水性インクと記録方法及びインクカートリッジ並びにインクジェット記録装置
【課題】 インクジェット記録に好適に用いられ、高速化に要求されるノズルの目詰り、噴射方向曲がりがなく、流動性、保存安定性に優れ、また着色剤や紙種によらず、浸透性、乾燥性に優れ、かつ滲みがなく、画像濃度も高く、裏抜けのない水性インク及びこれを用いたインクジェット記録方法ならびにかかるインクを用いたインクカートリッジ、インクジェット記録装置等の機器を提供する。
【解決手段】 色材と、炭素数９のジオール誘導体と、下記一般式（Ｉ）で表わされる界面活性剤成分を含有することを特徴とする水性インク。
【化１】
（式(Ｉ)中、Ｒ１は炭素数８〜２２のアルキル基、アルケニル基またはアルキルフェニル基を表わし、Ｍは、アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、及びアルカノールアミンから選択されるいずれかを表わし、ｎは４〜２１の整数を表わす。）
【解決手段】 色材と、炭素数９のジオール誘導体と、下記一般式（Ｉ）で表わされる界面活性剤成分を含有することを特徴とする水性インク。
【化１】
（式(Ｉ)中、Ｒ１は炭素数８〜２２のアルキル基、アルケニル基またはアルキルフェニル基を表わし、Ｍは、アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、及びアルカノールアミンから選択されるいずれかを表わし、ｎは４〜２１の整数を表わす。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピエゾ方式、サーマル方式などのオンディマンド法や荷電制御方式などの連続噴射法などのインクジェット記録用に適した水性インク、特に所謂普通紙に対して優れた特性を示し、水性筆記用具、記録計、ペンプロッター用として好適に用いられる水性インク、該水性インクを用いる記録方法、及び該水性インクを収容したインクカートリッジ、並びに該インクカートリッジを具備したインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体インクをノズル等から吐出し、紙、布、フィルム等の被記録材上に記録を行なういわゆるインクジェット方式の記録装置は、小型で安価、静寂性等の利点を有するため、種々の検討が行われている。近年では、レポート用紙、コピー用紙等のいわゆる普通紙上に良好な印字品質が得られる黒色の単色プリンターだけでなく、フルカラー記録が行える製品が数多く市販されており、それらのインクジェット記録用としては従来より様々な組成のインクが提案されている。
最近の動向としては前述のコピー用紙や再生紙も含む一般的に普通紙と呼ばれる用紙に印刷した際の品質が重要視されている。普通紙印刷に要求される品質は、一方では印刷物が高画像品質（画像の滲みがないこと）、高発色であるということである。従来、この画像の滲みを防止するための種々のインク組成物が提案されている。
【０００３】
例えば、特公平２−２９０７号公報（特許文献１）では湿潤剤としてグリコールエーテル類の利用を、特公平１−１５５４２号公報（特許文献２）では水溶性有機溶剤の利用を、さらに特公平２−３８３７号公報（特許文献３）では染料溶解促進剤の利用を提案している。また、最近は画像の堅牢性も要求され、色材として、染料の代りに顔料を使用することにより、耐水性が改善される。色材として顔料を使用し、グリコールエーテル類を利用し、画像の滲みを改善したインクが開示されている（特許第３１０２３０４号公報（特許文献４））。しかし、顔料インクを使用した場合の課題として、長期保存安定性に関して、顔料粒子の凝集が起こりやすく、染料インクに比べて一般的に劣るという問題もある。顔料粒子の分散安定性を改善するため、顔料粒子表面を改質する方法、例えば、特表平１０−５１０８６２号公報（特許文献５）には、カーボンブラックに水可溶化基を含む置換基をアゾカップリングする方法、特開平８−８１６４６号公報（特許文献６）には、水溶性モノマー等をカーボンブラック表面に重合させる方法、特開平８−３４９８号公報（特許文献７）には、カーボンブラックを酸化処理する方法が開示されている。この表面改質した顔料とグリコールエーテル類を組み合わせて使用することにより画像の滲みを改善したインクが特開平１０−９５９４１号公報（特許文献８）に開示されている。
【０００４】
さらに、特開平２−１３８３７４号公報（特許文献９）には、水溶性染料と水と、特定構造のベンジルエーテルとからなる水性記録インクが提案されている。その中で、さらにインクの浸透性を向上させるために、植物油、不飽和脂肪酸、高級アルコール、脂肪酸エステル、鉱油などの油状物質と、分子内に水酸基を有し水に難溶性あるいは微溶性の溶剤として、２−エチル−１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコールヘキシルエーテル、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物（付加モル数５以下）、エチレングリコールベンジルエーテルなどを添加することが提案されているが、これらのインクは、安全性に問題があり、なおかつ、環境温度により、油状物質や水難溶性、微溶性溶剤、ベンジルエーテルなどが分離してしまい、安定性に極めて大きな問題があった。
【０００５】
特許第２８９４５６８号公報（特許文献１０）には、色素と液媒体とを含む組成物であって、前記液媒体中に６０重量％以上の水及び０．２〜３０重量％の炭素数７〜１０のアルキレングリコールを含有するインクジェット用インクが提案されている。この「炭素数７〜１０のアルキレングリコール」の好ましい具体例として、１，７−ヘプタンジオール、２，６−ヘプタンジオール、２，４−ジメチル−２，４−ペンタンジオール、３−エチル−１，３−ペンタンジオール等が例示されている。これらの化合物をインク中に含むことにより、「普通紙上におけるインクの滲み、乾燥性及び浸透性を改善」し、「滲みと浸透性の点でバランスのとれ」、「目詰まり防止性においても信頼性が高い」インクを提供できるとしているが、実際に、これら例示化合物の添加では、インクの浸透性改善が不充分であり、よって乾燥性が低く、また紙種によっては滲みが発生しやすいなど、従来からの課題はなんら解決されていなかった。
【０００６】
また、特許第２７１４４８２号公報（特許文献１１）には、少なくとも６個の炭素原子を有し、かつ２５℃の水１００重量部に少なくとも４．５重量部の溶解度を有する特定構造の脂肪族ジオール化合物を含有するインクジェットインクが提案されている。これらのジオール化合物はとして、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、３−エチル−１，３−ヘキサンジオール、１，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールなどが例示されているが、いずれを添加したインクも充分な浸透性とは言えず、カラーブリードやフェザリングを生じた。
【０００７】
そこで本出願人は、鋭意検討を行った結果、特開平６−１５７９５９号公報（特許文献１２）で浸透性を高める目的で２−エチル−１，３−ヘキサンジオールを含有する水性インク及びそれを用いた記録方法を提案した。この発明の２−エチル−１，３−ヘキサンジオールは、前述の特許文献１０において、例示化合物に含まれていないだけでなく、本発明者等により、多種多様な化合物の中から鋭意検討の末、見出されたものである。これにより、インクジェットインクとしての諸特性を満足し、浸透性、乾燥性に優れ、かつ画質劣化の改良された水性インク組成物を提供することができ、該インク組成物を用いて良好に画像形成をするための記録方法を提供することができ、少量の添加量で高周波駆動の吐出安定性が得られ、かつ安全性の高いインクを用いた記録方法を提供することができた。
【０００８】
ところが、近年のめまぐるしい技術の進歩により、インクジェットプリンターの出力速度は上昇の一途であり、また今後もさらなる高速化が進むだろうということは想像に難くない。そのような状況下にあって、インクはより一層の高速印字においても、カラーブリードを起こさず、出力後、こすっても手指を汚すことなく、即座に乾燥することが求められる。一般に、乾燥性の高いインクは、紙への浸透性を向上させる一方で、着色剤が紙の厚み方向に侵入することにより、画像濃度低下、裏抜け濃度増大という欠点を有している。とりわけ、インクジェットプリンターの発展と環境問題としての紙消費の点から、両面印字が必須になることは明かであり、高乾燥性の一方で、両面印字を可能とする裏抜けの少ない水性インクが求められているとも言える。
【０００９】
このように、現在でも、インクジェットインクとしての諸特性を満足し、着色剤種や紙種に関わらず浸透性、乾燥性に優れ、かつ画質ならびに裏抜けの改良された水性インクジェットインクへの希求は依然として存在している。
また、近年ではバーコード印刷、郵便などの消印印刷などの分野で、通常は視認不可能でありながら、赤外線や紫外線により記録情報を読み取ることでシステムも実用化されている。環境汚染の点から、これらに用いられるインクも水性化が検討されてきており、かつ、このようなシステムに必須の高速処理に対応するためには、水性でありながら、高浸透性のインクが必要になってきている。
【００１０】
さらにインクジェットのシステムとして、インクがノズル近傍で乾燥により固着し、ノズルからインクが吐出しないノズル詰まりや、ノズル詰まりまで行かないまでもノズル近傍の一部に乾燥によりインクの固着や粘度の上昇したインクやその成分の一部が付着し、インクの吐出方向が乱れる噴射方向曲がりという課題があるが、そのたびにノズル面をクリーニングし復帰させる必要がある。高速処理に対応するためには、インクがノズル近傍で乾燥し固着することを防止し、粘度の上昇した状態でもノズル面に付着することなく、流動性があり、目詰り、噴射方向曲がりのより少ないインクとし、クリーニングし復帰させる回数を極力減らすことが必要になってきている。
【００１１】
また、インクジェットのシステムとして、泡の問題がある。通常インクジェットインクには界面活性剤が添加されているため、インクのカートリッジへの充填時、ヘッドへのカートリッジ装着時及び装着後のインク吸引時、あるいは印字中、印字休止時に気泡を巻き込みやすく、それが原因で、吐出不良を引き起こすことが多々あった。
これらの気泡発生あるいは巻き込みを防止する目的では、以下のような提案がなされている。しかしながら、いずれもそれぞれ固有の不具合がある。
【００１２】
特公平７−２６０４９号公報（特許文献１３）によれば、ＪＩＳ ３３６２に基づく５分後の泡の安定度が０ｍｍ（１分後の泡の安定度が５ｍｍ未満）になるインクを使用すれば、吐出安定性が確保できるとしているが、この処方では炭素数５以下の低級アルキルアルコールを含有することが限定されており、汎用性がない。またこの処方は浸透性が低めで、高速印字時の画質が良くないという問題もある。
【００１３】
また、特開２０００−１４４０２６号公報（特許文献１４）では、特定のアセチレングリコール系の界面活性剤を用いることで高浸透性を保ちつつ、かつ泡立ちの少ないインクが得られるとしているが、この界面活性剤は着色剤の種類によっては、着色剤と疎水性相互作用を生じるため乾燥速度が向上せず、またカーボンブラックなどの顔料を用いたインクでは顔料が凝集しやすく、ノズルの目詰まり発生やインク噴射方向の曲がりなどを発生しやすい、といった問題がある。
【００１４】
一方、界面活性剤を添加することなく乾燥速度を向上させる方法として、特開平８−１１３７３９号公報（特許文献１５）には染料と水溶性グリコールエーテル類を含むインクが提案され、特許文献８には、顔料と、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテルなどのグリコールエーテル類と水とからなるインク組成物が提案されている。しかしながら、いずれも、乾燥速度を向上するためには大量のグリコールエーテル類の添加が必要であり、インクの臭気や安全性の面で、好ましくないなどの問題がある。また、特開平７−３３１１４２号公報（特許文献１６）によれば、特定のグリコール系溶剤を含有させたカーボンブラックインクにおいて、消泡効果が得られるとあるが、この処方のインクでは浸透性が不充分であり、画質に問題がある。同様に特開平９−３１３８０号公報（特許文献１７）により処方されたインクも、消泡効果はあるものの、界面活性剤等を含有していないために、紙に対する浸透性が遅く、画質が良くないという問題がある。
【００１５】
このように、従来のインクジェット記録用インクおよびインクジェットプリンターは、吐出安定性、特に印字中あるいは印字休止時の気泡巻き込み等による吐出不良が必ずしも充分に改善されたものではない。また吐出不良が起こった際にも簡単な回復機構で信頼性が維持でき、高画質でかつノズル目詰まりのないインクジェットインクが必要になってきている。
【００１６】
上記吐出安定性を改良するための、特開２００２−２５６１８７号公報（特許文献１８）には、吐出安定性に優れ、吐出不良が起こった際も簡単な回復機構で信頼性が維持でき、高画質の画像を形成でき、ノズル目詰まりのないインクジェット記録用インクセットを目的とし、特開２００３−１０５２３６号公報（特許文献１９）には、高浸透性を確保したまま、インクの起泡性が制御され、かつ吐出安定性に優れたインクジェット記録用インクセットを目的とし、界面活性剤として、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤、ポリエチレンアルキルエーテル酢酸塩系界面活性剤を用いることが提案されている。しかしながら、いずれも満足しうるものではない。
【００１７】
【特許文献１】特公平２−２９０７号公報
【特許文献２】特公平１−１５５４２号公報
【特許文献３】特公平２−３８３７号公報
【特許文献４】特許第３１０２３０４号公報
【特許文献５】特表平１０−５１０８６２号公報
【特許文献６】特開平８−８１６４６号公報
【特許文献７】特開平８−３４９８号公報
【特許文献８】特開平１０−９５９４１号公報
【特許文献９】特開平２−１３８３７４号公報
【特許文献１０】特許第２８９４５６８号公報
【特許文献１１】特許第２７１４４８２号公報
【特許文献１２】特開平６−１５７９５９号公報
【特許文献１３】特公平７−２６０４９号公報
【特許文献１４】特開２０００−１４４０２６号公報
【特許文献１５】特開平８−１１３７３９号公報
【特許文献１６】特開平７−３３１１４２号公報
【特許文献１７】特開平９−３１３８０号公報
【特許文献１８】特開２００２−２５６１８７号公報
【特許文献１９】特開２００３−１０５２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは前述した従来技術の問題点を克服した、すなわち、特にインクジェット記録に好適に用いられ、高速化に伴う課題であるノズルの目詰まり、噴射方向曲がりがなく、流動性、保存安定性に優れ、また、着色剤や紙種によらず、浸透性、乾燥性に優れ、かつ滲みがなく、画像濃度も高く、裏抜けのない水性インク及びこれを用いたインクジェット記録方法ならびにかかるインクを用いたインクカートリッジ、インクジェット記録装置等の機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
すなわち、上記課題は本発明の（１）〜（１８）によって解決される。
（１）「色材と、炭素数９のジオール誘導体と、下記一般式（Ｉ）で表わされる界面活性剤成分を含有することを特徴とする水性インク。
【００２０】
【化１】
（式(Ｉ)中、Ｒ１は炭素数８〜２２のアルキル基、アルケニル基またはアルキルフェニル基を表わし、Ｍは、アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、及びアルカノールアミンから選択されるいずれかを表わし、ｎは４〜２１の整数を表わす。）」；
（２）「炭素数９のジオール誘導体が２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール又は２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールであることを特徴とする前記（１）に記載の水性インク」；
（３）「炭素数９のジオール誘導体の含有量が０．０５〜２重量％であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の水性インク」；
（４）「一般式（Ｉ）で表わされる成分の含有量が０．０１〜４．０重量％であることを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の水性インク」；
（５）「水性インク中にさらにグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、トリエチレングリコール、２−ピロリドンから選ばれる少なくとも一つ以上の水溶性有機溶剤を含有することを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の水性インク」；
（６）「色材が顔料であることを特徴とする前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の水性インク」；
（７）「顔料の平均粒径が１０〜２００ｎｍの範囲であることを特徴とする前記（６）に記載の水性インク」；
（８）「色材が顔料であり、分散剤により水中に分散されており、この分散剤にカルボキシル基が結合していることを特徴とする前記（６）又は（７）に記載の水性インク」；
（９）「色材が顔料であり、該顔料が表面改質され親水基が結合され、水中に分散されていることを特徴とする前記（６）乃至（８）のいずれかに記載の水性インク」；
（１０）「顔料表面に結合された親水基がカルボキシル基、スルホン基、カルボニル基又はヒドロキシル基であることを特徴とする前記（９）に記載の水性インク」；
（１１）「消泡剤として、シリコン系の消泡剤を含むことを特徴とする前記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の水性インク」；
（１２）「消泡剤が、自己乳化型であることを特徴とする前記（１１）に記載の水性インク」；
（１３）「消泡剤が、エマルジョン型であることを特徴とする前記（１１）に記載の水性インク」；
（１４）「前記（１）乃至（１３）のいずれかに記載の水性インクを微細な吐出口より液滴として吐出、飛翔させ記録媒体に画像を形成することを特徴とする記録方法」；
（１５）「前記記録方法が、水性インクに熱エネルギーを作用させて、記録媒体に画像を形成することを特徴とする前記（１４）に記載の記録方法」；
（１６）「インクを収容したインク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、該インクが前記（１）乃至（１３）のいずれかに記載のインクであることを特徴とするインクカートリッジ」；
（１７）「インクを収容したインク収容部と、インク滴を吐出させるためのヘッド部を備えたインクカートリッジにおいて、該インクが前記（１）乃至（１３）のいずれかに記載のインクであることを特徴とするインクカートリッジ」；
（１８）「インクを収容したインク収容部を有するインクカートリッジと、インク滴を吐出させるための記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置、あるいは、インクを収容したインク収容部と、インク滴を吐出させるための記録ヘッドとを有するインクカートリッジを備えたインクジェット記録装置において、該インクカートリッジとして、前記（１６）又は（１７）に記載のインクカートリッジを具備したことを特徴とするインクジェット記録装置」。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、炭素数９のジオール誘導体から選ばれる少なくとも一つの化合物と前記一般式（Ｉ）で表わされる成分から選ばれる少なくとも一つの化合物とを含有することにより、着色剤や紙種によらず浸透性、乾燥性に優れ、かつ滲みが少ないなど画質が改良され、さらにインクジェットの高速化に伴い大きな課題となっていた目詰り、噴射方向曲がりについても、インクがノズル近傍で乾燥し固着することを防止し、粘度の上昇した状態でもノズル面に付着することなく、流動性があり、目詰り、噴射方向曲がりのないインクを得ることができ、クリーニングし復帰させる回数を極力減らすことのできる水性インクが提供できる。
【００２２】
また、本発明ではジオール誘導体の誘導体の意味は、その特定構造を有する化合物の集合体を指し、ジオールは共立出版（株）発行の化学大辞典でグリコール又は二価アルコールとされている。即ち前記炭素数９のジオール誘導体とは、水酸基を2個有する直鎖状の脂肪族系ジオール体又はその直鎖に例えば炭素数1〜4のアルキル基が枝鎖で置換した脂肪族系ジオール体で、直鎖と枝鎖に含まれる総炭素数が９のジオール体である。
特に、前記炭素数９のジオール誘導体として、少なくとも２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール又は２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールのいずれかを含むことにより、高い浸透特性、優れた画質に加え、高い安全性や保存安定性ならびに安価なインクが提供可能となる。
【００２３】
本発明によれば、炭素数９のジオール誘導体の含有量を０．０５重量％以上２重量％以下、あるいは、前記一般式（Ｉ）で表わされる成分の含有量を０．０１重量％以上４重量％以下とすることで、浸透特性が高く、かつ、画質に優れ、相分離を起こさず、安定なインクを提供することができる。さらに、炭素数９のジオール誘導体の含有量を０．０５重量％以上２重量％以下、かつ、前記一般式（Ｉ）で表わされる成分の含有量を０．０１重量％以上４重量％以下とすることで、高い浸透特性、優れた画質に加え、保存安定性、目詰りや噴射方向曲がりのない極めて優れたインクを提供する。
【００２４】
さらに本発明によれば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、トリエチレングリコール、２−ピロリドンから選ばれる少なくとも１種以上の所定の水溶性有機溶剤を含有することにより、インクジェット記録装置に用いた場合、ノズル近傍での水分蒸発による目詰まりの発生を未然に防ぎ、また、炭素数９のジオール誘導体や一般式（Ｉ）で表わされる成分の溶解助剤として働くことで、より一層保存安定性を高め、さらにはインクの噴射安定性を更に高めたインクが提供できる。
【００２５】
本発明によれば、インクには種々の色材の添加が可能であるが、とりわけ、顔料を用いることで、高い浸透特性でありながら、画像濃度も高く、裏抜けの少ない優れたインクを提供することができる。
さらに顔料の平均粒径を１０ｎｍ〜２００ｎｍとすることで、分散安定性に優れ、よって保存安定性やインクジェット記録方法における吐出安定性に優れるとともに、画像の裏抜けが少ない優れたインクが提供できる。
【００２６】
また、顔料の表面が改質され親水基が結合された顔料を用いることにより、保存安定性、信頼性の極めて高いインクを提供することができる。
本発明によれば、カルボキシル基が結合された分散剤を用いたり、あるいは顔料に結合された親水基がカルボキシル基、スルホン基、カルボニル基又はヒドロキシル基である表面改質された顔料を用いることで、より一層高画像濃度で低裏抜け濃度となるうえに、滲みの少ない極めて高品位な画像を形成するインクを提供することができる。
【００２７】
本発明によれば、シリコン系の消泡剤を含むことで、従来のインクジェット記録用インクおよびインクジェットプリンターで問題となっていた、インクのカートリッジへの充填時、ヘッドへのカートリッジ装着時及び装着後のインク吸引時、あるいは印字中、印字休止時に気泡の巻き込みによる吐出不良を起こしにくく、また吐出不良が起こった際にも簡単な回復機構で信頼性が維持でき、高画質でかつノズル目詰まりのないインクジェットインクが提供できる。さらに、自己乳化型もしくはエマルジョン型を用いることで、水系での使用の場合、信頼性を確保する上で更に望ましいインクジェットインクが提供できる。
【００２８】
このようなインクは、相分離もせず、凝集や増粘なども起きないので、微細な吐出口より液滴として吐出、飛翔させ記録媒体に画像を形成する記録方法に用いるのに適している。
とりわけ、熱エネルギーを作用させて画像形成する方法においては、熱素子への濡れ性が改良されるため特に適しており、吐出安定性、周波数安定性に優れた記録方法を提供できる。
さらに、本発明のインクの高い浸透性を利用して、非常に高速で、かつ高画質の画像を記録する方法及び印字された画像形成物が提供できる。
【００２９】
そして、本発明によれば、このように高浸透特性で、かつ高い信頼性、安全性と優れた画像特性が可能となるインクを収容したインクカートリッジおよびこのカートリッジを具備した記録装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の水性インクは、色材と炭素数９のジオール誘導体と、下記一般式（Ｉ）で表わされる界面活性剤成分を含有することを特徴とするものである。
【００３１】
【化２】
（式(Ｉ)中、Ｒ１は炭素数８〜２２のアルキル基、アルケニル基またはアルキルフェニル基を表わし、Ｍは、アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、及びアルカノールアミンから選択されるいずれかを表わし、第４級アンモニウムが好ましい。ｎは４〜２１の整数を表わす。）
【００３２】
以下に、本発明を詳細に説明する。
前記一般式（Ｉ）で表わされる成分において、前記Ｒ１がアルキル基、又はアルケニル基の場合以下のものが好適である。
式（２−１）：Ｃ８Ｈ１７Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）４ＳＯ３ＮＨ４
式（２−２）：Ｃ１０Ｈ２１Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）４ＳＯ３Ｎａ
式（２−３）：Ｃ１８Ｈ３７Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１８ＳＯ３Ｎ（ＣＨ３）３Ｃ２Ｈ４ＯＨ
式（２−４）：Ｃ２２Ｈ４５Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）２１ＳＯ３ＮＨ４
式（２−５）：
ＣＨ３−（ＣＨ２）７−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７−ＣＨ２−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）８
ＳＯ３ＮＨ４
式（２―６）：
ＣＨ３−（ＣＨ２）７−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７−ＣＨ２−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１２
ＳＯ３Ｎ（Ｃ２Ｈ４ＯＨ）４
式（２−７）：
ＣＨ３−（ＣＨ２）７−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７−ＣＨ２−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１８
ＳＯ３ＮＨ４
前記Ｒ１がアルキルフェニル基の場合以下のものが好適である。
式（２−８）：Ｃ２Ｈ５−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）４ＳＯ３ＮＨ４
式（２−９）：Ｃ５Ｈ１１−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）６ＳＯ３ＮＣ４Ｈ１２
式（２−１０）：Ｃ９Ｈ１９−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）４ＳＯ３ＮＨ４
式（２−１１）：Ｃ９Ｈ１９−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）６ＳＯ３ＮＨ４
式（２−１２）：Ｃ９Ｈ１９−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）９ＳＯ３Ｎａ
式（２−１３）：
Ｃ１２Ｈ２５−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１８ＳＯ３Ｎ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）３Ｈ
式（２−１４）：Ｃ９Ｈ１９−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）２１ＳＯ３ＮＨ４
該一般式（Ｉ）で表わされる成分の具体的な例としては、市販の製品が使用でき、第一工業製薬株式会社のハイテノール Ｎ−０７、ハイテノール Ｎ−０８、ハイテノール Ｎ−１７、ハイテノール ＮＥ−０５、ハイテノール ＮＥ−１５、ハイテノール ＮＦ−１３、ハイテノール ０８Ｅ、ハイテノール １２、ハイテノール １８Ｅがそれに該当するが、これらに限定されるものではない。また、これらは、単独で用いても、複数のものを混合して用いてもよい。これらのインク組成物への添加量は、インク全量に対して０．０１〜４．０重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜２．０重量％である。
【００３３】
本発明のインク成分の炭素数９のジオール誘導体は、水に対する溶解度が低いが高い浸透性を有する。これは水に対する溶解度が低い炭素数９のジオール誘導体は、水を主成分とするインク中で表面に吸着しやすく、かついわゆる界面活性剤と比べ、分子量が比較的小さいため、表面への吸着速度が著しく高い。すなわち、ジオール誘導体が表面に吸着することで、界面活性剤のように液体の表面張力を速やかに低下させることができる。
炭素数９のジオール誘導体の具体例としては、１，２−ノナンジオール、１，９−ノナンジオール、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール又は２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールがあるが、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール又は２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールが好ましい。
炭素数９以下のジオール誘導体では、浸透性がまだ不十分であり、炭素数９を超えるジオール誘導体では、水に対する溶解度が低く、水性インクに使用した場合経時で分離する傾向が見られる。それらの点から炭素数９のジオール誘導体は、高浸透性を確保しつつ、水性インクとしての経時における高信頼性を確保することができた。
【００３４】
インク中に湿潤剤として、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、トリエチレングリコール、２−ピロリドンから選ばれる少なくとも一つ以上の水溶性有機溶剤を含有させることにより、該炭素数９のジオール誘導体を２重量％までインク中に含有させることは可能であるが、前記一般式（Ｉ）で表わされる成分と併用することにより、極めて高い浸透性を有し、かつ液中で分離することなく安定なインクを得ることができる。前記一般式（Ｉ）で表わされる成分の界面活性剤も表面張力を下げ、浸透性を向上させることが知られているが、界面活性剤分子の大きさあるいはその形状から、表面への吸着速度は必ずしも高くはないため、充分な浸透性を得ることができなかった。そこで、両者を併用すると、相乗効果によりごく少量の使用で著しく高い浸透特性が得られることを見出た。
【００３５】
さらにインクジェット記録の高速化に伴い大きな課題となっていた目詰り、噴射方向曲がりについても、前記炭素数９のジオール誘導体と前記一般式（Ｉ）で表わされる成分とを併用することで、インクがノズル近傍で乾燥し固着することを防止し、粘度の上昇した状態でもノズル面に付着することなく、流動性があり、目詰り、噴射方向曲がりのないインクを得ることができ、しかもクリーニングし復帰させる回数を極力減らすことを見出し、本発明に至った。
【００３６】
インク中の各成分の添加量について説明する。前記一般式（Ｉ）で表わされる成分の添加量は、前記したようにインク全量に対して０．０１〜４．０重量％が好ましく、インク全量に対して０．０１重量％未満であると、浸透性の改善が不充分となり、また４．０重量％よりも多いと、インク中に安定に溶解しない、あるいは溶解しても粘度が高くなり、インクの保存安定性、インクジェットでの噴射安定性に問題を生じる。さらに好ましい一般式（Ｉ）で表わされる成分の添加量は０．１〜２重量％である。
【００３７】
同様に、炭素数９のジオール誘導体の添加量は、前記したようにインク全量に対して０．０５〜２重量％が好ましく、インク全量に対して、０．０５重量％未満であると、浸透性の改善が不充分となり、２重量％よりも多いと、インク中で安定に溶解せず、インクの保存安定性、インクジェットでの噴射安定性に問題を生じる。より好ましくは、炭素数９のジオール誘導体は０．１〜１．５重量％の添加量であることが好ましい。水に対する溶解度が低く、単独にインク中に添加した場合には環境条件により分離しやすい炭素数９のジオール誘導体を一般式（Ｉ）で表わされる成分が相溶化することで安定なインクを得ることができる。インクの安定性のみならず、炭素数９のジオール誘導体と一般式（Ｉ）で表わされる成分との混合が相乗効果を発揮し、それぞれを単独で含有したインクに比べ、少量の添加で高い浸透性と、目詰りや噴射方向曲がりの無い優れたインクを得ることができる。
【００３８】
また、インクに熱エネルギーを付与して微細孔から液滴としてインクを吐出させて記録を行なういわゆるバブルやサーマル方式等の記録方法において、インクの吐出安定性を得るために従来では２−プロパノールを添加する方法が有るが、替りに炭素数９のジオール誘導体を添加することによって、熱素子への濡れ性が改良され、少量の添加量でも吐出安定性及び周波数安定性が得られ、２−プロパノールの使用に伴う安全性に関する問題も改善される。
【００３９】
また、２−ピロリドンをインクに添加すると、画像濃度の向上とともに裏抜けを防止する上で優れた効果が得られることを見出した。これは、２−ピロリドンを含有することで、紙表面に対してインクが濡れ拡がりやすくなり、相対的に紙の厚み方向への浸透が抑えられるため、紙表面近傍に着色剤をとどまりやすくなるためであると推測される。２−ピロリドンの添加量は、好ましくは０．０５〜８重量％、更に好ましくは０．５〜４重量％である。
【００４０】
本発明のインクは、さらに、起泡性を調整する目的で消泡剤を添加することが好ましい。消泡剤の種類としては、本発明者らが誠意検討した結果、シリコン系の消泡剤が、その消泡効果、インクの保存安定性の面から好ましいことを見出した。
シリコン系の消泡剤を含むことで、従来のインクジェット記録用インクおよびインクジェットプリンターで問題となっていた、インクのカートリッジへの充填時、ヘッドへのカートリッジ装着時及び装着後のインク吸引時、あるいは印字中、印字休止時に気泡の巻き込みによる吐出不良を起こしにくく、また吐出不良が起こった際にも簡単な回復機構で信頼性が維持でき、高画質でかつノズル目詰まりのないインクジェットインクが提供できる。
【００４１】
一般にシリコン系消泡剤には、オイル型、コンパウンド型、自己乳化型、エマルジョン型などがあるが、検討の結果、水系での使用の場合、自己乳化型、もしくはエマルジョン型を用いることが、信頼性を確保する上で望ましいことを見出した。
また、アミノ変性、カルビノール変性、メタクリル変性、ポリエーテル変性、アルキル変性、高級脂肪酸エステル変性、アルキレンオキサイド変性、等の変性シリコン系消泡剤を使用しても良い。
【００４２】
市販のシリコン系消泡剤で入手可能なものとしては、信越化学工業（株）のシリコーン消泡剤（KS508、KS531、KS537、KS538、KM72、KM85、KM98など）、東レ・ダウ・コーニング（株）のシリコーン消泡剤（Q2-3183A、SH5510など）、日本ユニカー（株）のシリコーン消泡剤（SAG30など）、旭電化工業(株)の消泡剤（アデカノールシリーズ）などが挙げられる。
これら消泡剤のインクへの添加量は、消泡効果がある最小量で良いが、一般には０．００１〜３質量％の範囲が望ましく、より好ましくは、０．００５〜０．５質量％の範囲である。
【００４３】
さらに本発明のインクにはインクの乾燥による目詰まりの防止、及び本発明のインクの溶解安定性をより向上する目的で湿潤剤を好ましくは５〜５０重量％含有することにより、インクジェットヘッドの吐出口で、インク中の水分が蒸発した場合でも目詰まりを起こしにくく正常な印字を行なうことができ、仮に目詰まりを起こしても簡単なクリーニング操作で正常な印字状態に回復できることを見出した。湿潤剤としては、低揮発性水溶性有機溶媒が好ましい。また、低揮発性水溶性有機溶媒は、本発明の水性インクにおける前記炭素数９のジオール誘導体と前記一般式（Ｉ）で表わされる成分の溶解助剤として働くことで、より一層インクの保存安定性、噴射安定性を高めることができる。
【００４４】
低揮発性水溶性有機溶媒としては、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、テトラ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、ポリエチレングリコール、ポ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、１，５−ペンタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、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ベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類；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、１，３−ジメチルイミイダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物；ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール、チオジグリコール等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。これらの溶媒は、水とともに単独もしくは、複数混合して用いられる。
【００４５】
特に、炭素数９のジオール誘導体と一般式（Ｉ）で表わされる成分との相溶性の点から、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、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、チオジグリコール、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、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンが好ましい。さらに、安全性、価格などの点からグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、トリエチレングリコール、２−ピロリドンを単独あるいは混合して使用するのが好適である。
【００４６】
インク組成物中でのこれら低揮発性水溶性有機溶媒の添加量は上記のように好ましくは５〜５０重量％であり、より好ましくは８〜３０重量％である。５重量％未満では、インク中の水分蒸発抑制効果が不充分であり、またインク中の炭素数９のジオール誘導体と一般式（Ｉ）で表わされる成分の含有量によっては、溶解助剤としての効果も不充分となり、インクの保存安定性、噴射安定性を損ねるなど不具合を生じる。逆に、５０重量％より多く添加すると粘度の上昇によるインクジェットでの噴射安定性が劣る、印字後の画像部のコックリングが悪化する、といった問題がある。
【００４７】
インクジェット記録方法で、高画質を得るためには、インクジェットヘッドを構成する部材に対するインクの濡れ性の調節が重要である。このように、濡れ性の調節などのため、本発明のインクに、さらにノニオン系界面活性剤を添加することも可能である。
ノニオン系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、アセチレングリコール系界面活性剤等が挙げられる。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−オール等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等）を用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。前記界面活性剤は、単独又は２種以上を混合して用いることができる。インクを所望の物性になるように添加されることが望ましい。
【００４８】
本発明に用いられる色材としては、顔料及び／または染料のいずれでも良い。
色材として用いられる水溶性染料としては、カラーインデックスにおいて酸性染料、直接性染料、塩基性染料、反応性、食用染料に分類される染料が用いられる。これら染料は複数の種類を混合して用いても良いし、或いは必要に応じて顔料等の他の色素と混合して用いても良い。これら色材は本発明の効果を妨げない範囲で添加される。
【００４９】
これら染料を具体的に挙げれば、酸性染料及び食用染料として
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
【００５０】
直接性染料として
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
【００５１】
塩基性染料として
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
【００５２】
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。
【００５３】
染料としては、特に酸性染料及び直接性染料が好ましく用いることができ、本発明インクの溶解安定性の向上や、色調、耐水性、耐光性で優れた効果が得られる。
インク組成物中の色材としての染料の添加量は、０．５〜２５重量％が好ましく、より好ましくは２〜１５重量％である。
【００５４】
顔料は、特にその種類を限定すること無く、無機顔料、有機顔料を使用することができる。染料に比べ、インク中で溶解せず、粒子として分散しているので、同じ浸透特性のインクであっても紙の奥深くに浸透しにくく、よって、画像濃度も高く、裏抜けの少ない良好な画質を得ることが可能になる。
【００５５】
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。また、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、水と親和性の良いものが好ましく用いられる。インク組成物中の色材としての顔料の添加量は、０．５〜２５重量％が好ましく、より好ましくは２〜１５重量％である。
【００５６】
本発明において好ましく用いられる顔料の具体例として、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。
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、８１、８３、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、４０８、１０９、１１０、１１７、１２０、１３８、１５０、１５３、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（ベンガラ）、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（フタロシアニンブルー）、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。
ブラック用の顔料はカーボンブラックであることが好ましい。ブラックインクとしてカーボンブラックは色調に優れるとともに、耐水性、退光性、分散安定性に優れ、且つ安価である。
【００５７】
その他顔料（例えばカーボン）の表面を樹脂等で処理し、水中に分散可能としたグラフト顔料や、顔料（例えばカーボン）の表面にスルホン基やカルボキシル基、カルボニル基又はヒドロキシル基等の親水性の官能基を付加し水中に分散可能とした加工顔料等が使用できる。
また、顔料をマイクロカプセルに包含させ、該顔料を水中に分散可能なのものとしたものであっても良い。
【００５８】
本発明の好ましい態様によれば、前記インク中の顔料は平均粒径が１０〜２００ｎｍの範囲であることが好ましい。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。
【００５９】
着色剤を顔料とすると耐水性や耐光性が良好になり、更に記録媒体の層をインクが抜け、裏面までしみ出してまう裏抜け（以下単に裏抜けと記す）を防止できる。顔料はインク中に溶解せず分散しているためにインクジェットで印字された際、記録媒体中でインクの液体成分より記録媒体の中に入りにくく、記録媒体の表面近傍にとどまるため、乾燥性は速いが裏抜けを防止することができる。平均粒径が１０ｎｍ未満であると裏抜けを防止する効果が少なく、２００ｎｍ超えるとインクの分散安定性が悪く、保存時に凝集等で粒径が大きくなり吐出安定性が劣る場合がある。
【００６０】
顔料は分散剤で水性媒体中に分散させて得られた顔料分散液としてインクに添加されるのが好ましい。好ましい分散剤としては、従来公知の顔料分散液を調整するのに用いられる公知の分散剤を使用することができる。高分子分散剤として例えば以下のものが挙げられる。
【００６１】
親水性高分子として、天然系ではアラビアガム、トラガンガム、グーアガム、カラヤガム、ロー力ストビーンガム、アラビノガラクトン、ペクチン、クインスシードデンプン等の植物性高分子、アルギン酸、カラギーナン、寒天等の海藻系高分子、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン等の動物系高分子、キサンテンガム、デキストラン等の微生物系高分子、半合成系ではメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の繊維素系高分子、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム等のデンプン系高分子、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸ブロピレングリコールエステル等の海藻系高分子、純合成系ではポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体等が挙げられる。
【００６２】
これらの共重合体は重量平均分子量が３，０００〜５０，０００であるのが好ましく、より好ましくは５，０００〜３０，０００、最も好ましくは７，０００〜１５，０００である。高分子分散剤の添加量は、顔料を安定に分散させ、本発明の他の効果を失わせない範囲で適宣添加されて良い。顔料と分散剤との比（重量比）としては１：０．０６〜１：３の範囲が好ましく、より好ましくは１：０．１２５〜１：３の範囲である。
また、水溶性界面活性剤を顔料分散剤として使用することも可能である。この場合、その使用量に対するインク粘度の上昇が高分子分散剤を使用した場合よりも小さく、インクジェット記録法に用いたときに良好な吐出特性の顔料インクを得やすい。
【００６３】
顔料分散剤として使用する水溶性界面活性剤の具体例として、例えばアニオン界面活性剤としてはアルキルアリルまたはアルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルアリールエーテルリン酸塩、アルキルアリールエーテル硫酸塩、アルキルアリールエーテルエステル硫酸塩、オレフィンスルホン酸塩、アルカンオレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、エーテルカルボキシレート、スルホコハク酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル、脂肪酸塩、高級脂肪酸とアミノ酸の縮合物、ナフテン酸塩等が挙げられる。
【００６４】
カチオン界面活性剤としてはアルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、脂肪族アミン塩、ベンザルコニウム塩、第４級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩等が挙げられる。
【００６５】
ノニオン系界面活性剤としては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アルキルアリルエーテル、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グリコールエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ショ糖エステル、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、アミンオキシド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、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ソルビトール脂肪酸エステル、アルキル（ポリ）グリコキシド等が挙げられる。
【００６６】
両性界面活性剤としてはイミダゾリニウムベタイン等のイミダゾリン誘導体、ジメチルアルキルラウリルベタイン、アルキルグリシン、アルキルジ（アミノエチル）グリシン等が挙げられる。分散剤としての界面活性剤の添加量は、顔料を安定に分散させ、本発明の他の効果を失わせない範囲で適宣添加されて良い。
【００６７】
更に好ましくは、上記インク中の分散剤はカルボキシル基が結合していることが好ましい。分散剤に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ともに、印字後の記録媒体の耐水性がより向上する。更に、上記の裏抜けを防止する効果が得られる。特に、カルボキシル基が結合している分散剤で分散した顔料と、前記炭素数９のジオール誘導体と前記一般式（Ｉ）で表わされる成分とを併用した場合においては、普通紙などの比較的サイズ度の高い記録媒体に印字した場合においても、充分な乾燥速度が得られ、且つ、裏抜けが少ないという効果が得られる。これは、カルボン酸の解離定数が他の酸基に比較して小さいため、顔料が記録媒体に付着した後、インクのｐＨ値の低下や、記録媒体表面近傍に存在するカルシウムなどの多価金属イオンとの相互作用などにより、分散剤自体の溶解度が低下し、分散剤自体や顔料が凝集するためと推定される。
【００６８】
また、より好ましい別の形態としては、インク中の顔料が表面改質されカルボキシル基、スルホン基、カルボニル基又はヒドロキシル基が直接顔料に結合され水中に分散されている形態があげられる。この形態にする方法としては、顔料に、酸、塩基処理、カップリング剤処理、ポリマーグラフト処理、プラズマ処理または酸化／還元処理等の表面改質処理を施すことにより、顔料粒子表面にカルボキシル基、スルホン基、カルボニル基又はヒドロキシル基有する自己分散可能な顔料を製造することができる。このような表面処理を行なうことにより、水に対する親水化基を通常の顔料より多く含むようになり、自己分散が可能となる。これら処理方法の中では、いろいろ化学修飾が可能な親水基を有するジアゾニウム塩を顔料粒子表面にカップリングさせて結合させる方法が好ましい。この製造方法は、特表平１０−５１０８６２号明細書（特許文献５）に記載されている方法で実施することができるが、本発明の自己分散可能な顔料は、市販の自己分散可能な顔料をそのまま使用することができる。
【００６９】
このような市販の顔料の例としては、ブラック顔料としてＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２００、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−３００、ＩＪＸ−５５、（以上、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製）、Ｍｉｃｒｏｊｅｔ Ｂｌａｃｋ ＣＷ−１（オリエント化学社製）等が挙げられ、シアン顔料としてはＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２５０Ｃ、マゼンタ顔料としてはＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２６０Ｍ、イエロー顔料としてはＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２７０Ｙ（以上、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製）が挙げられる。
【００７０】
この場合、顔料が表面改質されカルボキシル基、スルホン基、カルボニル基又はヒドロ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、上述と同様な作用により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。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より起こしにくく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。なかでも、カルボキシル基が結合したタイプは印字後の記録媒体の耐水性がより向上し更に、裏抜けを防止する効果からより好ましい。
【００７１】
また、近年急速に普及しつつある不可視インクによるバーコード印刷、消印印刷への適用も可能である。この場合、通常の染料や、顔料のかわりに、可視領域に吸収を持たず、赤外線や紫外線に吸収をもつ赤外線吸収剤あるいは紫外線吸収剤をインク中に添加する。
【００７２】
本発明のインクには他に従来知られている添加剤を加えることができる。
例えば、本発明の水性インクには樹脂エマルジョンが添加されていても良い。本発明に用いることのできる樹脂エマルジョンとは、連続相が水であり、分散相が次のような樹脂成分であるエマルジョンを意味する。分散相の樹脂成分としてはアクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂などがあげられる。これらの樹脂は親水性部分と疎水性部分とを併せ持つ重合体であるのが好ましい。また、これらの樹脂成分の粒子径はエマルジョンを形成する限り特に限定されないが、１５０ｎｍ程度以下が好ましく、より好ましくは５〜１００ｎｍ程度である。
これらの樹脂エマルジョンは、樹脂粒子を、場合によって界面活性剤とともに水に混合することによって得ることができる。
【００７３】
市販の樹脂エマルジョンとしては、マイクロジェルＥ−１００２、Ｅ−５００２（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ペイント株式会社製）、ボンコート４００１（アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製）、ボンコート５４５４（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製）、ＳＡＥ−１０１４（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ゼオン株式会社製）、サイビノールＳＫ−２００（アクリル系樹脂エマルジョン、サイデン化学株式会社製）、などがあげられる。本発明の水性インクは、樹脂エマルジョンを、その樹脂成分がインクの０．１〜４０重量％となるよう含有するのが好ましく、より好ましくは１〜２５重量％の範囲である。
樹脂エマルジョンは、増粘・凝集する性質を持ち、着色成分の紙深さ方向への浸透を抑制し、さらに記録材への定着を促進する効果を有する。また、樹脂エマルジョンの種類によっては記録材上で皮膜を形成し、印刷物の耐擦性をも向上させる効果を有する。
【００７４】
また、インク中の水分蒸発を抑制するなどの目的で、インク組成物は糖を含有していても良い。糖類の例としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類（三糖類および四糖類を含む）および多糖類があげられ、好ましくはグルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオースなどがあげられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。
また、これらの糖類の誘導体としては、前記した糖類の還元糖（例えば、糖アルコール（一般式： ＨＯＣＨ２（ＣＨＯＨ）ｎＣＨ２ＯＨ（ここでｎ＝２〜５の整数を表わす）で表わされる）、酸化糖（例えば、アルドン酸、ウロン酸など）、アミノ酸、チオ酸などがあげられる。特に糖アルコールが好ましく、具体例としてはマルチトール、ソルビットなどがあげられる。
これら糖類の含有量は、好ましくはインク組成物の０．１〜４０重量％、より好ましくは０．５〜３０重量％の範囲が適当である。
【００７５】
その他アルギン酸ナトリウムを含有させても良い。アルギン酸ナトリウムは、褐藻類にのみ含まれる物質で、主に細胞膜或いは細胞間隙物質として存在する親水性高分子電解質である。化学的にはβ−１，４結合するＤ−Mannuronic acid〔Ｍ〕と、α−１，４結合するＬ−Guluronic acid〔Ｇ〕の重合体である。増粘作用、安定化作用、分散作用、ゲル化作用、フィルム形成作用等の効果がある。インクジェットインクに添加すると、pHによる粘度変化、塩類による析出、多価陽イオンとのゲル化により、単色の滲み（フェザリング）や異なる色間の滲み（カラーブリード）が改善できる。
【００７６】
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。
【００７７】
ｐＨ調整剤としては、調合されるインク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。
【００７８】
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挙げられる。
【００７９】
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等がある。
この他その目的に応じて水溶性紫外線吸収剤を添加することもできる。
【００８０】
本発明の水性インクは、該水性インクを微細な吐出口より液滴として吐出、飛翔させ記録媒体にカラー画像を形成するインクジェット記録方法にとりわけ好適に用いられるが、水性ペン、水性マーカー、水性ボールペンなどの一般の筆記用具や記録計、ペンプロッター用のインクとして使用できることはいうまでもない。また、本発明のインクは、上記用途に限定されるものではない。
インクジェット記録方法に使用する場合、インク粘度を所望の値に調節する必要がある。ヘッドの吐出力に依存するものの、一般にインクの粘度は２０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。２０ｍＰａ・ｓより大きいとインクジェットにて充分な吐出が行えず、画像不良の問題が発生する場合が多い。
【００８１】
本発明の水性インクを用いて記録を行なうのに好適な方法としては、該インクに、記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該熱エネルギーにより液滴を発生させ、記録媒体に画像を形成する方法が挙げられる。
【００８２】
本発明の水性インクは、浸透性が高く、かつにじみのない高品質な画像と、吐出安定性、特に印字中あるいは印字休止時の気泡巻き込み等による吐出不良を起こしにくく、また吐出不良が起こった際にも簡単な回復機構で信頼性が維持できるインクが得られるため、通常では困難であった高速記録プロセスへの適用が可能である。すなわち、記録媒体上で画素領域の少なくとも一部が重なるように、同一あるいは別個の吐出口より複数のインク液滴を吐出、飛翔させ記録媒体に画像を形成する記録方法において、記録媒体上で重なりを生じる二つのインク液滴の吐出時間差を短くすることが可能となるため、非常に高速記録が可能になる。近年、インクジェットプリンターに間する技術は目覚しい進歩をとげ、印字速度も向上しているものの、ある程度の高画質を維持するためには、隣接する位置関係にあるドットは連続で形成せず、一方が紙中に染み込むまで、もう一方のインク着弾させなかった。すなわち、いわゆるマルチパス印字と呼ばれる方法により、印字速度を犠牲にさせながら、高画質印字を達成していると言える。本発明のインクは、非常に高い浸透特性を示すため、従来では成し得なかったシングルパスでの高画質印字が可能となった。さらには、ラインヘッドによる４色以上のカラー印刷でも、印字速度を犠牲にすることなく、高画質印字を達成することができる。
【００８３】
次に、本発明に用いられる水性インクをインクカートリッジに収容し、このインクカートリッジをインクジェットプリンターに装着して、微細な吐出口より液滴として吐出、飛翔させ記録媒体に画像を形成する方法を、添付図面を参照して説明するが、以下は構成例の一つに過ぎず、本発明になんら限定を加えるものではない。
【００８４】
図１は本発明の水性インクを収容したインク収容部を備えたインクカートリッジを搭載するシリアル型インクジェット記録装置の機構部の概略正面図である。
このインクジェット記録装置の機構部は、両側の側板（１）、（２）間に主支持ガイドロッド（３）及び従支持ガイドロッド（４）を略水平な位置関係で横架し、これらの主支持ガイドロッド（３）及び従支持ガイドロッド（４）でキャリッジユニット（５）を主走査方向に摺動自在に支持している。
【００８５】
キャリッジユニット（５）には、それぞれイエロー（Ｙ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、シアン（Ｃ）インク、ブラック（Ｂｋ）インクをそれぞれ吐出する４個のヘッド（６）を、その吐出面〔ノズル面〕（６ａ）を下方に向けて搭載し、またキャリッジユニット（５）のヘッド（６）の上側には４個のヘッド（６）に各々インクを供給するための各色のインク供給体である４個のインクカートリッジ（７ｙ）、（７ｍ）、（７ｃ）、（７ｋ）を交換可能に搭載している。
そして、キャリッジユニット（５）は主走査モータ（８）で回転される駆動プーリ（駆動タイミングプーリ）（９）と従動プーリ〔アイドラプーリ〕（１０）との間に張装したタイミングベルト（１１）に連結して、主走査モータ（８）を駆動制御することによってキャリッジユニット（５）、即ち４個のヘッド（６）を主走査方向に移動するようにしている。
【００８６】
また、側板（１）、（２）を繋ぐ底板（１２）上にサブフレーム（１３）、（１４）を立設し、このサブフレーム（１３）、（１４）間に用紙（１６）を主走査方向と直交する副走査方向に送るための搬送ローラー（１５）を回転自在に保持している。そして、サブフレーム（１４）側方に副走査モータ（１７）を配設し、この副走査モータ（１７）の回転を搬送ローラー（１５）に伝達するために、副走査モータ（１７）の回転軸に固定したギヤ（１８）と搬送ローラー（１５）の軸に固定したギヤ（１９）とを備えている。
【００８７】
更に、側板（１）とサブフレーム（１３）との間には、ヘッド（６）の信頼性維持回復機構（以下、「サブシステム」という。）（２１）を配置している。サブシステム（２１）は、各ヘッド（６）の吐出面をキャッピングする４個のキャップ手段（２２）をホルダ（２３）で保持し、このホルダ（２３）をリンク部材（２４）で揺動可能に保持して、キャリッジユニット（５）の主走査方向の移動でホルダ（２３）に設けた係合部（２５）にキャリッジユニット（５）が当接することで、キャリッジユニット（５）の移動に従ってホルダ（２３）がリフトアップしてキャップ手段（２２）でインクジェットヘッド（６）の吐出面（６ａ）をキャッピングし、キャリッジユニット（５）が印写領域側へ移動することで、キャリッジユニット（５）の移動に従ってホルダ（２３）がリフトダウンしてキャップ手段（２２）がインクジェットヘッド（６）の吐出面（６ａ）から離れるようにしている。
【００８８】
なお、キャップ手段（２２）は、それぞれ吸引チューブ（２６）を介して吸引ポンプ（２７）に接続すると共に、大気開放口を形成して、大気開放チューブ及び大気開放バルブを介して大気に連通している。また、吸引ポンプ（２７）は吸引した廃液を、ドレインチューブ等を介して図示しない廃液貯留槽に排出する。
更に、ホルダ（２３）の側方には、インクジェットヘッド（６）の吐出面（６ａ）をワイピングする繊維部材、発泡部材あるいはゴム等の弾性部材からなるワイピング手段であるワイパブレード（２８）をブレードアーム（２９）に取付け、このブレードアーム（２９）は揺動可能に軸支し、図示しない駆動手段で回動されるカムの回転によって揺動させるようにしている。
【００８９】
次に、インクカートリッジ（７）について図２、図３を参照して説明する。ここで図２は、図１の記録装置に装填する前のインクカートリッジの外観斜視図を示し、図３はインクカートリッジの正断面図を示す。
インクカートリッジ（７）は、図３に示すように、カートリッジ本体（４１）内に所要の色のインクを吸収させたインク吸収体（４２）を収容してなる。カートリッジ本体（４１）は、上部に広い開口を有するケース（４３）の上部開口に上蓋部材（４４）を接着または溶着して形成したものであり、例えば樹脂成型品からなる。また、インク吸収体（４２）は、ウレタンフォーム体等の多孔質体からなり、カートリッジ本体（４１）内に圧縮して挿入した後、インクを吸収させている。
【００９０】
カートリッジ本体（４１）のケース（４３）底部には記録ヘッド（６）へインクを供給するためのインク供給口（４５）を形成し、このインク供給口（４５）内周面にはシールリング（４６）を嵌着している。また、上蓋部材（４４）には大気開放口（４７）を形成している。そして、カートリッジ本体（４１）には、装填前の状態で、インク供給口（４５）を塞ぐと共に装填時や輸送時などのカートリッジ取扱い時、或いは真空包装時による幅広側壁に係る圧力でケース（４３）が圧縮変形されて内部のインクが漏洩することを防止するため、キャップ部材（５０）を装着している。
【００９１】
また、大気開放口（４７）は、図２に示すように、酸素透過率が１００ｍｌ／ｍ２以上のフィルム状シール部材（５５）を上蓋部材（４４）に貼着してシールしている。このように大気開放口（４７）を酸素透過率が１００ｍｌ／ｍ２以上のシール部材（５５）でシールすることで、インクカートリッジ（７）を透気性のないアルミラミネートフィルム等の包装部材を用いて減圧状態で包装することにより、インク充填時やインク吸収体（４２）とカートリッジ本体（４１）との間に生じる空間（Ａ）（図３参照）にある大気のためにインク中に気体が溶存したときでも、シール部材（５５）を介してインク中の空気が真空度の高いカートリッジ本体（４１）外の包装部材との間の空間に排出され、インクの脱気度が向上する。
【００９２】
また、図４には、本発明のインクを収容したインク収容部と、インク滴を吐出させるためのヘッド部を備えた記録カートリッジ（記録ユニット）の構成例を示す。以下に記録ユニットについて説明する。
記録ユニット（３０）は、シリアルタイプのものであり、ヘッド（６）と、このヘッド（６）に供給されるインクを収容するインクタンク（３３）と、このインクタンク（３３）内を密閉する蓋部材（３４）とで主要部が構成される。
【００９３】
記録ユニット（３０）のヘッド（６）には、インクを吐出するための多数のノズル（３２）が形成されている。インクはインクタンク（３３）から、図示しないインク供給管を介して、やはり図示しない共通液室へと導かれ、電極（３１）より入力される記録装置本体からの電気信号に応じて、ノズル（３２）より吐出される。このようなタイプの記録ユニット（３０）は、構成上、安価に製造できるタイプのヘッド、いわゆるサーマル方式、バブル方式と呼ばれる、熱エネルギーを駆動の動力源とするヘッドに適した構造である。本発明の水性インクは、バブルやサーマル方式等の記録方法において、優れた浸透性を有するインクを用いるため、熱素子への濡れ性が改良され、吐出安定性及び周波数安定性が得られ、かつ安全性も高く、非常に適している。
【００９４】
ここでは、前述のようなシリアル型インクジェット記録装置を説明したが、本発明のインクは、ノズルを千鳥など任意の配列で、目的とする画像の解像度と同じか数分の１程度の密度に集積し、記録媒体の幅以上に配列させた、いわゆるラインヘッドを有する記録装置に適用することも可能である。
また、ここでいう記録装置とは、ＰＣやデジカメ用の出力プリンターのみならず、ファックスやスキャナ、電話などと組み合わせた複合的な機能を有する装置であっても構わない。
【実施例】
【００９５】
以下に本発明の実施例および比較例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例に記載の各成分の量（％）は重量基準である。
【００９６】
［実施例インクセット１］
下記処方のインク組成物を作成し室温にて充分に攪拌した後、ｐＨが８．０になるように水酸化リチウム５％水溶液にて調整した。その後、平均孔径０．２μｍのメンブレンフィルターにて濾過を行い、実施例インクセット１を得た。
【００９７】
＜ＢＫインク（ブラックインク）＞
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブラック１６８ ４．５重量％
ジエチレングリコール ２０重量％
グリセリン ６重量％
前記式（２−６）の界面活性剤 ０．３重量％
２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール ０．５重量％
シリコーン消泡剤ＳＡＧ３０（エマルジョン型）（日本ユニカー） ０．０３重量％
イオン交換水 残量
【００９８】
＜Ｃインク（シアンインク）＞
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブルー１９９ ３重量％
チオジグリコール ４重量％
ジエチレングリコール １６重量％
グリセリン ６重量％
前記式（２−７）の界面活性剤 １．０重量％
２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール ０．５重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５０８（自己乳化型）（信越化学） ０．０１重量％
イオン交換水 残量
【００９９】
＜Ｍインク（マゼンタインク）＞
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・レッド２２７ ３重量％
１，３−ブタンジオール １８重量％
グリセリン ７重量％
前記式（２−４）の界面活性剤 ０．１重量％
２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール ０．５重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５３７（自己乳化型）（信越化学） ０．０１重量％
イオン交換水 残量
【０１００】
＜Ｙインク（イエローインク）＞
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・イエロー１４２ ３．０重量％
ジエチレングリコール ２０重量％
グリセリン ６重量％
前記式（２−７）の界面活性剤 １．０重量％
２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール ０．５重量％
シリコーン消泡剤ＫＭ７３Ｅ（エマルジョン型）（信越化学） ０．０３重量％
イオン交換水 残量
【０１０１】
［実施例インクセット２］
下記処方のインク組成物を作成し室温にて充分に攪拌した後、ｐＨが８．０になるように水酸化リチウム５％水溶液にて調整した。その後、平均孔径０.８μｍのメンブレンフィルターにて濾過を行い、実施例インクセット２のＢＫインクを得た。
【０１０２】
＜ＢＫインク（ブラックインク）＞
・インク処方
スルホン酸基結合型カーボンブラック分散液
（固形分１５重量％ 平均粒径１１０ｎｍ） ３０重量％
ジエチレングリコール １５重量％
グリセリン １０重量％
前記式（２−１０）の界面活性剤 ０．３重量％
２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール ０．８重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５３７（自己乳化型）（信越化学） ０．００５重量％
イオン交換水 残量
【０１０３】
先ず下記の顔料分散液処方にてビーズミルを用いて分散した。得られた顔料分散液を下記インク処方にて混合攪拌した後、ｐＨが８になるように水酸化リチウム５％水溶液にて調整した。その後、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターで濾過を行い実施例インクセット２のＣ，Ｍ，Ｙインクを得た。
【０１０４】
＜Ｃインク（シアンインク）＞
・顔料分散液
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３ １５重量％
スチレン−アクリレート−メタクリル酸ジエタノールアミン塩共重合体 ３重量％
イオン交換水 残量
・インク処方
顔料分散液（平均粒径１０５ｎｍ） ２０．０重量％
トリエチレングリコール １０重量％
エチレングリコール １４重量％
前記式（２−１１）の界面活性剤 ０．５重量％
２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール ０．８重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５３７（自己乳化型）（信越化学） ０．０１重量％
イオン交換水 残量
【０１０５】
＜Ｍインク（マゼンタインク）＞
・顔料分散液
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２ １５重量％
スチレン−アクリレート−メタクリル酸ジエタノールアミン塩共重合体 ３重量％
イオン交換水 残量
・インク処方
顔料分散液（平均粒径９７ｎｍ） ２６．７重量％
ジエチレングリコール １７重量％
グリセリン ８重量％
前記式（２−５）の界面活性剤 ０．５重量％
２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール ０．８重量％
シリコーン消泡剤 ＳＡＧ３０（エマルジョン型）（日本ユニカー） ０．０３重量％
イオン交換水 残量
【０１０６】
＜Ｙインク（イエローインク）＞
・顔料分散液
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４ １５重量％
ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物 ３重量％
イオン交換水 残量
・インク処方
顔料分散液（平均粒径８５ｎｍ） ２３．３重量％
ジエチレングリコール １５重量％
グリセリン １０重量％
前記式（２−２）の界面活性剤 １．５重量％
２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール ０．８重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５３１（自己乳化型）（信越化学） ０．０１重量％
イオン交換水 残量
【０１０７】
［実施例インクセット３］
下記処方のインク組成物を作成し室温にて充分に攪拌した後、ｐＨが８．５になるように水酸化ナトリウム５％水溶液にて調整した。その後、平均孔径１．２μｍのメンブレンフィルターにて濾過を行い、実施例インクセット３を得た。
【０１０８】
＜ＢＫインク（ブラックインク）＞
カルボキシル基結合型カーボンブラック分散液
（固形分１５重量％ 平均粒径１１５ｎｍ） ３０．０重量％
２−ピロリドン ２重量％
グリセリン ６重量％
ジエチレングリコール １８重量％
前記式（２−７）の界面活性剤 ０．８重量％
２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール １．０重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５３１（自己乳化型）（信越化学） ０．０１重量％
イオン交換水 残量
【０１０９】
＜Ｃインク（シアンインク）＞
ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２５０Ｃ スルホン酸基結合型シアン顔料
（固形分１０重量％、
キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク） ３０．０重量％
１，３−ブタンジオール １８重量％
グリセリン ６重量％
前記式（２−１０）の界面活性剤 １．０重量％
２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール １．０重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５０８（自己乳化型）（信越化学） ０．０１重量％
イオン交換水 残量
【０１１０】
＜Ｍインク（マゼンタインク）＞
ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２６０Ｍ スルホン酸基結合型マゼンタ顔料
（固形分１０重量％、
キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク） ４０．０重量％
１，３−ブタンジオール １７重量％
エチレングリコール ８重量％
前記式（２−７）の界面活性剤 １．５重量％
２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール １．５重量％
シリコーン消泡剤ＳＡＧ３０（エマルジョン型）（日本ユニカー） ０．０３重量％
イオン交換水 残量
【０１１１】
＜Ｙインク（イエローインク）＞
ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２７０Ｙ スルホン酸基結合型イエロー顔料
（固形分１０重量％、
キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク） ３５．０重量％
１，３−ブタンジオール １８重量％
ジエチレングリコール １２重量％
前記式（２−７）の界面活性剤 １．５重量％
２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール １．５重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５３７（自己乳化型）（信越化学） ０．０１重量％
イオン交換水 残量
【０１１２】
［実施例インクセット４］
実施例インクセット１から、４色それぞれに添加されているシリコーン消泡剤を抜いた以外は同じ処方で実施例インクセット４のＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙインクを得た。
【０１１３】
［比較例インクセット１］
実施例インクセット２から２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールを抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット１のＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙインクを得た。
【０１１４】
［比較例インクセット２］
実施例インクセット２のＢＫインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールの代わりに、２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオールを添加した以外は同じ処方で比較例インクセット２のＢＫインクを得た。
実施例インクセット２のＣインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールの代わりに、３，３−ジメチル−１，２−ブタンジオールを添加した以外は同じ処方で比較例インクセット２のＣインクを得た。
実施例インクセット２のＭインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールの代わりに２，４−ジメチル−２，４−ペンタンジオールを添加した以外は同じ処方で比較例インクセット２のＭインクを得た。
実施例インクセット２のＹインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールの代わりに２，４−ジメチル−２，４−ペンタンジオールを添加した以外は同じ処方で比較例インクセット２のＹインクを得た。
【０１１５】
［比較例インクセット３］
実施例インクセット３から、４色それぞれ添加されている一般式（Ｉ）で表される界面活性剤成分を抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット３のＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙインクを得た。
【０１１６】
［比較例インクセット４］
実施例インクセット３から、４色それぞれ添加されている一般式（Ｉ）で表される界面活性剤成分の代わりにドデシルベンゼンスルホネート（竹本油脂 パイオニンＡ−４１−Ｃ）を使用した以外は同じ処方で比較例インクセット４のＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙインクを得た。
【０１１７】
［比較例インクセット５］
実施例インクセット２から、４色それぞれ添加されている一般式（Ｉ）で表される界面活性剤成分と、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール又は２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールを抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット５のＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙインクを得た。
【０１１８】
［比較例インクセット６］
実施例インクセット１から、４色それぞれに添加されている一般式（Ｉ）で表される界面活性剤成分と消泡剤を抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット６のＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙインクを得た。
【０１１９】
［比較例インクセット７］
実施例インクセット２のＢＫインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールのかわりに、２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオールを添加し、更に添加されている消泡剤を抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット７のＢＫインクを得た。
実施例インクセット２のＣインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールのかわりに、３，３−ジメチル−１，２−ブタンジオールを添加し、添加されている消泡剤を抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット７のＣインクを得た。
実施例インクセット２のＭインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールのかわりに２，４−ジメチル−２，４−ペンタンジオールを添加し、更に添加されている消泡剤を抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット７のＭインクを得た。
実施例インクセット２のＹインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールのかわりに２，４−ジメチル−２，４−ペンタンジオールを添加し、更に添加されている消泡剤を抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット７のＹインクを得た。
【０１２０】
［比較例インクセット８］
実施例インクセット３から、４色それぞれ添加されている一般式（Ｉ）で表される界面活性剤成分と、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール又は２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールを抜き、更に４色とも添加されている消泡剤を抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット８のＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙインクを得た。
【０１２１】
次に、上記実施例及び比較例に記載のインクついて下記の試験を行った。
１）画像の鮮明性
インクジェットプリンターＥＭ−９００（セイコーエプソン株式会社製）にて、ヘッドの駆動電圧、周波数、パルス幅を変え、下記の各紙に印刷を行った。印字条件は、Ｍｊが３５ｐｌ、Ｖｊが２０ｍ／ｓｅｃ、周波数が１ｋＨｚ、記録密度は３６０ｄｐｉ、ワンパス印字とした。印刷パターンは、１００％ｄｕｔｙでのベタ、及び文字、各インクの２色重ね部境界を含む一般文書画像を印刷した。
印字乾燥後、２色重ね部境界の滲み、画像滲み、色調、画像濃度を目視及び反射型カラー分光測色濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）により総合的に調べ、評価基準にしたがって判定した。用いた印刷試験用紙を以下に示す。
・マイペーパー（株式会社ＮＢＳリコー製）
・紙源Ｓ・再生紙（株式会社ＮＢＳリコー製）
・Ｘｅｒｏｘ ４０２４紙（富士ゼロックスオフィスサプライ株式会社製）
判定基準
◎：全紙鮮明な印刷である。
○：一部の用紙（再生紙）に滲みの発生がある。
△：全紙に滲みの発生がある。
×：文字の輪郭や２色重ね部境界がはっきりしないほど滲みが発生している。
【０１２２】
２）画像の乾燥性
記録媒体にベタ画像印字後の画像に０．１ｋｇ／ｃｍ２の圧力で濾紙を押しつけインクが濾紙に転写しなくなるまでの時間を測定した。いずれの紙でも３秒未満で乾燥した場合に○、３から２０秒を△、２０秒を超えた場合に×と判定した。
【０１２３】
３）裏抜け
記録媒体に反射型カラー分光測色濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で測定した各インク色での濃度が１．０となるようにベタ画像を形成した。この画像を裏面から目視観察し、ベタ画像の着色剤が裏面まで抜けており、両面印字に使用できないレベルの場合は×、ベタ画像の着色剤が裏面までは抜けていないが、ベタ画像と白地部分の境界がやや不明確で、両面印字に使用しても支障の無いレベルの場合は△、ベタ画像と白地部分の境界がほとんど明確で両面印字に使用しても支障の無いレベルの場合は○、ベタ画像と白地部分の境界が完全に明確で両面印字に使用しても支障の無い場合は◎として判定した。
【０１２４】
４）擦過性
記録媒体に各インクで形成された画像を、印字３０秒後に指、布、消しゴム、マーキングペンで擦過し、擦過後の様子を目視にて観察し擦過による画像の変化が発生した場合は×とし、発生がなければ○とした。
【０１２５】
５)画像の埋まり
乾燥後ベタ画像を観察し、拡大して観察してもインクで均一に記録媒体が着色している場合は◎、目視で観察する限りインクで均一に記録媒体が着色している場合は○、目視で地肌が見えるような不均一な着色の場合は×とした。
【０１２６】
６)保存性
インクをインクジェットプリンターにセットしたまま、６０℃、７日間放置し、その後従来公知のインクジェットプリンターのクリーニング操作1回で復帰可能ならば○、２から５回で復帰可能ならば△、５回でも復帰しなければ×とした。
【０１２７】
７)初期充填性
各インクを脱気してカートリッジに充填し、ＩＰＳｉＯ ＪＥＴ ３００に装填後、初期充填動作を行い、その後ノズルチェックパターンを印字させ、初期充填性能を評価した。評価は、ノズル抜けが無くなるまでに行った初期充填動作回数で評価し、１回で充填できたものを○、２回で充填できたものを△、３回以上の初期充填動作を要したものを×とした。
【０１２８】
８)回復試験
各インクを充填したＩＰＳｉＯ ＪＥＴ ３００を用い、各色毎にベタ画像を打たせ、ノズル抜けが生じたら、回復動作を行い、１色につき、全部でＡ４２０枚を印字させた。印字前後のカートリッジの質量を測定し、使用したインクの量を算出し、また印字中に行った回復動作の回数をチェックした。
【０１２９】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の水性インクを収容したインクカートリッジを搭載するシリアル型インクジェット記録装置の構成例を示す概略正面図である。
【図２】本発明の記録装置に装填する前のインクカートリッジの外観斜視図である。
【図３】本発明のインクカートリッジの正断面図である。
【図４】本発明における記録ヘッドとインク収容部とが一体化された記録ユニット（インクカートリッジ）の外観斜視図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１ 側板
２ 側板
３ 主支持ガイドロッド
４ 従支持ガイドロッド
５ キャリッジユニット
６ ヘッド
６ａ 吐出面（ノズル面）
７ インクカートリッジ
７ｙ インクカートリッジ
７ｍ インクカートリッジ
７ｃ インクカートリッジ
７ｋ インクカートリッジ
８ 主走査モータ
９ 駆動プーリ（駆動タイミングプーリ）
１０ 従動プーリ（アイドラプーリ）
１１ タイミングベルト
１２ 底板
１３ サブフレーム
１４ サブフレーム
１５ 搬送ローラー
１６ 用紙
１７ 副走査モータ
１８ ギヤ
１９ ギヤ
２１ サブシステム
２２ キャップ手段
２３ ホルダ
２４ リンク部材
２５ 係合部
２６ 吸引チューブ
２７ 吸引ポンプ
２８ ワイパブレード
２９ ブレードアーム
３０ 記録ユニット（記録カートリッジ）
３１ 電極
３２ ノズル
３３ インクタンク
３４ 蓋部材
４１ カートリッジ本体
４２ インク吸収体
４３ ケース
４４ 上蓋部材
４５ インク供給口
４６ シールリング
４７ 大気開放口
５０ キャップ部材
５５ シール部材
Ａ 空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピエゾ方式、サーマル方式などのオンディマンド法や荷電制御方式などの連続噴射法などのインクジェット記録用に適した水性インク、特に所謂普通紙に対して優れた特性を示し、水性筆記用具、記録計、ペンプロッター用として好適に用いられる水性インク、該水性インクを用いる記録方法、及び該水性インクを収容したインクカートリッジ、並びに該インクカートリッジを具備したインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体インクをノズル等から吐出し、紙、布、フィルム等の被記録材上に記録を行なういわゆるインクジェット方式の記録装置は、小型で安価、静寂性等の利点を有するため、種々の検討が行われている。近年では、レポート用紙、コピー用紙等のいわゆる普通紙上に良好な印字品質が得られる黒色の単色プリンターだけでなく、フルカラー記録が行える製品が数多く市販されており、それらのインクジェット記録用としては従来より様々な組成のインクが提案されている。
最近の動向としては前述のコピー用紙や再生紙も含む一般的に普通紙と呼ばれる用紙に印刷した際の品質が重要視されている。普通紙印刷に要求される品質は、一方では印刷物が高画像品質（画像の滲みがないこと）、高発色であるということである。従来、この画像の滲みを防止するための種々のインク組成物が提案されている。
【０００３】
例えば、特公平２−２９０７号公報（特許文献１）では湿潤剤としてグリコールエーテル類の利用を、特公平１−１５５４２号公報（特許文献２）では水溶性有機溶剤の利用を、さらに特公平２−３８３７号公報（特許文献３）では染料溶解促進剤の利用を提案している。また、最近は画像の堅牢性も要求され、色材として、染料の代りに顔料を使用することにより、耐水性が改善される。色材として顔料を使用し、グリコールエーテル類を利用し、画像の滲みを改善したインクが開示されている（特許第３１０２３０４号公報（特許文献４））。しかし、顔料インクを使用した場合の課題として、長期保存安定性に関して、顔料粒子の凝集が起こりやすく、染料インクに比べて一般的に劣るという問題もある。顔料粒子の分散安定性を改善するため、顔料粒子表面を改質する方法、例えば、特表平１０−５１０８６２号公報（特許文献５）には、カーボンブラックに水可溶化基を含む置換基をアゾカップリングする方法、特開平８−８１６４６号公報（特許文献６）には、水溶性モノマー等をカーボンブラック表面に重合させる方法、特開平８−３４９８号公報（特許文献７）には、カーボンブラックを酸化処理する方法が開示されている。この表面改質した顔料とグリコールエーテル類を組み合わせて使用することにより画像の滲みを改善したインクが特開平１０−９５９４１号公報（特許文献８）に開示されている。
【０００４】
さらに、特開平２−１３８３７４号公報（特許文献９）には、水溶性染料と水と、特定構造のベンジルエーテルとからなる水性記録インクが提案されている。その中で、さらにインクの浸透性を向上させるために、植物油、不飽和脂肪酸、高級アルコール、脂肪酸エステル、鉱油などの油状物質と、分子内に水酸基を有し水に難溶性あるいは微溶性の溶剤として、２−エチル−１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコールヘキシルエーテル、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物（付加モル数５以下）、エチレングリコールベンジルエーテルなどを添加することが提案されているが、これらのインクは、安全性に問題があり、なおかつ、環境温度により、油状物質や水難溶性、微溶性溶剤、ベンジルエーテルなどが分離してしまい、安定性に極めて大きな問題があった。
【０００５】
特許第２８９４５６８号公報（特許文献１０）には、色素と液媒体とを含む組成物であって、前記液媒体中に６０重量％以上の水及び０．２〜３０重量％の炭素数７〜１０のアルキレングリコールを含有するインクジェット用インクが提案されている。この「炭素数７〜１０のアルキレングリコール」の好ましい具体例として、１，７−ヘプタンジオール、２，６−ヘプタンジオール、２，４−ジメチル−２，４−ペンタンジオール、３−エチル−１，３−ペンタンジオール等が例示されている。これらの化合物をインク中に含むことにより、「普通紙上におけるインクの滲み、乾燥性及び浸透性を改善」し、「滲みと浸透性の点でバランスのとれ」、「目詰まり防止性においても信頼性が高い」インクを提供できるとしているが、実際に、これら例示化合物の添加では、インクの浸透性改善が不充分であり、よって乾燥性が低く、また紙種によっては滲みが発生しやすいなど、従来からの課題はなんら解決されていなかった。
【０００６】
また、特許第２７１４４８２号公報（特許文献１１）には、少なくとも６個の炭素原子を有し、かつ２５℃の水１００重量部に少なくとも４．５重量部の溶解度を有する特定構造の脂肪族ジオール化合物を含有するインクジェットインクが提案されている。これらのジオール化合物はとして、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、３−エチル−１，３−ヘキサンジオール、１，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールなどが例示されているが、いずれを添加したインクも充分な浸透性とは言えず、カラーブリードやフェザリングを生じた。
【０００７】
そこで本出願人は、鋭意検討を行った結果、特開平６−１５７９５９号公報（特許文献１２）で浸透性を高める目的で２−エチル−１，３−ヘキサンジオールを含有する水性インク及びそれを用いた記録方法を提案した。この発明の２−エチル−１，３−ヘキサンジオールは、前述の特許文献１０において、例示化合物に含まれていないだけでなく、本発明者等により、多種多様な化合物の中から鋭意検討の末、見出されたものである。これにより、インクジェットインクとしての諸特性を満足し、浸透性、乾燥性に優れ、かつ画質劣化の改良された水性インク組成物を提供することができ、該インク組成物を用いて良好に画像形成をするための記録方法を提供することができ、少量の添加量で高周波駆動の吐出安定性が得られ、かつ安全性の高いインクを用いた記録方法を提供することができた。
【０００８】
ところが、近年のめまぐるしい技術の進歩により、インクジェットプリンターの出力速度は上昇の一途であり、また今後もさらなる高速化が進むだろうということは想像に難くない。そのような状況下にあって、インクはより一層の高速印字においても、カラーブリードを起こさず、出力後、こすっても手指を汚すことなく、即座に乾燥することが求められる。一般に、乾燥性の高いインクは、紙への浸透性を向上させる一方で、着色剤が紙の厚み方向に侵入することにより、画像濃度低下、裏抜け濃度増大という欠点を有している。とりわけ、インクジェットプリンターの発展と環境問題としての紙消費の点から、両面印字が必須になることは明かであり、高乾燥性の一方で、両面印字を可能とする裏抜けの少ない水性インクが求められているとも言える。
【０００９】
このように、現在でも、インクジェットインクとしての諸特性を満足し、着色剤種や紙種に関わらず浸透性、乾燥性に優れ、かつ画質ならびに裏抜けの改良された水性インクジェットインクへの希求は依然として存在している。
また、近年ではバーコード印刷、郵便などの消印印刷などの分野で、通常は視認不可能でありながら、赤外線や紫外線により記録情報を読み取ることでシステムも実用化されている。環境汚染の点から、これらに用いられるインクも水性化が検討されてきており、かつ、このようなシステムに必須の高速処理に対応するためには、水性でありながら、高浸透性のインクが必要になってきている。
【００１０】
さらにインクジェットのシステムとして、インクがノズル近傍で乾燥により固着し、ノズルからインクが吐出しないノズル詰まりや、ノズル詰まりまで行かないまでもノズル近傍の一部に乾燥によりインクの固着や粘度の上昇したインクやその成分の一部が付着し、インクの吐出方向が乱れる噴射方向曲がりという課題があるが、そのたびにノズル面をクリーニングし復帰させる必要がある。高速処理に対応するためには、インクがノズル近傍で乾燥し固着することを防止し、粘度の上昇した状態でもノズル面に付着することなく、流動性があり、目詰り、噴射方向曲がりのより少ないインクとし、クリーニングし復帰させる回数を極力減らすことが必要になってきている。
【００１１】
また、インクジェットのシステムとして、泡の問題がある。通常インクジェットインクには界面活性剤が添加されているため、インクのカートリッジへの充填時、ヘッドへのカートリッジ装着時及び装着後のインク吸引時、あるいは印字中、印字休止時に気泡を巻き込みやすく、それが原因で、吐出不良を引き起こすことが多々あった。
これらの気泡発生あるいは巻き込みを防止する目的では、以下のような提案がなされている。しかしながら、いずれもそれぞれ固有の不具合がある。
【００１２】
特公平７−２６０４９号公報（特許文献１３）によれば、ＪＩＳ ３３６２に基づく５分後の泡の安定度が０ｍｍ（１分後の泡の安定度が５ｍｍ未満）になるインクを使用すれば、吐出安定性が確保できるとしているが、この処方では炭素数５以下の低級アルキルアルコールを含有することが限定されており、汎用性がない。またこの処方は浸透性が低めで、高速印字時の画質が良くないという問題もある。
【００１３】
また、特開２０００−１４４０２６号公報（特許文献１４）では、特定のアセチレングリコール系の界面活性剤を用いることで高浸透性を保ちつつ、かつ泡立ちの少ないインクが得られるとしているが、この界面活性剤は着色剤の種類によっては、着色剤と疎水性相互作用を生じるため乾燥速度が向上せず、またカーボンブラックなどの顔料を用いたインクでは顔料が凝集しやすく、ノズルの目詰まり発生やインク噴射方向の曲がりなどを発生しやすい、といった問題がある。
【００１４】
一方、界面活性剤を添加することなく乾燥速度を向上させる方法として、特開平８−１１３７３９号公報（特許文献１５）には染料と水溶性グリコールエーテル類を含むインクが提案され、特許文献８には、顔料と、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテルなどのグリコールエーテル類と水とからなるインク組成物が提案されている。しかしながら、いずれも、乾燥速度を向上するためには大量のグリコールエーテル類の添加が必要であり、インクの臭気や安全性の面で、好ましくないなどの問題がある。また、特開平７−３３１１４２号公報（特許文献１６）によれば、特定のグリコール系溶剤を含有させたカーボンブラックインクにおいて、消泡効果が得られるとあるが、この処方のインクでは浸透性が不充分であり、画質に問題がある。同様に特開平９−３１３８０号公報（特許文献１７）により処方されたインクも、消泡効果はあるものの、界面活性剤等を含有していないために、紙に対する浸透性が遅く、画質が良くないという問題がある。
【００１５】
このように、従来のインクジェット記録用インクおよびインクジェットプリンターは、吐出安定性、特に印字中あるいは印字休止時の気泡巻き込み等による吐出不良が必ずしも充分に改善されたものではない。また吐出不良が起こった際にも簡単な回復機構で信頼性が維持でき、高画質でかつノズル目詰まりのないインクジェットインクが必要になってきている。
【００１６】
上記吐出安定性を改良するための、特開２００２−２５６１８７号公報（特許文献１８）には、吐出安定性に優れ、吐出不良が起こった際も簡単な回復機構で信頼性が維持でき、高画質の画像を形成でき、ノズル目詰まりのないインクジェット記録用インクセットを目的とし、特開２００３−１０５２３６号公報（特許文献１９）には、高浸透性を確保したまま、インクの起泡性が制御され、かつ吐出安定性に優れたインクジェット記録用インクセットを目的とし、界面活性剤として、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤、ポリエチレンアルキルエーテル酢酸塩系界面活性剤を用いることが提案されている。しかしながら、いずれも満足しうるものではない。
【００１７】
【特許文献１】特公平２−２９０７号公報
【特許文献２】特公平１−１５５４２号公報
【特許文献３】特公平２−３８３７号公報
【特許文献４】特許第３１０２３０４号公報
【特許文献５】特表平１０−５１０８６２号公報
【特許文献６】特開平８−８１６４６号公報
【特許文献７】特開平８−３４９８号公報
【特許文献８】特開平１０−９５９４１号公報
【特許文献９】特開平２−１３８３７４号公報
【特許文献１０】特許第２８９４５６８号公報
【特許文献１１】特許第２７１４４８２号公報
【特許文献１２】特開平６−１５７９５９号公報
【特許文献１３】特公平７−２６０４９号公報
【特許文献１４】特開２０００−１４４０２６号公報
【特許文献１５】特開平８−１１３７３９号公報
【特許文献１６】特開平７−３３１１４２号公報
【特許文献１７】特開平９−３１３８０号公報
【特許文献１８】特開２００２−２５６１８７号公報
【特許文献１９】特開２００３−１０５２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは前述した従来技術の問題点を克服した、すなわち、特にインクジェット記録に好適に用いられ、高速化に伴う課題であるノズルの目詰まり、噴射方向曲がりがなく、流動性、保存安定性に優れ、また、着色剤や紙種によらず、浸透性、乾燥性に優れ、かつ滲みがなく、画像濃度も高く、裏抜けのない水性インク及びこれを用いたインクジェット記録方法ならびにかかるインクを用いたインクカートリッジ、インクジェット記録装置等の機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
すなわち、上記課題は本発明の（１）〜（１８）によって解決される。
（１）「色材と、炭素数９のジオール誘導体と、下記一般式（Ｉ）で表わされる界面活性剤成分を含有することを特徴とする水性インク。
【００２０】
【化１】
（式(Ｉ)中、Ｒ１は炭素数８〜２２のアルキル基、アルケニル基またはアルキルフェニル基を表わし、Ｍは、アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、及びアルカノールアミンから選択されるいずれかを表わし、ｎは４〜２１の整数を表わす。）」；
（２）「炭素数９のジオール誘導体が２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール又は２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールであることを特徴とする前記（１）に記載の水性インク」；
（３）「炭素数９のジオール誘導体の含有量が０．０５〜２重量％であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の水性インク」；
（４）「一般式（Ｉ）で表わされる成分の含有量が０．０１〜４．０重量％であることを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の水性インク」；
（５）「水性インク中にさらにグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、トリエチレングリコール、２−ピロリドンから選ばれる少なくとも一つ以上の水溶性有機溶剤を含有することを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の水性インク」；
（６）「色材が顔料であることを特徴とする前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の水性インク」；
（７）「顔料の平均粒径が１０〜２００ｎｍの範囲であることを特徴とする前記（６）に記載の水性インク」；
（８）「色材が顔料であり、分散剤により水中に分散されており、この分散剤にカルボキシル基が結合していることを特徴とする前記（６）又は（７）に記載の水性インク」；
（９）「色材が顔料であり、該顔料が表面改質され親水基が結合され、水中に分散されていることを特徴とする前記（６）乃至（８）のいずれかに記載の水性インク」；
（１０）「顔料表面に結合された親水基がカルボキシル基、スルホン基、カルボニル基又はヒドロキシル基であることを特徴とする前記（９）に記載の水性インク」；
（１１）「消泡剤として、シリコン系の消泡剤を含むことを特徴とする前記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の水性インク」；
（１２）「消泡剤が、自己乳化型であることを特徴とする前記（１１）に記載の水性インク」；
（１３）「消泡剤が、エマルジョン型であることを特徴とする前記（１１）に記載の水性インク」；
（１４）「前記（１）乃至（１３）のいずれかに記載の水性インクを微細な吐出口より液滴として吐出、飛翔させ記録媒体に画像を形成することを特徴とする記録方法」；
（１５）「前記記録方法が、水性インクに熱エネルギーを作用させて、記録媒体に画像を形成することを特徴とする前記（１４）に記載の記録方法」；
（１６）「インクを収容したインク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、該インクが前記（１）乃至（１３）のいずれかに記載のインクであることを特徴とするインクカートリッジ」；
（１７）「インクを収容したインク収容部と、インク滴を吐出させるためのヘッド部を備えたインクカートリッジにおいて、該インクが前記（１）乃至（１３）のいずれかに記載のインクであることを特徴とするインクカートリッジ」；
（１８）「インクを収容したインク収容部を有するインクカートリッジと、インク滴を吐出させるための記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置、あるいは、インクを収容したインク収容部と、インク滴を吐出させるための記録ヘッドとを有するインクカートリッジを備えたインクジェット記録装置において、該インクカートリッジとして、前記（１６）又は（１７）に記載のインクカートリッジを具備したことを特徴とするインクジェット記録装置」。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、炭素数９のジオール誘導体から選ばれる少なくとも一つの化合物と前記一般式（Ｉ）で表わされる成分から選ばれる少なくとも一つの化合物とを含有することにより、着色剤や紙種によらず浸透性、乾燥性に優れ、かつ滲みが少ないなど画質が改良され、さらにインクジェットの高速化に伴い大きな課題となっていた目詰り、噴射方向曲がりについても、インクがノズル近傍で乾燥し固着することを防止し、粘度の上昇した状態でもノズル面に付着することなく、流動性があり、目詰り、噴射方向曲がりのないインクを得ることができ、クリーニングし復帰させる回数を極力減らすことのできる水性インクが提供できる。
【００２２】
また、本発明ではジオール誘導体の誘導体の意味は、その特定構造を有する化合物の集合体を指し、ジオールは共立出版（株）発行の化学大辞典でグリコール又は二価アルコールとされている。即ち前記炭素数９のジオール誘導体とは、水酸基を2個有する直鎖状の脂肪族系ジオール体又はその直鎖に例えば炭素数1〜4のアルキル基が枝鎖で置換した脂肪族系ジオール体で、直鎖と枝鎖に含まれる総炭素数が９のジオール体である。
特に、前記炭素数９のジオール誘導体として、少なくとも２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール又は２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールのいずれかを含むことにより、高い浸透特性、優れた画質に加え、高い安全性や保存安定性ならびに安価なインクが提供可能となる。
【００２３】
本発明によれば、炭素数９のジオール誘導体の含有量を０．０５重量％以上２重量％以下、あるいは、前記一般式（Ｉ）で表わされる成分の含有量を０．０１重量％以上４重量％以下とすることで、浸透特性が高く、かつ、画質に優れ、相分離を起こさず、安定なインクを提供することができる。さらに、炭素数９のジオール誘導体の含有量を０．０５重量％以上２重量％以下、かつ、前記一般式（Ｉ）で表わされる成分の含有量を０．０１重量％以上４重量％以下とすることで、高い浸透特性、優れた画質に加え、保存安定性、目詰りや噴射方向曲がりのない極めて優れたインクを提供する。
【００２４】
さらに本発明によれば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、トリエチレングリコール、２−ピロリドンから選ばれる少なくとも１種以上の所定の水溶性有機溶剤を含有することにより、インクジェット記録装置に用いた場合、ノズル近傍での水分蒸発による目詰まりの発生を未然に防ぎ、また、炭素数９のジオール誘導体や一般式（Ｉ）で表わされる成分の溶解助剤として働くことで、より一層保存安定性を高め、さらにはインクの噴射安定性を更に高めたインクが提供できる。
【００２５】
本発明によれば、インクには種々の色材の添加が可能であるが、とりわけ、顔料を用いることで、高い浸透特性でありながら、画像濃度も高く、裏抜けの少ない優れたインクを提供することができる。
さらに顔料の平均粒径を１０ｎｍ〜２００ｎｍとすることで、分散安定性に優れ、よって保存安定性やインクジェット記録方法における吐出安定性に優れるとともに、画像の裏抜けが少ない優れたインクが提供できる。
【００２６】
また、顔料の表面が改質され親水基が結合された顔料を用いることにより、保存安定性、信頼性の極めて高いインクを提供することができる。
本発明によれば、カルボキシル基が結合された分散剤を用いたり、あるいは顔料に結合された親水基がカルボキシル基、スルホン基、カルボニル基又はヒドロキシル基である表面改質された顔料を用いることで、より一層高画像濃度で低裏抜け濃度となるうえに、滲みの少ない極めて高品位な画像を形成するインクを提供することができる。
【００２７】
本発明によれば、シリコン系の消泡剤を含むことで、従来のインクジェット記録用インクおよびインクジェットプリンターで問題となっていた、インクのカートリッジへの充填時、ヘッドへのカートリッジ装着時及び装着後のインク吸引時、あるいは印字中、印字休止時に気泡の巻き込みによる吐出不良を起こしにくく、また吐出不良が起こった際にも簡単な回復機構で信頼性が維持でき、高画質でかつノズル目詰まりのないインクジェットインクが提供できる。さらに、自己乳化型もしくはエマルジョン型を用いることで、水系での使用の場合、信頼性を確保する上で更に望ましいインクジェットインクが提供できる。
【００２８】
このようなインクは、相分離もせず、凝集や増粘なども起きないので、微細な吐出口より液滴として吐出、飛翔させ記録媒体に画像を形成する記録方法に用いるのに適している。
とりわけ、熱エネルギーを作用させて画像形成する方法においては、熱素子への濡れ性が改良されるため特に適しており、吐出安定性、周波数安定性に優れた記録方法を提供できる。
さらに、本発明のインクの高い浸透性を利用して、非常に高速で、かつ高画質の画像を記録する方法及び印字された画像形成物が提供できる。
【００２９】
そして、本発明によれば、このように高浸透特性で、かつ高い信頼性、安全性と優れた画像特性が可能となるインクを収容したインクカートリッジおよびこのカートリッジを具備した記録装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の水性インクは、色材と炭素数９のジオール誘導体と、下記一般式（Ｉ）で表わされる界面活性剤成分を含有することを特徴とするものである。
【００３１】
【化２】
（式(Ｉ)中、Ｒ１は炭素数８〜２２のアルキル基、アルケニル基またはアルキルフェニル基を表わし、Ｍは、アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、及びアルカノールアミンから選択されるいずれかを表わし、第４級アンモニウムが好ましい。ｎは４〜２１の整数を表わす。）
【００３２】
以下に、本発明を詳細に説明する。
前記一般式（Ｉ）で表わされる成分において、前記Ｒ１がアルキル基、又はアルケニル基の場合以下のものが好適である。
式（２−１）：Ｃ８Ｈ１７Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）４ＳＯ３ＮＨ４
式（２−２）：Ｃ１０Ｈ２１Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）４ＳＯ３Ｎａ
式（２−３）：Ｃ１８Ｈ３７Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１８ＳＯ３Ｎ（ＣＨ３）３Ｃ２Ｈ４ＯＨ
式（２−４）：Ｃ２２Ｈ４５Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）２１ＳＯ３ＮＨ４
式（２−５）：
ＣＨ３−（ＣＨ２）７−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７−ＣＨ２−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）８
ＳＯ３ＮＨ４
式（２―６）：
ＣＨ３−（ＣＨ２）７−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７−ＣＨ２−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１２
ＳＯ３Ｎ（Ｃ２Ｈ４ＯＨ）４
式（２−７）：
ＣＨ３−（ＣＨ２）７−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７−ＣＨ２−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１８
ＳＯ３ＮＨ４
前記Ｒ１がアルキルフェニル基の場合以下のものが好適である。
式（２−８）：Ｃ２Ｈ５−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）４ＳＯ３ＮＨ４
式（２−９）：Ｃ５Ｈ１１−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）６ＳＯ３ＮＣ４Ｈ１２
式（２−１０）：Ｃ９Ｈ１９−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）４ＳＯ３ＮＨ４
式（２−１１）：Ｃ９Ｈ１９−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）６ＳＯ３ＮＨ４
式（２−１２）：Ｃ９Ｈ１９−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）９ＳＯ３Ｎａ
式（２−１３）：
Ｃ１２Ｈ２５−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１８ＳＯ３Ｎ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）３Ｈ
式（２−１４）：Ｃ９Ｈ１９−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）２１ＳＯ３ＮＨ４
該一般式（Ｉ）で表わされる成分の具体的な例としては、市販の製品が使用でき、第一工業製薬株式会社のハイテノール Ｎ−０７、ハイテノール Ｎ−０８、ハイテノール Ｎ−１７、ハイテノール ＮＥ−０５、ハイテノール ＮＥ−１５、ハイテノール ＮＦ−１３、ハイテノール ０８Ｅ、ハイテノール １２、ハイテノール １８Ｅがそれに該当するが、これらに限定されるものではない。また、これらは、単独で用いても、複数のものを混合して用いてもよい。これらのインク組成物への添加量は、インク全量に対して０．０１〜４．０重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜２．０重量％である。
【００３３】
本発明のインク成分の炭素数９のジオール誘導体は、水に対する溶解度が低いが高い浸透性を有する。これは水に対する溶解度が低い炭素数９のジオール誘導体は、水を主成分とするインク中で表面に吸着しやすく、かついわゆる界面活性剤と比べ、分子量が比較的小さいため、表面への吸着速度が著しく高い。すなわち、ジオール誘導体が表面に吸着することで、界面活性剤のように液体の表面張力を速やかに低下させることができる。
炭素数９のジオール誘導体の具体例としては、１，２−ノナンジオール、１，９−ノナンジオール、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール又は２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールがあるが、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール又は２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールが好ましい。
炭素数９以下のジオール誘導体では、浸透性がまだ不十分であり、炭素数９を超えるジオール誘導体では、水に対する溶解度が低く、水性インクに使用した場合経時で分離する傾向が見られる。それらの点から炭素数９のジオール誘導体は、高浸透性を確保しつつ、水性インクとしての経時における高信頼性を確保することができた。
【００３４】
インク中に湿潤剤として、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、トリエチレングリコール、２−ピロリドンから選ばれる少なくとも一つ以上の水溶性有機溶剤を含有させることにより、該炭素数９のジオール誘導体を２重量％までインク中に含有させることは可能であるが、前記一般式（Ｉ）で表わされる成分と併用することにより、極めて高い浸透性を有し、かつ液中で分離することなく安定なインクを得ることができる。前記一般式（Ｉ）で表わされる成分の界面活性剤も表面張力を下げ、浸透性を向上させることが知られているが、界面活性剤分子の大きさあるいはその形状から、表面への吸着速度は必ずしも高くはないため、充分な浸透性を得ることができなかった。そこで、両者を併用すると、相乗効果によりごく少量の使用で著しく高い浸透特性が得られることを見出た。
【００３５】
さらにインクジェット記録の高速化に伴い大きな課題となっていた目詰り、噴射方向曲がりについても、前記炭素数９のジオール誘導体と前記一般式（Ｉ）で表わされる成分とを併用することで、インクがノズル近傍で乾燥し固着することを防止し、粘度の上昇した状態でもノズル面に付着することなく、流動性があり、目詰り、噴射方向曲がりのないインクを得ることができ、しかもクリーニングし復帰させる回数を極力減らすことを見出し、本発明に至った。
【００３６】
インク中の各成分の添加量について説明する。前記一般式（Ｉ）で表わされる成分の添加量は、前記したようにインク全量に対して０．０１〜４．０重量％が好ましく、インク全量に対して０．０１重量％未満であると、浸透性の改善が不充分となり、また４．０重量％よりも多いと、インク中に安定に溶解しない、あるいは溶解しても粘度が高くなり、インクの保存安定性、インクジェットでの噴射安定性に問題を生じる。さらに好ましい一般式（Ｉ）で表わされる成分の添加量は０．１〜２重量％である。
【００３７】
同様に、炭素数９のジオール誘導体の添加量は、前記したようにインク全量に対して０．０５〜２重量％が好ましく、インク全量に対して、０．０５重量％未満であると、浸透性の改善が不充分となり、２重量％よりも多いと、インク中で安定に溶解せず、インクの保存安定性、インクジェットでの噴射安定性に問題を生じる。より好ましくは、炭素数９のジオール誘導体は０．１〜１．５重量％の添加量であることが好ましい。水に対する溶解度が低く、単独にインク中に添加した場合には環境条件により分離しやすい炭素数９のジオール誘導体を一般式（Ｉ）で表わされる成分が相溶化することで安定なインクを得ることができる。インクの安定性のみならず、炭素数９のジオール誘導体と一般式（Ｉ）で表わされる成分との混合が相乗効果を発揮し、それぞれを単独で含有したインクに比べ、少量の添加で高い浸透性と、目詰りや噴射方向曲がりの無い優れたインクを得ることができる。
【００３８】
また、インクに熱エネルギーを付与して微細孔から液滴としてインクを吐出させて記録を行なういわゆるバブルやサーマル方式等の記録方法において、インクの吐出安定性を得るために従来では２−プロパノールを添加する方法が有るが、替りに炭素数９のジオール誘導体を添加することによって、熱素子への濡れ性が改良され、少量の添加量でも吐出安定性及び周波数安定性が得られ、２−プロパノールの使用に伴う安全性に関する問題も改善される。
【００３９】
また、２−ピロリドンをインクに添加すると、画像濃度の向上とともに裏抜けを防止する上で優れた効果が得られることを見出した。これは、２−ピロリドンを含有することで、紙表面に対してインクが濡れ拡がりやすくなり、相対的に紙の厚み方向への浸透が抑えられるため、紙表面近傍に着色剤をとどまりやすくなるためであると推測される。２−ピロリドンの添加量は、好ましくは０．０５〜８重量％、更に好ましくは０．５〜４重量％である。
【００４０】
本発明のインクは、さらに、起泡性を調整する目的で消泡剤を添加することが好ましい。消泡剤の種類としては、本発明者らが誠意検討した結果、シリコン系の消泡剤が、その消泡効果、インクの保存安定性の面から好ましいことを見出した。
シリコン系の消泡剤を含むことで、従来のインクジェット記録用インクおよびインクジェットプリンターで問題となっていた、インクのカートリッジへの充填時、ヘッドへのカートリッジ装着時及び装着後のインク吸引時、あるいは印字中、印字休止時に気泡の巻き込みによる吐出不良を起こしにくく、また吐出不良が起こった際にも簡単な回復機構で信頼性が維持でき、高画質でかつノズル目詰まりのないインクジェットインクが提供できる。
【００４１】
一般にシリコン系消泡剤には、オイル型、コンパウンド型、自己乳化型、エマルジョン型などがあるが、検討の結果、水系での使用の場合、自己乳化型、もしくはエマルジョン型を用いることが、信頼性を確保する上で望ましいことを見出した。
また、アミノ変性、カルビノール変性、メタクリル変性、ポリエーテル変性、アルキル変性、高級脂肪酸エステル変性、アルキレンオキサイド変性、等の変性シリコン系消泡剤を使用しても良い。
【００４２】
市販のシリコン系消泡剤で入手可能なものとしては、信越化学工業（株）のシリコーン消泡剤（KS508、KS531、KS537、KS538、KM72、KM85、KM98など）、東レ・ダウ・コーニング（株）のシリコーン消泡剤（Q2-3183A、SH5510など）、日本ユニカー（株）のシリコーン消泡剤（SAG30など）、旭電化工業(株)の消泡剤（アデカノールシリーズ）などが挙げられる。
これら消泡剤のインクへの添加量は、消泡効果がある最小量で良いが、一般には０．００１〜３質量％の範囲が望ましく、より好ましくは、０．００５〜０．５質量％の範囲である。
【００４３】
さらに本発明のインクにはインクの乾燥による目詰まりの防止、及び本発明のインクの溶解安定性をより向上する目的で湿潤剤を好ましくは５〜５０重量％含有することにより、インクジェットヘッドの吐出口で、インク中の水分が蒸発した場合でも目詰まりを起こしにくく正常な印字を行なうことができ、仮に目詰まりを起こしても簡単なクリーニング操作で正常な印字状態に回復できることを見出した。湿潤剤としては、低揮発性水溶性有機溶媒が好ましい。また、低揮発性水溶性有機溶媒は、本発明の水性インクにおける前記炭素数９のジオール誘導体と前記一般式（Ｉ）で表わされる成分の溶解助剤として働くことで、より一層インクの保存安定性、噴射安定性を高めることができる。
【００４４】
低揮発性水溶性有機溶媒としては、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、テトラ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、ポリエチレングリコール、ポ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、１，５−ペンタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、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ベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類；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、１，３−ジメチルイミイダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物；ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール、チオジグリコール等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等が挙げられる。これらの溶媒は、水とともに単独もしくは、複数混合して用いられる。
【００４５】
特に、炭素数９のジオール誘導体と一般式（Ｉ）で表わされる成分との相溶性の点から、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、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、チオジグリコール、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、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンが好ましい。さらに、安全性、価格などの点からグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、トリエチレングリコール、２−ピロリドンを単独あるいは混合して使用するのが好適である。
【００４６】
インク組成物中でのこれら低揮発性水溶性有機溶媒の添加量は上記のように好ましくは５〜５０重量％であり、より好ましくは８〜３０重量％である。５重量％未満では、インク中の水分蒸発抑制効果が不充分であり、またインク中の炭素数９のジオール誘導体と一般式（Ｉ）で表わされる成分の含有量によっては、溶解助剤としての効果も不充分となり、インクの保存安定性、噴射安定性を損ねるなど不具合を生じる。逆に、５０重量％より多く添加すると粘度の上昇によるインクジェットでの噴射安定性が劣る、印字後の画像部のコックリングが悪化する、といった問題がある。
【００４７】
インクジェット記録方法で、高画質を得るためには、インクジェットヘッドを構成する部材に対するインクの濡れ性の調節が重要である。このように、濡れ性の調節などのため、本発明のインクに、さらにノニオン系界面活性剤を添加することも可能である。
ノニオン系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、アセチレングリコール系界面活性剤等が挙げられる。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−オール等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等）を用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。前記界面活性剤は、単独又は２種以上を混合して用いることができる。インクを所望の物性になるように添加されることが望ましい。
【００４８】
本発明に用いられる色材としては、顔料及び／または染料のいずれでも良い。
色材として用いられる水溶性染料としては、カラーインデックスにおいて酸性染料、直接性染料、塩基性染料、反応性、食用染料に分類される染料が用いられる。これら染料は複数の種類を混合して用いても良いし、或いは必要に応じて顔料等の他の色素と混合して用いても良い。これら色材は本発明の効果を妨げない範囲で添加される。
【００４９】
これら染料を具体的に挙げれば、酸性染料及び食用染料として
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
【００５０】
直接性染料として
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
【００５１】
塩基性染料として
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
【００５２】
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。
【００５３】
染料としては、特に酸性染料及び直接性染料が好ましく用いることができ、本発明インクの溶解安定性の向上や、色調、耐水性、耐光性で優れた効果が得られる。
インク組成物中の色材としての染料の添加量は、０．５〜２５重量％が好ましく、より好ましくは２〜１５重量％である。
【００５４】
顔料は、特にその種類を限定すること無く、無機顔料、有機顔料を使用することができる。染料に比べ、インク中で溶解せず、粒子として分散しているので、同じ浸透特性のインクであっても紙の奥深くに浸透しにくく、よって、画像濃度も高く、裏抜けの少ない良好な画質を得ることが可能になる。
【００５５】
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。また、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、水と親和性の良いものが好ましく用いられる。インク組成物中の色材としての顔料の添加量は、０．５〜２５重量％が好ましく、より好ましくは２〜１５重量％である。
【００５６】
本発明において好ましく用いられる顔料の具体例として、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。
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、８１、８３、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、４０８、１０９、１１０、１１７、１２０、１３８、１５０、１５３、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（ベンガラ）、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（フタロシアニンブルー）、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。
ブラック用の顔料はカーボンブラックであることが好ましい。ブラックインクとしてカーボンブラックは色調に優れるとともに、耐水性、退光性、分散安定性に優れ、且つ安価である。
【００５７】
その他顔料（例えばカーボン）の表面を樹脂等で処理し、水中に分散可能としたグラフト顔料や、顔料（例えばカーボン）の表面にスルホン基やカルボキシル基、カルボニル基又はヒドロキシル基等の親水性の官能基を付加し水中に分散可能とした加工顔料等が使用できる。
また、顔料をマイクロカプセルに包含させ、該顔料を水中に分散可能なのものとしたものであっても良い。
【００５８】
本発明の好ましい態様によれば、前記インク中の顔料は平均粒径が１０〜２００ｎｍの範囲であることが好ましい。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。
【００５９】
着色剤を顔料とすると耐水性や耐光性が良好になり、更に記録媒体の層をインクが抜け、裏面までしみ出してまう裏抜け（以下単に裏抜けと記す）を防止できる。顔料はインク中に溶解せず分散しているためにインクジェットで印字された際、記録媒体中でインクの液体成分より記録媒体の中に入りにくく、記録媒体の表面近傍にとどまるため、乾燥性は速いが裏抜けを防止することができる。平均粒径が１０ｎｍ未満であると裏抜けを防止する効果が少なく、２００ｎｍ超えるとインクの分散安定性が悪く、保存時に凝集等で粒径が大きくなり吐出安定性が劣る場合がある。
【００６０】
顔料は分散剤で水性媒体中に分散させて得られた顔料分散液としてインクに添加されるのが好ましい。好ましい分散剤としては、従来公知の顔料分散液を調整するのに用いられる公知の分散剤を使用することができる。高分子分散剤として例えば以下のものが挙げられる。
【００６１】
親水性高分子として、天然系ではアラビアガム、トラガンガム、グーアガム、カラヤガム、ロー力ストビーンガム、アラビノガラクトン、ペクチン、クインスシードデンプン等の植物性高分子、アルギン酸、カラギーナン、寒天等の海藻系高分子、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン等の動物系高分子、キサンテンガム、デキストラン等の微生物系高分子、半合成系ではメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の繊維素系高分子、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム等のデンプン系高分子、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸ブロピレングリコールエステル等の海藻系高分子、純合成系ではポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体等が挙げられる。
【００６２】
これらの共重合体は重量平均分子量が３，０００〜５０，０００であるのが好ましく、より好ましくは５，０００〜３０，０００、最も好ましくは７，０００〜１５，０００である。高分子分散剤の添加量は、顔料を安定に分散させ、本発明の他の効果を失わせない範囲で適宣添加されて良い。顔料と分散剤との比（重量比）としては１：０．０６〜１：３の範囲が好ましく、より好ましくは１：０．１２５〜１：３の範囲である。
また、水溶性界面活性剤を顔料分散剤として使用することも可能である。この場合、その使用量に対するインク粘度の上昇が高分子分散剤を使用した場合よりも小さく、インクジェット記録法に用いたときに良好な吐出特性の顔料インクを得やすい。
【００６３】
顔料分散剤として使用する水溶性界面活性剤の具体例として、例えばアニオン界面活性剤としてはアルキルアリルまたはアルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルアリールエーテルリン酸塩、アルキルアリールエーテル硫酸塩、アルキルアリールエーテルエステル硫酸塩、オレフィンスルホン酸塩、アルカンオレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、エーテルカルボキシレート、スルホコハク酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル、脂肪酸塩、高級脂肪酸とアミノ酸の縮合物、ナフテン酸塩等が挙げられる。
【００６４】
カチオン界面活性剤としてはアルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、脂肪族アミン塩、ベンザルコニウム塩、第４級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩等が挙げられる。
【００６５】
ノニオン系界面活性剤としては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アルキルアリルエーテル、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グリコールエステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ショ糖エステル、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、アミンオキシド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、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ソルビトール脂肪酸エステル、アルキル（ポリ）グリコキシド等が挙げられる。
【００６６】
両性界面活性剤としてはイミダゾリニウムベタイン等のイミダゾリン誘導体、ジメチルアルキルラウリルベタイン、アルキルグリシン、アルキルジ（アミノエチル）グリシン等が挙げられる。分散剤としての界面活性剤の添加量は、顔料を安定に分散させ、本発明の他の効果を失わせない範囲で適宣添加されて良い。
【００６７】
更に好ましくは、上記インク中の分散剤はカルボキシル基が結合していることが好ましい。分散剤に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ともに、印字後の記録媒体の耐水性がより向上する。更に、上記の裏抜けを防止する効果が得られる。特に、カルボキシル基が結合している分散剤で分散した顔料と、前記炭素数９のジオール誘導体と前記一般式（Ｉ）で表わされる成分とを併用した場合においては、普通紙などの比較的サイズ度の高い記録媒体に印字した場合においても、充分な乾燥速度が得られ、且つ、裏抜けが少ないという効果が得られる。これは、カルボン酸の解離定数が他の酸基に比較して小さいため、顔料が記録媒体に付着した後、インクのｐＨ値の低下や、記録媒体表面近傍に存在するカルシウムなどの多価金属イオンとの相互作用などにより、分散剤自体の溶解度が低下し、分散剤自体や顔料が凝集するためと推定される。
【００６８】
また、より好ましい別の形態としては、インク中の顔料が表面改質されカルボキシル基、スルホン基、カルボニル基又はヒドロキシル基が直接顔料に結合され水中に分散されている形態があげられる。この形態にする方法としては、顔料に、酸、塩基処理、カップリング剤処理、ポリマーグラフト処理、プラズマ処理または酸化／還元処理等の表面改質処理を施すことにより、顔料粒子表面にカルボキシル基、スルホン基、カルボニル基又はヒドロキシル基有する自己分散可能な顔料を製造することができる。このような表面処理を行なうことにより、水に対する親水化基を通常の顔料より多く含むようになり、自己分散が可能となる。これら処理方法の中では、いろいろ化学修飾が可能な親水基を有するジアゾニウム塩を顔料粒子表面にカップリングさせて結合させる方法が好ましい。この製造方法は、特表平１０−５１０８６２号明細書（特許文献５）に記載されている方法で実施することができるが、本発明の自己分散可能な顔料は、市販の自己分散可能な顔料をそのまま使用することができる。
【００６９】
このような市販の顔料の例としては、ブラック顔料としてＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２００、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−３００、ＩＪＸ−５５、（以上、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製）、Ｍｉｃｒｏｊｅｔ Ｂｌａｃｋ ＣＷ−１（オリエント化学社製）等が挙げられ、シアン顔料としてはＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２５０Ｃ、マゼンタ顔料としてはＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２６０Ｍ、イエロー顔料としてはＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２７０Ｙ（以上、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製）が挙げられる。
【００７０】
この場合、顔料が表面改質されカルボキシル基、スルホン基、カルボニル基又はヒドロ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、上述と同様な作用により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。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より起こしにくく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。なかでも、カルボキシル基が結合したタイプは印字後の記録媒体の耐水性がより向上し更に、裏抜けを防止する効果からより好ましい。
【００７１】
また、近年急速に普及しつつある不可視インクによるバーコード印刷、消印印刷への適用も可能である。この場合、通常の染料や、顔料のかわりに、可視領域に吸収を持たず、赤外線や紫外線に吸収をもつ赤外線吸収剤あるいは紫外線吸収剤をインク中に添加する。
【００７２】
本発明のインクには他に従来知られている添加剤を加えることができる。
例えば、本発明の水性インクには樹脂エマルジョンが添加されていても良い。本発明に用いることのできる樹脂エマルジョンとは、連続相が水であり、分散相が次のような樹脂成分であるエマルジョンを意味する。分散相の樹脂成分としてはアクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂などがあげられる。これらの樹脂は親水性部分と疎水性部分とを併せ持つ重合体であるのが好ましい。また、これらの樹脂成分の粒子径はエマルジョンを形成する限り特に限定されないが、１５０ｎｍ程度以下が好ましく、より好ましくは５〜１００ｎｍ程度である。
これらの樹脂エマルジョンは、樹脂粒子を、場合によって界面活性剤とともに水に混合することによって得ることができる。
【００７３】
市販の樹脂エマルジョンとしては、マイクロジェルＥ−１００２、Ｅ−５００２（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ペイント株式会社製）、ボンコート４００１（アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製）、ボンコート５４５４（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製）、ＳＡＥ−１０１４（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ゼオン株式会社製）、サイビノールＳＫ−２００（アクリル系樹脂エマルジョン、サイデン化学株式会社製）、などがあげられる。本発明の水性インクは、樹脂エマルジョンを、その樹脂成分がインクの０．１〜４０重量％となるよう含有するのが好ましく、より好ましくは１〜２５重量％の範囲である。
樹脂エマルジョンは、増粘・凝集する性質を持ち、着色成分の紙深さ方向への浸透を抑制し、さらに記録材への定着を促進する効果を有する。また、樹脂エマルジョンの種類によっては記録材上で皮膜を形成し、印刷物の耐擦性をも向上させる効果を有する。
【００７４】
また、インク中の水分蒸発を抑制するなどの目的で、インク組成物は糖を含有していても良い。糖類の例としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類（三糖類および四糖類を含む）および多糖類があげられ、好ましくはグルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオースなどがあげられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。
また、これらの糖類の誘導体としては、前記した糖類の還元糖（例えば、糖アルコール（一般式： ＨＯＣＨ２（ＣＨＯＨ）ｎＣＨ２ＯＨ（ここでｎ＝２〜５の整数を表わす）で表わされる）、酸化糖（例えば、アルドン酸、ウロン酸など）、アミノ酸、チオ酸などがあげられる。特に糖アルコールが好ましく、具体例としてはマルチトール、ソルビットなどがあげられる。
これら糖類の含有量は、好ましくはインク組成物の０．１〜４０重量％、より好ましくは０．５〜３０重量％の範囲が適当である。
【００７５】
その他アルギン酸ナトリウムを含有させても良い。アルギン酸ナトリウムは、褐藻類にのみ含まれる物質で、主に細胞膜或いは細胞間隙物質として存在する親水性高分子電解質である。化学的にはβ−１，４結合するＤ−Mannuronic acid〔Ｍ〕と、α−１，４結合するＬ−Guluronic acid〔Ｇ〕の重合体である。増粘作用、安定化作用、分散作用、ゲル化作用、フィルム形成作用等の効果がある。インクジェットインクに添加すると、pHによる粘度変化、塩類による析出、多価陽イオンとのゲル化により、単色の滲み（フェザリング）や異なる色間の滲み（カラーブリード）が改善できる。
【００７６】
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。
【００７７】
ｐＨ調整剤としては、調合されるインク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。
【００７８】
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挙げられる。
【００７９】
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等がある。
この他その目的に応じて水溶性紫外線吸収剤を添加することもできる。
【００８０】
本発明の水性インクは、該水性インクを微細な吐出口より液滴として吐出、飛翔させ記録媒体にカラー画像を形成するインクジェット記録方法にとりわけ好適に用いられるが、水性ペン、水性マーカー、水性ボールペンなどの一般の筆記用具や記録計、ペンプロッター用のインクとして使用できることはいうまでもない。また、本発明のインクは、上記用途に限定されるものではない。
インクジェット記録方法に使用する場合、インク粘度を所望の値に調節する必要がある。ヘッドの吐出力に依存するものの、一般にインクの粘度は２０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。２０ｍＰａ・ｓより大きいとインクジェットにて充分な吐出が行えず、画像不良の問題が発生する場合が多い。
【００８１】
本発明の水性インクを用いて記録を行なうのに好適な方法としては、該インクに、記録信号に対応した熱エネルギーを与え、該熱エネルギーにより液滴を発生させ、記録媒体に画像を形成する方法が挙げられる。
【００８２】
本発明の水性インクは、浸透性が高く、かつにじみのない高品質な画像と、吐出安定性、特に印字中あるいは印字休止時の気泡巻き込み等による吐出不良を起こしにくく、また吐出不良が起こった際にも簡単な回復機構で信頼性が維持できるインクが得られるため、通常では困難であった高速記録プロセスへの適用が可能である。すなわち、記録媒体上で画素領域の少なくとも一部が重なるように、同一あるいは別個の吐出口より複数のインク液滴を吐出、飛翔させ記録媒体に画像を形成する記録方法において、記録媒体上で重なりを生じる二つのインク液滴の吐出時間差を短くすることが可能となるため、非常に高速記録が可能になる。近年、インクジェットプリンターに間する技術は目覚しい進歩をとげ、印字速度も向上しているものの、ある程度の高画質を維持するためには、隣接する位置関係にあるドットは連続で形成せず、一方が紙中に染み込むまで、もう一方のインク着弾させなかった。すなわち、いわゆるマルチパス印字と呼ばれる方法により、印字速度を犠牲にさせながら、高画質印字を達成していると言える。本発明のインクは、非常に高い浸透特性を示すため、従来では成し得なかったシングルパスでの高画質印字が可能となった。さらには、ラインヘッドによる４色以上のカラー印刷でも、印字速度を犠牲にすることなく、高画質印字を達成することができる。
【００８３】
次に、本発明に用いられる水性インクをインクカートリッジに収容し、このインクカートリッジをインクジェットプリンターに装着して、微細な吐出口より液滴として吐出、飛翔させ記録媒体に画像を形成する方法を、添付図面を参照して説明するが、以下は構成例の一つに過ぎず、本発明になんら限定を加えるものではない。
【００８４】
図１は本発明の水性インクを収容したインク収容部を備えたインクカートリッジを搭載するシリアル型インクジェット記録装置の機構部の概略正面図である。
このインクジェット記録装置の機構部は、両側の側板（１）、（２）間に主支持ガイドロッド（３）及び従支持ガイドロッド（４）を略水平な位置関係で横架し、これらの主支持ガイドロッド（３）及び従支持ガイドロッド（４）でキャリッジユニット（５）を主走査方向に摺動自在に支持している。
【００８５】
キャリッジユニット（５）には、それぞれイエロー（Ｙ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、シアン（Ｃ）インク、ブラック（Ｂｋ）インクをそれぞれ吐出する４個のヘッド（６）を、その吐出面〔ノズル面〕（６ａ）を下方に向けて搭載し、またキャリッジユニット（５）のヘッド（６）の上側には４個のヘッド（６）に各々インクを供給するための各色のインク供給体である４個のインクカートリッジ（７ｙ）、（７ｍ）、（７ｃ）、（７ｋ）を交換可能に搭載している。
そして、キャリッジユニット（５）は主走査モータ（８）で回転される駆動プーリ（駆動タイミングプーリ）（９）と従動プーリ〔アイドラプーリ〕（１０）との間に張装したタイミングベルト（１１）に連結して、主走査モータ（８）を駆動制御することによってキャリッジユニット（５）、即ち４個のヘッド（６）を主走査方向に移動するようにしている。
【００８６】
また、側板（１）、（２）を繋ぐ底板（１２）上にサブフレーム（１３）、（１４）を立設し、このサブフレーム（１３）、（１４）間に用紙（１６）を主走査方向と直交する副走査方向に送るための搬送ローラー（１５）を回転自在に保持している。そして、サブフレーム（１４）側方に副走査モータ（１７）を配設し、この副走査モータ（１７）の回転を搬送ローラー（１５）に伝達するために、副走査モータ（１７）の回転軸に固定したギヤ（１８）と搬送ローラー（１５）の軸に固定したギヤ（１９）とを備えている。
【００８７】
更に、側板（１）とサブフレーム（１３）との間には、ヘッド（６）の信頼性維持回復機構（以下、「サブシステム」という。）（２１）を配置している。サブシステム（２１）は、各ヘッド（６）の吐出面をキャッピングする４個のキャップ手段（２２）をホルダ（２３）で保持し、このホルダ（２３）をリンク部材（２４）で揺動可能に保持して、キャリッジユニット（５）の主走査方向の移動でホルダ（２３）に設けた係合部（２５）にキャリッジユニット（５）が当接することで、キャリッジユニット（５）の移動に従ってホルダ（２３）がリフトアップしてキャップ手段（２２）でインクジェットヘッド（６）の吐出面（６ａ）をキャッピングし、キャリッジユニット（５）が印写領域側へ移動することで、キャリッジユニット（５）の移動に従ってホルダ（２３）がリフトダウンしてキャップ手段（２２）がインクジェットヘッド（６）の吐出面（６ａ）から離れるようにしている。
【００８８】
なお、キャップ手段（２２）は、それぞれ吸引チューブ（２６）を介して吸引ポンプ（２７）に接続すると共に、大気開放口を形成して、大気開放チューブ及び大気開放バルブを介して大気に連通している。また、吸引ポンプ（２７）は吸引した廃液を、ドレインチューブ等を介して図示しない廃液貯留槽に排出する。
更に、ホルダ（２３）の側方には、インクジェットヘッド（６）の吐出面（６ａ）をワイピングする繊維部材、発泡部材あるいはゴム等の弾性部材からなるワイピング手段であるワイパブレード（２８）をブレードアーム（２９）に取付け、このブレードアーム（２９）は揺動可能に軸支し、図示しない駆動手段で回動されるカムの回転によって揺動させるようにしている。
【００８９】
次に、インクカートリッジ（７）について図２、図３を参照して説明する。ここで図２は、図１の記録装置に装填する前のインクカートリッジの外観斜視図を示し、図３はインクカートリッジの正断面図を示す。
インクカートリッジ（７）は、図３に示すように、カートリッジ本体（４１）内に所要の色のインクを吸収させたインク吸収体（４２）を収容してなる。カートリッジ本体（４１）は、上部に広い開口を有するケース（４３）の上部開口に上蓋部材（４４）を接着または溶着して形成したものであり、例えば樹脂成型品からなる。また、インク吸収体（４２）は、ウレタンフォーム体等の多孔質体からなり、カートリッジ本体（４１）内に圧縮して挿入した後、インクを吸収させている。
【００９０】
カートリッジ本体（４１）のケース（４３）底部には記録ヘッド（６）へインクを供給するためのインク供給口（４５）を形成し、このインク供給口（４５）内周面にはシールリング（４６）を嵌着している。また、上蓋部材（４４）には大気開放口（４７）を形成している。そして、カートリッジ本体（４１）には、装填前の状態で、インク供給口（４５）を塞ぐと共に装填時や輸送時などのカートリッジ取扱い時、或いは真空包装時による幅広側壁に係る圧力でケース（４３）が圧縮変形されて内部のインクが漏洩することを防止するため、キャップ部材（５０）を装着している。
【００９１】
また、大気開放口（４７）は、図２に示すように、酸素透過率が１００ｍｌ／ｍ２以上のフィルム状シール部材（５５）を上蓋部材（４４）に貼着してシールしている。このように大気開放口（４７）を酸素透過率が１００ｍｌ／ｍ２以上のシール部材（５５）でシールすることで、インクカートリッジ（７）を透気性のないアルミラミネートフィルム等の包装部材を用いて減圧状態で包装することにより、インク充填時やインク吸収体（４２）とカートリッジ本体（４１）との間に生じる空間（Ａ）（図３参照）にある大気のためにインク中に気体が溶存したときでも、シール部材（５５）を介してインク中の空気が真空度の高いカートリッジ本体（４１）外の包装部材との間の空間に排出され、インクの脱気度が向上する。
【００９２】
また、図４には、本発明のインクを収容したインク収容部と、インク滴を吐出させるためのヘッド部を備えた記録カートリッジ（記録ユニット）の構成例を示す。以下に記録ユニットについて説明する。
記録ユニット（３０）は、シリアルタイプのものであり、ヘッド（６）と、このヘッド（６）に供給されるインクを収容するインクタンク（３３）と、このインクタンク（３３）内を密閉する蓋部材（３４）とで主要部が構成される。
【００９３】
記録ユニット（３０）のヘッド（６）には、インクを吐出するための多数のノズル（３２）が形成されている。インクはインクタンク（３３）から、図示しないインク供給管を介して、やはり図示しない共通液室へと導かれ、電極（３１）より入力される記録装置本体からの電気信号に応じて、ノズル（３２）より吐出される。このようなタイプの記録ユニット（３０）は、構成上、安価に製造できるタイプのヘッド、いわゆるサーマル方式、バブル方式と呼ばれる、熱エネルギーを駆動の動力源とするヘッドに適した構造である。本発明の水性インクは、バブルやサーマル方式等の記録方法において、優れた浸透性を有するインクを用いるため、熱素子への濡れ性が改良され、吐出安定性及び周波数安定性が得られ、かつ安全性も高く、非常に適している。
【００９４】
ここでは、前述のようなシリアル型インクジェット記録装置を説明したが、本発明のインクは、ノズルを千鳥など任意の配列で、目的とする画像の解像度と同じか数分の１程度の密度に集積し、記録媒体の幅以上に配列させた、いわゆるラインヘッドを有する記録装置に適用することも可能である。
また、ここでいう記録装置とは、ＰＣやデジカメ用の出力プリンターのみならず、ファックスやスキャナ、電話などと組み合わせた複合的な機能を有する装置であっても構わない。
【実施例】
【００９５】
以下に本発明の実施例および比較例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例に記載の各成分の量（％）は重量基準である。
【００９６】
［実施例インクセット１］
下記処方のインク組成物を作成し室温にて充分に攪拌した後、ｐＨが８．０になるように水酸化リチウム５％水溶液にて調整した。その後、平均孔径０．２μｍのメンブレンフィルターにて濾過を行い、実施例インクセット１を得た。
【００９７】
＜ＢＫインク（ブラックインク）＞
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブラック１６８ ４．５重量％
ジエチレングリコール ２０重量％
グリセリン ６重量％
前記式（２−６）の界面活性剤 ０．３重量％
２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール ０．５重量％
シリコーン消泡剤ＳＡＧ３０（エマルジョン型）（日本ユニカー） ０．０３重量％
イオン交換水 残量
【００９８】
＜Ｃインク（シアンインク）＞
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブルー１９９ ３重量％
チオジグリコール ４重量％
ジエチレングリコール １６重量％
グリセリン ６重量％
前記式（２−７）の界面活性剤 １．０重量％
２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール ０．５重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５０８（自己乳化型）（信越化学） ０．０１重量％
イオン交換水 残量
【００９９】
＜Ｍインク（マゼンタインク）＞
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・レッド２２７ ３重量％
１，３−ブタンジオール １８重量％
グリセリン ７重量％
前記式（２−４）の界面活性剤 ０．１重量％
２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール ０．５重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５３７（自己乳化型）（信越化学） ０．０１重量％
イオン交換水 残量
【０１００】
＜Ｙインク（イエローインク）＞
Ｃ．Ｉ．ダイレクト・イエロー１４２ ３．０重量％
ジエチレングリコール ２０重量％
グリセリン ６重量％
前記式（２−７）の界面活性剤 １．０重量％
２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール ０．５重量％
シリコーン消泡剤ＫＭ７３Ｅ（エマルジョン型）（信越化学） ０．０３重量％
イオン交換水 残量
【０１０１】
［実施例インクセット２］
下記処方のインク組成物を作成し室温にて充分に攪拌した後、ｐＨが８．０になるように水酸化リチウム５％水溶液にて調整した。その後、平均孔径０.８μｍのメンブレンフィルターにて濾過を行い、実施例インクセット２のＢＫインクを得た。
【０１０２】
＜ＢＫインク（ブラックインク）＞
・インク処方
スルホン酸基結合型カーボンブラック分散液
（固形分１５重量％ 平均粒径１１０ｎｍ） ３０重量％
ジエチレングリコール １５重量％
グリセリン １０重量％
前記式（２−１０）の界面活性剤 ０．３重量％
２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール ０．８重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５３７（自己乳化型）（信越化学） ０．００５重量％
イオン交換水 残量
【０１０３】
先ず下記の顔料分散液処方にてビーズミルを用いて分散した。得られた顔料分散液を下記インク処方にて混合攪拌した後、ｐＨが８になるように水酸化リチウム５％水溶液にて調整した。その後、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターで濾過を行い実施例インクセット２のＣ，Ｍ，Ｙインクを得た。
【０１０４】
＜Ｃインク（シアンインク）＞
・顔料分散液
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３ １５重量％
スチレン−アクリレート−メタクリル酸ジエタノールアミン塩共重合体 ３重量％
イオン交換水 残量
・インク処方
顔料分散液（平均粒径１０５ｎｍ） ２０．０重量％
トリエチレングリコール １０重量％
エチレングリコール １４重量％
前記式（２−１１）の界面活性剤 ０．５重量％
２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール ０．８重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５３７（自己乳化型）（信越化学） ０．０１重量％
イオン交換水 残量
【０１０５】
＜Ｍインク（マゼンタインク）＞
・顔料分散液
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２ １５重量％
スチレン−アクリレート−メタクリル酸ジエタノールアミン塩共重合体 ３重量％
イオン交換水 残量
・インク処方
顔料分散液（平均粒径９７ｎｍ） ２６．７重量％
ジエチレングリコール １７重量％
グリセリン ８重量％
前記式（２−５）の界面活性剤 ０．５重量％
２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール ０．８重量％
シリコーン消泡剤 ＳＡＧ３０（エマルジョン型）（日本ユニカー） ０．０３重量％
イオン交換水 残量
【０１０６】
＜Ｙインク（イエローインク）＞
・顔料分散液
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４ １５重量％
ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物 ３重量％
イオン交換水 残量
・インク処方
顔料分散液（平均粒径８５ｎｍ） ２３．３重量％
ジエチレングリコール １５重量％
グリセリン １０重量％
前記式（２−２）の界面活性剤 １．５重量％
２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール ０．８重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５３１（自己乳化型）（信越化学） ０．０１重量％
イオン交換水 残量
【０１０７】
［実施例インクセット３］
下記処方のインク組成物を作成し室温にて充分に攪拌した後、ｐＨが８．５になるように水酸化ナトリウム５％水溶液にて調整した。その後、平均孔径１．２μｍのメンブレンフィルターにて濾過を行い、実施例インクセット３を得た。
【０１０８】
＜ＢＫインク（ブラックインク）＞
カルボキシル基結合型カーボンブラック分散液
（固形分１５重量％ 平均粒径１１５ｎｍ） ３０．０重量％
２−ピロリドン ２重量％
グリセリン ６重量％
ジエチレングリコール １８重量％
前記式（２−７）の界面活性剤 ０．８重量％
２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール １．０重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５３１（自己乳化型）（信越化学） ０．０１重量％
イオン交換水 残量
【０１０９】
＜Ｃインク（シアンインク）＞
ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２５０Ｃ スルホン酸基結合型シアン顔料
（固形分１０重量％、
キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク） ３０．０重量％
１，３−ブタンジオール １８重量％
グリセリン ６重量％
前記式（２−１０）の界面活性剤 １．０重量％
２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール １．０重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５０８（自己乳化型）（信越化学） ０．０１重量％
イオン交換水 残量
【０１１０】
＜Ｍインク（マゼンタインク）＞
ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２６０Ｍ スルホン酸基結合型マゼンタ顔料
（固形分１０重量％、
キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク） ４０．０重量％
１，３−ブタンジオール １７重量％
エチレングリコール ８重量％
前記式（２−７）の界面活性剤 １．５重量％
２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール １．５重量％
シリコーン消泡剤ＳＡＧ３０（エマルジョン型）（日本ユニカー） ０．０３重量％
イオン交換水 残量
【０１１１】
＜Ｙインク（イエローインク）＞
ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２７０Ｙ スルホン酸基結合型イエロー顔料
（固形分１０重量％、
キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク） ３５．０重量％
１，３−ブタンジオール １８重量％
ジエチレングリコール １２重量％
前記式（２−７）の界面活性剤 １．５重量％
２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール １．５重量％
シリコーン消泡剤ＫＳ５３７（自己乳化型）（信越化学） ０．０１重量％
イオン交換水 残量
【０１１２】
［実施例インクセット４］
実施例インクセット１から、４色それぞれに添加されているシリコーン消泡剤を抜いた以外は同じ処方で実施例インクセット４のＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙインクを得た。
【０１１３】
［比較例インクセット１］
実施例インクセット２から２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールを抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット１のＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙインクを得た。
【０１１４】
［比較例インクセット２］
実施例インクセット２のＢＫインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールの代わりに、２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオールを添加した以外は同じ処方で比較例インクセット２のＢＫインクを得た。
実施例インクセット２のＣインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールの代わりに、３，３−ジメチル−１，２−ブタンジオールを添加した以外は同じ処方で比較例インクセット２のＣインクを得た。
実施例インクセット２のＭインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールの代わりに２，４−ジメチル−２，４−ペンタンジオールを添加した以外は同じ処方で比較例インクセット２のＭインクを得た。
実施例インクセット２のＹインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールの代わりに２，４−ジメチル−２，４−ペンタンジオールを添加した以外は同じ処方で比較例インクセット２のＹインクを得た。
【０１１５】
［比較例インクセット３］
実施例インクセット３から、４色それぞれ添加されている一般式（Ｉ）で表される界面活性剤成分を抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット３のＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙインクを得た。
【０１１６】
［比較例インクセット４］
実施例インクセット３から、４色それぞれ添加されている一般式（Ｉ）で表される界面活性剤成分の代わりにドデシルベンゼンスルホネート（竹本油脂 パイオニンＡ−４１−Ｃ）を使用した以外は同じ処方で比較例インクセット４のＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙインクを得た。
【０１１７】
［比較例インクセット５］
実施例インクセット２から、４色それぞれ添加されている一般式（Ｉ）で表される界面活性剤成分と、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール又は２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールを抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット５のＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙインクを得た。
【０１１８】
［比較例インクセット６］
実施例インクセット１から、４色それぞれに添加されている一般式（Ｉ）で表される界面活性剤成分と消泡剤を抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット６のＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙインクを得た。
【０１１９】
［比較例インクセット７］
実施例インクセット２のＢＫインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールのかわりに、２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオールを添加し、更に添加されている消泡剤を抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット７のＢＫインクを得た。
実施例インクセット２のＣインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールのかわりに、３，３−ジメチル−１，２−ブタンジオールを添加し、添加されている消泡剤を抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット７のＣインクを得た。
実施例インクセット２のＭインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールのかわりに２，４−ジメチル−２，４−ペンタンジオールを添加し、更に添加されている消泡剤を抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット７のＭインクを得た。
実施例インクセット２のＹインクの２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールのかわりに２，４−ジメチル−２，４−ペンタンジオールを添加し、更に添加されている消泡剤を抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット７のＹインクを得た。
【０１２０】
［比較例インクセット８］
実施例インクセット３から、４色それぞれ添加されている一般式（Ｉ）で表される界面活性剤成分と、２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール又は２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールを抜き、更に４色とも添加されている消泡剤を抜いた以外は同じ処方で比較例インクセット８のＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙインクを得た。
【０１２１】
次に、上記実施例及び比較例に記載のインクついて下記の試験を行った。
１）画像の鮮明性
インクジェットプリンターＥＭ−９００（セイコーエプソン株式会社製）にて、ヘッドの駆動電圧、周波数、パルス幅を変え、下記の各紙に印刷を行った。印字条件は、Ｍｊが３５ｐｌ、Ｖｊが２０ｍ／ｓｅｃ、周波数が１ｋＨｚ、記録密度は３６０ｄｐｉ、ワンパス印字とした。印刷パターンは、１００％ｄｕｔｙでのベタ、及び文字、各インクの２色重ね部境界を含む一般文書画像を印刷した。
印字乾燥後、２色重ね部境界の滲み、画像滲み、色調、画像濃度を目視及び反射型カラー分光測色濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）により総合的に調べ、評価基準にしたがって判定した。用いた印刷試験用紙を以下に示す。
・マイペーパー（株式会社ＮＢＳリコー製）
・紙源Ｓ・再生紙（株式会社ＮＢＳリコー製）
・Ｘｅｒｏｘ ４０２４紙（富士ゼロックスオフィスサプライ株式会社製）
判定基準
◎：全紙鮮明な印刷である。
○：一部の用紙（再生紙）に滲みの発生がある。
△：全紙に滲みの発生がある。
×：文字の輪郭や２色重ね部境界がはっきりしないほど滲みが発生している。
【０１２２】
２）画像の乾燥性
記録媒体にベタ画像印字後の画像に０．１ｋｇ／ｃｍ２の圧力で濾紙を押しつけインクが濾紙に転写しなくなるまでの時間を測定した。いずれの紙でも３秒未満で乾燥した場合に○、３から２０秒を△、２０秒を超えた場合に×と判定した。
【０１２３】
３）裏抜け
記録媒体に反射型カラー分光測色濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で測定した各インク色での濃度が１．０となるようにベタ画像を形成した。この画像を裏面から目視観察し、ベタ画像の着色剤が裏面まで抜けており、両面印字に使用できないレベルの場合は×、ベタ画像の着色剤が裏面までは抜けていないが、ベタ画像と白地部分の境界がやや不明確で、両面印字に使用しても支障の無いレベルの場合は△、ベタ画像と白地部分の境界がほとんど明確で両面印字に使用しても支障の無いレベルの場合は○、ベタ画像と白地部分の境界が完全に明確で両面印字に使用しても支障の無い場合は◎として判定した。
【０１２４】
４）擦過性
記録媒体に各インクで形成された画像を、印字３０秒後に指、布、消しゴム、マーキングペンで擦過し、擦過後の様子を目視にて観察し擦過による画像の変化が発生した場合は×とし、発生がなければ○とした。
【０１２５】
５)画像の埋まり
乾燥後ベタ画像を観察し、拡大して観察してもインクで均一に記録媒体が着色している場合は◎、目視で観察する限りインクで均一に記録媒体が着色している場合は○、目視で地肌が見えるような不均一な着色の場合は×とした。
【０１２６】
６)保存性
インクをインクジェットプリンターにセットしたまま、６０℃、７日間放置し、その後従来公知のインクジェットプリンターのクリーニング操作1回で復帰可能ならば○、２から５回で復帰可能ならば△、５回でも復帰しなければ×とした。
【０１２７】
７)初期充填性
各インクを脱気してカートリッジに充填し、ＩＰＳｉＯ ＪＥＴ ３００に装填後、初期充填動作を行い、その後ノズルチェックパターンを印字させ、初期充填性能を評価した。評価は、ノズル抜けが無くなるまでに行った初期充填動作回数で評価し、１回で充填できたものを○、２回で充填できたものを△、３回以上の初期充填動作を要したものを×とした。
【０１２８】
８)回復試験
各インクを充填したＩＰＳｉＯ ＪＥＴ ３００を用い、各色毎にベタ画像を打たせ、ノズル抜けが生じたら、回復動作を行い、１色につき、全部でＡ４２０枚を印字させた。印字前後のカートリッジの質量を測定し、使用したインクの量を算出し、また印字中に行った回復動作の回数をチェックした。
【０１２９】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の水性インクを収容したインクカートリッジを搭載するシリアル型インクジェット記録装置の構成例を示す概略正面図である。
【図２】本発明の記録装置に装填する前のインクカートリッジの外観斜視図である。
【図３】本発明のインクカートリッジの正断面図である。
【図４】本発明における記録ヘッドとインク収容部とが一体化された記録ユニット（インクカートリッジ）の外観斜視図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１ 側板
２ 側板
３ 主支持ガイドロッド
４ 従支持ガイドロッド
５ キャリッジユニット
６ ヘッド
６ａ 吐出面（ノズル面）
７ インクカートリッジ
７ｙ インクカートリッジ
７ｍ インクカートリッジ
７ｃ インクカートリッジ
７ｋ インクカートリッジ
８ 主走査モータ
９ 駆動プーリ（駆動タイミングプーリ）
１０ 従動プーリ（アイドラプーリ）
１１ タイミングベルト
１２ 底板
１３ サブフレーム
１４ サブフレーム
１５ 搬送ローラー
１６ 用紙
１７ 副走査モータ
１８ ギヤ
１９ ギヤ
２１ サブシステム
２２ キャップ手段
２３ ホルダ
２４ リンク部材
２５ 係合部
２６ 吸引チューブ
２７ 吸引ポンプ
２８ ワイパブレード
２９ ブレードアーム
３０ 記録ユニット（記録カートリッジ）
３１ 電極
３２ ノズル
３３ インクタンク
３４ 蓋部材
４１ カートリッジ本体
４２ インク吸収体
４３ ケース
４４ 上蓋部材
４５ インク供給口
４６ シールリング
４７ 大気開放口
５０ キャップ部材
５５ シール部材
Ａ 空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色材と、炭素数９のジオール誘導体と、下記一般式（Ｉ）で表わされる界面活性剤成分を含有することを特徴とする水性インク。
【化１】
（式(Ｉ)中、Ｒ１は炭素数８〜２２のアルキル基、アルケニル基またはアルキルフェニル基を表わし、Ｍは、アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、及びアルカノールアミンから選択されるいずれかを表わし、ｎは４〜２１の整数を表わす。）
【請求項２】
炭素数９のジオール誘導体が２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール又は２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールであることを特徴とする請求項１に記載の水性インク。
【請求項３】
炭素数９のジオール誘導体の含有量が０．０５〜２重量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水性インク。
【請求項４】
一般式（Ｉ）で表わされる成分の含有量が０．０１〜４．０重量％であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の水性インク。
【請求項５】
水性インク中にさらにグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、トリエチレングリコール、２−ピロリドンから選ばれる少なくとも一つ以上の水溶性有機溶剤を含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の水性インク。
【請求項６】
色材が顔料であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の水性インク。
【請求項７】
顔料の平均粒径が１０〜２００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項６に記載の水性インク。
【請求項８】
色材が顔料であり、分散剤により水中に分散されており、この分散剤にカルボキシル基が結合していることを特徴とする請求項６又は７に記載の水性インク。
【請求項９】
色材が顔料であり、該顔料が表面改質され親水基が結合され、水中に分散されていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の水性インク。
【請求項１０】
顔料表面に結合された親水基がカルボキシル基、スルホン基、カルボニル基又はヒドロキシル基であることを特徴とする請求項９に記載の水性インク。
【請求項１１】
消泡剤として、シリコン系の消泡剤を含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の水性インク。
【請求項１２】
消泡剤が、自己乳化型であることを特徴とする請求項１１に記載の水性インク。
【請求項１３】
消泡剤が、エマルジョン型であることを特徴とする請求項１１に記載の水性インク。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の水性インクを微細な吐出口より液滴として吐出、飛翔させ記録媒体に画像を形成することを特徴とする記録方法。
【請求項１５】
前記記録方法が、水性インクに熱エネルギーを作用させて、記録媒体に画像を形成することを特徴とする請求項１４に記載の記録方法。
【請求項１６】
インクを収容したインク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、該インクが請求項１乃至１３のいずれかに記載のインクであることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項１７】
インクを収容したインク収容部と、インク滴を吐出させるためのヘッド部を備えたインクカートリッジにおいて、該インクが請求項１乃至１３のいずれかに記載のインクであることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項１８】
インクを収容したインク収容部を有するインクカートリッジと、インク滴を吐出させるための記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置、あるいは、インクを収容したインク収容部と、インク滴を吐出させるための記録ヘッドとを有するインクカートリッジを備えたインクジェット記録装置において、該インクカートリッジとして、請求項１６又は１７に記載のインクカートリッジを具備したことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１】
色材と、炭素数９のジオール誘導体と、下記一般式（Ｉ）で表わされる界面活性剤成分を含有することを特徴とする水性インク。
【化１】
（式(Ｉ)中、Ｒ１は炭素数８〜２２のアルキル基、アルケニル基またはアルキルフェニル基を表わし、Ｍは、アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、及びアルカノールアミンから選択されるいずれかを表わし、ｎは４〜２１の整数を表わす。）
【請求項２】
炭素数９のジオール誘導体が２−ｎ−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール又は２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールであることを特徴とする請求項１に記載の水性インク。
【請求項３】
炭素数９のジオール誘導体の含有量が０．０５〜２重量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水性インク。
【請求項４】
一般式（Ｉ）で表わされる成分の含有量が０．０１〜４．０重量％であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の水性インク。
【請求項５】
水性インク中にさらにグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、トリエチレングリコール、２−ピロリドンから選ばれる少なくとも一つ以上の水溶性有機溶剤を含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の水性インク。
【請求項６】
色材が顔料であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の水性インク。
【請求項７】
顔料の平均粒径が１０〜２００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項６に記載の水性インク。
【請求項８】
色材が顔料であり、分散剤により水中に分散されており、この分散剤にカルボキシル基が結合していることを特徴とする請求項６又は７に記載の水性インク。
【請求項９】
色材が顔料であり、該顔料が表面改質され親水基が結合され、水中に分散されていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の水性インク。
【請求項１０】
顔料表面に結合された親水基がカルボキシル基、スルホン基、カルボニル基又はヒドロキシル基であることを特徴とする請求項９に記載の水性インク。
【請求項１１】
消泡剤として、シリコン系の消泡剤を含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の水性インク。
【請求項１２】
消泡剤が、自己乳化型であることを特徴とする請求項１１に記載の水性インク。
【請求項１３】
消泡剤が、エマルジョン型であることを特徴とする請求項１１に記載の水性インク。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の水性インクを微細な吐出口より液滴として吐出、飛翔させ記録媒体に画像を形成することを特徴とする記録方法。
【請求項１５】
前記記録方法が、水性インクに熱エネルギーを作用させて、記録媒体に画像を形成することを特徴とする請求項１４に記載の記録方法。
【請求項１６】
インクを収容したインク収容部を備えたインクカートリッジにおいて、該インクが請求項１乃至１３のいずれかに記載のインクであることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項１７】
インクを収容したインク収容部と、インク滴を吐出させるためのヘッド部を備えたインクカートリッジにおいて、該インクが請求項１乃至１３のいずれかに記載のインクであることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項１８】
インクを収容したインク収容部を有するインクカートリッジと、インク滴を吐出させるための記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置、あるいは、インクを収容したインク収容部と、インク滴を吐出させるための記録ヘッドとを有するインクカートリッジを備えたインクジェット記録装置において、該インクカートリッジとして、請求項１６又は１７に記載のインクカートリッジを具備した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２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１１１８５２（Ｐ２００６−１１１８５２Ａ）
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１０５０５（Ｐ２００５−１１０５０５）
【出願日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【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４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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