果を撮像するための手段であるイメージセンサを含み、該イメージセンサによって読み取った記録画像からノズルの目詰まりその他の吐出異常をチェックする手段として機能する。本例の印字検出部２４は、少なくとも記録媒体１６上に記録される画像記録幅よりも幅の広い受光素子を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、Ｒ（赤）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲ受光素子列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧ受光素子列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢ受光素子列と、からなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。尚、ラインセンサに代えて、受光素子が２次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
【００５２】
印字検出部２４は、各色のインクカートリッジ１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋにより印字されたテストパターン（又は実技画像）を読み取り、各記録ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。
【００５３】
こうして生成されたプリント物は排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。尚、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成される。
【００５４】
また、図１には示さないが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。
【００５５】
〔インクカートリッジの構成〕
図２に示すように、インクカートリッジ１２（１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ）は、各インクに対応する各記録ヘッド１３（１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ）と、各記録ヘッド１３に各インクを供給する各インクタンク１５（１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ）とが一体的に形成される。各インクタンク１５は、１つの箱体１７を、３枚の仕切り壁１７ａ，１７ｂ，１７ｃで仕切ることにより形成される。
【００５６】
各インクタンク１５の側壁面の中央位置には、メインタンク１４の各供給タンク（１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ）に接続してメインタンク１４からインクを取り込む各インク取込口２１（２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋが形成される。この各インク取込口２１は、メインタンク１４の供給ピン１４ｂ（図３及び図４参照）が、差し込まれたときにインクタンク１５を大気に連通させないために図示しない二重弁機構あるいはスライド開閉機構等の密封機構が施されている。
【００５７】
各インクタンク１５のインク取込口２１が形成されたのと同じ側壁面の上部位置には、該インクタンク１５の内部と大気とを連通する大気連通口２３（２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ）が開口される。図２では、インクタンク１５ごとに大気連通口２３を形成したが、箱体１７の上面に１つの大気連通口２３を形成し、図示しない通気路を介して各インクタンク１５に連通するようにしてもよい。
【００５８】
各インクタンク１５の底壁面には、各記録ヘッド１３にインクを供給するためのインク供給口２７（２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋ）が開口される。また、各インクタンク１５の内部には、各インク吸収部材２５（２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋ）が充填されており、これにより各インクタンク１５の内部には、各記録ヘッド１３に供給するためのインクがインク吸収部材２５に吸収された状態で保持される。インク吸収部材２５としては、ウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、セルトース等の高密度発泡体採用することが好ましい。その他、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），陶器，磁器，セラミック，金属（例えばアルミの多孔質材）等の多孔質部材を使用することも可能である。インク吸収部材２５の表面処理は親水性材料を使用するか、又は表面処理を施すことが好ましい。親水処理をインク吸収部材２５に施すと、インクをカートリッジ内に供給する際に気泡が入りにくい効果がある。
【００５９】
また、各インク吸収部材２５の上側には、各気液分離部材２９（２９Ｙ，２９Ｍ，２９Ｃ，２９Ｋ）が設けられ、気液分離部材２９の上側の各ヘッドスペース部分１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋに上記した大気連通口２３が連通している。
【００６０】
〔メインタンクの構成〕
図３及び図４に示すように、メインタンク１４は、各色のインクを貯蔵する各メインタンク１４（１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ）が一体的に形成され、各メインタンクインク１４からインクカートリッジ１２の各インクタンク１５に各インクがピットイン方式により供給される。尚、図３では、各メインタンク１４を同じ大きさで示したが、使用頻度の多い黒色インク用のメインタンク１４Ｋは他の色のメインタンク１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃよりも大きくするとよい。
【００６１】
また、メインタンク１４の内部断面を示す図４から分かるように、タンク容器１４ａの底部からメインタンク１４の側面に突出した供給ピン１４ｂまでは供給管１４ｃで接続される。また、タンク容器１４ａの側面上部からメインタンク１４の側面（供給ピン１４ｂと同じ側面）で供給ピン１４ｂ上側位置に突出した吸引ピン１４ｆまでは吸引管１４ｄが設けられる。そして、この吸引管１４ｄの途中に吸引ポンプ１４ｅが設けられる。尚、吸引ポンプ１４ｅの排気口はメインタンク１４の外側に延設される。
【００６２】
供給ピン１４ｂや吸引ピンｆの先端部には図示しない弁体が設けられ、供給ピン１４ｂや吸引ピン１４ｆをインクカートリッジ１２のインク取込口２１や大気連通口２３に差し込まないときにはインクが漏れない構造になっている。また、メインタンク１４は、インクごとの各タンク容器１４ａのインク残量は、図示しない残量検出器により監視されてお
り、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えている。更には、インク同士の誤装填を防止するための機構を有している。
【００６３】
〔ピントイン方式のインク供給機構の構成〕
図３及び図４に示すように、インクカートリッジ１２は、記録媒体１６の幅方向に平行に配設された一対のガイドシャフト３８にスライド自在に支持されたキャリッジ４０に搭載されている。また、記録媒体１６の幅方向には一対のタイミングプーリ３９が設けられ、この一対のタイミングプーリ３９に無端状のタイミングベルト３７が懸け渡されると共に、キャリッジ４０の一端がタイミングベルト３７に連結される。そして、一対のタイミングプーリ３９のうちの駆動プーリを回動駆動する図示しない駆動装置が描画信号に基づいて駆動プーリを正逆回転させることにより、キャリッジ４０に搭載されたインクカートリッジ１２が記録媒体１６の幅方向（印字領域幅）に往復移動（シャトル方式）し、描画信号に基づいて記録ヘッド１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋからインクを吐出する。これにより、給紙部１８から記録経路上に送り出される記録媒体１６上に描画がされる。
【００６４】
また、上記したメインタンク１４が、一対のガイドシャフト３８の一方端位置（印字領域幅の外側）に設けられる。そして、例えばインクカートリッジ１２のインクタンク１５Ｋ内の黒色インクが少なくなりメインタンク１４から補充する必要がある場合には、メインタンク位置であるインク補充ポジションにインクカートリッジ１２が移動することにより、メインタンク１４の黒色用の供給ピン１４ｂがインクタンク１５Ｋのインク取込口２１に差し込まれると共に、吸引ピン１４ｆがインクタンク１５Ｋの大気連通口２３に差し込まれる。この状態でポンプ１４ｅが稼働して、大気連通口２３から吸引してインクタンク１５内を減圧することにより、メインタンク１４のタンク１４ａの黒色インクが供給ピン１４ｂを介してインク取込口２１からインクタンク１５内に吸引供給される。他の色インクのインクタンクへの供給も同様である。
【００６５】
尚、本例では、各インクをＹＭＣＫの構成で例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクやダークイエローなどのダーク系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
【００６６】
〔記録ヘッドの構造〕
次に、記録ヘッドの構造について説明する。インクカートリッジ１２に設けられている各記録ヘッド１３の構造は共通しているので、以下、これらを代表して説明する。
【００６７】
本例の記録ヘッド１３は、図５に示すように、インク滴の吐出口であるノズル５１と、ノズル５１に対応する圧力室５２等からなるインク室ユニット（液滴吐出素子）で構成される。ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル５１と供給口５４が設けられている。
【００６８】
記録ヘッド１３のノズル面（インク吐出面）５０Ａは、ノズル（ノズル孔）５１が形成されるノズルプレート６０によって構成されている。圧力室５２は、供給口５４を介して流路５５と連通している。また、流路５５は、前述したインク供給口２７を介してインクタンク１５と連通している。インクタンク１５から供給されるインクは、流路５５を介して圧力室５２に供給される。
【００６９】
圧力室５２の天面を構成している振動板（共通電極）５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されており、個別電極５７に駆動電圧を印加することによってア
クチュエータ５８が変形して圧力室５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル５１からインクが吐出される。なおアクチュエータ５８には、ピエゾ素子などの圧電体が好適に用いられる。インク吐出後、流路５５からインク供給口２７を通ってインクタンク１５から新しいインクが圧力室５２に供給される。
【００７０】
また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ５８の変形によってインク液滴を飛ばす方法が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式には限定されず、ピエゾ方式に代えて、ヒータ等の発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式等でもよい。
【００７１】
以上の如く構成されたインクジェット記録装置１０は、インクカートリッジ１２のインクタンク１５内に気液分離部材２９を設けることが必要であるが、気液分離部材２９を設けると、溶媒に対して不溶性を示す不溶性材料（例えば無機顔料）の分散性を向上させるための界面活性剤をインクに添加できないか、添加できたとしても添加量が大幅に制限される。これにより、長期間の使用においてインクの吐出性が劣化し、インクの吐出性劣化に起因してインクの着弾位置精度が低下する。そして、最終的にはノズル詰りが発生する。
【００７２】
そこで、本発明では、下記に説明するように、インクに含有される不溶性材料の粒径分布、インクの表面張力と気液分離部材２９の表面自由エネルギーとの関係、更にはインクの導電率を所定の値に調整することにより、界面活性剤をインクに添加しないか、添加量が少ない場合であっても、インク吐出性を長期安定させるようにした。
【００７３】
〔インクの説明〕
本発明においてインクカートリッジ１２のインクタンク１５に貯蔵されるインクは、少なくとも次の２つの条件を有する。
【００７４】
１つ目は、インクとして、溶媒に対して不溶性を示す不溶性材料を分散させた分散物を用いると共に、該不溶性材料の粒径分布において粒径１５０ｎｍ以上の粒子頻度が２体積％以下である。
【００７５】
２つ目は、インクの表面張力が気液分離部材２９の表面自由エネルギーよりも相対的に高い関係にある特性を有する。この場合、インクの表面張力を前記関係を満足するように調整してもよく、あるいは気液分離部材２９の表面自由エネルギーを前記関係を満足するように調整してもよい。
【００７６】
このように、インクに含有される不溶性材料の適切な微粒子化、インクの表面張力と気液分離部材２９の表面自由エネルギーとの適切な関係を満足するインクをインクタンク１５内に貯蔵して記録ヘッド１３に供給することで、界面活性剤をインクに添加しないか、添加量が少ない場合であっても、記録ヘッド１３からのインクの吐出性を長期間安定に維持することができる。
【００７７】
更に好ましくは、不溶性材料の粒径分布において粒径１００ｎｍ以上の粒子頻度が２体積％以下であることが好ましい。
【００７８】
ここで、気液分離部材の表面自由エネルギーはＶａｎＯｓｓの方法で求める。実際の気液分離部材では多孔質材料を切り出して用いるが、測定においては同材質の樹脂シートの状態で行う。純水、ジヨードメタン、エチレングリコールを使用して接触角を測定し、表面自由エネルギーの分散成分γＳ、極性成分γＰ、水素結合成分γＨを導出し、その合計として表面自由エネルギーγ＝γＳ＋γＰ＋γＨを求めることができる。接触角計としては、協和界面科学社製（固液界面解析装置DropMaster500）を好適に使用できる。インクが多孔質材料に吸収される速度は測定に影響があるほど大きくなく、接触角の測定が可能である。
【００７９】
また、インクの表面張力は、協和界面科学社製の表面張力計（ＣＢＶＰ−Ｚ）を好適に使用することができる。
【００８０】
インクに含有される不溶性材料の濃度は、０．５質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上１５質量％以下がより好ましい。これは、無機顔料、有機顔料、ポリマー粒子においては、ある程度高い画像濃度を得るために０．５質量％以上の溶媒不溶性材料がインク中に含まれていることが必要であり、より好ましくは１質量％以上の溶媒不溶性材料が含まれていることが好ましいからである。一方、上限については、不溶性材料濃度が高いほど高い光学濃度が得やすく好ましいが、粒子濃度が上がるとインク粘度も上がってしまうため、インク吐出性に悪影響を及ぼすからである。不溶性材料濃度は２０質量％が安定的なインク吐出性の上限であり、不溶性材料濃度は１５質量％以下であることがより好ましいからである。
【００８１】
また、不溶性材料の平均粒径は、好ましくは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が用いられる。顔料とした場合、２０ｎｍよりも微小であると色材の退色が問題となりやすく、一方１００ｎｍよりも平均粒径が大きいと、粒子の表面散乱の影響が出やすく、白濁した色味になる。また、色再現域も狭まる傾向にあるからである。
【００８２】
更には、インクの長期安定な吐出性を維持するには、インクの導電率を調整することによって、不溶性材料の分散性向上を改良することが好ましい。このインクの導電率を調整について詳説すると、インクの導電率を０．１〜１Ｓ／ｍの範囲に調整することが、不溶性材料の分散性向上にとって好ましい。また、インクの導電率を０．１〜１Ｓ／ｍの範囲に調整する場合において、不溶性材料のゼータ電位が＋５〜＋９０ｍＶであると共に、インクのｐＨが２〜７に調整されていることが好ましい。あるいは、インクの導電率を０．１〜１Ｓ／ｍの範囲に調整する場合において、不溶性材料のゼータ電位が−５〜−９０ｍＶであると共に、インクのｐＨが７〜１２に調整されていることが好ましい。
【００８３】
従って、インクジェット記録装置１０において、上記の特徴を備えたインクを用いれば、記録ヘッド１３で長期間打滴し続けても、インクの吐出性が劣化しにくいので、インクの着弾位置精度が低下したり、ノズル詰りが発生したりすることが抑制される。
【００８４】
（インク中に含有される不溶性材料）
インク中に含有される不溶性材料としては、例えば顔料微粒子が該当し、C.I.ピグメントイエロー12，13，17，55，74，97，120，128，151，155，及び180のいずれか１を好ましく使用できる。また、C.I.ピグメントレッド122，C.I.ピグメントバイオレット19，C.I.ピグメントレッド57：1，146，およびC.I.ピグメントブルー15：3等も好ましく使用できる。この場合、顔料微粒子の表面にグラフト鎖層を導入することが好ましい。グラフト鎖層顔料の一例としては、下記に示すポリヒドロキシアルカノコートによって顔料粒子の一部を被覆したものを挙げることができる。
【００８５】
【化１】
2007283760.tif 000003
【００８６】
また、本発明において好ましく用いられる顔料として、自己分散型顔料を挙げることができる。自己分散型顔料とは、顔料表面に多数の親水性官能基、及び/又はその塩を直接又はアルキル基、アルキルエーテル基、アリール基等を介して間接的に結合させたもので、分散剤なしに水性媒体中に分散及び/又は溶解することが可能な粒子である。このような顔料は分散剤を用いなくても水性媒体中に分散可能である。自己分散型顔料を着色剤として含有するインクは、通常の顔料を分散させるために含有させる前述のような分散剤を含む必要が無いため、分散剤に起因する消泡性の低下による発泡がほとんど無く吐出安定性に優れるインクが調製し易い。
【００８７】
自己分散型顔料の表面に結合される分散性付与基としては、−ＣＯＯＨ、−ＣＯ、−ＯＨ、−ＳＯ３Ｈ、−ＰＯ３Ｈ２及び第４級アンモニウム並びにそれらの塩が例示できる。これらは、原料となる顔料に物理的処理または化学的処理を施すことで、前記分散性付与基又は前記分散性付与基を有する活性種を顔料の表面に結合（グラフト）させることによって製造される。前記物理的処理としては、例えば真空プラズマ処理等が例示できる。また前記化学的処理としては、例えば水中で酸化剤により顔料表面を酸化する湿式酸化法や、ｐ−アミノ安息香酸を顔料表面に結合させることによりフェニル基を介してカルボキシル基を結合させる方法等が例示できる。
【００８８】
本発明においては、次亜ハロゲン酸及び／又は次亜ハロゲン酸塩による酸化処理、又はオゾンによる酸化処理により表面処理される自己分散型顔料が、高発色という点で好ましい。
【００８９】
自己分散型顔料としては市販品を利用することも可能であり、マイクロジェットＣＷ−１（商品名；オリヱント化学工業（株）製）、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ２００、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ３００（以上商品名；キャボット社製）等が例示できる。
【００９０】
自己分散型顔料も前述の通り、０．５〜２０質量％の範囲でインク中に含有されることが好ましい。
【００９１】
また、インク中に好ましく含有される顔料（不溶性材料）として、マイクロカプセル化顔料を挙げることができる。マイクロカプセル化顔料とは、顔料が樹脂で被覆された顔料である。
【００９２】
マイクロカプセル化顔料の樹脂は、限定されるものではないが、水に対して自己分散能又は溶解能を有し、且つアニオン性基（酸性）を有する高分子の化合物であることが好ましい。この樹脂は、通常、数平均分子量が１，０００〜１００，０００範囲程度のものが好ましく、３，０００〜５０，０００範囲程度のものが特に好ましい。また、この樹脂は有機溶剤に溶解して溶液となるものが好ましい。樹脂の数平均分子量がこの範囲であることにより、顔料における被覆膜として、又はインク組成物における塗膜としての機能を十分に発揮することができる。
【００９３】
樹脂は、それ自体が自己分散能あるいは溶解能を有するものであっても、又はその様な機能が付加、導入されたものであってもよい。従って、例えば、有機アミンやアルカリ金属を用いて中和することにより、カルボキシル基、スルホン酸基、又はホスホン酸基等のアニオン性基を導入されてなる樹脂であってもよい。また、同種あるいは異種の１又は２以上のアニオン基が導入された樹脂であってもよい。本発明にあっては、塩基をもって中和されて、カルボキシル基が導入された樹脂が好ましく用いられる。
【００９４】
このように、本発明にあっては、樹脂は、アルカリ金属や有機アミンの塩の形で使用されることが好ましい。塩形態での樹脂を用いた場合、再分散性と信頼性とに優れたインクを提供することができる。樹脂とアルカリ金属との塩の具体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウムの塩が、好ましくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の塩、より好ましくは水酸化カリウムとの塩が挙げられる。また、樹脂の有機アミンの塩の具体例としては、アンモニア、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、モルホリンの如き揮発性アミン化合物との塩；ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の揮発しにくい高沸点の有機アミン等の塩が挙げられる。
【００９５】
マイクロカプセル化顔料の樹脂の具体例としては、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のポリビニル系、アルキド樹脂、フタル酸樹脂等のポリエステル系、メラミン樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アミノアルキド共縮合樹脂、ユリア樹脂、尿素樹脂等のアミノ系の材料；熱可塑性、熱硬化性あるいは変性のアクリル系、エポキシ系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ポリアミド系、不飽和ポリエステル系、フェノール系、シリコーン系、フッ素系高分子化合物、あるいはそれらの共重合体又は混合物などのアニオン性基を有する材料などが挙げられる。
【００９６】
マイクロカプセル化顔料の樹脂は、予め樹脂それ自体に、グリシジル基、イソシアネート基、水酸基又はα，β−エチレン性不飽和二重結合（ビニル基）の如き反応性活性基をペンダントさせたり、又は反応性活性基を有する架橋剤、例えば、メラミン樹脂、ウレタン樹脂エポキシ樹脂、エチレン性不飽和モノマーやオリゴマー等の光硬化剤等を混合させたりして用いてもよい。この様な処理を施した樹脂は、顔料の被覆壁の耐溶剤性や耐久性などの特性を一層向上させることができ、またインクが記録媒体上に塗膜を形成した後の膜強度を高める利点もある。
【００９７】
上記樹脂のうち、アニオン性アクリル系樹脂は、例えば、アニオン性基を有するアクリルモノマー（以下、アニオン性基含有アクリルモノマーという）と、更に必要に応じてこれらのモノマーと共重合し得る他のモノマーを溶媒中で重合して得られる。アニオン性基含有アクリルモノマーとしては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン基からなる群から選ばれる１個以上のアニオン性基を有するアクリルモノマーが挙げられる。これらの中でもカルボキシル基を有するアクリルモノマーが特に好ましい。
【００９８】
カルボキシキル基を有するアクリルモノマーの具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、エタアクリル酸、プロピルアクリル酸、イソプロピルアクリル酸、イタコン酸、フマール酸等が挙げられる。これらの中でもアクリル酸またはメタクリル酸が好ましい。スルホン酸基を有するアクリルモノマーの具体例としては、スルホエチルメタクリレート、ブチルアクリルアミドスルホン酸等が挙げられる。ホスホン基を有するアクリルモノマーの具体例としては、ホスホエチルメタクリレート等が挙げられる。
【００９９】
アニオン性基含有アクリルモノマーと共重合し得る他のモノマーの具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸−ｎ−プロピル、アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸−ｔ−ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸−ｎ−オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−ｎ−プロピル、メタクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−ｔ−ブチル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸−ｎ−オクチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ベンジル等のような（メタ）アクリル酸エステル；ステアリン酸とグリシジルメタクリレートの付加反応物等のような油脂肪酸とオキシラン構造を有する（メタ）アクリル酸エステルモノマーとの付加反応物；炭素原子数３以上のアルキル基を含むオキシラン化合物と（メタ）アクリル酸との付加反応物；スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン等のようなスチレン系モノマー；イタコン酸ベンジル等のようなイタコン酸エステル；マレイン酸ジメチル等のようなマレイン酸エステル；フマール酸ジメチル等のようなフマール酸エステル；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸イソボルニル、メタクリル酸イソボルニル、アクリル酸アミノエチル、アクリル酸アミノプロピル、アクリル酸メチルアミノエチル、アクリル酸メチルアミノプロピル、アクリル酸エチルアミノエチル、アクリル酸エチルアミノプロピル、アクリル酸アミノエチルアミド、アクリル酸アミノプロピルアミド、アクリル酸メチルアミノエチルアミド、アクリル酸メチルアミノプロピルアミド、アクリル酸エチルアミノエチルアミド、アクリル酸エチルアミノプロピルアミド、メタクリル酸アミド、メタクリル酸アミノエチル、メタクリル酸アミノプロピル、メタクリル酸メチルアミノエチル、メタクリル酸メチルアミノプロピル、メタクリル酸エチルアミノエチル、メタクリル酸エチルアミノプロピル、メタクリル酸アミノエチルアミド、メタクリル酸アミノプロピルアミド、メタクリル酸メチルアミノエチルアミド、メタクリル酸メチルアミノプロピルアミド、メタクリル酸エチルアミノエチルアミド、メタクリル酸エチルアミノプロピルアミド、アクリル酸ヒドロキシメチル、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、アクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシメチル、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、アリルアルコール等が挙げられる。
【０１００】
架橋性官能基を有するモノマーとしては、下記のものが挙げられる。ブロックイソシアネート基を有する重合性モノマーは、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートなどのイソシアネート基を有する重合性モノマーに公知のブロック剤を付加反応させることによって容易に製造することができる。あるいは、上述した水酸基及びカルボキシル基を有するビニル系共重合体に、イソシアネート基とブロックイソシアネート基とを有する化合物を付加反応することによって容易に製造することができる。イソシアネート基とブロックイソシアネート基とを有する化合物は、ジイソシアネート化合物と公知のブロック剤とをモル比で約１：１の割合で付加反応させることによって容易に得ることができる。
【０１０１】
エポキシ基を有するモノマーとしては、例えば、グリシジル（メタ）アクリレート、脂環式エポキシ基を有する（メタ）アクリレートモノマーなどが挙げられる。１、３−ジオキソラン−２−オン−４−イル基を有するモノマーとしては、例えば、１、３−ジオキソラン−２−オン−４−イルメチル（メタ）アクリレート、１、３−ジオキソラン−２−オン−４−イルメチルビニルエーテルなどが挙げられる。
【０１０２】
重合開始剤としては、例えば、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、クメンパーヒドロキシド、アセチルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド等のような過酸化物；アゾビスイソブチルニトリル、アゾビス−２、４−ジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等のようなアゾ化合物などが挙げられる。
【０１０３】
アニオン性基含有アクリルモノマーと、更に必要に応じて、これらのモノマーと共重合し得る他のモノマーを重合する際に使用する溶媒としては、例えば、ヘキサン、ミネラルスピリット等のような脂肪族炭化水素系溶剤；ベンゼン、トルエン、キシレン等のような芳香族炭化水素系溶剤；酢酸ブチル等のようなエステル系溶剤；メチルエチルケトン、イソブチルメチルケトン等のようなケトン系溶剤；メタノール、エタノール、ブタノール、イソプロピルアルコール等のようなアルコール系溶剤；ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、ピリジン等のような非プロトン性極性溶剤などが挙げられる。これらの溶剤は２種以上を併用して用いることもできる。
【０１０４】
尚、本発明にあっては、顔料を被覆する樹脂は、硬化剤及び／又は高分子化合物をさらに含んでなるものが好ましい。より好ましくは、硬化剤及び／又は高分子化合物とで顔料をさらに被覆化してなるものが好ましい。硬化剤又は高分子化合物は、着色剤の被覆壁を硬化し、またインクに使用した場合の塗膜強度を高める働きをする。
【０１０５】
本発明において使用することのできる硬化剤の具体例としては、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂等のアミノ樹脂、トリメチロールフェノール、その縮合物等のフェノール樹脂、テトラメチレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、それらの変性イソシアネートやブロックドイソシアネート等のポリイソシアネート、脂肪族アミン、芳香族アミン、Ｎ−メチルピペラジン、トリエタノールアミン、モルホリン、ジアルキルアミノエタノール、ベンジルジメチルアミン等のアミン類、ポリカルボン酸、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、エチレングリコールビストリメリテート等の酸無水物、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノール系エポキシ樹脂、グリシジルメタクリレート共重合体、カルボン酸のグリシジルエステル樹脂、脂環式エポキシ等のエポキシ化合物、ポリエーテルポリオール、ポリブタジエングリコール、ポリカプロラクトンポリオール、トリスヒドロキシエチルイソシアネート（ＴＨＥＩＣ）等のアルコール類、ペルオキシドによるラジカル硬化あるいはＵＶ硬化や電子線硬化に用いる不飽和基含有化合物としてのポリビニル化合物、ポリアリル化合物、グリコールやポリオールとアクリル酸またはメタクリル酸の反応物等のビニル化合物等が挙げられる。
【０１０６】
更に必要であれば、光開始剤、重合開始剤あるいは触媒を添加し、硬化の促進を図るのがより好ましい。光開始剤としては、ベンゾイン類、アントラキノン類、ベンゾフェノン類、含イオウ化合物類やジメチルベンジルケタール等が挙げられるが、これらに限定される物ではない。重合開始剤としては、例えば、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、クメンパーヒドロキシド、アセチルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド等のような過酸化物；アゾビスイソブチルニトリル、アゾビス−２、４−ジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等のようなアゾ化合物などが挙げられる。触媒としては、例えば、Ｃｏ化合物、Ｐｂ化合物などが挙げられる。
【０１０７】
本発明において使用され得る高分子化合物は、数平均分子量１，０００以上のものであれば、特に制限なく使用することができるが、インクの膜強度の面、顔料の被膜の製造面から、数平均分子量が３，０００〜１００，０００の範囲のものが好ましい。
【０１０８】
高分子化合物の種類は特に限定されないが、例えば、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のポリビニル系、アルキド樹脂、フタル酸樹脂等のポリエステル系、メラミン樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アミノアルキド共縮合樹脂、ユリア樹脂、尿素樹脂等のアミノ系、熱可塑性、熱硬化性あるいは変性のアクリル系、エポキシ系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ポリアミド系、不飽和ポリエステル系、フェノール系、シリコーン系、フッ素系等の高分子化合物、あるいはそれらの共重合体または混合物などが挙げられる。
【０１０９】
マイクロカプセル化顔料の製造は、上記した成分を用いて、従来の物理的、化学的方法によって製造することができる。本発明の好ましい態様によれば、特開平９−１５１３４２号、特開平１０−１４００６５号、特開平１１−２０９６７２号、特開平１１−１７２１８０号、特開平１０−２５４４０号、または特開平１１−４３６３６号に開示されている方法によって製造することができる。これら公開公報に開示されている製造方法について、以下に概説する。
【０１１０】
特開平９−１５１３１４２号および特開平１０−１４００６５号には、「転相法」と「酸析法」とが開示されている。
【０１１１】
ａ）「転相法」
本発明において、「転相法」とは、基本的には、自己分散能又は溶解能を有する樹脂と顔料との混合溶融物を水に分散させる、自己分散（転相乳化）化方法をいう。また、この混合溶融物には、前記した硬化剤又は高分子化合物を含んでなるものであってもよい。ここで、混合溶融物とは、溶解せず混合した状態、また溶解して混合した状態、又はこれら両者の状態のいずれの状態をも含むものをいう。
【０１１２】
ｂ）「酸析法」
本発明において、「酸析法」とは、樹脂と顔料とからなる含水ケーキを用意し、その含水ケーキ中の、樹脂が含有してなるアニオン性基の一部または全部を塩基性化合物を用いて中和することによって、マイクロカプセル化顔料を製造する方法をいう。
【０１１３】
「酸析法」は具体的には、（１）樹脂と顔料とをアルカリ性水性媒体中に分散し、また、必要に応じて加熱処理を行なって樹脂のゲル化を図る工程、（２）ｐＨを中性または酸性にすることによって樹脂を疎水化して、樹脂を顔料に強く固着する工程と、（３）必要に応じて、濾過および水洗を行なって、含水ケーキを得る工程と、（４）含水ケーキを中の、樹脂が含有してなるアニオン性基の一部または全部を塩基性化合物を用いて中和し、その後、水性媒体中に再分散する工程と、（５）必要に応じて加熱処理を行ない樹脂のゲル化を図る工程とを含んでなるものである。上記の、「転相法」および「酸析法」のより具体的な製造方法は、特開平９−１５１３４２号、特開平１０−１４００６５号に開示されているものと同様であってよい。
【０１１４】
特開平１１−２０９６７２号公報および特開平１１−１７２１８０号には、着色剤の製造方法が開示されている。この製法の概要は、基本的には次の製造工程からなる。
（１）アニオン性基を有する樹脂又はそれを有機溶剤に溶解した溶液と塩基性化合物とを混合して中和することと、（２）この混合液に顔料を混合して懸濁液とした後に、分散機等で顔料を分散して顔料分散液を得ることと、（３）必要に応じて、溶剤を蒸留して除くことと、（４）酸性化合物を加えてアニオン性基を有する樹脂を析出させることによって、顔料をアニオン性基を有する樹脂で被覆することと、（５）必要に応じて、濾過および水洗を行うことと、（６）塩基性化合物を加えてアニオン性基を有する樹脂のアニオン性基を中和して、水性媒体中に分散させて水性分散体を得ることと、を含んでなるものである。なお、より具体的な製造方法は特開平１１−２０９６７２２号公報および特開平１１−１７２１８０号に開示されているものと同様であってよい。
【０１１５】
画像を形成する際に、光沢性や耐水性を与えたり耐候性を改善する目的からポリマーラテックス化合物を併用したりしてもよい。ラテックス化合物を受像材料に付与する時期については、着色剤を付与する前であっても、後であっても、また同時であってもよく、したがって添加する場所も受像紙中であっても、インク中であってもよく、あるいはポリマーラテックス単独の液状物として使用しても良い。具体的には、特開２００２−１６６６３８(特願２０００−３６３０９０)、特開２００２−１２１４４０(特願２０００−３１５２３１)、特開２００２−１５４２０１(特願２０００−３５４３８０)、特開２００２−１４４６９６(特願２０００−３４３９４４)、特開２００２−０８０７５９(特願２０００−２６８９５２)に記載された方法を好ましく用いることができる。
【０１１６】
ここまでは、不溶性材料が顔料である場合について説明してきたが、不溶性材料がポリマー微粒子であってもよい。
【０１１７】
不溶性材料がポリマー微粒子である場合には、色材の付着力向上機能や皮膜形成機能を有するポリマー微粒子が該当する。この場合、ポリマー微粒子はポリエチレンオキシドを含むブロックポリマー化合物であることが好ましい。ポリエチレンオキシドを含むブロックポリマー化合物である一例を以下に示す。
【０１１８】
【化２】
2007283760.tif 000004
【０１１９】
インクに含有される不溶性材料は、上記した顔料微粒子又はポリマー微粒子に限らず、溶媒に不溶性の材料の全てが該当する。また、インクに含有される不溶性材料は、１種類に限らず複数種類の不溶性材料が含有されていてもよい。
【０１２０】
（インクに使用される溶媒）
インクに使用される溶媒としては、水を主成分とし、所望により、水混和性有機溶剤を添加した混合物を用いることができる。前記水混和性有機溶剤の例には、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール）、多価アルコール類（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、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール）、グリコール誘導体（例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングル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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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メチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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エチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル）、アミン（例えば、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、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、モルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリエチレンイミン、テトラメチルプロピレンジアミン）及びその他の極性溶媒（例えば、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、２−オキサゾリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、アセトニトリル、アセトン）が含まれる。尚、前記水混和性有機溶剤は、二種類以上を併用してもよい。
【０１２１】
（インクの作製）
インクジェット用のインクは、親油性媒体や水性媒体中に色材を溶解及び／又は分散させることによって作製することができる。水性媒体を用いる場合、必要に応じてその他の添加剤を、本発明の効果を害しない範囲内において含有される。
【０１２２】
その他の添加剤としては、例えば、乾燥防止剤（湿潤剤）、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、ｐＨ調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。これらの各種添加剤は、水溶性インクの場合にはインク液に直接添加する。油溶性染料を分散物の形で用いる場合には、染料分散物の調製後分散物に添加するのが一般的であるが、調製時に油相又は水相に添加してもよい。
【０１２３】
乾燥防止剤はインクジェット記録方式に用いるノズルのインク噴射口において該インクジェット用インクが乾燥することによる目詰まりを防止する目的で好適に使用される。乾燥防止剤としては、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶剤が好ましい。具体的な例としてはエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、チオジグリコール、ジチオジグリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、アセチレングリコール誘導体、グリセリン、トリメチロールプロパン等に代表される多価アルコール類、エチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノエチル（又はブチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ−エチルモルホリン等の複素環類、スルホラン、ジメチルスルホキシド、３−スルホレン等の含硫黄化合物、ジアセトンアルコール、ジエタノールアミン等の多官能化合物、尿素誘導体が挙げられる。これらのうちグリセリン、ジエチレングリコール等の多価アルコールがより好ましい。また上記の乾燥防止剤は単独で用いても良いし２種以上併用しても良い。これらの乾燥防止剤はインク中に１０〜５０質量％含有することが好ましい。
【０１２４】
浸透促進剤は、インクジェット用インクを紙により良く浸透させる目的で好適に使用される。浸透促進剤としてはエタノール、イソプロパノール、ブタノール、ジ（トリ）エチレングリコールモノブチルエーテル、１，２−ヘキサンジオール等のアルコール類やラウリル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウムやノニオン性界面活性剤等を用いることができる。これらはインク中に５〜３０質量％含有すれば通常充分な効果があり、印字の滲み、紙抜け（プリントスルー）を起こさない添加量の範囲で使用するのが好ましい。
【０１２５】
紫外線吸収剤は、画像の保存性を向上させる目的で使用される。紫外線吸収剤としては特開昭５８−１８５６７７号公報、同６１−１９０５３７号公報、特開平２−７８２号公報、同５−１９７０７５号公報、同９−３４０５７号公報等に記載されたベンゾトリアゾール系化合物、特開昭４６−２７８４号公報、特開平５−１９４４８３号公報、米国特許第３２１４４６３号等に記載されたベンゾフェノン系化合物、特公昭４８−３０４９２号公報、同５６−２１１４１号公報、特開平１０−８８１０６号公報等に記載された桂皮酸系化合物、特開平４−２９８５０３号公報、同８−５３４２７号公報、同８−２３９３６８号公報、同１０−１８２６２１号公報、特表平８−５０１２９１号公報等に記載されたトリアジン系化合物、リサーチ・ディスクロージャー、Ｎｏ．２４２３９号に記載された化合物やスチルベン系、ベンズオキサゾール系化合物に代表される紫外線を吸収して蛍光を発する化合物、いわゆる蛍光増白剤も用いることができる。
【０１２６】
褪色防止剤は、画像の保存性を向上させる目的で使用される。褪色防止剤としては、各種の有機系及び金属錯体系の褪色防止剤を使用することができる。有機の褪色防止剤としてはハイドロキノン類、アルコキシフェノール類、ジアルコキシフェノール類、フェノール類、アニリン類、アミン類、インダン類、クロマン類、アルコキシアニリン類、ヘテロ環類などがあり、金属錯体としてはニッケル錯体、亜鉛錯体などがある。より具体的にはリサーチ・ディスクロージャー、Ｎｏ．１７６４３の第VIIのＩないしＪ項、同Ｎｏ．１５１６２、同Ｎｏ．１８７１６の６５０頁左欄、同Ｎｏ．３６５４４の５２７頁、同Ｎｏ．３０７１０５の８７２頁、同Ｎｏ．１５１６２に引用された特許に記載された化合物や特開昭６２−２１５２７２号公報の１２７頁〜１３７頁に記載された代表的化合物の一般式及び化合物例に含まれる化合物を使用することができる。
【０１２７】
防黴剤としてはデヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ナトリウムピリジンチオン−１−オキシド、ｐ−ヒドロキシ安息香酸エチルエステル、１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン及びその塩等が挙げられる。これらはインク中に０．０２〜１．００質量％使用するのが好ましい。
【０１２８】
ｐＨ調整剤としては前記中和剤（有機塩基、無機アルカリ）を用いることができる。ｐＨ調整剤はインクジェット用インクの保存安定性を向上させる目的で、該インクジェット用インクがｐＨ６〜１０となるように添加するのが好ましく、ｐＨ７〜１０となるように添加するのがより好ましい。
【０１２９】
表面張力調整剤としてはノニオン、カチオン、アニオン、ベタイン界面活性剤が挙げられる。表面張力の調整剤の添加量は、インクジェットで良好に打滴するために、本発明のインクの表面張力を２０〜６０ｍＮ／ｍに調整する量が好ましい。より好ましくは２０〜４５ｍＮ／ｍ、更に好ましくは２５〜４０ｍＮ／ｍに調整できる量である。界面活性剤の例としては、炭化水素系では脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、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、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤や、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アリルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、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アミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン系界面活性剤が好ましい。また、アセチレン系ポリオキシエチレンオキシド界面活性剤であるＳＵＲＦＹＮＯＬＳ（ＡｉｒＰｒｏｄｕｃｔｓ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）も好ましく用いられる。また、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−アルキルアミンオキシドのようなアミンオキシド型の両性界面活性剤等も好ましい。更に、特開２００２-２４０３２３号公報の第（11）項、特開昭５９−１５７６３６号の第（３７）〜（３８）頁、リサーチ・ディスクロージャーＮｏ．３０８１１９(１９８９年)記載の界面活性剤として挙げたものも使うことができる。また、特開２００３−３２２９２６号、特開２００４−３２５７０７号、特開２００４−３０９８０６号の各公報に記載されているようなフッ素（フッ化アルキル系）系、シリコーン系の界面活性剤も用いることができる。  これら表面張力調整剤は消泡剤としても使用することができ、フッ素系、シリコーン系化合物やＥＤＴＡに代表されるキレート剤等も使用することができる。
【０１３０】
また、本発明のインクジェット用インクの粘度は３０ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。更に２０ｍＰａ・ｓ以下に調整することがより好ましい。水性媒体は、水を主成分とし、所望により、水混和性有機溶剤を添加した混合物を用いることができる。前記水混和性有機溶剤の例には、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール）、多価アルコール類（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、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール）、グリコール誘導体（例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングル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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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メチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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エチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル）、アミン（例えば、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、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、モルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリエチレンイミン、テトラメチルプロピレンジアミン）及びその他の極性溶媒（例えば、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、２−オキサゾリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、アセトニトリル、アセトン）が含まれる。尚、前記水混和性有機溶剤は二種類以上を併用してもよい。
【０１３１】
本発明のインクジェット用インクは、フルカラーの画像形成に用いることができる。フルカラー画像を形成するために、マゼンタ色調インク、シアン色調インク、及びイエロー色調インクを用いることができ、また、色調を整えるために、更にブラック色調インクを用いてもよい。また、イエロー、マゼンタ、シアン色調インク以外のレッド、グリーン、ブルー、白色インクやいわゆる印刷分野における特色インク等を用いることができる。
【０１３２】
［気液分離部材］
本発明のインクタンク１５内に備えられる気液分離部材２９の材料として好ましくは樹脂多孔質材料を用いることができる。例えば、ＰＴＦＥ（四弗化エチレン）、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体などのフッ素樹脂を用いた多孔質部材を好適に使用できる。フッ素樹脂は、通気性および耐薬品性に優れているため、インクや処理液を取り扱うインクジェット装置において好ましい材料と言える。多孔質部材としては、例えばＰＴＦＥからなるシートを一軸延伸法または二軸延伸法により多孔化した薄膜材料が特に好適である。また，無機多孔質材料を用いることも好ましい。その例としては磁器、陶器、セラミックである。気液分離部材２９の表面には、インクや処理液に対する撥液性を向上させるため、撥液処理剤が塗布されていることがより好ましい。その処理方法としては、浸液処理やスプレー処理の方式を用いることができる。撥液処理剤は特にインクと接触する面、又はその反対の面を含む両面に施すことが好ましい。多孔質の特性を生かすために、孔内部は撥液処理過程において撥液剤で埋まらないことが好ましく、その為に浸液処理やスプレー処理を行った後に高圧エアー吹き付け、又は減圧吸引を行なうプロセスを行うことが適切である。撥水処理剤としては、フッ素鎖を有する高分子は、材質表面に低表面自由エネルギーの皮膜を形成して撥液効果を発揮するので、各種の含フッ素ポリマーを撥液処理剤として用いることができる。この含フッ素ポリマーとしては、パーフルオロアルキル基を有する高分子材料が好適である。
【０１３３】
上記材質により形成された気液分離部材２９は、インクタンク１５内に貯蔵するインク中に界面活性剤が含有されていると撥液効果が低下するために、インク中へ界面活性剤を添加できないか、添加しても添加量が大幅に制限される。
【０１３４】
〔記録媒体〕
本発明で用いることのできる記録媒体１６としては、通常の非コート紙、コート紙などの他、いわゆる軟包装に用いられる各種非吸収性のプラスチックおよびそのフィルムを用いることができ、各種プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）フィルム、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム、延伸ナイロン（ＯＮｙ）フィルム、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムを挙げることができる。その他のプラスチックとしては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＡＢＳ、ポリアセタール、ＰＶＡ、ゴム類などが使用できる。また、金属類や、ガラス類にも適用可能である。
【０１３５】
これら各種プラスチックフィルムの表面エネルギーは、素材の特性により大きく異なり、記録媒体によってはインク着弾後のドット径が変わってしまうことが、従来から問題となっていた。本発明の構成では、表面エネルギーの低いＯＰＰフィルム、ＯＰＳフィルムや表面エネルギーの比較的大きいＰＥＴまでを含む、表面エネルギーが３５〜６０ｍＮ／ｍの広範囲の記録媒体に良好な高精細な画像を形成できる。
【０１３６】
また、包装の費用や生産コスト等の記録材料のコスト、プリントの作製効率、各種のサイズのプリントに対応できる等の点で、長尺（ウェブ）な記録媒体を使用する方が有利である。
【実施例】
【０１３７】
以下に具体的な実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１３８】
（実施例１）
実施例１は、インクに含有される不溶性材料の粒径分布、及びインクの表面張力と気液分離部材の表面自由エネルギーとの関係が、インク吐出性にどのように関係するかを、着弾位置ズレ量を調べることにより試験したものである。
【０１３９】
下記のインク構成比にて不溶性材料の粒径分布濃度（体積％）が異なるインク１、インク２、インク３、及びインク４の４種類のインクを作製し、１０日後のインクの粒度分布を分光粒度分布計にて計測した。
【０１４０】
（１）インクの作製
・顔料（C.I.ピグメントレッド122）…５質量％
・スチレンブタジエン系ラテックス（平均粒径35nm）…５質量％
・スチレン-アクリレート-メタクリルジエタノールアミン塩共重合体…１質量％
・ベンジルメタクリレート-（エトキシ（エトキシ（エトキシ（エトキシ））））メタクリレート-メタクリル酸…１質量％
・グリセリン…２０質量％
・ジエチレングリコール…１０質量％
・ノニオン性界面活性剤…０．５質量％
・2-ピロリドン…１質量％
・イオン交換水…残量（全体として１００質量％となるようにした）
インクを分散する方法としてはボールミル、サンドミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー等があるが、本発明のインク様な150nm以上の粒子を2質量％以下という粗大粒子密度の低い分散物を作製する方法としては、超音波ホモジナイザーを用いる方法が最も適切である。超音波ホモジナイザーは超音波による溶液中にキャビテーション現象で気泡を発生・消滅させ、その際の衝撃で溶液中の粗大粒子を粉砕することができる。超音波照射時間、照射エネルギー、又はその両方を調整することで平均粒子径と粗大粒子の含有率を調整することができる。分散剤として、メタクリル酸（Ａ），ベンジルメタクリレート（Ｂ），エトキシトリエチレングリコールメタクリレート（Ｃ）のＡＢＣ型のブロックポリマー（Ａ：Ｂ：Ｃ＝１2：5：１０モル比）として使用した。ポリマー３０ｇ、水酸化カリウム４５％の水溶液１０ｇ、脱イオン水２７０ｇとして均一になるまで混合を行った。該ポリマーに、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ-１２２を１５０ｇ、及び脱イオン水５５０ｇを加えて混合し、ディスパー分散機で３０分攪拌して予備混合を行なった。次いでこの予備混合物を内容量２リットルの２重タンクに入れ、１8℃の冷水で冷却しながらディスパー羽根にて攪拌しつつ、超音波ホモジナイザーＵＳ-１２００Ｔ型（（株）日本精機製作所）で３６ｍｍのチップを用いて６０分バッチ照射を行なった。この時の振動振幅と超音波照射エネルギー密度を変えてインク１、インク２、インク３、及びインク４の４種類の分散物を作製した。その後、インクは調液後平均孔径０．４５μｍのフィルタ（sartorius社製、Minisart Syringe End Filters）で濾過し、粗大粒子を除去した。以上の方法でインクを作製した。
【０１４１】
上記成分で作製したインクの粒度分布は、粒度分布計（日機装製，Nanotrac UPA-EX150）により測定した。この粒度分布計は動的光散乱法という測定原理を用いている。粒子は直径数μｍ以下になると、溶媒分子運動の影響を受けて、ブラウン運動を生じる。この運動の速さは粒子の大きさによって異なり、小さい粒子は速く、大きい粒子はゆっくりと動く。これらの運動した粒子にレーザー光を照射すると、その速度に応じた位相の違う散乱が生じ、散乱光を分光するとドップラーシフトが得られる。動的散乱光とは、ドップラーシフトされた粒子径情報を検出して粒度分布を求める方法である。不溶性材料の測定では、何れも透過モード、非球形として計測を行った。この粒度分布の測定において、インク原液では光学濃度が高すぎて測定できないため、インクを質量で１０００倍に希釈して測定を行った。
【０１４２】
また、インクの表面張力については、既に述べた方法で測定した。
【０１４３】
図６は上記の粒度分布計で測定したインク１（図６Ａ）、インク２（図６Ｂ）、インク３（図６Ｃ）、インク４（図６Ｄ）に含有される不溶性材料の粒度分布である。図６において、縦に引かれた太線が粒径０．１５μｍ（１５０ｎｍ）を示す線である。その結果、インク１はインクに含有される不溶性材料のうち、粒径１５０ｎｍ以上のもの体積濃度が２．２体積％であり、インク２は５．１体積％であり、インク３は２５．５体積％であり、インク４は４６．２体積％であった。また、インク１〜インク４の表面張力は全て２８ｍＮ／ｍであった。
【０１４４】
インクに添加するポリマー微粒子は被膜形成機能を持つことが好ましい。本実施例で用いているインクは、アクリルラテックス（平均粒径30nm）を添加させているが、このラテックスは最低造膜温度MFTが２０℃であり、描画後、加熱加圧ローラーでニップすることで、ラテックスが造膜して、被記録媒体上で被膜形成し、耐擦性、光沢性、耐水性、耐候性が向上する。こういったインクは長期的に吐出性を維持することが困難だが、本出願の方式により、長期的な画像形成性が維持でき、特に好ましい実施形態である。
【０１４５】
（２）気液分離部材の材質
インクタンク内に備えられる気液分離部材の材質は、次の４種類のものを使用した。テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（表面自由エネルギー：２３．４ｍＮ／ｍ）、ポリイミド(1)（表面自由エネルギー：２７．０ｍＮ／ｍ）、ポリフッ化ビニリデン（表面自由エネルギー：３１．６ｍＮ／ｍ）、ポリイミド(2)（表面自由エネルギー：３２．３ｍＮ／ｍ）。
【０１４６】
気液分離部材の表面自由エネルギーについては、既に述べた方法で測定した。
【０１４７】
（３）インクの着弾位置ずれ試験方法
上記の４種類のインク１〜４について、インクを作製した直後の初期状態でのインク吐出性を観察するために、上記の測定方法により粒度分布及び表面張力を測定した後すぐに、ピエゾ方式のインクジェット記録装置（5740dpi×1440dpi,液滴量1.5pl ）のメインタンク１４からピットインカートリッジ１２のインクタンク１５にピットイン方式にて上記インクを供給した。そして、ピットインカートリッジ１２の記録ヘッド１３からインクを記録媒体であるインクジェット専用紙ＨＫＡ４２５０（画彩、富士写真フイルム製）に打滴した。また、記録ヘッド１３のインク吐出口から記録媒体までの距離は０．５ｍｍである。記録ヘッド１３から吐出される液滴はノズル出口から吐出する際にある角度をもって吐出するため、吐出位置精度を上げるためには、吐出口から記録ヘッドの距離は小さい程、着弾位置精度を良好にするためには好ましい。一方、記録ヘッド１３と記録媒体１６の距離が近すぎると、記録媒体１６が記録ヘッドの表面に接触してしまい、記録ヘッド１３を損傷してしまう。従って、記録ヘッド１３のインク吐出口から記録媒体１６までの距離は０．５ｍｍ〜１ｍｍの範囲が好ましい。打滴するドット滴量は1pl〜30plの範囲が好ましく、打滴速度は1kHz〜40kHz、解像度は１２００ｄｐｉ以上の範囲が好ましい。前記の範囲では、形成されるドットが十分小さいため、粒状感がなくなり、また、ベタ画像形成の際にも、十分な重なりをもって、白抜けのない画像形成が可能になるためである。
【０１４８】
そして、図７に示すように、描画サンプルから着弾ドット同士の間の距離とノズルピッチから着弾位置ずれ量（図７に示す着弾ドットの理論的中心位置と実際の着弾中心位置との距離）を計測した。
【０１４９】
（４）着弾位置ずれ量の評価基準
着弾位置ずれ量の評価基準としては、着弾位置ずれ量が２μｍ以上を評価×、２μｍ以下〜１．８μｍ以上を評価○、１．８μｍ未満を評価◎とした。
【０１５０】
ここで、着弾位置ずれ量の合否のボーダラインを２μｍとしたのは、この値が人間が肉眼で位置ずれとして感知する閾値であり、２μｍを超えると肉眼で画像としてのムラやスジで視認されるため、着弾位置ずれ量を２μｍ以下に設定することが好ましいからである。
【０１５１】
現在、インクジェット記録装置では高解像度で高画質を得るために、高解像度化、微液滴化が進んでいる。ベタ画像形成やライン画像形成を行うためにはドット同士の重なりを十分確保することが必要となる。ドットの重なりを確保できなければ、画像の白抜けとして認識されてしまう。1200dpiで描画した場合、ドット同士が重なる条件は着弾後のドット直径が約３０μｍになることである。1.5plで描画した場合、ＰＭ写真紙（エプソン社製）、画彩（富士フイルム社製）、Ｃ２紙（富士ゼロックス社製）、特菱アート（三菱製紙社製）に着弾後の液滴直径は２５〜３５μｍ程度である。着弾位置ずれ量２μｍという値は、ドット直径３０μｍに対して約１０％程度となり、比較的高い値といえる。更に、解像度が上がる程、位置ずれに対する許容値は厳しくなる傾向にある。現在の微液滴、高解像度での描画条件においては、着弾位置ずれ量が２μｍ以下という値が画質として遜色のない値としての目安となる。
【０１５２】
インクジェット記録方式として記録ヘッドを動かさずに用紙搬送だけで画像記録を行うワンパスの描画を行う際には、前述したように着弾位置ずれ量を２μｍ以下にすることが特に必要となる。ちなみに、記録ヘッドをシャトルスキャンして描画する方式では、着弾位置ずれ量が２μｍを超えても、分割印字を行ない、そのノズル個々の位置ずれを視認しにくくされる描画方式を取っているため、ドット個々の位置ずれ性は大きな問題にはなりにくかった。
【０１５３】
（５）試験結果
(5-1) 不溶性材料の粒径分布のみの影響
図８は、インクに含有される不溶性材料の粒径分布のみの影響を調べた結果であり、４種類のインク１〜４ともに気液分離部材はテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（表面自由エネルギー：２３．４ｍＮ／ｍ）を使用した。  
【０１５４】
その結果、インクに含有される不溶性材料の粒径分布において１５０ｎｍ以上の粒径の粒子頻度（体積％）と、着弾位置ずれとの間に密接な関係があることがわかった。即ち、インクに含有される不溶性材料の粒径分布において１５０ｎｍ以上の粒径の粒子頻度が大きくなるほど、即ちインク１＜インク２＜インク３＜インク４の順に着弾位置ずれ量が大きくなり、インク吐出性が悪くなる傾向が分かる。
【０１５５】
(5-2)初期着弾位置ずれ試験
図９の表図は、上記（３）の試験方法により、本発明の要件である、インクに含有される不溶性材料の粒径分布、及びインクの表面張力と気液分離部材の表面自由エネルギーとの関係が、初期着弾位置ズレ量にどのように影響するかを調べたものである。
【０１５６】
図９に示すように、インクに含有される不溶性材料の平均粒子径を９０ｎｍ，７０ｎｍ，５０ｎｍの３試験区について、不溶性材料の粒径分布において１５０ｎｍ以上の粒径の粒子頻度と、インクの表面張力と気液分離部材の表面自由エネルギーとの関係と、を変えたときに着弾位置ずれ量がどのように変わるかを調べた。更に厳しい条件として、不溶性材料の粒径分布において１００ｎｍ以上の粒径の粒子頻度を変えたときに着弾位置ずれがどのように変わるかを調べた。
【０１５７】
図９（Ａ）は、気液分離部材の材質としてテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（表面自由エネルギー：２３．４ｍＮ／ｍ）を使用したものである。この場合、インクの表面張力が気液分離部材の表面自由エネルギーよりも相対的に高い関係にあることを要件とする本発明を満足する。
【０１５８】
図９（Ｂ）は、気液分離部材の材質としてポリイミド(1)（表面自由エネルギー：２７．０ｍＮ／ｍ）を使用したものである。この場合、インクの表面張力が気液分離部材の表面自由エネルギーよりも相対的に高い関係にあることを要件とする本発明を満足する。
【０１５９】
図９（Ｃ）は、気液分離部材の材質としてポリフッ化ビニリデン（表面自由エネルギー：３１．６ｍＮ／ｍ）を使用したものである。この場合、インクの表面張力が気液分離部材の表面自由エネルギーよりも相対的に高い関係にあることを要件とする本発明から外れる。
【０１６０】
図９（Ｄ）は、気液分離部材の材質としてポリイミド(2)（表面自由エネルギー：３２．３ｍＮ／ｍ）を使用したものである。この場合、インクの表面張力が気液分離部材の表面自由エネルギーよりも相対的に高い関係にあることを要件とする本発明から外れる。
【０１６１】
尚、以下説明する試験結果では、「インクに含有される不溶性材料の粒径分布において粒径１５０ｎｍ以上の粒子頻度が２体積％以下」を『粒径分布条件』と表現し、「インクの表面張力が気液分離部材の表面自由エネルギーよりも相対的に高い関係」を『表面張力条件』と表現する。
【０１６２】
その結果、図９（Ａ）及び（Ｂ）から分かるように不溶性材料の平均粒子経が９０ｎｍ，７０ｎｍ，５０ｎｍの３試験区全てにおいて、『粒径分布条件』と『表面張力条件』の両方を満足する実施例は、初期着弾位置ずれ量の評価が○又は◎であり、インク吐出性が良かった。
【０１６３】
これに対して、『粒径分布条件』及び『表面張力条件』のうち『粒径分布条件』を満足しない比較例は、初期着弾位置ずれ量の評価が全て×であり、インク吐出性が悪かった。
【０１６４】
また、図９（Ｃ）及び（Ｄ）から分かるように、『粒径分布条件』及び『表面張力条件』のうち『粒径分布条件』を満足しても『表面張力条件』を満足しない比較例は、初期着弾位置ずれ量の評価が全て×であり、インク吐出性が悪かった。
【０１６５】
この試験結果から分かるように、インクを貯蔵した状態のタンク内に気液分離部材を備えたインクジェット用のインクタンクであっても、インク吐出性を安定に維持するには、インクは、溶媒に対して不溶性を示す不溶性材料を分散させた分散物を用いると共に、該不溶性材料の粒径分布において粒径１５０ｎｍ以上の粒子頻度が２体積％以下であり、且つ前記インクの表面張力が前記気液分離部材の表面自由エネルギーよりも相対的に高い関係にあることが重要になる。
【０１６６】
(5-3)長期着弾位置ずれ試験
図９（Ａ）において初期着弾位置ずれ評価が○又は◎の実施例のインクについて、インクをカートリッジ１２に詰めたまま、装置ごと６０℃環境下で２０日間置き、強制保存試験を行った後での長期着弾位置ずれ量を測定した。使用したインクジェット記録装置及び記録媒体は上記（３）で説明したと同様である。尚、強制保存試験は、インクを通常の環境下（室温）で８カ月〜１年間保存した場合に相当する。この８カ月〜１年間という期間を設定したのは、本出願のカートリッジを用いるユーザーにとって、インクの使用期間が８カ月以上あれば、実用上問題がないからである。また、長期評価における○、◎は初期評価での基準と同様である。
【０１６７】
その結果、図１０（Ａ），（Ｂ）の表図に示すように、強制保存試験のインクの長期着弾位置ずれ量は、初期着弾位置ずれ量に比べて若干悪くなっているが、合否の目安である２μｍ以下であった。このことは、『粒径分布条件』と『表面張力条件』との両方を満足することで、長期間安定なインク吐出性を維持できることが分かる。
【０１６８】
図９（Ａ）の比較例についての着弾位置ずれ試験結果は示さなかったが、大粒径粒子頻度の高い比較例のインクは作製から６０℃環境下で２０日経過後の粒度分布を測定すると平均粒子径、大粒径粒子頻度ともに上昇しており、分散安定性の悪さを裏付ける結果となった。分散安定性の悪い大粒径粒子が凝集物を形成し、インク吐出性に悪影響を与え、これにより着弾位置ずれ量が大きくなるものと推測できる。着弾位置ずれ量の大小はスジムラ等、画質に影響を与える重要なパラメータであり、着弾位置ずれ量が２μｍ以下であることを目標としている。
【０１６９】
（実施例２）
実施例２は、インクの導電率と不溶性材料の分散性との関係を試験したもので、実施例１で使用したインク１を用いて行った。
【０１７０】
インク１は、分散剤としてのベンジルメタクルレート（エトキシ（エトキシ（エトキシ（エトキシ））））メタクリレート-メタクリル酸の添加量を増やすと導電率が上昇する。従って、分散剤の添加量を増加してインクの導電率を変えたときに、１５０ｎｍ以上の粒径の不溶性材料の粒子頻度がどのように変化するかを調べた。その結果を図１１に示す。
【０１７１】
図１１から分かるように、導電率０．１Ｓ／ｍ以上にて粒径１５０ｎｍ以上の不溶性材料の粒子頻度が２体積％以下となり、分散性が良好であることが分かる。しかし分散剤を多量に入れるとｐＨ調整剤量が多くなることや、経時安定性が低下するため、導電率の上限は１Ｓ／ｍにすることが好ましい。
【０１７２】
前記インクの導電率が０．１〜１Ｓ／ｍであることをことが好ましい。インクの導電率を０．１Ｓ／ｍ以上にすることにより、インク中に含有される不溶性材料の分散性を向上でき、不溶性材料が凝集することを抑制することができる。従って、不溶性材料の粒径分布において粒径１５０ｎｍ以上の粒子頻度２体積％以下の条件を形成し易いからである。また、インクの導電率を上げるために分散剤を多量に入れるとｐＨ調整剤量が多くなることや、経時安定性が低下するため、導電率の上限は１Ｓ／ｍにすることが好ましい。
【０１７３】
前記不溶性材料のゼータ電位が＋５〜＋９０ｍＶであると共に、前記インクはｐＨが２〜７に調整されていることことが好ましい。あるいは、前記不溶性材料のゼータ電位が−５〜−９０ｍＶであると共に、前記インクはｐＨが７〜１２に調整されていることが好ましい。前述の状態によって、前記不溶性材料同士が電気的な力で付着することを防ぐことができ、不溶性材料の分散性を一層向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の全体構成の概念図
【図２】インクカートリッジの概念図
【図３】ピットイン方式のインク供給機構を説明する上面図
【図４】ピットイン方式のインク供給機構を説明する側面図
【図５】記録ヘッドの断面図
【図６】実施例１における各インクの不溶性材料の粒度分布の示す図
【図７】着弾位置ずれの測定方法の説明図
【図８】粒径が１５０ｎｍ以上の不溶性材料の粒子頻度と着弾位置ずれとの関係図
【図９（ａ）】初期着弾位置ずれ試験の結果を示す表図
【図９（ｂ）】初期着弾位置ずれ試験の結果を示す表図
【図９（ｃ）】初期着弾位置ずれ試験の結果を示す表図
【図９（ｄ）】初期着弾位置ずれ試験の結果を示す表図
【図１０】長期着弾位置ずれ試験の結果を示す表図
【図１１】インクの導電率と粒径が１５０ｎｍ以上の不溶性材料の粒子頻度との関係を示す関係図
【符号の説明】
【０１７５】
１０…インクジェット記録装置、１２…インクカートリッジ、１３…記録ヘッド、１４…メインタンク、１５…インクタンク、１６…記録媒体、１８…給紙部、２０…デカール処理部、２１…インク取込口、２２…吸着ベルト搬送部、２３…大気連通口、２４…印字検出部、２５…インク吸収部材、２６…排出部位、２７…インク供給口、２８…カッター、２９…気液分離部材、３０…加熱ローラ、３１、３２…ローラ、３３…ベルト、３５…ファン、３７…タイミングベルト、３８…ガイドシャフト、３９…タイミングプーリ、４０…キャリッジ、５０Ａ…記録ヘッドのノズル面、５１…ノズル、５２…圧力室、５４…供給口、５５…流路、５６…振動板、５７…個別電極、５８…アクチュエータ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図９（ｃ）】
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【図９（ｄ）】
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【図１０】
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【図１１】
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