JP6528961B2 - インクジェット記録用水性インク及びインクカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録用水性インク及びインクカートリッジに関する。

インクジェット記録に用いるインクとして、顔料及び水を含む水性顔料インクが提案されている（特許文献１）。

特開２００４−２３１７１１号公報

前記水性顔料インクにおいて、光学濃度（ＯＤ値）の向上を図ると、裏抜けが生じることがある。前記裏抜けとは、例えば、記録物を裏面（記録面と反対側の面）から見たとき、水性インクによる記録部分が透けて見えるような状態である。そこで、本発明は、高い光学濃度（ＯＤ値）と裏抜けの抑制とを両立可能なインクジェット記録用水性顔料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、
顔料と、水とを含むインクジェット記録用水性インクであって、
さらに、エチレンオキサイド鎖を有するノニオン界面活性剤と、エチレンオキサイド鎖を有するアニオン界面活性剤と、エチレンオキサイド鎖を有する浸透剤とを含み、
前記水性インクに、前記ノニオン界面活性剤と、前記アニオン界面活性剤と、前記浸透剤とが、下記条件（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように配合されていることを特徴とする。

条件（Ｉ） ：−１≦Ｘ−Ｙ≦１
条件（ＩＩ） ：−１≦Ｙ−Ｚ≦１
条件（ＩＩＩ） ：−１≦Ｚ−Ｘ≦１
Ｘ：前記ノニオン界面活性剤が有するエチレンオキサイド鎖におけるエチレンオキサイド基の数の平均値
Ｙ：前記アニオン界面活性剤が有するエチレンオキサイド鎖におけるエチレンオキサイド基の数の平均値
Ｚ：前記浸透剤が有するエチレンオキサイド鎖におけるエチレンオキサイド基の数の平均値

本発明によれば、水性顔料インクに、エチレンオキサイド鎖（以下、「ＥＯ鎖」と言う。）におけるエチレンオキサイド基（以下、「ＥＯ基」と言う。）の数の平均値の差の絶対値が１以下のノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤及び浸透剤を含ませたことで、高い光学濃度（ＯＤ値）と裏抜けの抑制とを両立可能である。

図１は、本発明のインクジェット記録装置の一例の構成を示す概略斜視図である。

本発明のインクジェット記録用水性インク（以下、「水性インク」又は「インク」と言うことがある。）について説明する。本発明の水性インクは、顔料と、水とを含む。

前記顔料は、特に限定されず、例えば、カーボンブラック、無機顔料及び有機顔料等があげられる。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、酸化鉄系無機顔料及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、ペリレン及びペリノン顔料、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。これらの顔料の具体例としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、６及び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、７８、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１１４、１２８、１２９、１３８、１５０、１５１、１５４、１８０、１８５及び１９４；Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１及び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、１５０、１６６、１６８、１７５、１７６、１７７、１７８、１８４、１８５、１９０、２０２、２２１、２２２、２２４及び２３８；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９及び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及び６０；Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７及び３６；及びこれらの顔料の固溶体等もあげられる。本発明の水性インクは、前記顔料を分散剤で水に分散させたものであってもよい。前記分散剤としては、例えば、一般的な高分子分散剤等を用いてよい。また、本発明の水性インクにおいて、前記顔料は、高分子によりカプセル化されたものであってもよい。

前記顔料は、自己分散型顔料であってもよい。前記自己分散型顔料は、例えば、顔料粒子にカルボニル基、ヒドロキシル基、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基等の親水性基及びそれらの塩の少なくとも一種が、直接又は他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、例えば、特開平８−３４９８号公報、特表２０００−５１３３９６号公報、特表２００８−５２４４００号公報、特表２００９−５１５００７号公報、特表２０１１−５１５５３５号公報等に記載の方法によって顔料が処理されたものを用いることができる。前記自己分散型顔料の原料としては、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用することができる。また、前記処理を行うのに適した顔料としては、例えば、三菱化学（株）製の「ＭＡ８」、「ＭＡ１００」及び「＃２６５０」等のカーボンブラック等があげられる。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・コーポレーション社製の「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）２００」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）２５０Ｃ」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）２６０Ｍ」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）２７０Ｙ」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）３００」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）４００」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）４５０Ｃ」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）４６５Ｍ」及び「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ（登録商標）４７０Ｙ」；オリエント化学工業（株）製の「ＢＯＮＪＥＴ（登録商標）ＢＬＡＣＫ ＣＷ−２」及び「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。

前記水性インク全量における前記顔料の固形分配合量（顔料固形分量）は、特に限定されず、例えば、所望の光学濃度又は彩度等により、適宜決定できる。前記顔料固形分量は、例えば、０．１重量％〜２０重量％であり、好ましくは、３重量％〜１０重量％であり、より好ましくは、７重量％〜１０重量％である。裏抜けは、前記顔料固形分量が多い程生じやすいが、本発明によれば、前記顔料固形分量に依存することなく、裏抜けを抑制することが可能である。

前記顔料の平均粒子径は、例えば、５０ｎｍ〜２００ｎｍであり、好ましくは、１４０ｎｍ〜１６０ｎｍである。前記平均粒子径を１４０ｎｍ〜１６０ｎｍとすれば、光学濃度（ＯＤ値）のより高い水性インクを得ることができる。前記平均粒子径は、例えば、前記顔料を、顔料固形分量が０．０２重量％となるように希釈し、（株）堀場製作所製の動的散乱式粒径分布測定装置ＬＢ−５５０を用いて、散乱光強度を粒子径基準として算出できる。

前記水性インクは、前記顔料に加え、さらに染料等の他の着色剤を含んでもよい。

前記水は、イオン交換水又は純水であることが好ましい。前記水性インク全量おける前記水の配合量は、例えば、他の成分の残部としてもよい。

前述のとおり、前記水性インクは、さらに、ＥＯ鎖を有するノニオン界面活性剤（以下、「ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤」と言うことがある。）と、ＥＯ鎖を有するアニオン界面活性剤（以下、「ＥＯ鎖含有アニオン界面活性剤」と言うことがある。）と、ＥＯ鎖を有する浸透剤（以下、「ＥＯ鎖含有浸透剤」と言うことがある。）とを含む。

前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤は、ＥＯ鎖を有するノニオン界面活性剤であればいかなるものであってもよい。前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤が有するＥＯ鎖の本数は、例えば、１本〜２０本であり、好ましくは、２本〜１０本であり、より好ましくは、２本〜５本である。前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤としては、例えば、アセチレングリコールＥＯ付加体、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ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアリールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミンエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー等があげられる。前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤としては、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、日信化学工業（株）製の「オルフィン（登録商標）Ｅ１００４」（アセチレングリコールＥＯ付加体、Ｘ＝２）、「オルフィン（登録商標）Ｅ１００８」（アセチレングリコールＥＯ付加体、Ｘ＝４）及び「オルフィン（登録商標）Ｅ１０１０」（アセチレングリコールＥＯ付加体、Ｘ＝５）；花王（株）製の「エマルゲン（登録商標）１０３」（ポリオキシエチレンラウリルエーテル、Ｘ＝３）及び「エマルゲン（登録商標）１０６」（ポリオキシエチレンラウリルエーテル、Ｘ＝５）；等があげられる。

前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤は、式（１）で表わされるアセチレングリコール系ノニオン界面活性剤であることが好ましい。式（１）で表わされるアセチレングリコール系ノニオン界面活性剤を用いることで、速乾性により優れた水性インクを得ることができる。

式（１）において、ｍ及びｎは同一でも異なっていてもよく、ｍ＋ｎ＝１〜１５を満たす数であり、好ましくは、ｍ＋ｎ＝３〜１１を満たす数であり、より好ましくは、ｍ＋ｎ＝４〜１０を満たす数である。式（１）において、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素原子数１〜５の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基である。

前記アセチレングリコール系ノニオン界面活性剤としては、前述のＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤の市販品のうち、日信化学工業（株）製の「オルフィン（登録商標）Ｅ１００４」（アセチレングリコールＥＯ付加体、Ｘ（ｍ又はｎ）＝２、ｍ＋ｎ＝４）、「オルフィン（登録商標）Ｅ１００８」（アセチレングリコールＥＯ付加体、Ｘ（ｍ又はｎ）＝４、ｍ＋ｎ＝８）及び「オルフィン（登録商標）Ｅ１０１０」（アセチレングリコールＥＯ付加体、Ｘ（ｍ又はｎ）＝５、ｍ＋ｎ＝１０）；等があげられる。

前記Ｘは、２であることが好ましい。前記Ｘが２である前記アセチレングリコール系ノニオン界面活性剤を用いることで、速乾性により優れ、且つ、光学濃度（ＯＤ値）のより高い水性インクを得ることができる。

前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤の重量平均分子量は、特に限定されないが、３００以上であることが好ましい。

前記水性インク全量における前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤の配合量は、例えば、０．０５重量％〜２重量％であり、好ましくは、０．１重量％〜１．５重量％であり、より好ましくは、０．３重量％〜１重量％である。記録媒体において横に拡がりやすい性質を持つ前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤の配合量を０．３重量％以上とすることで、光学濃度（ＯＤ値）のより高い水性インクを得ることができる。また、前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤の配合量を１重量％以下とすることで、保存安定性により優れた水性インクを得ることができる。

前記ＥＯ鎖含有アニオン界面活性剤は、例えば、前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤の水への溶解を補助する機能を有する。前記ＥＯ鎖含有アニオン界面活性剤は、ＥＯ鎖を有するアニオン界面活性剤であればいかなるものを用いてもよい。前記ＥＯ鎖含有アニオン界面活性剤が有するＥＯ鎖の本数は、例えば、１本〜５０本であり、好ましくは、２本〜１０本であり、より好ましくは、３本〜５本である。前記ＥＯ鎖含有アニオン界面活性剤は、炭素原子数が１０〜１４の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基を有してもよい。前記ＥＯ鎖含有アニオン界面活性剤としては、例えば、カルボン酸塩を有するカルボン酸型、硫酸エステル構造を有する硫酸エステル型、リン酸エステル構造を有するリン酸エステル型等があげられる。前記カルボン酸型としては、エーテルカルボン酸塩を有するものが好ましい。また、前記硫酸エステル型としては、エーテル硫酸エステル塩を有するものが好ましい。前記ＥＯ鎖含有アニオン界面活性剤としては、例えば、市販品を用いてもよい。前記市販品のうち、エーテルカルボン酸塩を有するものとしては、例えば、花王（株）製の「カオーアキポ ＲＬＭ−４５ＮＶ」（ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム、Ｙ＝５）、「カオーアキポ ＲＬＭ−１００ＮＶ」（ポリオキシエチレン（１０）ラウリルエーテル酢酸ナトリウム、Ｙ＝１０）、「エナジコール（登録商標）ＥＣ−３０」（ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム、Ｙ＝３）及び「ＮＩＫＫＯＬ ＡＫＹＰＯ ＲＬＭ １００ ＮＶ」（ポリオキシエチレン（１０）ラウリルエーテル酢酸ナトリウム水溶液、Ｙ＝１０）；等があげられる。また、前記市販品のうち、エーテル硫酸エステル塩を有するものとしては、例えば、花王（株）製の「エマール（登録商標）２０Ｃ」（ポリオキシエチレン（３）ラウリルエーテル硫酸ナトリウム、Ｙ＝３）及び「エマール（登録商標）Ｅ−２７Ｃ」（ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、Ｙ＝２）；ライオン（株）製の「サンノール（登録商標）ＮＬ１４３０」（ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、Ｙ＝３）；三洋化成工業（株）製の「サンデット（登録商標）ＥＴ」（ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸エステル、Ｙ＝４）及び「ラムテルＥ−１５０」（ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、Ｙ＝５０）；等があげられる。また、前記リン酸エステル型としては、例えば、ポリオキシエチレン・アルキルエーテル・リン酸塩、ポリオキシエチレン・アルキルフェニルエーテル・リン酸塩等があげられる。

前記水性インク全量における前記ＥＯ鎖含有アニオン界面活性剤の配合量は、例えば、
０．０２重量％〜２重量％であり、好ましくは、０．０５重量％〜１．５重量％であり、より好ましくは、０．１重量％〜１重量％である。

前記ＥＯ鎖含有浸透剤は、例えば、記録媒体上での乾燥速度を調整する機能を有する。前記ＥＯ鎖含有浸透剤が有するＥＯ鎖の本数は、例えば、１本〜１０本であり、好ましくは、３本〜５本である。前記ＥＯ鎖含有浸透剤としては、例えば、グリコールエーテル等があげられる。前記グリコールエーテルとしては、例えば、エチレングリコールメチルエーテル（Ｚ＝１）、エチレングリコールエチルエーテル（Ｚ＝１）、エチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル（Ｚ＝１）、ジエチレングリコールメチルエーテル（Ｚ＝２）、ジエチレングリコールエチルエーテル（Ｚ＝２）、ジエチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル（Ｚ＝２）、ジエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル（Ｚ＝２）、ジエチレングリコール−ｎ−ヘキシルエーテル（Ｚ＝２）、トリエチレングリコールメチルエーテル（Ｚ＝３）、トリエチレングリコールエチルエーテル（Ｚ＝３）、トリエチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル（Ｚ＝３）、トリエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル（Ｚ＝３）、東邦化学工業（株）製の「ハイソルブＭＰＭ」（ポリエチレングリコールジメチルエーテル、Ｚ＝５）等があげられる。

前記ＥＯ鎖含有浸透剤の重量平均分子量は、特に限定されないが、３００以下が好ましく、２５０以下がより好ましい。

前記ＥＯ鎖含有浸透剤は、炭素原子数が３以上のアルキル基を有することが好ましい。これにより、速乾性により優れた水性インクを得ることができる。前記ＥＯ鎖含有浸透剤は、炭素原子数が４のアルキル基（ブチル基）を有することが特に好ましい。

前記水性インク全量における前記ＥＯ鎖含有浸透剤の配合量は、例えば、０．５重量％〜１０重量％であり、好ましくは、１重量％〜５重量％であり、より好ましくは、２重量％〜４重量％である。記録媒体において縦に拡がりやすい性質を持つ前記ＥＯ鎖含有浸透剤の配合量を４重量％以下とすることで、より裏抜けの抑制された水性インクを得ることができる。また、前記ＥＯ鎖含有浸透剤の配合量を２重量％以上とすることで、光学濃度（ＯＤ値）がより高く、かつ、速乾性により優れた水性インクを得ることができる。

前記水性インクでは、前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤、前記ＥＯ鎖含有アニオン界面活性剤及び前記ＥＯ鎖含有浸透剤が、前記条件（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように配合されている。これにより、前記水性インクによれば、高い光学濃度（ＯＤ値）と裏抜けの抑制とを両立可能である。このような効果が得られるメカニズムの詳細は不明であるが、前記三成分のＥＯ鎖におけるＥＯ基の平均値の数が近いことで、前記三成分の特性が近く、前記三成分が有する性能が発揮されやすいと考えられる。ただし、このメカニズムは推定に過ぎず、本発明はこれに限定されない。なお、前記条件（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のＸにおいて、前記ノニオン界面活性剤が有するＥＯ鎖におけるＥＯ基の数の平均値とは、前記ノニオン界面活性剤が、ＥＯ鎖を１本のみ有する場合には、そのＥＯ鎖におけるＥＯ基の数であり、前記ノニオン界面活性剤が、ＥＯ鎖を複数本有する場合には、それらのＥＯ鎖におけるＥＯ基の数の平均値である。この点は、前記条件（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のＹにおける前記アニオン界面活性剤が有するＥＯ鎖におけるＥＯ基の数の平均値、及び前記条件（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のＺにおける前記浸透剤が有するＥＯ鎖におけるＥＯ基の数の平均値についても同様である。前記ＥＯ鎖が有する前記ＥＯ基の数が分布を有する場合、前記ＥＯ基の数は、前記分布におけるピーク値である。

前記条件（Ｉ）〜（ＩＩＩ）におけるＸ−Ｙ、Ｙ−Ｚ及びＺ−Ｘの組合せとしては、（Ｘ−Ｙ，Ｙ−Ｚ，Ｚ−Ｘ）＝（−１，−１，−１）、（−１，−１，０）、（−１，−１，１）、（−１，０，−１）、（−１，０，０）、（−１，０，１）、（−１，１，−１）、（−１，１，０）、（−１，１，１）、（０，−１，−１）、（０，−１，０）、（０，−１，１）、（０，０，−１）、（０，０，０）、（０，０，１）、（０，１，−１）、（０，１，０）、（０，１，１）、（１，−１，−１）、（１，−１，０）、（１，−１，１）、（１，０，−１）、（１，０，０）、（１，０，１）、（１，１，−１）、（１，１，０）、（１，１，１）の２７通りがあげられる。

前記水性インク全量における前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤の配合量を１００重量部としたとき、前記水性インク全量における前記ＥＯ鎖含有アニオン界面活性剤の配合量は、例えば、５重量部〜４００重量部であり、好ましくは、１０重量部〜２００重量部であり、より好ましくは、２０重量部〜１００重量部である。また、前記水性インク全量における前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤の配合量を１００重量部としたとき、前記水性インク全量における前記ＥＯ鎖含有浸透剤の配合量は、例えば、５０重量部〜２００００重量部であり、好ましくは、１００重量部〜１００００重量部であり、より好ましくは、２００重量部〜２０００重量部である。

前記水性インクは、さらに、湿潤剤を含んでもよい。前記湿潤剤は、例えば、インクジェットヘッドのノズル先端部における水性インクの乾燥を防止する機能を有する。前記湿潤剤は、特に限定されず、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等のポリエーテル；アルキレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタ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、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、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。これらの中で、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ましい。

前記水性インク全量における前記湿潤剤の配合量は、例えば、０重量％〜９５重量％であり、好ましくは、５重量％〜８０重量％であり、より好ましくは、５重量％〜５０重量％である。

前記水性インクは、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、ｐＨ調整剤、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、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。

前記水性インクは、例えば、顔料、水、前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤、前記ＥＯ鎖含有アニオン界面活性剤及び前記ＥＯ鎖含有浸透剤と、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。

つぎに、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、前記水性インクが、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。前記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。

つぎに、本発明のインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法について説明する。

本発明のインクジェット記録装置は、インク収容部及びインク吐出手段を含み、前記インク収容部に収容されたインクを前記インク吐出手段によって吐出するインクジェット記録装置であって、前記インク収容部に、本発明のインクジェット記録用水性インクが収容されていることを特徴とする。

本発明のインクジェット記録方法は、記録媒体に水性インクをインクジェット方式により吐出して記録するインクジェット記録方法であって、前記水性インクとして、本発明のインクジェット記録用水性インクを用いることを特徴とする。

本発明のインクジェット記録方法は、例えば、本発明のインクジェット記録装置を用いて実施可能である。前記記録は、印字、印画、印刷等を含む。

図１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、インク吐出手段（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とを主要な構成要素として含む。

４つのインクカートリッジ２は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色の水性インクを、それぞれ１色ずつ含む。前記４色の水性インクのうちの少なくとも一つが、本発明のインクジェット記録用水性インクである。ヘッドユニット４に設置されたインクジェットヘッド３は、記録媒体（例えば、記録用紙）Ｐに記録を行う。キャリッジ５には、４つのインクカートリッジ２及びヘッドユニット４が搭載される。駆動ユニット６は、キャリッジ５を直線方向に往復移動させる。駆動ユニット６としては、例えば、従来公知のものを使用できる（例えば、特開２００８−２４６８２１号公報参照）。プラテンローラ７は、キャリッジ５の往復方向に延び、インクジェットヘッド３と対向して配置されている。

パージ装置８は、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。パージ装置８としては、例えば、従来公知のものを使用できる（例えば、特開２００８−２４６８２１号公報参照）。

パージ装置８のプラテンローラ７側には、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。ワイパ部材２０は、へら状に形成されており、キャリッジ５の移動に伴って、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１において、キャップ１８は、水性インクの乾燥を防止するため、記録が終了するとリセット位置に戻される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。

本例のインクジェット記録装置１においては、４つのインクカートリッジ２は、ヘッドユニット４と共に、１つのキャリッジ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。インクジェット記録装置１において、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジは、ヘッドユニット４とは別のキャリッジに搭載されていてもよい。また、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジは、キャリッジ５には搭載されず、インクジェット記録装置１内に配置、固定されていてもよい。これらの態様においては、例えば、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジと、キャリッジ５に搭載されたヘッドユニット４とが、チューブ等により連結され、４つのインクカートリッジ２の各カートリッジからヘッドユニット４に前記水性インクが供給される。

このインクジェット記録装置１を用いたインクジェット記録は、例えば、つぎのようにして実施される。まず、記録用紙Ｐが、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。記録用紙Ｐは、インクジェットヘッド３と、プラテンローラ７との間に導入される。導入された記録用紙Ｐに、インクジェットヘッド３から吐出される水性インクにより所定の記録がされる。記録後の記録用紙Ｐは、インクジェット記録装置１から排紙される。本発明によれば、光学濃度（ＯＤ値）が高く、かつ、裏抜けの抑制された記録物を得ることが可能である。図１においては、記録用紙Ｐの給紙機構及び排紙機構の図示を省略している。

図１に示す装置では、シリアル型インクジェットヘッドを採用するが、本発明は、これに限定されない。前記インクジェット記録装置は、ライン型インクジェットヘッドを採用する装置であってもよい。

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、下記の実施例及び比較例により限定及び制限されない。

〔自己分散型顔料水分散液Ａの調製〕
三菱化学（株）製のカーボンブラック「＃２６５０」４０ｇをイオン交換水２００ｇに混合して、ビーズミルにて粉砕した。これにカルボキシル化剤を添加して、加熱撹拌を行い、酸化処理を行った。ついで、得られた液を溶剤にて数回洗浄後、水中に注ぎ、再度水洗を繰り返した後フィルタにてろ過処理し、自己分散型顔料水分散液Ａを調製した。この自己分散型顔料水分散液Ａの自己分散型顔料の平均粒子径を、（株）堀場製作所製の「ＬＢ−５５０」を用いて測定したところ、１５６ｎｍであった。

［実施例１〜１１及び比較例１〜５］
水性インク組成（表１）における、自己分散型顔料水分散液Ａ又は自己分散型顔料を除く成分を、均一に混合しインク溶媒を得た。つぎに、自己分散型顔料水分散液Ａ又は水に分散させた自己分散型顔料に前記インク溶媒を加え、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、実施例１〜１１及び比較例１〜５のインクジェット記録用水性インクを得た。

実施例及び比較例の水性インクについて、（ａ）光学濃度（ＯＤ値）評価、（ｂ）裏抜け評価、（ｃ）速乾性評価及び（ｄ）総合評価を、下記方法により実施した。なお、各評価に用いるサンプルは、つぎのようにして準備した。

〔評価サンプルの作製〕
ブラザー工業（株）製のインクジェット記録装置ＭＦＣ−Ｊ６９７０ＣＤＷを使用して、実施例及び比較例の水性インクを用いて普通紙（ＸＥＲＯＸ社製の「４２００」）上に解像度６００ｄｐｉ×３００ｄｐｉ、Ｄｕｔｙ１００％、液滴量３５ｐＬの条件で単色パッチを含む画像を記録し評価サンプルを作製した。

（ａ）光学濃度（ＯＤ値）評価
前記評価サンプル中の３箇所の光学濃度（ＯＤ値）を、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製の分光測色計ＳｐｅｃｔｒｏＥｙｅ（光源：Ｄ_５０、視野角：２°、ＡＮＳＩ−Ｔ）により測定し、平均値を求め、下記評価基準に従って光学濃度（ＯＤ値）を評価した。

光学濃度（ＯＤ値）評価 評価基準
ＡＡ：光学濃度（ＯＤ値）が、１．４０以上であった。
Ａ ：光学濃度（ＯＤ値）が、１．３５以上１．４０未満であった。
Ｂ ：光学濃度（ＯＤ値）が、１．３０以上１．３５未満であった。
Ｃ ：光学濃度（ＯＤ値）が、１．３０未満であった。

（ｂ）裏抜け評価
前記評価サンプルのベタ記録部分の裏側の光学濃度（ＯＤ値）と非記録部の光学濃度（ＯＤ値）を、前記分光測色計ＳｐｅｃｔｒｏＥｙｅ（光源：Ｄ_５０、視野角：２°、ＡＮＳＩ−Ｔ）により測定し、下記評価基準に従って裏抜けを評価した。

裏抜け評価 評価基準
Ａ：ベタ記録部分の裏側の光学濃度（ＯＤ値）と非記録部の光学濃度（ＯＤ値）との差が、０．０８以下であった。
Ｃ：ベタ記録部分の裏側の光学濃度（ＯＤ値）と非記録部の光学濃度（ＯＤ値）との差が、０．０８を超えた。

（ｃ）速乾性評価
前記評価サンプルの記録後、５秒おきに記録部を綿棒でこすり、下記評価基準に従って速乾性を評価した。

速乾性評価 評価基準
ＡＡ：１回目（５秒後）でかすれがなかった。
Ａ ：２回目（１０秒後）でかすれがなくなった。
Ｂ ：２回目（１０秒後）でもかすれがなくならなかった。

（ｄ）総合評価
実施例及び比較例について、前記（ａ）〜（ｃ）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
Ｇ ：（ａ）〜（ｃ）の結果にＣがなかった。
ＮＧ：（ａ）〜（ｃ）の結果にＣがあった。

実施例及び比較例の水性インクの水性インク組成及び評価結果を、表１に示す。

表１に示すとおり、実施例１〜１１では、光学濃度（ＯＤ値）及び裏抜けの評価結果が良好であった。前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤として、アセチレングリコール系ノニオン界面活性剤を用いた実施例１０では、アセチレングリコール系ノニオン界面活性剤以外の前記ＥＯ鎖含有ノニオン界面活性剤を用いたこと以外は同条件である実施例１１よりも速乾性の評価結果が優れていた。また、前記Ｘが２である前記アセチレングリコール系ノニオン界面活性剤を用いた実施例１では、速乾性の評価結果が優れていることに加えて、前記Ｘが４である前記アセチレングリコール系ノニオン界面活性剤を用いた以外は同条件である実施例８よりも光学濃度（ＯＤ値）が高かった。そして、前記ＥＯ鎖含有浸透剤としてブチル基を有するものを用いた実施例２では、前記ＥＯ鎖含有浸透剤としてメチル基を有するものを用いたこと以外は同条件である実施例５よりも速乾性の評価結果が優れていた。さらに、顔料の平均粒子径が１５６ｎｍである実施例６では、光学濃度（ＯＤ値）の評価結果が極めて優れていた。一方、前記条件（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を１つ以上満たさない比較例１〜５では、光学濃度（ＯＤ値）及び裏抜けの評価結果のいずれか又は双方が悪かった。

以上のように、本発明の水性インクは、高い光学濃度（ＯＤ値）と裏抜けの抑制とを両立可能なものである。本発明の水性インクの用途は、特に限定されず、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 インクカートリッジ
３ インク吐出手段（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

Claims (6)

1. 顔料と、水とを含むインクジェット記録用水性インクであって、
   さらに、エチレンオキサイド鎖を有するノニオン界面活性剤と、エチレンオキサイド鎖を有するアニオン界面活性剤と、エチレンオキサイド鎖を有する浸透剤とを含み、
   前記ノニオン界面活性剤は、式（１）で表わされるアセチレングリコール系ノニオン界面活性剤であり、
   前記アニオン界面活性剤は、カルボン酸塩を有するカルボン酸型、硫酸エステル構造を有する硫酸エステル型、及び、リン酸エステル構造を有するリン酸エステル型からなる群から選択される少なくとも一つであり、
   前記浸透剤は、グリコールエーテルであり、
   前記水性インク全量における前記ノニオン界面活性剤の配合量は、０．０５重量％〜２重量％であり、
   前記水性インク全量における前記アニオン界面活性剤の配合量は、０．０２重量％〜２重量％であり、
   前記水性インク全量における前記浸透剤の配合量は、０．５重量％〜１０重量％であり、
   前記水性インクに、前記ノニオン界面活性剤と、前記アニオン界面活性剤と、前記浸透剤とが、下記条件（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を満足するように配合されており、
   前記ノニオン界面活性剤が有するエチレンオキサイド鎖におけるエチレンオキサイド基の数の平均値（下記Ｘ）が、２であることを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
   
   条件（Ｉ） ：−１≦Ｘ−Ｙ≦１
   条件（ＩＩ） ：−１≦Ｙ−Ｚ≦１
   条件（ＩＩＩ） ：−１≦Ｚ−Ｘ≦１
   Ｘ：前記ノニオン界面活性剤が有するエチレンオキサイド鎖におけるエチレンオキサイド基の数の平均値
   Ｙ：前記アニオン界面活性剤が有するエチレンオキサイド鎖におけるエチレンオキサイド基の数の平均値
   Ｚ：前記浸透剤が有するエチレンオキサイド鎖におけるエチレンオキサイド基の数の平均値
   
   

   

   式（１）において、
   ｍ及びｎは同一でも異なっていてもよく、ｍ＋ｎ＝１〜１５を満たす数であり、
   Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素原子数１〜５の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基である。
2. 前記浸透剤が、炭素原子数が３以上のアルキル基を有する請求項１記載のインクジェット記録用水性インク。
3. 前記顔料の平均粒子径が、１４０ｎｍ〜１６０ｎｍである請求項１又は２記載のインクジェット記録用水性インク。
4. 前記浸透剤の配合量が、２重量％〜４重量％である請求項１〜３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。
5. 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、前記水性インクが、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。
6. 顔料と、水とを含むインクジェット記録用水性インクであって、
   さらに、エチレンオキサイド鎖を有するノニオン界面活性剤と、エチレンオキサイド鎖を有するアニオン界面活性剤と、エチレンオキサイド鎖を有する浸透剤とを含み、
   前記ノニオン界面活性剤は、式（１）で表わされるアセチレングリコール系ノニオン界面活性剤であり、
   前記アニオン界面活性剤は、カルボン酸塩を有するカルボン酸型、硫酸エステル構造を有する硫酸エステル型、及び、リン酸エステル構造を有するリン酸エステル型からなる群から選択される少なくとも一つであり、
   前記浸透剤は、グリコールエーテルであり、
   前記水性インク全量における前記ノニオン界面活性剤の配合量は、０．０５重量％〜２重量％であり、
   前記水性インク全量における前記アニオン界面活性剤の配合量は、０．０２重量％〜２重量％であり、
   前記水性インク全量における前記浸透剤の配合量は、０．５重量％〜１０重量％であり、
   前記水性インクに、前記ノニオン界面活性剤と、前記アニオン界面活性剤と、前記浸透剤とが、下記条件（ＩＶ）〜（ＶＩＩＩ）のいずれか一つを満足するように配合されていることを特徴とするインクジェット記録用水性インク。
   
   条件（ＩＶ） ：Ｘ＝２、Ｙ＝３、且つ、Ｚ＝３
   条件（Ｖ） ：Ｘ＝３、Ｙ＝３、且つ、Ｚ＝３
   条件（ＶＩ） ：Ｘ＝４、Ｙ＝３、且つ、Ｚ＝４
   条件（ＶＩＩ） ：Ｘ＝４、Ｙ＝３、且つ、Ｚ＝３
   条件（ＶＩＩＩ） ：Ｘ＝５、Ｙ＝５、且つ、Ｚ＝５
   Ｘ：前記ノニオン界面活性剤が有するエチレンオキサイド鎖におけるエチレンオキサイド基の数の平均値
   Ｙ：前記アニオン界面活性剤が有するエチレンオキサイド鎖におけるエチレンオキサイド基の数の平均値
   Ｚ：前記浸透剤が有するエチレンオキサイド鎖におけるエチレンオキサイド基の数の平均値
   
   

   

   式（１）において、
   ｍ及びｎは同一でも異なっていてもよく、ｍ＋ｎ＝１〜１５を満たす数であり、
   Ｒ ^１ 、Ｒ ^２ 、Ｒ ^３ 及びＲ ^４ は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素原子数１〜５の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基である。

Images