インクジェット記録用インク、インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
【課題】顔料インクと加熱機構を組み合わせた構成でありながら高い信頼性を確保するよ
うな、インクジェット記録用インクを提供し、さらにそのインクを用いたインクジェット
記録方法及びインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】顔料系微粒子からなる着色剤と、湿潤剤と、界面活性剤と、浸透剤と、水分とを有するインクジェット記録用インクにおいて、前記インクジェット記録用インクの水分蒸発率、水分蒸発に伴う粘度上昇率を次の式で表すとき、
水分蒸発率（％）＝（（初期重量−水分蒸発後の重量）／初期重量））×１００
粘度上昇率＝水分蒸発後の粘度／初期粘度
水分蒸発率３０％までは粘度上昇率が１０以下であり、水分蒸発率３０〜５０％の間に粘度上昇率が５００を越える点を持ち、水分蒸発率３０％までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の２倍以下であることを特徴とする。
うな、インクジェット記録用インクを提供し、さらにそのインクを用いたインクジェット
記録方法及びインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】顔料系微粒子からなる着色剤と、湿潤剤と、界面活性剤と、浸透剤と、水分とを有するインクジェット記録用インクにおいて、前記インクジェット記録用インクの水分蒸発率、水分蒸発に伴う粘度上昇率を次の式で表すとき、
水分蒸発率（％）＝（（初期重量−水分蒸発後の重量）／初期重量））×１００
粘度上昇率＝水分蒸発後の粘度／初期粘度
水分蒸発率３０％までは粘度上昇率が１０以下であり、水分蒸発率３０〜５０％の間に粘度上昇率が５００を越える点を持ち、水分蒸発率３０％までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の２倍以下であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録用インク、そのインクを使用した記録方法及び記録装置に関する。詳細には、加熱機構を持つインクジェット記録装置で使用しても吐出安定性が良好なインクであり、かつ普通紙に対する画像品質・高速印字対応に優れ、保存安定性が良好なインク、そのインクを使用した記録方法及び記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置として、インクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、記録ヘッドから紙などの被記録体にインクを吐出して記録を行うものであり、高精細な画像を高速で記録することができ、ランニングコストが安く、騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
【０００３】
このようなインクジェット記録に用いられるインクとしては、水を主成分とし、これに着色剤及び目詰まり防止等の目的でグリセリン等の湿潤剤、記録紙への浸透性を制御する浸透剤、その他添加剤を含有したものが一般的である。
【０００４】
一般的に水系インクを用いたインクジェット記録は液体インクが記録体へ浸透することで定着するため、吸収特性の向上、着色成分の紙面への定着、着色成分の保護機能を持つインクジェット専用紙が開発されている。しかしインクジェット専用紙は抄紙後の多段の塗布工程が経るためコストが高く、加工薬剤を多く使用しているため普通紙に比べリサイクル性も劣っている。そのため普通紙上で充分な画質を得ることが望まれている。
【０００５】
普通紙はインクジェット専用紙に比べインク吸収性が劣り、専用紙のようにインク性能を補助しないため次のような問題が発生する。
(１)フェザリングの発生、
(２)ブリーディングの発生、
(３)濃度の低下、
(４)発色性の低下、
(５)耐水性の低下、
(６)耐光性の低下、
(７)耐ガス性の低下、
(８)定着性の低下、
(９)コックリング・カールの発生、
(１０)インクの裏抜けの発生
これらの問題点を解決することが普通紙に対するインクジェット記録にとって重要課題となっている。
【０００６】
近年、顔料の分散性の改良や粒径の微小化が行われたため、インクジェットインクに使用されるケースが多くなってきている。カーボンブラック等の顔料を用いることで上記問題(５)〜(７)を改善できるが、染料に比べて濃度や発色性が劣っており、また吐出安定性、長期保存性、再分散性などの信頼性の面でも劣っている。そのため着色剤として顔料を用いる場合、インクの信頼性を向上させることが課題となっている。
【０００７】
これら問題に対処するため、着色されたポリマー粒子、特にポリエステル系又なビニル系ポリマー粒子のエマルジョンを用いたインクジェット記録用インクが多数報告されている（例えば、特許文献１〜３０参照。）。これらには着色剤を水に不溶で分散性の樹脂に内包した着色剤内包樹脂分散体を含有するインクが包含される。また、着色剤としてカラー有機顔料を用いた場合、従来公知のインク処方では普通紙上での画像濃度、色再現性は水溶性分散剤を用いた顔料インクよりも優れるものの染料インクに比べていまだ劣るものであった。
【０００８】
上記以外でもインクジェットインクは信頼性向上と画質向上を兼ね備える方向の検討が行われている。多くのインクジェットインクがヘッドのノズル詰まりを防ぐように、粘度の上昇を極力押さえる方向で設計されている。
例えば、インクの２倍濃縮時の粘度変化を１０倍以内、かつ粒径変化を３倍以内にすることにより、顔料の凝集がインクの広がりを抑制することを防ぎ、白抜けを防止できるとしている（例えば、特許文献３１参照。）。しかし、このインクでは普通紙上で高画質を形成することは難しい。またインク中の揮発成分蒸発した後の残留分が液体であり、かつその粘度が初期粘度の１０倍以内であるインクが開示されている（例えば、特許文献３２参照。）が、このインクは染料インクであり、信頼性は高いものの、やはり普通紙での画質が劣るものである。６０℃環境下での水分蒸発させたときの、インク粘度が蒸発前の粘度の６００倍以下であるインクが開示されている（例えば、特許文献３３参照。）。しかし、これもやはり染料インクであり、水溶性高分子を添加することで、インクの信頼性と画像品質の耐久性とのバランスをとっているが、耐水性に問題が残る。また、粘度の高いインク（５〜１５ｍＰａ・ｓ）が高画質を確保するためには必要であるとの提示がある（例えば、特許文献３４参照。）。これによれば、信頼性確保のために初期の蒸発速度を調整し、かつ粘度を調整するための粘度調整剤として特定の化合物を添加すると良いとしている。顔料を用いたときの上記問題(３)、(４)に対する解決方法ともいえるが、この場合、用いる顔料の粒径の安定性についてはなんら記載がなく、２４時間放置後の信頼性があるとしているが、吐出させるヘッドの構成とノズル径の大きさによっては更に長期放置された場合など、信頼性に劣るインク処方となる。これらのように、高速で高品位な印字品質を確保するためには高粘度の高いインクを使用する必要があるが、粘度の高いインクは信頼性を確保するのが難しく、使いこなせていないのが現状である。
【０００９】
また画質を向上させる方法として、インク付着量を下げずに、より速く乾燥速度を上げることで、普通紙に対する上記(１)，(２)，(８)〜(１０)の問題を解決する方法が試みられている。乾燥速度を上げる方法としては、(ａ)インクに揮発成分を添加させる、(ｂ)プリンタに乾燥機構を持たせる、と２種類の方法が考えられる。
(ａ)の場合、容易に乾燥性を上げることが出来るが、ヘッドのインクノズル部のメニスカスも乾燥しやすくなってしまい粘度上昇を引き起こし、安定吐出に悪影響を及ぼしてしまう。また揮発成分は有機化合物であるため印写環境も悪化させてしまい、水系インクを用いている利点が失われてしまう。顔料を用いたオンデマンドインクジェットシステムでは、信頼性の面から問題点が多い。
(ｂ)の場合、ヒータなどを装置に組みこむことで実現可能であるが、装置が複雑になってしまう欠点を持っている。それでもプラテンを加熱し熱伝導させ被記録体を加熱する方法（例えば、特許文献３５〜３９参照。）や、赤外線を用いる方法（例えば、特許文献４０参照。）、加熱ローラーを用いた定着装置を用意する方法（例えば、特許文献４１，４２参照。）など検討されている。しかしプラテンを用いるものは被記録体との熱伝導性が均一にならないこと、赤外線を用いたものでは多大な電力が必要なこと、定着装置は大掛かりになることが問題視されている。また印字前後に加熱を行うことは、廃熱や輻射熱によって被記録体のみならずヘッド面に熱をかけることとなる。ヘッド面に対して熱がかかることはメニスカスの乾燥を促すこととなり、吐出安定性を低下させる。ヘッド面を熱反射面とすることで熱に対する影響を抑える検討がなされている（例えば、特許文献４３参照。）が、インクの記載がなされておらず、それだけで信頼性が充分とは言い難い。
【００１０】
このような水系インクを使用しつつ熱定着機構を有するインクジェットプリンタは、機構も複雑で信頼性に問題点を抱えているが、高速印字や両面印字時の画質向上などの利点を得るために複数上市されている。しかし熱定着機構を有した全色顔料化インクのオンデマンドインクジェットプリンタは、未だ信頼性に課題が多く、実用化が遅れている。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１９１９７２号公報
【特許文献２】特開２０００−１９１９６８号公報
【特許文献３】特開２０００−１９１９６７号公報
【特許文献４】特開２０００−５３９００号公報
【特許文献５】特開２０００−５３８９９号公報
【特許文献６】特開２０００−５３８９８号公報
【特許文献７】特開２０００−５３８９７号公報
【特許文献８】特開２０００−４４８５２号公報
【特許文献９】特開２０００−２６７７５号公報
【特許文献１０】特開２０００−７９６３号公報
【特許文献１１】特開２０００−７９６２号公報
【特許文献１２】特開平９−２４１５６５号公報
【特許文献１３】特開平９−２１７０３０号公報
【特許文献１４】特開平９−１８３９３２号公報
【特許文献１５】特開平９−１８３９３１号公報
【特許文献１６】特開平９−２８６９３９号公報
【特許文献１７】特開平９−１５７５６５号公報
【特許文献１８】特開平１０−４６０８２号公報
【特許文献１９】特開平１０−４６０９２号公報
【特許文献２０】特開平１０−６０３２７号公報
【特許文献２１】特開平１０−２７３６１０号公報
【特許文献２２】特開平１０−２７９８５１号公報
【特許文献２３】特開平１０−２９８４６２号公報
【特許文献２４】特開平１０−２９８４６７号公報
【特許文献２５】特開平１１−２１７５２８号公報
【特許文献２６】特開平１０−３３８８２９号公報
【特許文献２７】特開平１０−３１６９１８号公報
【特許文献２８】特開平１１−２５６０８３号公報
【特許文献２９】特開平１１−３２３２２６号公報
【特許文献３０】特許第３０６５９５０号公報
【特許文献３１】特開２００２−３３７４４９号公報
【特許文献３２】特開２０００−０９５９８３号公報
【特許文献３３】特開平９−１１１１６６号公報
【特許文献３４】特開２００１−２６２０２５号公報
【特許文献３５】特開昭５５−６９４６４号公報
【特許文献３６】特開昭５５−８４６７０号公報
【特許文献３７】特開昭５８−７２４６０号公報
【特許文献３８】特開昭６２−１３０８６３号公報
【特許文献３９】特開昭６２−１３０８６４号公報
【特許文献４０】特開昭５７−１２０４４７号公報
【特許文献４１】特開平３−１６９６４４号公報
【特許文献４２】特開平６−１８４４７８号公報
【特許文献４３】特開平１１−１２３８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このような熱定着の過程を経ることで、上記(１)，(２)，(８)〜(１０)の問題解決に繋がるが、信頼性に不安を残す。上記のように高粘度顔料インクを併用することは普通紙に対する(３)〜(７)の問題解消に繋がるが、染料使用時以上の吐出安定性を低下させプリンタとしての信頼性を著しく低下させる。そこで、本発明は顔料インクと加熱機構を組み合わせた構成でありながら高い信頼性を確保するような、インクジェット記録用インクを提供し、さらにそのインクを用いたインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために提供する請求項１のインクジェット記録用インクは、顔料系微粒子からなる着色剤と、湿潤剤と、界面活性剤と、浸透剤と、水分とを有するインクジェット記録用インクにおいて、前記インクジェット記録用インクの水分蒸発率、水分蒸発に伴う粘度上昇率を次の式で表すとき、
水分蒸発率（％）＝（（初期重量−水分蒸発後の重量）／初期重量）×１００
粘度上昇率＝水分蒸発後の粘度／初期粘度
水分蒸発率３０％までは粘度上昇率が１０以下であり、水分蒸発率３０〜５０％の間に粘度上昇率が５００を越える点を持ち、水分蒸発率３０％までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の２倍以下であることを特徴とする。
【００１４】
前記課題を解決するために提供する請求項２のインクジェット記録用インクは、請求項１の発明において、前記着色剤は、表面に少なくとも１種の親水基が直接もしくは他の原子団を介して結合して分散剤なしに水に分散可能となった顔料微粒子、および／または顔料を含有し、ポリマーエマルジョンを形成するポリマー微粒子からなることを特徴とする。
【００１５】
前記課題を解決するために提供する請求項３のインクジェット記録用インクは、請求項１または２の発明において、前記着色剤を０．５〜１５ｗｔ％、湿潤剤を１０〜５０ｗｔ％、界面活性剤を０．０１〜５ｗｔ％、浸透剤を０．１〜５ｗｔ％含有することを特徴とする。
【００１６】
前記課題を解決するために提供する請求項４のインクジェット記録用インクは、請求項１〜３の発明において、前記湿潤剤は、温度２０℃、相対湿度６０％環境中の平衡水分量が２５ｗｔ％以上である多価アルコール２種以上からなることを特徴とする。
【００１７】
前記課題を解決するために提供する請求項５のインクジェット記録用インクは、請求項４の発明において、前記多価アルコールの一つがグリセリンであり、該グリセリンの含有量が湿潤剤全体の５０ｗｔ％以下であることを特徴とする。
【００１８】
前記課題を解決するために提供する請求項６のインクジェット記録方法は、請求項１〜５のいずれか一に記載のインクジェット記録用インクをノズルから吐出させ、該インクを被記録体の印字領域または非印字領域に付着させて記録するインクジェット記録方法であって、前記ノズル近傍での水分蒸発率が３０％を超える前に、該ノズルから前記インクジェット記録用インクを吐出させることを特徴とする。
【００１９】
前記課題を解決するために提供する請求項７のインクジェット記録方法は、請求項６の発明において、前記インクジェット記録用インクを被記録体に付着させた後、該被記録体を加熱すること、前記被記録体を加熱した後、前記インクジェット記録用インクを該被記録体に付着させること、前記被記録体を加熱しつつ、前記インクジェット記録用インクを該被記録体に付着させること、のいずれか１つ、またはいずれか２つ以上を併用して記録することを特徴とする。
【００２０】
前記課題を解決するために提供する請求項８のインクジェット記録装置は、インクを被記録体へ吐出するノズルを有する記録ヘッドと、被記録体を加熱する加熱機構とを備えるインクジェット記録装置において、請求項６または７に記載のインクジェット記録方法により被記録体への記録をおこなうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、水に分散する着色剤、湿潤剤、界面活性剤、浸透剤、水分からなるインクジェット記録用インクにおいて、水分蒸発率３０〜５０％の間に急激に増粘する（粘度上昇率が５００を越える）ようにインクを処方することで、加熱機構を備えたインクジェット記録装置において低熱量で画質向上を得ることが出来る。また水分蒸発率３０％未満の粘度上昇率を１０以下にし、平均粒径の変化を小さく押さえられるようにインクを設計することで、短期および長期の信頼性が確保される。
また本発明のインクジェット記録用インク、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置を用いることで、低熱量の加熱機構で高品位な画像形成が可能となるため、輻射熱によるヘッド、インクへの熱による信頼性低下を抑制することが可能となる。低熱量であることからエネルギー消費量も少なくでき、環境にも優しく、加熱機構のウォームアップ時間の短縮効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（インクジェット記録用インク）
以下に、本発明に係るインクジェット記録用インクの実施の形態について説明する。
上記目的を達成するための発明は、被記録体を加熱する加熱機構を備えたインクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録用インクであって、該インクは水に分散する顔料系微粒子からなる着色剤、湿潤剤、界面活性剤、浸透剤、水分とを含有し、水分蒸発率、水分蒸発に伴う粘度上昇率が、次の式で表すとき、
水分蒸発率（％）＝（（初期重量−水分蒸発後の重量）／初期重量）×１００
粘度上昇率＝水分蒸発後の粘度／初期粘度
水分蒸発率３０％までは粘度上昇率が１０以下であり、かつ、水分蒸発率３０〜５０％の間に粘度上昇率が５００を越える点を持ち、更に水分蒸発率３０％までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の２倍以下となることを特徴とするインクジェット記録用インクを提供するものである。
そして本発明において、水分蒸発率３０％までの粘度上昇率は好ましくは８以下で、より好ましくは５以下である。
水分蒸発率３０〜５０％の間に粘度上昇率は好ましくは１０００を超える点を持ち、より好ましくは２０００を超える点を持つものである。
更に水分蒸発率３０％までのインク中の着色剤の平均粒子径が、好ましくは初期平均粒子径の１．８倍以下、より好ましくは１．５倍以下となるものである。
なお、初期重量とは、インクジェット記録用インクの水分蒸発率、水分蒸発に伴う粘度上昇率を測定する実験を行う際に、インクジェット記録用インクをインク乾燥用容器に入れた直後の重量のことであり、また初期粘度とは、上記実験に用いる乾燥前のインクジェットインクの粘度のことである。
また、本発明において評価に用いるインクは、３ヶ月間の水分蒸発が１％未満となる密閉容器に保存されており、粘度や粒径の一週間の変化率が−５％〜５％に収まる状態にあるものである。好ましくは製造後３ヶ月以内であるものである。
【００２３】
また本発明においてはインクの水分蒸発に対する粘度の上昇率が乾燥速度に大きく貢献している。水分蒸発率５０％以下で粘度上昇率が５００を越える点を持つように構成されるインクの場合、そのような物性を示さないインクに比べ乾燥状態になるための水分蒸発量が少ないため、低い加熱で充分に乾燥状態にすることが出来る。このような物性を示すインクであっても、水分蒸発率３０％までは粘度上昇率１０以下であり、かつ水分蒸発率３０％までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の２倍以下となるように処方されていることで、インク吐出に対する信頼性を確保することが可能となる。その結果、顔料を用いたインク構成にも関わらず、加熱機構と組み合わせても充分な信頼性と画質の両者を得ることが出来る。
【００２４】
なお、ここでいう平均粒径とは、体積累積パーセント５０％の値をさす。体積累積パーセント５０％の値を測定するには、例えば、インク中のブラウン運動を行っている粒子にレーザー光を照射し、粒子から戻ってくる光（後方散乱光）の振動数（光の周波数）の変化量から粒子径を求める動的光散乱法（ドップラー散乱光解析）といわれる方法を用いることができる。
【００２５】
上記の望ましい物性を示すためには、着色剤としてその表面に少なくとも1種の親水基が直接もしくは他の原子団を介して結合するような処理がなされたことにより、分散剤なしに水に分散可能となった顔料微粒子か、ポリマー微粒子に水不溶性または難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョンを使用する必要がある。これら以外の着色剤、例えば界面活性剤のみを用いて分散を行った顔料、水溶性樹脂のみを使用して分散を行った顔料を使用した場合、水分蒸発による平均粒径増加が健著であり、吐出信頼性を損なう畏れがある。
【００２６】
また水分蒸発速度を緩めることは吐出信頼性を向上させるため、湿潤剤を１０〜５０ｗｔ％含有し、使用される湿潤剤は、温度２０℃相対湿度６０％環境中の平衡水分量が２５ｗｔ％以上である多価アルコールを少なくとも２種以上含有することが望ましい。より好ましくは平衡水分量が３０ｗｔ％以上で、特に好ましくは平衡水分量が３５ｗｔ％以上の場合である。
この多価アルコールの一つがグリセリンであり、かつグリセリンの含有量が湿潤剤全体の５０ｗｔ％以下であることが、上記蒸発物性を発現さすために望ましい条件である。
より好ましくは２０ｗｔ％以上で、特に好ましくは２５ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下である。
これらの構成を満たしつつ印写画質を向上させるためには、着色剤を０．５〜１５ｗｔ％、界面活性剤を０．０１〜５ｗｔ％、浸透剤を０．１〜５ｗｔ％含有することが望ましい。
より好ましくは０．３ｗｔ％以上４ｗｔ％以下で、特に好ましくは０．５ｗｔ％以上３ｗｔ％以下である。
【００２７】
これらのインクの構成要素としては、着色剤・湿潤剤・界面活性剤・浸透剤等からなるが、請求項１及び２の発明を満たすようなインクを処方するためには、それぞれの組み合わせが重要となる。以後、構成要素の詳細な説明を行う。
【００２８】
着色剤については、耐候性の面から主として顔料が用いられるが、色調調整の目的で同時に染料を、耐候性を劣化させない範囲内で含有しても構わない。
無機顔料としては、酸化チタン及び酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロ-、カドミウムレッド、クロムイエロ-に加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。
有機顔料としては、アゾ顔料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、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、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料など）、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、特に、水と親和性の良いものが好ましく用いられる。
【００２９】
上記顔料において、より好ましく用いられる顔料の具体例としては、黒色用としては、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のカーボンブラック（C.I..ピグメントブラック7）類、または銅、鉄（C.I..ピグメントブラック11）、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック（C.I..ピグメントブラック1）等の有機顔料があげられる。
【００３０】
さらに、カラー用としては、C.I..ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42（黄色酸化鉄）、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、408、109、110、117、120、128、138、150、151、153、183、C.I..ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I..ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48：2、48：2（パ-マネントレッド2Ｂ（Ｃａ））、48：3、48：4、49：1、52：2、53：1、57：1（ブリリアントカーミン6Ｂ）、60：1、63：1、63：2、64：1、81、83、88、101（べんがら）、104、105、106、108（カドミウムレッド）、112、114、122（キナクリドンマゼンタ）、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、219、C.I..ピグメントバイオレット1（ローダミンレーキ）、3、5：1、16、19、23、38、C.I..ピグメントブルー1、2、15、15：1、15：2、15：3（フタロシアニンブルー）、16、17：1、56、60、63、C.I..ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36等が挙げられる。
他の適切な着色顔料の例は、The Colour Index、第三版(The SoC.I.ety of Dyers and Colourists,1982)に記載されている。
【００３１】
これら顔料のうち、好ましい形態としては、その表面に少なくとも１種の親水基が直接もしくは他の原子団を介して結合するように表面改質された顔料微粒子である。そのためには、顔料微粒子の表面に、ある特定の官能基（スルホン基やカルボキシル基等の官能基）を化学的に結合させるか、あるいはまた、次亜ハロゲン酸および／またはその塩を用いて湿式酸化処理するなどの方法が用いられる。なかでも好ましい形態は、顔料微粒子の表面にカルボキシル基が結合され、水中に分散されている形態である。これも顔料微粒子が表面改質されカルボキシル基が結合しているために、分散安定性が向上するばかりではなく、高品位な印字品質が得られるとともに、印字後の記録媒体の耐水性がより向上する。
【００３２】
またこの形態のインクは乾燥後の再分散性に優れるため、長期間印字を休止し、インクジェットヘッドのノズル付近のインクの水分が蒸発した場合も目詰まりを起こさず簡単なクリーニング動作で容易に良好な印字が行えるようになる。またこの自己分散型の顔料は、後述する界面活性剤及び浸透剤と組み合わせた時に、特に相乗効果が大きく、より信頼性の高い、高品位な画像を得ることが可能となる。
【００３３】
上記形態の顔料微粒子に加え、ポリマー微粒子に顔料を含有させたポリマーエマルジョンを使用することも可能である。顔料を含有させたポリマーエマルジョンとは、ポリマー微粒子中に顔料を封入したもの、及び／またはポリマー微粒子の表面に顔料を吸着させたものである。この場合、全ての顔料が封入及び／または吸着している必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲で該顔料がエマルジョン中に分散にしていてもよい。ポリマーエマルジョンを形成するポリマーとしてはビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、及びポリウレタン系ポリマー等が挙げられるが、特に好ましく用いられるポリマーはビニル系ポリマー及びポリエステル系ポリマーであり、特開２０００−５３８９７号公報、特開２００１−１３９８４９号公報に開示されているポリマーを引用する。
【００３４】
また本発明では顔料のみでなく、以下のような染料を併用することも可能である。
例えば、酸性染料及び食用染料として次のものが挙げられる。
C.I.．アシッド・イエロー 17、23、42、44、79、142
C.I.．アシッド・レッド 1、8、13、14、18、26、27、35、37、42、52、82、87、89、
92、97、106、111、114、115、134、186、249、254、289
C.I.．アシッド・ブルー 9、29、45、92、249
C.I.．アシッド・ブラック 1、2、7、24、26、94
C.I.．フード・イエロー 2、3、4
C.I.．フード・レッド 7、9、14
C.I.．フード・ブラック 1、2
また直接性染料として次のものが挙げられる。
C.I.．ダイレクト・イエロー 1、12、24、26、33、44、50、120、132、142、144、86
C.I.．ダイレクト・レッド 1、4、9、13、17、20、28、31、39、80、81、83、89、225、227
C.I.．ダイレクト・オレンジ 26、29、62、102
C.I.．ダイレクト・ブルー 1、2、6、15、22、25、71、76、79、86、87、90、98、163、165、199、202
C.I.．ダイレクト・ブラック 19、22、32、38、51、56、71、74、75、77、154、168、171
【００３５】
また塩基性染料として次のものが挙げられる。
C.I.．ベーシック・イエロー 1、2、11、13、14、15、19、21、23、24、25、28、29、32、36、40、41、45、49、51、53、63、465、67、70、73、77、87、91
C.I.．ベーシック・レッド 2、12、13、14、15、18、22、23、24、27、29、35、36、38、39、46、49、51、52、54、59、68、69、70、73、78、82、102、104、109、112
C.I.．ベーシック・ブルー 1、3、5、7、9、21、22、26、35、41、45、47、54、62、65、66、67、69、75、77、78、89、92、93、105、117、120、122、124、129、137、141、147、155
C.I.．ベーシック・ブラック 2、8
【００３６】
さらに反応性染料として
C.I.．リアクティブ・ブラック 3、4、7、11、12、17
C.I.．リアクテイブ・イエロー 1、5、11、13、14、20、21、22、25、40、47、51、55、65、67
C.I.．リアクティブ・レッド 1、14、17、25、26、32、37、44、46、55、60、66、74、79、96、97
C.I.．リアクティブ・ブルー 1、2、7、14、15、23、32、35、38、41、63、80、95等が使用できる。これらのなかで特に好ましいのは、酸性染料及び直接性染料である。
【００３７】
インク中の着色剤の添加量は、０．５〜１５重量％程度が好ましく、より好ましくは５〜１２重量％程度である。
【００３８】
湿潤剤としては、水素結合しやすく、単独では粘度が高いもので、かつ、平衡水分量が高く、水分の存在下では粘度が低下するようなものを含有させることで、本発明のようなインクを得ることができる。
【００３９】
そのような多価アルコールとしては、グリセリン、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、テトラエチレングリコール、1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,6-ヘキサントリオールなどが挙げられるが、特にグリセリンは、水分蒸発に伴い粘度が急激に上昇するが、着色剤の凝集を押さえ、粒径が大きくなるのを防ぐ効果が高いため、湿潤剤全体の２０％以上添加することが重要である。また平衡水分量等の面からも、グリセリンは好ましい。
【００４０】
グリセリンと併用される湿潤剤としては、1,3-ブタンジオールが望ましい。1,3-ブタンジオールは、グリセリン同様に平衡水分量が高く、信頼性が高いうえに、インクが紙に着弾した際の画素の広がりを均一にし、更には色材を紙表面にとどめる効果も高い。グリセリンは信頼性向上効果が高いが、多量に添加すると画質が悪くなり、また水分蒸発後の粘度上昇が大きくなりすぎて、吐出安定性も悪くなる場合があるため、これらの混合比は１：５〜５：１、さらに請求項１の物性を示すためにも1,3-ブタンジオール：グリセリンは１：１〜４：１とすることが望ましい。より好ましくは１：１〜３：１で、特に好ましくは２５ｗｔ％以上２：１〜３：１である。
インク全体に占める湿潤剤の割合は１０〜５０ｗｔ％が本発明の効果が得られる範囲であるが、特に好ましくは２５〜３５％の範囲である。湿潤剤量が少ないとインクの保存安定性・吐出安定性が悪くなり、ノズルの目詰まりが起こりやすくなる。また湿潤剤量が多すぎると、乾燥性が悪くなり、文字の滲みや色境界の滲みが発生し、画像品質が低下することになる。
【００４１】
界面活性剤としてはアニオン系界面活性剤またはノニオン系界面活性剤が用いられる。
色材の種類や湿潤剤、水溶性有機溶剤の組合せによって、分散安定性を損なわない界面活性剤を選択する。
【００４２】
アニオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、琥珀酸エステルスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩などが挙げられる。
【００４３】
非イオン性界面活性剤としては、例えば、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ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエステル、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フェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドなどが挙げられる。このような界面活性剤は日光ケミカルズ（株）、日本エマルジョン（株）、日本触媒（株）、東邦化学（株）、花王（株）、アデカ（株）、ライオン（株）、青木油脂（株）、三洋化成（株）などの界面活性剤メーカより容易に入手できる。
【００４４】
アセチレングリコール系界面活性剤は、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール、3,6-ジメチル-4-オクチン-3,6-ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールなどのアセチレングリコール系（例えばエアープロダクツ社（米国）のサーフィノール104、82、465、485あるいはＴＧなど）をもちいることができるが、特にサーフィノール465、104やＴＧが良好な印字品質を示す。
【００４５】
前記界面活性剤は、これらに限定されるものではなく、単独で用いても、複数のものを混合して用いてもよい。単独では記録液中で容易に溶解しない場合も、混合することで可溶化され、安定に存在することができる。
中でも特に望ましいのが、下記一般式で示されるノニオン系界面活性剤である。
【００４６】
【化１】
【００４７】
【化２】
【００４８】
【化３】
【００４９】
【化４】
【００５０】
【化５】
【００５１】
インク組成物中でのこれら界面活性剤の添加量は０．０１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％であり、好ましくは０．５ｗｔ％〜３ｗｔ％である。０．０１ｗｔ％未満では添加した効果は無く、５．０ｗｔ％より多い添加では記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けの発生といった問題が発生する。
より好ましくは０．５ｗｔ％以上２．５ｗｔ％未満で、特に好ましくは０．８ｗｔ％以上２．０ｗｔ％未満である。
【００５２】
浸透剤としては、２０℃の水に対する溶解度が０．２ｗｔ％以上５．０ｗｔ％未満のポリオールの少なくとも１種を含有することが望ましい。
より好ましくは１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％未満で、特に好ましくは１．０ｗｔ％以上４．０ｗｔ％未満である。
このようなポリオールのうち、脂肪族ジオールとしては、2-エチル-2-メチル-1,3-プロパンジオール、3,3-ジメチル-1,2-ブタンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-2-プロピル-1,3-プロパンジオール、2,4-ジメチル-2,4-ペンタンジオール、2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジオール、5-ヘキセン-1,2-ジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオールなどが、具体例として挙げられる。
これらのなかで最も望ましいものは2-エチル-1,3-ヘキサンジオール及びまたは2、2、4-トリメチル-1、3-ペンタンジオールである。
【００５３】
その他の併用できる浸透剤として、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、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ブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、エタノール等の低級アルコール類などが挙げられるが、インク中に溶解し、所望の物性に調整できるものであれば、これらに限らない。
【００５４】
浸透剤の添加量としては０．１〜５．０ｗｔ％の範囲が望ましい。添加量が０．１ｗｔ％よりも少ないと、速乾性が得られず滲んだ画像となる。逆に添加量が５．０ｗｔ％よりも多いと着色剤の分散安定性が損なわれ、ノズルが目詰まりしやすくなったり、また記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けの発生といった問題が発生する。
より好ましくは０．５ｗｔ％以上４．０ｗｔ％以下で、特に好ましくは１．０ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下である。
【００５５】
その他インクに添加する添加剤としては、防腐紡黴剤やｐＨ調整剤、キレート剤、防錆剤などが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００５６】
防腐防黴剤としてはデヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2-ピリジンチオール1-オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム等が本発明に使用できる。
【００５７】
ｐＨ調整剤としては、調合される記録液に悪影響をおよぼさずにｐＨを所望の値に調整できるものであれば、任意の物質を使用することができる。その例として、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物、第4級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等が挙げられる。
【００５８】
キレート剤としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等がある。
【００５９】
防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト、ベンゾトリアゾール等がある。
【００６０】
本発明のインクジェット記録用インクの調製方法としては、顔料系微粒子を分散させる従来公知のインクの調製方法でよく、例えば、まず湿潤剤、浸透剤、界面活性剤、水を混合し均一に混合するように攪拌を行い、ついでこの混合液に対して顔料、消泡剤を添加し、攪拌して分散液を得ればよい。
また分散液を濾過等することにより、粗大粒子やごみや不純物を除去する。
上記不純物は、２種有ると考えており、（１）製造設備より混入するもの（ゴミ、埃、前に製造したものの残分、洗剤等）、（２）原材料に含まれるもの（モノマー残、副生成物等）が挙げられる。そのため、本発明のインクを製造する際には、インク構成成分とは異なる溶解、分散成分の混入を防ぐため充分に清掃された容器を用いることが望ましく、インクとの接触面がＳＵＳ製やガラス製、フッ素樹脂であることが望ましい。特に前工程で製造された製品が残存して混入することが無いように製造容器や配管の充分な洗浄と、洗浄時に用いる洗浄液成分の残留が無いように充分なリンスを行うことが望ましい。なお、インクは多価金属イオンの影響を受けやすいため、イオン交換水や純水を用いることが望ましい。
また、用いる材料は、材料製造時の副生成物、製造原料の残分の少ないものが望ましく、副生成物による臭気の点や製品管理が行き届いている点から一般工業品グレードより化粧品グレードを用いることが好ましい。
また製造後のインクは、インク材料由来やインク製造過程で発生した粗大粒子を取り除くため、濾過工程を経ることが望ましい。
濾過に用いるフィルター孔径は、直径０．５μｍ〜１０μｍが望ましく、より好ましくは３μｍ〜７μｍが製造効率とインク吐出信頼性の面から好ましい。
製造されたインクはインクカートリッジに充填されるが、充填されるインクは脱気されたものが望ましく、好ましくは溶存酸素濃度が５ｐｐｍ以下である。
【００６１】
（インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置）
本発明に係るインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明のインクジェット記録装置の要部の構成を示す概略図である。
インクジェット記録装置１０は、被記録体の一態様である記録紙７を搬送する紙押えローラー５及び紙送りローラー６、本発明のインクジェット記録用インクを吐出するノズルを有する記録ヘッド１、加熱機構の一態様であるプラテン２及び紙押えローラー４を備えている。
【００６２】
記録ヘッド１は、ノズルから本発明のインクジェット記録用インクを吐出して、記録紙７の印刷面あるいは非印刷面に記録するものである。例えば、複数の加圧液室、加圧液室に連通する孔径３５μｍ以下のノズル及びインク供給路、振動板、振動板を変位させる電気機械変換手段からなるものである。また、複数のインク滴を連続して吐出させ記録媒体に着弾する前にマージさせて大きな滴を形成する構成にすると、粘度が高めのインクにおいても、吐出安定性を確保することができるので好ましい。
【００６３】
プラテン２及び紙押えローラー４は、インクジェット記録用インクが付着した記録紙７をプラテン２と紙押えローラー４との間に挟んで、プラテン２の熱により加熱する加熱機構である。ここで、プラテン２は中空円筒形状のローラーであり、その内部に配置されたハロゲンヒーター３の発熱により加熱される。
【００６４】
紙押えローラー５及び紙送りローラー６は記録紙７の搬送機構であり、記録紙７を紙押えローラー５と紙送りローラー６との間に挟んで、紙送りローラー６の回転駆動により排紙方向（図中右から左方向）に搬送するものである。
【００６５】
インクジェット記録装置１０を用いたインクジェット記録方法として、以下の手順でイ
ンクジェット記録用インクを用いた記録が行われる。
（Ｓ１１）記録紙７が紙押えローラー５及び紙送りローラー６により、記録ヘッド１に搬送される。
（Ｓ１２）記録ヘッド１のノズルから本発明のインクジェット記録用インクが吐出され、記録紙７の印字領域あるいは非印字領域に付着されて記録（画像形成）が行われる。このとき、ノズル近傍でのインクジェット記録用インクの水分蒸発が３０％を越える前に、ノズルから該インクを吐出させる。これより安定した高品位な画像形成を行なうことができる。
（Ｓ１３）インクジェット記録用インクが付着した記録紙７がプラテン２及び紙押えローラー４に搬送され、プラテン２と紙押えローラー４との間に挟まれて加熱され、その後排紙される。
【００６６】
なお、ステップＳ１２において、ノズルより吐出されるインクの液滴の大きさが３〜４０ｐｌ、液滴の速度が６〜２０ｍ/ｓ、周波数１ＫＨｚ以上、解像度が３００ｄｐｉ以上である場合において本発明のインクジェット記録用インクを使用すると、更に本発明インクの特徴が生かされることになり好ましい。
【００６７】
本発明に係るインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置の第２の実施の形態について説明する。
図２は、本発明のインクジェット記録装置の要部の構成を示す概略図である。
インクジェット記録装置２０は、被記録体の一態様である記録紙２７を加熱しながら搬送するプラテン２２及び紙送りローラー２６、本発明のインクジェット記録用インクを吐出するノズルを有する記録ヘッド２１、記録紙２７を排紙方向に導く紙押えローラー２４ａ，２４ｂを備えている。ここで記録ヘッド２１は第１の実施の形態で示した記録ヘッド１と同じ構成である。
【００６８】
プラテン２２及び紙送りローラー２６は、インクジェット記録用インク付着前の記録紙２７をプラテン２２と紙送りローラー２６との間に挟んで、プラテン２２の熱により加熱する加熱機構と、紙送りローラー２６の回転駆動により排紙方向（図中右から左方向）に搬送する搬送機構とを兼ね備えたものである。ここで、プラテン２２は中空円筒形状のローラーであり、その内部に配置されたハロゲンヒーター２３の発熱により加熱される。
【００６９】
インクジェット記録装置２０を用いたインクジェット記録方法として、以下の手順でインクジェット記録用インクを用いた記録が行われる。
（Ｓ２１）記録紙２７がプラテン２２及び紙送りローラー２６との間に挟まれて加熱され、加熱された記録紙２７が紙送りローラー２６の回転駆動により、記録ヘッド２１に搬送される。
（Ｓ２２）記録ヘッド２１のノズルから本発明のインクジェット記録用インクが吐出され、記録紙２７の印字領域あるいは非印字領域に付着されて記録（画像形成）が行われる。
このとき、ノズル近傍でのインクジェット記録用インクの水分蒸発が３０％を越える前に、ノズルから該インクを吐出させる。これより安定した高品位な画像形成を行なうことができる。
（Ｓ２３）インクジェット記録用インクが付着して画像形成された記録紙２７が紙押えローラー２４ａ，２４ｂに搬送され、紙押えローラー２４ａ，２４ｂにより排紙方向に導かれる。
【００７０】
本発明に係るインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置の第３の実施の形態
について説明する。
図３は、本発明のインクジェット記録装置の要部の構成を示す概略図である。
インクジェット記録装置３０は、被記録体の一態様である記録紙３７を搬送する紙押えローラー３５及び紙送りローラー３６、本発明のインクジェット記録用インクを吐出するノズルを有する記録ヘッド３１、記録紙３７の記録ヘッド３１配置側とは反対面側に配置され記録紙３７を加熱するプラテン３２、記録紙３７を排紙方向に導く紙押えローラー３４ａ，３４ｂを備えている。ここで記録ヘッド３１は第１の実施の形態で示した記録ヘッド１と、紙押えローラー３５及び紙送りローラー３６は第１の実施の形態で示した紙押えローラー５及び紙送りローラー６同じ構成である。
【００７１】
プラテン３２は、記録ヘッド３１によるインクジェット記録用インクの付着が行われている時点の記録紙３７を記録紙３７の印字面の反対面側から接触して、プラテン３２の熱により加熱する加熱機構である。ここで、プラテン３２は記録紙３７に摺動する構造となっており、その近傍に配置されたハロゲンヒーター３３の発熱により加熱される。
【００７２】
インクジェット記録装置３０を用いたインクジェット記録方法として、以下の手順でインクジェット記録用インクを用いた記録が行われる。
（Ｓ３１）記録紙３７が紙押えローラー３５及び紙送りローラー３６により、記録ヘッド３１に搬送される。
（Ｓ３２）記録紙３７がプラテン３２と摺動されて加熱されつつ、記録ヘッド３１のノズルから本発明のインクジェット記録用インクが吐出され、記録紙３７の印字領域あるいは非印字領域に付着されて記録（画像形成）が行われる。このとき、ノズル近傍でのインクジェット記録用インクの水分蒸発が３０％を越える前に、ノズルから該インクを吐出させる。これより安定した高品位な画像形成を行なうことができる。
（Ｓ３３）インクジェット記録用インクが付着して画像形成された記録紙３７が紙押えローラー３４ａ，３４ｂに搬送され、紙押えローラー３４ａ，３４ｂにより排紙方向に導かれる。
【００７３】
本発明においては、上記加熱機構を用いることでインクジェット記録用インクの乾燥速度を高め、フェザリング、ブリーディング、コックリング、裏抜けを抑制するものである。ここで言う乾燥とは完全に水分が無くなる状態ではなく、ある程度水分を失ったインクが流動性を失った状態となり、記録紙（被記録体）に保持され液体として流れ動かない様を表す。なお、記録紙の加熱はインクの水分蒸発を促進するためなので、記録紙に熱量を与える事が重要であり、印写の前後は問わない。そのため、上記第１〜３の実施の形態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のいずれか１つ、またはいずれか２つ以上を併用したインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法としてもよい。
【００７４】
以上のような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より、低熱量の加熱機構で高品位な画像形成が可能となるため、輻射熱によるヘッド、インクへの熱による信頼性低下を抑制することが可能となる。また低熱量であることからエネルギー消費量も少なくでき、環境にも優しく、加熱機構のウォームアップ時間の短縮効果も得られる。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例を示すがこれらに限定されるものではない。
まず本発明の前提となるインクジェット記録用インクの信頼性に対する顔料適性についての検討結果を比較例として示す。
（比較例１）
比較例１におけるインクジェット記録用インク組成と製造方法を以下に示す。
（１）組成
・顔料系微粒子：ＣＡＢ-Ｏ-ＪＥＴ３００(キャボット社製)（表面に少なくとも1種の親水基が直接もしくは他の原子団を介して結合するような処理がなされたカーボンブラック） ５０．０ｗｔ％
・湿潤剤：ジエチレングリコール １２．０ｗｔ％
グリセリン ２４．０ｗｔ％
・浸透剤：ジエチレングリコールモノブチルエーテル ２．０ｗｔ％
・界面活性剤：ダイノール604(信越化学工業製) １．０ｗｔ％
・消泡剤：シリコーン消泡剤ＫＳ508（信越化学社製） ０．１ｗｔ％
・水分：純水 １０．９ｗｔ％
【００７６】
（２）製造方法
まず湿潤剤、浸透剤、界面活性剤、水を混合し一時間攪拌を行い均一に混合する。ついで、この混合液に対して顔料、消泡剤を添加し、一時間攪拌する。ついで、この分散液を０．８μｍセルロースアセテートメンブランフィルターにて加圧濾過し、粗大粒子やごみを除去して評価に用いるインクを得た。
【００７７】
（比較例２）
比較例１において顔料系微粒子を以下に示す顔料含有ポリマー微粒子分散体４５．０ｗｔ％とし、ジエチレングリコールを１４．７ｗｔ％、グリセリンを２９．３ｗｔ％、純水を７．９ｗｔ％として、それ以外の条件は比較例１と同じとしてインクを得た。
【００７８】
（ポリマー溶液Ａの調製）
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えた１Ｌのフラスコ内を充分に窒素ガス置換した後、スチレン１１．２ｇ、アクリル酸２．８ｇ、ラウリルメタクリレート１２．０ｇ、ポリエチレングリコールメタクリレート４．０ｇ、スチレンマクロマー４．０ｇ及びメルカプトエタノール０．４ｇを混合し、６５℃に昇温した。次にスチレン１００．８g、アクリル酸２５．２ｇ、ラウリルメタクリレート１０８．０ｇ、ポリエチレングリコールメタクリレート３６．０ｇ、ヒドロキシルエチルメタクリレート６０．０ｇ、スチレンマクロマー３６．０ｇ、メルカプトエタノール３．６ｇ、アゾビスメチルバレロニトリル２．４ｇ及びメチルエチルケトン１８ｇの混合溶液を２．５時間かけて、フラスコ内に滴下した。滴下後、アゾビスメチルバレロニトリル０．８ｇ及びメチルエチルケトン１８ｇの混合溶液を０．５時間かけて、フラスコ内に滴下した。６５℃で１時間熟成した後、アゾビスメチルバレロニトリル０．８ｇを添加し、更に１時間熟成した。反応終了後、フラスコ内にメチルエチルケトン３６４ｇを添加し、濃度が５０％の
ポリマー溶液Ａ８００ｇを得た。
【００７９】
（顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調製）
ポリマー溶液Ａ ２８ｇとC.I..ピグメントブルー１５：３を２６ｇ、１ｍｏｌ/Ｌの水酸化カリウム水溶液１３．６ｇ、メチルエチルケトン２０ｇ及びイオン交換水１３．６ｇを十分に攪拌した後、ロールミルを用いて混練した。得られたペーストを純水２００ｇに投入し、充分に攪拌した後、エバポレータ用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、シアンポリマー微粒子の水分散体（顔料含有ポリマー微粒子分散体）を得た。
【００８０】
（比較例３）
比較例１において顔料系微粒子を以下に示す顔料樹脂分散液３８．７ｗｔ％とし、ジエチレングリコールを１１．３ｗｔ％、グリセリンを２２．７ｗｔ％、界面活性剤をソフタノール７０(日本触媒製)１．０ｗｔ％、純水を２４．２ｗｔ％として、それ以外の条件は比較例１と同じとしてインクを得た。
【００８１】
（ポリマー溶液Ｂの調製）
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管を備えた１Ｌのセパラブルフラスコに、フマール酸４９．６ｇ、ビスフェールＡ−ジヒドロキシエチル１６９ｇ、無水フタル酸３１．７ｇ及びパラトルエンスルホン酸０．７ｇを入れ、窒素気流中で１５０℃で２時間縮合反応させた後、１７５℃で３時間縮合反応させてポリエステル樹脂を合成した。そこに水６７８．８ｇ及び２８％アンモニア水２２．８ｇを加え６５℃で２時間攪拌し、さらに酸性亜硫酸ナトリウム４７．５ｇを加え、９５℃で６時間攪拌することで透明な樹脂濃度３０％のポリマー溶液Ｂを１０００ｇ得た。
【００８２】
（顔料樹脂分散液の調整）
ポリマー溶液Ｂ １０５ｇ、エチレングリコール１００ｇ、テトラメチレンスルホン１０．５ｇ、純水１３６．３ｇ及び水酸化ナトリウム０．２ｇを良く混合し、さらにC.I..ピグメントブルー１５：２ １５５ｇを撹拌しながら混合して、ビーズミルにて顔料を２時間分散する。純水４９５ｇを添加して超遠心分離機で粗大粒子を除去して、顔料分１５．５％の青色顔料樹脂分散液を得た。
【００８３】
（比較例４）
比較例３において顔料系微粒子を以下に示す顔料界面活性剤分散液４２．５ｗｔ％とし、ジエチレングリコールを１５．３ｗｔ％、グリセリンを３０．７ｗｔ％、純水を８．４ｗｔ％として、それ以外の条件は比較例３と同じとしてインクを得た。
【００８４】
（顔料界面活性剤分散液の調製）
C.I..ピグメントブルー１５：３ １００ｇ、ポリオキシエチレンオレイルエーテル硫酸アンモニウム ２４．８ｇ、純水 １７５．２ｇを混合した後、湿式サンドミルにて分散を行い、純水４１４．３ｇ加え混合し、遠心処理にかけて粗大粒子を取り除き、シアン顔料界面活性剤分散液を得た。
【００８５】
比較例１〜４のインク組成を表１に示す。
【００８６】
【表１】
【００８７】
比較例１〜４のインクジェット記録用インクの信頼性に対する顔料適性として、次の内容で水分蒸発に伴う粒径変化の測定を行った。
（水分蒸発に伴う粒径変化の測定）
インク一定量を温度５０℃、相対湿度１０％の環境中に放置し、一定時間放置後のインク重量変化を測定し、またその時点での粒径を測定した。粒径の測定にはマイクロトラック社製の粒度分布測定器ＵＰＡ１５０を使用し、希釈倍率５００倍で測定した。
【００８８】
その結果を図４示す。
水分蒸発率３０％でも比較例１,２は顕著な粒径増加が起っておらず、水分蒸発率３０％未満で吐出を行うならば吐出信頼性は確保されている。これに対して、比較例３,４では水分蒸発率３０％未満でも粒径増加傾向が見られることから、長期的な放置や加熱機構による乾燥の促進によってメニスカス部から水分蒸発が加速した場合、水分蒸発率が少ない状態でも顔料の再分散性が低下し、顔料の粒径増加が起り、吐出信頼性を低下させることがわかる。
【００８９】
（実施例１）
実施例１におけるインクジェット記録用インク組成と製造方法を以下に示す。
（１）組成
・顔料系微粒子：ＣＡＢ-Ｏ-ＪＥＴ３００(キャボット社製)（表面に少なくとも1種の親水基が直接もしくは他の原子団を介して結合するような処理がなされたカーボンブラック） ５０．０ｗｔ％
・湿潤剤：１,３-ブチレングリコール ２３．３ｗｔ％
グリセリン ７．７ｗｔ％
・浸透剤：ジエチレングリコールモノブチルエーテル ２．０ｗｔ％
・界面活性剤：ダイノール604(信越化学工業製) １．０ｗｔ％
・消泡剤：シリコーン消泡剤ＫＳ508（信越化学社製） ０．１ｗｔ％
・水分：純水 １５．９ｗｔ％
【００９０】
（２）製造方法
まず湿潤剤、浸透剤、界面活性剤、水を混合し一時間攪拌を行い均一に混合する。ついで、この混合液に対して顔料、消泡剤を添加し、一時間攪拌する。ついで、この分散液を０．８μｍセルロースアセテートメンブランフィルターにて加圧濾過し、粗大粒子やごみを除去して評価に用いるインクを得た。
【００９１】
（実施例２）
実施例１において顔料系微粒子を比較例２に示した顔料含有ポリマー微粒子分散体４５．０ｗｔ％とし、１,３-ブチレングリコールを２９．３ｗｔ％、グリセリンを９．７ｗｔ％、純水を１２．９ｗｔ％として、それ以外の条件は実施例１と同じとしてインクを得た。
【００９２】
実施例１，２のインク組成を表２に示す。
【００９３】
【表２】
【００９４】
実施例１，２、比較例１，２について、以下に示す水分蒸発に伴う粘度上昇率及び粒径変化を測定した。
（水分蒸発に伴う粘度上昇率及び粒径変化の測定）
実施例インク及び比較例インク一定量を温度５０℃、相対湿度１０％の環境中に放置し、一定時間放置後のインク重量変化を測定し、またその時点でのインクの粘度（２５℃）及び粒径を測定した。粘度の測定には東機産業（株）社製の粘度計ＲＬ-５００を使用し測定した。
【００９５】
その結果を図５，６に示す。
水分蒸発率３０％までは、実施例１,２は比較例１,２と同様に、顕著な粒径増加を起こしておらず、粘度上昇率１０以下であり、吐出信頼性に関しては比較例１,２と同程度確保していることを示している。しかし、水分蒸発率３０％以上で急激な粘度上昇を引き起こしている。この特性は水分蒸発率が３０〜５０％の間でインクが増粘し、ブリーディングなどのインク移動を抑制する効果が得られることを示している。対照的に比較例１,２では粘度増加は見られず、このような効果を得るにはより多くの水分蒸発が必要であることを示している。
【００９６】
実施例１，２、比較例１，２のインクジェット記録用インクを用いて、以下に示す印字品質評価を行った。
（印字品質評価）
インクジェットプリンタＥＭ-930C（セイコーエプソン株式会社製）の排紙部を改造し、アルミ製粗管表層にシリコンゴムを塗布したプラテンの内部にハロゲンヒーターを組みこんだ加熱機構を取りつけ、図１に示す構成としたインクジェット記録装置を用いて印字テストを行い、その品質評価を行った。また、加熱温度は放射温度計を用いて測定し、印字面側の表面温度を測定した。なお、使用したインクジェットプリンタはシリアルプリンタであるため、ヒータ接触時間は均一でなく紙面温度はバラツキを生じる。そこで印字をせず通紙した時、ヒータにて加熱された紙の表面温度の平均値を紙面温度として表記する。
また印字はワープロソフト（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｏｒｄ２０００）で作製したチャートを打ち出し、印字モードはプリンタ添付のドライバで色補正なしを選択したファインモードを使用した。
【００９７】
その結果を図７に示す。
図７は、６ポイントの文字を打ち出して、グレースケールに変換後、拡大表示したものである。濃色が実施例１、比較例１、淡色が実施例２、比較例２と対応する。
実施例１,２を組み合わせたインクセットでは紙面温度が４５℃でブリーディングが押えられてきており、線幅が細くなり文字が鮮明になっている。しかし比較例１,２を組み合わせたインクセットでは６０℃を超えても画像に変化がなく、加熱による効果が見られない。
【００９８】
（実施例３）
実施例１において湿潤剤として3-メチル-1,3-ブチレングリコールを２１．０ｗｔ％、グリセリンを７．０ｗｔ％、浸透剤としてオクタンジオールを２．０ｗｔ％、界面活性剤としてFINESURF TDP-0107（青木油脂製）を１．０ｗｔ％、純水を１８．９ｗｔ％として、それ以外の条件は実施例１と同じとしてインクを得た。
【００９９】
（実施例４）
実施例３において顔料微粒子を比較例２に示した顔料含有ポリマー微粒子分散体５０．０ｗｔ％とし、3-メチル-1,3-ブチレングリコールを２２．９ｗｔ％、グリセリンを７．６ｗｔ％、純水を１６．４ｗｔ％として、それ以外の条件は実施例３と同じとしてインクを得た。
【０１００】
実施例３，４のインク組成を表３に示す。
【０１０１】
【表３】
【０１０２】
実施例３，４について、上記と同じ方法で水分蒸発に伴う粘度上昇率及び粒径変化を測定した。その結果を図８，９に示す。実施例３，４ともに水分蒸発率３０％までは粘度上昇率が１０以下であり、水分蒸発率３０〜５０％の間に粘度上昇率が５００を越える点を持っていた。また、水分蒸発率３０％までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の２倍以下であった。
また、実施例３，４のインクジェット記録用インクを用いて、上記と同じ方法で印字品質評価を行ったところ、実施例３，４を組み合わせたインクセットでもブリーディングが押えられてきており、線幅が細くなり文字が鮮明な印字結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の第１の実施の形態における構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係るインクジェット記録装置の第２の実施の形態における構成を示す概略図である。
【図３】本発明に係るインクジェット記録装置の第３の実施の形態における構成を示す概略図である。
【図４】比較例の水分蒸発率と平均粒子径との関係を示す図である。
【図５】実施例１，２、比較例１，２の水分蒸発率と平均粒子径との関係を示す図である。
【図６】実施例１，２、比較例１，２の水分蒸発率と粘土上昇率との関係を示す図である。
【図７】実施例１，２、比較例１，２の印字テスト結果を示す図である。
【図８】実施例３，４の水分蒸発率と平均粒子径との関係を示す図である。
【図９】実施例３，４の水分蒸発率と粘土上昇率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１，２１，３１ 記録ヘッド
２，２２，３２ プラテン
３，２３，３３ ハロゲンヒーター
４，５，２４ａ，２４ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ 紙押えローラー
６，２６，３６ 紙送りローラー
７，２７，３７ 記録紙
１０，２０，３０ インクジェット記録装置
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録用インク、そのインクを使用した記録方法及び記録装置に関する。詳細には、加熱機構を持つインクジェット記録装置で使用しても吐出安定性が良好なインクであり、かつ普通紙に対する画像品質・高速印字対応に優れ、保存安定性が良好なインク、そのインクを使用した記録方法及び記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置として、インクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、記録ヘッドから紙などの被記録体にインクを吐出して記録を行うものであり、高精細な画像を高速で記録することができ、ランニングコストが安く、騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
【０００３】
このようなインクジェット記録に用いられるインクとしては、水を主成分とし、これに着色剤及び目詰まり防止等の目的でグリセリン等の湿潤剤、記録紙への浸透性を制御する浸透剤、その他添加剤を含有したものが一般的である。
【０００４】
一般的に水系インクを用いたインクジェット記録は液体インクが記録体へ浸透することで定着するため、吸収特性の向上、着色成分の紙面への定着、着色成分の保護機能を持つインクジェット専用紙が開発されている。しかしインクジェット専用紙は抄紙後の多段の塗布工程が経るためコストが高く、加工薬剤を多く使用しているため普通紙に比べリサイクル性も劣っている。そのため普通紙上で充分な画質を得ることが望まれている。
【０００５】
普通紙はインクジェット専用紙に比べインク吸収性が劣り、専用紙のようにインク性能を補助しないため次のような問題が発生する。
(１)フェザリングの発生、
(２)ブリーディングの発生、
(３)濃度の低下、
(４)発色性の低下、
(５)耐水性の低下、
(６)耐光性の低下、
(７)耐ガス性の低下、
(８)定着性の低下、
(９)コックリング・カールの発生、
(１０)インクの裏抜けの発生
これらの問題点を解決することが普通紙に対するインクジェット記録にとって重要課題となっている。
【０００６】
近年、顔料の分散性の改良や粒径の微小化が行われたため、インクジェットインクに使用されるケースが多くなってきている。カーボンブラック等の顔料を用いることで上記問題(５)〜(７)を改善できるが、染料に比べて濃度や発色性が劣っており、また吐出安定性、長期保存性、再分散性などの信頼性の面でも劣っている。そのため着色剤として顔料を用いる場合、インクの信頼性を向上させることが課題となっている。
【０００７】
これら問題に対処するため、着色されたポリマー粒子、特にポリエステル系又なビニル系ポリマー粒子のエマルジョンを用いたインクジェット記録用インクが多数報告されている（例えば、特許文献１〜３０参照。）。これらには着色剤を水に不溶で分散性の樹脂に内包した着色剤内包樹脂分散体を含有するインクが包含される。また、着色剤としてカラー有機顔料を用いた場合、従来公知のインク処方では普通紙上での画像濃度、色再現性は水溶性分散剤を用いた顔料インクよりも優れるものの染料インクに比べていまだ劣るものであった。
【０００８】
上記以外でもインクジェットインクは信頼性向上と画質向上を兼ね備える方向の検討が行われている。多くのインクジェットインクがヘッドのノズル詰まりを防ぐように、粘度の上昇を極力押さえる方向で設計されている。
例えば、インクの２倍濃縮時の粘度変化を１０倍以内、かつ粒径変化を３倍以内にすることにより、顔料の凝集がインクの広がりを抑制することを防ぎ、白抜けを防止できるとしている（例えば、特許文献３１参照。）。しかし、このインクでは普通紙上で高画質を形成することは難しい。またインク中の揮発成分蒸発した後の残留分が液体であり、かつその粘度が初期粘度の１０倍以内であるインクが開示されている（例えば、特許文献３２参照。）が、このインクは染料インクであり、信頼性は高いものの、やはり普通紙での画質が劣るものである。６０℃環境下での水分蒸発させたときの、インク粘度が蒸発前の粘度の６００倍以下であるインクが開示されている（例えば、特許文献３３参照。）。しかし、これもやはり染料インクであり、水溶性高分子を添加することで、インクの信頼性と画像品質の耐久性とのバランスをとっているが、耐水性に問題が残る。また、粘度の高いインク（５〜１５ｍＰａ・ｓ）が高画質を確保するためには必要であるとの提示がある（例えば、特許文献３４参照。）。これによれば、信頼性確保のために初期の蒸発速度を調整し、かつ粘度を調整するための粘度調整剤として特定の化合物を添加すると良いとしている。顔料を用いたときの上記問題(３)、(４)に対する解決方法ともいえるが、この場合、用いる顔料の粒径の安定性についてはなんら記載がなく、２４時間放置後の信頼性があるとしているが、吐出させるヘッドの構成とノズル径の大きさによっては更に長期放置された場合など、信頼性に劣るインク処方となる。これらのように、高速で高品位な印字品質を確保するためには高粘度の高いインクを使用する必要があるが、粘度の高いインクは信頼性を確保するのが難しく、使いこなせていないのが現状である。
【０００９】
また画質を向上させる方法として、インク付着量を下げずに、より速く乾燥速度を上げることで、普通紙に対する上記(１)，(２)，(８)〜(１０)の問題を解決する方法が試みられている。乾燥速度を上げる方法としては、(ａ)インクに揮発成分を添加させる、(ｂ)プリンタに乾燥機構を持たせる、と２種類の方法が考えられる。
(ａ)の場合、容易に乾燥性を上げることが出来るが、ヘッドのインクノズル部のメニスカスも乾燥しやすくなってしまい粘度上昇を引き起こし、安定吐出に悪影響を及ぼしてしまう。また揮発成分は有機化合物であるため印写環境も悪化させてしまい、水系インクを用いている利点が失われてしまう。顔料を用いたオンデマンドインクジェットシステムでは、信頼性の面から問題点が多い。
(ｂ)の場合、ヒータなどを装置に組みこむことで実現可能であるが、装置が複雑になってしまう欠点を持っている。それでもプラテンを加熱し熱伝導させ被記録体を加熱する方法（例えば、特許文献３５〜３９参照。）や、赤外線を用いる方法（例えば、特許文献４０参照。）、加熱ローラーを用いた定着装置を用意する方法（例えば、特許文献４１，４２参照。）など検討されている。しかしプラテンを用いるものは被記録体との熱伝導性が均一にならないこと、赤外線を用いたものでは多大な電力が必要なこと、定着装置は大掛かりになることが問題視されている。また印字前後に加熱を行うことは、廃熱や輻射熱によって被記録体のみならずヘッド面に熱をかけることとなる。ヘッド面に対して熱がかかることはメニスカスの乾燥を促すこととなり、吐出安定性を低下させる。ヘッド面を熱反射面とすることで熱に対する影響を抑える検討がなされている（例えば、特許文献４３参照。）が、インクの記載がなされておらず、それだけで信頼性が充分とは言い難い。
【００１０】
このような水系インクを使用しつつ熱定着機構を有するインクジェットプリンタは、機構も複雑で信頼性に問題点を抱えているが、高速印字や両面印字時の画質向上などの利点を得るために複数上市されている。しかし熱定着機構を有した全色顔料化インクのオンデマンドインクジェットプリンタは、未だ信頼性に課題が多く、実用化が遅れている。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１９１９７２号公報
【特許文献２】特開２０００−１９１９６８号公報
【特許文献３】特開２０００−１９１９６７号公報
【特許文献４】特開２０００−５３９００号公報
【特許文献５】特開２０００−５３８９９号公報
【特許文献６】特開２０００−５３８９８号公報
【特許文献７】特開２０００−５３８９７号公報
【特許文献８】特開２０００−４４８５２号公報
【特許文献９】特開２０００−２６７７５号公報
【特許文献１０】特開２０００−７９６３号公報
【特許文献１１】特開２０００−７９６２号公報
【特許文献１２】特開平９−２４１５６５号公報
【特許文献１３】特開平９−２１７０３０号公報
【特許文献１４】特開平９−１８３９３２号公報
【特許文献１５】特開平９−１８３９３１号公報
【特許文献１６】特開平９−２８６９３９号公報
【特許文献１７】特開平９−１５７５６５号公報
【特許文献１８】特開平１０−４６０８２号公報
【特許文献１９】特開平１０−４６０９２号公報
【特許文献２０】特開平１０−６０３２７号公報
【特許文献２１】特開平１０−２７３６１０号公報
【特許文献２２】特開平１０−２７９８５１号公報
【特許文献２３】特開平１０−２９８４６２号公報
【特許文献２４】特開平１０−２９８４６７号公報
【特許文献２５】特開平１１−２１７５２８号公報
【特許文献２６】特開平１０−３３８８２９号公報
【特許文献２７】特開平１０−３１６９１８号公報
【特許文献２８】特開平１１−２５６０８３号公報
【特許文献２９】特開平１１−３２３２２６号公報
【特許文献３０】特許第３０６５９５０号公報
【特許文献３１】特開２００２−３３７４４９号公報
【特許文献３２】特開２０００−０９５９８３号公報
【特許文献３３】特開平９−１１１１６６号公報
【特許文献３４】特開２００１−２６２０２５号公報
【特許文献３５】特開昭５５−６９４６４号公報
【特許文献３６】特開昭５５−８４６７０号公報
【特許文献３７】特開昭５８−７２４６０号公報
【特許文献３８】特開昭６２−１３０８６３号公報
【特許文献３９】特開昭６２−１３０８６４号公報
【特許文献４０】特開昭５７−１２０４４７号公報
【特許文献４１】特開平３−１６９６４４号公報
【特許文献４２】特開平６−１８４４７８号公報
【特許文献４３】特開平１１−１２３８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このような熱定着の過程を経ることで、上記(１)，(２)，(８)〜(１０)の問題解決に繋がるが、信頼性に不安を残す。上記のように高粘度顔料インクを併用することは普通紙に対する(３)〜(７)の問題解消に繋がるが、染料使用時以上の吐出安定性を低下させプリンタとしての信頼性を著しく低下させる。そこで、本発明は顔料インクと加熱機構を組み合わせた構成でありながら高い信頼性を確保するような、インクジェット記録用インクを提供し、さらにそのインクを用いたインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために提供する請求項１のインクジェット記録用インクは、顔料系微粒子からなる着色剤と、湿潤剤と、界面活性剤と、浸透剤と、水分とを有するインクジェット記録用インクにおいて、前記インクジェット記録用インクの水分蒸発率、水分蒸発に伴う粘度上昇率を次の式で表すとき、
水分蒸発率（％）＝（（初期重量−水分蒸発後の重量）／初期重量）×１００
粘度上昇率＝水分蒸発後の粘度／初期粘度
水分蒸発率３０％までは粘度上昇率が１０以下であり、水分蒸発率３０〜５０％の間に粘度上昇率が５００を越える点を持ち、水分蒸発率３０％までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の２倍以下であることを特徴とする。
【００１４】
前記課題を解決するために提供する請求項２のインクジェット記録用インクは、請求項１の発明において、前記着色剤は、表面に少なくとも１種の親水基が直接もしくは他の原子団を介して結合して分散剤なしに水に分散可能となった顔料微粒子、および／または顔料を含有し、ポリマーエマルジョンを形成するポリマー微粒子からなることを特徴とする。
【００１５】
前記課題を解決するために提供する請求項３のインクジェット記録用インクは、請求項１または２の発明において、前記着色剤を０．５〜１５ｗｔ％、湿潤剤を１０〜５０ｗｔ％、界面活性剤を０．０１〜５ｗｔ％、浸透剤を０．１〜５ｗｔ％含有することを特徴とする。
【００１６】
前記課題を解決するために提供する請求項４のインクジェット記録用インクは、請求項１〜３の発明において、前記湿潤剤は、温度２０℃、相対湿度６０％環境中の平衡水分量が２５ｗｔ％以上である多価アルコール２種以上からなることを特徴とする。
【００１７】
前記課題を解決するために提供する請求項５のインクジェット記録用インクは、請求項４の発明において、前記多価アルコールの一つがグリセリンであり、該グリセリンの含有量が湿潤剤全体の５０ｗｔ％以下であることを特徴とする。
【００１８】
前記課題を解決するために提供する請求項６のインクジェット記録方法は、請求項１〜５のいずれか一に記載のインクジェット記録用インクをノズルから吐出させ、該インクを被記録体の印字領域または非印字領域に付着させて記録するインクジェット記録方法であって、前記ノズル近傍での水分蒸発率が３０％を超える前に、該ノズルから前記インクジェット記録用インクを吐出させることを特徴とする。
【００１９】
前記課題を解決するために提供する請求項７のインクジェット記録方法は、請求項６の発明において、前記インクジェット記録用インクを被記録体に付着させた後、該被記録体を加熱すること、前記被記録体を加熱した後、前記インクジェット記録用インクを該被記録体に付着させること、前記被記録体を加熱しつつ、前記インクジェット記録用インクを該被記録体に付着させること、のいずれか１つ、またはいずれか２つ以上を併用して記録することを特徴とする。
【００２０】
前記課題を解決するために提供する請求項８のインクジェット記録装置は、インクを被記録体へ吐出するノズルを有する記録ヘッドと、被記録体を加熱する加熱機構とを備えるインクジェット記録装置において、請求項６または７に記載のインクジェット記録方法により被記録体への記録をおこなうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、水に分散する着色剤、湿潤剤、界面活性剤、浸透剤、水分からなるインクジェット記録用インクにおいて、水分蒸発率３０〜５０％の間に急激に増粘する（粘度上昇率が５００を越える）ようにインクを処方することで、加熱機構を備えたインクジェット記録装置において低熱量で画質向上を得ることが出来る。また水分蒸発率３０％未満の粘度上昇率を１０以下にし、平均粒径の変化を小さく押さえられるようにインクを設計することで、短期および長期の信頼性が確保される。
また本発明のインクジェット記録用インク、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置を用いることで、低熱量の加熱機構で高品位な画像形成が可能となるため、輻射熱によるヘッド、インクへの熱による信頼性低下を抑制することが可能となる。低熱量であることからエネルギー消費量も少なくでき、環境にも優しく、加熱機構のウォームアップ時間の短縮効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（インクジェット記録用インク）
以下に、本発明に係るインクジェット記録用インクの実施の形態について説明する。
上記目的を達成するための発明は、被記録体を加熱する加熱機構を備えたインクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録用インクであって、該インクは水に分散する顔料系微粒子からなる着色剤、湿潤剤、界面活性剤、浸透剤、水分とを含有し、水分蒸発率、水分蒸発に伴う粘度上昇率が、次の式で表すとき、
水分蒸発率（％）＝（（初期重量−水分蒸発後の重量）／初期重量）×１００
粘度上昇率＝水分蒸発後の粘度／初期粘度
水分蒸発率３０％までは粘度上昇率が１０以下であり、かつ、水分蒸発率３０〜５０％の間に粘度上昇率が５００を越える点を持ち、更に水分蒸発率３０％までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の２倍以下となることを特徴とするインクジェット記録用インクを提供するものである。
そして本発明において、水分蒸発率３０％までの粘度上昇率は好ましくは８以下で、より好ましくは５以下である。
水分蒸発率３０〜５０％の間に粘度上昇率は好ましくは１０００を超える点を持ち、より好ましくは２０００を超える点を持つものである。
更に水分蒸発率３０％までのインク中の着色剤の平均粒子径が、好ましくは初期平均粒子径の１．８倍以下、より好ましくは１．５倍以下となるものである。
なお、初期重量とは、インクジェット記録用インクの水分蒸発率、水分蒸発に伴う粘度上昇率を測定する実験を行う際に、インクジェット記録用インクをインク乾燥用容器に入れた直後の重量のことであり、また初期粘度とは、上記実験に用いる乾燥前のインクジェットインクの粘度のことである。
また、本発明において評価に用いるインクは、３ヶ月間の水分蒸発が１％未満となる密閉容器に保存されており、粘度や粒径の一週間の変化率が−５％〜５％に収まる状態にあるものである。好ましくは製造後３ヶ月以内であるものである。
【００２３】
また本発明においてはインクの水分蒸発に対する粘度の上昇率が乾燥速度に大きく貢献している。水分蒸発率５０％以下で粘度上昇率が５００を越える点を持つように構成されるインクの場合、そのような物性を示さないインクに比べ乾燥状態になるための水分蒸発量が少ないため、低い加熱で充分に乾燥状態にすることが出来る。このような物性を示すインクであっても、水分蒸発率３０％までは粘度上昇率１０以下であり、かつ水分蒸発率３０％までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の２倍以下となるように処方されていることで、インク吐出に対する信頼性を確保することが可能となる。その結果、顔料を用いたインク構成にも関わらず、加熱機構と組み合わせても充分な信頼性と画質の両者を得ることが出来る。
【００２４】
なお、ここでいう平均粒径とは、体積累積パーセント５０％の値をさす。体積累積パーセント５０％の値を測定するには、例えば、インク中のブラウン運動を行っている粒子にレーザー光を照射し、粒子から戻ってくる光（後方散乱光）の振動数（光の周波数）の変化量から粒子径を求める動的光散乱法（ドップラー散乱光解析）といわれる方法を用いることができる。
【００２５】
上記の望ましい物性を示すためには、着色剤としてその表面に少なくとも1種の親水基が直接もしくは他の原子団を介して結合するような処理がなされたことにより、分散剤なしに水に分散可能となった顔料微粒子か、ポリマー微粒子に水不溶性または難溶性の色材を含有させてなるポリマーエマルジョンを使用する必要がある。これら以外の着色剤、例えば界面活性剤のみを用いて分散を行った顔料、水溶性樹脂のみを使用して分散を行った顔料を使用した場合、水分蒸発による平均粒径増加が健著であり、吐出信頼性を損なう畏れがある。
【００２６】
また水分蒸発速度を緩めることは吐出信頼性を向上させるため、湿潤剤を１０〜５０ｗｔ％含有し、使用される湿潤剤は、温度２０℃相対湿度６０％環境中の平衡水分量が２５ｗｔ％以上である多価アルコールを少なくとも２種以上含有することが望ましい。より好ましくは平衡水分量が３０ｗｔ％以上で、特に好ましくは平衡水分量が３５ｗｔ％以上の場合である。
この多価アルコールの一つがグリセリンであり、かつグリセリンの含有量が湿潤剤全体の５０ｗｔ％以下であることが、上記蒸発物性を発現さすために望ましい条件である。
より好ましくは２０ｗｔ％以上で、特に好ましくは２５ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下である。
これらの構成を満たしつつ印写画質を向上させるためには、着色剤を０．５〜１５ｗｔ％、界面活性剤を０．０１〜５ｗｔ％、浸透剤を０．１〜５ｗｔ％含有することが望ましい。
より好ましくは０．３ｗｔ％以上４ｗｔ％以下で、特に好ましくは０．５ｗｔ％以上３ｗｔ％以下である。
【００２７】
これらのインクの構成要素としては、着色剤・湿潤剤・界面活性剤・浸透剤等からなるが、請求項１及び２の発明を満たすようなインクを処方するためには、それぞれの組み合わせが重要となる。以後、構成要素の詳細な説明を行う。
【００２８】
着色剤については、耐候性の面から主として顔料が用いられるが、色調調整の目的で同時に染料を、耐候性を劣化させない範囲内で含有しても構わない。
無機顔料としては、酸化チタン及び酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロ-、カドミウムレッド、クロムイエロ-に加え、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックを使用することができる。
有機顔料としては、アゾ顔料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、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、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料など）、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。これらの顔料のうち、特に、水と親和性の良いものが好ましく用いられる。
【００２９】
上記顔料において、より好ましく用いられる顔料の具体例としては、黒色用としては、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のカーボンブラック（C.I..ピグメントブラック7）類、または銅、鉄（C.I..ピグメントブラック11）、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック（C.I..ピグメントブラック1）等の有機顔料があげられる。
【００３０】
さらに、カラー用としては、C.I..ピグメントイエロー1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42（黄色酸化鉄）、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、408、109、110、117、120、128、138、150、151、153、183、C.I..ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I..ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48：2、48：2（パ-マネントレッド2Ｂ（Ｃａ））、48：3、48：4、49：1、52：2、53：1、57：1（ブリリアントカーミン6Ｂ）、60：1、63：1、63：2、64：1、81、83、88、101（べんがら）、104、105、106、108（カドミウムレッド）、112、114、122（キナクリドンマゼンタ）、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、219、C.I..ピグメントバイオレット1（ローダミンレーキ）、3、5：1、16、19、23、38、C.I..ピグメントブルー1、2、15、15：1、15：2、15：3（フタロシアニンブルー）、16、17：1、56、60、63、C.I..ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36等が挙げられる。
他の適切な着色顔料の例は、The Colour Index、第三版(The SoC.I.ety of Dyers and Colourists,1982)に記載されている。
【００３１】
これら顔料のうち、好ましい形態としては、その表面に少なくとも１種の親水基が直接もしくは他の原子団を介して結合するように表面改質された顔料微粒子である。そのためには、顔料微粒子の表面に、ある特定の官能基（スルホン基やカルボキシル基等の官能基）を化学的に結合させるか、あるいはまた、次亜ハロゲン酸および／またはその塩を用いて湿式酸化処理するなどの方法が用いられる。なかでも好ましい形態は、顔料微粒子の表面にカルボキシル基が結合され、水中に分散されている形態である。これも顔料微粒子が表面改質されカルボキシル基が結合しているために、分散安定性が向上するばかりではなく、高品位な印字品質が得られるとともに、印字後の記録媒体の耐水性がより向上する。
【００３２】
またこの形態のインクは乾燥後の再分散性に優れるため、長期間印字を休止し、インクジェットヘッドのノズル付近のインクの水分が蒸発した場合も目詰まりを起こさず簡単なクリーニング動作で容易に良好な印字が行えるようになる。またこの自己分散型の顔料は、後述する界面活性剤及び浸透剤と組み合わせた時に、特に相乗効果が大きく、より信頼性の高い、高品位な画像を得ることが可能となる。
【００３３】
上記形態の顔料微粒子に加え、ポリマー微粒子に顔料を含有させたポリマーエマルジョンを使用することも可能である。顔料を含有させたポリマーエマルジョンとは、ポリマー微粒子中に顔料を封入したもの、及び／またはポリマー微粒子の表面に顔料を吸着させたものである。この場合、全ての顔料が封入及び／または吸着している必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲で該顔料がエマルジョン中に分散にしていてもよい。ポリマーエマルジョンを形成するポリマーとしてはビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、及びポリウレタン系ポリマー等が挙げられるが、特に好ましく用いられるポリマーはビニル系ポリマー及びポリエステル系ポリマーであり、特開２０００−５３８９７号公報、特開２００１−１３９８４９号公報に開示されているポリマーを引用する。
【００３４】
また本発明では顔料のみでなく、以下のような染料を併用することも可能である。
例えば、酸性染料及び食用染料として次のものが挙げられる。
C.I.．アシッド・イエロー 17、23、42、44、79、142
C.I.．アシッド・レッド 1、8、13、14、18、26、27、35、37、42、52、82、87、89、
92、97、106、111、114、115、134、186、249、254、289
C.I.．アシッド・ブルー 9、29、45、92、249
C.I.．アシッド・ブラック 1、2、7、24、26、94
C.I.．フード・イエロー 2、3、4
C.I.．フード・レッド 7、9、14
C.I.．フード・ブラック 1、2
また直接性染料として次のものが挙げられる。
C.I.．ダイレクト・イエロー 1、12、24、26、33、44、50、120、132、142、144、86
C.I.．ダイレクト・レッド 1、4、9、13、17、20、28、31、39、80、81、83、89、225、227
C.I.．ダイレクト・オレンジ 26、29、62、102
C.I.．ダイレクト・ブルー 1、2、6、15、22、25、71、76、79、86、87、90、98、163、165、199、202
C.I.．ダイレクト・ブラック 19、22、32、38、51、56、71、74、75、77、154、168、171
【００３５】
また塩基性染料として次のものが挙げられる。
C.I.．ベーシック・イエロー 1、2、11、13、14、15、19、21、23、24、25、28、29、32、36、40、41、45、49、51、53、63、465、67、70、73、77、87、91
C.I.．ベーシック・レッド 2、12、13、14、15、18、22、23、24、27、29、35、36、38、39、46、49、51、52、54、59、68、69、70、73、78、82、102、104、109、112
C.I.．ベーシック・ブルー 1、3、5、7、9、21、22、26、35、41、45、47、54、62、65、66、67、69、75、77、78、89、92、93、105、117、120、122、124、129、137、141、147、155
C.I.．ベーシック・ブラック 2、8
【００３６】
さらに反応性染料として
C.I.．リアクティブ・ブラック 3、4、7、11、12、17
C.I.．リアクテイブ・イエロー 1、5、11、13、14、20、21、22、25、40、47、51、55、65、67
C.I.．リアクティブ・レッド 1、14、17、25、26、32、37、44、46、55、60、66、74、79、96、97
C.I.．リアクティブ・ブルー 1、2、7、14、15、23、32、35、38、41、63、80、95等が使用できる。これらのなかで特に好ましいのは、酸性染料及び直接性染料である。
【００３７】
インク中の着色剤の添加量は、０．５〜１５重量％程度が好ましく、より好ましくは５〜１２重量％程度である。
【００３８】
湿潤剤としては、水素結合しやすく、単独では粘度が高いもので、かつ、平衡水分量が高く、水分の存在下では粘度が低下するようなものを含有させることで、本発明のようなインクを得ることができる。
【００３９】
そのような多価アルコールとしては、グリセリン、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、テトラエチレングリコール、1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,6-ヘキサントリオールなどが挙げられるが、特にグリセリンは、水分蒸発に伴い粘度が急激に上昇するが、着色剤の凝集を押さえ、粒径が大きくなるのを防ぐ効果が高いため、湿潤剤全体の２０％以上添加することが重要である。また平衡水分量等の面からも、グリセリンは好ましい。
【００４０】
グリセリンと併用される湿潤剤としては、1,3-ブタンジオールが望ましい。1,3-ブタンジオールは、グリセリン同様に平衡水分量が高く、信頼性が高いうえに、インクが紙に着弾した際の画素の広がりを均一にし、更には色材を紙表面にとどめる効果も高い。グリセリンは信頼性向上効果が高いが、多量に添加すると画質が悪くなり、また水分蒸発後の粘度上昇が大きくなりすぎて、吐出安定性も悪くなる場合があるため、これらの混合比は１：５〜５：１、さらに請求項１の物性を示すためにも1,3-ブタンジオール：グリセリンは１：１〜４：１とすることが望ましい。より好ましくは１：１〜３：１で、特に好ましくは２５ｗｔ％以上２：１〜３：１である。
インク全体に占める湿潤剤の割合は１０〜５０ｗｔ％が本発明の効果が得られる範囲であるが、特に好ましくは２５〜３５％の範囲である。湿潤剤量が少ないとインクの保存安定性・吐出安定性が悪くなり、ノズルの目詰まりが起こりやすくなる。また湿潤剤量が多すぎると、乾燥性が悪くなり、文字の滲みや色境界の滲みが発生し、画像品質が低下することになる。
【００４１】
界面活性剤としてはアニオン系界面活性剤またはノニオン系界面活性剤が用いられる。
色材の種類や湿潤剤、水溶性有機溶剤の組合せによって、分散安定性を損なわない界面活性剤を選択する。
【００４２】
アニオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、琥珀酸エステルスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩などが挙げられる。
【００４３】
非イオン性界面活性剤としては、例えば、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ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエステル、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フェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドなどが挙げられる。このような界面活性剤は日光ケミカルズ（株）、日本エマルジョン（株）、日本触媒（株）、東邦化学（株）、花王（株）、アデカ（株）、ライオン（株）、青木油脂（株）、三洋化成（株）などの界面活性剤メーカより容易に入手できる。
【００４４】
アセチレングリコール系界面活性剤は、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール、3,6-ジメチル-4-オクチン-3,6-ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オールなどのアセチレングリコール系（例えばエアープロダクツ社（米国）のサーフィノール104、82、465、485あるいはＴＧなど）をもちいることができるが、特にサーフィノール465、104やＴＧが良好な印字品質を示す。
【００４５】
前記界面活性剤は、これらに限定されるものではなく、単独で用いても、複数のものを混合して用いてもよい。単独では記録液中で容易に溶解しない場合も、混合することで可溶化され、安定に存在することができる。
中でも特に望ましいのが、下記一般式で示されるノニオン系界面活性剤である。
【００４６】
【化１】
【００４７】
【化２】
【００４８】
【化３】
【００４９】
【化４】
【００５０】
【化５】
【００５１】
インク組成物中でのこれら界面活性剤の添加量は０．０１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％であり、好ましくは０．５ｗｔ％〜３ｗｔ％である。０．０１ｗｔ％未満では添加した効果は無く、５．０ｗｔ％より多い添加では記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けの発生といった問題が発生する。
より好ましくは０．５ｗｔ％以上２．５ｗｔ％未満で、特に好ましくは０．８ｗｔ％以上２．０ｗｔ％未満である。
【００５２】
浸透剤としては、２０℃の水に対する溶解度が０．２ｗｔ％以上５．０ｗｔ％未満のポリオールの少なくとも１種を含有することが望ましい。
より好ましくは１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％未満で、特に好ましくは１．０ｗｔ％以上４．０ｗｔ％未満である。
このようなポリオールのうち、脂肪族ジオールとしては、2-エチル-2-メチル-1,3-プロパンジオール、3,3-ジメチル-1,2-ブタンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-2-プロピル-1,3-プロパンジオール、2,4-ジメチル-2,4-ペンタンジオール、2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジオール、5-ヘキセン-1,2-ジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオールなどが、具体例として挙げられる。
これらのなかで最も望ましいものは2-エチル-1,3-ヘキサンジオール及びまたは2、2、4-トリメチル-1、3-ペンタンジオールである。
【００５３】
その他の併用できる浸透剤として、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、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ブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、エタノール等の低級アルコール類などが挙げられるが、インク中に溶解し、所望の物性に調整できるものであれば、これらに限らない。
【００５４】
浸透剤の添加量としては０．１〜５．０ｗｔ％の範囲が望ましい。添加量が０．１ｗｔ％よりも少ないと、速乾性が得られず滲んだ画像となる。逆に添加量が５．０ｗｔ％よりも多いと着色剤の分散安定性が損なわれ、ノズルが目詰まりしやすくなったり、また記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けの発生といった問題が発生する。
より好ましくは０．５ｗｔ％以上４．０ｗｔ％以下で、特に好ましくは１．０ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下である。
【００５５】
その他インクに添加する添加剤としては、防腐紡黴剤やｐＨ調整剤、キレート剤、防錆剤などが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００５６】
防腐防黴剤としてはデヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2-ピリジンチオール1-オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム等が本発明に使用できる。
【００５７】
ｐＨ調整剤としては、調合される記録液に悪影響をおよぼさずにｐＨを所望の値に調整できるものであれば、任意の物質を使用することができる。その例として、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物、第4級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等が挙げられる。
【００５８】
キレート剤としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等がある。
【００５９】
防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト、ベンゾトリアゾール等がある。
【００６０】
本発明のインクジェット記録用インクの調製方法としては、顔料系微粒子を分散させる従来公知のインクの調製方法でよく、例えば、まず湿潤剤、浸透剤、界面活性剤、水を混合し均一に混合するように攪拌を行い、ついでこの混合液に対して顔料、消泡剤を添加し、攪拌して分散液を得ればよい。
また分散液を濾過等することにより、粗大粒子やごみや不純物を除去する。
上記不純物は、２種有ると考えており、（１）製造設備より混入するもの（ゴミ、埃、前に製造したものの残分、洗剤等）、（２）原材料に含まれるもの（モノマー残、副生成物等）が挙げられる。そのため、本発明のインクを製造する際には、インク構成成分とは異なる溶解、分散成分の混入を防ぐため充分に清掃された容器を用いることが望ましく、インクとの接触面がＳＵＳ製やガラス製、フッ素樹脂であることが望ましい。特に前工程で製造された製品が残存して混入することが無いように製造容器や配管の充分な洗浄と、洗浄時に用いる洗浄液成分の残留が無いように充分なリンスを行うことが望ましい。なお、インクは多価金属イオンの影響を受けやすいため、イオン交換水や純水を用いることが望ましい。
また、用いる材料は、材料製造時の副生成物、製造原料の残分の少ないものが望ましく、副生成物による臭気の点や製品管理が行き届いている点から一般工業品グレードより化粧品グレードを用いることが好ましい。
また製造後のインクは、インク材料由来やインク製造過程で発生した粗大粒子を取り除くため、濾過工程を経ることが望ましい。
濾過に用いるフィルター孔径は、直径０．５μｍ〜１０μｍが望ましく、より好ましくは３μｍ〜７μｍが製造効率とインク吐出信頼性の面から好ましい。
製造されたインクはインクカートリッジに充填されるが、充填されるインクは脱気されたものが望ましく、好ましくは溶存酸素濃度が５ｐｐｍ以下である。
【００６１】
（インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置）
本発明に係るインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明のインクジェット記録装置の要部の構成を示す概略図である。
インクジェット記録装置１０は、被記録体の一態様である記録紙７を搬送する紙押えローラー５及び紙送りローラー６、本発明のインクジェット記録用インクを吐出するノズルを有する記録ヘッド１、加熱機構の一態様であるプラテン２及び紙押えローラー４を備えている。
【００６２】
記録ヘッド１は、ノズルから本発明のインクジェット記録用インクを吐出して、記録紙７の印刷面あるいは非印刷面に記録するものである。例えば、複数の加圧液室、加圧液室に連通する孔径３５μｍ以下のノズル及びインク供給路、振動板、振動板を変位させる電気機械変換手段からなるものである。また、複数のインク滴を連続して吐出させ記録媒体に着弾する前にマージさせて大きな滴を形成する構成にすると、粘度が高めのインクにおいても、吐出安定性を確保することができるので好ましい。
【００６３】
プラテン２及び紙押えローラー４は、インクジェット記録用インクが付着した記録紙７をプラテン２と紙押えローラー４との間に挟んで、プラテン２の熱により加熱する加熱機構である。ここで、プラテン２は中空円筒形状のローラーであり、その内部に配置されたハロゲンヒーター３の発熱により加熱される。
【００６４】
紙押えローラー５及び紙送りローラー６は記録紙７の搬送機構であり、記録紙７を紙押えローラー５と紙送りローラー６との間に挟んで、紙送りローラー６の回転駆動により排紙方向（図中右から左方向）に搬送するものである。
【００６５】
インクジェット記録装置１０を用いたインクジェット記録方法として、以下の手順でイ
ンクジェット記録用インクを用いた記録が行われる。
（Ｓ１１）記録紙７が紙押えローラー５及び紙送りローラー６により、記録ヘッド１に搬送される。
（Ｓ１２）記録ヘッド１のノズルから本発明のインクジェット記録用インクが吐出され、記録紙７の印字領域あるいは非印字領域に付着されて記録（画像形成）が行われる。このとき、ノズル近傍でのインクジェット記録用インクの水分蒸発が３０％を越える前に、ノズルから該インクを吐出させる。これより安定した高品位な画像形成を行なうことができる。
（Ｓ１３）インクジェット記録用インクが付着した記録紙７がプラテン２及び紙押えローラー４に搬送され、プラテン２と紙押えローラー４との間に挟まれて加熱され、その後排紙される。
【００６６】
なお、ステップＳ１２において、ノズルより吐出されるインクの液滴の大きさが３〜４０ｐｌ、液滴の速度が６〜２０ｍ/ｓ、周波数１ＫＨｚ以上、解像度が３００ｄｐｉ以上である場合において本発明のインクジェット記録用インクを使用すると、更に本発明インクの特徴が生かされることになり好ましい。
【００６７】
本発明に係るインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置の第２の実施の形態について説明する。
図２は、本発明のインクジェット記録装置の要部の構成を示す概略図である。
インクジェット記録装置２０は、被記録体の一態様である記録紙２７を加熱しながら搬送するプラテン２２及び紙送りローラー２６、本発明のインクジェット記録用インクを吐出するノズルを有する記録ヘッド２１、記録紙２７を排紙方向に導く紙押えローラー２４ａ，２４ｂを備えている。ここで記録ヘッド２１は第１の実施の形態で示した記録ヘッド１と同じ構成である。
【００６８】
プラテン２２及び紙送りローラー２６は、インクジェット記録用インク付着前の記録紙２７をプラテン２２と紙送りローラー２６との間に挟んで、プラテン２２の熱により加熱する加熱機構と、紙送りローラー２６の回転駆動により排紙方向（図中右から左方向）に搬送する搬送機構とを兼ね備えたものである。ここで、プラテン２２は中空円筒形状のローラーであり、その内部に配置されたハロゲンヒーター２３の発熱により加熱される。
【００６９】
インクジェット記録装置２０を用いたインクジェット記録方法として、以下の手順でインクジェット記録用インクを用いた記録が行われる。
（Ｓ２１）記録紙２７がプラテン２２及び紙送りローラー２６との間に挟まれて加熱され、加熱された記録紙２７が紙送りローラー２６の回転駆動により、記録ヘッド２１に搬送される。
（Ｓ２２）記録ヘッド２１のノズルから本発明のインクジェット記録用インクが吐出され、記録紙２７の印字領域あるいは非印字領域に付着されて記録（画像形成）が行われる。
このとき、ノズル近傍でのインクジェット記録用インクの水分蒸発が３０％を越える前に、ノズルから該インクを吐出させる。これより安定した高品位な画像形成を行なうことができる。
（Ｓ２３）インクジェット記録用インクが付着して画像形成された記録紙２７が紙押えローラー２４ａ，２４ｂに搬送され、紙押えローラー２４ａ，２４ｂにより排紙方向に導かれる。
【００７０】
本発明に係るインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置の第３の実施の形態
について説明する。
図３は、本発明のインクジェット記録装置の要部の構成を示す概略図である。
インクジェット記録装置３０は、被記録体の一態様である記録紙３７を搬送する紙押えローラー３５及び紙送りローラー３６、本発明のインクジェット記録用インクを吐出するノズルを有する記録ヘッド３１、記録紙３７の記録ヘッド３１配置側とは反対面側に配置され記録紙３７を加熱するプラテン３２、記録紙３７を排紙方向に導く紙押えローラー３４ａ，３４ｂを備えている。ここで記録ヘッド３１は第１の実施の形態で示した記録ヘッド１と、紙押えローラー３５及び紙送りローラー３６は第１の実施の形態で示した紙押えローラー５及び紙送りローラー６同じ構成である。
【００７１】
プラテン３２は、記録ヘッド３１によるインクジェット記録用インクの付着が行われている時点の記録紙３７を記録紙３７の印字面の反対面側から接触して、プラテン３２の熱により加熱する加熱機構である。ここで、プラテン３２は記録紙３７に摺動する構造となっており、その近傍に配置されたハロゲンヒーター３３の発熱により加熱される。
【００７２】
インクジェット記録装置３０を用いたインクジェット記録方法として、以下の手順でインクジェット記録用インクを用いた記録が行われる。
（Ｓ３１）記録紙３７が紙押えローラー３５及び紙送りローラー３６により、記録ヘッド３１に搬送される。
（Ｓ３２）記録紙３７がプラテン３２と摺動されて加熱されつつ、記録ヘッド３１のノズルから本発明のインクジェット記録用インクが吐出され、記録紙３７の印字領域あるいは非印字領域に付着されて記録（画像形成）が行われる。このとき、ノズル近傍でのインクジェット記録用インクの水分蒸発が３０％を越える前に、ノズルから該インクを吐出させる。これより安定した高品位な画像形成を行なうことができる。
（Ｓ３３）インクジェット記録用インクが付着して画像形成された記録紙３７が紙押えローラー３４ａ，３４ｂに搬送され、紙押えローラー３４ａ，３４ｂにより排紙方向に導かれる。
【００７３】
本発明においては、上記加熱機構を用いることでインクジェット記録用インクの乾燥速度を高め、フェザリング、ブリーディング、コックリング、裏抜けを抑制するものである。ここで言う乾燥とは完全に水分が無くなる状態ではなく、ある程度水分を失ったインクが流動性を失った状態となり、記録紙（被記録体）に保持され液体として流れ動かない様を表す。なお、記録紙の加熱はインクの水分蒸発を促進するためなので、記録紙に熱量を与える事が重要であり、印写の前後は問わない。そのため、上記第１〜３の実施の形態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のいずれか１つ、またはいずれか２つ以上を併用したインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法としてもよい。
【００７４】
以上のような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より、低熱量の加熱機構で高品位な画像形成が可能となるため、輻射熱によるヘッド、インクへの熱による信頼性低下を抑制することが可能となる。また低熱量であることからエネルギー消費量も少なくでき、環境にも優しく、加熱機構のウォームアップ時間の短縮効果も得られる。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例を示すがこれらに限定されるものではない。
まず本発明の前提となるインクジェット記録用インクの信頼性に対する顔料適性についての検討結果を比較例として示す。
（比較例１）
比較例１におけるインクジェット記録用インク組成と製造方法を以下に示す。
（１）組成
・顔料系微粒子：ＣＡＢ-Ｏ-ＪＥＴ３００(キャボット社製)（表面に少なくとも1種の親水基が直接もしくは他の原子団を介して結合するような処理がなされたカーボンブラック） ５０．０ｗｔ％
・湿潤剤：ジエチレングリコール １２．０ｗｔ％
グリセリン ２４．０ｗｔ％
・浸透剤：ジエチレングリコールモノブチルエーテル ２．０ｗｔ％
・界面活性剤：ダイノール604(信越化学工業製) １．０ｗｔ％
・消泡剤：シリコーン消泡剤ＫＳ508（信越化学社製） ０．１ｗｔ％
・水分：純水 １０．９ｗｔ％
【００７６】
（２）製造方法
まず湿潤剤、浸透剤、界面活性剤、水を混合し一時間攪拌を行い均一に混合する。ついで、この混合液に対して顔料、消泡剤を添加し、一時間攪拌する。ついで、この分散液を０．８μｍセルロースアセテートメンブランフィルターにて加圧濾過し、粗大粒子やごみを除去して評価に用いるインクを得た。
【００７７】
（比較例２）
比較例１において顔料系微粒子を以下に示す顔料含有ポリマー微粒子分散体４５．０ｗｔ％とし、ジエチレングリコールを１４．７ｗｔ％、グリセリンを２９．３ｗｔ％、純水を７．９ｗｔ％として、それ以外の条件は比較例１と同じとしてインクを得た。
【００７８】
（ポリマー溶液Ａの調製）
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えた１Ｌのフラスコ内を充分に窒素ガス置換した後、スチレン１１．２ｇ、アクリル酸２．８ｇ、ラウリルメタクリレート１２．０ｇ、ポリエチレングリコールメタクリレート４．０ｇ、スチレンマクロマー４．０ｇ及びメルカプトエタノール０．４ｇを混合し、６５℃に昇温した。次にスチレン１００．８g、アクリル酸２５．２ｇ、ラウリルメタクリレート１０８．０ｇ、ポリエチレングリコールメタクリレート３６．０ｇ、ヒドロキシルエチルメタクリレート６０．０ｇ、スチレンマクロマー３６．０ｇ、メルカプトエタノール３．６ｇ、アゾビスメチルバレロニトリル２．４ｇ及びメチルエチルケトン１８ｇの混合溶液を２．５時間かけて、フラスコ内に滴下した。滴下後、アゾビスメチルバレロニトリル０．８ｇ及びメチルエチルケトン１８ｇの混合溶液を０．５時間かけて、フラスコ内に滴下した。６５℃で１時間熟成した後、アゾビスメチルバレロニトリル０．８ｇを添加し、更に１時間熟成した。反応終了後、フラスコ内にメチルエチルケトン３６４ｇを添加し、濃度が５０％の
ポリマー溶液Ａ８００ｇを得た。
【００７９】
（顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調製）
ポリマー溶液Ａ ２８ｇとC.I..ピグメントブルー１５：３を２６ｇ、１ｍｏｌ/Ｌの水酸化カリウム水溶液１３．６ｇ、メチルエチルケトン２０ｇ及びイオン交換水１３．６ｇを十分に攪拌した後、ロールミルを用いて混練した。得られたペーストを純水２００ｇに投入し、充分に攪拌した後、エバポレータ用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、シアンポリマー微粒子の水分散体（顔料含有ポリマー微粒子分散体）を得た。
【００８０】
（比較例３）
比較例１において顔料系微粒子を以下に示す顔料樹脂分散液３８．７ｗｔ％とし、ジエチレングリコールを１１．３ｗｔ％、グリセリンを２２．７ｗｔ％、界面活性剤をソフタノール７０(日本触媒製)１．０ｗｔ％、純水を２４．２ｗｔ％として、それ以外の条件は比較例１と同じとしてインクを得た。
【００８１】
（ポリマー溶液Ｂの調製）
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管を備えた１Ｌのセパラブルフラスコに、フマール酸４９．６ｇ、ビスフェールＡ−ジヒドロキシエチル１６９ｇ、無水フタル酸３１．７ｇ及びパラトルエンスルホン酸０．７ｇを入れ、窒素気流中で１５０℃で２時間縮合反応させた後、１７５℃で３時間縮合反応させてポリエステル樹脂を合成した。そこに水６７８．８ｇ及び２８％アンモニア水２２．８ｇを加え６５℃で２時間攪拌し、さらに酸性亜硫酸ナトリウム４７．５ｇを加え、９５℃で６時間攪拌することで透明な樹脂濃度３０％のポリマー溶液Ｂを１０００ｇ得た。
【００８２】
（顔料樹脂分散液の調整）
ポリマー溶液Ｂ １０５ｇ、エチレングリコール１００ｇ、テトラメチレンスルホン１０．５ｇ、純水１３６．３ｇ及び水酸化ナトリウム０．２ｇを良く混合し、さらにC.I..ピグメントブルー１５：２ １５５ｇを撹拌しながら混合して、ビーズミルにて顔料を２時間分散する。純水４９５ｇを添加して超遠心分離機で粗大粒子を除去して、顔料分１５．５％の青色顔料樹脂分散液を得た。
【００８３】
（比較例４）
比較例３において顔料系微粒子を以下に示す顔料界面活性剤分散液４２．５ｗｔ％とし、ジエチレングリコールを１５．３ｗｔ％、グリセリンを３０．７ｗｔ％、純水を８．４ｗｔ％として、それ以外の条件は比較例３と同じとしてインクを得た。
【００８４】
（顔料界面活性剤分散液の調製）
C.I..ピグメントブルー１５：３ １００ｇ、ポリオキシエチレンオレイルエーテル硫酸アンモニウム ２４．８ｇ、純水 １７５．２ｇを混合した後、湿式サンドミルにて分散を行い、純水４１４．３ｇ加え混合し、遠心処理にかけて粗大粒子を取り除き、シアン顔料界面活性剤分散液を得た。
【００８５】
比較例１〜４のインク組成を表１に示す。
【００８６】
【表１】
【００８７】
比較例１〜４のインクジェット記録用インクの信頼性に対する顔料適性として、次の内容で水分蒸発に伴う粒径変化の測定を行った。
（水分蒸発に伴う粒径変化の測定）
インク一定量を温度５０℃、相対湿度１０％の環境中に放置し、一定時間放置後のインク重量変化を測定し、またその時点での粒径を測定した。粒径の測定にはマイクロトラック社製の粒度分布測定器ＵＰＡ１５０を使用し、希釈倍率５００倍で測定した。
【００８８】
その結果を図４示す。
水分蒸発率３０％でも比較例１,２は顕著な粒径増加が起っておらず、水分蒸発率３０％未満で吐出を行うならば吐出信頼性は確保されている。これに対して、比較例３,４では水分蒸発率３０％未満でも粒径増加傾向が見られることから、長期的な放置や加熱機構による乾燥の促進によってメニスカス部から水分蒸発が加速した場合、水分蒸発率が少ない状態でも顔料の再分散性が低下し、顔料の粒径増加が起り、吐出信頼性を低下させることがわかる。
【００８９】
（実施例１）
実施例１におけるインクジェット記録用インク組成と製造方法を以下に示す。
（１）組成
・顔料系微粒子：ＣＡＢ-Ｏ-ＪＥＴ３００(キャボット社製)（表面に少なくとも1種の親水基が直接もしくは他の原子団を介して結合するような処理がなされたカーボンブラック） ５０．０ｗｔ％
・湿潤剤：１,３-ブチレングリコール ２３．３ｗｔ％
グリセリン ７．７ｗｔ％
・浸透剤：ジエチレングリコールモノブチルエーテル ２．０ｗｔ％
・界面活性剤：ダイノール604(信越化学工業製) １．０ｗｔ％
・消泡剤：シリコーン消泡剤ＫＳ508（信越化学社製） ０．１ｗｔ％
・水分：純水 １５．９ｗｔ％
【００９０】
（２）製造方法
まず湿潤剤、浸透剤、界面活性剤、水を混合し一時間攪拌を行い均一に混合する。ついで、この混合液に対して顔料、消泡剤を添加し、一時間攪拌する。ついで、この分散液を０．８μｍセルロースアセテートメンブランフィルターにて加圧濾過し、粗大粒子やごみを除去して評価に用いるインクを得た。
【００９１】
（実施例２）
実施例１において顔料系微粒子を比較例２に示した顔料含有ポリマー微粒子分散体４５．０ｗｔ％とし、１,３-ブチレングリコールを２９．３ｗｔ％、グリセリンを９．７ｗｔ％、純水を１２．９ｗｔ％として、それ以外の条件は実施例１と同じとしてインクを得た。
【００９２】
実施例１，２のインク組成を表２に示す。
【００９３】
【表２】
【００９４】
実施例１，２、比較例１，２について、以下に示す水分蒸発に伴う粘度上昇率及び粒径変化を測定した。
（水分蒸発に伴う粘度上昇率及び粒径変化の測定）
実施例インク及び比較例インク一定量を温度５０℃、相対湿度１０％の環境中に放置し、一定時間放置後のインク重量変化を測定し、またその時点でのインクの粘度（２５℃）及び粒径を測定した。粘度の測定には東機産業（株）社製の粘度計ＲＬ-５００を使用し測定した。
【００９５】
その結果を図５，６に示す。
水分蒸発率３０％までは、実施例１,２は比較例１,２と同様に、顕著な粒径増加を起こしておらず、粘度上昇率１０以下であり、吐出信頼性に関しては比較例１,２と同程度確保していることを示している。しかし、水分蒸発率３０％以上で急激な粘度上昇を引き起こしている。この特性は水分蒸発率が３０〜５０％の間でインクが増粘し、ブリーディングなどのインク移動を抑制する効果が得られることを示している。対照的に比較例１,２では粘度増加は見られず、このような効果を得るにはより多くの水分蒸発が必要であることを示している。
【００９６】
実施例１，２、比較例１，２のインクジェット記録用インクを用いて、以下に示す印字品質評価を行った。
（印字品質評価）
インクジェットプリンタＥＭ-930C（セイコーエプソン株式会社製）の排紙部を改造し、アルミ製粗管表層にシリコンゴムを塗布したプラテンの内部にハロゲンヒーターを組みこんだ加熱機構を取りつけ、図１に示す構成としたインクジェット記録装置を用いて印字テストを行い、その品質評価を行った。また、加熱温度は放射温度計を用いて測定し、印字面側の表面温度を測定した。なお、使用したインクジェットプリンタはシリアルプリンタであるため、ヒータ接触時間は均一でなく紙面温度はバラツキを生じる。そこで印字をせず通紙した時、ヒータにて加熱された紙の表面温度の平均値を紙面温度として表記する。
また印字はワープロソフト（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｏｒｄ２０００）で作製したチャートを打ち出し、印字モードはプリンタ添付のドライバで色補正なしを選択したファインモードを使用した。
【００９７】
その結果を図７に示す。
図７は、６ポイントの文字を打ち出して、グレースケールに変換後、拡大表示したものである。濃色が実施例１、比較例１、淡色が実施例２、比較例２と対応する。
実施例１,２を組み合わせたインクセットでは紙面温度が４５℃でブリーディングが押えられてきており、線幅が細くなり文字が鮮明になっている。しかし比較例１,２を組み合わせたインクセットでは６０℃を超えても画像に変化がなく、加熱による効果が見られない。
【００９８】
（実施例３）
実施例１において湿潤剤として3-メチル-1,3-ブチレングリコールを２１．０ｗｔ％、グリセリンを７．０ｗｔ％、浸透剤としてオクタンジオールを２．０ｗｔ％、界面活性剤としてFINESURF TDP-0107（青木油脂製）を１．０ｗｔ％、純水を１８．９ｗｔ％として、それ以外の条件は実施例１と同じとしてインクを得た。
【００９９】
（実施例４）
実施例３において顔料微粒子を比較例２に示した顔料含有ポリマー微粒子分散体５０．０ｗｔ％とし、3-メチル-1,3-ブチレングリコールを２２．９ｗｔ％、グリセリンを７．６ｗｔ％、純水を１６．４ｗｔ％として、それ以外の条件は実施例３と同じとしてインクを得た。
【０１００】
実施例３，４のインク組成を表３に示す。
【０１０１】
【表３】
【０１０２】
実施例３，４について、上記と同じ方法で水分蒸発に伴う粘度上昇率及び粒径変化を測定した。その結果を図８，９に示す。実施例３，４ともに水分蒸発率３０％までは粘度上昇率が１０以下であり、水分蒸発率３０〜５０％の間に粘度上昇率が５００を越える点を持っていた。また、水分蒸発率３０％までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の２倍以下であった。
また、実施例３，４のインクジェット記録用インクを用いて、上記と同じ方法で印字品質評価を行ったところ、実施例３，４を組み合わせたインクセットでもブリーディングが押えられてきており、線幅が細くなり文字が鮮明な印字結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の第１の実施の形態における構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係るインクジェット記録装置の第２の実施の形態における構成を示す概略図である。
【図３】本発明に係るインクジェット記録装置の第３の実施の形態における構成を示す概略図である。
【図４】比較例の水分蒸発率と平均粒子径との関係を示す図である。
【図５】実施例１，２、比較例１，２の水分蒸発率と平均粒子径との関係を示す図である。
【図６】実施例１，２、比較例１，２の水分蒸発率と粘土上昇率との関係を示す図である。
【図７】実施例１，２、比較例１，２の印字テスト結果を示す図である。
【図８】実施例３，４の水分蒸発率と平均粒子径との関係を示す図である。
【図９】実施例３，４の水分蒸発率と粘土上昇率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１，２１，３１ 記録ヘッド
２，２２，３２ プラテン
３，２３，３３ ハロゲンヒーター
４，５，２４ａ，２４ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ 紙押えローラー
６，２６，３６ 紙送りローラー
７，２７，３７ 記録紙
１０，２０，３０ インクジェット記録装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔料系微粒子からなる着色剤と、湿潤剤と、界面活性剤と、浸透剤と、水分とを有するインクジェット記録用インクにおいて、
前記インクジェット記録用インクの水分蒸発率、水分蒸発に伴う粘度上昇率を次の式で表すとき、
水分蒸発率（％）＝（（初期重量−水分蒸発後の重量）／初期重量）×１００
粘度上昇率＝水分蒸発後の粘度／初期粘度
水分蒸発率３０％までは粘度上昇率が１０以下であり、水分蒸発率３０〜５０％の間に粘度上昇率が５００を越える点を持ち、
水分蒸発率３０％までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の２倍以下であることを特徴とするインクジェット記録用インク。
【請求項２】
前記着色剤は、表面に少なくとも１種の親水基が直接もしくは他の原子団を介して結合して分散剤なしに水に分散可能となった顔料微粒子、および／または顔料を含有し、ポリマーエマルジョンを形成するポリマー微粒子からなること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。
【請求項３】
前記着色剤を０．５〜１５ｗｔ％、湿潤剤を１０〜５０ｗｔ％、界面活性剤を０．０１〜５ｗｔ％、浸透剤を０．１〜５ｗｔ％含有することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録用インク。
【請求項４】
前記湿潤剤は、温度２０℃、相対湿度６０％環境中の平衡水分量が２５ｗｔ％以上である多価アルコール２種以上からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載のインクジェット記録用インク。
【請求項５】
前記多価アルコールの一つがグリセリンであり、該グリセリンの含有量が湿潤剤全体の５０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録用インク。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一に記載のインクジェット記録用インクをノズルから吐出させ、該インクを被記録体の印字領域または非印字領域に付着させて記録するインクジェット記録方法であって、
前記ノズル近傍での水分蒸発率が３０％を超える前に、該ノズルから前記インクジェット記録用インクを吐出させることを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項７】
前記インクジェット記録用インクを被記録体に付着させた後、該被記録体を加熱すること、
前記被記録体を加熱した後、前記インクジェット記録用インクを該被記録体に付着させること、
前記被記録体を加熱しつつ、前記インクジェット記録用インクを該被記録体に付着させること、
のいずれか１つ、またはいずれか２つ以上を併用して記録することを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録方法。
【請求項８】
インクを被記録体へ吐出するノズルを有する記録ヘッドと、被記録体を加熱する加熱機構とを備えるインクジェット記録装置において、
請求項６または７に記載のインクジェット記録方法により被記録体への記録をおこなうことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１】
顔料系微粒子からなる着色剤と、湿潤剤と、界面活性剤と、浸透剤と、水分とを有するインクジェット記録用インクにおいて、
前記インクジェット記録用インクの水分蒸発率、水分蒸発に伴う粘度上昇率を次の式で表すとき、
水分蒸発率（％）＝（（初期重量−水分蒸発後の重量）／初期重量）×１００
粘度上昇率＝水分蒸発後の粘度／初期粘度
水分蒸発率３０％までは粘度上昇率が１０以下であり、水分蒸発率３０〜５０％の間に粘度上昇率が５００を越える点を持ち、
水分蒸発率３０％までのインク中の着色剤の平均粒子径が、初期平均粒子径の２倍以下であることを特徴とするインクジェット記録用インク。
【請求項２】
前記着色剤は、表面に少なくとも１種の親水基が直接もしくは他の原子団を介して結合して分散剤なしに水に分散可能となった顔料微粒子、および／または顔料を含有し、ポリマーエマルジョンを形成するポリマー微粒子からなること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。
【請求項３】
前記着色剤を０．５〜１５ｗｔ％、湿潤剤を１０〜５０ｗｔ％、界面活性剤を０．０１〜５ｗｔ％、浸透剤を０．１〜５ｗｔ％含有することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録用インク。
【請求項４】
前記湿潤剤は、温度２０℃、相対湿度６０％環境中の平衡水分量が２５ｗｔ％以上である多価アルコール２種以上からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載のインクジェット記録用インク。
【請求項５】
前記多価アルコールの一つがグリセリンであり、該グリセリンの含有量が湿潤剤全体の５０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録用インク。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一に記載のインクジェット記録用インクをノズルから吐出させ、該インクを被記録体の印字領域または非印字領域に付着させて記録するインクジェット記録方法であって、
前記ノズル近傍での水分蒸発率が３０％を超える前に、該ノズルから前記インクジェット記録用インクを吐出させることを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項７】
前記インクジェット記録用インクを被記録体に付着させた後、該被記録体を加熱すること、
前記被記録体を加熱した後、前記インクジェット記録用インクを該被記録体に付着させること、
前記被記録体を加熱しつつ、前記インクジェット記録用インクを該被記録体に付着させること、
のいずれか１つ、またはいずれか２つ以上を併用して記録することを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録方法。
【請求項８】
インクを被記録体へ吐出するノズルを有する記録ヘッドと、被記録体を加熱する加熱機構とを備えるインクジェット記録装置において、
請求項６または７に記載のインクジェット記録方法により被記録体への記録をおこなうことを特徴とするインクジェット記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図７】
【公開番号】特開２００６−７７２３２（Ｐ２００６−７７２３２Ａ）
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９９８１３（Ｐ２００５−１９９８１３）
【出願日】平成１７年７月８日（２００５．７．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月８日（２００５．７．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]