(57)【要約】【課題】画像の濃度ムラの発生を抑制することができるインクを提供すること。【解決手段】顔料、グリコールエーテル、及び下記一般式（１）で表される化合物を含有する水性のインクである。インク全質量を基準とした、前記一般式（１）で表される化合物の含有量（質量％）が、前記グリコールエーテルの含有量（質量％）に対する質量比率で、０．１倍以上２００倍以下である。2013159725.tif 000009（一般式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4はそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数１乃至６の脂肪族基であり、前記脂肪族基は１つ以上のヒドロキシ基で置換されていてもよい。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔料、グリコールエーテル、及び下記一般式（１）で表される化合物を含有する水性のインクであって、
インク全質量を基準とした、前記一般式（１）で表される化合物の含有量（質量％）が、前記グリコールエーテルの含有量（質量％）に対する質量比率で、０．１倍以上２００倍以下であることを特徴とするインク。
2013159725.tif 000008
（一般式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4はそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数１乃至６の脂肪族基であり、前記脂肪族基は１つ以上のヒドロキシ基で置換されていてもよい。）
【請求項２】
前記グリコールエーテルの含有量（質量％）が、インク全質量を基準として、０．１質量％以上１０．０質量％以下である請求項１に記載のインク。
【請求項３】
前記一般式（１）で表される化合物の含有量（質量％）が、インク全質量を基準として、５．０質量％以上１５．０質量％以下である請求項１又は２に記載のインク。
【請求項４】
インクと、前記インクを収容するインク収容部とを備えたインクカートリッジであって、
前記インクが、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクであることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項５】
インクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出させて記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記インクが、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット記録技術は、銀塩写真やオフセット印刷で実現されているような高精細な画像を記録することが可能になってきている。これに伴い、インクジェット記録方法により得られる画像の堅牢性をより向上することに対する要求が高まっており、それに対応すべく、色材として顔料を含有するインクの検討が広く行われている。また、インクジェット記録方法では、普通紙に加え、光沢紙、アート紙など多種多様な記録媒体において高品位な画像を記録できることが求められている。
【０００３】
写真や図などの様々な画像を高精細に記録するためには、幅広い階調において、記録媒体における色材の存在状態を適切に制御し、ムラがなく均一な画像を記録可能であることが求められる。しかし、こうしたベタ部分を含む画像では、記録媒体に付与されたインク中の色材が意図した位置とは異なるところに移動し、不均一に定着することで、濃度ムラ（粒状感）が発生することが課題となっている。濃度ムラが発生した画像では、意図しない色の濃淡が生じる。この場合、本来は均一な濃さを有するべきベタ部分などにおいて、周囲よりも濃度が薄いため白っぽく見える「白もや現象」や、局所的な色の濃淡斑ができる「ビーディング現象」が発生し、画像品位が低下する。
【０００４】
このため、画像の濃度ムラの発生を抑制するための様々な試みが行われている。例えば、色材、アルコキシル化トリオール、水混和性有機溶媒、界面活性剤、ヒダントイン化合物、分岐アルコールを含有するインクに関する提案がある（特許文献１参照）。一方、顔料、水溶性ポリウレタン樹脂、１，２−アルカンジオール、ヒダントイン化合物を含有するインクに関する提案もある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３２３２３５号公報
【特許文献２】特開２００５−２２６０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らの検討の結果、特許文献１に記載されたインクは、水溶性有機溶剤や界面活性剤をある程度含有しているため、粘度が高くなり、記録媒体へのインク中の水性媒体の浸透が遅く、また、インクドットが定着するまでの時間も長くなる。このため、記録媒体において、インク中の色材が移動してしまい、画像の濃度ムラの発生を抑制する効果は限定的であることがわかった。また、特許文献２に記載されたインクは、インクに含有される水溶性ポリウレタン樹脂により記録媒体の目止め作用が生じる。このため、記録媒体への水性媒体の浸透が遅くなり、記録媒体において、やはりインク中の色材が移動してしまい、画像の濃度ムラの発生を抑制する効果は限定的であることがわかった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、画像の濃度ムラの発生を抑制することができるインク、該インクを用いたインクカートリッジ及びインクジェット記録方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明にかかるインクは、顔料、グリコールエーテル、及び下記一般式（１）で表される化合物を含有する水性のインクであって、インク全質量を基準とした、前記一般式（１）で表される化合物の含有量（質量％）が、前記グリコールエーテルの含有量（質量％）に対する質量比率で、０．１倍以上２００倍以下であることを特徴とする。
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（一般式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4はそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数１乃至６の脂肪族基であり、前記脂肪族基は１つ以上のヒドロキシ基で置換されていてもよい。）
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、画像の濃度ムラの発生を抑制することができるインク、該インクを用いたインクカートリッジ及びインクジェット記録方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を挙げて本発明を詳細に説明する。なお、以下の記載で、「水性のインク」のことを、単に「インク」、「一般式（１）で表される化合物」のことを「ヒダントイン化合物」と記載することがある。
【００１１】
画像の濃度ムラの発生を抑制するためには、記録媒体に付与されたインクにより形成されるインクドットを均一に広げ、かつ、記録媒体へのインク中の水性媒体の浸透を促進することが有効である。これにより、インクドットを記録媒体に素早く定着させ、記録媒体における顔料の移動を防ぐことができる。特に低階調部の画像においては、インクドットを広げることが重要となる。本発明者らの検討の結果、グリコールエーテルとヒダントイン化合物とを特定の質量比率で含有するインクによって、様々な種類の記録媒体において、幅広い階調の画像について濃度ムラの発生を抑制できることが判明した。すなわち、インク全質量を基準とした、ヒダントイン化合物の含有量（質量％）が、グリコールエーテルの含有量（質量％）に対する質量比率で、０．１倍以上２００倍以下である場合に画像の濃度ムラの発生を抑制することができた。
【００１２】
本発明のインクによって、画像の濃度ムラの発生を抑制する効果が得られる理由を、本発明者らは以下のように推測している。ヒダントイン化合物はアミン系の骨格を有しているため、記録媒体において顔料の凝集を抑制し、インクドットを記録媒体に広げる作用を持つ。一方、グリコールエーテルは記録媒体へのインク中の水性媒体の浸透を促進する作用を持つ。特に、グリコールエーテルが有するエーテル結合は、一般的な水溶性有機溶剤が有する親水性部分に含有されるヒドロキシ基に比べて電子密度が高いため、水や他の水溶性有機溶剤が有する親水性部分との電気的な相互作用がより強くなる。一方、例えば、特許文献２に記載されている１，２−アルカンジオールのような親水性基としてヒドロキシ基を有する化合物は、ヒダントイン化合物が有する親水性部分よりも、水との親水性がより強くなる。したがって、１，２−アルカンジオールを用いた場合、記録媒体への水の浸透を促進する作用は生じやすいが、ヒダントイン化合物の記録媒体への浸透を促進する作用は生じにくい。
【００１３】
このような理由から、ヒダントイン化合物とグリコールエーテルとを併用することで、特異的な作用が生じると考えられる。さらに、グリコールエーテルはアルキル基も有するため、他の水溶性有機溶剤が有する疎水性部分との親和性も高くなり、水性媒体の記録媒体への浸透を促進する作用が高くなる。このように、グリコールエーテルとヒダントイン化合物を後述する特定の質量比率で併用することにより、記録媒体においてインクドットが均一に広がり、かつ、インクドットを記録媒体に素早く定着させることができる。このため、記録媒体における顔料の移動が抑制され、幅広い階調において画像の濃度ムラの発生を抑制することができる。
【００１４】
本発明においては、インク全質量を基準とした、一般式（１）で表される化合物の含有量（質量％）が、グリコールエーテルの含有量（質量％）に対する質量比率で、０．１倍以上２００倍以下であることが必要である。質量比率が０．１倍未満であると、記録媒体でのインクドットの広がりよりも、水性媒体の記録媒体への浸透が早く進むため、特に低階調部において画像の濃度ムラの発生を抑制することができない。一方、質量比率が２００倍超であると、グリコールエーテルとヒダントイン化合物の相互作用が十分に生じず、ヒダントイン化合物の浸透が遅くなることにより画像の濃度ムラの発生を抑制することができない。
【００１５】
＜インク＞
以下、本発明のインクを構成する各成分について詳細に説明する。
【００１６】
（顔料）
本発明のインクには、顔料が含有される。顔料の種類としては、例えば、フタロシアニン、キナクドリン、アゾなどの有機顔料；炭酸カルシウム、酸化チタン、カーボンブラックなどの無機顔料などを挙げることができ、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。また、調色などの目的のために、顔料に加えてさらに染料などを併用してもよい。インク中の顔料の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上１５．０質量％以下であることが好ましい。
【００１７】
顔料を水性媒体中に分散させる分散方式はどのような方式であってもよい。顔料としては、分散剤として樹脂を用いて顔料を分散する樹脂分散顔料や、顔料粒子の表面にアニオン性基などの親水性基を直接又は他の原子団を介して結合した自己分散顔料が挙げられる。また、顔料粒子の表面に高分子を含む有機基を化学的に結合させた樹脂結合型の自己分散顔料、顔料粒子の表面の少なくとも一部を樹脂などにより被覆したマイクロカプセル顔料などを挙げることができる。勿論、分散方式の異なる顔料を組み合わせて使用してもよい。
【００１８】
（グリコールエーテル）
本発明のインクには、グリコールエーテルを含有させる。本発明においてはさらに、インク全質量を基準とした、一般式（１）で表される化合物の含有量（質量％）が、グリコールエーテルの含有量（質量％）に対する質量比率で、０．１倍以上２００倍以下であることを要する。また、インク中のグリコールエーテルの含有量（質量％）は、インク全質量を基準として０．１質量％以上１０．０質量％以下であることが好ましく、２．０質量％以上６．０質量％以下であることがさらに好ましい。含有量が０．１質量％未満であると、記録媒体への浸透促進作用が十分に得られず、特に光沢紙において画像の濃度ムラの発生を高いレベルで抑制することができない場合がある。一方、含有量が１０．０質量％超であると、インクの粘度が高くなり水性媒体の記録媒体への浸透を阻害するため、画像の濃度ムラの発生を高いレベルで抑制することができない場合がある。加えて、インクジェット用のインクとして用いた場合には、インクの吐出安定性がやや低下する傾向にある。
【００１９】
本発明のインクに使用することができるグリコールエーテルは、その構造中に含まれるエチレンオキサイド基の数が１乃至４程度であり、かつ、アルキル基の炭素数が１乃至４程度である、水溶性を有するものであることが好ましい。具体的には、エチ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モノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、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ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテルなどが挙げられる。
【００２０】
本発明に用いるグリコールエーテルは、分子量が３００以下であることが好ましい。分子量が３００以下であると、立体障害が小さく、水性媒体の記録媒体への浸透促進作用に優れ、画像の濃度ムラの発生を高いレベルで抑制することができる。具体例としては、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテルなどが挙げられる。
【００２１】
（一般式（１）で表される化合物）
本発明のインクには、下記一般式（１）で表される化合物（ヒダントイン化合物）を含有させる。インク中の一般式（１）で表される化合物の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として５．０質量％以上１５．０質量％以下であることが好ましく、７．０質量％以上１２．０質量％以下であることがさらに好ましい。含有量が５．０質量％未満であると、記録媒体においてインクドットが十分に広がらず、また、インクを構成する水性媒体の記録媒体への浸透速度が遅くなるため、特に低階調部での画像の濃度ムラの発生を高いレベルで抑制することができない場合がある。一方、含有量が１５．０質量％超であると、インクの保湿性が高くなり過ぎるため、記録媒体においてインクドットの乾燥が遅くなり、複数のインクドット間での顔料の移動が生じる場合がある。その結果、特に高階調部において顔料が不均一に定着しやすく、画像の濃度ムラの発生を高いレベルで抑制することができない場合がある。
【００２２】
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（一般式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4はそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数１乃至６の脂肪族基であり、脂肪族基は１つ以上のヒドロキシ基で置換されていてもよい。）
【００２３】
一般式（１）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4はそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数１乃至６の脂肪族基であり、脂肪族基は１つ以上のヒドロキシ基で置換されていてもよい。好ましくは、Ｒ1及びＲ2がいずれもメチル基であり、かつ、Ｒ3及びＲ4がそれぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシメチル基、又は、ヒドロキシエチル基である。このような化合物としては、１，３−ジ（２−ヒドロキシエチル）−５，５−ジメチルヒダントイン、１，３−ジヒドロキシメチル−５，５−ジメチルヒダントイン、１−（ヒドロキシメチル）−５，５−ジメチルヒダントイン、５，５−ジメチルヒダントインなどが挙げられる。
【００２４】
（水性媒体）
本発明のインクには、水、又は水と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好ましい。水としては脱イオン水を用いることが好ましい。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、５０．０質量％以上９５．０質量％以下であることが好ましい。本発明のインクは、水性媒体に少なくとも水を含有する水性インクであることが好ましい。また、水溶性有機溶剤としては、１価ないしは多価のアルコール類、含窒素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であれば、いずれも用いることができる。この場合、グリコールエーテル及びヒダントイン化合物の他に、さらに、１種又は２種以上の１価ないしは多価のアルコール類、含窒素化合物類などをインクに含有させることができる。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、３．０質量％以上５０．０質量％以下であることが好ましい。なお、この水溶性有機溶剤の含有量は、グリコールエーテル及びヒダントイン化合物を含む値である。
【００２５】
（その他の成分）
本発明のインクには、上記成分の他に、尿素やその誘導体、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの常温で固体の水溶性有機化合物を含有させてもよい。インク中の常温で固体の水溶性有機化合物の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上２０．０質量％以下であることが好ましく、３．０質量％以上１０．０質量％以下であることがさらに好ましい。また、必要に応じて、界面活性剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート剤などの種々の添加剤を含有させてもよい。
【００２６】
本発明においては、例えば、アセチレングリコール系、フッ素系、シリコーン系、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系などの界面活性剤をインクに含有させることが好ましい。インク中の界面活性剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．０５質量％以上２．０質量％以下であることが好ましい。
【００２７】
＜インクカートリッジ＞
本発明のインクカートリッジは、インクと、このインクを収容するインク収容部とを備える。そして、インク収容部に収容されているインクが、上記で説明した本発明のインクである。インクカートリッジの構造としては、インク収容部が、負圧によりインクを含浸した状態で保持する負圧発生部材を収容する負圧発生部材収容室と、負圧発生部材に含浸されない状態でインクを収容するインク収容室とで構成されるものが挙げられる。または、このようなインク収容室を持たず、インクの全量を負圧発生部材に含浸させた状態で保持する構成や、負圧発生部材を持たず、インクの全量を負圧発生部材に含浸されない状態で収容する構成のインク収容部としてもよい。さらには、インク収容部と記録ヘッドとを有するように構成された形態のインクカートリッジとしてもよい。
【００２８】
＜インクジェット記録方法＞
本発明のインクジェット記録方法は、上記で説明した本発明のインクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出させて記録媒体に画像を記録する方法である。インクを吐出する方式としては、インクに力学的エネルギーを付与する方式や、インクに熱エネルギーを付与する方式が挙げられ、本発明においては、熱エネルギーを利用するインクジェット記録方法を採用することが特に好ましい。本発明のインクを用いること以外、インクジェット記録方法の工程は公知のものとすればよい。また、記録媒体としては、どのようなものを用いてもよいが、普通紙や、コート層を有する記録媒体（光沢紙やアート紙）などの、浸透性を有する紙を用いることが好ましい。特に、インク中の顔料粒子の少なくとも一部を記録媒体の表面やその近傍に存在させることができる、コート層を有する記録媒体を用いることが好ましい。
【００２９】
このような記録媒体は、画像を記録した記録物の使用目的などに応じて選択することができる。例えば、写真画質の光沢感を有する画像を得るのに適している光沢紙や、絵画、写真、及びグラフィック画像などを好みに合わせて表現するために、基材の風合い（画用紙調、キャンバス地調、和紙調など）を生かしたアート紙などが挙げられる。
【実施例】
【００３０】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例によって限定されるものではない。なお、成分の使用量の記載についての「部」及び「％」とあるのは、特に断りのない限り質量基準である
【００３１】
＜顔料分散液の調製＞
粉末状のＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３（商品名「Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ  Ｂｌｕｅ  Ｂ４Ｇ」、クラリアント製）１０．５部、樹脂分散剤の水溶液（樹脂の含有量２５．０％）２０．０部、及び水７０．０部を混合した。樹脂分散剤としては、スチレン−アクリル酸共重合体（商品名「ジョンクリル６８０」、酸価２１５ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量４，９００、ＢＡＳＦ製）を、中和当量０．８５となるように水酸化カリウムで中和したものを用いた。そして、高速回転型分散機（商品名「ＣＬＭ−２．２Ｓ」、エム・テクニック製）を使用し、３，５００ｒｐｍで６０分間分散した後、５，０００ｒｐｍで３０分間遠心分離して凝集成分を除去した。イオン交換水で希釈して、顔料の含有量が１０．０％、平均粒径１５０ｎｍの顔料を含有し、樹脂分散剤の含有量が１９．０％である顔料分散液を調製した。
【００３２】
＜インクの調製＞
表１に示す各成分（単位：％）を混合して十分に撹拌した後、ポアサイズが２．５μｍであるメンブレンフィルター（商品名「ＨＤＣＩＩフィルター」、ポール製）を用いて加圧ろ過を行い、各インクを調製した。なお、商品名「プロキセルＧＸＬ（Ｓ）」（アーチケミカルズ製）は防腐剤、商品名「Ｍｕｌｔｒａｎｏｌ−４０１２」（ＢＡＹＥＲ製）はポリアルコキシ化トリオールである。さらに、商品名「アセチレノールＥ１００」（川研ファインケミカル製）及び商品名「Ａｅｒｏｓｏｌ  ＯＴ」（ＣＹＴＥＣ製）は界面活性剤、商品名「ルビセットＰ．Ｕ．Ｒ」（ＢＡＳＦ製）は水溶性ポリウレタン樹脂の水溶液である。表１の下段には、インク全質量を基準とした、グリコールエーテルの含有量（質量％）に対するヒダントイン化合物（式（１）で表される化合物）の含有量（質量％）の質量比率の値を示した。
【００３３】
2013159725.tif 000004
【００３４】
2013159725.tif 000005
【００３５】
2013159725.tif 000006
【００３６】
＜評価＞
上記で得られたインクをそれぞれインクカートリッジに充填し、熱エネルギーによりインクを吐出する記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置（商品名「ＰＩＸＵＳ  Ｐｒｏ９５００ＭａｒｋＩＩ」、キヤノン製）にセットした。このインクジェット記録装置では、解像度が６００ｄｐｉ×解像度６００ｄｐｉで、１／６００インチ×１／６００インチの単位領域に、１滴当たりの質量が３．５ナノグラムのインク滴を８滴付与する条件で記録した画像が、記録デューティ１００％と定義される。そして、光沢紙、アート紙及び普通紙の３種類の記録媒体に、記録デューティが１５％、５０％、１００％の３種類のベタ画像（５ｃｍ×５ｃｍ）を含むパターンを、それぞれデフォルトモードで記録し、記録物を得た。なお、光沢紙としては、商品名「キヤノン写真用紙・光沢  プロ［プラチナグレード］ＰＴ１０１」、アート紙としては、商品名「ファインアートペーパー・フォトラグ」、普通紙としては、商品名「ＰＢペーパー」、（以上、キヤノン製）を用いた。
【００３７】
得られた記録物を２４時間自然乾燥した後、各記録媒体におけるベタ画像を目視で確認して、画像の濃度ムラの評価を行った。画像の濃度ムラの評価基準は以下の通りであり、本発明においては、下記の評価基準でＡ及びＢを許容できるレベル、Ｃを許容できないレベルとした。結果を表２に示す。
Ａ：３種の記録デューティのベタ画像の全てにおいて、画像の濃度ムラがほとんど目立たなかった。
Ｂ：３種の記録デューティのベタ画像の少なくとも一部においてわずかな画像の濃度ムラがあった。
Ｃ：３種の記録デューティのベタ画像の少なくとも一部において、顕著な画像の濃度ムラがあった。
【００３８】
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