(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも色材と水を含むｎ種類（ｎは自然数、以下同）のインクジェット記録用インクを記録媒体に吐出する複数のノズル開口部を備えた少なくとも１つの記録ヘッドと、該記録ヘッドの前記ノズル開口部から前記ｎ種類のインクを同時吸引可能な回復手段とを有するインクジェット記録装置に用いるインクジェット記録用インクセットであって、
前記ｎ種類のインクジェット記録インクのうち、色材添加量の高いｎ／２種類のインクのみがキレート試薬を含有し、且つ当該キレート試薬とインク中の色材含有量との比が重量比で１：７５〜１：５００の範囲であり、当該キレート試薬の添加量が０．００５〜０．２ｗｔ％の範囲である事を特徴とするインクジェット記録用インクセット。
【請求項２】
前記キレート試薬が、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウムである事を特徴とする、請求項１に記載のインクジェット記録用インクセット。
【請求項３】
前記ｎ種類のインクが、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクから構成され、少なくともブラックインク、シアンインクが前記キレート試薬を含有していることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録用インクセット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数種のインクを用いてインクジェット記録を行うインクジェット記録装置に於いて用いられる、カラー画像信頼性に優れたインクジェット記録用インクセットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、記録媒体への画像出力機構として、その大きさ、速度、静粛性、価格などのさまざまな点から、インクジェット記録装置が種々の分野に於いて注目を浴びている。特に紙等を記録媒体とするプリンタの分野では旧来から存在した技術ではあるが、最近ではカラー出力の市場ニーズから特にカラー印刷の出来る、いわゆるカラーインクジェット記録装置が広く普及するに至っている。
【０００３】
一般的にカラーインクジェット記録装置はイエロー（以下Ｙ）、マゼンタ（以下Ｍ）、シアン（以下Ｃ）、ブラック（以下Ｂｋ）、及び必要に応じてはそれ以上の複数種のインクを有し、これらをノズルから印刷媒体上に吐出し、単独で、及び／または２色以上を組み合わせる事による複合色を用いる事により、印刷画像を形成する。インクジェット記録装置は各色１つ以上、一般的には各色１０〜３００程度のノズルを有する記録ヘッドを有しているが、ノズル部には常にインク吐出が可能な様に常時インクが存在している事から、常にインク成分、特に水等の揮発性成分の蒸発が起こっている。従って長期間使用しない場合、ノズル部近傍等に於いてインク中の色材や保湿成分等といった不揮発性、低揮発性成分が固化・固着を起こす事がある。これら固化・固着はインク滴の正常な吐出を妨げ、飛行曲がりや吐出不良といった、目詰まり現象を招く。
【０００４】
従来よりインクジェット記録装置に於いては、印字時以外には記録ヘッドを自動的にヘッドキャップでキャップすることが知られており、これによりノズル部へのゴミなどの付着を防止すると共にインク成分の蒸発を抑制すると共に、目詰まり現象が発生した際にはポンプによりヘッドキャップを兼用した吸引口を通じて記録ヘッドよりインクを吸引し、吐出を正常にする機構等が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カラーインクジェット記録装置では複数種のインクを有しているが、これら各々のインクはその色材の種類や量等、インクの構成組成や特性が異なる事から、目詰まりのし易さ、また回復性なども大きく異なる。たとえば、同一の色材であってもその含有量が異なるインクの場合、色材量が多いほど粘度は高くなる傾向を示し、また粘度をあわせるために湿潤剤の量を調節するなどにより、水分の蒸発に伴う粘度上昇率や固化のし易さ、また固化した場合の回復性などに違いが発生してしまう。そのため、複数種のインクを用いた記録装置で一度に１つのヘッドキャップで吸引しようとした場合、回復の容易なインクだけが先に回復し、より回復の困難なインクはなかなか回復せずに、より多くの回復動作を行わなければならず、最悪の場合、回復したノズルからインクが吸い続けられ、困難なインクはいつまでも回復しない、という課題があった。また回復した場合に於いても、回復の容易なインクは無駄に多く吸引される、いう課題があった。
【０００６】
この課題を解決するため、特開平６−３１２５１６号公報では、インク毎に異なる回復動作手段を記録装置に具備し、インク毎に動作内容を変えて回復動作を行う方法が示されている。この方法によれば、インク毎に独立して、動作内容を最適化して回復動作を行うため、インクの特性が異なっても良好に不良吐出の回復が可能となる。しかしながら、インク毎に別個に行うため、１度に全色を吸引する方法であれば１回の回復操作で済む場合であっても有するインクの種類分の回復操作が必要となるため、操作回数及び操作時間が非常に多くなるという課題がある。吸引キャップをインク種分個別に具備し、同時に操作を行う場合は、時間のロスは減るが、機構そのものがインク数分必要になり、大きさ、コスト、制御機構などの点で必ずしも好ましいものとはいえない。
【０００７】
インク自身の目詰まり回復性を向上させるための提案については非常に多く、特に、キレート試薬を添加する事により改善を図った提案は、特開平６−９３２１８号公報、特開昭５８−８９６６７号公報を始めとして、多数の提案がなされているが、いずれのものも、単色での使用を考慮したものであり、目詰まり回復性能の異なる複数のインクを同時に、効果的に回復させる目的に基づいた提案ではない。そのためインクが単一である場合にはそれらは効果的に作用し、十分な回復性の向上が見られるが、複数種のインクを同時に行った場合には回復性にムラが生じ、回復の困難なインクが生じてしまい、効果は見出せなかった。
【０００８】
従って本発明の目的は、これらの課題を解決するものである。すなわち、複数のインクジェット記録インクを用いて記録媒体に印刷画像を形成するインクジェット記録装置に於いて、目詰まり回復性に優れ、長期に渡り保存安定性・印字安定性といった信頼性に優れたインクジェット記録用インクセットを提供する事である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明によって実現される。すなわち、少なくとも色材と水を含むｎ種類（ｎは自然数、以下同）のインクジェット記録用インクを記録媒体に吐出する複数のノズル開口部を備えた少なくとも１つの記録ヘッドと、該記録ヘッドの前記ノズル開口部から前記ｎ種類のインクを同時吸引可能な回復手段とを有するインクジェット記録装置に用いるインクジェット記録用インクセットであって、前記ｎ種類のインクジェット記録インクのうち、色材添加量の高いｎ／２種類のインクのみがキレート試薬を含有し、且つ当該キレート試薬とインク中の色材含有量との比が重量比で１：７５〜１：５００の範囲であり、当該キレート試薬の添加量が０．００５〜０．２ｗｔ％の範囲である事を特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明によるインクジェット記録用インクセットは、インクセットを構成するｎ種類のインク内、色材添加量の高い半数（ｎ／２）のインクのみが、色材と、水と、色材との重量比で１：７５〜１：５００の範囲で含むキレート試薬を含有している事を特徴とする。
【００１１】
本発明者らは、後述の比較例１のインクセットを用い、実施例の方法に従い４０℃環境で１ヶ月間、記録装置を放置し、目詰まり回復性を評価したところ、Ｂｋが最も回復性が悪かった為、特開平６−９３２１８号に従い当該Ｂｋ、また全色にエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を４０ｐｐｍ（＝０．００４％）添加したが、いずれも殆ど改善は見られなかった（比較例２、３）。
【００１２】
次いで本発明者は、ＥＤＴＡの添加量を４０００ｐｐｍ（＝０．４％）に増やし、Ｂｋ、また全色に添加して同様の評価をしたところ（比較例４、５）、Ｂｋのみ添加したものについてはＢｋで改善が見られた一方でＣが悪くなり、またいずれの場合もインク滴の吐出安定性が著しく低下し、印刷画像の品質が大きく劣化するという現象が発生してしまった。
【００１３】
そこで本発明者は添加するキレート試薬とインク組成の関係を鋭意研究を行った結果、色材量に対して重量比で１：７５〜１：５００の範囲で添加した場合に、非常に効果的に目詰まり回復性に作用する事を見出した。キレート試薬の添加量が１：５００より少ない場合、目詰まり回復性の改善効果が見られず、また１：７５より多い場合、明確な原因は不明であるが、インク滴の吐出安定性が悪くなり、良好な記録画像が得られなってしまう、という課題がありいずれも好ましくなく、従って、色材量に対し１：７５〜１：５００の範囲で添加する事が好ましい。
【００１４】
また、キレート試薬の絶対添加量については、０．００５〜０．２％の範囲で用いた場合に、より好ましい結果が得られる事も見出した。０．００５％未満では効果が十分ではなく、０．２％より多い場合では、インクの水分蒸発に伴いＥＤＴＡ自身の析出が見られ、回復をより困難にする原因となる場合が見られた。
【００１５】
また、本発明のインクセットに於いて、キレート試薬は、色材添加量の多い順に、少なくとも半数以上のインクに当該量にて含有されている事が好ましい。半数より少ないと、回復性の改善に斑が生じ、十分な効果が得られず、また半数であっても色材添加量の少ないインクのみに含まれている場合などは、効果が得られない。
【００１６】
使用されるキレート試薬としては、本発明の効果が得られる範囲で、先述したＥＤＴＡの他、トランス−１，２−シクロヘキサンジアミン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレンテトラアミン六酢酸、ニトリロ三酢酸、エチレンジアミン二酢酸、ジオキサオクタンジアミン四酢酸、テトラエチレンペンタミン七酢酸、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン三酢酸や、これらの塩等を用いる事が可能である。中でもエチレンジアミン四酢酸二ナトリウムは非常に効果的に作用し、最も好ましい。
【００１７】
本発明のインクセットに用いられる色材としては、水性インク中で溶解する水溶性染料であり、具体的には水溶性の酸性染料、直接染料、反応性染料等が使用可能である。また色材の添加量はキレート試薬を含むインクに於いて、全体に対し、０．４〜２０ｗｔ％の範囲で含まれる事が望ましい。またインクセット中のキレート試薬を含まないインクでは０．１〜１０ｗｔ％の範囲で含まれる事が望ましい。
【００１８】
更に、本発明のインクセットを構成するインクに使用する溶媒としては、水、または水と水溶性有機溶剤の混合液が好適である。この水溶性有機溶剤としては、目詰まりを抑制する観点から低揮発性の溶剤が好ましく、たとえば、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、１，３−プロパンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、グリセリン等の多価アルコール類；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メチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、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等のグリコールエーテル類；ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の含窒素溶剤；チオジグリコール、ジメチルスルホキシド等の含硫黄溶剤等が挙げられる。
【００１９】
これらの溶剤は単独で使用しても良いし、２種類以上を併用しても良く、その含有量はインク全体に対して、３〜４０ｗｔ％、好ましくは３〜３０ｗｔ％の範囲である。含有量が３ｗｔ％未満の場合、ノズル先端での目詰りが早く起こりやすく、４０ｗｔ％を超える場合は、記録画像の乾燥性の低下や、また画像が滲みを起こし印刷品質の低下を招く等の現象が発生するためである。
【００２０】
また本発明のインクセットを構成するインクには、画像形成後のインクの乾燥を促進する為に、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール等の低級アルコール類や、脂肪酸塩類、アルキル硫酸エステル塩類等のアニオン系界面活性剤や、アセチレングリコール類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリ置きしエチレン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤を含む事が好ましい。低級アルコール類の場合、その含有量としては２〜１０ｗｔ％、好ましくは２〜６ｗｔ％の範囲であり、界面活性剤の場合は０．０１〜２ｗｔ％の範囲である事が望ましい。それぞれの含有量がこれより少ないと乾燥性を促進するのに十分な効果が得られず、多いと印刷画像に滲みを生じたり、またインク滴の吐出安定性に影響を及ぼし、印刷品質の低下を招く原因となる場合がある。
【００２１】
特に本発明のインクセットの様に複数種類のインクを用いて画像形成を行う場合に於いては、隣接するカラーインク同士の境界部での滲みが印刷品質の大きな課題となるが、前述のアセチレングリコール類系のノニオン系界面活性剤やグリコールエーテル類等を含む事により、この課題が解決され、境界部での滲みのない鮮明な画像を得る事が出来る。より好適にはアセチレングリコール類系ノニオン系界面活性剤とグリコールエーテル類を併用する事によって、更に鮮明で印刷品質に優れたカラー画像を得る事が出来る。
【００２２】
アセチレングリコール類系のノニオン性界面活性剤としては、例えば、オルフィンＥ１０１０、オルフィンＳＴＧ、サーフィノール１０４Ｅ（以上、日信化学工業（株）製品）等が挙げられる。
【００２３】
グリコールエーテル類としては、先述した水溶性有機溶剤が好ましいが、特に好適なものとしては、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、プロピレングリコールモノブチルエーテルが挙げられる。またその添加量も先述の水溶性有機溶剤のそれと同じであり、より好ましくは３〜３０ｗｔ％の範囲で選択される事が望ましい。３ｗｔ％未満では効果が殆ど得られず、３０ｗｔ％以上ではかえって滲みが大きくなり、画像全体がぼやけてしまい、逆に印刷品質を低下させてしまうため、記載の範囲で用いられる事が好ましい。
【００２４】
更に、本発明のインクセットを構成するインクには、必要に応じ、水溶性ポリマーや水溶性樹脂、消泡剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防錆剤等が含まれても良い。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
【００２６】
表１記載の実施例１〜４及び比較例１〜８はそれぞれＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙそれぞれ一種からなる4色のインクセットである。これら各々のインクは常法によって製造する事が出来る。例えば、各成分を十分混合溶解した後、孔径１μｍのメンブレンフィルターで加圧濾過し、これを脱気処理してインクを調製する方法等がある。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
【表２】
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【００２９】
【表３】
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【００３０】
これらインクセットについて、インクジェット記録装置：ＭＪ−８３０Ｃ（セイコーエプソン（株）製品）を用いて以下に示すテストを行った。すなわち当該記録装置用のインクカートリッジにインクセットのインクを各色室毎に注入の後これを記録装置に装着し、下記のテストを印字にて評価・確認した。
【００３１】
テスト１：目詰まり回復性評価
全ノズルが正常に吐出する事を確認した後、記録装置を正常な状態で電源ＯＦＦし、これを１）４０℃環境で１ヵ月、２）４０℃環境で２ヶ月、３）２５℃環境で６ヶ月、４）４０℃環境で１２ヶ月、放置した。これらについて全色同時吸引による回復動作で正常吐出に至るまでに要した回数を色毎に測定した。
Ａ：電源ＯＮ直後より清浄吐出、または回復動作１〜２回で正常化（良好）。
Ｂ：回復動作３〜４回で正常化（使用上問題無し）。
Ｃ：回復動作５〜６回で正常化（使用上問題有り）。
Ｄ：回復動作６回迄で回復せず（不良）。
【００３２】
テスト２：印字安定性
１）１０℃、２）２５℃、３）４０℃の其々の温度環境にて、平均２５％（各色６．２５％）Ｄｕｔｙ印字をＡ４紙行い、各色毎の印字安定性を見た。
Ａ：５００ページ以上問題無く良好に印字（良好）。
Ｂ：３００ページ以上問題無く良好に印字、５００ページ迄で印字曲り、抜けが発生した（使用上問題無し）。
Ｃ：５０ページ以上問題無く良好に印字、３００ページ迄で印字曲り、抜けが発生した（使用上問題有り）。
Ｄ：印字５０ページ迄に印字曲り、抜けが発生した（不良）。
【００３３】
以上、テスト１、２の結果を表１に合わせて記載した。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のインクジェット記録用インクセットを用いる事により、ｎ種類のインクジェット記録インクを用いて記録媒体に印刷画像を形成するインクジェット記録装置に対し、当該記録装置がインクの吐出信頼性等を維持するために行われる吸引動作がｎ数のインクを１つの吸引口より同時に吸引する構造の回復手段である場合に於いて、インク毎による回復性のムラを起す事無く、短時間にかつ効果的に目詰まりを回復させる事を可能にし、長期に渡り保存安定性・印字安定性といった信頼性を提供する事を実現する事が可能となる。