インクジェット記録装置及びインクカートリッジの液体流路の洗浄液兼充填液、並びに該洗浄液兼充填液を収容したカートリッジ
【課題】インクジェット記録装置及びインクカートリッジの液体流路の洗浄を充分に行なうことができ、洗浄後のインク再充填性に問題を起こさない洗浄液兼充填液、並びにこれを収容したカートリッジの提供。
【解決手段】インクジェット記録装置及びインクカートリッジの液体流路の洗浄液兼充填液であって、水溶性有機溶剤、水、と例えば、下記式で表される少なくとも１種の化合物を含有するインクジェット記録装置及びインクカートリッジ用洗浄液兼充填液。
（Ｒ１，Ｒ３は、水素、低級アルコキシ基、又は低級パーフルオロアルコキシ基、Ｒ２，Ｒ４は、低級パーフルオロアルキル基を表す。ｍは１〜２５、ｎは０〜１０、ｐ、ｑ、ｒはそれぞれ１〜１０の整数を表す。）
【解決手段】インクジェット記録装置及びインクカートリッジの液体流路の洗浄液兼充填液であって、水溶性有機溶剤、水、と例えば、下記式で表される少なくとも１種の化合物を含有するインクジェット記録装置及びインクカートリッジ用洗浄液兼充填液。
（Ｒ１，Ｒ３は、水素、低級アルコキシ基、又は低級パーフルオロアルコキシ基、Ｒ２，Ｒ４は、低級パーフルオロアルキル基を表す。ｍは１〜２５、ｎは０〜１０、ｐ、ｑ、ｒはそれぞれ１〜１０の整数を表す。）
【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装置及びこの装置に用いるインクカートリッジの液体流路の洗浄液兼充填液、並びに該洗浄液兼充填液を収容したカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンター、ファックス、コピア、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置として、例えば、インク液滴を吐出する液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドを備え、媒体を搬送しながら、インク液滴を用紙に付着させて画像形成を行なうものがある。このような液体吐出方式の画像形成装置においては、液体吐出ヘッドの多数のノズルと呼ばれる細孔から液滴を吐出することで、媒体に非接触でパターンを形成することが可能であるため、媒体の種類や形状にとらわれずに、単一の作像プロセスで画像形成ができる。
この液体吐出ヘッドは、直径５０μｍ以下の微細なオリフィスを持つノズル部や、ノズル部に繋がる圧力発生部、圧力発生部に液体を供給する液室部、液室へ流入する液体を濾過するフィルター部などから構成され、非常に高精度に加工され形成されている。
また、ヘッド当たりのノズル数も数十から数千と膨大なため、製品として出荷する前に全体が正常に動作し、吐出不良状態（ノズルより吐出できない状態、ノズル面に対して約垂直方向に吐出されない状態、吐出された液滴が所望の大きさを形成できない状態）が存在しないことを確かめる必要がある。
このような検査を行うため、検出可能な液体をヘッドに充填し、ヘッドから吐出させることで不具合を検知することが行われている。また、修理などでヘッドやインク供給系に充填したインクが外部に漏れて周囲を汚さないためにも、インクジェット記録装置内のインクを洗い流すことが必要となる。
【０００３】
従来、洗浄液として、水又は界面活性剤水溶液などが用いられているが、これらは洗浄性が確保できる反面、再充填時の充填性が悪化したり、吐出不良が発生したりするなどの問題があった。
さらに最近では、耐水性、耐光性などの観点から着色剤に顔料を用いたインクが実用化されるに至った。また、染料を用いる場合にも、同様の観点から、染料濃度を高くしたり水溶性の低いものを用いたりするなどの傾向があり、前記問題がより顕著になってきた。
特に顔料や樹脂を用いるものの場合、ヘッド内のインクが少量でも残存すると固着してしまい吐出性を低下させてしまう。そのため、例えば特許文献１、２では、樹脂溶剤をメンテナンス液に添加することを提案している。この場合は、インクの乾燥が進んでもメンテナンス液が残留固形分を溶解、再分散させる働きを付与している。
しかしながら、特許文献１、２に記載の溶剤は、ヘッド内に使用される接着剤に対して溶解性を与え接着面が膨潤する危険性がある。そのためヘッドの強度が低下し目的の剛性が得られず、意図した吐出性が得られないという問題点がある。
また、装置の洗浄性や保存性を考慮し、特許文献３に記載されているようなエチンジオール系ノニオン性界面活性剤を用いた洗浄液も提案されている。しかしながら、該洗浄液は、起泡性は低いが、一般的なアルキルアルコール系ノニオン性界面活性剤よりも水への溶解性が低く、表面張力を下げる能力も低いため洗浄力が不足している。
【０００４】
また、装置内の洗浄性を鑑みて特許文献４に記載されているようなポリオキアルキレンセカンダリーアルコールエーテルを用いる方法が提案されている。このような界面活性剤を用いることで洗浄力を高めることが可能となっている。
しかし、この特許文献４に記載の構成だけでは金属部材への微小な腐食が進行することがあり、腐食が原因でヘッドなどの耐久性の低下が問題となっている。
そこで、このような金属部材の溶出を防ぎ洗浄保存が可能となる腐食防止剤を添加した充填液が特許文献５に開示されている。しかし、洗浄性との両立は充分ではなかった。
近年、発色性や定着性を改善した顔料分散体としては顔料表面に水難溶性樹脂を被覆したマイクロエマルジョン型顔料が開発されており、これは発色性、定着性が優れている。しかし顔料表面に分散官能基を共有結合した自己分散顔料に比べて分散安定性が劣っており、乾燥後の再分散性は悪化している。また、共有結合で官能基を結合していないため、顔料周囲の環境の影響を大きく受け、温度やｐＨ、溶剤組成、ビヒクルの有機性などで凝集を引き起こしやすい。
これらのことは、洗浄液でインクジェットヘッドを洗浄した後でも同様の傾向にあり、自己分散型顔料に比べて顔料表面に水難溶性樹脂を被覆した顔料の方が、洗浄後の液中の分散安定性が悪い傾向にある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、インクジェット記録装置及びこの装置に用いるインクカートリッジの液体流路の洗浄を充分に行なうことができ、洗浄後のインク再充填性に問題を起こさない洗浄液兼充填液、並びに該洗浄液兼充填液を収容したカートリッジの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、次の１）〜３）の発明によって解決される。
１） インクジェット記録装置及びこの装置に用いるインクカートリッジの液体流路の洗浄液兼充填液であって、水溶性有機溶剤、水、一般式（Ｉ）で表わされる少なくとも１種の化合物及び又は一般式（II）で表される少なくとも１種の化合物を含有することを特徴とするインクジェット記録装置及びインクカートリッジ用洗浄液兼充填液。
一般式（Ｉ）
【化１】
（式中、Ｒ１，Ｒ３は、水素、低級アルコキシ基、又は低級パーフルオロアルコキシ基を表し、Ｒ２，Ｒ４は、低級パーフルオロアルキル基を表す。ｍは１〜２５、ｎは０〜１０、ｐ、ｑ、ｒはそれぞれ１〜１０の整数を表す。）
一般式（II）
【化２】
（式中、Ｒ５は水素、低級アルキル基、又は低級パーフルオロアルキル基を表し、Ｒｆは低級パーフルオロアルキル基を表す。ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ１〜１０の整数を表す。）
２） 前記水溶性有機溶剤がグリセリンであることを特徴とする１）に記載のインクジェット記録装置及びインクカートリッジ用洗浄液兼充填液。
３） １）又は２）に記載の洗浄液兼充填液が収容されていることを特徴とするカートリッジ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、インクジェット記録装置及びこの装置に用いるインクカートリッジの液体流路の洗浄を充分に行なうことができ、洗浄後のインク再充填性に問題を起こさない洗浄液兼充填液、並びに該洗浄液兼充填液を収容したカートリッジを提供できる。
また、長期保存性、ヘッドの洗浄及び保湿性、インクの置換、充填性に優れ、ヘッドの吐出性を長期に渡り確保できる信頼性の高い洗浄液兼充填液を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のカートリッジの洗浄液兼充填液袋の一例を示す概略図である。
【図２】図１の洗浄液兼充填液袋をカートリッジケース内に収容したカートリッジを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明の洗浄液兼充填液は、前記一般式（Ｉ）で表わされる少なくとも１種の化合物、及び又は前記一般式（II）で表される少なくとも１種の化合物を含有する。
これらの化合物はフッ素系界面活性剤であるが、その構造により、気液界面でのレベリング性に優れ、洗浄液や充填液の泡立ちを抑制する効果が極めて高く、かつ、洗浄性に優れ、ヘッド洗浄後にヘッド内をインクに置換する際のインク再充填性に優れ、高速印字などでの吐出安定性についても高い効果を有することが分かった。
また、近年、フッ素系界面活性剤の安全性、環境への影響（ＰＦＯＳ、ＰＦＯＡの人体への蓄積性）が、特に環境問題として懸念されているが、本発明で使用するフッ素系界面活性剤は、米国環境保護庁（ＥＰＡ）からも、環境に関する安全性の認可を受けており、安全性の面からも問題なく使用できる。
前記一般式（Ｉ）の化合物及び一般式（II）の化合物の含有量は、それぞれ０．０１〜５質量％程度の範囲が好ましい。０．０１質量％以上であれば洗浄性が悪くなったり、着色剤の残留量が多くなり過ぎたりすることはない。また、５質量％以下であれば、初期充填性が悪くなることもない。
【００１０】
インクジェット記録装置の一つであるインクジェット記録装置中のインクが、色材として樹脂微粒子に水不溶性又は難溶性の色材を含有させた着色樹脂微粒子を用いている場合、インクジェットヘッド洗浄後の状態はインクが極度に洗浄液で希釈された状態にあるため、顔料周囲の環境が大きく変わっており、分散安定性が保ちにくくなっている。
本発明の洗浄液兼充填液は、上記一般式（Ｉ）及び又は一般式（II）の化合物を用いることにより、インクジェットヘッド内の液体流路のインクと混ざり合う浸透力と、インクとの混合後にインク中の顔料の分散状態を保持できる分散力を兼ね備えることが可能となる。さらに起泡性、消泡性に関しても、抑泡効果が高いためインクジェット記録装置内で泡の影響を与えずに、洗浄性と保存性を示すことが可能となる。
【００１１】
低粘度の洗浄液は、ヘッド内の流速が早くインクとの混合性も高い。しかしインクジェットヘッドのように多数のノズルが存在する場合、各ノズルから均一にインクが抜けないと洗浄ムラが生じやすい。インクより粘度が低い洗浄液がインクに置き換わってヘッド内の個別液室を流れると、他の液室より流体抵抗が低いため、他の液室より多くの洗浄液が流れやすい状況となる。そのため洗浄液と完全に置換したノズルは流れやすくなるが、他のノズルは流れにくいままで、十分にノズルを洗浄することが出来ないようになる。
そこで、ヘッド内の洗浄には洗浄液の物性をインクの物性に近づけることが好ましい。実際には、洗浄液の２５℃における粘度を、２．５ｍＰａ・ｓ以上にすれば、ヘッド内のインクとの粘度差を小さくすることができ、ヘッドを均一に洗浄することが可能となる。
また洗浄液の粘度が高い方が顔料インクと混合したときの顔料分散体の沈降を抑制することができ、混合安定性を向上させることが出来る。しかし、粘度が高すぎてもインクの物性と離れてしまい好ましくない。このため、２５℃における粘度が１５ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。
【００１２】
本発明で用いられる水溶性有機溶剤としては、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレンが挙げられる。これらの水溶性有機溶剤は、洗浄液兼充填液の水分が蒸発して平衡状態に達した場合にも、水溶性有機溶剤が多量の水分を保持することにより、洗浄液、充填液に流動性を付与する。中でも平衡水分量の高い水溶性有機溶剤が好ましく、洗浄液兼充填液中の水分が蒸発して平衡状態に達した場合にも、水溶性有機溶剤が多量の水分を保持し、極端な粘度上昇を抑えることができる。ここで、平衡水分量の高い水溶性有機溶剤とは、温度２３℃、湿度８０％環境中の平衡水分量が３０質量％以上、好ましくは４０質量％以上であるものを言う（以後、水溶性有機溶剤Ａと言う）。平衡水分量の上限は特にないが、汎用される溶剤の中ではグリセリンが最も高く、実測値で４６質量％前後である。
【００１３】
このような水溶性有機溶剤Ａを用いることで、インクの水分が蒸発して水分平衡に達した場合においても、水溶性有機溶剤Ａが多量の水分を保持して粘度上昇を防ぐことができる。なお、平衡水分量とは、水溶性有機溶剤と水との混合物を一定温度、湿度の空気中に開放して、溶液中の水の蒸発と空気中の水の洗浄液兼充填液への吸収が平衡状態になったときの水分量を言う。具体的には、平衡水分量は、塩化カリウム飽和水溶液を用いデシケーター内を温度２３±１℃、湿度８０±３％に保ち、このデシケーター内に各水溶性有機溶剤を１ｇずつ秤量したシャーレを質量変化がなくなるまでの期間保管し、次の式により求めることができる。
【数１】
【００１４】
本発明で好適に用いられる水溶性有機溶剤Ａとしては、温度２３℃、湿度８０％環境中の平衡水分量が３０質量％以上の多価アルコール類が挙げられる。その具体例としては、グリセリン（ｂｐ２９０℃、４９質量％）、ジグリセリン（ｂｐ２７０℃／２０ｈＰａ、３８質量％）、１，２，３−ブタントリオール（ｂｐ１７５℃／３３ｈＰａ、３８質量％）、１，２，４−ブタントリオール（ｂｐ１９０−１９１℃／２４ｈＰａ、４１質量％）、ジエチレングリコール（ｂｐ２４５℃、４３質量％）、トリエチレングリコール（ｂｐ２８５℃、３９質量％）、テトラエチレングリコール（ｂｐ３２４−３３０℃、３７質量％）、１，３−ブタンジオール（ｂｐ２０３−２０４℃、３５質量％）等が挙げられる。中でもグリセリン、１，３−ブタンジオールは水分を含んだ場合に低粘度化することや、洗浄後、インクに置換する際に、インク中の顔料が凝集せず安定に保てるなどの理由により特に好適に用いられる。上記水溶性有機溶剤Ａを水溶性有機溶剤全体の５０質量％以上用いた場合、吐出安定性確保に優れるため好ましい。
【００１５】
本発明の洗浄液兼充填液は、水溶性有機溶剤Ａに加えて又は水溶性有機溶剤Ａの一部に代えて、２３℃、８０％での平衡水分量が３０質量％未満の水溶性有機溶剤（以後、水溶性有機溶剤Ｂと言う）を併用することができる。このような水溶性有機溶剤Ｂとしては、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレンなどが挙げられる。
前記多価アルコール類としては、例えば、ジプロピレングリコール（ｂｐ２３２℃）、１，５−ペンタンジオール（ｂｐ２４２℃）、３−メチル−１，３−ブタンジオール（ｂｐ２０３℃）、プロピレングリコール（ｂｐ１８７℃）、２−メチル−２，４−ペンタンジオール（ｂｐ１９７℃）、エチレングリコール（ｂｐ１９６〜１９８℃）、トリプロピレングリコール（ｂｐ２６７℃）、ヘキシレングリコール（ｂｐ１９７℃）、ポリエチレングリコール（粘調液体〜固体）、ポリプロピレングリコール（ｂｐ１８７℃）、１，６−ヘキサンジオール（ｂｐ２５３〜２６０℃）、１，２，６−ヘキサントリオール（ｂｐ１７８℃）、トリメチロールエタン（固体、ｍｐ１９９〜２０１℃）、トリメチロールプロパン（固体、ｍｐ６１℃）などが挙げられる。
【００１６】
前記多価アルコールアルキルエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル（ｂｐ１３５℃）、エチレングリコールモノブチルエーテル（ｂｐ１７１℃）、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（ｂｐ１９４℃）、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（ｂｐ１９７℃）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ｂｐ２３１℃）、エチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル（ｂｐ２２９℃）、プロピレングリコールモノエチルエーテル（ｂｐ１３２℃）などが挙げられる。
前記多価アルコールアリールエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノフェニルエーテル（ｂｐ２３７℃）、エチレングリコールモノベンジルエーテルなどが挙げられる。
前記含窒素複素環化合物としては、例えば、２−ピロリドン（ｂｐ２５０℃、ｍｐ２５．５℃）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ｂｐ２０２℃）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ｂｐ２２６℃）、ε−カプロラクタム（ｂｐ２７０℃）、γ−ブチロラクトン（ｂｐ２０４〜２０５℃）などが挙げられる。
前記アミド類としては、例えば、ホルムアミド（ｂｐ２１０℃）、Ｎ−メチルホルムアミド（ｂｐ１９９〜２０１℃）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ｂｐ１５３℃）、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド（ｂｐ１７６〜１７７℃）などが挙げられる。
前記アミン類としては、例えば、モノエタノールアミン（ｂｐ１７０℃）、ジエタノールアミン（ｂｐ２６８℃）、トリエタノールアミン（ｂｐ３６０℃）、Ｎ，Ｎ−ジメチルモノエタノールアミン（ｂｐ１３９℃）、Ｎ−メチルジエタノールアミン（ｂｐ２４３℃）、Ｎ−メチルエタノールアミン（ｂｐ１５９℃）、Ｎ−フェニルエタノールアミン（ｂｐ２８２−２８７℃）、３−アミノプロピルジエチルアミン（ｂｐ１６９℃）などが挙げられる。
前記含硫黄化合物類としては、例えば、ジメチルスルホキシド（ｂｐ１３９℃）、スルホラン（ｂｐ２８５℃）、チオジグリコール（ｂｐ２８２℃）などが挙げられる。
【００１７】
洗浄液としては、インクジェット記録装置のインク流路を洗浄し、インクを押し流す機能が必要とされる。インク流路の洗浄にはインクと混合置換しながらインク成分をインク流路から剥離させることが求められる。このとき洗浄液によってインク流路部材を劣化させないことが求められている。
また洗浄後の状態を完全に洗浄液に置換されている状態にするには、多量の液と時間を要するため効率が悪い。そこで一定の濃度までインクが混合してもインクジェット記録装置の記録品質を保つようにする必要がある。洗浄液がインクと合っていないと洗浄液中に残存したインクが凝集してインクジェットヘッドのノズルやフィルターに吸着し、吐出不良や抵抗の増加を引き起こす。そのためインクと洗浄液が混合した状態でも液物性が安定することが求められる。
さらに洗浄性やインクとの混合性を満たすことで、新たにインクを充填するときに再充填性を確保することが可能となる。
【００１８】
洗浄液兼充填液における前記フッ素系界面活性剤（Ｉ）、（II）のそれぞれの含有量は、固形分で０．０１〜５質量％が好ましく、０．１〜５質量％がより好ましい。０．０１質量％未満では、泡を抑える効果が得られないことがあり、５質量％を超えると、粘度が増加し、発泡性の抑制効果低下によるヘッド内での気泡による吐出性等に悪影響がある。
【００１９】
一般に、洗浄液兼充填液全体に占める水溶性有機溶剤の割合は２０〜６０質量％が好ましく、より好ましくは３０〜５０質量％である。水溶性有機溶剤量が少ないと洗浄液の水分保持力が低下し保管時の乾燥が進みやすい。また水溶性有機溶剤が多すぎると、インクの粘度が高くなり、ヘッドへの充填性の低下やインクの可燃性が向上する。
しかし水溶性有機溶剤の特性によっては保湿力や有機性などが大きく変わる。特にグリセリンは保湿性が高く親水性の高い溶剤として知られている。そのため乾燥による顔料分散体の分散破壊を抑制する面で効果がある。しかし樹脂微粒子に水不溶性又は難溶性の色材を含有させた着色樹脂微粒子を用いた場合、グリセリンの比率が高くなりすぎると分散安定状態が悪化する。
このような分散安定状態の悪化の明確な理由は判っていないが、分散溶媒の有機性によって樹脂が膨潤することに起因すると推測される。樹脂微粒子は色材と分散溶媒との両方に親和性を持っているが、インクに用いられる有機溶剤に対する耐性を高めるように設計されている。インクに用いられる水溶性有機溶剤は浸透性機能を付与する点から若干親油性が高い溶剤が用いられるため、これらの溶剤に耐え得るように樹脂設計を行っている。グリセリンの比率が上昇すると親水性が向上し、分散溶媒の親水性が上昇する。そのため樹脂の耐性と異なる分散溶媒となり、樹脂への親和性が向上し樹脂が分散媒に対して膨潤しやすくなり、分散安定性が低下すると考えられる。
樹脂微粒子に水不溶性又は難溶性の色材を含有させた着色樹脂微粒子を色材とするインクとグリセリンとを併用する場合には、その添加量は２０質量％未満であることが望ましい。２０質量％以上であると洗浄液兼充填液の有機性が低下しすぎるため好ましくない。
【００２０】
洗浄液兼充填液に加えることができるその他の添加剤としては、防腐防黴剤、キレート剤、防錆剤、ｐＨ調整剤、浸透剤等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
防腐防黴剤としては、例えば、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挙げられる。
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挙げられる。
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挙げられる。
【００２１】
ｐＨ調整剤としては、調合される洗浄液兼充填液に悪影響を及ぼさず、さらにインクジェット記録装置のインク流路にダメージを与えないものであり、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。
例えば、塩基性に調整するときにはアミン類、アルカリ金属水酸化物、第四級化合物水酸化物、アルカリ金属炭酸塩が、酸性に調整するときは無機酸、有機酸が挙げられる。
具体的には、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。
また、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウ酸などの無機酸及び硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウムなどの一価の弱カチオンと形成する塩、酢酸、蓚酸、乳酸、サリチル酸、安息香酸、グルクロン酸、アスコルビン酸、アルギニン酸、システイン、シュウ酸、フマル酸、マレイン酸、マロン酸、リシン、リンゴ酸、クエン酸、グリシン、グルタミン酸、コハク酸、酒石酸、フタル酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、カルボラン酸、又はこれらの化合物の誘導体などの有機酸が挙げられる。
これらのｐＨ調整剤は上記の化合物に限定されるものではない。また、インクのｐＨ変動に応じた特性に合わせて最適のｐＫａのものを適宜用いればよく、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用しても、バッファー剤を併用してもよい。
【００２２】
浸透剤は界面活性剤や有機溶剤による浸透性を補うために必要に応じて添加する。
浸透剤としては、２０℃の水に対する溶解度が０．２〜５．０質量％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。
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、２,２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールなどが挙げられる。
これらの中でも望ましいのは、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールである。
【００２３】
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、洗浄液中に溶解し、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。
浸透剤の添加量は４．０質量％以下とすることが望ましい。添加量が４．０質量％よりも多いと被洗浄対象のインクの顔料分散体の分散安定性が損なわれ、分散体の凝集が引き起こされたり、またインク流路部材への浸透性が必要以上に高くなり、部材への浸食や接着剤の膨潤、溶出などの接液問題を引き起こす。
【００２４】
洗浄液兼充填液とインクジェット記録用インクは、それらの組み合わせが重要となる。インクジェット記録用インクには、後述するように、水分散性着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、浸透剤、水分散性樹脂などが配合されるが、少なくとも水溶性有機溶剤、界面活性剤、浸透剤に関しては、洗浄液兼充填液と同様の物質が利用可能である。配合量は印字を目的とした機能を発現するために最適化すれば良い。
【００２５】
以下、本発明の洗浄液兼充填液と組み合わせるインクジェット記録用インクについて説明するが、これに限定されるものではない。
インクジェット記録用インクは、水分散性着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、浸透剤及び水を含有する。また、必要に応じてその他の添加剤を含有する。
水分散性着色剤としては、耐候性の面から主に顔料が用いられるが、色調調整の目的で耐候性が劣化しない範囲で染料を含有しても構わない。顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、黒色用、或いはカラー用の無機顔料や有機顔料などが挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
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、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、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。
【００２６】
上記顔料のうち、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、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、又は銅、鉄（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１１）等の金属類、酸化チタン、アニリンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料が挙げられる。
また、カラー用として、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、１０８、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〔パーマネントレッド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。
【００２７】
着色剤が顔料である場合、本発明の洗浄液兼充填液と組み合わせるインクに使用する顔料の特に好ましい形態としては、以下の第１〜第２の形態が挙げられる。特に第１形態が好ましい。
（１）第１形態：ポリマー微粒子に水不溶乃至水難溶性の顔料を含有させたポリマーエマルジョン（顔料を含有させたポリマー微粒子の水分散物）を含有する。
（２）第２形態：表面に少なくとも１種の親水基を有し、分散剤の不存在下で水分散性を示す顔料（以下、「自己分散性顔料」と称することもある）を含有する。
第１形態の水分散性着色剤としては、上記顔料に加え、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が好ましい。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とは、ポリマー微粒子中に顔料を封入したもの、又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、全ての顔料が封入又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顔料がエマルジョン中に分散していてもよい。ポリマーエマルジョンを形成するポリマー（ポリマー微粒子におけるポリマー）としてはビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリウレタン系ポリマー等が挙げられるが、特に好ましいの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使用することができる。
【００２８】
第２形態の自己分散性顔料は、顔料の表面に少なくとも１種の親水基が直接又は他の原子団を介して結合するように表面改質されたものである。該表面改質は、顔料の表面に、特定の官能基（スルホン基、カルボキシル基等）を化学的に結合させるか、あるいは次亜ハロゲン酸及び又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。これらの中でも、顔料の表面にカルボキシル基が結合し水中に分散している形態が特に好ましい。このように顔料が表面改質され、カルボキシル基が結合していると、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共に、印字後の記録用媒体の耐水性が一層向上する。
また、自己分散性顔料を含有する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ノズル付近のインク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なえる。
自己分散性顔料の体積平均粒径（Ｄ５０）は、インク中において０．０１〜０．１６μｍが好ましい。
【００２９】
自己分散性顔料としてはイオン性を有するものが好ましく、アニオン性親水基によりアニオン性に帯電したものが好適である。
前記アニオン性親水基としては、例えば、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ３Ｍ、−ＰＯ３ＨＭ、−ＰＯ３Ｍ２、−ＳＯ２ＮＨ２、−ＳＯ２ＮＨＣＯＲ（ただし、Ｍは、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表わし、Ｒは、炭素原子数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基を表わす）等が挙げられる。これらの中でも、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ３Ｍがカラー顔料表面に結合したものが好ましい。
また、前記「Ｍ」のアルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウムが挙げられる。前記有機アンモニウムとしては、例えば、モノ乃至トリメチルアンモニウム、モノ乃至トリエチルアンモニウム、モノ乃至トリメタノールアンモニウムが挙げられる。
前記アニオン性に帯電したカラー顔料を得る方法としては、カラー顔料表面に−ＣＯＯＮａを導入する方法として、例えば、カラー顔料を次亜塩素酸ソーダで酸化処理する方法、スルホン化による方法、ジアゾニウム塩を反応させる方法が挙げられる。
【００３０】
前記親水基は、他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合されていてもよい。他の原子団としては、例えば、炭素原子数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基が挙げられる。これらの親水基が他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合する場合の具体例としては、例えば、−Ｃ２Ｈ４ＣＯＯＭ（ただし、Ｍは、アルカリ金属又は第４級アンモニウムを表わす）、−ＰｈＳＯ３Ｍ（ただし、Ｐｈはフェニル基を表わし、Ｍは、アルカリ金属又は第４級アンモニウムを表わす）等が挙げられる。
前記着色剤のインクジェット記録用インクにおける含有量は、固形分で２〜１５質量％が好ましく、３〜１２質量％がより好ましい。含有量が２質量％未満であると、インクの発色性及び画像濃度が低くなってしまうことがあり、１５質量％を超えると、インクが増粘して吐出性が悪くなってしまうことがあり好ましくない。
【００３１】
インクジェット記録用インクに用いられる水溶性有機溶剤としては、前記洗浄液兼充填液に用いられる水溶性有機溶剤が好適に用いられる。インクジェット記録用インクにおける水分散性着色剤と水溶性有機溶剤の質量比は、ヘッドからのインク吐出安定性に影響を与える。例えば、水分散性着色剤の固形分が多いのに水溶性有機溶剤の配合量が少ないと、ノズルのインクメニスカス付近の水分蒸発が進み吐出不良をもたらすことがある。
水溶性有機溶剤のインクジェット記録用インク中における含有量は、２０〜５０質量％が好ましく、２０〜４５質量％がより好ましい。含有量が２０質量％未満では、吐出安定性が低下したりインクジェット記録装置の維持装置で廃インク固着したりする可能性がある。また、５０質量％を超えると、紙面上での乾燥性に劣り、更に普通紙上の文字品位が低下することがある。
水溶性有機溶剤の具体例としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、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、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、３−メチル−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、１，２−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ヘキサンジオール、１，２−オクタンジオール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、尿素、テトラメチル尿素などが挙げられる。
【００３２】
インクジェット記録用インクに用いられる界面活性剤としては、着色剤の種類や水溶性有機溶剤の組み合わせによって分散安定性が損なわれず、表面張力が低く、浸透性、レベリング性の高いものが好ましく、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤から選択される少なくとも１種が好適である。これらの中でも、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤が特に好ましい。これら界面活性剤は、１種を単独で、又は２種以上を混合して用いることができる。
上記界面活性剤としては、前記洗浄液兼充填液に用いられる界面活性剤が好適に用いられる。
界面活性剤のインクジェット記録用インクにおける含有量は、０．０１〜３．０質量％が好ましく、０．５〜２．０質量％がより好ましい。含有量が０．０１質量％未満では、界面活性剤を添加した効果が無いことがあり、３．０質量％を超えると、記録用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が発生することがある。
【００３３】
インクジェット記録用インクに用いられる浸透剤としては、前記洗浄液兼充填液に用いられる浸透剤が好適に用いられる。浸透剤のインクジェット記録用インクにおける含有量は０．１〜４．０質量％が好ましい。含有量が０．１質量％未満では速乾性が得られず滲んだ画像となることがあり、４．０質量％を超えると、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、記録用媒体への浸透性が必要以上に高くなる等、画像濃度の低下や裏抜けが発生することがある。
【００３４】
前記第２形態の場合は、水分散性樹脂を含むことが好ましい。
水分散性樹脂は、造膜性（画像形成性）に優れ、かつ高撥水性、高耐水性、高耐候性を備えており、高耐水性で高画像濃度（高発色性）の画像記録に有用である。水分散性樹脂の例としては、縮合系合成樹脂、付加系合成樹脂、天然高分子化合物などが挙げられる。
前記縮合系合成樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリ（メタ）アクリル樹脂、アクリル−シリコーン樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。
前記付加系合成樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルエステル系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、不飽和カルボン酸系樹脂などが挙げられる。
前記天然高分子化合物としては、例えば、セルロース類、ロジン類、天然ゴムなどが挙げられる。
これらの中でも、特にポリウレタン樹脂微粒子、アクリル−シリコーン樹脂微粒子及びフッ素系樹脂微粒子が好ましい。また、水分散性樹脂を２種類以上併用することは全く問題ない。
【００３５】
前記フッ素系樹脂微粒子としては、フルオロオレフィン単位を有するものが好ましく、これらの中でも、フルオロオレフィン単位及びビニルエーテル単位から構成されるフッ素含有ビニルエーテル系樹脂微粒子が特に好ましい。
前記フルオロオレフィン単位としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）−、−ＣＦ２ＣＦＣｌ−などが挙げられる。
前記ビニルエーテル単位としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、次の構造式で表わされる基が挙げられる。
【化３】
【００３６】
前記フルオロオレフィン単位及びビニルエーテル単位から構成されるフッ素含有ビニルエーテル系樹脂微粒子としては、上記フルオロオレフィン単位とビニルエーテル単位が交互に共重合してなる交互共重合体が好ましい。
このようなフッ素系樹脂微粒子としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。該市販品としては、例えば、大日本インキ化学工業社製のフルオネートＦＥＭ−５００、ＦＥＭ−６００、ディックガードＦ−５２Ｓ、Ｆ−９０、Ｆ−９０Ｍ、Ｆ−９０Ｎ，アクアフランＴＥ−５Ａ；旭硝子社製のルミフロンＦＥ４３００、ＦＥ４５００、ＦＥ４４００、アサヒガードＡＧ−７１０５、ＡＧ−９５０、ＡＧ−７６００、ＡＧ−７０００、ＡＧ−１１００などが挙げられる。
水分散性樹脂は、ホモポリマーとして使用してもコポリマーとして使用してもよく、単相構造型、コアシェル型、パワーフィード型エマルジョンのいずれのものも使用できる。
【００３７】
水分散性樹脂としては、樹脂自身が親水基を持ち自己分散性を持つもの、樹脂自身は分散性を持たず界面活性剤や親水基を持つ樹脂により分散性を付与したもののいずれも使用できる。これらの中でも、ポリエステル樹脂やポリウレタン樹脂のアイオノマーや不飽和単量体の乳化及び懸濁重合によって得られた樹脂粒子のエマルジョンが最適である。不飽和単量体の乳化重合の場合には、不飽和単量体、重合開始剤、界面活性剤、連鎖移動剤、キレート剤、及びｐＨ調整剤などを添加した系で反応させることにより、容易に水分散性樹脂エマルジョンを得ることができ、樹脂構成を容易に替えることができるため目的の性質を作りやすい。
前記不飽和単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、単官能又は多官能の（メタ）アクリル酸エステル単量体類、（メタ）アクリル酸アミド単量体類、芳香族ビニル単量体類、ビニルシアノ化合物単量体類、ビニル単量体類、アリル化合物単量体類、オレフィン単量体類、ジエン単量体類、不飽和炭素を持つオリゴマー類などを単独で又は複数組み合わせて用いることができる。これらの単量体を組み合わせることにより柔軟に性質を改質することが可能であり、オリゴマー型重合開始剤を用いて重合反応、グラフト反応を行なうことにより樹脂の特性を改質することもできる。
前記不飽和カルボン酸類としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマール酸、マレイン酸等が挙げられる。
【００３８】
前記単官能の（メタ）アクリル酸エステル単量体類としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｎ−アミルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、メタクリロキシエチルトリメチルアンモニウム塩、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｎ−アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、ｎ−へキシルアクリレート、２−エチルへキシルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、シクロへキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、グリシジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリロキシエチルトリメチルアンモニウム塩、などが挙げられる。
【００３９】
前記多官能の（メタ）アクリル酸エステル単量体類としては、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリブチレングリコールジメタクリレート、２，２′−ビス（４−メタクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，４−ブチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、２，２′−ビス（４−アクリロキシプロピロキシフェニル）プロパン、２，２′−ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ジトリメチロールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、などが挙げられる。
【００４０】
前記（メタ）アクリル酸アミド単量体類としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等が挙げられる。
前記芳香族ビニル単量体類としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、４−ｔ−ブチルスチレン、クロルスチレン、ビニルトルエン、ビニルアニソール、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
前記ビニルシアノ化合物単量体類としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
前記ビニル単量体類としては、例えば、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ビニルエーテル、ビニルケトン、ビニルピロリドン、ビニルスルホン酸又はその塩、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
前記アリル化合物単量体類としては、例えば、アリルスルホン酸とその塩、アリルアミン、アリルクロライド、ジアリルアミン、ジアリルジメチルアンモニウム塩等が挙げられる。
前記オレフィン単量体類としては、例えば、エチレン、プロピレン等が挙げられる。
前記ジエン単量体類としては、例えば、ブタジエン、クロロプレン等が挙げられる。
前記不飽和炭素を持つオリゴマー類としては、例えば、メタクリロイル基を持つスチレンオリゴマー、メタクリロイル基を持つスチレン−アクリロニトリルオリゴマー、メタクリロイル基を持つメチルメタクリレートオリゴマー、メタクリロイル基を持つジメチルシロキサンオリゴマー、アクリロイル基を持つポリエステルオリゴマー等が挙げられる。
【００４１】
水分散性樹脂は、強アルカリ性、強酸性下では分散破壊や加水分解などの分子鎖の断裂が引き起こされるため、ｐＨは４〜１２が好ましく、特に水分散性着色剤との混和性の点からｐＨは６〜１１がより好ましく、ｐＨ７〜９が更に好ましい。
水分散性樹脂の平均粒径（Ｄ５０）は、分散液の粘度と関係しており、組成が同じものでは粒径が小さくなるほど同一固形分での粘度が大きくなる。インクに用いたときに過剰な高粘度にならないためにも水分散性樹脂の平均粒子径（Ｄ５０）は５０ｎｍ以上が好ましい。また、粒径が数十μｍになるとインクジェットヘッドのノズル口より大きくなるため使用できない。ノズル口より小さくても粒子径の大きな粒子がインク中に存在すると吐出性を悪化させる。そこで、インク吐出性を阻害させないために平均粒子径（Ｄ５０）は２００ｎｍ以下が好ましく、１５０ｎｍ以下がより好ましい。
【００４２】
また、水分散性樹脂は、水分散性着色剤を紙面に定着させる働きを有し、常温で被膜化して色材の定着性を向上させることが好ましい。そのため、水分散性樹脂の最低造膜温度（ＭＦＴ）は３０℃以下であることが好ましい。また、水分散性樹脂のガラス転移温度が−４０℃未満になると樹脂皮膜の粘稠性が強くなり印字物にタックが生じるため、ガラス転移温度が−４０℃以上の水分散性樹脂であることが好ましい。
水分散性樹脂のインクジェット記録用インクにおける含有量は、固形分で１〜１５質量％が好ましく、２〜７質量％がより好ましい。
ここで、インクジェット記録用インクの固形分含有量は、例えばインクジェット記録用インク中から水分散性着色剤と水分散性樹脂分のみを分離する方法により測定することができる。また、水分散性着色剤として顔料を用いる場合には、熱質量分析により質量減少率を評価することにより顔料と水分散性樹脂の比率を測定できる。また、水分散性着色剤の分子構造が明らかな場合には、顔料や染料ではＮＭＲを用いて着色剤の固形分量を定量することが可能であり、重金属原子、分子骨格に含まれる無機顔料、含金有機顔料、含金染料では蛍光Ｘ線分析を用いることにより着色剤の固形分量を定量することが可能である。
【００４３】
前記その他の添加剤としては特に制限はなく、必要に応じて適宜選択することができるが、例えば、ｐＨ調整剤、防腐防黴剤、キレート試薬、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤、などが挙げられる。
前記ｐＨ調整剤としては、調合されるインクジェット記録用インクに悪影響を及ぼさずにｐＨを７〜１１に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルコールアミン類、アルカリ金属元素の水酸化物、アンモニウムの水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、などが挙げられる。ｐＨが７未満又は１１を超えるとインクジェットヘッドやインク供給ユニットを溶かし出す量が大きく、インクの変質や漏洩、吐出不良などの不具合が生じることがある。
前記アルコールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール等が挙げられる。
前記アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
前記アンモニウムの水酸化物としては、例えば、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などが挙げられる。
前記アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。
【００４４】
前記防腐防黴剤としては、例えば、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、等が挙げられる。
前記キレート試薬としては、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。
前記防錆剤としては、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などが挙げられる。
前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤（ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む）、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、などが挙げられる。
前記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤、などが挙げられる。
【００４５】
インクジェット記録用インクは、前記各材料を水性媒体中に分散又は溶解させ、適宜攪拌混合して製造することができる。攪拌混合は、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシャイカー、超音波分散機、通常の攪拌羽を用いた攪拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機等で行なうことができる。
インクジェット記録用インクの物性には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、２５℃でのインク粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓが好ましい。インク粘度を５ｍＰａ・ｓ以上とすることによって、印字濃度や文字品位を向上させる効果が得られる。また、インク粘度を２０ｍＰａ・ｓ以下に抑えることにより、吐出性を確保することができる。粘度は、例えば粘度計（ＲＥ−５５０Ｌ、東機産業社製）を使用して２５℃で測定することができる。
また、インクジェット記録用インクの静的表面張力は、２５℃で２０〜３５ｍＮ／ｍが好ましく、２０〜３０ｍＮ／ｍがより好ましい。静的表面張力が２０〜３５ｍＮ／ｍの範囲にあると、浸透性を高めることによるブリーディングの低減効果が高く、普通紙印字での乾燥性が良好となるし、前処理層に濡れ易いと言うことで、発色性が良くなり白ポチも改良される。しかし、静的表面張力が３５ｍＮ／ｍを超えると、被記録材上のインクのレベリングが起こり難く、乾燥時間の長時間化を招くことがある。
【００４６】
インクジェット記録用インクの色は特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどが挙げられる。これらの色を２種以上併用したインクセットを使用して記録を行なうと、多色画像を形成することができ、全色併用したインクセットを使用して記録を行なうと、フルカラー画像を形成することができる。
前記インクジェット記録用インクは、インクジェットヘッドとして、ピエゾ型のもの（特開平２−５１７３４号公報参照）、サーマル型のもの（特開昭６１−５９９１１号公報参照）、静電型のもの（特開平６−７１８８２号公報参照）などのいずれのものを搭載するインクジェット記録装置にも良好に使用できる。
前記インクジェット記録用インクは、例えば、印字時又は印字前後に記録用媒体及び前記インクジェット記録用インクを５０〜２００℃で加熱し、印字定着を促進する機能を有するプリンタ等に使用することもできる。
【００４７】
本発明の洗浄液兼充填液を用いてインクジェット記録装置及びこの装置に用いるインクカートリッジを洗浄する際の方法は特に限定されず、洗浄液兼充填液を液体流路内に供給し排出する工程を繰り返せば良い。例えば、インクジェット記録装置本体の供給、吸引機構を用いて、洗浄液兼充填液の入ったカートリッジから洗浄液兼充填液をインク流路内に供給、排出を繰り返す方法、外部から洗浄液兼充填液の入った容器を加圧して洗浄液兼充填液を供給する方法、ヘッド側から外部のポンプを用いて吸引する方法等が挙げられる。また、洗浄後は必要に応じて液体流路にそのまま充填液として残すこともできる。
【００４８】
本発明の洗浄液兼充填液は、容器に収容してカートリッジとして用いることができる。容器としては特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成された袋などを有するものなどが好適に挙げられる。このような容器はインクカートリッジとして既に公知であるから、インクの代わりに洗浄液兼充填液を収容して用いればよい。
上記カートリッジについて、図１及び図２を参照して説明する。ここで、図１は、カートリッジの洗浄液兼充填液袋２４１の一例を示す概略図であり、図２は図１の洗浄液兼充填液袋２４１をカートリッジケース２４４内に収容したカートリッジ２００を示す概略図である。
図１に示すように、洗浄液兼充填液注入口２４２から洗浄液兼充填液を洗浄液兼充填液袋２４１内に充填し、該洗浄液兼充填液袋中に残った空気を排気した後、該洗浄液兼充填液注入口２４２を融着により閉じる。使用時には、ゴム部材からなる洗浄液兼充填液排出口２４３に装置本体の針を刺して装置に供給する。洗浄液兼充填液袋２４１は、透気性のないアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成する。そして、図２に示すように、通常、プラスチック製のカートリッジケース２４４内に収容し、カートリッジ２００として各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いる。
本発明のカートリッジは、インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いることができる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例及び比較例を示すが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００５０】
実施例１〜１１、比較例１〜１１
＜洗浄液の調製＞
表１−１の実施例１〜１１、及び表２−１の比較例１〜１１の各欄に示す材料を用い、まずｐＨ調整剤、界面活性剤、及び水を混合し均一に溶解させ、次いで水溶性有機溶剤を混合し一時間攪拌を行って均一に混合した。この混合液を０．８μｍセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子やごみを除去して各洗浄液兼充填液を得た。なお、表中の成分割合を示す数値は質量％である。また、用いた界面活性剤の種類を表１−２、表２−２に示す。
【００５１】
【表１−１】
【表１−２】
【００５２】
【表２−１】
【表２−２】
【００５３】
＜顔料インクの調製＞
−ポリマー溶液の調製−
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、メルカプトエタノール０．４ｇ及びメチルエチルケトン４０ｇを混合し、６５℃に昇温した。
次いで、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３４２ｇの混合溶液を２．５時間かけて、フラスコ内に滴下した。
更に、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、濃度が５０質量％のポリマー溶液８００ｇを得た。
【００５４】
−イエロー顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調製−
前記ポリマー溶液２８ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４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、エバポレータを用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、顔料を１５質量％含有する固形分２０質量％のイエロー顔料含有ポリマー微粒子の水分散体を得た。
【００５５】
−イエロー顔料インクの調製−
まず、１，３−ブタンジオール１５質量％、グリセリン１５質量％、ＯＭＮＯＶＡ社製ポリフォックスＰＦ−１５１Ｎ、１質量％、オクタンジオール２質量％を混合し、一時間攪拌を行って均一に混合した。
次いで、この混合液に対して前記イエロー顔料含有ポリマー微粒子水分散体４０質量％を添加し、合計１００質量％となるように水を添加し、一時間撹拌した。
その後、０．８μｍセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子を除去してイエロー顔料インクを得た。
【００５６】
−マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調製−
前記ポリマー溶液１７．５ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を３２．５ｇ、１ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム水溶液８．５ｇ、メチルエチルケトン１３ｇ、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、エバポレータを用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、顔料を１５質量％含有する、固形分２０質量％のマゼンタ顔料含有ポリマー微粒子の水分散体を得た。
【００５７】
−マゼンタ顔料インクの調製−
まず、３−メチル−１，３−ブタンジオール１５質量％、グリセリン１５質量％、Ｄｕｐｏｎｔ社製Ｚｏｎｙｌ ＦＳＯ−１００、０．５質量％、１，２−ヘキサンジオール１質量％を混合し、一時間攪拌を行って均一に混合した。
次いで、この混合液に対して前記マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子水分散体４０質量％を添加し、合計１００質量％となるように水を添加し、一時間撹拌した。
その後、０．８μｍセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子を除去してマゼンタ顔料インクを得た。
【００５８】
＜洗浄液兼充填液の均一性＞
前記のようにして調製した実施例及び比較例の各洗浄液兼充填液を１時間静置し、静置後の液の状態を目視で観察して次の基準で評価した。結果を表３−１、表３−２に示す。
○：分離や不溶解物がなく、均一な状態である。
×：成分の一部が分離するか、又は不溶解物があり、不均一な状態である。
【００５９】
＜洗浄液兼充填液の粘度＞
東機産業社製の粘度計ＲＥ８０Ｌを使用し、１００回転で２５℃のときの洗浄液兼充填液の粘度を測定した。結果を表３−１、表３−２に示す。
【００６０】
＜洗浄液兼充填液とインクとの混合性＞
洗浄液兼充填液９７質量％、インク３質量％の混合液を作成し、６５℃で５０時間放置して外観変化を目視で観察し、次の基準で評価した。結果を表３−１、表３−２に示す。
○：洗浄液兼充填液とインクの分離の有無が判らない。
△：混合液に濃淡が見られる。
×：洗浄液兼充填液とインクの分離が起こっている。
また、洗浄液としての均一性を確保できないものはインクと混合した段階で不均一であるため、評価から除外した。
【００６１】
＜洗浄液兼充填液の洗浄性＞
・初期状態の設定
インクジェットプリンター（リコー社製ＩＰＳＩＯ ＧＸ３０００）のインク供給経路やヘッド内のインクを純水で置換し、その後、ブラックインク、シアンインクの代わりに調整例のマゼンタインクを充填したカートリッジ、及びマゼンタインク、イエローインクの代わりに調製例のイエローインクを充填したカートリッジを取り付け、充填動作後にヘッドリフレッシング動作を１０回繰り返し、インク供給経路やヘッド内のインクを調製例のインクに置き換えた。その後、ノズルチェックパターンを印字し、ノズル抜けが無くなるまでヘッドリフレッシング動作を行った。
【００６２】
・洗浄処理
インクジェットプリンターのノズル抜けが無いことを確認した後、洗浄液兼充填液を充填したカートリッジを全カートリッジの代わりに取り付け、ヘッドリフレッシング動作を６回行った。その後、プリンターの維持ユニットを動作させ、各ヘッドから４．５ｃｃだけ吸引し再び充填する動作を３回繰り返した。再度洗浄液兼充填液を充填した後、各ヘッドから２ｃｃ吸引し、ノズル面をワイピングすることによりインクジェットプリンター内の経路の洗浄を行った。
【００６３】
・洗浄性の評価
最後に吸引した洗浄液兼充填液を回収し、イエローインクについては４２１ｎｍ、マゼンタインクについては５６３ｎｍでの吸光度測定を行い、インクの同波長の吸光度と比較することにより、回収した洗浄液兼充填液中のインク着色微粒子の濃度（質量％）を算出し、次の基準で洗浄性を評価した。結果を表３−１、表３−２に示す。
○：３％未満
×：３％以上
なお、＜洗浄液兼充填液とインクとの混合性＞評価において分離が起こった比較例１、６、７、９（表３−２中の△、×の例）の洗浄液兼充填液は、評価装置（インクジェットプリンター）中でインクと混合すると粒径の大きな沈殿物が発生し、評価装置のノズル詰まりやフィルター詰まりが発生するため評価から除外した。
【００６４】
＜初期充填性評価＞
インクジェットプリンター（リコー社製ＩＰＳＩＯ ＧＸ３０００）を用い、＜洗浄液兼充填液の洗浄性＞で述べた洗浄処理によりプリンターを洗浄し、洗浄液兼充填液を残したまま、ノズル面に保湿キャップをした状態で５０℃、６０％ＲＨ環境下で１ヶ月間放置した後、調製例で示したイエローインク、マゼンタインクを充填したインクカートリッジを取り付け、初期充填動作を行った。
その後、ノズルチェックパターンを印字し、充填動作後にヘッドリフレッシング動作を繰り返し、ノズルチェックにおいて吐出不良（ノズルの不吐出や吐出曲がり＝画像に対する白筋や黒筋が目立つ状態）が無くなるまでのヘッドリフレッシング回数（最大８回まで）を測定し、次の基準で評価した。結果を表３−１、表３−２に示す。
○：ヘッドリフレッシング２回以下
△：ヘッドリフレッシング３回以上４回以下
×：ヘッドリフレッシング５回以上必要、もしくは回復不能
なお、洗浄液兼充填液の洗浄性評価と同様に、比較例１、６、７、９の洗浄液兼充填液は、評価から除外した。
【００６５】
【表３−１】
【表３−２】
【００６６】
実施例１２〜１７、実施例１８〜２１
実施例１で用いた界面活性剤（Ｉ）−１に代えて、下記表４に示す界面活性剤（Ｉ）−５〜（Ｉ）−１０を用いた点以外は、実施例１と同様にして、実施例１２〜１７の洗浄液兼充填液を調製した。
また、実施例１で用いた界面活性剤（II）−３に代えて、下記表５に示す界面活性剤（II）−５〜（II）−８を用いた点以外は、実施例１と同様にして、実施例１８〜２１の洗浄液兼充填液を調製した。
これらの洗浄液兼充填液を用いて、実施例１と同様の評価を行ったところ、ほぼ同等の結果が得られた。
【００６７】
【表４】
【表５】
【００６８】
以上の結果から、実施例の洗浄液兼充填液は、インクとの混合安定性が高く、洗浄性が良好で、初期充填性に優れていることが分かった。
【符号の説明】
【００６９】
２００ 洗浄液兼充填液カートリッジ
２４１ 洗浄液兼充填液袋
２４２ 洗浄液兼充填液注入口
２４３ 洗浄液兼充填液排出口
２４４ カートリッジケース
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開２００７−１１９６５８号公報
【特許文献２】特開２００７−１６９３１４号公報
【特許文献３】特開２００７−０９１８４６号公報
【特許文献４】特開２００５−１４６２２４号公報
【特許文献５】特開２００９−０１２３６１号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置及びこの装置に用いるインクカートリッジの液体流路の洗浄液兼充填液、並びに該洗浄液兼充填液を収容したカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンター、ファックス、コピア、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置として、例えば、インク液滴を吐出する液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドを備え、媒体を搬送しながら、インク液滴を用紙に付着させて画像形成を行なうものがある。このような液体吐出方式の画像形成装置においては、液体吐出ヘッドの多数のノズルと呼ばれる細孔から液滴を吐出することで、媒体に非接触でパターンを形成することが可能であるため、媒体の種類や形状にとらわれずに、単一の作像プロセスで画像形成ができる。
この液体吐出ヘッドは、直径５０μｍ以下の微細なオリフィスを持つノズル部や、ノズル部に繋がる圧力発生部、圧力発生部に液体を供給する液室部、液室へ流入する液体を濾過するフィルター部などから構成され、非常に高精度に加工され形成されている。
また、ヘッド当たりのノズル数も数十から数千と膨大なため、製品として出荷する前に全体が正常に動作し、吐出不良状態（ノズルより吐出できない状態、ノズル面に対して約垂直方向に吐出されない状態、吐出された液滴が所望の大きさを形成できない状態）が存在しないことを確かめる必要がある。
このような検査を行うため、検出可能な液体をヘッドに充填し、ヘッドから吐出させることで不具合を検知することが行われている。また、修理などでヘッドやインク供給系に充填したインクが外部に漏れて周囲を汚さないためにも、インクジェット記録装置内のインクを洗い流すことが必要となる。
【０００３】
従来、洗浄液として、水又は界面活性剤水溶液などが用いられているが、これらは洗浄性が確保できる反面、再充填時の充填性が悪化したり、吐出不良が発生したりするなどの問題があった。
さらに最近では、耐水性、耐光性などの観点から着色剤に顔料を用いたインクが実用化されるに至った。また、染料を用いる場合にも、同様の観点から、染料濃度を高くしたり水溶性の低いものを用いたりするなどの傾向があり、前記問題がより顕著になってきた。
特に顔料や樹脂を用いるものの場合、ヘッド内のインクが少量でも残存すると固着してしまい吐出性を低下させてしまう。そのため、例えば特許文献１、２では、樹脂溶剤をメンテナンス液に添加することを提案している。この場合は、インクの乾燥が進んでもメンテナンス液が残留固形分を溶解、再分散させる働きを付与している。
しかしながら、特許文献１、２に記載の溶剤は、ヘッド内に使用される接着剤に対して溶解性を与え接着面が膨潤する危険性がある。そのためヘッドの強度が低下し目的の剛性が得られず、意図した吐出性が得られないという問題点がある。
また、装置の洗浄性や保存性を考慮し、特許文献３に記載されているようなエチンジオール系ノニオン性界面活性剤を用いた洗浄液も提案されている。しかしながら、該洗浄液は、起泡性は低いが、一般的なアルキルアルコール系ノニオン性界面活性剤よりも水への溶解性が低く、表面張力を下げる能力も低いため洗浄力が不足している。
【０００４】
また、装置内の洗浄性を鑑みて特許文献４に記載されているようなポリオキアルキレンセカンダリーアルコールエーテルを用いる方法が提案されている。このような界面活性剤を用いることで洗浄力を高めることが可能となっている。
しかし、この特許文献４に記載の構成だけでは金属部材への微小な腐食が進行することがあり、腐食が原因でヘッドなどの耐久性の低下が問題となっている。
そこで、このような金属部材の溶出を防ぎ洗浄保存が可能となる腐食防止剤を添加した充填液が特許文献５に開示されている。しかし、洗浄性との両立は充分ではなかった。
近年、発色性や定着性を改善した顔料分散体としては顔料表面に水難溶性樹脂を被覆したマイクロエマルジョン型顔料が開発されており、これは発色性、定着性が優れている。しかし顔料表面に分散官能基を共有結合した自己分散顔料に比べて分散安定性が劣っており、乾燥後の再分散性は悪化している。また、共有結合で官能基を結合していないため、顔料周囲の環境の影響を大きく受け、温度やｐＨ、溶剤組成、ビヒクルの有機性などで凝集を引き起こしやすい。
これらのことは、洗浄液でインクジェットヘッドを洗浄した後でも同様の傾向にあり、自己分散型顔料に比べて顔料表面に水難溶性樹脂を被覆した顔料の方が、洗浄後の液中の分散安定性が悪い傾向にある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、インクジェット記録装置及びこの装置に用いるインクカートリッジの液体流路の洗浄を充分に行なうことができ、洗浄後のインク再充填性に問題を起こさない洗浄液兼充填液、並びに該洗浄液兼充填液を収容したカートリッジの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、次の１）〜３）の発明によって解決される。
１） インクジェット記録装置及びこの装置に用いるインクカートリッジの液体流路の洗浄液兼充填液であって、水溶性有機溶剤、水、一般式（Ｉ）で表わされる少なくとも１種の化合物及び又は一般式（II）で表される少なくとも１種の化合物を含有することを特徴とするインクジェット記録装置及びインクカートリッジ用洗浄液兼充填液。
一般式（Ｉ）
【化１】
（式中、Ｒ１，Ｒ３は、水素、低級アルコキシ基、又は低級パーフルオロアルコキシ基を表し、Ｒ２，Ｒ４は、低級パーフルオロアルキル基を表す。ｍは１〜２５、ｎは０〜１０、ｐ、ｑ、ｒはそれぞれ１〜１０の整数を表す。）
一般式（II）
【化２】
（式中、Ｒ５は水素、低級アルキル基、又は低級パーフルオロアルキル基を表し、Ｒｆは低級パーフルオロアルキル基を表す。ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ１〜１０の整数を表す。）
２） 前記水溶性有機溶剤がグリセリンであることを特徴とする１）に記載のインクジェット記録装置及びインクカートリッジ用洗浄液兼充填液。
３） １）又は２）に記載の洗浄液兼充填液が収容されていることを特徴とするカートリッジ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、インクジェット記録装置及びこの装置に用いるインクカートリッジの液体流路の洗浄を充分に行なうことができ、洗浄後のインク再充填性に問題を起こさない洗浄液兼充填液、並びに該洗浄液兼充填液を収容したカートリッジを提供できる。
また、長期保存性、ヘッドの洗浄及び保湿性、インクの置換、充填性に優れ、ヘッドの吐出性を長期に渡り確保できる信頼性の高い洗浄液兼充填液を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のカートリッジの洗浄液兼充填液袋の一例を示す概略図である。
【図２】図１の洗浄液兼充填液袋をカートリッジケース内に収容したカートリッジを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明の洗浄液兼充填液は、前記一般式（Ｉ）で表わされる少なくとも１種の化合物、及び又は前記一般式（II）で表される少なくとも１種の化合物を含有する。
これらの化合物はフッ素系界面活性剤であるが、その構造により、気液界面でのレベリング性に優れ、洗浄液や充填液の泡立ちを抑制する効果が極めて高く、かつ、洗浄性に優れ、ヘッド洗浄後にヘッド内をインクに置換する際のインク再充填性に優れ、高速印字などでの吐出安定性についても高い効果を有することが分かった。
また、近年、フッ素系界面活性剤の安全性、環境への影響（ＰＦＯＳ、ＰＦＯＡの人体への蓄積性）が、特に環境問題として懸念されているが、本発明で使用するフッ素系界面活性剤は、米国環境保護庁（ＥＰＡ）からも、環境に関する安全性の認可を受けており、安全性の面からも問題なく使用できる。
前記一般式（Ｉ）の化合物及び一般式（II）の化合物の含有量は、それぞれ０．０１〜５質量％程度の範囲が好ましい。０．０１質量％以上であれば洗浄性が悪くなったり、着色剤の残留量が多くなり過ぎたりすることはない。また、５質量％以下であれば、初期充填性が悪くなることもない。
【００１０】
インクジェット記録装置の一つであるインクジェット記録装置中のインクが、色材として樹脂微粒子に水不溶性又は難溶性の色材を含有させた着色樹脂微粒子を用いている場合、インクジェットヘッド洗浄後の状態はインクが極度に洗浄液で希釈された状態にあるため、顔料周囲の環境が大きく変わっており、分散安定性が保ちにくくなっている。
本発明の洗浄液兼充填液は、上記一般式（Ｉ）及び又は一般式（II）の化合物を用いることにより、インクジェットヘッド内の液体流路のインクと混ざり合う浸透力と、インクとの混合後にインク中の顔料の分散状態を保持できる分散力を兼ね備えることが可能となる。さらに起泡性、消泡性に関しても、抑泡効果が高いためインクジェット記録装置内で泡の影響を与えずに、洗浄性と保存性を示すことが可能となる。
【００１１】
低粘度の洗浄液は、ヘッド内の流速が早くインクとの混合性も高い。しかしインクジェットヘッドのように多数のノズルが存在する場合、各ノズルから均一にインクが抜けないと洗浄ムラが生じやすい。インクより粘度が低い洗浄液がインクに置き換わってヘッド内の個別液室を流れると、他の液室より流体抵抗が低いため、他の液室より多くの洗浄液が流れやすい状況となる。そのため洗浄液と完全に置換したノズルは流れやすくなるが、他のノズルは流れにくいままで、十分にノズルを洗浄することが出来ないようになる。
そこで、ヘッド内の洗浄には洗浄液の物性をインクの物性に近づけることが好ましい。実際には、洗浄液の２５℃における粘度を、２．５ｍＰａ・ｓ以上にすれば、ヘッド内のインクとの粘度差を小さくすることができ、ヘッドを均一に洗浄することが可能となる。
また洗浄液の粘度が高い方が顔料インクと混合したときの顔料分散体の沈降を抑制することができ、混合安定性を向上させることが出来る。しかし、粘度が高すぎてもインクの物性と離れてしまい好ましくない。このため、２５℃における粘度が１５ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。
【００１２】
本発明で用いられる水溶性有機溶剤としては、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレンが挙げられる。これらの水溶性有機溶剤は、洗浄液兼充填液の水分が蒸発して平衡状態に達した場合にも、水溶性有機溶剤が多量の水分を保持することにより、洗浄液、充填液に流動性を付与する。中でも平衡水分量の高い水溶性有機溶剤が好ましく、洗浄液兼充填液中の水分が蒸発して平衡状態に達した場合にも、水溶性有機溶剤が多量の水分を保持し、極端な粘度上昇を抑えることができる。ここで、平衡水分量の高い水溶性有機溶剤とは、温度２３℃、湿度８０％環境中の平衡水分量が３０質量％以上、好ましくは４０質量％以上であるものを言う（以後、水溶性有機溶剤Ａと言う）。平衡水分量の上限は特にないが、汎用される溶剤の中ではグリセリンが最も高く、実測値で４６質量％前後である。
【００１３】
このような水溶性有機溶剤Ａを用いることで、インクの水分が蒸発して水分平衡に達した場合においても、水溶性有機溶剤Ａが多量の水分を保持して粘度上昇を防ぐことができる。なお、平衡水分量とは、水溶性有機溶剤と水との混合物を一定温度、湿度の空気中に開放して、溶液中の水の蒸発と空気中の水の洗浄液兼充填液への吸収が平衡状態になったときの水分量を言う。具体的には、平衡水分量は、塩化カリウム飽和水溶液を用いデシケーター内を温度２３±１℃、湿度８０±３％に保ち、このデシケーター内に各水溶性有機溶剤を１ｇずつ秤量したシャーレを質量変化がなくなるまでの期間保管し、次の式により求めることができる。
【数１】
【００１４】
本発明で好適に用いられる水溶性有機溶剤Ａとしては、温度２３℃、湿度８０％環境中の平衡水分量が３０質量％以上の多価アルコール類が挙げられる。その具体例としては、グリセリン（ｂｐ２９０℃、４９質量％）、ジグリセリン（ｂｐ２７０℃／２０ｈＰａ、３８質量％）、１，２，３−ブタントリオール（ｂｐ１７５℃／３３ｈＰａ、３８質量％）、１，２，４−ブタントリオール（ｂｐ１９０−１９１℃／２４ｈＰａ、４１質量％）、ジエチレングリコール（ｂｐ２４５℃、４３質量％）、トリエチレングリコール（ｂｐ２８５℃、３９質量％）、テトラエチレングリコール（ｂｐ３２４−３３０℃、３７質量％）、１，３−ブタンジオール（ｂｐ２０３−２０４℃、３５質量％）等が挙げられる。中でもグリセリン、１，３−ブタンジオールは水分を含んだ場合に低粘度化することや、洗浄後、インクに置換する際に、インク中の顔料が凝集せず安定に保てるなどの理由により特に好適に用いられる。上記水溶性有機溶剤Ａを水溶性有機溶剤全体の５０質量％以上用いた場合、吐出安定性確保に優れるため好ましい。
【００１５】
本発明の洗浄液兼充填液は、水溶性有機溶剤Ａに加えて又は水溶性有機溶剤Ａの一部に代えて、２３℃、８０％での平衡水分量が３０質量％未満の水溶性有機溶剤（以後、水溶性有機溶剤Ｂと言う）を併用することができる。このような水溶性有機溶剤Ｂとしては、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレンなどが挙げられる。
前記多価アルコール類としては、例えば、ジプロピレングリコール（ｂｐ２３２℃）、１，５−ペンタンジオール（ｂｐ２４２℃）、３−メチル−１，３−ブタンジオール（ｂｐ２０３℃）、プロピレングリコール（ｂｐ１８７℃）、２−メチル−２，４−ペンタンジオール（ｂｐ１９７℃）、エチレングリコール（ｂｐ１９６〜１９８℃）、トリプロピレングリコール（ｂｐ２６７℃）、ヘキシレングリコール（ｂｐ１９７℃）、ポリエチレングリコール（粘調液体〜固体）、ポリプロピレングリコール（ｂｐ１８７℃）、１，６−ヘキサンジオール（ｂｐ２５３〜２６０℃）、１，２，６−ヘキサントリオール（ｂｐ１７８℃）、トリメチロールエタン（固体、ｍｐ１９９〜２０１℃）、トリメチロールプロパン（固体、ｍｐ６１℃）などが挙げられる。
【００１６】
前記多価アルコールアルキルエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル（ｂｐ１３５℃）、エチレングリコールモノブチルエーテル（ｂｐ１７１℃）、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（ｂｐ１９４℃）、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（ｂｐ１９７℃）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ｂｐ２３１℃）、エチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル（ｂｐ２２９℃）、プロピレングリコールモノエチルエーテル（ｂｐ１３２℃）などが挙げられる。
前記多価アルコールアリールエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノフェニルエーテル（ｂｐ２３７℃）、エチレングリコールモノベンジルエーテルなどが挙げられる。
前記含窒素複素環化合物としては、例えば、２−ピロリドン（ｂｐ２５０℃、ｍｐ２５．５℃）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ｂｐ２０２℃）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ｂｐ２２６℃）、ε−カプロラクタム（ｂｐ２７０℃）、γ−ブチロラクトン（ｂｐ２０４〜２０５℃）などが挙げられる。
前記アミド類としては、例えば、ホルムアミド（ｂｐ２１０℃）、Ｎ−メチルホルムアミド（ｂｐ１９９〜２０１℃）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ｂｐ１５３℃）、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド（ｂｐ１７６〜１７７℃）などが挙げられる。
前記アミン類としては、例えば、モノエタノールアミン（ｂｐ１７０℃）、ジエタノールアミン（ｂｐ２６８℃）、トリエタノールアミン（ｂｐ３６０℃）、Ｎ，Ｎ−ジメチルモノエタノールアミン（ｂｐ１３９℃）、Ｎ−メチルジエタノールアミン（ｂｐ２４３℃）、Ｎ−メチルエタノールアミン（ｂｐ１５９℃）、Ｎ−フェニルエタノールアミン（ｂｐ２８２−２８７℃）、３−アミノプロピルジエチルアミン（ｂｐ１６９℃）などが挙げられる。
前記含硫黄化合物類としては、例えば、ジメチルスルホキシド（ｂｐ１３９℃）、スルホラン（ｂｐ２８５℃）、チオジグリコール（ｂｐ２８２℃）などが挙げられる。
【００１７】
洗浄液としては、インクジェット記録装置のインク流路を洗浄し、インクを押し流す機能が必要とされる。インク流路の洗浄にはインクと混合置換しながらインク成分をインク流路から剥離させることが求められる。このとき洗浄液によってインク流路部材を劣化させないことが求められている。
また洗浄後の状態を完全に洗浄液に置換されている状態にするには、多量の液と時間を要するため効率が悪い。そこで一定の濃度までインクが混合してもインクジェット記録装置の記録品質を保つようにする必要がある。洗浄液がインクと合っていないと洗浄液中に残存したインクが凝集してインクジェットヘッドのノズルやフィルターに吸着し、吐出不良や抵抗の増加を引き起こす。そのためインクと洗浄液が混合した状態でも液物性が安定することが求められる。
さらに洗浄性やインクとの混合性を満たすことで、新たにインクを充填するときに再充填性を確保することが可能となる。
【００１８】
洗浄液兼充填液における前記フッ素系界面活性剤（Ｉ）、（II）のそれぞれの含有量は、固形分で０．０１〜５質量％が好ましく、０．１〜５質量％がより好ましい。０．０１質量％未満では、泡を抑える効果が得られないことがあり、５質量％を超えると、粘度が増加し、発泡性の抑制効果低下によるヘッド内での気泡による吐出性等に悪影響がある。
【００１９】
一般に、洗浄液兼充填液全体に占める水溶性有機溶剤の割合は２０〜６０質量％が好ましく、より好ましくは３０〜５０質量％である。水溶性有機溶剤量が少ないと洗浄液の水分保持力が低下し保管時の乾燥が進みやすい。また水溶性有機溶剤が多すぎると、インクの粘度が高くなり、ヘッドへの充填性の低下やインクの可燃性が向上する。
しかし水溶性有機溶剤の特性によっては保湿力や有機性などが大きく変わる。特にグリセリンは保湿性が高く親水性の高い溶剤として知られている。そのため乾燥による顔料分散体の分散破壊を抑制する面で効果がある。しかし樹脂微粒子に水不溶性又は難溶性の色材を含有させた着色樹脂微粒子を用いた場合、グリセリンの比率が高くなりすぎると分散安定状態が悪化する。
このような分散安定状態の悪化の明確な理由は判っていないが、分散溶媒の有機性によって樹脂が膨潤することに起因すると推測される。樹脂微粒子は色材と分散溶媒との両方に親和性を持っているが、インクに用いられる有機溶剤に対する耐性を高めるように設計されている。インクに用いられる水溶性有機溶剤は浸透性機能を付与する点から若干親油性が高い溶剤が用いられるため、これらの溶剤に耐え得るように樹脂設計を行っている。グリセリンの比率が上昇すると親水性が向上し、分散溶媒の親水性が上昇する。そのため樹脂の耐性と異なる分散溶媒となり、樹脂への親和性が向上し樹脂が分散媒に対して膨潤しやすくなり、分散安定性が低下すると考えられる。
樹脂微粒子に水不溶性又は難溶性の色材を含有させた着色樹脂微粒子を色材とするインクとグリセリンとを併用する場合には、その添加量は２０質量％未満であることが望ましい。２０質量％以上であると洗浄液兼充填液の有機性が低下しすぎるため好ましくない。
【００２０】
洗浄液兼充填液に加えることができるその他の添加剤としては、防腐防黴剤、キレート剤、防錆剤、ｐＨ調整剤、浸透剤等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
防腐防黴剤としては、例えば、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挙げられる。
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挙げられる。
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挙げられる。
【００２１】
ｐＨ調整剤としては、調合される洗浄液兼充填液に悪影響を及ぼさず、さらにインクジェット記録装置のインク流路にダメージを与えないものであり、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。
例えば、塩基性に調整するときにはアミン類、アルカリ金属水酸化物、第四級化合物水酸化物、アルカリ金属炭酸塩が、酸性に調整するときは無機酸、有機酸が挙げられる。
具体的には、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。
また、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウ酸などの無機酸及び硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウムなどの一価の弱カチオンと形成する塩、酢酸、蓚酸、乳酸、サリチル酸、安息香酸、グルクロン酸、アスコルビン酸、アルギニン酸、システイン、シュウ酸、フマル酸、マレイン酸、マロン酸、リシン、リンゴ酸、クエン酸、グリシン、グルタミン酸、コハク酸、酒石酸、フタル酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、カルボラン酸、又はこれらの化合物の誘導体などの有機酸が挙げられる。
これらのｐＨ調整剤は上記の化合物に限定されるものではない。また、インクのｐＨ変動に応じた特性に合わせて最適のｐＫａのものを適宜用いればよく、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用しても、バッファー剤を併用してもよい。
【００２２】
浸透剤は界面活性剤や有機溶剤による浸透性を補うために必要に応じて添加する。
浸透剤としては、２０℃の水に対する溶解度が０．２〜５．０質量％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。
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、２,２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールなどが挙げられる。
これらの中でも望ましいのは、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールである。
【００２３】
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、洗浄液中に溶解し、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。
浸透剤の添加量は４．０質量％以下とすることが望ましい。添加量が４．０質量％よりも多いと被洗浄対象のインクの顔料分散体の分散安定性が損なわれ、分散体の凝集が引き起こされたり、またインク流路部材への浸透性が必要以上に高くなり、部材への浸食や接着剤の膨潤、溶出などの接液問題を引き起こす。
【００２４】
洗浄液兼充填液とインクジェット記録用インクは、それらの組み合わせが重要となる。インクジェット記録用インクには、後述するように、水分散性着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、浸透剤、水分散性樹脂などが配合されるが、少なくとも水溶性有機溶剤、界面活性剤、浸透剤に関しては、洗浄液兼充填液と同様の物質が利用可能である。配合量は印字を目的とした機能を発現するために最適化すれば良い。
【００２５】
以下、本発明の洗浄液兼充填液と組み合わせるインクジェット記録用インクについて説明するが、これに限定されるものではない。
インクジェット記録用インクは、水分散性着色剤、水溶性有機溶剤、界面活性剤、浸透剤及び水を含有する。また、必要に応じてその他の添加剤を含有する。
水分散性着色剤としては、耐候性の面から主に顔料が用いられるが、色調調整の目的で耐候性が劣化しない範囲で染料を含有しても構わない。顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、黒色用、或いはカラー用の無機顔料や有機顔料などが挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
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、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエローに加え、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。
【００２６】
上記顔料のうち、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、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、又は銅、鉄（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１１）等の金属類、酸化チタン、アニリンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料が挙げられる。
また、カラー用として、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、１０８、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〔パーマネントレッド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。
【００２７】
着色剤が顔料である場合、本発明の洗浄液兼充填液と組み合わせるインクに使用する顔料の特に好ましい形態としては、以下の第１〜第２の形態が挙げられる。特に第１形態が好ましい。
（１）第１形態：ポリマー微粒子に水不溶乃至水難溶性の顔料を含有させたポリマーエマルジョン（顔料を含有させたポリマー微粒子の水分散物）を含有する。
（２）第２形態：表面に少なくとも１種の親水基を有し、分散剤の不存在下で水分散性を示す顔料（以下、「自己分散性顔料」と称することもある）を含有する。
第１形態の水分散性着色剤としては、上記顔料に加え、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が好ましい。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とは、ポリマー微粒子中に顔料を封入したもの、又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、全ての顔料が封入又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顔料がエマルジョン中に分散していてもよい。ポリマーエマルジョンを形成するポリマー（ポリマー微粒子におけるポリマー）としてはビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリウレタン系ポリマー等が挙げられるが、特に好ましいの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使用することができる。
【００２８】
第２形態の自己分散性顔料は、顔料の表面に少なくとも１種の親水基が直接又は他の原子団を介して結合するように表面改質されたものである。該表面改質は、顔料の表面に、特定の官能基（スルホン基、カルボキシル基等）を化学的に結合させるか、あるいは次亜ハロゲン酸及び又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。これらの中でも、顔料の表面にカルボキシル基が結合し水中に分散している形態が特に好ましい。このように顔料が表面改質され、カルボキシル基が結合していると、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共に、印字後の記録用媒体の耐水性が一層向上する。
また、自己分散性顔料を含有する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ノズル付近のインク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なえる。
自己分散性顔料の体積平均粒径（Ｄ５０）は、インク中において０．０１〜０．１６μｍが好ましい。
【００２９】
自己分散性顔料としてはイオン性を有するものが好ましく、アニオン性親水基によりアニオン性に帯電したものが好適である。
前記アニオン性親水基としては、例えば、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ３Ｍ、−ＰＯ３ＨＭ、−ＰＯ３Ｍ２、−ＳＯ２ＮＨ２、−ＳＯ２ＮＨＣＯＲ（ただし、Ｍは、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを表わし、Ｒは、炭素原子数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基を表わす）等が挙げられる。これらの中でも、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ３Ｍがカラー顔料表面に結合したものが好ましい。
また、前記「Ｍ」のアルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウムが挙げられる。前記有機アンモニウムとしては、例えば、モノ乃至トリメチルアンモニウム、モノ乃至トリエチルアンモニウム、モノ乃至トリメタノールアンモニウムが挙げられる。
前記アニオン性に帯電したカラー顔料を得る方法としては、カラー顔料表面に−ＣＯＯＮａを導入する方法として、例えば、カラー顔料を次亜塩素酸ソーダで酸化処理する方法、スルホン化による方法、ジアゾニウム塩を反応させる方法が挙げられる。
【００３０】
前記親水基は、他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合されていてもよい。他の原子団としては、例えば、炭素原子数１〜１２のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基又は置換基を有してもよいナフチル基が挙げられる。これらの親水基が他の原子団を介してカーボンブラックの表面に結合する場合の具体例としては、例えば、−Ｃ２Ｈ４ＣＯＯＭ（ただし、Ｍは、アルカリ金属又は第４級アンモニウムを表わす）、−ＰｈＳＯ３Ｍ（ただし、Ｐｈはフェニル基を表わし、Ｍは、アルカリ金属又は第４級アンモニウムを表わす）等が挙げられる。
前記着色剤のインクジェット記録用インクにおける含有量は、固形分で２〜１５質量％が好ましく、３〜１２質量％がより好ましい。含有量が２質量％未満であると、インクの発色性及び画像濃度が低くなってしまうことがあり、１５質量％を超えると、インクが増粘して吐出性が悪くなってしまうことがあり好ましくない。
【００３１】
インクジェット記録用インクに用いられる水溶性有機溶剤としては、前記洗浄液兼充填液に用いられる水溶性有機溶剤が好適に用いられる。インクジェット記録用インクにおける水分散性着色剤と水溶性有機溶剤の質量比は、ヘッドからのインク吐出安定性に影響を与える。例えば、水分散性着色剤の固形分が多いのに水溶性有機溶剤の配合量が少ないと、ノズルのインクメニスカス付近の水分蒸発が進み吐出不良をもたらすことがある。
水溶性有機溶剤のインクジェット記録用インク中における含有量は、２０〜５０質量％が好ましく、２０〜４５質量％がより好ましい。含有量が２０質量％未満では、吐出安定性が低下したりインクジェット記録装置の維持装置で廃インク固着したりする可能性がある。また、５０質量％を超えると、紙面上での乾燥性に劣り、更に普通紙上の文字品位が低下することがある。
水溶性有機溶剤の具体例としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、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、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、３−メチル−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、１，２−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ヘキサンジオール、１，２−オクタンジオール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、尿素、テトラメチル尿素などが挙げられる。
【００３２】
インクジェット記録用インクに用いられる界面活性剤としては、着色剤の種類や水溶性有機溶剤の組み合わせによって分散安定性が損なわれず、表面張力が低く、浸透性、レベリング性の高いものが好ましく、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤から選択される少なくとも１種が好適である。これらの中でも、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤が特に好ましい。これら界面活性剤は、１種を単独で、又は２種以上を混合して用いることができる。
上記界面活性剤としては、前記洗浄液兼充填液に用いられる界面活性剤が好適に用いられる。
界面活性剤のインクジェット記録用インクにおける含有量は、０．０１〜３．０質量％が好ましく、０．５〜２．０質量％がより好ましい。含有量が０．０１質量％未満では、界面活性剤を添加した効果が無いことがあり、３．０質量％を超えると、記録用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が発生することがある。
【００３３】
インクジェット記録用インクに用いられる浸透剤としては、前記洗浄液兼充填液に用いられる浸透剤が好適に用いられる。浸透剤のインクジェット記録用インクにおける含有量は０．１〜４．０質量％が好ましい。含有量が０．１質量％未満では速乾性が得られず滲んだ画像となることがあり、４．０質量％を超えると、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、記録用媒体への浸透性が必要以上に高くなる等、画像濃度の低下や裏抜けが発生することがある。
【００３４】
前記第２形態の場合は、水分散性樹脂を含むことが好ましい。
水分散性樹脂は、造膜性（画像形成性）に優れ、かつ高撥水性、高耐水性、高耐候性を備えており、高耐水性で高画像濃度（高発色性）の画像記録に有用である。水分散性樹脂の例としては、縮合系合成樹脂、付加系合成樹脂、天然高分子化合物などが挙げられる。
前記縮合系合成樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリ（メタ）アクリル樹脂、アクリル−シリコーン樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。
前記付加系合成樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルエステル系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、不飽和カルボン酸系樹脂などが挙げられる。
前記天然高分子化合物としては、例えば、セルロース類、ロジン類、天然ゴムなどが挙げられる。
これらの中でも、特にポリウレタン樹脂微粒子、アクリル−シリコーン樹脂微粒子及びフッ素系樹脂微粒子が好ましい。また、水分散性樹脂を２種類以上併用することは全く問題ない。
【００３５】
前記フッ素系樹脂微粒子としては、フルオロオレフィン単位を有するものが好ましく、これらの中でも、フルオロオレフィン単位及びビニルエーテル単位から構成されるフッ素含有ビニルエーテル系樹脂微粒子が特に好ましい。
前記フルオロオレフィン単位としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）−、−ＣＦ２ＣＦＣｌ−などが挙げられる。
前記ビニルエーテル単位としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、次の構造式で表わされる基が挙げられる。
【化３】
【００３６】
前記フルオロオレフィン単位及びビニルエーテル単位から構成されるフッ素含有ビニルエーテル系樹脂微粒子としては、上記フルオロオレフィン単位とビニルエーテル単位が交互に共重合してなる交互共重合体が好ましい。
このようなフッ素系樹脂微粒子としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。該市販品としては、例えば、大日本インキ化学工業社製のフルオネートＦＥＭ−５００、ＦＥＭ−６００、ディックガードＦ−５２Ｓ、Ｆ−９０、Ｆ−９０Ｍ、Ｆ−９０Ｎ，アクアフランＴＥ−５Ａ；旭硝子社製のルミフロンＦＥ４３００、ＦＥ４５００、ＦＥ４４００、アサヒガードＡＧ−７１０５、ＡＧ−９５０、ＡＧ−７６００、ＡＧ−７０００、ＡＧ−１１００などが挙げられる。
水分散性樹脂は、ホモポリマーとして使用してもコポリマーとして使用してもよく、単相構造型、コアシェル型、パワーフィード型エマルジョンのいずれのものも使用できる。
【００３７】
水分散性樹脂としては、樹脂自身が親水基を持ち自己分散性を持つもの、樹脂自身は分散性を持たず界面活性剤や親水基を持つ樹脂により分散性を付与したもののいずれも使用できる。これらの中でも、ポリエステル樹脂やポリウレタン樹脂のアイオノマーや不飽和単量体の乳化及び懸濁重合によって得られた樹脂粒子のエマルジョンが最適である。不飽和単量体の乳化重合の場合には、不飽和単量体、重合開始剤、界面活性剤、連鎖移動剤、キレート剤、及びｐＨ調整剤などを添加した系で反応させることにより、容易に水分散性樹脂エマルジョンを得ることができ、樹脂構成を容易に替えることができるため目的の性質を作りやすい。
前記不飽和単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、単官能又は多官能の（メタ）アクリル酸エステル単量体類、（メタ）アクリル酸アミド単量体類、芳香族ビニル単量体類、ビニルシアノ化合物単量体類、ビニル単量体類、アリル化合物単量体類、オレフィン単量体類、ジエン単量体類、不飽和炭素を持つオリゴマー類などを単独で又は複数組み合わせて用いることができる。これらの単量体を組み合わせることにより柔軟に性質を改質することが可能であり、オリゴマー型重合開始剤を用いて重合反応、グラフト反応を行なうことにより樹脂の特性を改質することもできる。
前記不飽和カルボン酸類としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマール酸、マレイン酸等が挙げられる。
【００３８】
前記単官能の（メタ）アクリル酸エステル単量体類としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｎ−アミルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、メタクリロキシエチルトリメチルアンモニウム塩、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｎ−アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、ｎ−へキシルアクリレート、２−エチルへキシルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、シクロへキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、グリシジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリロキシエチルトリメチルアンモニウム塩、などが挙げられる。
【００３９】
前記多官能の（メタ）アクリル酸エステル単量体類としては、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリブチレングリコールジメタクリレート、２，２′−ビス（４−メタクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，４−ブチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、２，２′−ビス（４−アクリロキシプロピロキシフェニル）プロパン、２，２′−ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ジトリメチロールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、などが挙げられる。
【００４０】
前記（メタ）アクリル酸アミド単量体類としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等が挙げられる。
前記芳香族ビニル単量体類としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、４−ｔ−ブチルスチレン、クロルスチレン、ビニルトルエン、ビニルアニソール、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
前記ビニルシアノ化合物単量体類としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
前記ビニル単量体類としては、例えば、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ビニルエーテル、ビニルケトン、ビニルピロリドン、ビニルスルホン酸又はその塩、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
前記アリル化合物単量体類としては、例えば、アリルスルホン酸とその塩、アリルアミン、アリルクロライド、ジアリルアミン、ジアリルジメチルアンモニウム塩等が挙げられる。
前記オレフィン単量体類としては、例えば、エチレン、プロピレン等が挙げられる。
前記ジエン単量体類としては、例えば、ブタジエン、クロロプレン等が挙げられる。
前記不飽和炭素を持つオリゴマー類としては、例えば、メタクリロイル基を持つスチレンオリゴマー、メタクリロイル基を持つスチレン−アクリロニトリルオリゴマー、メタクリロイル基を持つメチルメタクリレートオリゴマー、メタクリロイル基を持つジメチルシロキサンオリゴマー、アクリロイル基を持つポリエステルオリゴマー等が挙げられる。
【００４１】
水分散性樹脂は、強アルカリ性、強酸性下では分散破壊や加水分解などの分子鎖の断裂が引き起こされるため、ｐＨは４〜１２が好ましく、特に水分散性着色剤との混和性の点からｐＨは６〜１１がより好ましく、ｐＨ７〜９が更に好ましい。
水分散性樹脂の平均粒径（Ｄ５０）は、分散液の粘度と関係しており、組成が同じものでは粒径が小さくなるほど同一固形分での粘度が大きくなる。インクに用いたときに過剰な高粘度にならないためにも水分散性樹脂の平均粒子径（Ｄ５０）は５０ｎｍ以上が好ましい。また、粒径が数十μｍになるとインクジェットヘッドのノズル口より大きくなるため使用できない。ノズル口より小さくても粒子径の大きな粒子がインク中に存在すると吐出性を悪化させる。そこで、インク吐出性を阻害させないために平均粒子径（Ｄ５０）は２００ｎｍ以下が好ましく、１５０ｎｍ以下がより好ましい。
【００４２】
また、水分散性樹脂は、水分散性着色剤を紙面に定着させる働きを有し、常温で被膜化して色材の定着性を向上させることが好ましい。そのため、水分散性樹脂の最低造膜温度（ＭＦＴ）は３０℃以下であることが好ましい。また、水分散性樹脂のガラス転移温度が−４０℃未満になると樹脂皮膜の粘稠性が強くなり印字物にタックが生じるため、ガラス転移温度が−４０℃以上の水分散性樹脂であることが好ましい。
水分散性樹脂のインクジェット記録用インクにおける含有量は、固形分で１〜１５質量％が好ましく、２〜７質量％がより好ましい。
ここで、インクジェット記録用インクの固形分含有量は、例えばインクジェット記録用インク中から水分散性着色剤と水分散性樹脂分のみを分離する方法により測定することができる。また、水分散性着色剤として顔料を用いる場合には、熱質量分析により質量減少率を評価することにより顔料と水分散性樹脂の比率を測定できる。また、水分散性着色剤の分子構造が明らかな場合には、顔料や染料ではＮＭＲを用いて着色剤の固形分量を定量することが可能であり、重金属原子、分子骨格に含まれる無機顔料、含金有機顔料、含金染料では蛍光Ｘ線分析を用いることにより着色剤の固形分量を定量することが可能である。
【００４３】
前記その他の添加剤としては特に制限はなく、必要に応じて適宜選択することができるが、例えば、ｐＨ調整剤、防腐防黴剤、キレート試薬、防錆剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、光安定化剤、などが挙げられる。
前記ｐＨ調整剤としては、調合されるインクジェット記録用インクに悪影響を及ぼさずにｐＨを７〜１１に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルコールアミン類、アルカリ金属元素の水酸化物、アンモニウムの水酸化物、ホスホニウム水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、などが挙げられる。ｐＨが７未満又は１１を超えるとインクジェットヘッドやインク供給ユニットを溶かし出す量が大きく、インクの変質や漏洩、吐出不良などの不具合が生じることがある。
前記アルコールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール等が挙げられる。
前記アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
前記アンモニウムの水酸化物としては、例えば、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などが挙げられる。
前記アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。
【００４４】
前記防腐防黴剤としては、例えば、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、等が挙げられる。
前記キレート試薬としては、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。
前記防錆剤としては、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などが挙げられる。
前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤（ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む）、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、などが挙げられる。
前記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤、などが挙げられる。
【００４５】
インクジェット記録用インクは、前記各材料を水性媒体中に分散又は溶解させ、適宜攪拌混合して製造することができる。攪拌混合は、例えば、サンドミル、ホモジナイザー、ボールミル、ペイントシャイカー、超音波分散機、通常の攪拌羽を用いた攪拌機、マグネチックスターラー、高速の分散機等で行なうことができる。
インクジェット記録用インクの物性には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、２５℃でのインク粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓが好ましい。インク粘度を５ｍＰａ・ｓ以上とすることによって、印字濃度や文字品位を向上させる効果が得られる。また、インク粘度を２０ｍＰａ・ｓ以下に抑えることにより、吐出性を確保することができる。粘度は、例えば粘度計（ＲＥ−５５０Ｌ、東機産業社製）を使用して２５℃で測定することができる。
また、インクジェット記録用インクの静的表面張力は、２５℃で２０〜３５ｍＮ／ｍが好ましく、２０〜３０ｍＮ／ｍがより好ましい。静的表面張力が２０〜３５ｍＮ／ｍの範囲にあると、浸透性を高めることによるブリーディングの低減効果が高く、普通紙印字での乾燥性が良好となるし、前処理層に濡れ易いと言うことで、発色性が良くなり白ポチも改良される。しかし、静的表面張力が３５ｍＮ／ｍを超えると、被記録材上のインクのレベリングが起こり難く、乾燥時間の長時間化を招くことがある。
【００４６】
インクジェット記録用インクの色は特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどが挙げられる。これらの色を２種以上併用したインクセットを使用して記録を行なうと、多色画像を形成することができ、全色併用したインクセットを使用して記録を行なうと、フルカラー画像を形成することができる。
前記インクジェット記録用インクは、インクジェットヘッドとして、ピエゾ型のもの（特開平２−５１７３４号公報参照）、サーマル型のもの（特開昭６１−５９９１１号公報参照）、静電型のもの（特開平６−７１８８２号公報参照）などのいずれのものを搭載するインクジェット記録装置にも良好に使用できる。
前記インクジェット記録用インクは、例えば、印字時又は印字前後に記録用媒体及び前記インクジェット記録用インクを５０〜２００℃で加熱し、印字定着を促進する機能を有するプリンタ等に使用することもできる。
【００４７】
本発明の洗浄液兼充填液を用いてインクジェット記録装置及びこの装置に用いるインクカートリッジを洗浄する際の方法は特に限定されず、洗浄液兼充填液を液体流路内に供給し排出する工程を繰り返せば良い。例えば、インクジェット記録装置本体の供給、吸引機構を用いて、洗浄液兼充填液の入ったカートリッジから洗浄液兼充填液をインク流路内に供給、排出を繰り返す方法、外部から洗浄液兼充填液の入った容器を加圧して洗浄液兼充填液を供給する方法、ヘッド側から外部のポンプを用いて吸引する方法等が挙げられる。また、洗浄後は必要に応じて液体流路にそのまま充填液として残すこともできる。
【００４８】
本発明の洗浄液兼充填液は、容器に収容してカートリッジとして用いることができる。容器としては特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成された袋などを有するものなどが好適に挙げられる。このような容器はインクカートリッジとして既に公知であるから、インクの代わりに洗浄液兼充填液を収容して用いればよい。
上記カートリッジについて、図１及び図２を参照して説明する。ここで、図１は、カートリッジの洗浄液兼充填液袋２４１の一例を示す概略図であり、図２は図１の洗浄液兼充填液袋２４１をカートリッジケース２４４内に収容したカートリッジ２００を示す概略図である。
図１に示すように、洗浄液兼充填液注入口２４２から洗浄液兼充填液を洗浄液兼充填液袋２４１内に充填し、該洗浄液兼充填液袋中に残った空気を排気した後、該洗浄液兼充填液注入口２４２を融着により閉じる。使用時には、ゴム部材からなる洗浄液兼充填液排出口２４３に装置本体の針を刺して装置に供給する。洗浄液兼充填液袋２４１は、透気性のないアルミニウムラミネートフィルム等の包装部材により形成する。そして、図２に示すように、通常、プラスチック製のカートリッジケース２４４内に収容し、カートリッジ２００として各種インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いる。
本発明のカートリッジは、インクジェット記録装置に着脱可能に装着して用いることができる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例及び比較例を示すが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００５０】
実施例１〜１１、比較例１〜１１
＜洗浄液の調製＞
表１−１の実施例１〜１１、及び表２−１の比較例１〜１１の各欄に示す材料を用い、まずｐＨ調整剤、界面活性剤、及び水を混合し均一に溶解させ、次いで水溶性有機溶剤を混合し一時間攪拌を行って均一に混合した。この混合液を０．８μｍセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子やごみを除去して各洗浄液兼充填液を得た。なお、表中の成分割合を示す数値は質量％である。また、用いた界面活性剤の種類を表１−２、表２−２に示す。
【００５１】
【表１−１】
【表１−２】
【００５２】
【表２−１】
【表２−２】
【００５３】
＜顔料インクの調製＞
−ポリマー溶液の調製−
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、メルカプトエタノール０．４ｇ及びメチルエチルケトン４０ｇを混合し、６５℃に昇温した。
次いで、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３４２ｇの混合溶液を２．５時間かけて、フラスコ内に滴下した。
更に、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、濃度が５０質量％のポリマー溶液８００ｇを得た。
【００５４】
−イエロー顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調製−
前記ポリマー溶液２８ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４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、エバポレータを用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、顔料を１５質量％含有する固形分２０質量％のイエロー顔料含有ポリマー微粒子の水分散体を得た。
【００５５】
−イエロー顔料インクの調製−
まず、１，３−ブタンジオール１５質量％、グリセリン１５質量％、ＯＭＮＯＶＡ社製ポリフォックスＰＦ−１５１Ｎ、１質量％、オクタンジオール２質量％を混合し、一時間攪拌を行って均一に混合した。
次いで、この混合液に対して前記イエロー顔料含有ポリマー微粒子水分散体４０質量％を添加し、合計１００質量％となるように水を添加し、一時間撹拌した。
その後、０．８μｍセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子を除去してイエロー顔料インクを得た。
【００５６】
−マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調製−
前記ポリマー溶液１７．５ｇ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を３２．５ｇ、１ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム水溶液８．５ｇ、メチルエチルケトン１３ｇ、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、エバポレータを用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、顔料を１５質量％含有する、固形分２０質量％のマゼンタ顔料含有ポリマー微粒子の水分散体を得た。
【００５７】
−マゼンタ顔料インクの調製−
まず、３−メチル−１，３−ブタンジオール１５質量％、グリセリン１５質量％、Ｄｕｐｏｎｔ社製Ｚｏｎｙｌ ＦＳＯ−１００、０．５質量％、１，２−ヘキサンジオール１質量％を混合し、一時間攪拌を行って均一に混合した。
次いで、この混合液に対して前記マゼンタ顔料含有ポリマー微粒子水分散体４０質量％を添加し、合計１００質量％となるように水を添加し、一時間撹拌した。
その後、０．８μｍセルロースアセテートメンブランフィルターで加圧濾過し、粗大粒子を除去してマゼンタ顔料インクを得た。
【００５８】
＜洗浄液兼充填液の均一性＞
前記のようにして調製した実施例及び比較例の各洗浄液兼充填液を１時間静置し、静置後の液の状態を目視で観察して次の基準で評価した。結果を表３−１、表３−２に示す。
○：分離や不溶解物がなく、均一な状態である。
×：成分の一部が分離するか、又は不溶解物があり、不均一な状態である。
【００５９】
＜洗浄液兼充填液の粘度＞
東機産業社製の粘度計ＲＥ８０Ｌを使用し、１００回転で２５℃のときの洗浄液兼充填液の粘度を測定した。結果を表３−１、表３−２に示す。
【００６０】
＜洗浄液兼充填液とインクとの混合性＞
洗浄液兼充填液９７質量％、インク３質量％の混合液を作成し、６５℃で５０時間放置して外観変化を目視で観察し、次の基準で評価した。結果を表３−１、表３−２に示す。
○：洗浄液兼充填液とインクの分離の有無が判らない。
△：混合液に濃淡が見られる。
×：洗浄液兼充填液とインクの分離が起こっている。
また、洗浄液としての均一性を確保できないものはインクと混合した段階で不均一であるため、評価から除外した。
【００６１】
＜洗浄液兼充填液の洗浄性＞
・初期状態の設定
インクジェットプリンター（リコー社製ＩＰＳＩＯ ＧＸ３０００）のインク供給経路やヘッド内のインクを純水で置換し、その後、ブラックインク、シアンインクの代わりに調整例のマゼンタインクを充填したカートリッジ、及びマゼンタインク、イエローインクの代わりに調製例のイエローインクを充填したカートリッジを取り付け、充填動作後にヘッドリフレッシング動作を１０回繰り返し、インク供給経路やヘッド内のインクを調製例のインクに置き換えた。その後、ノズルチェックパターンを印字し、ノズル抜けが無くなるまでヘッドリフレッシング動作を行った。
【００６２】
・洗浄処理
インクジェットプリンターのノズル抜けが無いことを確認した後、洗浄液兼充填液を充填したカートリッジを全カートリッジの代わりに取り付け、ヘッドリフレッシング動作を６回行った。その後、プリンターの維持ユニットを動作させ、各ヘッドから４．５ｃｃだけ吸引し再び充填する動作を３回繰り返した。再度洗浄液兼充填液を充填した後、各ヘッドから２ｃｃ吸引し、ノズル面をワイピングすることによりインクジェットプリンター内の経路の洗浄を行った。
【００６３】
・洗浄性の評価
最後に吸引した洗浄液兼充填液を回収し、イエローインクについては４２１ｎｍ、マゼンタインクについては５６３ｎｍでの吸光度測定を行い、インクの同波長の吸光度と比較することにより、回収した洗浄液兼充填液中のインク着色微粒子の濃度（質量％）を算出し、次の基準で洗浄性を評価した。結果を表３−１、表３−２に示す。
○：３％未満
×：３％以上
なお、＜洗浄液兼充填液とインクとの混合性＞評価において分離が起こった比較例１、６、７、９（表３−２中の△、×の例）の洗浄液兼充填液は、評価装置（インクジェットプリンター）中でインクと混合すると粒径の大きな沈殿物が発生し、評価装置のノズル詰まりやフィルター詰まりが発生するため評価から除外した。
【００６４】
＜初期充填性評価＞
インクジェットプリンター（リコー社製ＩＰＳＩＯ ＧＸ３０００）を用い、＜洗浄液兼充填液の洗浄性＞で述べた洗浄処理によりプリンターを洗浄し、洗浄液兼充填液を残したまま、ノズル面に保湿キャップをした状態で５０℃、６０％ＲＨ環境下で１ヶ月間放置した後、調製例で示したイエローインク、マゼンタインクを充填したインクカートリッジを取り付け、初期充填動作を行った。
その後、ノズルチェックパターンを印字し、充填動作後にヘッドリフレッシング動作を繰り返し、ノズルチェックにおいて吐出不良（ノズルの不吐出や吐出曲がり＝画像に対する白筋や黒筋が目立つ状態）が無くなるまでのヘッドリフレッシング回数（最大８回まで）を測定し、次の基準で評価した。結果を表３−１、表３−２に示す。
○：ヘッドリフレッシング２回以下
△：ヘッドリフレッシング３回以上４回以下
×：ヘッドリフレッシング５回以上必要、もしくは回復不能
なお、洗浄液兼充填液の洗浄性評価と同様に、比較例１、６、７、９の洗浄液兼充填液は、評価から除外した。
【００６５】
【表３−１】
【表３−２】
【００６６】
実施例１２〜１７、実施例１８〜２１
実施例１で用いた界面活性剤（Ｉ）−１に代えて、下記表４に示す界面活性剤（Ｉ）−５〜（Ｉ）−１０を用いた点以外は、実施例１と同様にして、実施例１２〜１７の洗浄液兼充填液を調製した。
また、実施例１で用いた界面活性剤（II）−３に代えて、下記表５に示す界面活性剤（II）−５〜（II）−８を用いた点以外は、実施例１と同様にして、実施例１８〜２１の洗浄液兼充填液を調製した。
これらの洗浄液兼充填液を用いて、実施例１と同様の評価を行ったところ、ほぼ同等の結果が得られた。
【００６７】
【表４】
【表５】
【００６８】
以上の結果から、実施例の洗浄液兼充填液は、インクとの混合安定性が高く、洗浄性が良好で、初期充填性に優れていることが分かった。
【符号の説明】
【００６９】
２００ 洗浄液兼充填液カートリッジ
２４１ 洗浄液兼充填液袋
２４２ 洗浄液兼充填液注入口
２４３ 洗浄液兼充填液排出口
２４４ カートリッジケース
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開２００７−１１９６５８号公報
【特許文献２】特開２００７−１６９３１４号公報
【特許文献３】特開２００７−０９１８４６号公報
【特許文献４】特開２００５−１４６２２４号公報
【特許文献５】特開２００９−０１２３６１号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット記録装置及びこの装置に用いるインクカートリッジの液体流路の洗浄液兼充填液であって、水溶性有機溶剤、水、一般式（Ｉ）で表わされる少なくとも１種の化合物及び又は一般式（II）で表される少なくとも１種の化合物を含有することを特徴とするインクジェット記録装置及びインクカートリッジ用洗浄液兼充填液。
一般式（Ｉ）
【化４】
（式中、Ｒ１，Ｒ３は、水素、低級アルコキシ基、又は低級パーフルオロアルコキシ基を表し、Ｒ２，Ｒ４は、低級パーフルオロアルキル基を表す。ｍは１〜２５、ｎは０〜１０、ｐ、ｑ、ｒはそれぞれ１〜１０の整数を表す。）
一般式（II）
【化５】
（式中、Ｒ５は水素、低級アルキル基、又は低級パーフルオロアルキル基を表し、Ｒｆは低級パーフルオロアルキル基を表す。ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ１〜１０の整数を表す。）
【請求項２】
前記水溶性有機溶剤がグリセリンであ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装置及びインクカートリッジ用洗浄液兼充填液。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の洗浄液兼充填液が収容されていることを特徴とするカートリッジ。
【請求項１】
インクジェット記録装置及びこの装置に用いるインクカートリッジの液体流路の洗浄液兼充填液であって、水溶性有機溶剤、水、一般式（Ｉ）で表わされる少なくとも１種の化合物及び又は一般式（II）で表される少なくとも１種の化合物を含有することを特徴とするインクジェット記録装置及びインクカートリッジ用洗浄液兼充填液。
一般式（Ｉ）
【化４】
（式中、Ｒ１，Ｒ３は、水素、低級アルコキシ基、又は低級パーフルオロアルコキシ基を表し、Ｒ２，Ｒ４は、低級パーフルオロアルキル基を表す。ｍは１〜２５、ｎは０〜１０、ｐ、ｑ、ｒはそれぞれ１〜１０の整数を表す。）
一般式（II）
【化５】
（式中、Ｒ５は水素、低級アルキル基、又は低級パーフルオロアルキル基を表し、Ｒｆは低級パーフルオロアルキル基を表す。ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ１〜１０の整数を表す。）
【請求項２】
前記水溶性有機溶剤がグリセリンであ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装置及びインクカートリッジ用洗浄液兼充填液。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の洗浄液兼充填液が収容されていることを特徴とするカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２５５５６６（Ｐ２０１１−２５５５６６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３０９０１（Ｐ２０１０−１３０９０１）
【出願日】平成２２年６月８日（２０１０．６．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月８日（２０１０．６．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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