JP2010077278A - インクジェット記録用水性インク、インクカートリッジおよびインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 浸透性および蒸発特性に優れたインクジェット記録用水性インクを提供する。
【解決手段】 本発明のインクジェット記録用水性インクは、着色剤、水、浸透剤および界面活性剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、前記浸透剤が、ジエチレングリコール−ｎ−ヘキシルエーテル（Ａ）を含み、前記界面活性剤が、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルカルボン酸塩およびポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩からなる群から選択される少なくとも1種の界面活性剤（Ｂ）を含み、前記（Ａ）と前記（Ｂ）との重量比（Ｂ／Ａ）が、０．１０以上であり、吐出される前記インクの一液滴量を２２ｐＬ〜２８ｐＬの範囲に設定し、普通紙に１ドット線を印字した場合、前記１ドット線の線幅が、１１５μｍ〜１３５μｍとなることを特徴とする。
【選択図】 なし
【解決手段】 本発明のインクジェット記録用水性インクは、着色剤、水、浸透剤および界面活性剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、前記浸透剤が、ジエチレングリコール−ｎ−ヘキシルエーテル（Ａ）を含み、前記界面活性剤が、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルカルボン酸塩およびポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩からなる群から選択される少なくとも1種の界面活性剤（Ｂ）を含み、前記（Ａ）と前記（Ｂ）との重量比（Ｂ／Ａ）が、０．１０以上であり、吐出される前記インクの一液滴量を２２ｐＬ〜２８ｐＬの範囲に設定し、普通紙に１ドット線を印字した場合、前記１ドット線の線幅が、１１５μｍ〜１３５μｍとなることを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
本発明は、インクジェット記録用水性インク、インクカートリッジおよびインクジェット記録装置に関する。
近年、インクジェット印刷の分野では、普通紙印字において、レーザー印刷並みの印字速度の高速化が求められている。印字速度の高速化を達成するための一つの方法として、普通紙における印字ドット数を減らし、インクの浸透性を高める方法があげられる。
前記インクの浸透性は、前記インクに、浸透剤を添加することで高めることができる。例えば、前記浸透剤として、ジエチレングリコール−ｎ−ヘキシルエーテル（ＤＥＧＨＥ）を用いたインクが提案されている（特許文献１〜８）。
しかし、前記インクに前記ＤＥＧＨＥを多量に添加すると、前記インクの蒸発特性が悪化し、前記インクの固化、着色剤の沈殿、凝集、ひいてはインクジェットヘッドのノズルが目詰まりしやすくなることで、不吐出を生じる原因となる。さらに、前記ＤＥＧＨＥは、水溶性が低いため、充分な浸透力を得るために必要な量をインク中に添加できないという問題がある。
そこで、本発明は、浸透性および蒸発特性に優れたインクジェット記録用水性インクを提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明のインクジェット記録用水性インクは、
着色剤、水、浸透剤および界面活性剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、
前記浸透剤が、ジエチレングリコール−ｎ−ヘキシルエーテル（ＤＥＧＨＥ；（Ａ））を含み、
前記界面活性剤が、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルカルボン酸塩およびポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩からなる群から選択される少なくとも一種の界面活性剤（Ｂ）を含み、
前記（Ａ）と前記（Ｂ）との重量比（Ｂ／Ａ）が、０．１０以上であり、吐出される前記インクの一液滴量を２２ｐＬ〜２８ｐＬの範囲に設定し、普通紙に１ドット線を印字した場合、前記１ドット線の線幅が、１１５μｍ〜１３５μｍとなることを特徴とする。
着色剤、水、浸透剤および界面活性剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、
前記浸透剤が、ジエチレングリコール−ｎ−ヘキシルエーテル（ＤＥＧＨＥ；（Ａ））を含み、
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前記（Ａ）と前記（Ｂ）との重量比（Ｂ／Ａ）が、０．１０以上であり、吐出される前記インクの一液滴量を２２ｐＬ〜２８ｐＬの範囲に設定し、普通紙に１ドット線を印字した場合、前記１ドット線の線幅が、１１５μｍ〜１３５μｍとなることを特徴とする。
本発明者等は、一連の研究で、インクジェット記録用水性インクにおいて、浸透剤として前記ＤＥＧＨＥ（Ａ）を用い、かつ、前記特定の４種類の界面活性剤のうち、少なくとも一種の界面活性剤（Ｂ）を含ませ、さらに、前記重量比（Ｂ／Ａ）を、０．１０以上に設定した。これにより、前記（Ａ）の前記インク中での溶解性が高まり、インクの高い浸透性および良好な蒸発特性を達成できることを見出し、本発明に至った。
本発明において、「普通紙」とは、例えば、ノートやレポート用紙などに用いられている上質紙や、コーティングがなされていないコピー用紙など、表面に特殊な加工や塗布処理がなされていない紙のことをいう。前記普通紙としては、例えば、Ｈａｍｍｅｒｍｉｌｌ社製の「Ｌａｓｅｒ Ｐｒｉｎｔ」；Ｍ−ｒｅａｌ社製の「ＤＡＴＥ ＣＯＰＹ紙」；ＸＥＲＯＸ社製の「４２００」、「Ｂｕｓｉｎｅｓｓ」および「Ｒｅｃｙｃｌｅｄ Ｓｕｐｒｅｍｅ」；富士ゼロックスオフィスサプライ（株）製の「４２００ＤＰ ＰＡＰＥＲ」；（株）リコー製の「マイペーパー」；富士通コワーコ（株）製の「オフィス用紙Ｗ」；等があげられる。本発明においては、インクの浸透性の評価のために普通紙を用いているに過ぎず、被記録媒体を普通紙に限定するものではない。
本発明において、「インクの撥水性」とは、例えば、前記インクがインクカートリッジ壁面に接した場合、前記インクカートリッジ壁面（表面）にはじかれる前記インクの性質を意味する。前記撥水性が高いほど、前記インクが前記カートリッジ壁面に付着しにくくなる。前記ＤＥＧＨＥを用いたインクは、撥水性が低いため、インクカートリッジ壁面にインクが付着しやすく、インク残量を外側から確認できないという問題およびインクが無駄になるという問題を生じる場合がある。これに対し、本発明のインクは、例えば、後述のように、前記（Ｂ）として、特に、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩を選択し、前記重量比（Ｂ／Ａ）を、０．２０以上とすることで、撥水性に優れたものとすることができる。
本発明のインクジェット記録用水性インクにおいて、前記インク全量に対する前記（Ａ）の配合量（（Ａ）割合）は、３重量％未満であることが好ましい。前記（Ａ）割合を３重量％未満とすることで、前記インクの蒸発特性を、より好適なものにすることができる。前記（Ａ）割合は、より好ましくは、１重量％〜３重量％未満である。前記（Ａ）割合を１重量％〜３重量％未満とすることで、前記インクの浸透性を、より好適なものにすることができる。前記（Ａ）割合は、さらに好ましくは、１重量％〜２．５重量％である。
本発明のインクジェット記録用水性インクにおいて、前記（Ｂ）が、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩であり、前記重量比（Ｂ／Ａ）が、０．２０以上であることが好ましい。これにより、撥水性に優れたインクを得ることができる。前記重量比（Ｂ／Ａ）は、０．２５以上であることがより好ましい。
本発明のインクカートリッジは、インクジェット記録用水性インクを含むインクカートリッジであって、前記インクが、本発明のインクジェット記録用水性インクであることを特徴とする。
本発明のインクカートリッジは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−エチレン−スチレン共重合合成樹脂（ＡＥＳ樹脂）およびポリスチレン（ＰＳ）からなる群から選択される少なくとも一種の樹脂で形成されていることが好ましく、特に、ポリプロピレン（ＰＰ）で形成されていることが好ましい。
本発明のインクジェット記録装置は、インクカートリッジおよびインク吐出手段を含み、前記インクカートリッジ中のインクが、前記インク吐出手段から吐出されるインクジェット記録装置であって、前記インクカートリッジが本発明のインクカートリッジであることを特徴とする。
つぎに、本発明のインクジェット記録用水性インクについて詳細に説明する。本発明のインクジェット記録用水性インク（以下、単に「インク」と言うことがある）は、着色剤、水、浸透剤および界面活性剤を含む。
前記着色剤は、特に限定されず、顔料または染料のいずれであってもよい。また、前記着色剤として、顔料および染料を混合して用いてもよい。
前記顔料は、限定されず、例えば、カーボンブラック、無機顔料および有機顔料等が使用できる。前記カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等があげられる。前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄系無機顔料およびカーボンブラック系無機顔料等をあげることができる。前記有機顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料；フタロシアニン顔料、ペリレンおよびペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料；塩基性染料型レーキ顔料、酸性染料型レーキ顔料等の染料レーキ顔料；ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック昼光蛍光顔料等があげられる。また、その他の顔料であっても水相に分散可能なものであれば使用できる。これら顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、６および７；Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、１２、１３、１４、１５、１６、１７、５５、７３、７４、７５、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１１４、１２８、１２９、１３８、１５０、１５１、１５４、１８０、１８５および１９４；Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１および４３；Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、３、５、６、７、１２、１５、１６、４８、４８：１、５３：１、５７、５７：１、１１２、１２２、１２３、１３９、１４４、１４６、１４９、１６６、１６８、１７５、１７６、１７７、１７８、１８４、１８５、１９０、２０２、２２１、２２２、２２４および２３８；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９６；Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、３、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１６、２２および６０；Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７および３６等があげられる。
前記顔料は、自己分散型顔料を含んでもよい。前記自己分散型顔料は、例えば、顔料粒子の表面にカルボキシル基、カルボニル基、ヒドロキシル基、スルホン基等の親水性官能基およびそれらの塩の少なくとも一種が、直接または多価の基を介して化学結合により導入されていることによって、分散剤を使用しなくても水に分散可能なものである。
前記自己分散型顔料は、限定されず、例えば、特開平８−３４９８号公報、特表２０００−５１３３９６号公報等に記載の方法によって表面処理された自己分散型顔料を用いることができる。前記自己分散型顔料は、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ社製の「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）２００」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）２５０」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）２６０」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）２７０」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）３００」および「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）７００」；オリエント化学工業（株）製の「ＢＯＮＪＥＴ（登録商標）ＢＬＡＣＫ ＣＷ−１」、「ＢＯＮＪＥＴ（登録商標）ＢＬＡＣＫ ＣＷ−２」および「ＢＯＮＪＥＴ（登録商標）ＢＬＡＣＫ ＣＷ−３」；東洋インキ製造（株）製の「ＬＩＯＪＥＴ（登録商標）ＷＤ ＢＬＡＣＫ ００２Ｃ」；等があげられる。
前記自己分散型顔料の原料として用いることができる顔料は、限定されず、無機顔料および有機顔料のいずれも使用することができる。また、前記表面処理を行うのに適した無機顔料としては、例えば、三菱化学（株）製の「ＭＡ８」および「ＭＡ１００」；デグサ社製の「カラーブラックＦＷ２００」；等のカーボンブラックがあげられる。
前記インク全量に対する前記顔料の配合量（顔料割合）は、限定されず、例えば、所望の光学濃度または色彩等により、適宜決定できる。前記顔料割合は、例えば、０．１重量％〜２０重量％であり、好ましくは、１重量％〜１０重量％であり、より好ましくは、２重量％〜８重量％である。前記顔料は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
前記染料は、限定されず、例えば、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料等があげられる。前記染料の具体例としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー、Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ、Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレット、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラウン、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー、Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット、Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレットおよびＣ．Ｉ．フードブラック等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラックとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、１９、３２、５１、７１、１０８、１４６、１５４および１６８等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルーとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー６、２２、２５、７１、８６、９０、１０６および１９９等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッドとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、４、１７、２８、８３および２２７等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエローとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１２、２４、２６、８６、９８、１３２および１４２等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ３４、３９、４４、４６および６０等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレットとしては、例えば、Ｃ．Ｉダイレクトバイオレット４７および４８等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラウンとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラウン１０９等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーンとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン５９等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．アシッドブラックとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２、７、２４、２６、３１、５２、６３、１１２および１１８等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．アシッドブルーとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、２２、４０、５９、９３、１０２、１０４、１１７、１２０、１６７、２２９および２３４等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．アシッドレッドとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、６、３２、３７、５１、５２、８０、８５、８７、９２、９４、１１５、１８０、２５６、２８９、３１５および３１７等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．アシッドイエローとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１１、１７、２３、２５、２９、４２、６１および７１等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ７および１９等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレットとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドバイオレット４９等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ベーシックブラックとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック２等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ベーシックブルーとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー１、３、５、７、９、２４、２５、２６、２８および２９等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ベーシックレッドとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、２、９、１２、１３、１４および３７等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレットとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット７、１４および２７等があげられる。前記Ｃ．Ｉ．フードブラックとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．フードブラック１および２等があげられる。これらの染料は、例えば、鮮明性、水溶性および安定性等の特性に優れる。
前記インク全量に対する前記染料の配合量（染料割合）は、限定されず、例えば、０．１重量％〜２０重量％であり、好ましくは、１重量％〜１０重量％であり、より好ましくは、２重量％〜８重量％である。前記染料は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
前記水は、イオン交換水または純水であることが好ましい。前記インク全量に対する前記水の配合量（水割合）は、所望のインク特性等に応じて適宜決定される。前記水割合は、例えば、他の成分の残部としてもよい。
前記浸透剤は、ジエチレングリコール−ｎ−ヘキシルエーテル（ＤＥＧＨＥ；（Ａ））を含む。前記浸透剤は、例えば、被記録媒体表面上でのインクの乾燥速度を調整する。前記（Ａ）の配合量（（Ａ）割合）は、前述のとおりである。
前記界面活性剤は、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルカルボン酸塩およびポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩からなる群から選択される少なくとも一種の界面活性剤（Ｂ）を含む。
前記アルキルスルホン酸塩としては、例えば、一般式（１）で表される化合物があげられる。
一般式（１）において、Ｒ１は、炭素原子数が１０〜１８の直鎖アルキル基であり、Ｍ１は、カウンターイオンとして、ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオンまたはトリエタノールアミンイオンである。
一般式（１）において、前記Ｒ１は、炭素原子数が１２〜１６の直鎖アルキル基であることが好ましく、前記Ｍ１は、カウンターイオンとして、ナトリウムイオンまたはカリウムイオンであることが好ましい。
前記アルキルスルホン酸塩は、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、ライオン（株）製の「サンノール（登録商標）ＬＭ−１１３０」；花王（株）製の「エマール（登録商標）０」および「エマール（登録商標）ＴＤ」；三洋化成工業（株）製の「サンデッド（登録商標）ＬＭＮ」；等があげられる。
前記アルキルベンゼンスルホン酸塩としては、例えば、下記式（２）で表される化合物があげられる。
一般式（２）において、前記Ｒ２は、炭素原子数が１２〜１６の直鎖アルキル基であることが好ましく、前記Ｍ２は、カウンターイオンとして、ナトリウムイオンまたはカリウムイオンであることが好ましい。
前記アルキルベンゼンスルホン酸塩は、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、花王（株）製の「ネオペレックス（登録商標）Ｇ−２５」；ライオン（株）製の「ライポン（登録商標）ＬＨ−２００」；東邦化学工業（株）製の「ルノックス（登録商標）Ｓ−１００」；日本乳化剤（株）製の「ニューコール ２２０Ｌ（６５）」；等があげられる。
前記アルキルカルボン酸塩としては、例えば、下記式（３）で表される化合物があげられる。
一般式（３）において、前記Ｒ３は、炭素原子数が１２〜１６の直鎖アルキル基であることが好ましく、前記Ｍ３は、カウンターイオンとして、ナトリウムイオンまたはカリウムイオンであることが好ましい。
前記アルキルカルボン酸塩は、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、花王（株）製の「ＦＲ−１５」、「ＦＲ−２５」、「フレークマルセル（登録商標）」シリーズおよび「ＫＳソープ」等があげられる。
前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩としては、例えば、一般式（４）で表される化合物があげられる。
一般式（４）において、Ｒ４は、炭素原子数１０〜１８の直鎖アルキル基であり、ｘは、１〜４であり、Ｍ４は、カウンターイオンとして、ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオンまたはトリエタノールアミンイオンである。
一般式（４）において、前記Ｒ４は、炭素原子数が１２〜１６の直鎖アルキル基であることが好ましく、前記ｘは、１〜３であることが好ましく、前記Ｍ４は、カウンターイオンとして、ナトリウムイオンまたはカリウムイオンであることが好ましい。特に、前記Ｍ４を、カウンターイオンとして、ナトリウムイオンとすれば、より撥水性に優れたインクを得ることができる。
前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩は、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、三洋化成工業（株）製の「ビューライト（登録商標）ＮＡ−２５Ｓ」および「サンデッド（登録商標）ＥＮ」；花王（株）製の「エマール（登録商標）３２７」および「エマール（登録商標）２０Ｃ」；ライオン（株）製の「サンノール（登録商標）ＮＬ−１４３０」；等があげられる。
本発明のインクジェット記録用水性インクは、本発明の効果を損なわない範囲で、前記（Ｂ）以外の界面活性剤を含んでもよい。前記（Ｂ）以外の界面活性剤は、１種類だけ用いてもよいし、２種類以上用いてもよい。
本発明のインクジェット記録用水性インクは、さらに、湿潤剤を含むことが好ましい。前記湿潤剤は、例えば、インクジェットヘッドの先端部におけるインクの乾燥を防止する。
前記湿潤剤は、限定されず、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等の低級アルコール；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド；アセトン等のケトン；ジアセトンアルコール等のケトアルコール；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル；ポリアルキレングリコール、アルキレングリコール、グリセリン等の多価アルコール；２−ピロリドン；Ｎ−メチル−２−ピロリドン；１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等があげられる。前記ポリアルキレングリコールは、限定されず、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等があげられる。前記アルキレングリコールは、限定されず、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール等があげられる。これらの中でも、アルキレングリコール、グリセリン等の多価アルコールが好適である。これらの湿潤剤は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
前記インク全量に対する前記湿潤剤の配合量（湿潤剤割合）は、制限されず、例えば、０重量％〜９５重量％であり、好ましくは、１０重量％〜８０重量％であり、より好ましくは、１０重量％〜５０重量％である。
本発明のインクジェット記録用水性インクは、必要に応じて、さらに、従来公知の添加剤を含んでもよい。前記添加剤としては、例えば、粘度調整剤、表面張力調整剤、防黴剤等があげられる。前記粘度調整剤は、限定されず、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、水溶性樹脂等があげられる。
本発明のインクジェット記録用水性インクは、例えば、着色剤、水、浸透剤および界面活性剤と、必要に応じて他の添加成分とを、従来公知の方法で均一に混合し、フィルタ等で不溶解物を除去することにより調製できる。
前述のとおり、本発明のインクジェット記録用水性インクは、浸透剤として前記ＤＥＧＨＥ（Ａ）が用いられ、かつ、前記特定の４種類の界面活性剤のうち少なくとも一種の界面活性剤（Ｂ）を含み、さらに、前記重量比（Ｂ／Ａ）が、０．１０以上である。これにより、本発明のインクジェット記録用水性インクでは、インクジェットヘッドのノズルから吐出される前記インクの一液滴量を２２ｐＬ〜２８ｐＬの範囲に設定し、普通紙に１ドット線を印字した場合の、前記１ドット線の線幅が、１１５μｍ〜１３５μｍという高い浸透性が達成される。さらに、本発明のインクジェット記録用水性インクでは、蒸発特性が優れることは、前述のとおりである。前記重量比（Ｂ／Ａ）の上限値は、特に制限されないが、例えば、１である。
つぎに、本発明のインクカートリッジについて説明する。前述のとおり、本発明のインクカートリッジは、インクジェット記録用水性インクを含むインクカートリッジであって、前記インクが、本発明のインクジェット記録用水性インクであることを特徴とする。本発明のインクカートリッジの本体としては、例えば、従来公知のものを使用できる。
図１に、本発明のインクカートリッジの一例を示す。本例のインクカートリッジには、前記界面活性剤（Ｂ）が、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩であり、前記重量比（Ｂ／Ａ）が、０．２０以上である本発明のインクジェット記録用水性インクが充填されている。図１（Ａ）は、使用開始前（インクジェット記録装置に搭載される前）のインクカートリッジ２ａを示し、図１（Ｂ）は、インクジェット記録装置のキャリッジ５に搭載された使用途中のインクカートリッジ２ａを示す。同図に示すように、本発明のインクカートリッジ２ａには、撥水性に優れた本発明のインクジェット記録用水性インクが充填されているので、インクカートリッジ２ａ壁面にインク３０が付着しにくく、インク残量を外側から確認しやすくなり、また、インクを無駄にすることがなくなる。
前記インクカートリッジは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）等の樹脂で形成されていることが好ましく、ポリプロピレン（ＰＰ）で形成されていることが特に好ましい。
つぎに、本発明のインクジェット記録装置について説明する。本発明のインクジェット記録装置は、インクカートリッジおよびインク吐出手段を含み、前記インクカートリッジ中のインクが、前記インク吐出手段から吐出されるインクジェット記録装置であって、前記インクカートリッジが本発明のインクカートリッジであることを特徴とする。これを除き、本発明のインクジェット記録装置の構成は、例えば、従来公知のインクジェット記録装置と同様であってもよい。
図２に、本発明のインクジェット記録装置の一例の構成を示す。図示のとおり、このインクジェット記録装置１は、４つのインクカートリッジ２と、インクジェットヘッド３と、ヘッドユニット４と、キャリッジ５と、駆動ユニット６と、プラテンローラ７と、パージ装置８とを主要な構成部材として含む。
前記４つのインクカートリッジ２は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色のインクを、それぞれ１色ずつ含む。例えば、前記４つのインクカートリッジ２が、本発明のインクカートリッジである。前記インクジェットヘッド３は、記録紙等の被記録媒体Ｐに印字を行う。前記ヘッドユニット４は、前記インクジェットヘッド３を備えている。前記キャリッジ５には、前記４つのインクカートリッジ２および前記ヘッドユニット４が搭載される。前記駆動ユニット６は、前記キャリッジ５を直線方向に往復移動させる。前記プラテンローラ７は、前記キャリッジ５の往復方向に延び、前記インクジェットヘッド３と対向して配置されている。
前記駆動ユニット６は、キャリッジ軸９と、ガイド板１０と、２つのプーリ１１および１２と、エンドレスベルト１３とを含む。前記キャリッジ軸９は、前記キャリッジ５の下端部に配置され、前記プラテンローラ７と平行に延びている。前記ガイド板１０は、前記キャリッジ５の上端部に配置され、前記キャリッジ軸９と平行に延びている。前記２つのプーリ１１および１２は、前記キャリッジ軸９と前記ガイド板１０との間であって、前記キャリッジ軸９の両端部に配置されている。前記エンドレスベルト１３は、前記２つのプーリ１１および１２の間に掛け渡されている。
このインクジェット記録装置１において、前記プーリ１１がキャリッジモータ１０１の駆動により正逆回転されると、前記プーリ１１の正逆回転に伴って、前記エンドレスベルト１３に接合されている前記キャリッジ５が、前記キャリッジ軸９および前記ガイド板１０に沿って、直線方向に往復移動する。
前記被記録媒体Ｐは、このインクジェット記録装置１の側方又は下方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙される。前記被記録媒体Ｐは、前記インクジェットヘッド３と、前記プラテンローラ７との間に導入される。すると、前記被記録媒体Ｐに、前記インクジェットヘッド３から吐出されるインクにより所定の印字がなされる。前記被記録媒体Ｐは、その後、前記インクジェット記録装置１から排紙される。図２においては、前記被記録媒体Ｐの給紙機構及び排紙機構の図示を省略している。
前記パージ装置８は、前記プラテンローラ７の側方に設けられ、前記ヘッドユニット４がリセット位置（この例においては、前記パージ装置８の上部）にある時に、前記インクジェットヘッド３と対向するように配置されている。前記パージ装置８は、パージキャップ１４と、ポンプ１５およびカム１６と、インク貯留部１７とを含む。前記パージキャップ１４は、前記ヘッドユニット４が前記リセット位置にある時に、前記インクジェットヘッド３の複数のノズル（図示せず）を覆う。前記ポンプ１５は、前記カム１６の駆動により前記インクジェットヘッド３の内部に溜まる気泡等を含んだ不良インクを吸引する。これにより、前記インクジェットヘッド３の回復が図られる。前記吸引された不良インクは、前記インク貯留部１７に貯められる。
前記パージ装置８の前記プラテンローラ７側の位置には、前記パージ装置８に隣接してワイパ部材２０が配設されている。前記ワイパ部材２０は、へら状に形成されており、前記キャリッジ５の移動に伴って、前記インクジェットヘッド３のノズル形成面を拭うものである。図２において、キャップ１８は、インクの乾燥を防止するため、印字が終了すると前記リセット位置に戻される前記インクジェットヘッド３の複数のノズルを覆うものである。
この例のインクジェット記録装置１においては、前記４つのインクカートリッジ２は、１個のキャリッジ５に搭載されている。ただし、本発明は、これに限定されない。本発明のインクジェット記録装置において、前記４つのインクカートリッジは、複数のキャリッジに搭載されていてもよい。また、前記インクカートリッジは、前記キャリッジには搭載されず、インクジェット記録装置内に配置、固定されていてもよい。この態様においては、例えば、前記インクカートリッジと、前記キャリッジに搭載された前記ヘッドユニットとが、チューブ等により連結され、前記インクカートリッジから前記ヘッドユニットに前記インクが供給される。
本発明のインクジェット記録装置は、図２に示したシリアル型インクジェット記録装置であってもよいし、ライン型インクジェット記録装置であってもよい。前記ライン型インクジェット記録装置とは、記録紙等の被記録媒体の幅以上の印刷幅を持つライン型インクジェットヘッドを含み、インクジェットヘッドを固定した状態で前記被記録媒体の幅方向の印刷を一括して行うことができるインクジェット記録装置である。これに対し、前記シリアル型インクジェット記録装置は、図２に示したように、インクジェットヘッド自体が前記被記録媒体表面の幅方向に移動しながら印字を行う。前記ライン型インクジェット記録装置は、同時に印刷できる印刷幅が広いため、前記シリアル型インクジェット記録装置と比較して、格段に印刷速度が速い。本発明の前記インクジェット記録用水性インクおよびインクカートリッジは、インクの浸透性に優れるため、前記ライン型インクジェット記録装置に用いることで、効率のよいインクジェット記録を実現可能である。
つぎに、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例および比較例によってなんら限定ないし制限されない。
［実施例１〜１８および比較例１〜２１］
実施例１〜１２、実施例１６〜１８、比較例１および比較例５〜２１については、インク組成成分（表１および表２）のうち、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）３００」を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）３００」に前記インク溶媒を徐々に加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を東洋濾紙（株）製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ（孔径３．００μｍ）でろ過することで、インクを得た。なお、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）３００」を用いていない実施例１３〜１５および比較例２〜４のインクについては、全成分を均一に混合した後、得られた混合物を、東洋濾紙（株）製の親水性ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）タイプメンブレンフィルタ（孔径０．２０μｍ）でろ過することで調製した。
実施例１〜１２、実施例１６〜１８、比較例１および比較例５〜２１については、インク組成成分（表１および表２）のうち、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）３００」を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）３００」に前記インク溶媒を徐々に加え、均一に混合した。その後、得られた混合物を東洋濾紙（株）製のセルロースアセテートタイプメンブレンフィルタ（孔径３．００μｍ）でろ過することで、インクを得た。なお、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）３００」を用いていない実施例１３〜１５および比較例２〜４のインクについては、全成分を均一に混合した後、得られた混合物を、東洋濾紙（株）製の親水性ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）タイプメンブレンフィルタ（孔径０．２０μｍ）でろ過することで調製した。
実施例および比較例のインクについて、（ａ）浸透性評価、（ｂ）前記（Ａ）の溶解性評価、（ｃ）撥水性評価、（ｄ）蒸発特性評価および（ｅ）総合評価を、下記の方法により行った。
（ａ）浸透性評価
ブラザー工業（株）製のインクジェットプリンタ搭載デジタル複合機ＤＣＰ−３５０Ｃを使用して、一液滴量を２２ｐＬ〜２８ｐＬの範囲に設定し、実施例および比較例のインクを用いて普通紙上に、解像度６００ｄｐｉで１ドット線を印字した。前記１ドット線の線幅を、ＱＥＡ社製のパーソナルＩＡＳにより測定し、下記評価基準に従って評価した。前記普通紙として、ＸＥＲＯＸ社製の「Ｂｕｓｉｎｅｓｓ」、ＸＥＲＯＸ社製の「Ｒｅｃｙｃｌｅｄ Ｓｕｐｒｅｍｅ」、（株）リコー製の「マイペーパー」、富士通コワーコ（株）製の「オフィス用紙Ｗ」およびＨａｍｍｅｒｍｉｌｌ社製の「ＬＡＳＥＲ ＰＲＩＮＴ」の５種類を用いて評価したが、いずれの普通紙を用いても同様の評価結果が得られた。
ブラザー工業（株）製のインクジェットプリンタ搭載デジタル複合機ＤＣＰ−３５０Ｃを使用して、一液滴量を２２ｐＬ〜２８ｐＬの範囲に設定し、実施例および比較例のインクを用いて普通紙上に、解像度６００ｄｐｉで１ドット線を印字した。前記１ドット線の線幅を、ＱＥＡ社製のパーソナルＩＡＳにより測定し、下記評価基準に従って評価した。前記普通紙として、ＸＥＲＯＸ社製の「Ｂｕｓｉｎｅｓｓ」、ＸＥＲＯＸ社製の「Ｒｅｃｙｃｌｅｄ Ｓｕｐｒｅｍｅ」、（株）リコー製の「マイペーパー」、富士通コワーコ（株）製の「オフィス用紙Ｗ」およびＨａｍｍｅｒｍｉｌｌ社製の「ＬＡＳＥＲ ＰＲＩＮＴ」の５種類を用いて評価したが、いずれの普通紙を用いても同様の評価結果が得られた。
浸透性評価 評価基準
Ａ：前記線幅が、１１５μｍ〜１３５μｍであった。
Ｃ（１）：前記線幅が、１１５μｍ未満であった。
Ｃ（２）：前記線幅が、１３５μｍを超えた。
Ａ：前記線幅が、１１５μｍ〜１３５μｍであった。
Ｃ（１）：前記線幅が、１１５μｍ未満であった。
Ｃ（２）：前記線幅が、１３５μｍを超えた。
（ｂ）前記（Ａ）の溶解性評価
実施例および比較例の着色剤成分（顔料固形分または染料）を除いた溶液を作製し、前記溶液２０ｇを、それぞれ、ガラス製の瓶に入れ密封した後、５０℃の条件下で３時間、恒温槽中に静置した。ついで、恒温槽中から取り出した直後の前記溶液を撹拌し、前記溶液の透明性を目視で観察し、下記評価基準に従って評価した。
実施例および比較例の着色剤成分（顔料固形分または染料）を除いた溶液を作製し、前記溶液２０ｇを、それぞれ、ガラス製の瓶に入れ密封した後、５０℃の条件下で３時間、恒温槽中に静置した。ついで、恒温槽中から取り出した直後の前記溶液を撹拌し、前記溶液の透明性を目視で観察し、下記評価基準に従って評価した。
前記（Ａ）の溶解性評価 評価基準
Ａ：前記溶液が、無色透明であった。
Ｃ：前記溶液が、白濁していた。
Ａ：前記溶液が、無色透明であった。
Ｃ：前記溶液が、白濁していた。
（ｃ）撥水性評価
図３（Ａ）に示すように、実施例および比較例のインク３０に、それぞれ、ＰＰ、ＰＥ、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂およびＰＳのいずれかの試験片４０（縦７０ｍｍ×横１５ｍｍ×厚み４ｍｍ）を、全体積の半分程度まで浸漬させた。ついで、図３（Ｂ）に示すように、前記試験片４０を、直立状態で前記インク３０から取り出してから２０秒経過後、前記試験片４０の浸漬させた部分の表面に付着している前記インク３０の量（付着インク量）を目視で観察し、下記評価基準に従って評価した。
図３（Ａ）に示すように、実施例および比較例のインク３０に、それぞれ、ＰＰ、ＰＥ、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂およびＰＳのいずれかの試験片４０（縦７０ｍｍ×横１５ｍｍ×厚み４ｍｍ）を、全体積の半分程度まで浸漬させた。ついで、図３（Ｂ）に示すように、前記試験片４０を、直立状態で前記インク３０から取り出してから２０秒経過後、前記試験片４０の浸漬させた部分の表面に付着している前記インク３０の量（付着インク量）を目視で観察し、下記評価基準に従って評価した。
撥水性評価 評価基準
Ｓ：付着インク量が、試験片の浸漬させた部分の表面積の３割以下であった。
Ａ：付着インク量が、試験片の浸漬させた部分の表面積の３割を超え、８割未満であった。
Ｂ：付着インク量が、試験片の浸漬させた部分の表面積の８割以上であった。
Ｓ：付着インク量が、試験片の浸漬させた部分の表面積の３割以下であった。
Ａ：付着インク量が、試験片の浸漬させた部分の表面積の３割を超え、８割未満であった。
Ｂ：付着インク量が、試験片の浸漬させた部分の表面積の８割以上であった。
（ｄ）蒸発特性評価
実施例および比較例のインク５ｇを、それぞれ、ガラス製の開放瓶（口径：２０．２ｍｍ）に注入した。その開放瓶を温度６０℃、相対湿度４０％の恒温槽中に、２４時間ごとに測定した際の重量変化が、２４時間前と比較して±０．０１ｇ以下となるまで保存した。前記保存後、前記開放瓶内のインクの状態を目視で観察し、下記評価基準に従って評価した。
実施例および比較例のインク５ｇを、それぞれ、ガラス製の開放瓶（口径：２０．２ｍｍ）に注入した。その開放瓶を温度６０℃、相対湿度４０％の恒温槽中に、２４時間ごとに測定した際の重量変化が、２４時間前と比較して±０．０１ｇ以下となるまで保存した。前記保存後、前記開放瓶内のインクの状態を目視で観察し、下記評価基準に従って評価した。
蒸発特性評価 評価基準
Ａ：開放瓶に傾斜や振動を付与すると、インクが流動した。
Ｃ：開放瓶に傾斜や振動を付与しても、インクが流動しなかった。
Ａ：開放瓶に傾斜や振動を付与すると、インクが流動した。
Ｃ：開放瓶に傾斜や振動を付与しても、インクが流動しなかった。
（ｅ）総合評価
実施例および比較例のインクについて、前記（ａ）〜（ｄ）の結果から、下記評価基準に従って総合評価を行った。
実施例および比較例のインクについて、前記（ａ）〜（ｄ）の結果から、下記評価基準に従って総合評価を行った。
総合評価 評価基準
Ｓ：撥水性評価がＳであり、残りの評価結果がすべてＡであった。
Ａ：すべての評価結果がＡであった。
Ｂ：評価結果のいずれかにＢがあったが、Ｃはなかった。
Ｃ：評価結果のいずれかにＣがあった。
Ｓ：撥水性評価がＳであり、残りの評価結果がすべてＡであった。
Ａ：すべての評価結果がＡであった。
Ｂ：評価結果のいずれかにＢがあったが、Ｃはなかった。
Ｃ：評価結果のいずれかにＣがあった。
実施例のインク組成および評価結果を表１に示す。また、比較例のインク組成および評価結果を表２に示す。
表１に示すとおり、実施例１〜９のインクは、浸透性評価、前記（Ａ）の溶解性評価および蒸発特性評価の結果が良好であった。また、前記界面活性剤（Ｂ）が、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩であり、前記重量比（Ｂ／Ａ）が、０．２０である実施例１０のインクは、浸透性評価、前記（Ａ）の溶解性評価、撥水性評価および蒸発特性評価のすべての結果が良好であった。さらに、前記界面活性剤（Ｂ）が、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩であり、前記重量比（Ｂ／Ａ）が、０．２５以上である実施例１１〜１８のインクは、浸透性評価、前記（Ａ）の溶解性評価および蒸発特性評価の結果が良好であり、かつ撥水性評価結果が特に優れていた。一方、表２に示すとおり、比較例１〜４のインクは、浸透性評価および撥水性評価の結果が劣っていた。また、比較例５のインクは、浸透性評価の結果が劣っていた。そして、比較例６のインクは、浸透性評価（浸透性が過剰）および蒸発特性評価の結果が劣っていた。さらに、前記重量比（Ｂ／Ａ）が０．１０未満である比較例７〜１７のインクは、前記（Ａ）の溶解性評価および撥水性評価の結果が劣っていた。さらに、前記（Ａ）を含まない比較例１８および１９のインクは、前記（Ａ）の代わりに配合したトリエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテルまたはジプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテルによって、蒸発特性評価結果が劣っていた。さらに、前記（Ａ）を含まない比較例２０および２１のインクは、前記（Ａ）の代わりに配合したトリエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテルまたはジプロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテルによって、浸透性評価結果が劣っていた。
以上のように、本発明のインクジェット記録用水性インクは、浸透性および蒸発特性に優れたものである。本発明のインクジェット記録用水性インクの用途は、限定されず、各種のインクジェット記録に広く適用可能である。
１ インクジェット記録装置
２、２ａ インクカートリッジ
３ インクジェットヘッド
４ ヘッドユニット
５ キャリッジ
６ 駆動ユニット
７ プラテンローラ
８ パージ装置
９ キャリッジ軸
１０ ガイド板
３０ インクジェット記録用水性インク
４０ 試験片
２、２ａ インクカートリッジ
３ インクジェットヘッド
４ ヘッドユニット
５ キャリッジ
６ 駆動ユニット
７ プラテンローラ
８ パージ装置
９ キャリッジ軸
１０ ガイド板
３０ インクジェット記録用水性インク
４０ 試験片
Claims (8)
- 着色剤、水、浸透剤および界面活性剤を含むインクジェット記録用水性インクであって、
前記浸透剤が、ジエチレングリコール−ｎ−ヘキシルエーテル（Ａ）を含み、
前記界面活性剤が、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルカルボン酸塩およびポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩からなる群から選択される少なくとも一種の界面活性剤（Ｂ）を含み、
前記（Ａ）と前記（Ｂ）との重量比（Ｂ／Ａ）が、０．１０以上であり、吐出される前記インクの一液滴量を２２ｐＬ〜２８ｐＬの範囲に設定し、普通紙に１ドット線を印字した場合、前記１ドット線の線幅が、１１５μｍ〜１３５μｍとなることを特徴とするインクジェット記録用水性インク。 - 前記インク全量に対する前記（Ａ）の配合量が、３重量％未満である請求項１記載のインクジェット記録用水性インク。
- 前記（Ｂ）が、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩であり、前記重量比（Ｂ／Ａ）が、０．２０以上である請求項１または２記載のインクジェット記録用水性インク。
- 前記重量比（Ｂ／Ａ）が、０．２５以上である請求項３記載のインクジェット記録用水性インク。
- インクジェット記録用水性インクを含むインクカートリッジであって、前記インクが、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェット記録用水性インクであることを特徴とするインクカートリッジ。
- 前記インクカートリッジが、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂、アクリロニトリル−エチレン−スチレン共重合合成樹脂およびポリスチレンからなる群から選択される少なくとも一種の樹脂で形成されている請求項５記載のインクカートリッジ。
- 前記インクカートリッジが、ポリプロピレンで形成されている請求項６記載のインクカートリッジ。
- インクカートリッジおよびインク吐出手段を含み、前記インクカートリッジ中のインクが、前記インク吐出手段から吐出されるインクジェット記録装置であって、前記インクカートリッジが、請求項５〜７のいずれか一項に記載のインクカートリッジであることを特徴とするインクジェット記録装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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-
2009
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